KR101976005B1 - 수직 오버레이 용접 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 오버레이 용접 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수직 오버레이 용접 장치는 수직으로 설치되는 본체와, 상기 본체의 하부와 일단이 힌지 결합되며, 피용접 대상물이 상부면에 올려지고, 상기 피용접 대상물의 일측면이 고정되는 다수 개의 돌출부가 상부면 일측에 형성되는 안착대와, 상기 안착대를 수직으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 안착대를 상기 본체에 거치시키는 지지 수단과, 상기 안착대에 안착된 피용접 대상물을 수직으로 오버레이 육성 용접을 수행하는 용접 유니트와, 상기 피용접 대상물을 상기 안착대에 고정시키는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수직 오버레이 용접 장치{apparatus of overlay welding for vertical type}

본 발명은 수직 오버레이 용접 장치에 관한 것으로서, 수직 하방향으로 오버레이 육성 용접 작업을 수행할 수 있는 수직 오버레이 용접 장치에 관한 것이다.

원소재로 만들어진 밸브, 열교환관의 높은 가격을 보완하기 위해서 연강 또는 저합금강에 인코넬 등 특수 용접재료로 오버레이 용접함으로써 원소재의 가격보다 30~50% 의 원가 절감의 효과를 기대할 수 있는 오버레이 육성 용접이 많은 산업현장에서 사용되고 있다.

이러한 오버레이 육성 용접에 대한 선행기술들에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2011-0099722호, 출원번호 제10-2013-0133853호 등이 있다.

도 1은 도 1은 피용접 대상물의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 다수 개의 파이프를 수평으로 배치된 상태로 연결된 열교환관인 피용접 대상물(1)은 고온에 접촉되는 부위에 오버레이 육성 용접을 통해서 어버레이층(2)을 형성시키게 된다.

이러한 오버레이 육성 용접은 다수 개의 파이프가 연속적으로 배치된 상태에서 수평으로 용접하기보다 수직으로 용접하는 방식이 오버레이 용접층을 균일하게 형성시킬 수 있다.

다만, 이러한 오버레이 육성 용접 과정은 필수적으로 피용접 대상물의 변형이 발생하게 되므로 용접 과정에서 이러한 변형을 방지할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

본 발명에 따른 수직 오버레이 용접 장치는 피용접 대상물을 수직으로 세운 상태에서 용접을 실시할 수 있으며, 용접 과정에서 피용접 대상물이 변형되는 것을 방지할 수 있는 용접 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 수직 오버레이 용접 장치는 수직으로 설치되는 본체와, 상기 본체의 하부와 일단이 힌지 결합되며, 피용접 대상물이 상부면에 올려지고, 상기 피용접 대상물의 일측면이 고정되는 다수 개의 돌출부가 상부면 일측에 형성되는 안착대와, 상기 안착대를 수직으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 안착대를 상기 본체에 거치시키는 지지 수단과, 상기 안착대에 안착된 피용접 대상물을 수직으로 오버레이 육성 용접을 수행하는 용접 유니트와, 상기 피용접 대상물을 상기 안착대에 고정시키는 고정 수단을 포함하되, 상기 고정 수단은 상기 안착대의 상하부측에 각각 설치되어, 피용접 대상물의 안착대에 밀착시키는 상하부 고정 수단과, 상기 피용접 대상물의 변형을 방지하도록 상기 안착대의 수평 부재를 따라서 이동을 가이드 하는 가이드 고정 수단을 포함한다.

그리고, 상기 가이드 고정 수단은 상기 안착대의 수평 부재에 접촉되는 롤러와, 상기 롤러가 설치되는 몸체와, 상기 몸체에서 연장되며 상기 피용접 대상물의 타측면에 고정되는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 용접 유니트는 상기 본체에 수직으로 설치된 레일을 따라서 이동되는 수평 몸체와, 상기 수평 몸체에 설치된 수평 레일을 따라서 수평 이동되는 용접 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수직 오버레이 용접 장치는 피용접 대상물을 안착대에 고정시킨 상태에서 수직으로 세우고, 용접 유니트를 이용하여 수직 하방향으로 오버레이 육성 용접을 수행할 수 있으며, 상하부 고정 수단과 가이드 고정 수단을 이용하여 피용접 대상물을 변형없이 연속적으로 오버레이 용접을 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 피용접 대상물의 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수직 오버레이 용접 장치의 개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수직 오버레이 용접 장치를 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접 유니트를 나타내는 도면대용 사진.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가이드 고정 수단을 도시하는 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수직 오버레이 용접 장치의 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수직 오버레이 용접 장치는 본체(10), 안착대(20), 회전 수단, 지지 수단, 용접 유니트 및 고정 수단을 포함하여 이루어진다.

먼저, 본체(10)는 수직으로 설치되는 프레임 형태이며, 안착대(20)의 하부와 일단이 힌지 결합된다.

이러한 안착대(20)의 상부면에는 피용접 대상물(1)이 올려지고, 고정 수단(도 2에는 상하부 고정 수단(42)이 도시되어 있음)을 통해서 단단하게 고정된 상태에서 수직으로 기립된 상태에서 용접 유니트(30)에 의해서 수직으로 용접 작업이 진행된다.

이러한 용접 유니트(30)는 본체(10)에 설치된 레일(12)을 따라서 수직으로 이동하게 된다.

상하부 고정 수단(42)은 체인 등을 이용하여 피용접 대상물의 상하부를 안착대(20)에 고정시키게 된다. 이 과정에서 체인에 의해서 피용접 대상물이 변형되는 것을 방지하기 위하여 체인과 피용접 대상물 사이에는 보호 부재를 삽입시킬 수 있다.

상하부 고정 수단(42)을 통해서 고정된 피용접 대상물은 안착대(20)를 수직으로 회전시키는 회전 수단을 통해서 본체(10)에 수직으로 거치하게 된다.

이러한 회전 수단은 도 2에는 미도시되어 있지만, 크레인을 이용하여 안착대 상단부를 들어 올리거나, 별도의 전동 수단을 통해서 안착대를 회전시키는 형태로도 설치가능하다.

이러한 안착대의 회전을 통해서 용접을 수행할 수 있는 상태가 되면 지지 수단을 통해서 안착대를 본체에 거치시키게 된다.

이러한 지지 수단은 핀 형태를 이용하거나 별도의 유압 수단을 이용한 클램핑 방식을 이용할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수직 오버레이 용접 장치를 도시하는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 안착대(20)가 본체(10)에 수직으로 세워진 상태에서 본체의 양측에 설치된 레일(12)을 따라서 용접 유니트가 상하로 이동되면서 오버레이 육성 용접을 연속적으로 수행하게 된다.

이러한 육성 용접이 진행되는 과정에서 피용접 대상물의 열변형이 필연적으로 발생하게 되며, 이러한 열변형을 방지하기 위한 고정 수단이 요구된다.

이러한 피용접 대상물을 안착대에 고정시키는 고정 수단은 상하 방향의 변형을 방지하는 상하부 고정 수단과 좌우 방향의 측면 변형을 방지하기 위한 가이드 고정 수단으로 구분된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접 유니트를 나타내는 도면대용 사진이다.

도 4에 나타난 바와 같이 피용접 대상물(1)의 일측면이 고정되는 다수 개의 돌출부(28)가 안착대(20)의 상부면 일측에 형성되며, 상기 돌출부(28)와 피용접 대상물(1)은 용접을 통해서 단단하게 고정되었다가 용접 작업이 완료되면 절단 작업을 거쳐 분리하게 된다.

후술하는 가이드 고정 수단의 지지대(56)는 상기 돌출부(28)가 형성된 반대측에 피용접 대상물과 고정된다.

다음으로, 용접 유니트(30)는 본체(10)에 수직으로 설치된 레일(12)을 따라서 이동되는 수평 몸체(31)와, 상기 수평 몸체(31)에 설치된 수평 레일(32)을 따라서 수평 이동되는 용접 몸체(36)를 포함한다.

수평 몸체(31)는 좌우 양측 레일을 따라서 각각 수직 이동되도록 한 쌍으로 설치되고, 상기 수평 레일(32)은 수평 몸체(31)를 수평으로 연결시키는 형태로 설치된다.

부가적으로 상하부 고정수단(42)을 체인을 이용하여 고정된 방식을 나타내고 있으며, 피용접 대상물의 변형을 방지하기 위하여 보호 부재(48)를 덧댄 것을 확인할 수 있다.

이러한 용접 유니트를 이용한 용접 작업은 수직 하방향으로 이동되면서 오버레이 육성 용접을 수행하게 된다. 즉, 오버레이 용접에 의해서 육성되는 오버레이층의 두께를 최소화하고, 용접속도를 빠르게 수행하여 Fe 희석을 최소화하는 것이다.

다음으로, 가이드 고정 수단에 대해 살펴보면,

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가이드 고정 수단을 도시하는 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 가이드 고정 수단은 안착대의 수평 부재(22)에 접촉되는 롤러(52)와 와, 상기 롤러가 설치되는 몸체(54)와, 상기 몸체(54)에서 연장되며 상기 피용접 대상물(1)의 타측면에 고정되는 지지대(56)를 포함하여 이루어 진다.

오버레이 용접 과정에서 피용접 대상물(1)이 측면으로 변형되는 것을 상기 가이드 고정 수단이 수평 부재(22)를 통해서 변형없이 신축되도록 가이드하게 되므로 용접으로 인한 변형을 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 수직 오버레이 용접 장치를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1: 피용접 대상물
2: 오버레이층
10: 본체
12: 레일
20: 안착대
22: 수평 부재
28: 돌출부
30: 용접 유니트
31: 수평 몸체
32: 수평 레일
36: 용접 몸체
42: 상하부 고정 수단
48: 보호 부재
50: 가이드 고정 수단

Claims (4)

1. 수직으로 설치되는 본체와;
   상기 본체의 하부와 일단이 힌지 결합되며, 피용접 대상물이 상부면에 올려지고, 상기 피용접 대상물의 일측면이 고정되는 다수 개의 돌출부가 상부면 일측에 형성되는 안착대와;
   상기 안착대를 수직으로 회전시키는 회전 수단과;
   상기 안착대를 상기 본체에 거치시키는 지지 수단과;
   상기 안착대에 안착된 피용접 대상물을 수직으로 오버레이 육성 용접을 수행하는 용접 유니트와;
   상기 피용접 대상물을 상기 안착대에 고정시키는 고정 수단;을 포함하되,
   상기 고정 수단은,
   상기 안착대의 상하부측에 각각 설치되어, 피용접 대상물의 안착대에 밀착시키는 상하부 고정 수단과,
   상기 피용접 대상물의 변형을 방지하도록 상기 안착대의 수평 부재를 따라서 이동을 가이드 하는 가이드 고정 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 오버레이 용접 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 가이드 고정 수단은,
   상기 안착대의 수평 부재에 접촉되는 롤러와, 상기 롤러가 설치되는 몸체와, 상기 몸체에서 연장되며 상기 피용접 대상물의 타측면에 고정되는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 오버레이 용접 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 용접 유니트는,
   상기 본체에 수직으로 설치된 레일을 따라서 이동되는 수평 몸체와, 상기 수평 몸체에 설치된 수평 레일을 따라서 수평 이동되는 용접 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 오버레이 용접 장치.
   

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