KR102112934B1 - 오버레이 용접장치 - Google Patents

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이기우
이상재
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최진수
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두산메카텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는, 파이프의 내면을 오버레이 용접하는 오버레이 용접장치에 있어서, 붐 지지부; 상기 붐 지지부의 일측에 배치되는 전극부; 상기 전극부와 일정 거리 이격 배치되는 한 쌍의 용접재; 및 상기 한 쌍의 용접재를 상기 전극부에 의해 형성되는 아크의 내부로 유도하는 용접재 가이드를 포함하고, 상기 용접재 가이드는 상기 붐 지지부에 대하여 틸팅 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 용접재의 각각의 일단부와 결합된 상태에서 틸팅됨으로써 상기 한 쌍의 용접재 상호간의 위치를 조절 가능할 수 있다.

Description

오버레이 용접장치{OVERLAY WELDING APPARATUS}
본 발명은, 오버레이 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모재의 표면에 복수의 용접층을 형성함에 있어서 용접시간 및 용접층의 두께를 효율적으로 제어할 수 있는 오버레이 용접장치에 관한 것이다.
오버레이 용접은 내 부식성을 부여하거나 내 마모성을 향상시키는 등의 특수 목적을 위해 모재 위에 다른 특성을 가진 이종 재질을 용접을 통해 접합하는 용접방식이다.
발전설비나 석유화학 플랜트의 배관 설비에는 탄소강이 주로 사용되고, 그 내면에 스테인레스나 니켈합금 등의 내구성, 내부식성, 고강도성을 가지는 이종 금속으로 일정 두께의 오버레이 용접(overlay welding)을 실시한다.
파이프 내부의 액체 종류에 따라 부식의 형태와 속도가 상이하고, 그에 대응 가능한 재질이 각각 상이하므로, 고객들은 용접부가 필요 화학성분을 갖는 최소두께 이상이 되도록 용접층의 두께를 결정하여 주문을 하게 된다.
일반적으로, 모재의 표면에 이종 재질을 용접하게 되면, 모재의 성분에 의해 희석되는 부분(버퍼층)이 발생하며, 고객은 필요로 하는 재질의 화학성분의 함량을 충족하는 부분에 대한 특정 두께를 요구할 수 있다.
종래에는 필요성분의 함량을 충족하는 부분의 두께를 충분히 확보하기 위해 총 3층의 용접층이 형성되도록 3번의 오버레이 용접을 수행하였다. 그러나, 오버레이 용접은 파이프의 내면의 전체 면적에 대해 수행되므로 한 층을 형성하는데 상당히 긴 시간이 소요되어, 3층을 형성할 경우 전체 공정시간이 지나치게 많이 소요되는 문제점이 있었다.
공개특허 제10-1994-0021170호(1994.10.17)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 두개의 용접층을 형성하면서도 고객이 요구하는 두께의 용접층을 형성하고, 공정시간을 단축할 수 있는 오버레이 용접장치에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는, 파이프의 내면을 오버레이 용접하는 오버레이 용접장치에 있어서, 붐 지지부(310); 상기 붐 지지부(310)의 일측에 배치되는 전극부(400); 상기 전극부(400)와 일정 거리 이격 배치되는 한 쌍의 용접재; 및 상기 한 쌍의 용접재를 상기 전극부(400)에 의해 형성되는 아크의 내부로 유도하는 용접재 가이드(200)를 포함하고, 상기 용접재 가이드(200)는 상기 붐 지지부(310)에 대하여 틸팅 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 용접재의 각각의 일단부와 결합된 상태에서 틸팅됨으로써 상기 한 쌍의 용접재 상호간의 위치를 조절 가능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 용접재 가이드(200)는 상기 한 쌍의 용접재를 각각 요 방향으로 틸팅시키는 제1틸팅부재(220)와 상기 한 쌍의 용접재를 각각 피치 방향으로 틸팅시키는 제2틸팅부재(230)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 용접재는 상호 일정 거리 이격되는 제1용접재 및 제2용접재를 포함하고, 상기 용접재 가이드(200)는 상기 제1용접재의 일단부와 결합되는 제1고정부재 및 상기 제2용접재의 일단부와 결합되는 제2고정부재를 포함하고, 상기 제1고정부재 및 상기 제2고정부재는 각각이 상기 지지부에 대하여 틸팅 됨으로써 상기 제1용접재 및 상기 제2용접재와 상기 전극부(400)의 이격 거리 및 상기 제1용접재 및 상기 제2용접재 상호간의 이격 거리를 조절 가능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1용접재 및 제2용접재 각각의 일단부는 상기 아크의 범위내에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1용접재 및 상기 제2용접재는 상기 파이프의 내면에 대해서 동일한 용접층을 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 지지부의 타단에 배치되고, 상기 용접재 가이드(200)에 상기 한 쌍의 용접재를 공급하는 용접재 공급부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 용접재 공급부는 상기 제1용접재를 공급하는 제1롤러 및 상기 제2용접재를 공급하는 제2롤러를 포함하고, 상기 제1롤러 및 상기 제2롤러는 하나의 구동모터에 의해 구동될 수 있다.
바람직하게는, 상기 구동모터는 프린트 모터를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 붐 지지부(310)는 일정한 길이로 연장 형성되고, 길이방향을 따라 이동이 가능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 아크는 350A 이상의 전류와 19V 이상의 전압으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 오버레이 용접장치는 상호 위치를 조정가능한 한 쌍의 용접재로 하나의 용접층을 형성함으로써 고객이 요구하는 용접층의 두께를 확보하면서도 공정시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치의 사시 사진.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치의 상면 및 측면을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접재 가이드(200)의 사시 사진.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접재 가이드(200)를 개념적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 한 쌍의 용접재의 상호 배치구조를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 용접재 배치구조에 따른 용접층의 형상을 개념적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치로 형성한 2개의 용접층을 개념적으로 도시한 도면.
도 8은 표 1의 시험조건에 따른 시험결과를 도시한 도면.
이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 전극봉(410)의 자유단이 향하는 방향을 하방 또는 하측으로 설명하고 이와 반대되는 방향을 상방 또는 상측으로 설명할 수 있다. 또한, 붐 지지대가 파이프의 내측으로 수용되는 방향을 전방으로 설명할 수 있고, 이와 반대되는 방향을 후방으로 설명할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치의 사시 사진이고, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치의 상면 및 측면을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접재 가이드(200)의 사시 사진이고, 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 용접재 가이드(200)를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 한 쌍의 용접재(110)의 상호 배치구조를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 용접재 배치구조에 따른 용접층의 형상을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치로 형성한 2개의 용접층을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 붐 지지부(310), 전극부(400), 한 쌍의 용접재(110) 및 용접재 가이드(200)를 포함할 수 있다. 또한, 오버레이 용접장치는 릴부(530), 롤러부(520) 및 구동부(510)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 오버레이 용접장치는 모재의 표면에 이종재질의 용접층을 형성하기 위한 것으로, 두 개의 용접재의 배치를 조절함으로써 고객의 다양한 요구에 탄력적으로 대응 가능한 오버레이 용접장치에 관한 것이다. 이하에서 모재는 일정한 내경을 갖는 파이프(1)로 설명할 수 있고, 모재와 파이프(1)의 용어는 혼용될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 붐 지지부(310)를 포함할 수 있다. 붐 지지부(310)는 일정한 길이로 연장 형성되고, 내부에는 길이방향으로 중공이 형성될 수 있다. 붐 지지부(310)는 모재 내부의 용접부위까지 전극부(400) 및 용접재를 안내하는 역할을 수행하기 때문에, 모재의 길이에 따라 그 길이가 조정될 수 있다.
붐 지지부(310)의 일단부에는 전극부(400)가 배치되어, 용접시 적어도 일부가 파이프(1)의 내부로 수용될 수 있다. 또한, 붐 지지부(310)의 일단에는 전극부(400)와 인접하도록 용접재의 끝단부가 배치될 수 있고, 용접재를 가이드 하기 위한 용접재 가이드(200)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서 붐 지지부(310)의 외주면은 전기적 절연을 위해 테프론(Teflon) 재질이 포함될 수 있고, 내주면은 우수한 전기적 특성과 열전도율을 위해 구리 재질이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 붐 지지부(310)는 길이방향 전방 또는 후방으로 이동 가능하게 배치됨으로써 용접시 위빙(weaving)동작의 수행이 가능할 수 있다.
일 실시예에서 한 쌍의 용접재(110)는 붐 지지부(310) 내부의 중공을 따라 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 붐 지지부(310)의 외측에 배치될 수도 있다. 한 쌍의 용접재(110)는 릴부(530)에 권선되는 와이어 형태일 수 있고, 와이어 형태의 용접재(110)를 보호 및 안내하기 위한 용접재 보호부재(120)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 와이어 형태의 용접재(110)는 파이프 형상의 용접재 보호부재(120)를 통해 용접재 가이드(200)까지 송급될 수 있다.
또한, 붐 지지부(310)의 내부 중공에는 용접시 발생되는 와이어의 발열을 방지하기 위한 냉각장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 전극부(400)를 포함할 수 있다. 전극부(400)는 붐 지지부(310)의 일단부에 결합될 수 있고, 용접시 붐 지지부(310)에 의해 파이프(1) 내측의 용접부위로 이송될 수 있다. 전극부(400)는 GTAW(Gas Tungsten Arc Welding) 또는 TIG(Tungsten Inert Gas) 방식의 용접을 수행하기 위한 것으로서, 용접부위를 향해 아르곤(Ar)과 같은 비활성기체를 공급하기 위한 가스공급부(미도시)가 구비될 수 있다. 전극부(400)는 붐 지지부(310)의 일단부에 결합되어 가스의 공급량을 조절할 수 있는 토치부(430)를 포함할 수 있다. 토치부(430)의 하단에는 전극봉(410)의 끝단이 돌출되도록 고정시키는 노즐부(420)가 배치되고, 전극봉(410)의 둘레를 따라 가스공급부가 배치될 수 있다. 용접시 전극봉(410)과 모재 사이의 일정한 영역에 아크가 발생될 수 있고, 이 아크의 열로 용접재가 용융될 수 있는 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 용접재를 포함할 수 있다. 용접재는 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 포함하는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 용접재(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 용접재 가이드(200)에 의해 상호간의 위치가 조절될 수 있다. 용접시에 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)의 끝단부는 모두 아크의 내부에 위치될 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 동일한 용접층을 형성할 수 있다. 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)는 동일한 재질일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 작업자의 필요에 따라 서로 다른 재질일 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 아크의 내부에 상호 이격되는 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 동시에 송급함으로써, 한번의 용접공정으로 고객이 요구하는 두께 이상의 용접층을 형성할 수 있는 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 용접재 가이드(200)를 포함할 수 있다. 용접재 가이드(200)는 상술한 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)의 끝단부를 아크 내부로 유도하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 용접재 가이드(200)는 붐 지지부(310)의 일단부에 전극부(400)와 인접되도록 배치될 수 있다.
또한, 용접재 가이드(200)는 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)의 끝단부와 결합된 상태에서 틸딩될 수 있고, 용접재 가이드(200)가 틸팅됨에 따라 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)의 끝단부의 상호간의 위치 또는 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)의 끝단부와 전극봉(410) 사이의 거리가 조정될 수 있다.
구체적으로, 용접재 가이드(200)는 붐 지지부(310)에 결합되는 브라켓(210)을 포함할 수 있다. 또한, 브라켓(210)의 하단부에 각각 요(yaw) 방향으로 틸팅 가능하도록 결합되는 한 쌍의 제1틸팅부재(220)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 제1틸팅 부재는 수직축(A1)에 의해 브라켓(210)에 결합되어, 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)의 끝단부를 상기 수직축(A1)을 중심으로 요 방향으로 틸팅 시킬 수 있다.
또한, 용접재 가이드(200)는 한 쌍의 제1틸팅 부재에 각각 피치(pitch) 방향으로 틸팅 가능하도록 결합되는 한 쌍의 제2틸팅부재(230)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 제2틸팅부재(230)는 수평축(A2)에 의해 제1틸팅 부재에 결합되고, 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)의 끝단부를 수평축(A2)을 중심으로 피치 방향으로 틸팅 시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 한 쌍의 용접재(110)를 아크의 내부로 송급함에 있어서, 제1틸팅부재(220) 및 제2틸팅부재(230)를 통해 틸팅 가능하도록 송급할 수 있다. 따라서, 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 각각 틸팅시켜서 상호간의 위치를 도 5와 같이 배치구조를 달리할 수 있고, 고객이 요구하는 용접층의 두께 또는 형상에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 용접층의 두께 및 형상을 탄력적으로 대응할 수 있게 되는 것이다.
일 실시예에서 용접재 가이드(200)를 틸팅함으로써, 도 5의 (a)와 같이 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 배치함으로써 도 6의 (a)와 같은 일정한 높이와 폭을 갖는 종 형상의 용접층을 형성할 수 있다. 만약 고객이 용접층에 대해 두께의 제한보다는 빠른 공급을 요청하는 경우, 또한, 도 5 (b)와 같이 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 도 5의 (a)보다 수평방향으로 이격간격이 증가되도록 틸팅시킴으로써, 도 6의 (b)와 같이 높이는 낮지만, 넓은 면적의 용접층을 형성함으로써 고객의 요구에 탄력적으로 대응할 수 있다. 또한, 고객이 일정한 두께 이상으로 두껍게 형성되는 용접층을 요구하는 경우, 종래의 기술로는 부득이하게 두 차례의 용접공정을 거쳐야 할 것이다. 그러나, 본 발명의 오버레이 용접장치에 따르면, 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 도 5의 (c) 또는 (d)와 같이 배치되도록 틸팅 시킴으로써 도 6의 (c)또는 (d)와 같이 폭은 좁더라도 높은 높이의 종 형상의 용접층을 형성할 수 있게 된다. 즉, 다양한 고객의 요청에 대해 탄력적으로 대응하여 용접공정을 수행할 수 있는 것이다.
또한, 용접재 가이드(200)에는 와이어 형태의 용접재의 끝단부를 아크의 내부로 안정적으로 유도하기 위한 용접재 고정 지그(240)가 배치될 수 있다. 또한, 용접재 고정 지그(240)는 용접재 가이드(200)에 대해 전방 또는 후방으로 일정 간격 이동될 수 있도록 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 와이어 형상의 용접재가 권선되는 릴부(530)를 포함할 수 있다. 릴부(530)는 제1용접재(111)가 권선되는 제1릴부(530) 및 제2용접재(112)가 권선되는 제2릴부(530)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1릴부(530) 및 제2릴부(530)는 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)가 용이하게 송급될 수 있도록 중앙부를 향해 정렬되도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 릴부(530)에 권선되는 용접재를 구동부(510)에 당겨진 용접재를 가이드하여, 연속적으로 용접부위로 송급하기 위한 롤러부(520)를 포함할 수 있다. 롤러부(520)는 제1용접재(111)를 가이드하는 제1롤러(521) 및 제2용접재(112)를 가이드하는 제2롤러(522)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1롤러(521) 및 제2롤러(522)는 하나의 구동부(510)에 의해 구동될 수 있고, 이로써 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 동일한 속도로 송급될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 오버레이 용접장치는 구동부(510)를 포함할 수 있다. 구동부(510)는 상기 제1롤러(521) 및 제2롤러(522)를 각각 회전시킴으로써 릴부(530)에 권선되어 있는 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)를 용접재 가이드(200)까지 송급할 수 있다. 구동부(510)는 전기 또는 유압으로 구동되는 모터일 수 있다. 일 실시예에서 구동부(510)는 프린트 모터(print motor)일 수 있다. 구동부(510)는 제1롤러(521) 및 제2롤러(522)를 동일한 속도로 구동할 수 있으나, 서로 다른 속도로 구동하여 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)가 서로 다른 속도로 송급되도록 할 수도 있다.
다음으로는 본 발명의 오버레이 용접장치를 사용한 용접방법에 대하여 설명한다.
일반적으로 고객들은 파이프(1)의 내부식성 또는 내마모성을 향상시키기 위해 내부식성 또는 내마모성이 우수한 재질로 파이프(1)의 내측면을 커버하고자 할 때, 오버레이 용접을 통해 이종재질의 용접층을 형성하는 공정을 의뢰한다. 이를 위해 파이프(1)의 내측면에는 각 요구 성능에 부합되는 화학성분을 함유한 용접층이 형성되어야 한다. 또한, 시간에 따른 용접층 표면의 부식 또는 마모를 고려하여, 용접층이 일정한 두께 이상이 형성되기를 주문하는 것이 일반적이다. 그러나, 하나의 용접재로 형성할 수 있는 용접층의 두께는 한계가 있으므로, 일반적으로 고객이 요구하는 두께를 충족시키기 위해 두 번 이상의 용접공정을 수행하게 된다.
본 발명에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 모재와 함께 용융되어 충분한 성분조성을 갖추지 못하는 제1용접층(버퍼층)과 제1용접층상에 형성되고, 고객이 요구하는 성분조성을 만족하고 충분한 두께를 갖는 제2용접층을 두 번의 용접공정을 통해 형성될 수 있다.
그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 두 개의 용접재를 사용함으로써 충분한 두께의 용접층을 형성할 수 있기 때문에, 버퍼층과 제2용접층을 한 번의 용접공정만으로 형성할 수 도 있다. 예를 들어, 제1용접재(111) 및 제2용접재(112)가 도 5의 (c)또는 (d)와 같이 배치되도록 송급하는 경우, 버퍼층과 고객의 요구를 충족하는 성분 및 두께의 제2용접층을 한번의 용접공정으로 형성 할 수 도 있을 것이다.
도 8에서는 본 발명의 오버레이 용접장치를 사용하여 용접결과 한 번의 용접공정으로 충분한 두께의 제2용접층이 형성됨을 확인하였다. 용접재는 제1용접재(111)와 제2용접재(112) 각각 1.2mm 직경의 ER308L 재질의 용접재를 사용하였고, 모재는 13mm 두께의 카본 스틸(carbon steel) 재질 파이프(1)를 사용하였다. CPM(Centimeter Per Minute)은 용접재가 분당 송급된 길이를 의미한다. 고객이 요구하는 용접층의 높이는 3mm로 가정하였다. 아래 [표 1]과 같은 조건하에 각각 용접을 수행하였다. 그 결과 도 8에 나타난 바와 같이, 350A의 전류와 19V의 전압으로 아크를 형성한 공정에서 가장 이상적인 외관과 두께의 용접층을 확보할 수 있었다.
구분 전류(A) 전압(V) WIRE송급속도
(LEVEL/CPM)		 PIPE회전속도
(RPM/CPM)		 이송속도
(RPM/CPM)
비교예1 245 18 5/15.6 350/23 350
비교예2 300 18 5/15.6 320/21 300
비교예3 300 18 5/15.6 320/21 320
비교예4 350 19 6/19.2 350/23 340
실시예 350 19 5/15.6 350/23 340
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 두 개의 용접재를 동시에 아크로 송급함으로써 한번의 용접공정으로 고객이 요구하는 두께 이상의 용접층을 형성하여, 공정시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 두개의 용접재를 아크에 송급함으로써 용접층의 냉각속도를 높일 수 있고, 냉각속도가 증가됨에 따라 용접층의 물성 확보에 유리한 효과가 있다.
또한, 요구되는 화학성분을 만족하는 용접층의 두께 또는 공정시간등에 있어서, 다양한 고객의 요구에 탄력적으로 대응할 수 있으므로, 공정시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 한 쌍의 용접재
111: 제1용접재
112: 제2용접재
120: 용접재 보호부재
200: 용접재 가이드
210: 브라켓
220: 제1틸팅부재
230: 제2틸팅부재
240: 용접재 고정 지그
310: 붐 지지부
400: 전극부
410: 전극봉
420: 노즐부
430: 토치부
510: 구동부
520: 롤러부
521: 제1롤러
522: 제2롤러
530: 릴부

Claims (10)

  1. 파이프의 내면을 오버레이 용접하는 오버레이 용접장치에 있어서,
    붐 지지부;
    상기 붐 지지부의 일측에 배치되는 전극부;
    상기 전극부와 일정 거리 이격 배치되는 한 쌍의 용접재; 및
    상기 한 쌍의 용접재를 상기 전극부에 의해 형성되는 아크의 내부로 유도하는 용접재 가이드를 포함하고,
    상기 용접재 가이드는 상기 붐 지지부에 대하여 틸팅 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 용접재의 각각의 일단부와 결합된 상태에서 틸팅됨으로써 상기 한 쌍의 용접재 상호간의 위치를 조절 가능하고,
    상기 용접재 가이드는 상기 한 쌍의 용접재를 각각 요 방향으로 틸팅시키는 제1틸팅부재와 상기 한 쌍의 용접재를 각각 피치 방향으로 틸팅시키는 제2틸팅부재를 포함하는 오버레이 용접장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 용접재는 상호 일정 거리 이격되는 제1용접재 및 제2용접재를 포함하고,
    상기 용접재 가이드는 상기 제1용접재의 일단부와 결합되는 제1고정부재 및 상기 제2용접재의 일단부와 결합되는 제2고정부재를 포함하고,
    상기 제1고정부재 및 상기 제2고정부재는 각각이 상기 지지부에 대하여 틸팅 됨으로써 상기 제1용접재 및 상기 제2용접재와 상기 전극부의 이격 거리 및 상기 제1용접재 및 상기 제2용접재 상호간의 이격 거리를 조절 가능한 오버레이 용접 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1용접재 및 제2용접재 각각의 일단부는 상기 아크의 범위내에 배치되는 오버레이 용접 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1용접재 및 상기 제2용접재는 상기 파이프의 내면에 대해서 동일한 용접층을 형성하는 오버레이 용접 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 지지부의 타단에 배치되고, 상기 용접재 가이드에 상기 한 쌍의 용접재를 공급하는 용접재 공급부를 포함하는 오버레이 용접 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 용접재 공급부는 상기 제1용접재를 공급하는 제1롤러 및 상기 제2용접재를 공급하는 제2롤러를 포함하고, 상기 제1롤러 및 상기 제2롤러는 하나의 구동모터에 의해 구동되는 오버레이 용접 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동모터는 프린트 모터를 포함하는 오버레이 용접 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 붐 지지부는 일정한 길이로 연장 형성되고, 길이방향을 따라 이동이 가능한 오버레이 용접 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 아크는 350A 이상의 전류와 19V 이상의 전압으로 형성되는 오버레이 용접 장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR940021170A (ko) 1993-03-18 1994-10-17 엘리스 에프.스모릭 아아크 용접기의 용접 공정 제어용 시스템 및 방법
JP2007237243A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Honda Motor Co Ltd Ｔｉｇ溶接方法及びその装置
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