KR102263209B1

KR102263209B1 - 개선 충전재 살포 장치 및 서브 머지 아크 용접 장치

Info

Publication number: KR102263209B1
Application number: KR1020197027601A
Authority: KR
Inventors: 노부아키 고니시; 시게루 기하타; 다쿠야 야스하라
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2021-06-09
Also published as: JP6797052B2; WO2018174212A1; KR20190121341A; CN110461525A; SG11201908373SA; JP2018158370A

Abstract

본 발명은 개선 충전재를 자장의 영향을 억제하면서 목적 위치에 확실히 살포할 수 있는 개선 충전재 살포 장치 및 서브 머지 아크 용접 장치를 제공한다. 개선 충전재 살포 장치는 개선 충전재를 피용접 부재의 개선에 살포하면서 피용접 부재를 용접하는 서브 머지 아크 용접 장치에 이용된다. 개선 충전재 살포 장치는 개선 충전재를 개선에 공급하는 통로의 선단에 살포구를 갖는 연통로와, 연통로의 살포구측을 덮고서 배설된 자기 실드부를 구비한다.

Description

개선 충전재 살포 장치 및 서브 머지 아크 용접 장치

본 발명은 개선 충전재 살포 장치 및 서브 머지 아크 용접 장치에 관한 것이다.

입자형상의 플럭스를 용접부에 살포하여, 용접부를 미리 입자형상의 플럭스로 덮어 두고, 그 플럭스 내에 용접 와이어를 삽입하고, 피용접 부재와 용접 와이어의 선단 사이에서 아크를 발생시켜 용접하는 서브 머지 아크 용접이 알려져 있다. 특허문헌 1에는 개선 충전재 살포 장치, 플럭스 살포 장치 등을 구비한 서브 머지 아크 용접 장치가 개시되어 있다. 개선 충전재 살포 장치는 토치보다 용접 진행방향의 전방에서 개선부에 개선 충전재를 공급한다. 개선 충전재는 가용접에 의한 비드나 개선 가공 정밀도 등에 의한 개선 내의 요철을 평탄하게 하여, 비드로의 영향을 완화시킨다.

일본 특허 공개 제 2008-238199 호 공보

그렇지만, 개선 충전재를 살포하면서 서브 머지 아크 용접을 실시한 경우, 용접시의 용접 전류에 의해 형성되는 자장의 영향을 받아, 개선 충전재가 소정의 목적 위치로부터 어긋나 살포되어 버리는 문제가 있다. 개선 충전재가 소정의 목적 위치로부터 어긋나 살포되면, 개선 형상이 일정하게 되지 않아, 매끄러운 비드면이 형성되기 어려워진다.

본 발명의 목적은 개선 충전재를 자장의 영향을 억제하면서 목적 위치로 확실히 살포할 수 있는 개선 충전재 살포 장치 및 서브 머지 아크 용접 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 하기 구성으로 이루어진다.

개선 충전재를 피용접 부재의 개선에 살포하면서 상기 피용접 부재를 용접하는 서브 머지 아크 용접 장치에 이용하는 개선 충전재 살포 장치에 있어서,

상기 개선 충전재를 상기 개선에 공급하고, 선단에 살포구를 갖는 연통로와,

상기 연통로의 상기 살포구측을 덮고서 배설된 자기 실드부를 구비하는 개선 충전재 살포 장치.

이 개선 충전재 살포 장치에 의하면, 자기 실드부가 연통로의 살포구측을 덮고서 마련되어 있기 때문에, 아크 용접시의 용접 전류에 의해 생긴 자계가 살포구 근방의 연통로에 작용하는 것을 억제한다. 이에 의해, 개선 충전재는 자계의 영향에 의해, 일부가 덩어리가 되어 연통로 내에서 막힘을 발생시키는 것이 억제되어, 살포구로부터 원활하게 배출된다. 그 결과, 개선 충전재를 항상 일정한 비율로 개선 내에 공급할 수 있어서, 개선 내에서 균일한 높이로 할 수 있다.

또한, 개선 충전재 살포 장치의 상기 자기 실드부는 상기 살포구를 덮고서 배치되어 있어도 좋다.

이 개선 충전재 살포 장치에 의하면, 자기 실드부가 살포구를 덮고서 배치되므로, 개선 충전재가 살포구로부터 개선에 낙하할 동안, 자계의 영향을 받는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 자력에 의한 개선 충전재의 낙하방향의 변화를 억제할 수 있어서, 개선 충전재의 목적 위치로의 안정된 공급이 가능해진다.

또한, 개선 충전재 살포 장치의 상기 살포구는 상기 자기 실드부의 선단으로부터 돌출되어 배치되어 있어도 좋다.

이 개선 충전재 살포 장치에 의하면, 살포구가 자기 실드부의 선단으로부터 돌출되어 있기 때문에, 살포구를 개선에 접근시켜 배치할 수 있다. 이에 의해, 개선 충전재의 목적 위치로의 안정된 공급이 가능해진다.

또한, 개선 충전재 살포 장치는 상기 연통로의 도중에 배치되며, 상기 개선 충전재의 살포량을 증감하는 충전재 공급 조정부를 구비하고 있어도 좋다.

이 개선 충전재 살포 장치에 의하면, 개선 충전재의 공급량의 부족과, 필요 이상의 불필요한 개선 충전재의 살포를 방지하여, 항상 적정량의 개선 충전재의 공급을 실행할 수 있다.

또한, 개선 충전재 살포 장치의 상기 연통로는 상류측 통로와 하류측 통로를 가지며, 상기 충전재 공급 조정부는 상기 상류측 통로와 상기 하류측 통로 사이에 개재된 로터와, 상기 로터의 로터 회전축을 구동하는 모터를 가지며, 상기 로터는 상기 연통로에 표출되는 로터 외주면에 상기 로터의 둘레방향을 따라서 복수의 충전재 포켓이 구획형성되며, 상기 로터의 회전에 따라서 상기 상류측 통로로부터 상기 충전재 포켓에 충전된 상기 개선 충전재가 상기 하류측 통로에 공급되어도 좋다.

이 개선 충전재 살포 장치에 의하면, 로터가 회전하면 상류측 통로에 위치하고 있던 충전재 포켓은 상류측 통로의 출구로부터 벗어나, 충전재 포켓에 인입된 개선 충전재가 하류측 통로로 낙하한다. 이에 의해, 로터의 회전 속도(회전 수)에 비례한 개선 충전재를 개선에 공급할 수 있어서, 개선으로의 개선 충전재의 살포량을 간소한 구조로, 게다가 정확하고 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 개선 충전재 살포 장치를 구비한 서브 머지 아크 용접 장치로 할 수도 있다.

이 서브 머지 아크 용접 장치에 의하면, 개선 충전재 살포 장치에 의해 개선 충전재가 자계의 영향을 받기 어려워져, 개선 충전재가 개선의 목적 위치에 충분히 공급된다. 그 결과, 균질하고 매끄러운 비드면이 형성 가능해진다.

본 발명에 의하면, 개선 충전재를 자장의 영향을 억제하면서 목적 위치에 확실히 살포할 수 있다. 이에 의해, 균질하고 매끄러운 비드면을 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 도면이며, 개선 충전재 살포 장치를 구비한 서브 머지 아크 용접 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 개선 충전재 살포 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 자기 실드부 근방의 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 V방향에서 본 자기 실드부의 종단면도이다.
도 5는 도 2에 도시한 충전재 공급 조정부의 요부 확대도이다.
도 6은 도 5에 도시한 로터의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 도면이며, 개선 충전재 살포 장치를 구비한 서브 머지 아크 용접 장치의 측면도이다.

서브 머지 아크 용접 장치(100)는 개선 충전재 살포 장치(200)를 구비한다. 개선 충전재 살포 장치(200)는 토치보다 용접 진행방향의 전방에서 피용접 부재인 강판(15)의 개선에 개선 충전재를 공급한다.

우선, 서브 머지 아크 용접 장치(100)의 기본 구성을 설명한다. 강판(15)은 도시하지 않는 컨베이어 위를 소정의 용접 위치까지 반송되어 오고, 그 용접선이 도 1의 좌우방향으로 연장되도록 배치된다.

서브 머지 아크 용접 장치(100)에서는 지지 부재(17)가 용접기 주행 비임 위의 주행 대차(도시하지 않음)에 지지되어 있으며, 도 1의 좌우방향으로 왕복 주행 구동된다. 따라서, 지지 부재(17)는 강판(15)의 용접선을 따라서 소정의 용접 위치로 이동할 수 있다.

지지 부재(17)에는 제 1 전극(19)을 갖는 제 1 토치(27), 제 2 전극(21)을 갖는 제 2 토치(29) 및 제 3 전극(23)을 갖는 제 3 토치(31)가 용접선 방향으로 직렬로 배치된다. 제 1 토치(27), 제 2 토치(29) 및 제 3 토치(31)는 지지 부재(17)가 구비하는 가대(25)에 고정된다. 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)에는 제 1 토치(27), 제 2 토치(29) 및 제 3 토치(31)의 각각으로부터 용접 와이어가 강판(15)의 개선(11)(도 2 참조)을 향하여 송급된다.

지지 부재(17)에는 가대(25)의 용접방향 전방의 부분에 지지 아암(40)이 고정된다. 지지 아암(40)의 용접방향 전방에는 강판(15)의 종단을 검출하는 종단 검지기(33)가 배치된다. 종단 검지기(33)는 지지 아암(40)에 고정된 회전축(35)과, 회전축(35)에 의해 회전 가능하게 지지된 아암(37)과, 아암(37)의 선단에 장착된 센서(39)와, 회전축(35)을 회전 구동하는 아암 구동 액추에이터(41)를 구비한다. 아암 구동 액추에이터(41)의 구동력은 적절한 감속기를 거쳐서 회전축(35)에 전달되고, 아암(37)을 수평 위치(동작 태양)와, 수직 위치(퇴피 태양) 사이에서 회전 구동한다. 센서(39)에 의해 검출된 종단 위치 정보는 제 1 토치(27), 제 2 토치(29) 및 제 3 토치(31)에 의한 용접선을 따른 용접의 종료 타이밍의 제어에 사용된다.

지지 아암(40)의 종단 검지기(33)의 후방에는 모방 검지기(47)가 배치된다. 모방 검지기(47)는 용접선을 따른 개선 내를 개선(11)에 안내되어 이동하는 것에 의해, 이 용접선의 위치를 검지한다. 이 모방 검지기(47)에 의해, 제 1 토치(27), 제 2 토치(29) 및 제 3 토치(31)는 확실하게 용접선을 따라서 이동할 수 있도록 제어된다. 이에 의해, 제 1 토치(27), 제 2 토치(29) 및 제 3 토치(31)로부터 송급된 용접 와이어가 개선 내에 확실히 공급된다. 이 모방 검지기(47)도 적절한 구동 장치에 의해 승강 가능하게 고정용 부재(42)에 장착되어 있다.

제 1 토치(27)에는 플럭스 살포 노즐(51)이 용접방향 전방측에 배치되며, 제 3 토치(31)에는 플럭스 살포 노즐(53)이 용접방향 전방에 배치된다. 플럭스 살포 노즐(51)은 제 1 전극(19)과 제 2 전극(21)의 용접방향 전방에 플럭스를 살포하고, 플럭스 살포 노즐(53)은 제 3 전극(23)의 용접방향 전방에 플럭스를 살포한다.

지지 부재(17)의 가대(25)의 용접방향 후부(後部)에는 플럭스 회수부(49)가 설치된다. 플럭스 회수부(49)는 플럭스 살포 노즐(51)과 플럭스 살포 노즐(53)로부터 개선 위에 살포된 플럭스 중, 용접시에 용융되지 않고 잔존한 것을 용접 후에 흡인하여 회수한다. 플럭스 회수부(49)는 플럭스를 흡인하는 플럭스 회수 노즐(55)과, 플럭스 회수 노즐(55)을 요동축(57)을 거쳐서 소정의 범위 내에서 요동 가능하게 지지하는 지지부(59)와, 연직방향으로 연장되는 가이드 레일(61)과, 지지부(59)가 고정되고 가이드 레일(61)에 대해서 미끄럼 운동하는 슬라이더(63)와, 실린더 로드(65)의 선단이 슬라이더(63)에 연결된 실린더(67)를 구비한다.

실린더(67)의 구동에 의해 실린더 로드(65)를 퇴행시키면, 실린더 로드(65)에 연결된 슬라이더(63)가 가이드 레일(61)을 따라서 상방으로 이동한다. 한편, 실린더(67)의 구동에 의해 실린더 로드(65)를 진행시키면, 슬라이더(63)가 가이드 레일(61)을 따라서 하강하고, 플럭스 회수 노즐(55)의 하단이 개선 위에 위치한다. 이 플럭스 회수 노즐(55)은 동작 태양에 있어서는 용접선 위의 제 3 전극(23)의 용접방향 후방에서 개선 위에 위치하며, 퇴피 태양에 있어서는 슬라이더(63)와 함께 가이드 레일(61)을 따라서 상승한다.

상기 구성의 서브 머지 아크 용접 장치(100)는 도시하지 않는 제어부를 구비한다. 제어부는 종단 검지기(33)의 센서(39)로부터의 종단 검지 신호에 근거하여, 종단 검지기(33)의 아암(37)의 구동, 모방 검지기(47)의 상승, 후술하는 호퍼(43)로부터의 개선 충전재(13)의 공급, 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)의 용접 조건, 플럭스 회수 노즐(55)의 상승 등을 소정의 시퀀스에 따라서 제어한다.

다음에, 개선 충전재 살포 장치(200)의 구성을 설명한다.

도 2는 도 1에 도시한 개선 충전재 살포 장치의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시한 자기 실드부 근방의 확대 사시도이다.

개선 충전재 살포 장치(200)는 호퍼(43)와, 상류측 통로(75) 및 하류측 통로(77)로 이루어지는 연통로와, 충전재 공급 조정부(73)와, 자기 실드부(71)를 갖는 충전재 살포부(45)를 구비한다. 충전재 공급 조정부(73)는 개선 충전재(13)의 살포량을 증감시키는 기능을 갖는다. 충전재 살포부(45)는 일단부가 하류측 통로(77)에 접속되며, 타단부가 살포구(69)(도 3 참조)가 되는 중공 원통형상의 구리제의 노즐 부재(91)를 갖는다. 자기 실드부(71)는 연통로의 살포구(69)측을 덮고서 배설된다.

구체적으로는, 도 1에 도시하는 지지 부재(17)에는 가대(25)의 전면에 개선 충전재를 저류하는 호퍼(43)가 배치된다. 호퍼(43)의 하단에는 연통로의 기단부가 되는 상류측 통로(75)가 접속된다. 상류측 통로(75)는 충전재 공급 조정부(73)의 상부에 연통된다. 충전재 공급 조정부(73)는 지지 부재(17)의 용접방향 전방에 마련한 조정부 아암(85)에 고정된다. 충전재 공급 조정부(73)의 하부는 하류측 통로(77)에 연통된다. 하류측 통로(77)는 지지 아암(40)에 고정된 고정용 부재(42)를 거쳐서, 모방 검지기(47)의 용접방향 후방에 배치된 충전재 살포부(45)에 접속된다. 충전재 살포부(45)는 고정용 부재(42)에 고정된 지지 파이프(87)에 의해 지지된다. 하류측 통로(77)는 유연한 수지나 고무제의 호스에 의해 구성된다.

충전재 살포부(45)의 타단부의 선단은 제 1 전극(19)의 용접방향 전방에서, 도 2에 도시하는 개선(11)을 향하여 배치된다. 따라서, 호퍼(43)로부터 송급되는 개선 충전재는 충전재 살포부(45)의 선단으로부터 강판(15)의 개선 내에 충전된다. 충전된 개선 충전재는 개선(11) 내를 균일하게 매립하여, 개선 형상의 부동을 완화시킨다.

충전재 공급 조정부(73)는 호퍼(43)와 충전재 살포부(45)를 연결하는 연통로의 도중에 마련된다. 즉, 조정부 아암(85)(도 1도 참조)에 장착된 모터 브래킷(79)에는 상하 한쌍의 플랜지(83A, 83B)가 마련되며, 한쌍의 플랜지(83A, 83B)에 충전재 공급 조정부(73)의 케이싱(81)이 고정된다. 케이싱(81)에는 감속기(110)와 로터 구동용의 모터(111)가 장착된다.

충전재 살포부(45)에는 고정용 부재(42)(도 1 참조)에 고정된 지지 파이프(87)가 병설된다. 하류측 통로(77)의 하단은 노즐 부재(91)의 상단부가 접속된다.

지지 파이프(87)의 하단부에는 노즐 위치 조정 금구(89)가 지지 파이프(87)의 길이방향을 따라서 슬라이드 가능하게 장착된다. 노즐 위치 조정 금구(89)는 노즐 부재(91)를 일체로 지지한다. 노즐 부재(91)는 하단부가 살포구(69)가 되고, 상단부가 하류측 통로(77)의 내측에 슬라이드 가능하게 삽입되는 삽입구로 되어 있다. 노즐 부재(91)는 노즐 위치 조정 금구(89)의 노즐 고정 손잡이(93)에 의해, 지지 파이프(87)에 대한 상하방향 위치를 고정 및 고정 해제하는 것에 의해, 강판(15)에 대해서 소망의 이격 거리로 위치결정 가능해진다. 또한, 노즐 부재(91)를 대신하여, 하류측 통로(77)의 호스 선단을 그대로 연장 설치하여 배치하여도 좋다.

지지 파이프(87)에는 노즐 위치 조정 금구(89)의 하방에, 방자(防磁) 실드 위치 조정 금구(95)가 지지 파이프(87)의 길이방향을 따라서 슬라이드 가능하게 장착된다. 방자 실드 위치 조정 금구(95)는 원통형상의 자기 실드부(71)를 지지한다. 자기 실드부(71)는 강재로 이루어지며, 노즐 부재(91)의 살포구(69)의 외주면을 동축으로 덮고서 배설된다. 자기 실드부(71)는 방자 실드 위치 조정 금구(95)의 실드 고정 손잡이(97)에 의해, 지지 파이프(87)에 대한 상하방향 위치를 고정 및 고정 해제하는 것에 의해, 강판(15)에 대해서 소망의 이격 거리로 위치결정 가능하게 된다.

즉, 자기 실드부(71)는 방자 실드 위치 조정 금구(95)의 지지 파이프(87)를 따른 위치 조정에 의해, 강판(15)에 대한 살포구(69)와의 상대 위치(도 4의 거리(L))를 용이하게 변경 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 자기 실드부(71)는 살포구(69)보다 강판(15)측으로 연장돌출 가능하며, 또한, 자기 실드부(71)를 살포구(69)보다 강판(15)측과 반대측에 배치하며, 노즐 부재(91)를 자기 실드부(71)의 하단으로부터 용이하게 연장돌출 가능하게 되어 있다.

자기 실드부(71)는 제 1 토치(27), 제 2 토치(29) 및 제 3 토치(31)(도 1 참조)로부터 발생하는 자계를 차폐하기 위해서 이용된다. 자기 실드부(71)는 자계 중에 마련하면, 자력선이 자기 실드부(71) 자체에 집중되어 통과한다. 이 때문에, 자기 실드부(71)는 원통 내부에 존재하는 입자형상의 철 등의 개선 충전재(13)에 자계의 영향이 미치지 않게 할 수 있다. 이에 의해, 자기 실드부(71)의 원통 내부에서는 자계가 차폐되어, 원통 내부를 통과하는 개선 충전재(13)에 작용하는 자력이 억제된다.

자기 실드부(71)의 외주에는, 필요에 따라서 레벨링 플레이트 고정 금구(101)가 장착되며, 레벨링 플레이트 고정 금구(101)에 레벨링 플레이트(99)가 고정된다. 이 레벨링 플레이트 고정 금구(101)도 레벨링 플레이트 고정 손잡이(103)를 고정 및 고정 해제하는 것에 의해, 자기 실드부(71)에 대해서 상하방향으로 슬라이드 가능해진다.

레벨링 플레이트(99)는 하방 선단을 향하여 서서히 협폭(挾幅)이 되는 선단이 가는 형상으로 선단에 평탄부(105)를 갖는다.

도 4는 도 3의 V방향에서 본 자기 실드부(71)의 종단면도이다.

레벨링 플레이트(99)의 평탄부(105)는 상하방향의 슬라이드에 의해 개선(11) 내에 삽입 가능하게 된다. 레벨링 플레이트(99)를 장착한 경우에는 개선(11)에 삽입된 개선 충전재(13)를 평탄부(105)에 의해 개선(11)의 바닥부로부터 소망의 높이로 더욱 균일화할 수 있다.

자기 실드부(71)는 노즐 부재(91)의 외주면으로부터 이격(거리(d))되어 배치되는 것이 바람직하다.

다음에, 충전재 공급 조정부(73)에 대해서 설명한다.

도 5는 도 2에 도시한 충전재 공급 조정부(73)의 요부 확대도이다.

충전재 공급 조정부(73)는 케이싱(81)과, 로터(107)와, 감속기(110)와, 로터 구동용의 모터(111)를 구비한다. 로터(107)는 케이싱(81)의 내측에 수용된다. 케이싱(81)에 수용된 로터(107)는 연통로의 상류측 통로(75)와 하류측 통로(77) 사이에 개재된다. 로터(107)를 회전시키는 로터 회전축(109)은 상류측 통로(75)와 하류측 통로(77)의 연장방향(도 5의 상하방향)에 직교하는 방향으로 배치된다. 로터 회전축(109)에는 모터 브래킷(79)에 고정된 감속기(110)를 거쳐서 로터 구동용의 모터(111)가 접속된다.

모터(111)는 도시하지 않은 제어부에 의해 구동된다. 충전재 공급 조정부(73)는 모터(111)의 회전 속도(회전 수)에 따라서, 도 3에 도시하는 노즐 부재(91)로부터의 개선 충전재(13)의 공급량의 증감이 가능해진다. 제어부는 개선(11) 내에 있어서의 개선 충전재(13)의 살포 높이, 서브 머지 아크 용접 장치(100)의 주행 속도 등에 따라서, 모터(111)의 회전 속도(회전수)를 증감 제어한다.

도 6은 도 5에 도시한 로터(107)의 사시도이다.

로터(107)에서는 연통로에 표출되는 로터 외주면(113)에 로터(107)의 둘레방향을 따라서 복수의 충전재 포켓(115)이 구획형성된다. 로터(107)는 도 5에 도시하는 케이싱(81)의 내측에 있어서, 개선 충전재(13)의 자유 낙하를 저지 가능하게 로터 외주면(113)에서 상류측 통로(75)를 거의 폐색할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상류측 통로(75)의 출구에 면한 로터 외주면(113)에는 충전재 포켓(115)이 위치하며, 상류측 통로(75)를 낙하하는 개선 충전재(13)는 이 충전재 포켓(115)에 수용된다. 개선 충전재(13)는 충전재 포켓(115)의 용량 이상으로 낙하하는 일은 없다. 로터(107)가 회전 구동되는 것에 의해, 개선 충전재(13)를 수용한 충전재 포켓(115)이 하방을 향하여 이동하며, 충전재 포켓(115)에 수용된 개선 충전재(13)가 하류측 통로(77)로 배출된다. 이에 의해, 로터(107)의 정지 상태에서는 개선 충전재(13)가 하류측 통로(77)로 배출되지 않으며, 로터(107)의 회전시에 로터(107)의 회전 속도(회전 수)에 따른 양의 개선 충전재(13)가 하류측 통로(77)에 공급된다.

다음에, 상술의 구성을 갖는 서브 머지 아크 용접 장치(100)의 기본 동작을 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 서브 머지 아크 용접 장치(100)는 용접을 개시할 때, 용접 시단부의 탭판 위에 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)이 세트된다. 그보다 선행하는 종단 검지기(33)와 모방 검지기(47)는 강판(15) 위에 세트된다. 이 상태에서는 플럭스 회수 노즐(55)은 상방으로 퇴피한 상태에 있다.

용접이 개시되면, 서브 머지 아크 용접 장치(100)는 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)에 의한 용접을 계속하면서 용접 진행방향으로 주행한다. 이 용접시에 있어서, 강판(15)의 개선(11)에는 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)으로부터 송출된 용접 와이어가 삽입된다. 여기에서, 제 1 전극(19)의 용접방향 전방의 위치에서는 플럭스 살포 노즐(51)로부터 플럭스가 개선(11)에 살포되며, 플럭스 살포 노즐(51)의 또 다른 용접방향 전방의 위치에서는, 개선 충전재 살포 장치(200)의 충전재 살포부(45)로부터 개선 충전재(13)가 개선(11)에 공급된다. 따라서, 개선(11) 내에는 개선 충전재(13)와 플럭스가 적층된다. 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)으로부터 송출된 용접 와이어가 개선(11) 내에 삽입되면, 용접 와이어의 선단은 개선 충전재(13) 위에 넣어진 플럭스 내에 삽입되고, 아크 방전이 이루어진다.

그리고, 용접 비드의 형성 개시점의 근방에 플럭스 회수 노즐(55)이 도달했을 때, 플럭스 회수 노즐(55)을 수동 스위치로 하강시켜, 불필요해진 플럭스의 회수를 시작한다.

개선 충전재 살포 장치(200)에 있어서는, 개선 충전재(13)의 살포구(69)(도 3 참조)가 서브 머지 아크 용접 장치(100)의 용접방향의 전방에 배치되며, 용접에 앞서, 개선 충전재(13)가 개선(11)에 공급된다. 즉, 호퍼(43)에 투입된 개선 충전재(13)는 연통로를 통하여 살포구(69)로부터 강판(15)의 개선(11)에 살포된다.

개선 충전재 살포 장치(200)의 용접방향의 후방에는 플럭스 살포 노즐(51), 제 1 전극(19), 제 2 전극(21), 플럭스 살포 노즐(53), 제 3 전극(23)이 순서대로 배설된다. 따라서, 개선(11)의 바닥부에 공급된 개선 충전재(13) 위에 플럭스가 넣어지고, 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)으로부터 돌출되는 각 용접 와이어는 각각 플럭스 내에 삽입된다.

개선(11)의 바닥부에는 도 4에 도시하는 바와 같이, 가용접한 용접부가 볼록부(117)가 되어 부분적으로 존재하는 경우가 있다. 이 경우, 볼록부(117)는 살포된 개선 충전재(13)에 의해 매립되어, 개선 충전재(13)의 표면은 평탄하게 된다. 또한, 볼록부(117) 위에 살포된 개선 충전재(13)의 표면은 볼록부(117)가 존재하지 않는 개소보다 융기되는 경우가 있다. 이 융기가 생긴 경우에서도, 살포구(69)의 용접방향 후방에 가장 가까이에 장착된 레벨링 플레이트(99)에 의해 확실히 평탄화된다. 그 결과, 개선 형상의 부동을 해소하여 안정적인 비드의 형성이 가능해진다.

여기에서, 연통로를 통하여 살포구(69)로부터 살포되는 개선 충전재(13)는 용접방향의 후방에서 제 1 전극(19), 제 2 전극(21) 및 제 3 전극(23)에 의해 용접 와이어에 공급되는 용접 전류에 의해 생긴 자계의 영향을 받는다. 자계의 영향을 받은 개선 충전재(13)는 연통로 내에서 예를 들면 자기 흡인력에 의해 덩어리가 되어, 연통로를 막히게 한다. 그 결과, 개선 충전재(13)가 살포되지 않거나, 살포되어도 개선(11)의 목적 위치에 충분히 공급되지 않는다. 이들 원인에 의해 개선 충전재(13)의 부족이 생기면, 살포된 플럭스가 요철형상으로 넣어진다. 그 결과, 매끄러운 비드면이 형성되지 않게 된다.

그래서, 본 구성의 개선 충전재 살포 장치(200)에서는 노즐 부재(91) 살포구(69)의 외주면을 자기 실드부(71)로 덮고 있다. 그 때문에, 자기 실드부(71)는 용접시의 용접 전류에 의해 생긴 자계가 살포구(69)측의 연통로에 작용하는 것을 억제한다. 이에 의해, 개선 충전재(13)는 자계의 영향을 받지 않고 살포구(69)로부터 원활하게 배출되어, 항상 일정한 공급량으로 개선(11)에 공급된다. 그 결과, 항상 균일한 높이로 충전이 가능해진다. 또한, 레벨링 플레이트(99)는 반드시 필요하지 않으며, 개선 충전재(13)가 소망의 공급량으로 안정 공급될 수 있으면, 개선(11) 내에서는 개선 충전재(13)가 대체로 평탄하게 넣어지게 된다.

개선 충전재 살포 장치(200)에서는 자기 실드부(71)가 노즐 부재(91)의 살포구(69)로부터 강판(15)을 향하여 연장 설치되어 있는 경우, 개선 충전재(13)가 살포구(69)로부터 개선(11)에 삽입될 동안에도 자계의 영향을 받는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 개선 충전재(13)는 살포구(69)로부터 개선(11)을 향하여 나온 후, 낙하 도중에서 자력에 의해 낙하방향이 변화하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 개선 충전재(13)를 효과적으로 목적의 소정 위치에 고정밀도로 충전 가능해진다.

또한, 개선 충전재 살포 장치(200)에서는 충전재 공급 조정부(73)를 구비하는 것에 의해 개선 충전재(13)의 공급량을 적절히 증감 조정할 수 있다.

충전재 공급 조정부(73)는 상류측 통로(75)의 출구에 배치된 로터(107)에 의해, 개선 충전재(13)의 이동이 정지된다. 그리고, 로터(107)가 회전하면, 상류측 통로(75)에 위치하고 있던 충전재 포켓(115)은 상류측 통로(75)의 출구로부터 벗어나, 충전재 포켓(115)에 인입된 개선 충전재(13)가 하류측 통로(77)에 낙하한다. 이에 의해, 로터(107)의 회전 속도(회전수)에 비례한 개선 충전재(13)를 개선(11)에 공급할 수 있어서, 개선(11)으로의 개선 충전재(13)의 살포량을 간소한 구조로, 또한 정확하고 용이하게 제어할 수 있다.

이와 같이 하여, 충전재 공급 조정부(73)는 개선 충전재(13)의 개선(11)으로의 공급 부족이나 공급 과잉을 방지할 수 있어서, 필요로 하는 충분한 공급량을 얻기 위해 용접 속도를 낮추는 것이나, 필요 이상의 불필요한 살포를 방지할 수 있다.

본 구성에 의한 서브 머지 아크 용접 장치(100)에서는, 개선 충전재 살포 장치(200)에 의해 개선 충전재(13)가 자계의 영향을 받기 어려워져, 소망량의 개선 충전재(13)가 개선(11)의 목적 위치에 항상 확실히 공급된다. 이 때문에, 개선 충전재(13)가 개선(11) 내에 용접방향을 따라서 균등하게 배치된다. 그 결과, 안정된 아크 용접을 실시할 수 있어서, 균질하고 매끄러운 비드면을 형성할 수 있다.

본 발명은 상기의 실시형태로 한정되는 것이 아니며, 실시형태의 각 구성을 서로 조합하는 것이나, 명세서의 기재 및 주지의 기술에 근거하여, 당업자가 변경, 응용하는 것도 본 발명이 예정하는 바이며, 보호를 요구하는 범위에 포함된다.

본 출원은 2017년 3월 23일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제 2017-057808 호)에 근거하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

11: 개선 13: 개선 충전재
15: 강판(피용접 부재) 41: 아암 구동 액추에이터
45: 충전재 살포부 69: 살포구
71: 자기 실드부 73: 충전재 공급 조정부
75: 상류측 통로(연통로) 77: 하류측 통로(연통로)
100: 서브 머지 아크 용접 장치 107: 로터
109: 로터 회전축 113: 로터 외주면
115: 충전재 포켓 200: 개선 충전재 살포 장치

Claims

개선 충전재를 피용접 부재의 개선에 살포하면서 상기 피용접 부재를 용접하는 서브 머지 아크 용접 장치에 이용하는 개선 충전재 살포 장치에 있어서,
상기 개선 충전재를 상기 개선에 공급하며, 선단에 살포구를 갖는 연통로와,
상기 연통로의 상기 살포구측을 덮고서 배설된 자기 실드부와,
상기 연통로의 도중에 배치되며, 상기 개선 충전재의 살포량을 증감하는 충전재 공급 조정부를 구비하고,
상기 연통로는 상류측 통로와 하류측 통로를 구비하며,
상기 충전재 공급 조정부는 상기 상류측 통로와 상기 하류측 통로 사이에 개재된 로터와, 상기 로터의 로터 회전축을 구동하는 모터를 구비하고,
상기 로터는 상기 연통로에 표출되는 로터 외주면에 상기 로터의 둘레방향을 따라서 복수의 충전재 포켓이 구획형성되며, 상기 로터의 회전에 따라서 상기 상류측 통로로부터 상기 충전재 포켓에 충전된 상기 개선 충전재가 상기 하류측 통로에 공급되는
개선 충전재 살포 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 실드부는 상기 살포구를 덮고서 배치되어 있는
개선 충전재 살포 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 살포구는 상기 자기 실드부의 선단으로부터 돌출되어 배치되어 있는
개선 충전재 살포 장치.
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제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 개선 충전재 살포 장치를 구비한
서브 머지 아크 용접 장치.
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