KR102268581B1 - 원통형 구조물의 용접변형 방지 지그 - Google Patents

원통형 구조물의 용접변형 방지 지그 Download PDF

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Abstract

원통형 구조물의 용접변형 방지 지그가 제시된다. 본 발명의 실시예에 따른 용접변형 방지 지그는, 원통형 구조물의 용접 조인트와 인접하여 원통형 구조물의 내측면에 접촉하여 장착되는 용접변형 방지 지그로서, 용접 조인트를 기준으로 상하 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 원통형 구조물의 내주면에 장착되는 한 쌍의 내주면 지지부; 및 상기 한 쌍의 내주면 지지부 사이에 장착되어 한 쌍의 내주면 지지부의 이격 거리를 지지하는 보조지지판;을 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 내주면 지지부의 열팽창을 이용하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

원통형 구조물의 용접변형 방지 지그{Welding Jig For Cylindrical Structure}
본 발명은 용접변형 방지 지그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원통형 구조물의 용접 조인트와 인접하여 장착되어 원통형 구조물의 용접 변형을 방지할 수 있는 구조의 용접변형 방지 지그에 관한 것이다.
일반적으로 금속 구조물에 대한 용접을 실시 할 경우, 용접 후 변형이 쉽게 발생된다. 따라서, 용접 후 변형을 방지하기 위해 변형 방지를 위한 지그를 설치하고 있다.
그러나, 박판 원통형 구조물의 경우 용접 시 변형을 방지하기 위한 지그 설계가 쉽지 않다.
특히 모재의 품질을 요할 경우, 모재와 용접하는 스트롱백 타입이 아닌 접촉식 타입의 지그가 필요하다.
종래 기술에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 구조물에 접촉식 지그를 부착할 경우, 적절한 힘을 지그에 가하기 위해 유압이나 기계적 방법을 이용하여 외력을 부여한다.
구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술에 따른 지그는, 방사상 형상으로 형성된 복수의 가지를 가지는 본체부(210)를 포함하는 구조이다. 또한, 복수의 가지 각각의 내측에 각각 홈에 나사산 결합 구조로 결합되어, 회전 방향 및 회전수에 대한 조작에 의해 본체부(210)에서 노출되는 영역의 길이가 조절되는 연장부(220)를 포함하는 구조이다.
이러한 구조의 지그는, 도 3에 도시된 바와 같이 두 모재(11, 12) 사이의 용접조인트(13)와 인접하여 장착되어 용접변형을 방지할 수 있다.
그러나, 이 경우, 원통형 구조물의 내측면과 접촉하는 부분에만 외력을 부여하는 구조로 인해, 효과적인 변형 방지 효과를 기대할 수 없다.
더욱이, 유압이나 기계적 방법을 이용한 외력을 부여할 시, 필요 이상의 외력을 가할 경우, 오히려 원통형 구조물에 손상을 가할 수 있다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있고, 효과적으로 용접 변형을 방지할 수 있는 용접변형 방지 지그에 대한 기술이 필요한 실정이다.
한국공개특허 10-2015-0142752 (2015년 12월 23일 공개)
본 발명의 목적은, 원통형 구조물에 대한 용접 작업 수행 시, 원통형 구조물의 용접 변형을 방지할 수 있는 용접변형 방지 지그를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 용접변형 방지 지그는, 원통형 구조물의 용접 조인트와 인접하여 원통형 구조물의 내측면에 접촉하여 장착되는 용접변형 방지 지그로서, 용접 조인트를 기준으로 상하 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 원통형 구조물의 내주면에 장착되는 한 쌍의 내주면 지지부; 및 상기 한 쌍의 내주면 지지부 사이에 장착되어 한 쌍의 내주면 지지부의 이격 거리를 지지하는 보조지지판;을 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내주면 지지부는, 원통형 구조물의 내주면과 대응되는 구조의 외주면이 형성된 평면상 도넛 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내주면 지지부는, 용접 조인트로부터 상방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물의 내주면과 밀착되는 구조의 제 1 지지부; 및 용접 조인트로부터 하방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물의 내주면과 밀착되는 구조의 제 2 지지부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보조지지판은, 상기 내주면 지지부의 평면상 원주를 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보조지지판의 용접 조인트와 대응되는 부위에는, 소정 길이의 반경을 가지는 만입구조가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내주면 지지부의 일측면에는, 가열장치가 탑재될 수 있다.
이 경우, 상기 가열장치는, 내주면 지지부의 상부면을 감싸는 구조로 장착되는 패드형 가열장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내주면 지지부의 하부면에는, 원통형 구조물의 내측면과 내주면 지지부를 지지하는 추가지지판이, 평면상 내주면 지지부의 하부면 원주를 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 원통형 구조물의 용접 조인트와 인접하여 원통형 구조물의 내측면에 접촉하여 장착되는 용접변형 방지 지그로서, 용접 조인트로부터 상방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물의 내주면과 밀착되는 구조의 제 1 지지부; 용접 조인트로부터 하방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물의 내주면과 밀착되는 구조의 제 2 지지부; 상기 제 1 지지부와 제 2 지지부 사이에 장착되어 이격 거리를 지지하는 보조지지판; 및 상기 제 1 지지부 또는 제 2 지지부의 일측면에 장착되는 가열장치;을 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 지지부의 하부면에는, 원통형 구조물의 내측면과 제 2 지지부를 지지하는 추가지지판이, 평면상 제 2 지지부의 하부면 원주를 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 특정 구조의 내주면 지지부 및 보조지지판을 구비함으로써, 원통형 구조물의 용접 변형을 방지할 수 있는 용접변형 방지 지그를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 원통형 구조물의 내주면과 대응되는 구조의 외주면이 형성된 평면상 도넛 구조의 내주면 지지부를 구비함으로써, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형에 의한 진원도 오차를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 특정 구조의 제 1 지지부, 제 2 지지부 및 보조지지판을 구비함으로써, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 내주면 지지부의 일측면에 가열장치를 탑재함으로써, 기계적 방식의 외력을 부가하는 종래의 기술과 달리, 열 팽창 원리를 이용하여 도넛 구조에 외력을 부가하여 용접변형 방지 지그를 원통형 구조물 내측면에 더욱 안정적으로 밀착시켜 고정시킬 수 있고, 결과적으로, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 원통형 구조물의 내측면과 내주면 지지부를 지지하는 특정 구조의 추가지지판을 더 구비함으로써, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 용접변형 방지 지그를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 용접변형 방지 지그를 원통형 구조물에 적용한 모습을 나타내는 정면도이다.
도 3은 용접변형 방지 지그를 적용하지 않은 상태에서 원통형 구조물에 용접을 실시할 경우, 발생하는 용접 변형을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형 방지 지그를 원통형 구조물에 장착한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형 방지 지그의 내주면 지지부 및 보조 지지판을 나타내는 단면도이다.
도 6은 내주면 지지부가 열팽창되는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형 방지 지그를 이용하여 용접 조인트의 변형을 방지하는 모습을 나타내는 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형 방지 지그를 원통형 구조물에 장착한 상태를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형 방지 지그의 내주면 지지부 및 보조 지지판을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 용접변형 방지 지그(100)는, 원통형 구조물(10)의 용접 조인트(13)와 인접하여 원통형 구조물(10)의 내측면에 접촉하여 장착되는 지그로서, 특정 구조의 내주면 지지부(110) 및 보조지지판(120)을 포함하는 구성으로서, 원통형 구조물의 용접 변형을 방지할 수 있는 용접변형 방지 지그를 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 용접변형 방지 지그(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 내주면 지지부(110)는, 용접 조인트(13)를 기준으로 상하 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 원통형 구조물(10)의 내주면에 장착될 수 있다.
구체적으로, 내주면 지지부(110)는, 원통형 구조물(10)의 내주면과 대응되는 구조의 외주면이 형성된 평면상 도넛 구조임이 바람직하다. 또한, 내주면 지지부(110)의 외주면 형상은, 원통형 구조물(10)의 내주면과 면접촉할 수 잇도록 원통형 구조물(10)의 내주면 형상과 대응되는 형상임이 바람직하다.
내주면 지지부(110)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 지지부(111) 및 제 2 지지부(112)를 포함하는 구성일 수 있다.
제 1 지지부(111)는, 용접 조인트(13)로부터 상방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물(10)의 내주면과 밀착되는 구조일 수 있다. 또한, 제 2 지지부(112)는, 용접 조인트(13)로부터 하방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물(10)의 내주면과 밀착되는 구조일 수 있다.
한편, 보조지지판(120)은, 한 쌍의 내주면 지지부(110) 사이에 장착되어 한 쌍의 내주면 지지부(100)의 이격 거리를 지지할 수 있다.
더욱 구체적으로, 보조지지판(120)은, 내주면 지지부(110)의 평면상 원주를 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 배치될 수 있다.
바람직하게, 도 5에 도시된 바와 같이, 보조지지판(120)의 용접 조인트(13)와 대응되는 부위에는, 소정 길이의 반경을 가지는 만입구조(121)가 형성될 수 있다.
도 6에는 내주면 지지부가 열팽창되는 모습을 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형 방지 지그를 이용하여 용접 조인트의 변형을 방지하는 모습을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 4와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 내주면 지지부(110)의 일측면에는, 가열장치(130)가 탑재될 수 있다.
이때, 가열장치(130)는, 내주면 지지부(110)의 상부면을 감싸는 구조로 장착되는 패드형 가열장치일 수 있다.
이 경우, 가열장치(130)는, 내주면 지지부(110)를 가열하여 도 6에 도시된 바와 같이, 내주면 지지부(110)의 외경을 증가시킬 수 있으며, 결과적으로 원통형 구조물(10)의 내측면에 견고히 밀착될 수 있다.
경우에 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 내주면 지지부(110)의 하부면에는, 원통형 구조물(10)의 내측면과 내주면 지지부(110)를 지지하는 추가지지판(140)이, 평면상 내주면 지지부(110)의 하부면 원주를 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착될 수 있다.
이 경우, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 특정 구조의 내주면 지지부 및 보조지지판을 구비함으로써, 원통형 구조물의 용접 변형을 방지할 수 있는 용접변형 방지 지그를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 원통형 구조물의 내주면과 대응되는 구조의 외주면이 형성된 평면상 도넛 구조의 내주면 지지부를 구비함으로써, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 특정 구조의 제 1 지지부, 제 2 지지부 및 보조지지판을 구비함으로써, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 용접변형 방지 지그에 따르면, 내주면 지지부의 일측면에 가열장치를 탑재함으로써, 열팽창 원리를 이용하여 용접변형 방지 지그를 원통형 구조물 내측면에 더욱 안정적으로 밀착시켜 고정시킬 수 있고, 결과적으로, 원통형 구조물의 용접에 따른 내측방향 변형에 대향하여 원통형 구조물의 내측면을 골고루 지지할 수 있어, 용접 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
10: 원통형 구조물
11: 상부 구조물
12: 하부 구조물
13: 용접 조인트
100: 용접변형 방지 지그
110: 내주면 지지부
111: 제 1 지지부
112: 제 2 지지부
120: 보조지지판
121: 만입구조
130: 가열장치
140: 추가지지판

Claims (7)

  1. 원통형 구조물(10)의 원주방향 용접 조인트(13)와 인접하여 원통형 구조물(10)의 내측면에 접촉하여 장착되는 용접변형 방지 지그(100)로서,
    용접 조인트(13)를 기준으로 상하 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 원통형 구조물(10)의 내주면에 장착되는 한 쌍의 내주면 지지부(110);
    상기 한 쌍의 내주면 지지부(110) 사이에 장착되어 한 쌍의 내주면 지지부(100)의 이격 거리를 지지하는 보조지지판(120); 및
    상기 내주면 지지부(110)의 양측면 또는 보조지지판(12)에 장착되는 가열장치(130);
    을 포함하며,
    상기 내주면 지지부(110)는,
    용접 조인트(13)로부터 상방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물(10)의 내주면과 밀착되는 구조의 제 1 지지부(111); 및
    용접 조인트(13)로부터 하방으로 소정 거리만큼 이격되어 장착되고, 원통형 구조물(10)의 내주면과 밀착되는 구조의 제 2 지지부(112);
    를 포함하고,
    상기 가열장치(130)는, 내주면 지지부(110) 또는 보조지지판(120) 표면에 열팽창을 이용한 직접 열을 가하는 패드형 가열장치인 것을 특징으로 하는 용접변형 방지 지그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내주면 지지부(110)는, 원통형 구조물(10)의 내주면과 대응되는 구조의 외주면이 형성된 평면상 도넛 구조인 것을 특징으로 하는 용접변형 방지 지그.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조지지판(120)은,
    상기 내주면 지지부(110)의 평면상 원주를 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 용접변형 방지 지그.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조지지판(120)의 용접 조인트(13)와 대응되는 부위에는, 소정 길이의 반경을 가지는 만입구조(121)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용접변형 방지 지그.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 내주면 지지부(110)의 하부면에는, 원통형 구조물(10)의 내측면과 내주면 지지부(110)를 지지하는 추가지지판(140)이, 평면상 내주면 지지부(110)의 하부면 원주를 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되는 것을 특징으로 하는 용접변형 방지 지그.
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