KR102332633B1 - Anti-leakage device of purge gas for welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파이프 일단과 다른 파이프 일단을 맞대어 용접으로 연결하기 위한 용접장치의 퍼지가스 누설방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of preventing leakage of purge gas of a welding apparatus for connecting one end of a pipe and another end of a pipe by welding.
스테인레스 파이프, 티타늄 파이프 등의 파이프 맞대기 이음부 용접부에서 TIG 또는 MIG 초층 용접시 용융금속이 공기 중에 노출되었을 때 융융금속이 산화되어(도 1 참조) 금속 본연의 물성을 상실하게 된다. 이 경우 용융금속의 산화를 방지하기 위하여 도 2에 나타낸 퍼지작업 개념도와 같이 파이프 맞대기 이음부 내부 양측 공간을 스펀지 또는 퍼지 페이퍼 등으로 밀패시키고, 이음부 외부에는 퍼지 테이프로 밀패시키는데, 용접부 길이 방향 약50mm 정도는 내부 공기가 방출될 수 있는 공간이 되도록 퍼지 테이프를 부착하지 않는다. 맞대기 이음부의 밀패 공간 안으로 불활성 가스(알곤, 질소)를 공급하여 밀패 공간의 공기(산소)를 밖으로 내보냄으로서 파이프 맞대기 이음부 내부 공간의 산소 농도가 작업 표준 값(예시; 100ppm) 이하가 되도록 맞춘다. When the molten metal is exposed to the air during TIG or MIG super-layer welding in the butt joint of a pipe such as a stainless pipe or a titanium pipe, the molten metal is oxidized (refer to FIG. 1) and the original properties of the metal are lost. In this case, in order to prevent oxidation of molten metal, the spaces inside the pipe butt joint are sealed with a sponge or purge paper, etc., as shown in the purge operation conceptual diagram shown in FIG. 2, and the outside of the joint is sealed with a purge tape. Do not attach the purge tape so that about 50mm is a space where the inside air can be released. By supplying an inert gas (argon, nitrogen) into the sealing space of the butt joint and expelling the air (oxygen) of the sealing space to the outside, the oxygen concentration in the inner space of the butt joint is adjusted to be below the working standard value (eg 100ppm).
파이프 맞대기 이음부 내부 공간의 산소 농도가 작업표준 값(예시; 100 ppm) 이하임을 확인하고, 맞대기 이음부 외부 퍼지 테이프를 부착하지 않은 위치에서 TIG 또는 MIG 초층 용접을 시작하고, 용접이 진행되어 용접 진행 앞부분 테이프가 용접 진행에 방해가 되면 TIG 초층 용접을 중단하고, 앞 부분에 부착된 테이프를 약50mm 정도 벗겨낸 다음 이어서 연결 초층 용접을 실시하는 방법으로 파이프 맞대기 이음부 용접을 완성시킨다. 이러한 방법으로 파이프 맞대기 이음부 TIG 또는 MIG 초층 용접을 실시하면, 파이프 내부에 형성되는 산화되지 않은 건전한 품질의 이면 비드를 만들 수 있다.Check that the oxygen concentration in the space inside the butt joint of the pipe is less than or equal to the working standard value (example: 100 ppm), start TIG or MIG super-layer welding at the position where the purge tape is not attached on the outside of the butt joint, and proceed with welding. If the tape in the front part interferes with the welding process, stop TIG super layer welding, peel off about 50mm of the tape attached to the front part, and then complete the pipe butt joint welding by performing the connecting super layer welding. By performing pipe butt joint TIG or MIG super-layer welding in this way, it is possible to produce a healthy, non-oxidized backside bead that forms inside the pipe.
도 3에 나타낸바와 같이 수동 TIG 또는 반자동 MIG 용접에서는 용접사가 용접 도중에 용접을 중단하고 맞대기 이음부 외부에 부착된 일부분의 퍼지 테이프를 제거하고, 연결 용접하는 방법으로 초층 용접작업을 수행하지만, 자동 TIG 또는 MIG 파이프 초층 용접에서는 파이프 맞대기 이음부 외부에 부착된 퍼지 테이프를 용접 진행되는 속도에 맞추어 아크 발생점으로 부터 일정 거리(약50mm) 앞에서 테이프를 연속하여 제거하는 작업이 필요하며 종래에는 테이프 벗기는 사람을 별도로 배치하여 이 작업을 함으로서 인건비가 증가하는 문제가 있다. As shown in Figure 3, in manual TIG or semi-automatic MIG welding, the welder stops welding during welding, removes a part of the purge tape attached to the outside of the butt joint, and performs super-layer welding by connecting welding, but automatic TIG Alternatively, in MIG pipe super-layer welding, it is necessary to continuously remove the purge tape attached to the outside of the pipe butt joint at a certain distance (about 50mm) from the arc generation point in accordance with the welding speed. There is a problem in that the labor cost increases by separately disposing this work.
본 발명의 용접용 퍼지가스의 누설방지장치는 파이프 회전장치를 포함하는 용접장치의 용접토치를 사용하여 파이프 맞대기 이음부를 루트패스 용접하는 과정에 공급되는 용접용 누설을 방지하기 위한 장치로서, 폭을 가지며 상기 이음부를 따라 원형으로 체결되는 벨트; 상기 토치가 루트패스 용접을 목적으로 상기 이음부에 접근할 수 있도록 상기 벨트에 형성된 개구부; 원형으로 체결된 상기 벨트를 수축시키는 탄성부;와 상기 벨트에서 연장되어 상기 파이프보다 위쪽 또는 아래쪽 또는 주위의 고정된 물체에 벨트를 고정시키는 유지부;를 포함하며 상기 탄성부는 상기 이음부를 따라 상기 파이프와 상기 벨트의 밀착을 유지시키며,상기 유지부는 상기 파이프의 회전방향에 대하여 반대방향으로 장력을 걸어 상기 개구부의 위치를 유지시킨다. The apparatus for preventing leakage of purge gas for welding of the present invention is a device for preventing leakage for welding supplied in the process of root path welding of a pipe butt joint using a welding torch of a welding apparatus including a pipe rotating device, a belt that has a circular shape and is fastened along the joint; an opening formed in the belt to allow the torch to access the joint for root pass welding; an elastic part for contracting the belt fastened in a circle; and a holding part extending from the belt to fix the belt to a fixed object above, below, or around the pipe; and maintaining close contact with the belt, and the holding part maintains the position of the opening by applying tension in the opposite direction to the rotational direction of the pipe.
본 발명에 있어서, 상기 개구부는 상기 벨트의 절단면 양 끝 또는 양 단을 하나 이상의 탄성체에 의해 연결하는 상기 탄성부의 사이에 생기는 공간일 수 있다. In the present invention, the opening may be a space formed between both ends of the cut surface of the belt or the elastic part connecting both ends by one or more elastic bodies.
본 발명에 있어서, 상기 개구부는 상기 벨트의 일부가 절취되어 형성되며, 상기 탄성부는 상기 벨트의 절단면 양 끝 또는 양 단을 하나 이상의 탄성체로 연결하여 형성될 수 있다.In the present invention, the opening may be formed by cutting a portion of the belt, and the elastic portion may be formed by connecting both ends or both ends of the cut surface of the belt with one or more elastic members.
종래에는 파이프 맞대기 이음부 용접(초층 TIG용접 또는 MIG용접) 중 퍼지 페이퍼를 제거하는 작업자를 별도로 배치해야하므로 용접 총 인건비가 증가하는 문제가 있었다. 본 발명의 퍼지 가스 누설방지 장치에 의해 이러한 퍼지 페이퍼 제거 작업자를 배치하지 않고, 토치의 이동경로에 맞추어 용접부 갭을 자동으로 밀폐할 수 있게 된다.Conventionally, there is a problem in that the welding total labor cost increases because it is necessary to separately arrange a worker to remove the purge paper during pipe butt joint welding (super-layer TIG welding or MIG welding). By the purge gas leakage prevention device of the present invention, it is possible to automatically close the welding gap according to the movement path of the torch without disposing such a purge paper removal worker.
도 1은 스테인레스 용접부 이면비드 산화 외관 사진
도 2는 퍼지 작업 개념도
도 3은 수동 TIG용접과 테이프를 이용한 퍼지
도 4는 종래의 자동 MIG 초층용접을 위한 퍼지 장치
도 5는 자동 MIG 초층 용접부와 이면비드 외관
도 6은 자동 MIG 초층 용접, 퍼지가스 누설 방지 장치 뒷면 사진
도 7은 자동 GMAW용접, 퍼지 장치 정면 사진
도 8은 자동 MIG 초층 용접용 퍼지가스 누설방지 장치 개념도(정면)
도 9는 자동 MIG ,초층 용접용 퍼지가스 누설방지 장치 개념도(측면)
도 10은 벨트 연결장치
도 11은 벨트 길이조절장치
도 12는 비너 이미지
도 13은 벨트(예시: 유리섬유 재질)
도 14는 파이프 회전장치를 이용한 반자동 MIG용접 사례
도 15는 벨트 연결장치와 용접공간 예시1 is a photograph of the appearance of oxidation of the back side bead of a stainless welded part;
2 is a conceptual diagram of a purge operation
3 is a purge using manual TIG welding and tape
Figure 4 is a purge device for the conventional automatic MIG super-layer welding
5 is an automatic MIG super-layer welding part and the appearance of the back bead
6 is a photograph of the back side of the automatic MIG super-layer welding and purge gas leakage prevention device
7 is a front view of automatic GMAW welding and purge device
8 is a conceptual diagram of a purge gas leakage prevention device for automatic MIG super-layer welding (front)
9 is a schematic diagram of a purge gas leakage prevention device for automatic MIG and super-layer welding (side)
10 is a belt connection device;
11 is a belt length adjustment device
12 is a binner image
13 is a belt (eg, made of fiberglass)
14 is a case of semi-automatic MIG welding using a pipe rotating device
15 is an example of a belt connection device and a welding space
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예(embodiments)에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 이러한 설명은 본 발명에 관한 예시적 내지 기능적 설명일 뿐이며, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위가 이러한 설명과 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이러한 해석에 의하여 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들에 미친다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, these descriptions are merely exemplary or functional descriptions of the present invention, and since the embodiments may have various modifications and take various forms, the scope of the present invention should not be construed as being limited by these descriptions and embodiments. Can not be done. In addition, it should be understood that the scope of the present invention is not limited by this interpretation, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects. That is, the scope of the present invention extends to equivalents that can realize the technical idea described in the claims.
스테인레스 파이프 맞대기 이음부 초층 용접을 자동TIG용접법 또는 자동MIG용접법으로 수행하기 위해서는 초층 용접 중 이면 비드의 산화 방지를 위하여 파이프 내부에 불활성 가스(알곤, 질소 등)로 퍼지 작업을 하게 되는데 퍼지 작업 중 용접부 갭 사이로 퍼지 가스가 누설되는 것을 방지하기 위해 종래에는 도 4에 나타낸 바와 같이 파이프 양 끝은 스폰지 막이를 이용하여 밀폐시키고, 용접부 갭은 파이프 외면에 퍼지 테이프를 부착하여 밀봉하였으며, 아크 발생점 위치의 약50mm 구간은 파이프 내부 가스가 배출될 수 있도록 퍼지테이프를 부착하지 않는다.In order to perform super-layer welding of stainless pipe butt joint by automatic TIG welding or automatic MIG welding, purging is performed with inert gas (argon, nitrogen, etc.) inside the pipe to prevent oxidation of the back bead during super-thickness welding. In order to prevent the purge gas from leaking between the gaps, conventionally, both ends of the pipe are sealed using a sponge membrane as shown in FIG. 4, and the weld gap is sealed by attaching a purge tape to the outer surface of the pipe. In the 50mm section, no purge tape is attached so that the gas inside the pipe can be discharged.
파이프 용접부 밀폐작업이 끝나면 불활성 가스호스를 통하여 밀폐된 파이프 용접부 내부로 불활성가스를 공급하여 내부 산소 농도가 작업 지시값 이하가 되었을 때 초층 용접작업을 시작한다. 초층 자동 용접이 시작되면 로테이터(도 14의 1404)에 의해 파이프가 회전하면서 연속적으로 초층 용접작업이 수행되고, 사전에 배치된 퍼지 페이퍼를 제거하는 작업자가 아크 발생점 전방 약50mm 지점에서 퍼지 페이퍼를 제거하게된다. 도 5에 스테인레스 파이프 맞대기 이음부를 자동 MIG용접으로 용접한 이면비드 외관을 나타내었다. When the sealing work of the pipe weld is completed, the inert gas is supplied to the inside of the sealed pipe weld through the inert gas hose, and when the internal oxygen concentration is below the work instruction value, the super-layer welding work is started. When the automatic super-layer welding starts, the super-layer welding operation is continuously performed while the pipe is rotated by the rotator ( 1404 in FIG. 14 ), and the operator who removes the pre-arranged purge paper removes the purge paper at a point about 50 mm in front of the arc generation point. will be removed 5 shows the appearance of a back bead welded to a stainless pipe butt joint by automatic MIG welding.
도 1은 스테인레스 용접부 이면비드 산화 외관 사진으로서, 상기 용접부 번호 1,2,3번은 합격, 4~10번은 산화 과대로 불합격되는 상황이 된다. 이러한 상황을 방지하기 하기 위하여 도 2와 같은 퍼지 작업을 수행하게 되며, 수동 TIG용접시 종래에는 도 3과 같이 불활성 가스 호스(31)를 용접할 파이프(34)에 삽입하고 퍼지페이퍼(32)와 퍼지 테이프(33)를 사용하여 퍼지를 하였다. 도 4는 종래의 자동 MIG 초층용접을 위한 퍼지 장치로서 마개(예시: 스폰지)(42)와 퍼지테이프를 이용하여 퍼지가스를 파이프 내에 충진시키고, 맞대기 이음부 갭(43)중 일부를 개방하여 용접토치(41)가 퍼지가스 분위기에서 용접이 진행되는 상황을 보여준다. 도 5는 이러한 자동 MIG 용접에 의해 형성된 초층 용접부(51)와 이면비드 외관(52)이 나타나 있다. 1 is a photograph showing the appearance of oxidation of the bead on the back side of a stainless welded part, in which the
도 6과 도 7에 본 발명의 퍼지가스 누설방지 장치를 여러 각도에서 나타 내었다. 도 6은 자동 MIG 초층 용접 중의 퍼지가스 누설을 방지하기 위한 본 발명의 장치 뒷면 사진으로서, 파이프의 맞대기 이음부를 둘러싸면서 용접부는 개방하고 파이프와의 밀착을 위한 장력을 유지하는 장치에 연결된 벨트(예시: 유리섬유)(66), 벨트가 파이프의 회전방향을 따라 같은 방향으로 회전하지 않도록 작용하는 벨트 지지장치(61), 이러한 벨트지지장치와 벨트를 연결하는 와이어 로프(예시: 스테인레스 3.0ø)(64), 벨트가 파이프의 회전방향을 따라 돌지 않도록 적정한 장력을 유지하기 위한 와이어 길이 조절장치(63), 와이어와 벨트를 연결하는 비너(65)와 용접위치의 좌우이동에 따라 벨트를 좌우로 이동시킬 수 있는 벨트 좌우 이동장치(62)가 결합된 상태를 보여준다. 6 and 7 show the purge gas leakage prevention device of the present invention from various angles. 6 is a photograph of the back side of the device of the present invention for preventing purge gas leakage during automatic MIG super-layer welding, and while surrounding the butt joint of the pipe, the weld is opened and the belt connected to the device for maintaining the tension for close contact with the pipe (example : Glass fiber) 66, a
본 발명의 구성요소인 벨트는 용접중에 사용되므로 고온에서 불연성이어야 한다. 또한, 파이프 맞대기 용접부의 갭에서 파이프의 원주 방향으로 누설되는 퍼지가스를 밀폐시키기 위해 벨트에 장력(텐션)을 부여하여 파이프 이음부를 외부에서 감싸야 하므로 유연성이 요구된다. 이러한 재질의 예시로서 유리섬유벨트 또는 스틸밴드(Steel band)등이 사용될 수 있으며, 예시된 재질외에 다양한 재질이 사용될 수 있다. 이러한 재질의 벨트에 의해 용접부 갭으로부터 누설되는 퍼지가스에 대한 밀폐효율을 향상시키기 위해 벨트 연결부에 코일스프링을 배치하여 벨트에 장력(텐션)을 부여하였다. 이러한 작용을 수행하는 본 발명의 벨트는 용접중에 회전하는 파이프에 대하여 밀폐장치로 기능한다. The belt, which is a component of the present invention, is used during welding and therefore must be non-combustible at high temperatures. In addition, in order to seal the purge gas leaking in the circumferential direction of the pipe from the gap of the butt welded part of the pipe, tension (tension) is applied to the belt to surround the pipe joint from the outside, so flexibility is required. As an example of such a material, a glass fiber belt or a steel band may be used, and various materials other than the illustrated material may be used. In order to improve the sealing efficiency against the purge gas leaking from the gap of the welding part by the belt made of this material, a coil spring was arranged in the belt connection part to give tension (tension) to the belt. The belt of the present invention, which performs this action, functions as a sealing device for the rotating pipe during welding.
본 발명에 적용되는 용접기법은 TIG, MIG, Plasma 용접을 포함하며, 파이프 내부 불활성가스 퍼지가 필요한 모든 용접에 적용될 수 있다. 또한 본 발명이 적용되는 용접장비는 본 발명의 실시예로 든 자동용접장비 외에 용접되는 파이프를 터닝롤러나 포지셔너 등과 같은 파이프 회전장비를 이용하여 회전시키면서 파이프 초층 용접작업을 수행하는 모든 용접장비를 포함한다. 이러한 용접장비는 수동TIG용접장비 또는 반자동 MIG용접장비 등을 포함한다. The welding technique applied to the present invention includes TIG, MIG, and plasma welding, and can be applied to any welding that requires purging of inert gas inside the pipe. In addition, the welding equipment to which the present invention is applied includes all welding equipment that performs super-layer welding work while rotating the pipe to be welded by using a pipe rotating equipment such as a turning roller or a positioner in addition to the automatic welding equipment mentioned in the embodiment of the present invention. do. Such welding equipment includes manual TIG welding equipment or semi-automatic MIG welding equipment.
도 7은 자동 MIG용접을 위해 적용된 퍼지가스 누설방지 장치의 정면이미지와 확대이미지이다. 벨트 절단부의 양단에 설치된 스프링 걸고리(74)에 두 개의 코일스프링(72)이 연결되어 벨트를 잡아당김으로서 벨트에 장력(텐션)을 부여한다. 이 두 개의 코일스프링 사이에 형성된 빈 공간에 노출된 파이프 맞대기 이음부에 용접토치(71)가 배치되어 초층 용접작업을 수행하게 된다. 이때 퍼지가스의 전면적인 누설을 방지하면서 스프링에 의해 형성된 공간으로 파이프 내부 가스가 방출된다. 벨트 길이 조절장치(73)는 파이프 외경에 맞추어 벨트 길이를 조절하는 기능을 하며, 길이가 긴 하나의 벨트로 다양한 외경의 파이프 용접작업에 사용할 수 있게 한다. 또한 벨트 길이를 줄이거나 늘리는 형태로 조절하여 코일스프링의 늘어나는 길이를 조절함으로서 파이프 용접부 외면과 벨트사이의 밀착을 유지하기 위한 벨트의 장력을 조절하게 된다. 7 is a front image and an enlarged image of a purge gas leakage prevention device applied for automatic MIG welding. Two
자동 MIG 초층 용접용 퍼지가스 누설 방지 장치의 개념이 도시된 도 8과 도 9를 기준으로 본 발명의 장치를 설명한다. 도 8과 도 9는 자동 MIG 초층 용접용 퍼지가스 누설방지 장치의 정면과 측면을 나타낸 개요도이다. 파이프 맞대기 이음부 내부를 불활성 가스로 채우기 위해 파이프 한 쪽 끝은 스폰지 마개로 밀폐시키고, 다른 한 쪽은 불활성 가스호스와 조립된 스폰지 마개로 밀폐시킨다. 맞대기 이음부 갭은 용접부 고온에 견딜 수 있는 유리섬유(비금속 또는 금속물질의 유연한 고온 불연성 소재), 로 제작된 벨트를 이용하여 감싸고, 용접토치가 배치된 아크 발생점 부근 약50mm는 개방된 상태로 유지하고, 벨트의 양 끝에 각각 스프링 걸고리를 끼우고 코일 스프링으로 연결한다. 벨트의 길이는 벨트 양 끝에서 조절될 수 있으며, 도 8과 도 9에 도시된 벨트 길이 조절장치(84)를 이용하여 양 측에서 조절한다. 파이프 초층 용접이 시작되면 파이프가 화살표(94) 방향으로 회전하게되는데 이 때 벨트가 함께 회전하지못하도록 잡아주기 위해 벨트의 연장부(93)에는 벨트 고리(92)가 부착되어있다. 벨트고리에 연결용 비너(91)가 조립되고, 비너(도 12 참조)의 다른 끝에는 와이어 로프가 연결되고, 와이어 로프의 다른 끝은 와이어 로프길이 조절장치(81)에 연결된다. 와이어 로프 길이 조절장치(81)는 벨트 좌우 이동장치(83)에 부착되어 있으며, 와이어 로프가 통과하는 홀과 홀을 통과하는 와이어 로프를 고정시킬 수 있는 나사산(탭)과 나비볼트로 구성되어 있다. 벨트 좌우이동장치(83)는 벨트 지지 장치(61)에 조립되어 용접 파이프 좌우 길이 방향(85)으로 맞대기 이음부 갭 직 상부에 와이어 로프와 벨트를 위치 시킬 때 사용한다. 벨트 위치고정장치(81)는 용접토치가 설치된 용접헤드 몸체에 고정설치될 수 있으나, 이 위치에 한정되는 것은 아니며 도 14와 같은 형태로 설치될 수 있다. 이 장치는 초층 용접중 용접되는 파이프가 회전 할 때 용접부 외부를 감싸고 있는 벨트가 파이프와 일체가 되어 회전하지 못하도록 지지해주는 장치이다.The device of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9 showing the concept of a purge gas leakage prevention device for automatic MIG super-layer welding. 8 and 9 are schematic views showing the front and side of the purge gas leakage prevention device for automatic MIG super-layer welding. To fill the inside of the pipe butt joint with an inert gas, one end of the pipe is sealed with a sponge stopper, and the other end is closed with a sponge stopper assembled with an inert gas hose. The butt joint gap is wrapped using a belt made of glass fiber (a flexible, high-temperature, non-combustible material of non-metallic or metallic material) that can withstand the high temperature of the weld, and about 50 mm near the arcing point where the welding torch is placed is left open. and attach spring hooks to each end of the belt and connect them with coil springs. The length of the belt can be adjusted at both ends of the belt, and is adjusted from both sides using the belt length adjusting device 84 shown in FIGS. 8 and 9 . When the pipe super-layer welding starts, the pipe rotates in the direction of the
도 10은 벨트 연결장치를 도시한다. 벨트 연결장치는 벨트 길이조절장치(73)의 벨트 고정레버를 수직으로 세우고(7311, 열림), 벨트 끝을 그 아래로 삽입하여 통과시켜, 코일 스프링에 연결된 스프링 걸고리(74)를 감싼 후 다시 벨트 길이조절장치 벨트 고정레버(731)의 아래로 이중으로 통과시킨 후 벨트 끝을 당겨 벨트 길이를 조절한 다음 벨트 고정레버를 수평방향으로 눌러(7312, 닫힘) 고정레버 이빨(1102)이 벨트를 케이스 상면 위에 압착하여 움직이지 않토록 고정하여 사용한다. 도 11에 나타낸 벨트 길이조절장치의 구성요소로서, 길이조절장치 케이스(1101)는 벨트를 잡아주는 고정레버 이빨(1102)과 벨트고정레버의 회전축인 고정레버 핀(1103)을 더 포함한다. 도 10의 벨트 길이 조절장치에 의한 1차적인 길이조절이 이루어진 후 좀 더 미세한 길이 조절을 위해 코일스프링에 턴버클(양쪽에 고리가 있고 돌려서 길이를 조절하는 나사형태의 부품)을 연결하여 텐션의 강약을 조절할 수 있다. 파이프는 외경 치수를 기준으로 표준화되어있기 때문에 파이프에 감겨질 벨트의 외부면에 길이 방향으로 파이프 외경치수를 마킹하고 벨트를 파이프 외면에 설치할 때 마킹 눈금에 맞추어 벨트길이 조정장치에 고정시킬 수 있다.10 shows a belt connection device. The belt connecting device vertically sets the belt fixing lever of the belt length adjusting device 73 (7311, open), inserts the end of the belt under it, passes it, wraps the
도 12에 예시된 비너는 도 13에 보여진 벨트(예시: 유리섬유 재질)에 연장된 고리(92)에 연결된다. 비너에는 와이어로프(64)가 함께 체결되어 벨트가 파이프의 회전방향으로 따라돌지 않게 된다. 도 9에는 와이어로프(64)가 윗 쪽으로 연장되어 고정된 모습이 보여지고 있다. 와이어로프(예시; 스테인레스, 3.0ø) 길이 조절 장치에 의해 길이를 조절하여 용접아크발생위치가 변경되는 것에 대응할 수 있다. 즉, 와이어로프 길이를 짧게하면 벨트 개구부(용접아크 발생위치; 코일 스프링 설치위치)가 시계방향(3시방향)으로 이동하고, 와이어로프 길이를 길게하면 벨트 개구부가 시계 반대방향(12시방향)으로 움직이게 된다. 실제 작업에서는 아크 발생점이 먼저 결정되고, 아크 발생점에 맞추어 벨트 개구부위치를 맞추게 된다.The biner illustrated in FIG. 12 is connected to a
한편, 도 14에 보여지는 예시는 반자동 MIG용접 사례로서 가압롤러(1402)와 파이프 회전 구동 롤러(1403)를 포함하는 로테이터(1404)에 의해 파이프가 회전되는 방향(1405)으로 벨트가 따라 돌지 않도록 하는 장치로서 장치의 아래 쪽으로 연장되어 고정된 와이어고정고리(1406)가 도시되어 있다. 벨트를 고장하는 장치는 파이프 회전방향 반대방향으로 장력이 작용하여 벨트가 유지되도록 고정 방향(상, 하, 전, 후), 위치 제한 없이 고정될 수 있다. On the other hand, the example shown in FIG. 14 is a semi-automatic MIG welding case so that the belt does not rotate in the
도 15는 벨트 연결장치와 용접공간을 보여주는 실시예로서, 용접토치가 파이프 맞대기 이음부에 접근하기 위해 필요한 용접공간(1505)이 벨트를 절단하지 않은 상태에서 벨트의 일부가 절취되어 형성되는 것을 보여주고 있다. 또한 벨트의 길이를 조절하여 파이프의 외주면과의 밀착을 유지하기 위한 탄성부를 형성하는 구조로서, 벨트의 일부를 원형으로 박음질(예시)하여 원통형 고리(1504)를 만들고, 탄성체가 연결될 기계요소(예시: 스프링걸고리(74))를 원통형 고리 안에 설치할 수 있다. 한편, 절단부의 일부가 반대편 벨트의 하단으로 겹쳐진 상태가 되면 퍼지가스는 벨트내부 용접공간(1505)을 통해 외부로 빠져나가며 용접분위기를 조성하게 된다. 15 is an embodiment showing the belt connection device and the welding space, and the
이하에서는, 스테인레스 파이프 맞대기 이음부를 자동 MIG용접장치와 퍼지가스 누설방지 장치를 이용하여 초층 용접을 수행하는 방법을 설명한다. 파이프 맞대기 용접을 위하여 취부된 피 용접물 파이프를 자동 MIG 용접장치, 로테이터 위에 올리고, 가압롤러로 눌러서 고정시킨다. MIG 용접토치를 용접부 위에 위치시킨다. 용접헤드에 설비된 벨트지지장치에 조립된 벨트 좌우 이동장치, 와이어 로프 길이 조절장치, 와이어 로프, 연결용 비너, 벨트 고리를 포함하는 유리섬유 벨트, 유리섬유 벨트 양 끝에는 벨트 길이 조절장치가 각각 조립되고, 양 벨트 끝에는 스프링 걸고리가 설치되고 양측 걸고리는 2개의 코일 스프링으로 연결되어 벨트가 용접부 갭 상부 외면에 밀착되어 기밀을 유지할 수 있도록 벨트에 장력을 부가하도록 조립한다.Hereinafter, a method of performing super-layer welding of a stainless pipe butt joint using an automatic MIG welding device and a purge gas leakage prevention device will be described. For pipe butt welding, the pipe to be welded is placed on the automatic MIG welding device and rotator, and fixed by pressing with a pressure roller. Place the MIG welding torch over the weld. A belt moving device, a wire rope length adjusting device, a wire rope, a connecting binner, a glass fiber belt including a belt loop, and a belt length adjusting device are assembled at both ends of the glass fiber belt, respectively, assembled in the belt support device installed in the welding head A spring hook is installed at both ends of the belt, and the hooks on both sides are connected by two coil springs, so that the belt is in close contact with the upper outer surface of the weld gap to maintain airtightness.
용접토치가 배치된 아크 발생점 부근의 용접길이 방향 약50mm(예시)에는 벨트가 배치되지 않으면서 벨트가 적당한 스프링 장력으로 용접부 갭 상면에 밀착되도록 1차적으로 양측 벨트 길이 조절장치에서 벨트 길이를 조절하고, 2차적으로 와이어로프 길이 조절장치에서 와이어 길이를 조절하여 벨트 개방부 위치를 아크 발생점에 맞춘다.The belt length is primarily adjusted by the belt length adjusting device on both sides so that the belt is not placed in the welding length direction of about 50 mm (example) near the arc generation point where the welding torch is placed and the belt is in close contact with the upper surface of the weld gap with appropriate spring tension. and secondarily adjust the wire length in the wire rope length adjusting device to adjust the position of the belt opening to the arcing point.
불활성 가스를 스폰지 마개에 조립된 불활성가스 호스를 통하여 용접 파이프 내부로 공급하여내부 산소 농도가 작업 표준 값 이하가 되도록 맞춘다.Inert gas is supplied to the inside of the welding pipe through the inert gas hose assembled on the sponge stopper so that the internal oxygen concentration is below the working standard value.
초층 MIG 용접조건을 설정한 후 초층 용접을 시작한다.After setting the super layer MIG welding conditions, start super layer welding.
아크가 발생함과 동시에 파이프는 도 9에 나타낸 화살표 방향으로 원주속도가 용접속도에 맞게 회전하기 시작하고, 벨트는 벨트 지지장치에 묶여서 고정된 위치에서 파이프 외면과 마찰되며 미끌리게 된다. 용접 도중에도 불활성가스는 일정량으로 계속하여 공급하게 되며, 공급된 량 만큼 아크 발생점 부근의 벨트가 개방된 갭 사이로 방출하게 된다.At the same time as the arc is generated, the pipe starts to rotate at a circumferential speed corresponding to the welding speed in the direction of the arrow shown in FIG. Even during welding, the inert gas is continuously supplied in a certain amount, and the supplied amount is released between the gaps in which the belt near the arcing point is opened.
파이프 원주방향 맞대기 이음부 초층 용접 시공이 완료되면 불활성가스 공급 발브를 잠궈서 가스 공급을 중단시키고, 스프링 걸고리에서 코일 스프링을 분리시키고, 벨트를 파이프 외면으로부터 분리시킨다. 벨트가 벨트 지지장치에 메달린 상태에서 파이프 회전에 간섭되지 않으면 다음 초층 용접 때 까지 메달린 상태로 유지해도 된다. 파이프 내부 초층 용접부 온도가 약200°C 이하가 될 때 까지 기다린 후 파이프 양 측에 조립된 스폰지 마개를 분리시키고, 이면비드 외관 검사를 실시한다. 초층 MIG용접으로 초층 용착두께가 약5mm 형성됨으로 초층 이후 패스 용접 동안에는 파이프 내부 불활성가스 퍼지작업은 불필요하다. 다음 층 용접조건을 맞추고 잔여 층 용접을 반복하여 실시한다. When the pipe circumferential butt joint super-layer welding construction is completed, stop the gas supply by locking the inert gas supply valve, remove the coil spring from the spring hook, and remove the belt from the outer surface of the pipe. If the belt does not interfere with pipe rotation while suspended from the belt support device, it may remain suspended until the next superlayer welding. Wait until the temperature of the super-layer weld inside the pipe is below about 200°C, and then remove the sponge stoppers assembled on both sides of the pipe and inspect the back bead appearance. Since the thickness of the first layer is formed by about 5mm by MIG welding of the first layer, it is unnecessary to purge the inert gas inside the pipe during pass welding after the first layer. Set the welding conditions for the next layer and repeat the welding of the remaining layers.
본 발명을 서술하기 위해 사용된 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.The meaning of the terms used to describe the present invention should be understood as follows. It should be understood that when an element is referred to as being “connected to” another element, it may be directly connected to the other element, but another element may exist in between. The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" or "have" refer to the described feature, number, step, action, component, part or these It is intended to indicate that a combination exists, and it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms defined in the dictionary should be interpreted as being consistent with the meaning of the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.
31 불활성 가스 호스
32 퍼지 페이퍼
33 퍼지 테이프
34 용접할 파이프
41 용접토치
42 마개(예시: 스폰지)
43 맞대기 이음부 갭
51 초층용접부
52 이면비드 외관
61 벨트 지지장치
62 벨트 좌우 이동장치
63 와이어 길이 조절장치
64 와이어 로프(예시: 스테인레스 3.0ø)
65 비너
66 벨트(예시: 유리섬유)
71 용접토치
72 코일 스프링
73 벨트 길이 조절장치
74 스프링 걸고리
731 벨트고정레버
7311 열리는 방향
7312 닫히는 방향
81 벨트 위치고정장치
82 너트
83 벨트 좌우이동장치
84 와이어로프 길이조정장치(예시: 나비볼트)
85 벨트이동방향
91 연결용 비너 (예시: 6mm)
92 벨트 고리
93 벨트연장부
94 파이프 회전방향
1101 길이조절장치 케이스
1102 고정레버 이빨
1103 고정레버 핀
1104 평면
1105 측면
1106 정면
1301 평면도
1302 측면도
1401 와이어 송급장치
1402 가압롤러
1403 파이프 회전 구동 롤러
1404 로테이터 (4~40”)
1405 파이프 회전방향
1406 와이어고정고리
1501 연결장치 평면
1502 연결장치 측면
1503 파이프 맞대기 이음부를 덮는 벨트
1504 탄성체 연결부
1505 벨트내부 용접공간31 Inert Gas Hose
32 Purge Paper
33 Purge Tape
34 pipe to be welded
41 welding torch
42 stoppers (e.g. sponges)
43 Butt joint gap
51 Super layer welding
52 Back Bead Appearance
61 Belt support
62 Belt left and right movement device
63 wire length adjuster
64 wire rope (e.g. stainless 3.0ø)
65 binner
66 belts (e.g. fiberglass)
71 Welding Torch
72 coil spring
73 Belt length adjuster
74 spring hook
731 Belt Fixing Lever
7311 open direction
7312 closing direction
81 Belt positioning device
82 Nuts
83 Belt shifting device
84 Wire rope length adjustment device (Example: Butterfly bolt)
85 Belt movement direction
91 Wiener for connection (eg 6mm)
92 belt loop
93 Belt extension
94 Pipe rotation direction
1101 Length Adjuster Case
1102 Retaining Lever Teeth
1103 Retaining Lever Pin
1104 plane
1105 side
1106 front
1301 floor plan
1302 side view
1401 wire feeder
1402 pressure roller
1403 Pipe Rotation Drive Roller
1404 Rotator (4-40”)
1405 Pipe rotation direction
1406 wire fixing hook
1501 connector plane
1502 connector side
Belt covering 1503 pipe butt joints
1504 Elastomer Connection
1505 Welding space inside the belt
Claims (3)
폭을 가지며 이음부를 따라 원형으로 체결되는 벨트;
상기 토치가 상기 이음부에 접근할 수 있도록 상기 벨트에 형성된 개구부;
원형으로 체결된 상기 벨트를 수축시키는 탄성부;와
상기 벨트에서 연장되어 주위의 고정 물체에 벨트를 고정시키는 유지부;를 포함하며
상기 탄성부는 상기 이음부를 따라 상기 파이프와 상기 벨트의 밀착을 유지시키며,
상기 유지부는 상기 파이프의 회전방향에 대하여 반대방향으로 장력을 걸어 상기 개구부의 위치를 유지시키는 용접용 퍼지가스의 누설방지장치.In an apparatus for preventing leakage of purge gas for welding, which is supplied in the process of root path welding of a pipe butt joint by a welding apparatus including a pipe rotating device and a welding torch,
Belts having a width and fastened in a circular shape along the joint;
an opening formed in the belt to allow the torch to access the seam;
An elastic part for contracting the belt fastened in a circle; and
and a holding part extending from the belt and fixing the belt to a surrounding fixed object.
The elastic part maintains close contact between the pipe and the belt along the joint,
The holding part is an apparatus for preventing leakage of purge gas for welding to maintain the position of the opening by applying tension in the opposite direction to the rotational direction of the pipe.
상기 개구부는 상기 벨트의 양 단을 두 개의 탄성체에 의해 연결하는 상기 탄성부의 사이에 생기는 공간인 것을 특징으로 하는 용접용 퍼지가스의 누설방지장치.According to claim 1,
The opening is a purge gas leakage prevention device for welding, characterized in that the space formed between the elastic portion connecting both ends of the belt by two elastic bodies.
상기 개구부는 상기 벨트의 일부가 절취되어 형성되며,
상기 탄성부는 상기 벨트의 양 단을 탄성체로 연결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 용접용 퍼지가스의 누설방지장치.
According to claim 1,
The opening is formed by cutting a part of the belt,
The elastic part is an apparatus for preventing leakage of purge gas for welding, characterized in that it is formed by connecting both ends of the belt with an elastic body.
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---|---|---|---|
KR1020200148147A KR102332633B1 (en) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | Anti-leakage device of purge gas for welding |
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2020
- 2020-11-06 KR KR1020200148147A patent/KR102332633B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |