KR102369165B1 - 용접 테이블 및 용접 방법 - Google Patents
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Abstract
본 기재의 용접 테이블은 용접 대상물이 안착되는 몸체 부재; 및 상기 몸체 부재의 내부에 설치되고, 상기 몸체 부재를 가열하여 용접 대상물이 상기 몸체 부재의 열에 의해 가열될 수 있게 하는 가열 부재;를 포함한다.
Description
본 발명은 용접 테이블 및 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 대상물이 안착될 수 있는 용접 테이블 및 용접 방법에 관한 것이다.
일반적으로 마찰 교반 용접은 용접툴과 용접 대상물의 물리적 마찰에 의하여 발생하는 열을 이용하여 피용접부를 가열하고, 용접툴의 단부에 형성된 핀부를 이용하여 가열된 용접 대상물에 소성 유동을 형성하여 접합하는 일종의 고상 접합법이다.
이러한 기술은 용융 온도 이하에서 접합을 하므로, 청결하고 용접부 물성이 우수하여 알루미늄, 마그네슘 등 융점이 낮은 용접 대상물에 널리 사용되고 있다.
마찰 교반 용접은 재료의 용융점 이하에서 접합이 이루어지므로 용융 용접시 발생하는 여러 결함들의 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 이러한 마찰 교반 용접은 선박 제조시 대형 알루미늄 합금 판재(광폭판 등)를 접합하기 위해서 사용되기도 한다.
한편, 광폭판은 용접 테이블 상에서 두 개의 판재를 서로 맞닿게 하고 용접을 실시하여 제조하는 것이 일반적이다. 이러한 광폭판의 용접 과정에서 광폭판의 부위별로 온도차이가 발생될 수 있다. 광폭판은 온도 차이에 의하여 균열 또는 뒤틀림이 발생될 수 있다.
본 발명의 목적은 용접 품질을 향상시킬 수 있는 용접 테이블 및 용접 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 용접 테이블은 용접 대상물이 안착되는 몸체 부재; 및 상기 몸체 부재의 내부에 설치되고, 상기 몸체 부재를 가열하여 용접 대상물이 상기 몸체 부재의 열에 의해 가열될 수 있게 하는 가열 부재;를 포함한다.
한편, 상기 몸체 부재에서 용접에 실시되는 부분에는 일정 깊이로 인입되는 하나 이상의 인입부가 형성되고, 상기 인입부에 교체 가능하도록 설치되는 하나 이상의 교체 부재;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 몸체 부재에 형성된 진공 라인과, 상기 진공 라인에 연통되는 진공 펌프를 포함하고, 상기 몸체 부재에 안착되는 용접 대상물을 진공 방식으로 흡착하는 진공 흡착 유닛을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 몸체 부재에서 용접 대상물과 접촉될 수 있도록 설치되며, 상기 가열 부재에서 발생되는 열을 용접 대상물로 전달하는 열 전달 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법은 용접 테이블을 사용하여 용접 대상물을 용접하는 용접 방법으로서, 몸체 부재 상에 용접 대상물을 위치시키는 용접 대상물 공급 단계; 몸체 부재 상에 안착된 용접 대상물을 가열하는 예열 단계; 및 예열된 용접 대상물을 용접하는 용접 단계;를 포함한다.
한편, 상기 용접 단계 이후 교체 부재가 손상되는 경우, 손상된 교체 부재를 교체하는 정비 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 테이블은 가열 부재를 포함한다. 가열 부재는 몸체 부재를 목표 온도까지 가열한다. 이에 따라, 광폭판의 용접 과정에서 광폭판의 부위별로 온도차이가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그러므로, 광폭판이 부위별 온도 차이에 의해 균열 또는 뒤틀림이 발생되는 것을 방지하여 용접 대상물의 용접 후 후처리를 하는데 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 광폭판의 제조에 소요되는 비용을 절감하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 용접 대상물로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 테이블을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 테이블을 도시한 사시도이다.
도 3은 용접 대상물이 용접 테이블에 안착되어 용접이 진행되는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 교체 부재가 교체되는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 용접 테이블을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 테이블을 도시한 사시도이다.
도 3은 용접 대상물이 용접 테이블에 안착되어 용접이 진행되는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 교체 부재가 교체되는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 용접 테이블을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 일 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 테이블(100)은 몸체 부재(110)와 가열 부재(120)를 포함할 수 있다.
몸체 부재(110)는 용접 대상물(M)의 용접이 실시되는 공간이다. 즉, 몸체 부재(110)에는 용접 대상물(M)이 안착된다.
몸체 부재(110)는 판 형상으로 이루어질 수 있다. 용접 대상물(M)들의 일단이 서로 맞닿도록 몸체 부재(110) 상에 위치되면, 용접툴(T)이 용접 대상물(M)들의 경계부분을 따라 이동되면서 용접이 실시될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 테이블(100) 상에서 실시되는 용접 방식은 마찰 교반 용접일 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며 다양한 용접 방법이 실시될 수 있다.
가열 부재(120)는 상기 몸체 부재(110)의 내부에 설치된다. 가열 부재(120)는 상기 몸체 부재(110)를 가열하여 용접 대상물(M)이 상기 몸체 부재(110)의 열에 의해 가열될 수 있게 한다. 가열 부재(120)는 일례로 발열 코일일 수 있다. 발열 코일은 전기 에너지를 열 에너지로 변환한다. 즉, 발열 코일은 외부로부터 전원을 공급받아서 열을 발생시킨다.
이때, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접 테이블(100)은 온도 센서와 제어부를 포함할 수 있다. 온도 센서는 몸체 부재(110)의 온도를 측정한다. 제어부는 몸체 부재(110)의 온도가 목표 온도가 되는 경우, 가열 부재(120)의 동작을 제한한다.
예를 들어, 몸체 부재(110)의 온도가 목표 온도가 되는 경우, 제어부는 가열 부재(120)에 공급되는 전류를 조절하여 가열 부재(120)에서 발생되는 열을 제어할 수 있다. 즉, 제어부는 몸체 부재(110)가 가열 부재(120)에 의해 목표 온도를 지속적으로 유지하도록 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 테이블(200)은 교체 부재(130)를 더 포함할 수 있다.
교체 부재(130)는 몸체 부재(110)에서 용접이 실시되는 부분에 탈착 가능하도록 설치될 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 몸체 부재(110)에서 용접에 실시되는 부분에는 일정 깊이로 인입되는 하나 이상의 인입부(123)가 형성될 수 있다. 용접 과정에서 용접툴(T)이 이동되는 경우, 인입부(123)는 몸체 부재(110)에서 용접툴(T)의 이동 경로와 대응되는 영역에 형성될 수 있다.
교체 부재(130)는 인입부(123)와 대응되는 크기로 이루어질 수 있다. 교체 부재(130)는 상기 인입부(123)에 삽입 또는 분리될 수 있다. 교체 부재(130)의 소재는 일례로 강철일 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 용접시 손상이 최소화될 수 있는 소재이면 적용이 가능할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 용접 대상물(M)이 용접 테이블(200) 상에 위치된 상태에서 용접툴(T)에 의해 용접이 실시될 수 있다. 용접이 지속적으로 실시되면서, 교체 부재(130)의 일부분이 손상될 수 있다. 손상된 교체 부재(130)는 용접 대상물(M)의 영향을 끼칠 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자는 손상된 교체 부재(130B)를 제거한 다음, 새로운 교체 부재(130A)를 인입부(123)에 설치할 수 있다.
교체 부재(130)가 몸체 부재(110)에 설치되어 있지 않는 경우, 용접 과정에서 몸체 부재(110)에 손상이 발생되면 몸체 부재(110) 전체를 교체하거나 수리하여야 한다. 그러나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 테이블(200)은 교체 부재(130)를 포함함으로써, 교체 부재(130)의 손상이 발생되는 경우 새로운 교체 부재(130)로 교체하여 사용할 수 있다. 그러므로, 용접에 소요되는 비용을 현저하게 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접 테이블(200)은 열 전달 부재(140)를 더 포함할 수 있다.
열 전달 부재(140)는 상기 몸체 부재(110)에서 용접 대상물(M)과 접촉될 수 있도록 설치되며, 상기 가열 부재(120)에서 발생되는 열을 용접 대상물(M)로 전달할 수 있다. 이를 위한 열 전달 부재(140)의 소재는 일례로 강철보다 열 전도율이 높은 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어 열 전달 부재(140)는 구리로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
한편, 도면에서는 열 전달 부재(140)의 하측이 가열 부재(120)와 직접 접촉되도록 설치되지 않은 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지는 않는다. 열 전달 부재(140)의 하측이 가열 부재(120)에 접촉되도록 설치되는 것도 가능할 수 있다.
용접 대상물(M)이 목표 온도까지 가열되어야 용접 작업이 실시될 수 있다. 열 전달 부재(140)는 용접 대상물(M) 전체로 열을 신속하게 전달하여 용접 대상물(M)이 빠르게 가열되도록 할 수 있다. 이에 따라, 용접에 소요되는 전체적인 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 용접 테이블(300)은 진공 흡착 유닛(150)을 더 포함할 수 있다.
진공 흡착 유닛(150)은 몸체 부재(110)에 안착되는 용접 대상물(M)을 진공 방식으로 흡착할 수 있다. 이를 위한 진공 흡착 유닛(150)은 몸체 부재(110)에 형성된 진공 라인(151)과, 상기 진공 라인(151)에 연통되는 진공 펌프(152)를 포함할 수 있다.
용접 대상물(M)이 미도시된 이송 유닛에 의해 몸체 부재(110)에 위치되면, 진공 펌프(152)가 동작되어 용접 대상물(M)과 몸체 부재(110) 사이에서 음압이 발생되면서 용접 대상물(M)이 몸체 부재(110)에 밀착될 수 있다. 이에 따라, 외력이 용접 대상물(M)에 작용하더라도, 용접 대상물(M)이 몸체 부재(110)에 대해 이동되지 않고 초기 위치를 유지할 수 있다. 그러므로, 용접툴(T)이 용접이 필요한 부분을 정확하게 용접할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 전술한 용접 테이블(100, 200, 300)을 사용하여 용접 대상물(M)을 용접하는 용접 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법(S100)은 용접 대상물 공급 단계(S110), 예열 단계(S120) 및 용접 단계(S130)를 포함한다.
용접 대상물 공급 단계(S110)는 몸체 부재 상에 용접 대상물을 위치시킨다. 전술한 바와 같이 용접 대상물이 미도시된 이송 유닛에 의해 외부로부터 몸체 부재로 이송될 수 있다.
예열 단계(S120)는 몸체 부재 상에 안착된 용접 대상물을 가열한다. 가열 부재가 몸체 부재를 가열하고, 몸체 부재의 열이 용접 대상물로 전달될 수 있다. 용접 대상물은 목표 온도까지 가열될 수 있다. 목표 온도는 용접 방법(S100) 및 용접 대상물의 두께나 소재에 따라 달라질 수 있으므로, 특정 수치로 한정하지는 않는다.
용접 단계(S130)는 예열된 용접 대상물을 용접한다. 이러한 용접 단계에서는 다양한 용접 방법 중에서도 마찰 교반 용접이 사용될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법(S100)은 정비 단계(S140)를 포함할 수 있다.
정비 단계(S140)는 상기 용접 단계(S130) 이후 교체 부재가 손상되는 경우, 손상된 교체 부재를 교체할 수 있다. 교체 부재를 교체하는 과정에 대해 앞서 설명하였으므로, 정비 단계(S140)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1로 되돌아가서, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 테이블(100)은 가열 부재(120)를 포함한다. 가열 부재(120)는 몸체 부재(110)를 목표 온도까지 가열한다. 이에 따라, 광폭판의 용접 과정에서 광폭판의 부위별로 온도차이가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그러므로, 광폭판이 부위별 온도 차이에 의해 균열 또는 뒤틀림이 발생되는 것을 방지하여 용접 대상물(M)의 용접 후 후처리를 하는데 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 광폭판의 제조에 소요되는 비용을 절감하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 용접 테이블
110: 몸체 부재
120: 가열 부재
123: 인입부
130: 교체 부재
140: 열 전달 부재
150: 진공 흡착 유닛
151: 진공 라인
152: 진공 펌프
110: 몸체 부재
120: 가열 부재
123: 인입부
130: 교체 부재
140: 열 전달 부재
150: 진공 흡착 유닛
151: 진공 라인
152: 진공 펌프
Claims (6)
- 용접 대상물이 안착되는 몸체 부재; 및
상기 몸체 부재의 내부에 설치되고, 상기 몸체 부재를 가열하여 용접 대상물이 상기 몸체 부재의 열에 의해 가열될 수 있게 하는 가열 부재;를 포함하고,
상기 몸체 부재에서 용접이 실시되는 부분에 탈착 가능하게 설치되는 하나 이상의 교체 부재;를 더 포함하되, 상기 몸체 부재에 형성된 진공 라인과, 상기 진공 라인에 연통되는 진공 펌프를 포함하고, 상기 몸체 부재에 안착되는 용접 대상물을 진공 방식으로 흡착하는 진공 흡착 유닛을 더 포함하고, 상기 몸체 부재에서 용접 대상물과 접촉될 수 있도록 설치되며, 상기 가열 부재에서 발생되는 열을 용접 대상물로 전달하는 하나 이상의 열 전달 부재를 더 포함하는 용접 테이블. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 따른 용접 테이블을 사용하여 용접 대상물을 용접하는 용접 방법에 있어서,
몸체 부재 상에 용접 대상물을 위치시키는 용접 대상물 공급 단계;
몸체 부재 상에 안착된 용접 대상물을 가열하는 예열 단계; 및
예열된 용접 대상물을 용접하는 용접 단계;를 포함하는 용접 방법. - 제5항에 있어서,
상기 용접 단계 이후 교체 부재가 손상되는 경우, 손상된 교체 부재를 교체하는 정비 단계;를 포함하는 용접 방법.
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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2020
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