KR20010047028A - 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치 및 스윙제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 맞대기 협개선 잠호용접에 적용할 수 있는 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치 및 스윙제어 방법에 관한 것으로, 용접공정 중에 조인트 내의 적절한 위치에서 스윙방향 및 스윙량 제어가 가능하고, 토치 스윙의 수동제어와 자동제어가 모두 가능하도록 하기 위해, 구동부는 로타리 엔코더와 구동 모터와 워엄 샤프트 및 워엄 기어를 포함하여 구성되고, 토치 스윙부는 스윙바와 스윙핀을 포함하여 구성되며, 수동제어 패널과 용접제어 프로그램으로 구성된 용접공정 제어부를 더 포함하여 이루어진 몸체부와 구동부와 스윙부로 구성된 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치 및 스윙 방향의 조절과 함께 단위 각도별 스윙의 조절 및 설정값에 의한 스윙의 조절이 이루어지는 수동스윙 제어단계와, 스윙 제어가 용접공정 제어부의 용접제어 프로그램의 이행을 통해 자동적으로 스윙을 조절하는 자동스윙 제어단계로 이루어지는 협개선 잠호용접용 용접 토치의 스윙제어 방법이다.

Description

협개선 잠호용접용 자동스윙 토치 및 스윙제어 방법{AUTO SWING TORCH FOR NARROW GAP SUBMERGED ARC WELDING AND SWING CONTROL METHOD}

본 발명은 자동스윙 토치에 관한 것으로서, 특히 후판의 맞대기 협개선(Narrow-gap) 조인트에서 잠호용접(潛弧熔接, SAW : Submerged Arc Welding)을 적용할 수 있는 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치 및 그 스윙제어 방법에 관한 것이다.

잠호용접이란 용제(flux)와 와이어 전극을 분리 공급하여 아크가 용제 속에서 발생되도록 하는 용접방법으로서, 와이어 전극보다 앞에 미세한 입상의 용제를 살포하면서 와이어 전극을 연속적으로 송급하여, 용제 속에서 전극의 선단과 모재 사이에 아크가 발생되면서 용접이 진행되는 자동 아크 용접으로서, 작업능률이 높고 우수한 용접품질을 얻을 수 있다는 장점 등에 의해 조선 및 압력용기, 후판 구조물의 제작 등에 널리 사용되고 있다.

아크용접을 적용하여 일정 두께 이상에서 맞대기 용접을 할 경우에는 용접 토치의 접근이 가능하고 적정한 아크 발생과 융착에 따른 슬래그의 처리 등이 이루어져야 하므로 용접공간을 확보할 수 있는 V, X, U형 조인트(홈) 형태가 필요하다. 그러나 지나친 홈 공간은 양호한 용접성을 얻을 수 있는 반면, 용접시간 및 용접비용이 증가한다는 문제가 있다.

따라서 요구하는 품질 내에서 최소의 공간으로 용접이 이루어져야 하며, 이러한 요구에 따라 협개선 용접기법이 비소모성전극 불활성가스피포 아크용접(GTAW:Gas Tungsten Arc Welding), 소모성전극 불활성가스피포 아크용접(GMAW:Gas Metal Arc Welding) 및 잠호용접 등에서 개발되어 기존의 용접기법에서 적용되는 조인트의 단면적을 획기적으로 감소시킨 용접방법으로 적용되고 있으며, 이러한 용접기법중 협개선 잠호용접기법이 가장 폭넓게 사용되고 있다.

잠호용접에 적용되는 협개선 용접기법은 1층 2패스(Two-pass per-layer) 기법과 1층 1패스(One-pass per-layer) 기법이 있으며, 일반적으로 1층 2패스 기법이 안정된 용접품질 때문에 많이 적용되고 있다.

후판 압력용기 용접에 적용되는 1층 2패스 기법의 협개선 잠호용접의 맞대기 이음 조인트 형상은 도 3에서 도시한 바와 같은 U자 홈(U-groove)형태로 양면 개선각 1°이하(일반 개선 조인트의 양면 개선각 6°이상 유지), 최대 조인트 횡 간격 30mm이하로 유지되어야 한다. 용접은 도 3에서 도시한 것과 같은 방법으로, 단위층에 2패스 용접하는 방법으로 수행되며, 이 때 조인트의 사이드부에서 충분한 용입과 언더컷(undercut)의 방지 및 양호한 용접비드 형성과 함께 슬래그의 분리가 용이하여야 한다.

따라서 기존의 일반개선용 용접 토치로 사용하는 확장노즐(extension nozzle)과 용접팁(welding tip)으로 이루어진 용접 토치의 적용은 불가하고, 조인트의 좌, 우 사이드부에 따라 와이어를 용접 표면에 약간 기울여서 공급되도록 적절한 횡굽힘을 발생시켜 줄 수 있는 용접 토치가 필요하다.

즉, 협개선 용접에 적용되는 용접 토치는 용접 와이어(fillet metal)를 깊고, 좁은 공간에서 요구하는 위치로 가이드하고 안정된 용접전력을 공급하여야 한다. 따라서 협개선 용접 토치는 방열 및 아크 방전을 막기 위해 일반적으로 얇고 넓은 형태를 유지하면서 박막의 외부 절연을 실시한다.

특히, 모재의 사이드부에서의 양호한 용입과 슬래그의 박리를 위해서는 와이어의 횡굽힘(스윙)이 이루어져야 한다. 그러나 작업자의 관찰이 어려운 협개선 용접 조인트 내에서는 작업자에 의한 용접 토치의 조절이 불가하다는 문제가 있다. 따라서 협개선 잠호용접을 위한 용접 토치로서의 기능을 발휘할 수 있도록 하기 위해서는 모재 조인트 내의 좌, 우 사이드부에 따라 정확한 스윙 구동이 이루어져야 한다.

전술한 바와 같이 협개선 용접 토치에서의 가장 큰 특징은 와이어 횡굽힘을 발생시키는 것이며, 외부 절연과 함께 협개선 조인트 내부에서 완전한 효율을 얻을 수 있도록 양호한 방열성을 유지하여야 한다. 이러한 요구 특성에 따라 일반적인 협개선 잠호용접 토치는 얇은 두께에 넓은 폭을 가지는 형태로서 외부에 코팅 또는 테이프 등에 의해 박막으로 절연을 시도하고 있다.

종래의 협개선 용접토치에서 와이어 횡굽힘을 발생시키는 방법으로서는 공압에 의한 토치 스윙 방법과, 도 5에 나타낸 바와 같은 수동스윙 방식의 협개선 용접 토치가 있다.

공압에 의한 스윙 방법은 외부에서 스윙량을 멈춤 나사를 통해 조절하므로 정량적인 스윙량 조절이 어렵고, 각종 에어 호스, 에어 밸브, 에어 필터 등의 에어 라인을 통해 스윙을 발생시키므로 구성이 복잡하고 장치가 무거우며, 공기의 누설을 항상 유의해야 하는 문제가 있다.

또한 도 5에서 도시한 바와 같은 협개선 잠호용접용 수동스윙 토치는 멈춤 나사(2), 스윙핸들(4), 스윙축(7), 노즐 팁(8)으로 구성되어, 용접 중 스윙을 스윙 핸들(4)을 통해 멈춤 나사(2)까지 수동으로 스윙이 이루어진다.

그러나 이러한 종래의 수동에 의한 협개선 용접 토치의 스윙량 조절은 협소한 조인트 내의 토치 관찰을 통해 토치에 위치한 멈춤 나사(2)를 이용하므로 정량적인 스윙 조절이 어렵고, 용접 중 스윙량의 조절은 용접 품질에 영향을 미쳐 용접 결함의 원인이 될 수 있으므로 거의 불가능하다. 또한 스윙시 많은 주의가 필요하며, 토치 가이드장치 및 이송장치와 연계되어 자동적으로 토치 스윙 제어를 실시하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.

따라서 기존의 일반개선용 용접 토치에서 사용하는 확장노즐과 용접팁으로 이루어진 용접 토치의 적용은 불가하고, 모재의 사이드부에서 양호한 용입과 슬래그 박리를 위해서는 좌우 사이드부를 따라 와이어가 용접표면에 약간 기울여서 공급되도록 적절한 횡굽힘을 발생시켜 줄 수 있는 용접 토치가 필요하다. 또한 좁은 조인트 내에서 용접이 이루어지므로 조인트의 루트까지 접근이 가능하도록 얇고 견고한 구조형태를 가져야 하며, 용접 토치의 외부절연과 함께 아크열에 대해 양호한 방열성을 가져야 한다. 그리고 용접 작업자에 의한 용접 비드의 관찰 및 용접 토치의 조절이 어려우므로 토치 가이드장치와 함께 일반적인 용접공정이 자동적으로 수행될 수 있어야 한다.

다시 말해서, 안정된 용접품질을 얻기 위해서는 잠호용접 전원장치, 용접 제어장치(전류, 전압, 이송속도를 조절), 용접 토치 및 이송장치로 구성되는 일반적인 잠호용접시스템에서, 토치 스윙장치, 토치 가이드장치와 함께 용접공정에 필요한 모든 장치들이 적정한 동작변수로 용접공정중 자동으로 동작할 수 있도록 시스템의 자동화가 이루어져야 한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 협소한 조인트 내에서 용접품질의 확보, 토치 보호를 위한 외부 절연, 와이어로 안정된 용접전류의 전달 및 내구성이 있는 재료의 적용과 같은 용접 토치 요건을 충족하면서 스윙 구동이 가능한 형태 및 용접공정 제어장치에 연계되어 자동스윙 제어체계를 구성하여, 용접 토치로서의 역할과 함께 협개선 용접이 가능하도록 하기 위해서, 용접공정 중에 조인트 내의 적절한 위치에서 스윙 방향 및 스윙량 제어가 가능하게 하며, 시스템 활용도의 증가와 용접 작업자에 의한 용접 품질 제어를 위해 토치만을 개별적으로 제어하는 수동제어와 시스템과 복합적으로 용접 토치를 제어하는 자동제어가 모두 가능한 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치와 스윙제어 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 협개선 잠호용접의 개략도 및 장치 구성도,

도 3은 협개선 잠호용접의 원리도 및 조인트 단면 형상을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치의 제어장치 구성도,

도 5은 종래의 협개선 잠호용접용 수동스윙 토치의 개략도.

<도면 부호의 설명>

100...구동부 200...몸체부

300...스윙부 400...용접공정 제어부

10...로타리 엔코더 12...구동모터

14...워엄 샤프트 16...워엄 기어

18...멈춤 나사 20...용접파워 연결부

22...스윙바 24...플럭스 튜브

26...파워 케이블 28...가이트 튜브

30...스윙핀 32...스윙축

34...압력판 36...압력 볼트

38...스프링 와셔 40...팁

42...절연판 44...고정부

46...수동제어 패널 48...용접제어 프로그램

50...토치스윙 수동제어부 52...용접프로그램 스윙폭 설정부

54...용접공정 등록화면 56...토치 스윙방향 제어부

60...와이어 공급부 62...와이어 릴

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 몸체부와 구동부와 스윙부로 구성된 협개선 잠호용접용 용접 토치에 있어서, 상기 구동부는 로타리 엔코더와 구동 모터와 워엄 샤프트 및 워엄 기어를 포함하여 구성되고, 상기 토치 스윙부는 스윙바와 스윙핀을 포함하여 구성되며, 수동제어 패널과 용접제어 프로그램으로 구성된 용접공정 제어부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 협개선 잠호용접용 용접 토치의 스윙제어 방법에 있어서, 스윙 방향의 조절과 함께 단위 각도별 스윙의 조절 및 설정값에 의한 스윙의 조절이 이루어지는 수동스윙 제어단계와, 스윙 제어가 용접공정 제어부의 용접제어 프로그램의 이행을 통해 자동적으로 스윙을 조절하는 자동스윙 제어단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치의 개략도이다. 도면에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 용접 토치는 구동부(100), 몸체부(200), 스윙부(300), 및 용접공정 제어부(400)로 구성된다.

상기 몸체부(200)는 토치 구조물로서, 일단에 상기 구동부(100)를, 타단에 후술하는 스윙부(300)가 부착되어 있으며, 구동부(100)와 스윙부(300)를 지지하도록 설치한다. 또한 내구성, 전도성, 방열성을 고려하여 적절한 재질과 크기, 예컨대 스테인리스강의 재질로서 두께 15mm, 폭 110mm, 길이 280mm의 크기의 경우에는 최대 250mm 두께의 후판 협개선 조인트 용접이 가능하다.

상기 스윙부(300)는 도면에 도시되어 있는 바와 같이 압력 볼트(36)의 외주에 설치되어 있는 스프링 와셔(38)와 그 대향하는 반대편에 위치한 압력판(34)에 의해 발생하는 스프링 장력을 이용하여 팁(40)을 통해 와이어를 지지하고 양호한 전기적 통전을 발생시켜 준다. 상기 팁(40)은 소모성으로서 분리와 교체가 용이하도록 설치하며, 적용 가능한 범위의 용접 조인트에서 적절한 플럭스 공급을 위하여 플럭스 살포 높이의 조절이 가능하고 플럭스 튜브(24)의 탈착이 용이하도록 부착한다.

상기 구동부(100)는 와이어의 굽힘이 발생하도록 하기 위하여 기계적 구동방식으로 스윙각도의 조절 및 스윙구동이 가능하도록 구동모터(12)와 로타리 엔코더(10)를 구비한다. 스윙속도는 용접속도를 고려하여 20 RPM으로 제공하고 조절이 가능하도록 하였으며, 지나친 스윙으로 인해 토치 몸체와 용접 모재 간의 충돌을 방지하기 위해 최대 스트로크의 제한이 가능하도록 멈춤 나사(18)를 좌우 설치하여 기계적으로 좌우 밸런스 조절 및 최대 범위를 적절한 범위, 예컨대 -20° ∼ 20°(스윙 시간 10 ∼ 11초)로 제한하도록 한다.

상기 구동모터(12)는 워엄 샤프트(14)와 워엄 기어(16)와 연동되어 있으며, 상기 워엄 기어(16)를 통하여 구동방향을 변경하여 전달되도록 연결되어 있다. 또한 상기 워엄 기어(16)에는 스윙바(22)가 설치되며, 일측에는 설정된 스윙각도의 실행을 위하여 펄스 신호를 발생시키는 로터리 엔코더(10)를 설치하였고, 반대측에는 스윙핀(30)을 설치하여 협개선 용접 토치의 스윙부(300)에 휭방향의 좌우 구동이 가능하도록 구동력을 전달할 수 있도록 구성한다.

본 발명에 의한 협개선 자동스윙 토치의 구동 모터(12)의 제어기와 로터리 엔코더(10)는 PLC(Programable logic controller) 입출력부에 연결되어 수동 용접, 자동 원주방향 용접, 자동 길이방향 용접으로 구분하여 동작특성에 따라 스윙방향, 스윙량(폭), 스윙속도(내부제어)를 프로그램 제어변수로 PLC 프로그램되어 있다.

제어 계통은 토치와 분리된 용접공정 제어부(400)의 수동제어 패널(46)의 스윙 조절로 PLC 수동용접 프로그램을 구동시키고, 자동용접 PLC 프로그램은 용접공정 제어부(400)의 PC 프로그램과 RS232C를 통해 통신 제어되어, 자동용접 체계에 따라 토치 스윙방향과 스윙폭을 조절한다.

도 4는 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치의 제어장치의 구성도로서, 도면에 도시한 바와 같은 용접공정 제어부(400)는 수동제어 패널(46)과 용접제어 프로그램(48)으로 구성되어 있다.

상기 수동제어 패널(46)에는 좌, 중간, 우로 구성된 토치스윙 수동제어부(50)가 있으며 동시에 스윙의 반복 사용으로 인한 한쪽 방향으로 밀림을 교정하는 기능을 가지고 있다.

상기 용접제어 프로그램(48)에는 협개선 조인트에서 용착되어야 하는 다수의 패스에 대해 각각의 패스의 정보를 입력하는 용접공정 등록화면(54)이 있으며, 본 화면에서 패스별 스윙방향을 설정한다. 스윙량(폭)은 용접공정 등록화면(54)의 토치 스윙방향 제어부(56)에서 좌, 우측에 대한 스윙값을 입력하게 된다. 이외에 용접제어 프로그램(48)의 용접공정 계획 등에 따라 용접 실행 중에 용접길이에 따른 위치별 스윙량 및 스윙 방향의 조절이 자동적으로 이루어진다.

한편 와이어 공급부(60)에 의해 와이어 릴(62)에서 공급된 와이어는 도 1에서 도시된 용접 토치의 고정부(44)와 팁(40)을 통해 용접부에 공급되며, 스윙으로 와이어 횡굽힘이 발생되었을 경우 와이어의 스트레이트성을 유지하면서 완만한 굽힘을 주기 위해 몸체부(200)와 스윙부(300) 사이에 가이드 튜브(28)를 사용한다. 또한 용접파워 연결부(20)와 다수의 브론즈 플레이트로 구성된 파워 케이블(26)을 통하여 안정된 용접 전원이 몸체부(200)에서 스윙부(300)를 통해 와이어에 전달되도록 하고 있다.

이외에 협개선 조인트 내에서 와이어 끝단부 이외에서 아크 발생으로 인한 용접 토치의 파손 및 용착부로의 불건전한 물질의 이행 방지를 위해 외부 절연이 필요하다. 따라서 전기 절연성 및 기계적 강도가 우수한 세라믹(Al₂O₃) 분말을 점결제와 섞어 분사코팅을 실시한 후, 고온 소결하여 0.3mm 세라믹 코팅막을 생성하여 외부절연을 행한다.

또한 협개선 조인트 자체로도 일반개선 용접이 가능하나, 용접시스템 활용성의 향상을 위하여 일반개선 조인트 용접이 가능한 확장노즐과 노즐팁으로 교체가 가능하도록 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치의 고정방식을 동일하게 하였다.

이하, 상기한 구성의 본 발명의 기능 및 작동관계를 설명한다.

후판의 맞대기 협개선 홈 용접은 많은 패스로 용접을 수행한다. 따라서 패스별 적정한 위치로의 토치 이송과 함께 적절한 각도로 스윙이 이루어져야 한다. 스윙하여야 할 각도(폭)의 변경이 종래의 장치는 토치부에 부착되는 것과는 달리 분리된 용접공정 제어부(400)에서 이루어지므로 수동 및 자동적 제어가 용이하고 양호한 용접 품질의 유지가 가능하다.

본 발명에 의한 용접 토치의 스윙은 구동모터(12)의 구동에 의하여 워엄 샤프트(14)와 워엄 기어(16)가 구동하게 되고, 워엄 기어(16)는 스윙바(22)와 스윙핀(30)을 회전시킨다. 이러한 구동으로 최종적으로 스윙축(32)을 중심으로 토치의 스윙부(300)를 스윙시키고, 와이어는 와이어 릴(62)에서 공급모터에 의해 협개선 토치의 가이드 라인을 통해 횡기울기를 발생한 상태로 용융부에 공급된다.

본 발명에 따른 스윙의 자동 구동을 위해서는 용접제어 프로그램(48)의 토치 스윙방향 제어부(56)에서 매 패스별 스윙방향(좌, 중간, 우)을 선정하고, 용접제어 프로그램(48)의 용접프로그램 스윙폭 설정부(52)에서 스윙되는 좌, 우 방향에 따라 스윙량을 각각 입력함으로써 용접 공정 계획에 따라 협개선 용접시스템의 각 장치들과 복합적인 구동에 따라 자동적으로 용접이 실행된다.

또한 수동적으로 홈 내에 적정한 위치로 단위 각도 구동 및 일정 각도 구동기능에 따라 토치스윙 수동제어부(50)의 스윙방향 스위치를 누름으로써 용접 구동이 가능하다.

전체 협개선 용접부에서 스윙폭은 단순히 일정한 값으로만 이루어지지 않는다. 모재 조인트의 개선각이 다양하고 용접부에서 발생하는 변형으로 인하여 조인트의 형상이 변할 수 있다. 이때 와이어의 스윙량은 변경되어야 한다.

따라서 본 발명은 상기의 수동제어와 자동제어가 상호 복합적으로 작용하여, 용접제어 프로그램(48)을 이용한 자동용접이 진행되는 과정에서 스윙폭의 증감을 원할 경우 수동제어 패널(46)에 위치한 토치스윙 수동제어부(50)의 스윙방향 스위치를 누르면 미세 스윙 조절이 가능하고, 수동제어 패널(46)을 이용하는 수동용접 중에는 원터치로 원하는 스윙량으로 스윙 구동이 가능하다. 이러한 스윙 구동에 대한 스윙폭의 결과는 스윙바(22)에 연결된 로타리 엔코더(10)를 통해 펄스 신호로 입력되므로 정밀제어가 가능하다.

한편 작업자의 오류로 지나친 스윙량을 설정하여 용접 토치와 모재 간의 접촉에 의한 용접 토치의 파손 및 용접결함을 방지하기 위하여 용접 토치의 구동부(100) 좌우측에 멈춤 나사(18)를 설치하였으며, 조절이 가능하도록 하였다.

전술한 바와 같은 구성과 작용을 갖는 본 발명에 의한 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치를 이용한 협개선 용접의 실행에 대하여 상세히 설명한다.

도2 및 도3에서 도시한 바와 같이, 협개선 용접에 있어서 일반적으로 루트부 용접은 스윙이 이루어지지 않고 조인트 폭의 중간위치에서 용접이 이루어지고 다음층 용접부터 사이드부 용접이 이루어진다.

본 발명에 의한 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치를 장착한 협개선 잠호용접 시스템으로 협개선 용접을 실시할 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 만약 왼쪽 사이드부 용접이 이루어질 경우, 토치는 입력된 스윙각도(폭)로 좌측으로 스윙이 이루어지고 단위 패스 용접이 이루어진다. 다음 패스는 우측 사이드 용접으로서, 스윙은 우측부로 자동적으로 이루어지고 용접 이송으로 단위 패스 용접이 이루어진다. 이러한 좌측부 및 우측부 용접이 완료되면 1층 용접이 완료되며 이를 반복하여 협개선 조인트의 용접을 완료한다.

한편 용접 구동특성에 따라, 길이방향 용접과 원주방향 용접으로 구분할 수 있다. 길이방향 용접은 매 패스별 아크가 정지되고 용접시작 위치에서 재 아크를 생성하면서 한쪽 방향으로 용접하고, 원주방향 용접은 정해진 용접높이까지 연속적으로 용접이 이루어진다. 따라서 길이방향 용접은 용접 이송 전에 수동 및 자동으로 스윙방향을 바꾸면서 용접이송을 실시하고, 원주방향 용접은 한쪽 사이드부 용접이 완료되고 반대편 사이드부 용접이 시작되는 위치에서 용접 아크가 계속적으로 발생하면서 수동 및 자동으로 스윙 방향이 변경되어야 한다.

수동적 조작으로 단위장치를 조작하여 용접할 경우에도 스윙 동작은 자동용접과 같은 특성으로 동작되어야 하며, 많은 장치를 조절, 관리하여야 하므로 수동제어 패널에서 토치 스윙의 조작이 간단하게 이루어질 수 있도록 원터치로 스윙이 이루어지도록 하였다.

또한 자동 동작은 길이방향 및 원주방향 용접에서 동작되어야 할 시점에서 스윙방향과 스윙각도(폭)로 자동적으로 동작된다. 특히 원주방향 용접에서는 스윙 동작 및 토치의 횡이송이 동시에 이루어져야 하므로 스윙 속도가 일정한 용접속도를 유지하여야 안정된 용접 품질을 유지할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.

용접품은 결함 보수에 많은 비용이 소요되므로 용접 전부터 엄격한 품질 관리를 실시해야 한다. 특히 협개선 용접 조인트는 용접 작업자의 관찰에 의한 용접 토치의 조절이 사실상 어렵고, 결함의 제거에 있어서도 일반 개선부보다 훨씬 어려워 많은 보수비용을 추가로 요구하기 때문에 주의가 더욱 필요한 용접이다. 그러므로 일반개선용 용접 토치의 사용은 근원적으로 불가하며, 협개선 조인트 잠호용접기법의 적용을 위해서는 와이어 횡굽힘을 간편하게 발생시키는 용접 토치가 있어야 한다.

본 발명에 따르면 모터 구동에 의한 토치 스윙으로 와이어 횡굽힘을 정밀하고 간단하게 줄 수 있으므로 협개선 용접에서 발생할 수 있는 대형 용접불량을 감소시킬 수 있다. 또한 좌, 우측의 스윙 각도의 조절을 각각 설정할 수 있어 정확한 중간 설정이 가능하며, 협개선 용접 뿐만 아니라 비대칭 개선 형상의 용접도 가능하다. 또한 용접 중 발생하는 수축에 대해 적응성을 향상시킬 수 있다. 특히 토치와 분리하여 제어하고 전기적, 기계적 구동체계를 선택함으로써 구동의 신뢰성 확보 및 보수, 유지가 용이하게 되었으며, PLC 시퀀스 프로그램과 용접 프로그램 제어를 통한 자동용접 시스템의 구성을 실현할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 협개선 자동 스윙 용접토치는 폭 넓은 적용성과 고품질의 용접 및 용접 장비의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 몸체부와, 구동부와, 스윙부로 구성된 협개선 잠호용접용 용접 토치에 있어서,

   상기 구동부는 로타리 엔코더와 구동 모터와 워엄 샤프트 및 워엄 기어를 포함하여 구성되고,

   상기 토치 스윙부는 스윙바와 스윙핀을 포함하여 구성되며,

   수동제어 패널과 용접제어 프로그램으로 구성된 용접공정 제어부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 협개선 잠호용접용 자동스윙 토치.
2. 협개선 잠호용접용 용접 토치의 스윙제어 방법에 있어서,

   스윙 방향의 조절과 함께 단위 각도별 스윙의 조절 및 설정값에 의한 스윙의 조절이 이루어지는 수동스윙 제어단계와,

   스윙 제어가 용접공정 제어부의 용접제어 프로그램의 이행을 통해 자동적으로 스윙을 조절하는 자동스윙 제어단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 협개선 잠호용접용 용접 토치의 스윙제어 방법.