KR200205249Y1 - 용접부 표면 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 판재 용접부의 표면을 가공하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 판재 용접부의 표면비드를 제거하여 표면형상이 우수하며 후가공이 용이하도록 용접부를 조성시키도록 된 용접부 표면가공장치의 제공에 관한 것이다.

본 고안은 일정 직경의 원통형 절삭기(11)가 축(12)과 고정대(13)를 통하여 지지대(14)에 연결지지되며, 지지대(14)는 매개체(15)를 통하여 가압수단(16)의 힘을 절삭기(11)에 전달하며, 절삭량측정센서(33) 및 제어부(34)에 의하여 절삭량이 제어되며, 절삭기 축의 일단에 설치된 동력전달수단(19) 및 구동모터(18)에 의해 절삭기(11)가 회전되며, 이때의 회전력과 가압수단(16)으로부터의 가압력에 의하여 용접비드를 용접부 전폭에 걸쳐 신속 균일하게 절삭가공할 수 있도록 되어 있다. 또한 본 고안의 장치는 집진헤드(21)와 호스(22) 및 집진기(23)로 이루어진 집진 수단을 부가구비하여 작업 환경을 최대한 청정하게 유지하고 제품품질을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

용접부 표면 가공장치

본 고안은 판재 용접부의 표면을 가공하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판재 용접부의 표면비드를 제거하여 표면형상이 우수하며 후가공이 용이하도록 용접부표면을 가공하는 용접부 표면가공장치에 관한 것이다.

금속재료는 성형, 접합 등의 가공을 통하여 제조 및 최종 제품화되며, 특히 접합은 독립된 두 부재를 서로 연결시키는 공정으로서 경제적 및 기능적 측면을 고려해야 하는 공정이다. 두 부재를 서로 접합시켜서 되는 구조물의 신뢰도는 그 접합부의 품질에 지배적인 영향을 받게 마련이며, 일반적으로 그러한 두 부재간의 접합부는 소재강판에 비하여 형상이 불량하며 재질이 열화된다. 따라서 우수한 접합부를 형성하기 위해서는 피접합재의 치수, 재질 등을 고려하여 가장 적합한 접합방법 및 접합수단을 선택하는 것이 필요하다.

강판과 같은 부재간의 접합에 널리 사용되는 것은 피접합재를 융점근처 혹은 그 이상으로 가열시켜 접합시키는 용접이 널리 사용된다. 그러나 용접부는 피접합재가 융점근처 혹은 그 이상으로 가열되고 표면은 산화 혹은 슬랙이 혼입되므로 보통 소재강판 보다 두껍게 용접한 후 열처리 및 후가공을 하게된다. 용접부 후가공 방법으로는 절삭이 주로 이용되며 그 외에 선반, 밀링등의 가공장비를 이용한 방법, 바이트로 긁는 방법, 회전절단기에 의한 방법등이 사용된다.

제철라인의 코일연속제조공정에서는 관련작업공정이 연속적으로 이루어지도록 하기 위해 코일상호간을 서로 연결시켜주는 작업이 필요하게 되며, 이를 위해 용접이 주로 이용된다. 이러한 코일용접부는 라인도중에 파단이 발생할 경우 해당 코일의 손실뿐만 아니라 전체라인의 조업중단에 따른 막대한 피해를 초래하게 되므로 최종 제품으로 생산되기까지 안정적인 최적의 용접상태를 유지하여야 한다. 한편, 용접에 의한 용접비드는 압연등의 후공정의 작업상에 문제를 초래하게 되므로 절삭을 하여 제거하며, 이때 절삭품질이 우수해야 할뿐만 아니라 절삭작업 속도가 빨라야 한다. 미국특허 5,368,218호에서 비드커터에 의한 전봉강관의 외면비드 제거방법이 제안되어 있으며, 일본 공개특허공보 소61-137674에서는 산소노즐에 의한 전봉강관의 내면비드 제거방법이 제안되어 있다. 이러한 바이트 혹은 절삭휠 등에 의한 통상의 비드제거방법은 용접부 용착금속의 양이 많은 경우 작업이 곤란하거나 용접부표면의 형상이 균일하지 않으며, 작업시간이 길고 용접불량이 발생할 경우 재용접에 어려움이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 원통형 절삭기 구동장치, 절삭량제어장치 및 집진장치를 사용하여 용접부 전폭의 상하표면을 동시에 절삭하여 용접부표면의 형상이 균일하고 고속 비드제거작업을 수행할 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 냉연강판 제조라인의 개략도.

제2도는 아크용접부 표면사진.

제3도는 아크용접부 단면사진.

제4도는 종래의 방법에 의하여 절삭가공된 용접부표면사진.

제5도는 본 고안에서 절삭장치의 구성을 보인 도식적인 측단면도.

제6도는 본 고안에서 흡입장치의 구성을 보인 도식적인 측단면도.

제7도는 본 고안에 따른 장치의 전체구성을 도시한 측면도.

제8도는 본 고안의 장치를 사용한 용접부 표면가공공정의 흐름도.

* 도면의 주요부분의 부호의 설명

11 : 절삭기 12 : 축

13 : 고정대 15 : 매개체

16 : 가압수단 17 : 제어수단

18 : 구동 모터 19 : 동력전달수단

21 : 집진헤드 22 : 호스

23 : 집진기 33 : 절삭량측정 센서

34 : 제어부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 일정크기의 원통형 절삭기와, 상기 절삭기를 회전시키는 구동수단과, 절삭량을 제어하는 제어수단 및 절삭기에 적정의 압력을 가하는 가압수단을 포함하는 구성을 특징으로 하는 용접부 표면가공장치를 제공한다.

본 고안의 장치는 또한 비드제거 작업시 발생하는 분진을 쉽게 흡입하도록 된 긴 집진헤드가 있고, 분진의 통로가 되는 호스가 있고, 분진 흡입용 집진기가 있는 집진장치를 또한 포함함을 특징으로 한다.

이하에서, 본 고안을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도은 냉간압연강판 생산라인의 개략도를 나타낸 것으로, 열간압연코일은 언코일러(1)에서 풀리기 시작하여 레벨러(2)에 의하여 편평하게 펴지고, 절단기(3)로 코일시작부위 및 끝나는 부위의 불량부를 절단하되 용접이 용이하도록 일직선으로 절단하고, 용접기(4)에서 선행 코일의 끝부위와 후행 코일의 시작부위를 서로 접합한다. 접합부위는 모재에 비하여 두껍게 되므로 압연을 하기 위하여는 절삭기(5)를 사용하여 모재두께이하로 절삭하고, 열간압연 및 보관중에 발생하는 산화물 등의 표면이물질을 제거하기 위하여 산세라인(6)에서 산세를 하고, 냉간압연기(7)에 의하여 최종제품의 두께로 압연을 행하고, 냉간압연시 생긴 가공경화를 완화시키기 위하여 소둔라인(8)에서 열처리를 행하고, 코일러(9)에서 소정의 량으로 권취한후 절단 및 포장을 한다.

제2도는 용접기(4)에서 접합을 행한 용접부의 표면사진이다. 용접부는 코일진행방향과 수직하게 일직선으로 형성된다.

제3도은 용접부의 단면형상을 나타낸 사진이다. 용접부는 모재에 비하여 두껍게 형성되므로 압연 등의 후공정에서 롤을 손상시키거나 판파단을 일으킬 위험이 많기 때문에 모재두께 이하로 절삭가공을 하여야 한다.

제4도는 기존의 방법에 의하여 용접부를 절삭가공한 후의 표면사진이다. 이는 용접부이외 부분이 절삭되었을 뿐만 아니라 같은 부위가 반복절삭되어 절삭에 시간이 많이 걸리고 절삭후 두께편차가 심하고 절삭품질이 불량하다. 플래쉬버트 용접에서는 바이트에 의한 절삭가공이 행해지기도 하는데 아크용접부의 경우 용접부폭이 넓고 용접덧살이 높아 절삭물의 양이 많으므로 바이트에 의한 절삭은 곤란하며, 특히 전기강판과 같이 합금원소의 첨가량이 많은 강재의 용접부는 경하기 때문에 바이트절삭이 불가능하다.

본 고안은 제5도에 도시한 바와같이, 일정 직경의 원통형 절삭기(11)를 갖추며, 절삭기(11)를 지지하기 위한 축(12)이 있고 축(12)을 고정시키기 위한 고정대(13)가 있고 고정대(13)를 지지하기 위한 지지대(14)가 있고 지지대(14)에 힘을 전달하는 매개체(15)가 있고 절삭기(11)에 압력을 가하기 위한 가압수단(16)이 있고, 상기 절삭기(11)에 가하는 압력의 크기를 조절하는 제어수단(17)이 있고, 상기 절삭기(11)를 구동시키는 모터(18)가 있고, 상기 모터(18)의 회전력을 절삭기(11)에 전달하는 동력전달수단(19)이 있다.

본 고안은 또한 제6도에 예시된 바와 같은, 용접비드를 절삭할 때 발생하는 분진을 흡입하기 위한 장치(20)를 또한 포함하는데, 상기 장치(20)는 폭이 좁고 긴 집진헤드(21)를 갖추며, 집진헤드(21)에 흡입력을 전달하는 호스(22)가 있고 분진을 흡입하기 위한 집진기(23)가 있다.

제7도는 본 고안에 따른 장치의 전체적인 구성개요를 보여준다. 절단기에서 판 폭방향과 수직하게 일직선으로 절단된 강판(31)은 클램프(32)에 의하여 고정되고, 가압수단(16)에서 공급되는 힘이 압력전달 매개체(15)에 의하여 절삭기(11)에 가해진 상태에서 절삭기 구동모터(18) 및 동력전달수단(19)에 의하여 절삭기가 회전하면서 강판(31)의 용접부를 절삭한다. 절삭스크랩은 집진헤드(21) 및 호스(22)를 통해 집진기(23)로 흡입제거된다. 절삭기(11)는 축(12)에 의하여 항상 강관(31)과 평행을 유지하며, 절삭량은 절삭기 축(12)의 위치 센서(33)에 의하여 축의 위치를 검출하고 그 검출신호를 제어부(34)로 전송받아 처리하는 방법으로 최적의 상태로 제어된다.

제8도는 본 장치를 적용한 용접부 표면가공 작업공정을 순차 도시한 흐름도이다. 상기의 작업공정은 먼저 용접물을 설치하는 단계(100)와 상기 용접물에 용접을 행하는 단계(101)와, 그 용접부를 본 장치로 이동시키는 단계(102)와 용접부에 인접한 용접물 부위를 클램프로 고정하는 절삭 준비를 하는 단계(103)와, 상기 용접부 표면에 대한 절삭 가공을 행하는 단계(104)와, 센서에 의한 절삭량 측정을 하는 단계(105)와, 절삭된 용접부 두께를 모재 두께와 비교하여 (단계(106)) 용접부 두께가 모재 두께보다 큰 경우 절삭 압력 조절 단계(107)를 통하여 절삭이 계속되게 하고, 절삭이 충분히 이루어져서 용접부 두께가 모재 두께와 동일하게 되었을 경우 절삭 작업을 종료하고 다음 공정으로 용접부가 이송하는 단계(108)를 포함하여 이루어진다.

상술한 본 고안은 실린더형의 절삭기(11)를 포함하는 장치에 의해 전 길이의 용접비드를 동시에 제거하여 용접부 표면 품질이 항상 균일하며, 절삭량의 실시간 제어로 항상 최적의 절삭 상태를 유지하며, 고속 비드 제거 작업이 가능하므로 전체 용접 시간을 단축하여 결과적으로 제철라인등과 같은 연속 생산 라인에서 생산성 향상이 가능하며, 작업 부하의 경감이 가능하다. 또한 집진 장치로 비드 제거 작업시 발생하는 분진을 제거함으로서 작업환경이 깨끗하며 제품의 품질을 더욱 높일 수 있다.

Claims (1)

1. 일정직경의 원통형 절삭기(11)와; 상기 절삭기(11)를 지지하는 축(12) 및 고정대(13)와; 상기 절삭기 축(12)을 회전시키기 위한 구동모터(18) 및 동력전달수단(19)과; 상기 절삭기(11)의 고정대(13)를 지지하기 위한 지지대(14)와; 매개체(15)를 통해 상기 절삭기(11)로 가압력을 제공하는 가압수단(16)과; 절삭량을 측정하는 절삭량 측정센서(33)와; 상기 센서(33)의 신호를 처리하여 절삭량을 제어하는 제어부(34)와; 집진헤드(21)와, 상기 집진헤드(21)에 흡입력을 부여하는 집진기(23)와, 상기 집진기(23)의 흡입력을 집진헤드(21)에 전달하며 분진의 통로가 되는 호스(22)로 이루어진 집진장치(20);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 용접부 표면가공장치.