KR200245771Y1 - Strain factor measuring device of weld zone - Google Patents
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본 고안은 용접구조물의 실제작 이전에 용접시 발생되는 용접변형과 열응력 및 잔류응력 등을 측정한 후 실제작에 적용하므로써 시공시 발생되는 수밀성, 기밀성, 정밀도 저하 등을 미연에 방지하여 용접구조물의 경량화 설계 및 안정성과 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 용접부의 변형률 측정장치에 관한 것이다.The present invention measures the weld deformation and thermal stress and residual stress generated during welding before the actual work of the welded structure, and then applies it to the actual work, thereby preventing the watertightness, airtightness, and precision deterioration that occur during construction. The present invention relates to a strain measuring device of a welded part to improve the light weight design and stability and economical efficiency of the welded part.
이를 위한 본 고안은 사방 하부에 다리를 형성하고 상부 양측에 이송홈을 형성시킨 베이스판과,The present invention for this purpose is to form a bridge on the lower sides of the base plate and the transfer groove formed on both sides of the upper,
상기 이송홈을 타고 좌,우 이송 가능하게 설치한 한쌍의 이동블럭과,A pair of moving blocks installed to be transported left and right by the transfer groove;
상기 이동블럭 양측면에 형성된 가이드홈을 타고 전,후 이송가능하게 설치한 한쌍의 LM가이드와,A pair of LM guides installed to be transportable before and after riding in guide grooves formed on both sides of the movable block;
상기 LM가이드 상부에 설치하되 내측으로 로드셀이 고정되는 삽입부를 형성시킨 고정부재와,A fixing member installed at an upper portion of the LM guide and having an insertion portion for fixing the load cell inwardly;
상기 삽입부에 일측 고정판을 고정구로 관통고정하고 타측 고정판에는 모재를 고정하며 중앙에 스트레인게이지를 부착시킨 로드셀과,A load cell having one side fixing plate penetrated and fixed to the inserting part, and a base material fixed to the other fixing plate and a strain gauge attached to the center;
상기 스트레인게이지에서 획득한 변형값을 분류 저장하고 표시시키는Classify, store and display the strain values obtained from the strain gauge
중앙처리장치를 구비시키므로써 이루어지는 것이다.It is made by providing a central processing unit.
Description
본 고안은 용접구조물의 실제작 이전에 용접시 발생되는 용접변형과 열응력 및 잔류응력 등을 측정한 후 실제작에 적용하므로써 시공시 발생되는 수밀성, 기밀성, 정밀도 저하 등을 미연에 방지하여 용접구조물의 경량화 설계 및 안정성과 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 용접부의 변형률 측정장치에 관한 것이다.The present invention measures the weld deformation and thermal stress and residual stress generated during welding before the actual work of the welded structure, and then applies it to the actual work, thereby preventing the watertightness, airtightness, and precision deterioration that occur during construction. The present invention relates to a strain measuring device of a welded part to improve the light weight design and stability and economical efficiency of the welded part.
일반적으로 생산기술 분야에서 가공품의 마무리인 접합법에 있어서 용접은 비용이 적게 들고, 접합효율의 측면에서 매우 우수한 방법이다.In the joining method, which is generally the finishing of a workpiece in the production technology field, welding is inexpensive and is an excellent method in terms of joining efficiency.
이러한 용접은 기밀성과, 수밀성, 100% 이음효율, 이음형상의 다양성등으로 인하여 원자력, 조선, 자동차, 전자분야 등의 산업 현장에서 90%이상을 차지할 정도로 사용 의존도가 높은 금속적 이음방법중의 하나이다.Such welding is one of the metal joints with high dependence on use in industrial fields such as nuclear power, shipbuilding, automobile, and electronics due to hermeticity, watertightness, 100% joint efficiency, and variety of joint shapes. .
그러나 공정중의 많은 변수로 인하여 모재와 용가재의 용융으로 형성되는 용착 금속부와 열영향부를 포함한 용접부에는 결함의 발생가능성이 매우 높으며, 특히 용접부내의 불완전 용입이나 슬래그 흡입등의 용접 결함은 응력 집중을 유발하게 되므로써 용접부의 강도를 현저하게 저하시켜 취성파괴나 피로파괴와 같은 예기치 못한 대형사고의 빌미를 제공하는 것이었다.However, due to many variables in the process, welds including welded metal parts and heat-affected parts formed by the melting of the base metal and filler metal have a high possibility of defects. In particular, weld defects such as incomplete penetration or slag suction in the weld part may cause stress concentration. This caused a significant decrease in the strength of the welds, providing a chance of unexpected large accidents such as brittle fracture or fatigue failure.
또한 용접변형은 미관을 해치고 그 상품가치를 하락시키며 이를 교정하기 위해서는 비용이 들게 되는 한편 때에 따라서는 용접시공에 소요되는 것보다 스트레인을 제거하는 비용이 더 많이 소요되는 것이었다. 따라서 생산 현장에서는 교정법 또는 스트레인 방지법의 개발이 절실이 요구되는 것이었다.In addition, welding deformation hurts aesthetics, lowered the value of the commodity, and costly to correct it, while sometimes more expensive to remove the strain than that required for welding. Therefore, the development of the calibration method or the strain prevention method was required at the production site.
본 고안은 용접부에 발생되는 결함에 대해서 스트레인 게이지 신호로부터 그 특성을 파악하여 용접 구조물 시공시 용접부의 변형 발생을 억제시키므로써 구조물 전체의 안정성을 향상시키고자 하는 것이다.The present invention aims to improve the stability of the whole structure by grasping the characteristics from the strain gauge signal for defects occurring in the welded part and suppressing the deformation of the welded part during the construction of the welded structure.
이를 위한 본 고안은 사방 하부에 다리를 형성하고 상부 양측에 이송홈을 형성시킨 베이스판과,The present invention for this purpose is to form a bridge on the lower sides of the base plate and the transfer groove formed on both sides of the upper,
상기 이송홈을 타고 좌,우 이송 가능하게 설치한 한쌍의 이동블럭과,A pair of moving blocks installed to be transported left and right by the transfer groove;
상기 이동블럭 양측면에 형성된 가이드홈을 타고 전,후 이송가능하게 설치한 한쌍의 LM가이드와,A pair of LM guides installed to be transportable before and after riding in guide grooves formed on both sides of the movable block;
상기 LM가이드 상부에 설치하되 내측으로 로드셀이 고정되는 삽입부를 형성시킨 고정부재와,A fixing member installed at an upper portion of the LM guide and having an insertion portion for fixing the load cell inwardly;
상기 삽입부에 일측 고정판을 고정구로 관통고정하고 타측 고정판에는 모재를 고정하며 중앙에 스트레인게이지를 부착시킨 로드셀과,A load cell having one side fixing plate penetrated and fixed to the inserting part, and a base material fixed to the other fixing plate and a strain gauge attached to the center;
상기 스트레인게이지에서 획득한 변형값을 분류 저장하고 표시시키는Classify, store and display the strain values obtained from the strain gauge
중앙처리장치를 구비시키므로써 이루어지는 것이다.It is made by providing a central processing unit.
도 1 은 본 고안이 적용된 일실시예의 사시도1 is a perspective view of an embodiment to which the present invention is applied
도 2 는 본 고안의 조립상태 정단면도Figure 2 is a front sectional view of the assembled state of the present invention
도 3 은 본 고안 로드셀의 설치상태 평면도3 is a plan view of the installation state of the subject innovation load cell
도 4 는 본 고안 로드셀을 나타낸 것으로4 shows the present invention load cell
(가)는 굽힘측의 로드셀 (나)는 인장측의 로드셀(A) Load cell at bending side (B) Load cell at tension side
도 5 는 본 고안 이동블럭의 X축 방향 이동상태 종단면도5 is a longitudinal cross-sectional view of the X-axis moving state of the present invention moving block;
도 6 는 본 고안 고정부재의 Y축 방향 이동상태도6 is a Y-axis movement state diagram of the fixing member of the present invention
도 7 은 본 고안에 의한 용접부의 변형 측정 상태를 나타낸 개략도7 is a schematic view showing a deformation measurement state of the welded portion according to the present invention
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]
1: 모재 2: 고정구 4: 증폭기1: base material 2: fixture 4: amplifier
10: 베이스판 12: 이송홈 20: 이동블럭10: base plate 12: transfer groove 20: moving block
22: 가이드홈 30: LM가이드 40: 고정부재22: guide groove 30: LM guide 40: fixing member
41: 삽입부 50: 로드셀 51: 스트레인 게이지41: insert 50: load cell 51: strain gauge
60: 중앙처리장치60: central processing unit
이하 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안의 개략적인 구성은 베이스판(10) 양측에 좌,우 이송가능하게 설치되는 한쌍의 이동블럭(20)(20a)과, 상기 이동블럭(20)(20a)을 타고 전,후 방향으로 이송가능하게 설치되는 LM가이드(30)와, 상기 LM가이드(30) 상부에 설치된 고정부재(40)에 일측이 고정되고 타측에 모재(1)가 고정되며 중앙에 스트레인 게이지()가부착되는 로드셀(50)과, 상기 스트레인 게이지()에서 획득한 변형값을 분류 저장하는 한편 모니터를 통해 표시시키는 중앙처리장치(60)로 이루어 진다.A schematic configuration of the present invention is a pair of moving blocks 20 and 20a installed on both sides of the base plate 10 so as to be transported in the forward and rearward directions, along with the moving blocks 20 and 20a. A load cell in which one side is fixed to the LM guide 30 which is installed to be transportable and the fixing member 40 installed above the LM guide 30, and the base material 1 is fixed to the other side and a strain gauge is attached to the center. 50 and a central processing unit 60 for classifying and storing the strain values obtained by the strain gauges and displaying them on a monitor.
상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 고안을 실시 가능하도록 좀더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.Looking in more detail to enable the present invention made of the schematic configuration as follows.
베이스판(10)은 용접부의 변형률을 측정하기 위해 측정용 모재(1)를 고정시키고 모재의 크기에 따라 X-Y축 방향으로 이동가능한 고정수단이 설치되는 것으로 사각 판상의 형태로 사방 하부에 다리(11)가 형성되고 상부 양측에 일정간격으로 이송홈(12)이 형성된다.The base plate 10 is fixed to the measurement base material (1) in order to measure the strain of the welded portion and is provided with a fixing means movable in the XY axis direction according to the size of the base material in the form of a square plate in the lower legs 11 ) Is formed and the transfer groove 12 is formed at regular intervals on both sides of the upper.
이송홈(12)을 타고 좌,우 이송 가능하게 설치되는 한쌍의 이동블럭(20)(20a)은 일측 플랜지(21)와 이송홈(12)을 고정구(2)로 관통하여 너트(3)에 체결되므로써 베이스판(10)에 고정상태를 유지하고 모재(1)의 크기에 따라 X축방향으로 폭조절이 필요할 경우에는 고정구(2)를 풀어 이송홈(12)을 따라 좌, 우로 이송할 수 있게 된다.The pair of movable blocks 20 and 20a installed to be transported left and right in the transfer groove 12 may pass through the flange 21 and the transfer groove 12 through the fixture 2 to the nut 3. Since it is fastened to maintain the fixed state on the base plate (10) and the width adjustment in the X-axis direction according to the size of the base material (1) by loosening the fasteners (2) can be transferred to the left and right along the feed groove (12) Will be.
이동블럭(20) 상부에 설치되는 LM가이드(30)는 공지된 직선운동시스템으로 내측에 볼(31)이 내삽되고 이 볼(31)이 이동블럭(20) 양측면에 형성된 가이드홈(22)에 결합되어 LM가이드(30)가 가이드홈(22)을 타고 부드럽게 이송할 수 있는 한편 일측면이 고정구(2)로 관통되어 고정구(2)를 풀고 조임으로써 이동블럭(20)에 고정상태를 유지,해체할 수 있게 된다.The LM guide 30 installed on the upper portion of the movable block 20 is a well-known linear motion system, in which balls 31 are inserted into the inner side, and the balls 31 are provided in guide grooves 22 formed on both sides of the movable block 20. The LM guide 30 is coupled to smoothly transport the guide groove 22, while one side is penetrated by the fixture 2 to release and tighten the fixture 2 to maintain the fixed state on the movable block 20. It can be dismantled.
상기 이동블럭(20) 상부에는 로드셀(50)을 고정시키기 위한 고정부재(40)가 설치되는 것으로 내측으로 로드셀(50)이 삽입고정되는 삽입부(41)가 형성된다.An upper portion of the movable block 20 is provided with a fixing member 40 for fixing the load cell 50, and an insertion portion 41 into which the load cell 50 is inserted and fixed.
고정부재(40) 삽입부(41)에 일측이 고정되고 타측에 모재(1)가 고정되어 용접변형시 발생되는 변형값을 인식하는 로드셀(50)은 듀랄루민 5052 계열로 하중을 지지하고 응력을 집중시키며, 스트레인게이지(51) 및 보상회로를 접착하기에 충분한 자리를 구비하는 한편 하중을 받아서 변형이 생기기 쉽도록 두께가 양측 고정판(52) 보다 작게하여 작은 하중에도 굽힘이 발생될 수 있게 된다.One side is fixed to the fixing member 40 insertion portion 41 and the base material 1 is fixed to the other side to recognize the deformation value generated during welding deformation load cell 50 to support the load in the duralumin 5052 series to concentrate the stress In addition, the strain gauge 51 and the compensating circuit is provided with sufficient positions, while the thickness thereof is smaller than both fixing plates 52 so as to be easily deformed under load so that bending may occur even at a small load.
상기 로드셀(50)은 도 3내지 도 4와 같이 인장력과 굽힘력을 측정할 수 있도록 양방향 대칭 되게 대각선 방향으로 인장측과 굽힘측을 설치하고, 상기 로드셀(50)에는 온도보상 및 명확한 신호를 얻기 위해 각각 4개의 스트레인 게이지(51)를 상,하부면 각각 동일한 위치에 휘스톤 브리지로 구성시킨다. 즉 상, 하부면에 일정간격으로 2개씩 스트레인 게이지(51)를 부착시키는 것으로 굽힘의 경우 중앙을 기점으로 평행하게 설치하기 위해 하이트 게이지로 중심선을 표시한 후 본딩의 촉진을 위해 촉매제로 게이지 표면을 세척한 다음 본딩을 하게 된다. 그리고 인장의 경우에는 굽힘의 경우와 동일하지만 스트레인 게이지(51)의 방향을 직교하게 부착하여 프와송비를 적용해 2.6배의 출력을 얻을 수 있게 된다.The load cell 50 is provided with a tension side and a bending side in a diagonal direction bidirectionally symmetrically so as to measure the tensile force and the bending force as shown in Figs. 3 to 4, and obtains a temperature compensation and a clear signal to the load cell 50. For each of the four strain gauges 51, the upper and lower surfaces are each composed of a Wheatstone bridge in the same position. In other words, the strain gauges 51 are attached to the upper and lower surfaces at regular intervals. In the case of bending, the gauge surface is marked with a height gauge to install the center parallel to the center, and then, the catalyst surface is promoted to promote bonding. It will be cleaned and then bonded. In the case of the tension, the same as in the case of bending, but the direction of the strain gauge 51 is orthogonal to each other to apply the Poisson's ratio to obtain 2.6 times the output.
한편 고정구(2)에 의해 로드셀(50)의 일측 고정판(52)을 고정부재(40)에 고정시키거나 타측 고정판(52)에 모재(1)를 고정시킬때 고정구(2) 체결시 불균일한 힘은 출력에 영향을 미치므로 토오크 제한형 렌치를 이용하여 균일한 토오크로 체결한다. 또한 용접시 로드셀(50)과 모재(1)에서 전달되는 열 보상을 위하여 로드셀(50)과 모재(1) 사이에 절연재를 끼워 고정시키므로써 온도전달을 줄일 수 있게 된다.On the other hand, when fixing one side fixing plate 52 of the load cell 50 to the fixing member 40 by the fastener 2 or fixing the base material 1 to the other fixing plate 52, the uneven force when fastening the fastener 2 Since it affects the output, tighten it with a uniform torque using a torque limited wrench. In addition, the temperature can be reduced by inserting and fixing an insulating material between the load cell 50 and the base material 1 for the heat compensation transmitted from the load cell 50 and the base material 1 during welding.
따라서 리드선과 변형미터를 연결하여 스트레인 게이지(51)에 전압을 주므로써 모재(1)사이에 용접을 실시하게 되면 변형에 해당하는 스트레인 게이지(51)의 저항 변화량에 비례하는 변화 전압을 얻어 이 전압을 출력하므로써 변형률 측정의 목적을 달성할 수 있게 된다.Therefore, when the lead wire and the strain meter are connected to the strain gauge 51 to give a voltage to the welding between the base material (1) to obtain a change voltage proportional to the resistance change of the strain gauge 51 corresponding to the deformation to obtain this voltage By outputting this, the purpose of strain measurement can be achieved.
여기에서 스트레인 게이지(51)가 획득한 전압(즉, 각각의 변형값)은 중앙처리장치(60)에 의해 분류 저장되고 모니터를 통해 확인할 수 있게 표시된다. 이러한 과정은 도 7과 같은 과정에 의해 이루어지는 것으로, 스트레인 게이지(51)에서 획득한 변형값은 증폭기(4)에서 증폭시킨 후 데이터셔틀(5)에서 일정한 데이터로 저장시켜 데이터로 활용할 수 있는 한편 디지털 데이터로 변환시켜 중앙처리장치(60)로 인가시키므로써 변형값을 확인할 수 있게 된다.Here, the voltage (ie, each strain value) obtained by the strain gauge 51 is classified and stored by the central processing unit 60 and displayed for identification through a monitor. This process is performed by the process as shown in FIG. 7, and the strain value obtained by the strain gauge 51 may be amplified by the amplifier 4 and then stored as data in the data shuttle 5 and used as data. By converting the data into the central processing unit 60, the deformation value can be confirmed.
또한 중앙처리장치(60)에서 데이터를 별도의 데이터저장장치에 분류저장시켜 변형데이터로 활용할 수 있게 하는 한편 그 변형률을 모니터를 통해 확인할 수 있게 된다.In addition, the central processing unit 60 can be classified and stored in a separate data storage device to utilize the data as a strain, and the strain can be confirmed through a monitor.
본 고안은 용접구조물의 실제작 이전에 용접부에 발생가능한 각종 결함여부 및 변형률을 측정하여 실제작에 적용하므로써 구조물의 안전성을 향상시키고 제작상에 문제가 도출되지 않으며 용접변형이 발생되지 않아 미관이 좋아 상품가치가 상승되는 한편 시공후 용접변형을 교정하는 별도의 후처리가 필요치 않아 경제성이 향상될 수 있게 된다.This design improves the safety of the structure by not measuring any defects and strains that can occur in the welded part before the actual work of the welded structure and applying it to the actual work. Product value is increased and economic efficiency can be improved because no additional post-treatment is required to correct welding deformation after construction.
Claims (3)
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| KR2020010015034U KR200245771Y1 (en) | 2001-05-22 | 2001-05-22 | Strain factor measuring device of weld zone |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101185417B1 (en) | 2010-05-26 | 2012-10-02 | 삼성중공업 주식회사 | Apparatus for fillet welding deformation test |
| KR101202096B1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-11-16 | 엘지엔시스(주) | Media thickness detector |
| KR101892259B1 (en) | 2016-11-29 | 2018-08-27 | 케이티엠테크놀로지 주식회사 | A Cantilever Type of a Strain Gauge for Compensating a Temperature difference |
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2001
- 2001-05-22 KR KR2020010015034U patent/KR200245771Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101185417B1 (en) | 2010-05-26 | 2012-10-02 | 삼성중공업 주식회사 | Apparatus for fillet welding deformation test |
| KR101202096B1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-11-16 | 엘지엔시스(주) | Media thickness detector |
| KR101892259B1 (en) | 2016-11-29 | 2018-08-27 | 케이티엠테크놀로지 주식회사 | A Cantilever Type of a Strain Gauge for Compensating a Temperature difference |
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