KR200426501Y1 - 크래딩 용접장치 - Google Patents

Abstract

크래딩 용접장치를 제공한다. 상기 용접장치는 용접토치를 이용하여 강판재의 표면을 크래딩 용접을 하는 용접장치에 있어서, 베이스 및 상기 베이스 상에 위치하고, 강판재를 지지하는 조방을 포함하며, 상기 조방은 콘크리트(CONCRETE)로 형성된 것을 특징으로 한다. 조방이 열 흡수 및 방출력이 우수한 콘크리트 소재로 되어 있어서 강판재에 발생하는 열을 빠른 속도로 흡수함은 물론, 이를 빠른 속도로 방출하며, 이와 더불어 용접토치와 함께 이송되는 가압롤러가 강판재의 중앙부분을 누르고 있어서 강판재의 변형이 방지되며, 조방 자체가 변형되는 것도 방지할 수 있다.

크래딩 용접장치, 조방, 비이드

Description

크래딩 용접장치{CLADING WELDING APPARATUS}

도 1은 종래 기술에 따른 크래딩 용접장치의 용접 개념도,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 요부 측면도,

도 3은 도 2의 A부의 확대도,

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 요부 사시도,

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 용접 순서를 보인 평면도,

도 6은 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 용접 상태를 보인 사시도,

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 요부 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 용접토치 11 : 용접비드(BEAD)

12 : 강판재 13 : 조방

14 : 베이스 20 : 클램프 수단

21 : 클램프 22 : 힌지

23 : 지지대 24 : 승강구

25 : 가이드홈 30 : 가압롤러수단

31 : 가압롤러 32 : 수직승강장치

33 : 수평이송장치

본 고안은 용접토치를 이용하여 일반 강판재의 표면에 크래딩 용접을 행함으로써 내마모 또는 내부식성이 우수한 크래딩 강판재를 제조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접에 의한 고열로 강판재가 휘거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지하고, 강판재의 규격에 관계없이 하나의 장치로 크래딩 용접작업이 가능하게 하는 크래딩 용접장치에 관한 것이다.

시멘트, 제철, 광업, 운수업 등 많은 분야에서 사용되는 일부 강판재들은 광물이나 클링커(CLINKER)와 같은 고경도의 물질들과 접촉되므로 쉽게 마모가 발생한다. 따라서 일반 강판재의 경우는 수명시간이 매우 짧아서 자주 교체해야 하고, 이에 대처하기 위해 높은 경도와 내마모성이 우수한 재질의 강판재를 사용해야 한다.

예컨대, 고경도 및 내마모성이 우수한 재료로써 쎌멧(CERMET)재를 들 수 있다. 그러나, 상기 쎌멧재는 경도가 높고 취성이 강하여 파손되기 쉬우며, 고가의 합금 성분들을 함유하고 있어서 제조비가 고가인 문제점이 있다. 따라서, 최근에는 대부분 연성이 크며 가격이 저렴한 연강판재 표면에 크래딩 용접을 수행하여 내마모성을 향상시켜 사용하고 있다.

강판재 표면의 내마모성 향상을 위한 크래딩 공법으로서 폭발 크래딩, 밴드 스트립(BAND STRIP) 크래딩, 플럭스 코어드 와이어(FLUX DORED WIRE) 크래딩 등 다양한 방법이 공지되어 있다. 상기 공법들 중에서 상기 플럭스 코어드 와이어 용접에 의한 표면 크래딩 방법을 가장 많이 사용하고 있으며, 이에 관하여 대한민국 등록특허공보 등록 제0200247호 및 실용신안공보 공고 제1997-4754호 등에서 그 예를 찾아볼 수 있다.

도 1은 플럭스 코어드 와이어 용접과 같이 연강판재 표면에 크래딩 용접작업을 수행하는 상태를 개략적으로 보인 도면이다.

도 1을 참조하면, 수직한 방향으로 설치된 용접토치(10)가 강판재(12) 상에서 이송하면서 상기 강판재(12) 표면에 크래딩 용접을 수행하면, 상기 강판재(12) 상에 상기 용접토치(10)에 의한 용접비드(11)가 형성된다. 이때, 상기 강판재(12)는 일반적으로 조방(13) 위에 놓인 상태로 진행된다.

여기에서, 상기 용접토치(10)로 공급되는 와이어 용접재와, 상기 용접토치(10)를 상기 강판재(12) 상에서 이송시키는 장치 및 운전을 제어하는 제어부 장치 등은 상기 언급된 종래 기술 및 이 분야에서 통상적으로 실시되고 있는 것에서 선택하면 만족하므로, 이에 대한 도시 및 상세한 설명은 생략한다.

주목할 만한 것은 상기와 같은 일반적인 크래딩 용접장치에서, 상기 강판재(12) 하부에서 상기 강판재(12)를 지지하고 있는 조방(13)은 대부분 금속으로 이루어져 있다는 것이다.

따라서, 종래 크래딩 용접은 상기 강판재(12)와 상기 용접토치(10) 사이에서 발생하는 고열에 의해서 많은 영향을 받게 된다. 예를 들면, 상기 용접비드(11)와 상기 강판재(12) 재질 차이에 따른 열팽창계수 및 수축 속도 차이 등의 요인으로 인해서 상기 강판재(12)가 휘거나 뒤틀리는 등의 변형 문제를 들 수 있다. 또한, 상기 강판재(12)에서 발생된 열은 상기 조방(13)으로 전도되어 장시간 후에는 상기 조방(13)까지 휘거나 뒤틀리는 문제가 발생한다.

이를 해결하기 위해서 일부에서는 상기 강판재(12)의 가장자리를 지지할 수 있는 클램프를 부설하거나, 상기 조방(13)의 두께를 두껍게 함으로써, 상기 강판재(12) 및 조방(13)의 변형을 방지하고 있다. 그러나, 상기 클램프는 상기 강판재(12)의 가장자리 부분만 잡고 있는 반면, 크래딩 용접 부위는 상기 강판재(12)의 전체면적에 대해 적용되고 있기 때문에 상기 강판재(12) 중앙 부분이 볼록해지거나 함몰되는 등의 변형은 해결하고 있지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래 용접장치는, 클램프가 소정 위치에 고정된 형태로 되어 있기 때문에 강판재(12)의 규격이 서로 다른 강판재를 교환하면서 하나의 용접장치에서 작업을 할 수 없다는 용접장치의 비공용성 문제가 있다. 또한, 상기 조방(13)의 변형을 방지하기 위해 상기 조방(13)의 두께를 두껍게 하는 경우는는 상기 조방(13)의 제조비가 고가인 문제점이 있다.

본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조방의 제조비를 현저히 절감하면서도 강판재로부터 전도되는 열을 쉽게 방출하는 것이 가능한 저가 및 고효율의 조방을 구축할 수 있는 크래딩 용접장치를 제공하는데 제1목적이 있다.

또한, 본 고안은 하나의 용접장치를 통해서 다양한 규격을 갖는 강판재를 적재 가능하게 하여 모든 종류의 강판재에 대하여 크래딩 용접을 수행할 수 있는 크래딩 용접장치를 제공하는데 제2목적이 있다.

아울러, 본 고안은 용접 진행 중 강판재의 가장자리는 물론, 중앙 부분에 대한 열 변형을 방지하며, 조방 자체가 변형되는 것을 방지할 수 있는 크래딩 용접장치를 제공하는데 제3목적이 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 고안은 크래딩 용접장치를 제공한다. 상기 용접장치는 용접토치를 이용하여 강판재의 표면을 크래딩 용접을 하는 용접장치에 있어서, 베이스 및 상기 베이스 상에 위치하고, 강판재를 지지하는 조방을 포함하며, 상기 조방은 콘크리트(CONCRETE)로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 크래딩 용접장치는 상기 베이스 상의 소정 부분에 입설되고, 상기 조방 및 상기 조방 상에 지지되는 강판재를 죄어주는 복수 개의 가압수단을 더욱 구비할 수 있다.

상기 가압수단은 클램프수단일 수 있으며, 상기 클램프수단은 소정거리 이격된 한 쌍의 지지대 및 상기 지지대 상부에 형성된 힌지를 기점으로 시소(SEESAW) 회전하는 클램프를 구비하며, 상기 클램프의 타단에 가해지는 승강구의 상승힘으로 상기 클램프 일단이 상기 강판재의 가장자리 상단에 접촉하여 가압할 수 있다.

상기 베이스는 상기 클램프수단이 입설되는 소정 부분에 형성된 장방형의 가이드홈을 더욱 포함하며, 상기 한 쌍의 지지대는 상기 장방형의 가이드홈에 설치되 되, 상기 가이드홈 내에서 그 위치가 조절되어 고정될 수 있다.

상기 크래딩 용접장치는 상기 베이스 상측에 설치되며, 상기 용접토치의 이송구동과 동일 방향으로 연동되는 수평이송장치, 상기 수평이송장치에 수직하게 장착되며, 신장 가능한 수직승강장치 및 상기 수직승강장치의 하단에서 회전 가능하게 축설된 가압롤러로 구성된 가압롤러수단을 더욱 포함할 수 있다.

상기 베이스는 콘크리트로 형성될 수 있다.

상기 용접토치가 4개로 이루어진 용접장치를 이용할 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 7에 의거하여 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 고안은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도 1에서 설명한 부분과 중복되는 부분의 명칭과 부호는 동일하게 하였다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 요부 측면도이고, 도 3은 도 2의 A부의 확대도이며, 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 요부 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 크래딩 용접장치는 강판재를 적재하기 위한 기본 틀인 베이스(14) 상에 조방(13)이 설치되고, 상기 조방(13) 위에 크래딩 용접 대상물인 강판재(12)가 위치한다. 상기 조방(13) 및 상기 조방(13) 상에 지지되는 상기 강판재(12)를 복수개의 클램프수단(20)을 이용하여 죄어준다.

상기 크래딩 용접장치는 전술한 바와 같이 용접토치(10)가 상기 강판재(12) 상측에서 왕복 이송하면서 용접을 수행하고, 이러한 과정을 통해서 상기 강판 재(12)의 상부 전 면적에 용접비드(11)를 형성시키는 장치이다.

이때, 상기 강판재(12)와 상기 용접토치(10) 사이에서 발생하는 아크 열은 고열이므로, 1차적으로 작용하는 상기 강판재(12)의 변형을 방지해야 하며, 나아가 서는 상기 강판재(12)로부터 전도된 고열이 상기 조방(13)에 영향을 주지 않도록 하여야 한다. 또한, 상기 조방(13) 자체도 변형되지 않도록 방지하여야 한다. 따라서, 본 고안은 상기 조방(13)을 열전도가 낮고 열 변형이 어려운 콘크리트 재질로 형성하였다.

상기 콘크리트는 열에 의한 신장 및 수축량이 적고, 내부에는 미세기공이 형성되어 있어서 상기 강판재(12)에서 발생된 고열을 빨리 흡수하여 방출시키는 등 상기 강판재(12)의 냉각제 역할을 한다. 따라서, 상기 콘크리트 조방(13) 상에 위치하는 상기 강판재(12)가 열변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 콘크리트 조방(13) 자체의 열변형도 적기 때문에 상기 조방(13)의 변형에 따른 상기 강판재(12)의 용접 불량도 방지할 수 있으며, 수명이 길다는 장점이 있다.

상기 클램프 수단(20)은 한 쌍의 지지대(23)가 소정 간격으로 이격되어 상기 베이스(14) 상에 입설되어 있다. 상기 지지대(23)의 상단에 힌지(22)가 구비되며, 상기 힌지(22)에 클램프(21)가 시소 형태로 회전 가능하게 축설되어 있다.

상기 클램프 수단(20)의 작용을 상세히 설명하면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 클램프(21)가 상기 힌지(22)를 기점으로 회전할 때 그 일단이 상기 강판재(12)의 가장자리와 접하게 된다. 이때, 상기 클램프(21)의 타단에 유압 또는 공압에 의해 상승하는 승강기(24)가 상기 클램프(21)의 타측을 상승시키면 상기 강 판재(12)와 접하고 있는 상기 클램프(21) 일단은 하강하는 힘이 작용하게 되어 상기 강판재(12)의 가장자리를 가압하여 지지한다.

이와 같은 상기 클램프 수단(20)은 상기 강판재(12) 가장자리에 적정 개수가 설치되어 복수 개 마련되는 것으로 그 수에 제한이 있는 것은 아니다.

한편, 상기 클램프수단(20)의 보다 바람직한 실시로써 도 4의 클램프 수단을 참조하여 설명한다. 상기 베이스(14)는 상기 클램프수단(20)이 입설되는 소정 부분에 형성된 장방형의 가이드홈(25)을 구비한다.

상기 한 쌍의 지지대(23)는 상기 장방형의 가이드홈(25)에 설치된다.

이때, 상기 지지대(23)는 상기 가이드홈(25) 내에서 고정되는 위치를 조절할 수 있다. 즉, 상기 강판재(12)의 규격에 따라 상기 지지대(23)가 고정되는 위치를 조절할 수 있다. 도시하지는 않았지만 상기 지지대(23)는 임의 선택된 위치에서 고정되도록 볼트 등의 조임수단(미도시)으로 상기 베이스(14)에 고정되는 구조임은 당연하고, 상기 지지대(23)의 위치 변동은 곧 상기 클램프 수단(20)이 상기 강판재(12)의 길이에 대응하여 변동이 가능함을 의미한다.

즉, 상기 강판재(12)는 대부분 규격화되어 있는바, 크기가 큰 강판재(12)에 크래딩 용접을 하고자 할 경우에는 상기 지지대(23)를 상기 가이드홈(25)의 최외측에 위치하게 하고, 반대로 작은 크기의 강판재(12)에 크래딩 용접하고자 할 경우에는 상기 지지대(23)를 상기 가이드홈(25)의 내측에 위치토록 한다. 따라서, 상기 클램프(21) 위치를 상기 가이드홈(25)의 외측 또는 내측 방향으로 조절함으로써 상기 강판재(12) 규격에 맞도록 적절하게 조절하여 용접할 수 있다.

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 용접 순서를 보인 평면도이고, 도 6은 본 고안의 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 용접 상태를 보인 사시도이다.

도 5를 참조하면, 크래딩 용접시 상기 강판재(12)에서 발생되는 열에 의한 변형 정도를 최소화하기 위해서는 용접토치(10)의 이송을 직선 형태보다는 “S" 곡선이 되도록 하는 것이 바람직한데,“S"곡선 형태로 제1비드(ⓐ)가 완료된 상태에서 제2비드(ⓒ)를 형성하기 위해 이송될 때에는 제1비드(ⓐ)가 종료된 지점에서 직각 방향으로 이동(ⓑ)시켜서 제2비드(ⓒ)가 제1비드(ⓐ)와 역방향으로 진행되게 하며, 이와 같은 순서로 ⓓ, ⓔ, ⓕ, ⓖ를 순차적으로 수행토록 하면, 효율적으로 용접작업을 수행할 수 있게 된다.

이와 같은 크래딩 용접 순서를 따라 크래딩 용접을 보다 빠른 시간 내에 하기 위해, 도 6과 같이 용접토치(10)를 복수 개로 증가시킬 수 있는바, 상기 용접토치(10)의 바람직한 설치 개수는 4개이면 족하다.

이는 용접토치(10)가 4개 이하일 경우 강판재(12) 전체면에 용접작업을 하는데 있어서 시간이 많이 소요되고, 반면 4개 이상일 경우는 작업시간은 단축되지만 용접토치(10)가 과다하여 강판재(12)에 발생하는 열이 너무 높아서 강판재(12)가 쉽게 뒤틀리거나 휘는 등 변형에 대처하기가 어렵기 때문이다.

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 크래딩 용접장치의 요부 측면도로서, 강판재(12)의 중앙 부분의 변형을 방지하기 위한 가압롤러수단(30)을 도시한 것이다.

도 7을 참조한 가압롤러수단(30)은, 공지된 용접토치(10)의 이송과 동일한 방향으로 연동하면서 이송되게 한 것으로, 강판재(12)를 가압하면서 회전 가능하게 설치된 가압롤러(31)와, 상기 가압롤러(31)가 용접비드(11) 및 강판재(12)의 표면 높이 차이에 대응하면서 회전할 수 있도록 하기 위해 가압롤러(31)를 수직 상승시키는 수직승강장치(32)와, 상기 수직승강장치(32)를 지지하면서 동시에 용접토치(10)의 이동방향과 동일한 방향으로 이송되게 하는 수평이송장치(33)로 구성된 것이다.

이와 같이 구성하면, 크래딩용접 작업시 상기 강판재(12)의 가장자리는 클램프(21)가 구비된 클램프 수단(20)에 의해 지지되고, 중앙 부분은 상기 가압롤러(31)가 구비된 가압롤러수단(30)에 의해 지지될 수 있다.

상기 가압롤러수단(30)은, 상기 용접토치(10)가 상기 강판재(12)의 상부에서 왕복운동을 하고 있다는 점에서, 도시된 바와 같이 상기 용접토치(10)의 전/후 방향에 2개 설치하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서는 이와 균등 범위 내에서 구조의 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 열 흡수 및 방출력이 우수한 콘크리트 소재로 된 조방을 이용함으로써, 강판재에 발생하는 열을 빠른 속도로 흡수할 뿐만 아니라, 열을 빠른 속도로 방출하므로 크래딩용접 중에 발생할 수 있는 강판재의 변형을 방지하는 효과를 제공한다. 아울러, 조방 자체가 변형하는 것도 방지할 수 있다. 또한, 용접토치와 함께 이송되는 가압롤러가 강판재의 중앙부분을 누르고 있 어서 강판재의 변형을 방지하는 효과를 제공한다. 또한, 클램프수단의 위치 조절이 가능하므로 강판재의 규격에 따른 종류에 관계없이 하나의 크래딩 용접장치에 적재하여 용접할 수 있으며, 용접장치의 설비비가 현저하게 절감되는 이점을 제공한다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 용접토치를 이용하여 강판재의 표면을 크래딩 용접을 하는 용접장치에 있어서,

   베이스; 및

   상기 베이스 상에 위치하고, 강판재를 지지하는 조방;을 포함하며,

   상기 조방은 콘크리트(CONCRETE)로 형성된 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 크래딩 용접장치는

   상기 베이스 상의 소정 부분에 입설되고, 상기 조방 및 상기 조방 상에 지지되는 강판재를 죄어주는 복수 개의 가압수단을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 가압수단은 클램프수단인 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 클램프수단은

   소정거리 이격된 한 쌍의 지지대; 및

   상기 지지대 상부에 형성된 힌지를 기점으로 시소(SEESAW) 회전하는 클램프;를 구비하며,

   상기 클램프의 타단에 가해지는 승강구의 상승힘으로 상기 클램프 일단이 상기 강판재의 가장자리 상단에 접촉하여 가압하는 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 베이스는 상기 클램프수단이 입설되는 소정 부분에 형성된 장방형의 가이드홈을 더욱 포함하며,

   상기 한 쌍의 지지대는 상기 장방형의 가이드홈에 설치되되, 상기 가이드홈 내에서 그 위치가 조절되어 고정되는 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 크래딩 용접장치는

   상기 베이스 상측에 설치되며, 상기 용접토치의 이송구동과 동일 방향으로 연동되는 수평이송장치;

   상기 수평이송장치에 수직하게 장착되며, 신장 가능한 수직승강장치; 및

   상기 수직승강장치의 하단에서 회전 가능하게 축설된 가압롤러;로 구성된 가압롤러수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스는 콘크리트로 형성된 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 용접토치는 4개로 이루어진 것을 특징으로 하는 크래딩 용접장치.

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