KR20080073832A - 일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일면 맞대기 용접 종료부에서 발생하는 종균열의 발생을 억제하고 작업을 용이하게 하는 용접방법에 관한 것이다.

본 발명은 맞대기 용접종료부의 판 가장자리 인접영역에서 용접중심선을 따라 발생하는 종균열을 방지하기 위해 서브머지드 아크용접법을 이용한 본용접 실시 전에 판 가장자리에 인접한 일부 용접부를 본용접과 동일한 용접방법을 이용하여 길이 200∼1000mm의 구속용접비드를 형성시킴으로서 용접작업이 용이하고 추가 작업이 없으며 종균열 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법{Welding method for preventing end-cracking near the run-off edge in one side butt-welded joints}

도 1은 본 발명에 따른 용접종료부의 서브머지드 아크 용접을 이용한 구속 용접비드 형성방법을 나타낸 도면

본 발명은 일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법에 관한 것으로 좀더 상세하게는 맞대기 용접종료부의 판 가장자리 인접영역에서 용접중심선을 따라 발생하는 종균열을 방지하기 위해 서브머지드 아크용접법을 이용한 본용접 실시 전에 판 가장자리에 인접한 일부 용접부를 본용접과 동일한 용접방법을 이용하여 길이 200∼1000mm의 구속용접비드를 형성시킴으로서 용접작업을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 함과 아울러 추가 작업이 요구됨이 없이 종균열 발생을 효과적으로 억제할 수 있도록 한 것이다.

일면 서브머지드 아크 용접법을 적용하여 제작되는 맞대기 이음의 용접 종료부는 용접시 계속 축적된 용접열이 용접종료부에서 용접방향의 수직방향으로 회전 변형을 유발하고 용융금속이 완전히 응고되기 전에 용접횡방향의 변위로 인한 용접부의 중심을 따라 용접부 길이방향의 종균열이 발생한다.

이를 위해 종래에는 상기 서브머지드 아크 용접종료부에서 발생하는 종균열의 방지를 위해 덧붙이는 보조판의 형상 및 크기 조절법, 용접종료부의 회전변형을 억제하는 구속 및 외력법, 역회전 변형을 유발하는 가열법 등 여러가지 방법이 제안되고 있으나 이 역시 용접종료부의 종균열 방지에는 미흡한 실정이다.

또한 상기 용접종료부의 종균열을 억제하는 방법으로 대한민국 공개특허 제10-2006-0041491가 제안된 바 있는데 용접종료부쪽 판 가장자리로부터 약 200mm 이내의 용접부를 약 5mm∼6mm의 간극을 갖도록 두 판을 맞닿게 하고 후면 용접부의 보호를 위해 자동용접용 백킹재료를 부착한 후 수차례에 걸친 반자동 용접법을 이용한 용접종료부의 구속용접을 통하여 용접 횡변위를 억제함으로서 맞대기 일면 용접 종료부의 종균열을 방지할 수 있도록 하고 있다. 하지만 첫째 두 판의 간극 5∼6mm를 유지하기 위해 용접종료부쪽 판 가장자리로부터 길이 200mm 이내의 맞대어진 두 판을 각각 2∼3mm의 작은 폭으로 가스절단법을 이용하여 절단하여야 하며 절단된 면을 부드럽게 하기 위한 그라인딩 작업 등 용접 준비작업 및 추가 작업이 필요하고, 둘째 상기와 같이 절단되어 마련된 개선용접부를 용접 용착량이 낮은 반자동용접법을 이용하여 수차례 용접을 수행하는 작업이 소요되고 있어 용접종료부에서 종균열의 발생은 억제하였으나 종균열을 제거하고 수정용접하여 용접을 완료하는 시간보다 오히려 작업시간이 증가하고 또한 준비 작업이 증가하는 단점이 있어 실제 산업현장에는 적용하기 어렵다.

따라서 현재까지 일면 서브머지드 아크 용접 종료부에서 용접작업이 용이하면서 종균열의 발생을 억제하는 용접방법이 아직까지 미흡하기 때문에 본 출원인이 본 발명을 통해 보다 완벽한 용접방법을 개량 제안하고자 한 것이다.

본 발명은 일면 자동용접법을 적용하여 제작되는 맞대기 용접종료부 쪽의 판 가장자리 인접 영역에서 발생하는 용접중심선을 따른 종균열을 방지하기 위해 서브머지드 아크 용접을 이용하여 본용접을 실시하기 이전에 미리 판 가장자리에 인접한 일부 용접부에 대해 구속 용접비드를 형성시켜 용접열이 종료부로 접근하더라도 상기 구속 용접비드에 의한 변형 억제력을 통해 용접종료부에서의 종균열을 효과적으로 예방할 수 있도록 함은 물론 구속 용접비드 형성을 서브머지드 아크 용접을 이용한 본용접과 동일한 개선형상, 개선준비 및 동일한 용접방법으로 함으로서 추가 작업 없이 용접작업을 용이하게 함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 두 강재의 일면 맞대기 이음에 있어서 용접될 강재를 0∼3mm 간격을 두고 서로 맞대는 형태로 위치시키는 단계와; 맞대어진 강재의 이면에 백킹재를 부착하는 단계와; 아크 용접을 이용하여 용접종료부에 구속용접비드를 형성시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법을 제공함으로써 상기 목적을 달성하고자 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조로 일면 서브머지드 아크 용접 종료부에서 용접 작업이 용이하면서 종균열의 발생을 완벽하게 억제하는 용접방법에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 두 강재의 일면 맞대기 이음에 있어서 용접될 강재를 0∼3mm 간격을 두고 서로 맞대는 형태로 위치시키는 단계와; 맞대어진 강재의 이면에 백킹재를 부착하는 단계와; 아크 용접을 이용하여 용접종료부에 구속용접비드를 형성시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 서브머지드 아크 용접을 이용하는 본용접과 동일한 용접개선형상과 용접시공방법을 이용하여 용접 작업이 용이하고 용접종료부 쪽 판 가장자리로부터 200∼1000mm 길이의 구속용접비드를 형성하여 용접종료부에서 발생하는 종균열의 발생을 방지할 수 있도록 하고 있다.

또한 후속 용접비드와의 매끄러운 용접비드 형성을 위해 판 내부에서 시작하는 경우 용접전류를 본용접 전류보다 낮게 시작하여 서서히 증가시키는 방법과 판 외부에서 시작하는 경우 용접전류를 서서히 감소시켜 본용접 전류보다 낮은 용접전류에서 용접을 완료하여 구속용접 비드를 형성할 수 있도록 하고 있다.

또한 용접시 절선형 충진재를 용접이음부 내에 용접 실시전 미리 살포하거나 서버머지드 아크 용접용 솔리드와이어와 용융효율이 높은 콤포지트 와이어를 동시에 사용하거나 상기 절선형 충진재와 콤포지트 와이어를 동시에 사용할 수도 있다.

본 발명은 서브머지드 아크 용접을 이용한 본 용접부와 동일한 용접개선 형상 및 동일한 용접방법을 이용하여 용접종료부에 구속 용접비드를 형성시켜 용접 작업이 용이하면서 종균열 발생을 억제할 수 있도록 하고 있다.

선박건조에 적용되는 맞대기 용접이음의 일면 자동용접방법은 용접할 강재를 0∼3mm 간격으로 두고 서로 맞대는 형태로 위치시키고 맞대어진 강재의 이면에 모재의 간극을 밀폐하도록 백킹재를 부착한 후 서브머지드 아크 용접을 이용하여 용접을 완료한다. 상기 용접방법에 따르면 강재의 한쪽 끝단에서 또다른 끝단으로 일방향 용접을 수행함으로서 용접종료부에서 용접열의 축적에 의한 횡방향의 변위가 발생하여 용접길이방향으로 용접중심선을 따라 종균열이 발생한다. 본 발명은 용접종료부에 서브머지드 아크 용접을 이용한 본용접과 동일한 방법으로 용접종료부 쪽 판의 가장자리로부터 길이 200∼1000mm의 구속 용접비드를 형성시켜 용접종료부의 종균열을 억제함은 물론 용접작업이 매우 용이하다.

상기 구속 용접방법은 판의 내부에서 용접을 시작하고 판의 끝단부 방향으로 진행하여 판의 끝단부에 부착되어 있는 용접보조판에서 마무리하는 방법과 판의 끝단부에 부착되어 있는 용접보조판에서 시작하고 판의 내부로 진행하여 판의 내부에서 용접을 완료하는 방법 두가지가 있다.

도 1은 용접중심부를 따른 횡단면을 나타낸 것으로 판의 내부에서 용접을 시작하여 외부로 진행하는 방법을 도시한 것으로 용접시작부는 후속 본용접과 매끄러운 용접비드의 형성을 위해 용접비드의 크기가 작아야 하므로 용접 시작시 구속용접 전류보다 100∼300A 낮은 용접전류에서 시작하며 용접시작후 50∼100mm까지 같은 용접전류로 용접을 진행한 후 서서히 용접전류를 본용접 전류까지 상승시켜 용접보조판에서 용접을 완료한다.

판 외부에서 내부로 용접을 진행하는 방법은 용접보조판에서 용접을 시작하 여 구속용접을 진행하고 용접완료부의 50∼150mm 앞 지점에서 후속 용접에 의한 이음부의 매끈한 용접비드 형성을 위해 본용접 전류를 서서히 감소시켜 용접전류가 100∼300A 낮은 상태에서 용접을 완료한다.

용접종료부의 구속용접을 위한 서브머지드 아크 용접은 절선형 충진재를 맞대어진 두 판의 이음 사이에 미리살포하는 방법과 서브머지드 아크 용접용 와이어로 솔리드 와이어 또는 콤포지트 와이어를 적용하는 방법 또는 상기 방법의 조합을 통하여 용접속도가 증가시키는 방법도 포함된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 맞대기 용접종료부의 판 가장자리 인접영역에서 발생하는 용접중심선을 따른 종균열을 방지하기 위해 서브머지드 아크용접을 이용한 본용접 실시전에 미리 판 가장자리에 인접한 일부 용접부에 대해 본용접과 동일한 용접방법으로 길이 200∼1000mm의 구속용접비드를 형성시킴으로서 용접작업이 용이하고 추가 작업이 없으며 종균열 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (4)

1. 두 강재의 일면 맞대기 이음에 있어서 용접될 강재를 0∼3mm 간격을 두고 서로 맞대는 형태로 위치시키는 단계와;

   맞대어진 강재의 이면에 백킹재를 부착하는 단계와;

   아크 용접을 이용하여 용접종료부에 구속용접비드를 형성시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법.
2. 제1항 있어서, 서브머지드 아크 용접을 이용하는 본용접과 동일한 용접개선형상과 용접시공방법을 이용하여 용접 작업이 용이하고 용접종료부 쪽 판 가장자리로부터 200∼1000mm 길이의 구속용접비드를 형성하여 용접종료부에서 발생하는 종균열의 발생을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법.
3. 제1항에 있어서, 후속 용접비드와의 매끄러운 용접비드 형성을 위해 판 내부에서 시작하는 경우 용접전류를 본용접 전류보다 낮게 시작하여 서서히 증가시키는 방법과 판 외부에서 시작하는 경우 용접전류를 서서히 감소시켜 본용접 전류보다 낮은 용접전류에서 용접을 완료하여 구속용접 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법.
4. 제2항에 있어서, 용접시 절선형 충진재를 용접이음부 내에 용접 실시전 미리 살포하거나 서버머지드 아크 용접용 솔리드와이어와 용융효율이 높은 콤포지트 와이어를 동시에 사용하거나 상기 절선형 충진재와 콤포지트 와이어를 동시에 사용하는 것을 특징으로 하는 일면 맞대기 용접 종료부의 종균열 방지를 위한 용접방법.

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