KR20100106662A - 맞대기 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 블록의 탑재/조립 단계에서 발생하는 이중선체 내부 블록 격벽의 근접한 위치에 발생하는 아래보기 용접부 용접을 위한 맞대기 용접장치에 관한 것으로, 주행모터의 구동으로 캐리지 주행바퀴가 회전하고 가이드 롤러의 안내에 의하여 격벽을 따라 이동하는 캐리지 본체; 상기 캐리지 본체에 축에 의하여 회전가능하도록 설치되며 토치와 위빙장치를 포함하는 토치회전수단; 상기 캐리지 본체에 설치되어 토치의 위치를 조절할 수 있도록 하는 토치 상/하 및 좌/우조정슬라이드; 상기 토치회전수단에 구비되며 용접 결함을 방지하고 브라켓 간섭부의 용접 잔류부를 남기지 않도록 하는 끝단 곡형의 용접토치; 상기 캐리지 본체에 설치되어 용접기능과 위빙기능을 제어하는 제어 판넬; 을 구비하여 협소 공간의 용접 자동화를 통한 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.

이에 따라 본 발명은 본 발명은 장치의 소형 경량화에 따른 협소 공간용 맞대기 용접 장치의 적용으로 용접 시간의 단축과 준비시간 감소, 용접 패스 수 감소, 수동 용접을 간이 자동화 장치로 대체 함으로서 용접 생산성 향상과 더불어 장시간 수동용접에 따른 작업자 근 골격계 질환을 예방하는데 획기적인 효과가 있다.

맞대기 용접, 토치, 곡형토치, 협소부, 잔여부

Description

맞대기 용접장치{A Butt Welding Apparatus}

본 발명은 선박 블록의 탑재/조립 단계에서 발생하는 이중선체 내부 블록 격벽의 근접한 위치에 발생하는 아래 보기 용접부 용접을 위한 맞대기 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 캐리지 본체에 회전가능하도록 구비되며 토치 위빙장치를 포함하는 토치 회전수단과, 상기 토치 회전수단에 구비되며 용접 결함을 방지하고 브라켓 간섭부 용접 잔류부를 남기지 않도록 하는 끝단 곡형의 용접 토치를 구비하여 협소 공간의 용접 자동화를 통한 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 맞대기 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 SAW(서브 머지드 아크용접: Submerged Arc Welding)방법은 용접 캐리지 크기(길이 600mm)가 크고 토치 기구부에 상/하조정 슬라이드와 와이어 가압장치, 와이어 송급 모터 등이 탑재되어 있어 그에 따라 부피가 크고, 벽과의 간섭으로 구석부 까지 용접 토치의 선단부를 이동할 수 없기 때문에 양쪽 끝단에 약 250mm 정도의 용접 잔류부가 발생하게 된다.

특히. 이중 선체 내부의 맞대기 용접에 있어서는 격벽에서 40mm 떨어진 위치에 용접부가 있어 고능률 SAW기법은 장치 간섭으로 적용이 어렵고, 토치 위빙장치 가 없는 간이 용접장치(오토 캐리지)와 필렛 용접에 사용하는 직선 토치를 이용하여 적용을 시도하였으나 용접 패스 수가 많고, 용접금속의 선행에 따른 용접결함(슬래그 혼입)이 많이 발생하게 된다.

상기와 같은 막힘부 끝단의 용접을 수행하기 위하여는 통상적으로 자동에 의한 구석부의 용접을 도중에 그만두고, 그 후, 발생한 미 용접부를 수동작업에 의하여 용접을 완료하거나, 아니면 용접부 주변 의장품을 해체/조립하여 자동용접을 진행하게 되는바, 이에 따른 2중 작업으로 작업이 번거롭고 장시간을 필요로 하며, 특히, 용접부 주변 의장품을 해체/조립할 경우에는 장치 이동시 크레인 사용에 따른 대기시간의 발생 등 용접능률이 크게 저하되는 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 캐리지 본체에 회전가능하도록 구비되며 토치 위빙장치를 포함하는 토치 회전수단과, 상기 토치 회전수단에 구비되며 용접 결함을 방지하고 브라켓 간섭부 용접 잔류부를 남기지 않도록 하는 끝단 곡형의 용접 토치를 구비하여 협소 공간의 용접 자동화를 통한 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 맞대기 용접장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 추구하는 기술적 수단은 주행모터의 구동으로 캐리지 주행바퀴가 회전하고 가이드 롤러의 안내에 의하여 격벽을 따라 이동하는 캐리지 본체; 상기 캐리지 본체에 축에 의하여 회전가능하도록 설치되며 토치와 위빙장치를 포함하는 토치 회전수단; 상기 캐리지 본체에 설치되어 토치의 위치를 조절할 수 있도록 하는 토치 상/하 및 좌/우조정 슬라이드;

상기 토치 회전수단에 구비되며 용접 결함을 방지하고 브라켓 간섭부의 용접 잔류부를 남기지 않도록 하는 끝단 곡형의 용접 토치; 상기 캐리지 본체에 설치되어 용접기능과 위빙기능을 제어하는 제어 판넬; 을 구비하여 협소 공간의 용접 자동화를 통한 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 캐리지 본체에 회전가능하도록 설치되며 토치 위빙장치를 포함하는 토치 회전수단에는 용접 결함을 방지하고 시작 및 종단부에 용접 잔 류부가 남지 않도록 용접 토치의 끝단 가스노즐이 상기 토치 바디의 수직부에 대하여 경사를 갖도록 상기 토치 바디가 구부러진 형태의 아래 보기 전용 곡형 용접 토치로 구성되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치를 제시한다.

본 발명은 장치의 소형 경량화에 따른 협소 공간용 맞대기 용접 장치의 적용으로 용접 시간의 단축과 준비시간 감소, 용접 패스 수 감소, 수동 용접을 간이 자동화 장치로 대체함으로써 용접 생산성 향상과 더불어 장시간 수동용접에 따른 작업자 근 골격계 질환을 예방하는데 획기적인 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 맞대기 용접장치의 평면 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 맞대기 용접장치의 정면개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 맞대기 용접장치의 측면 개략도이다.

본 발명에 따른 맞대기 용접장치의 전체적인 구성부를 크게 분류하여 보면, 장치 전체가 설치되며 격벽을 따라 이동하는 캐리지 본체(10)와, 상기 캐리지 본체(10)에 회전가능하게 설치되며 용접 토치(20)와 위빙장치(30)를 포함하는 토치 회전수단(40)과, 상기 토치 회전수단(40)에 구비된 용접 토치(20)의 위치를 조절하는 토치 상/하 및 좌/우 조정 슬라이드(50), 그리고, 이들을 제어하는 제어 판넬(60)로 구성되게 된다.

본 발명을 설명함에 있어서, 주행모터의 구동에 의하여 상기 벽체를 따라 이동할 수 있도록 구성된 상기 캐리지 본체나 상기 캐리지 본체 위에 설치되어 용접토치를 위빙하는 위빙장치 등에 대한 구성과 작용은 이미 공지된 기술이므로 구체적인 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불분명하게 흐릴 수 있다고 판단되어 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 캐리지 본체(10)는 스텝 모터와 감속기(도시하지 않음)로 구성되는 주행모터(11)의 구동으로 캐리지 주행바퀴(12)가 회전하고 가이드 롤러(13)의 안내에 의하여 격벽(14)를 따라 전/후로 이동하는 구조로 되어 있다.

상기 캐리지 본체(10)에는 용접 토치(20)와 상기 용접 토치(20)를 위빙하는 위빙장치(30)를 포함하는 토치 회전수단(40)이 회전가능하도록 설치되어 있는데, 상기 토치 회전수단(40)은 축(41)을 중심으로 토치 위빙장치(30)와 용접 토치(20) 및 토치 클램프(32) 전체가 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 토치 회전수단(40)에 구비된 토치 위빙장치(30)는 이미 공지된 기술을 바탕으로 위빙 모터(31)와 캠을 이용하는 캠 방식이나 전자석을 이용한 밀폐형 위빙 토치 등 다양한 위빙 장치로의 구현이 가능한 것으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 캐리지 본체(10)에는 토치의 위치를 상/하 및 좌/우로 조절할 수 있도록 하는 토치 상/하 및 좌/우 조정 슬라이드(50)가 구비되어 있는데, 상기 토치 상/하 및 좌/우 조정 슬라이드(50)는 상/하 조정 슬라이드에 의한 토치 상/하 방향 미세조정을 통하여 용접 아크의 길이를 조정할 수 있도록 하는 한편, 좌/우 조정슬 라이드에 의한 토치 좌/우 방향 미세조정에 의하여 용접 와이어 끝단을 용접선에 맞출 수 있도록 하는 역활을 수행하게 된다.

상기 토치 회전수단(40)에는 용접 토치(20)를 위빙장치(30)에 고정하는 토치 클램프(32)에 의하여 용접 토치(20)가 고정설치되어 있는데, 상기 용접 토치(20)는 용접 결함을 방지하고 브라켓 간섭부의 용접 잔류부를 남기지 않도록 하기 위하여 용접토치(20)의 끝단 가스 노즐(21)이 상기 토치 바디(22)의 수직부에 대하여 경사를 갖도록 상기 토치 바디(22)가 구부러진 형태로 구성되어 있다.

여기서, 상기 용접 토치(20)에 연결되는 토치 케이블(23)은 토치 케이블 클램프(33)에 의하여 고정됨으로써, 토치 위빙시 상기 토치 케이블(23)의 흔들림에 의한 불규칙 위빙을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 캐리지 본체(10)에는 제어 판넬(60)이 구비되어 있는데, 상기 제어 판넬(60)은 캐리지 본체(10)의 구동과 용접 토치(20)의 용접기능 및 위빙장치(30)의 위빙기능 등을 포함하여 전체적인 장치를 제어하게 된다.

이때, 예를 들어 상기 제어 판넬(60)에 캐리지의 무선 리모콘 조작이 가능한 제어기를 설치하고, 상기 제어기에 의하여 용접조건을 원격에서 조정할 수 있도록 하는 무선 리모콘을 구비하게 되면 용접장치의 전체적인 동작을 무선 리모콘에 의한 원격제어도 가능하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 맞대기 용접장치에 있어서, 용접방향에 따른 토치의 회전상태를 예시한 도면이다. 본 발명은 상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 주행모터(11)의 구동으로 캐리지 주행바퀴(12)가 회전하고 가이드 롤러(13)의 안내에 의하여 격벽(14)를 따라 캐리지 본체(10)가 전/후로 이동하면서 용접작업을 수행하게 되는데, 이때, 상기 토치 상/하 및 좌/우 조정 슬라이드(50)는 토치 상/하 방향 미세조정을 통하여 용접 아크의 길이를 조정할 수 있도록 하는 한편, 토치 좌/우 방향 미세조정에 의하여 용접 와이어 끝단을 용접선에 맞출 수 있도록 하는 역활을 하게 된다.

여기서, 상기 캐리지 본체(10)에 축(41)을 중심으로 회전가능하도록 설치된 토치 회전수단(40)에 의하여 용접 방향에 따라서 캐리지의 전/후 방향으로 용접 토치(40)를 회전시킴으로써, 협소 공간에서의 용접작업을 가능하게 하는 한편, 상기 토치 회전수단(40)에 구비된 용접 토치(20)는 용접 토치(20)의 끝단 가스 노즐(21)이 상기 토치 바디(22)의 수직부에 대하여 경사를 갖도록 상기 토치 바디(22)가 구부러진 형태로 구성되어 있기 때문에 용접 결함을 방지하고 브라켓 간섭부 즉, 시작 및 종단부에 용접 잔류부가 남지 않도록 용접을 가능하게 한다.

도 5는 상기 용접장치를 사용한 용접 순서를 도시한 것으로 캐리지를 용접부에 설치한 다음 토치 회전축(41)을 고정 나사를 풀어 토치와 토치 위빙장치가 설치된 토치 회전수단(40)을 회전시켜 용접부 한쪽 끝단에 셋팅을 하고 반대 방향으로 캐리지 주행과 함께 용접을 시작한다. 용접 종료지점은 전체 용접 길이의 중간 지점에서 종료시키거나 더 진행 한 다음 적당한 지점에서 종료를 시키고, 토치 회전수단(40)과 회전축(41)을 사용하여 토치를 반대 방향으로 회전시킨 다음 캐리지를 반대 쪽 끝단 용접 시작점으로 이동시키고 캐리지 주행과 함께 용접을 시작하여 처음 용접한 용접 비드의 종료지점까지 용접을 진행한 다음 용접을 종료한다. 이와 같이 용접 시작점을 용접부 양쪽 끝단에서 시작하여 용접 길이의 중간 부분에 종료를 시키면 용접 보류부를 없앨 수 있다. 이때 용접 토치의 위빙은 용접부 상황에 맞추어 적용 여부를 판단하고, 적용을 할 경우는 위빙 폭과 위빙 속도, 멈춤 시간을 조정하여 적용하면 된다

이상과 같은 본 발명은 장치의 소형 경량화에 따른 협소 공간용 맞대기 용접 장치의 적용으로 용접 시간의 단축과 준비시간 감소, 용접 패스 수 감소, 수동 용접을 간이 자동화 장치로 대체함으로써 용접 생산성 향상과 더불어 장시간 수동용접에 따른 작업자 근골격계 질환을 예방하는데 획기적인 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예로서 맞대기 용접장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 맞대기 용접장치의 평면 개략도

도 2는 본 발명에 따른 맞대기 용접장치의 정면개략도

도 3은 본 발명에 따른 맞대기 용접장치의 측면 개략도

도 4는 본 발명에 따른 맞대기 용접장치에 있어서, 용접방향에 따른 토치의 회전상태를 예시한 도면

도 5는 본 발명에 따른 용접장치를 사용한 용접 순서를 예시한 도면

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10: 캐리지 본체 11: 주행 모터

12: 캐리지 주행바퀴 13: 가이드 롤러

14: 격벽 20: 용접 토치

21: 가스 노즐 22: 토치 바디

23: 토치 케이블 30: 토치 위빙장치

31: 토치 위빙 모터 32: 토치 클램프

33: 케이블 클램프 40: 토치 회전수단

41: 축 50: 토치 좌/우 및 상/하조정 슬라이드

60: 제어 판넬

Claims (4)

1. 주행모터의 구동으로 캐리지 주행바퀴가 회전하고 가이드 롤러의 안내에 의하여 격벽을 따라 이동하는 캐리지 본체;

   상기 캐리지 본체에 축에 의하여 회전가능하도록 설치되며 토치와 위빙장치를 포함하는 토치 회전수단;

   상기 캐리지 본체에 설치되어 토치의 위치를 조절할 수 있도록 하는 토치 상/하 및 좌/우 조정 슬라이드;

   상기 토치 회전수단에 구비되며 용접 결함을 방지하고 브라켓 간섭부의 용접 잔류부를 남기지 않도록 하는 끝단 곡형의 용접 토치;

   상기 캐리지 본체에 설치되어 용접기능과 위빙 기능을 제어하는 제어 판넬; 을 구비하여 협소 공간의 용접 자동화를 통한 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 캐리지 본체에 축을 중심으로 회전가능하도록 설치된 토치 회전수단에는 토치를 위빙함으로써 용접 패스 수를 줄 일 수 있도록 하는 토치 위빙장치와, 상기 토치 위빙장치와 함께 용접 방향에 따라서 캐리지의 전/후 방향으로 회전하는 토치 및 토치 클램프를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장 치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 캐리지 본체에 회전가능하도록 설치되며 토치 위빙장치를 포함하는 토치 회전수단에는 용접 결함을 방지하고 시작 및 종단부에 용접 잔류부가 남지 않도록 용접 토치의 끝단 가스 노즐이 상기 토치 바디의 수직부에 대하여 경사를 갖도록 상기 토치 바디가 구부러진 형태의 아래 보기 전용 곡형용접 토치로 구성되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 캐리지 본체에 설치되어 토치의 위치를 조절할 수 있도록 하는 토치 상/하 및 좌/우조정 슬라이드는 토치 상/하 방향 미세조정을 통하여 아크 길이를 조정하고, 토치 좌/우 조정에 의하여 와이어 끝단을 용접선에 맞출 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.

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