KR20120067558A - Apparatus for buckling distortion control of thin butt weldment - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A buckling distortion control device for a welded portion of a thin plate is provided to prevent buckling distortion of a welded portion of a thin plate by applying a proper tension load on the welded portion with a mechanical extension method. CONSTITUTION: A buckling distortion control device for a welded portion of a thin plate comprises a main plate setting grid platen(10), a tensioner using a hydraulic cylinder(20), a restricting lug(30), and a restricting clamp(40). The tensioner using a hydraulic cylinder is installed on one end of the grid platen and clamps one side of a main plate(50). The restricting lug is located within the grid platen and protrudes out of the grid platen by rotating one side thereof. One side of the restricting clamp is connected to the restricting lug while the other side clamps the other side of the main plate.

Description

박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치{Apparatus for buckling distortion control of thin butt weldment}Buckling distortion control of thin plate-based welds {Apparatus for buckling distortion control of thin butt weldment}

본 발명은 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치에 관한 것으로, 박판 판계 용접부의 판계 용접시 좌굴 변형을 제어하기 위해 정반위에 놓여진 용접부에 적정 인장 하중을 인가하여, 박판 판계 용접부의 좌굴 변형을 효과적으로 제어하기 위한 기계적 인장 장치에 관한 것이다
The present invention relates to a buckling deformation control device of a thin sheet metal welding part, in order to effectively control the buckling deformation of a thin sheet metal welding part by applying an appropriate tensile load to the welding portion placed on the anti-plate to control the buckling deformation during the plate welding of the thin plate welding part. Relates to a mechanical tension device for

여객선 및 함정과 같은 박판 선체의 경우 선체 구조물의 경량화 및 저중심(low overall gravity) 설계를 위해 상갑판 이상의 상부 구조물은 4.5㎜ ~ 6.0㎜ 두께의 박판으로 제작되므로, 판계 용접(butt welding)시 용접선 방향의 용접 수축 하중(longitudinal welding shrinkage force)에 기인하여 웨이브형(wave)의 좌굴 변형(buckling distortion)이 빈번하게 발생한다. 이는 후 공정, 종 보강재의 필렛 용접(fillet welding)시 발생하는 추가적인 각 변형(angular distortion) 및 좌굴 변형과 중첩되어 내업 공정에서 데크(deck)의 과도한 변형을 유발함으로써 이를 교정하기 위해 상당한 추가 공수가 투입되는 등 여러가지 문제점이 있다.
In the case of thin hulls such as passenger ships and ships, the upper structure above the upper deck is made of thin plates 4.5 to 6.0 mm thick for light weight and low overall gravity design of the hull structure. Wave buckling distortion frequently occurs due to longitudinal welding shrinkage force. This overlaps with the additional angular and buckling deformations that occur during post-process, fillet welding of longitudinal stiffeners, causing substantial deformation of the deck in the in-country process, thereby requiring significant additional labor. There are various problems such as input.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 기계적 인장 방식에 의해 박판 판계 용접부에 적정 인장 하중을 인가하여, 좌굴 변형을 방지할 수 있는 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a buckling deformation control device of the thin plate-based welds that can prevent the buckling deformation by applying an appropriate tensile load to the thin plate-based welds by a mechanical tension method. will be.

본 발명의 또다른 목적은 주판 길이의 변화에 적절히 대응할 수 있고 구속용 클램프 및 인장 하중 인가용 유압 실린더의 탈 부착이 용이한 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 제어장치를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a buckling deformation control apparatus that can cope with a change in the main plate length appropriately and is easy to attach and detach the restraint clamp and the hydraulic cylinder for tension load application.

본 발명은 주판 안착용 격자정반과, The present invention is a lattice plate for seating abacus,

상기 격자정반의 일측단에 설치되어 주판의 일측을 클램핑하여 인장하는 유압실린더부와, A hydraulic cylinder unit installed at one end of the grid plate to clamp and tension one side of the main plate;

상기 격자정반내에 위치하도록 설치되고 일측이 회전되어 격자정반 외측으로 돌출되는 구속용 러그와, A restraining lug installed to be located in the lattice table and having one side rotated to protrude out of the lattice table;

상기 구속용 러그에 일측이 연결되고 타측이 주판의 타측을 클램핑하는 구속용 클램프를 포함한다.
One side is connected to the restraint lug and the other side includes a restraining clamp for clamping the other side of the main plate.

이와 같이 본 발명은 격자정반에 설치된 구속용 클램프와 인장용 유압실린더부에 의해 주판에 적정 인장을 줄 수 있어, 박판 판계 용접시 주판의 좌굴변형을 효과적으로 억제할 수 있다. As described above, the present invention can impart proper tension to the main plate by the clamping clamp and the tensioning hydraulic cylinder provided on the grid plate, and can effectively suppress the buckling deformation of the main plate when welding the thin plate.

또한, 본 발명은 격자정반내 복수의 홈내에 구속용 클램프부가 설치되고, 상기 구속용 클램프가 선택적으로 격자정반 외측으로 돌출되도록 되어 있어, 주판의 길이에 큰 영향없이 주판의 판계 용접을 용이하게 진행할 수 있는 등 많은 장점이 있다.
In addition, the present invention is provided with a restraining clamp portion in a plurality of grooves in the lattice plate, and the restraining clamp selectively protrudes out of the lattice plate, thereby facilitating plate-based welding of the abacus without significantly affecting the length of the abacus. There are many advantages such as being able.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 연결용 러그의 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 구속용 러그의 구성을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 격자정반 및 러그 설치상태를 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 작업 상태를 보인 예시도
1 is an illustration showing a configuration according to the present invention;
2 is an exemplary view showing a configuration of a connection lug according to the present invention
Figure 3 is an exemplary view showing the configuration of the restraint lug according to the present invention
Figure 4 is an exemplary view showing a grid plate and lug installation state according to the present invention
5 is an exemplary view showing a working state according to the present invention.

박판 판계 용접부의 좌굴 변형은 판계 용접시 용접부의 수축시 발생하는 용접선 방향의 압축 잔류 응력(longitudinal compressive residual stress)이 용접부의 기하학적 형상 및 구속 조건에 의존하는 용접부의 좌굴 강도(buckling strength)를 초과하는 경우 발생한다. The buckling deformation of thin plate-based welds is such that the longitudinal compressive residual stress in the weld line direction during shrinkage of the weld during sheet-metal welding exceeds the buckling strength of the weld depending on the geometry and constraint conditions of the weld. If it happens.

즉, 압축 잔류 응력에 기인한 용접 수축 하중을 제어하기 위한 기계적 인장법(mechanical tensioning method)은 1978년 가와사키 중공업에서 철도 차량의 외관 제작시 처음 고안된 SS(straightening by stretching)방법과 거의 유사하게 용접 전에 용접부에 인장 하중을 인가하여 좌굴 변형을 제어하는 방법이다. In other words, the mechanical tensioning method for controlling the weld shrinkage load due to the compressive residual stress is similar to that of the straightening by stretching (SS) method, which was first developed in 1978 by the Kawasaki Heavy Industries for the appearance of railway vehicles. A method of controlling buckling deformation by applying a tensile load to a weld.

기계적 인장법의 적용시 좌굴 변형을 효과적으로 제어하기 위해서는 우선 용접부에 작용하는 용접 수축 하중에 의한 압축 잔류 응력 수준과 좌굴 변형이 발생하는 시점에서의 응력 수준을 정의함으로써 주어진 박판 판계 용접부의 좌굴 변형 발생 유무에 대한 평가가 선행적으로 필요하다. In order to effectively control the buckling deformation in the application of the mechanical tensile method, first, the compressive residual stress level due to the weld shrinkage load acting on the weld portion and the stress level at the time of the buckling deformation are defined to determine whether or not the buckling deformation occurs in a given sheet metal weld. The evaluation of needs to be done in advance.

이를 바탕으로 박판 판계 용접부의 판계 용접시 좌굴 변형이 발생할 것으로 판단될 경우 용접부의 수축 하중을 임계 좌굴 하중(critical buckling load) 이하로 제어하기 위한 적정 인장 하중(proper tensioning load)에 대한 선정 및 인장 하중을 용접부에 인가하기 위한 하중 제어 장치가 필요하다. Based on this, when it is judged that buckling deformation will occur during sheet metal welding of thin plate-based welds, the selection and tensile load for proper tensioning load for controlling the shrinkage load of the weld portion below the critical buckling load is selected. There is a need for a load control device for applying to the weld.

본 발명은 상기와 같은 사항을 고려하여 용접부에 적정 인장 하중을 인가하기 위한 하중 제어 장치에 관련한 것으로, 주판을 안착하기 위한 격자정반과, 주판을 구속하기 위한 구속용 클램프와, 인장 하중을 적용하기 위한 유압실린더부와, 상기 구속용 클램프 및 인장 하중 인가용 유압실린더부를 격자 정반에 연결하기 위한 구속용 러그 및 연결용 러그를 포함한다.
The present invention relates to a load control device for applying an appropriate tensile load to the weld in consideration of the above matters, the grid plate for seating the main plate, the clamping clamp for restraining the main plate, and applying the tensile load And a restraining lug and a connecting lug for connecting the restraint clamp and a tension cylinder for applying a tensile load to the grid plate.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 연결용 러그의 구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 구속용 러그의 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 격자정반 및 러그 설치상태를 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 작업상태를 보인 예시도를 도시한 것으로, 1 is an exemplary view showing a configuration according to the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing a configuration of the connection lug according to the present invention, Figure 3 is an exemplary view showing a configuration of the restraint lug according to the present invention, 4 is an exemplary view showing a lattice plate and a lug installation state according to the present invention, Figure 5 is an exemplary view showing a working state according to the present invention,

본 발명은 주판안착용 격자정반(10)과, 상기 격자정반(10)의 일측단에 설치되어 주판(50)의 일측을 클램핑하여 인장 하중을 인가하는 유압실린더부(20)와, 상기 격자정반(10)내에 위치하도록 설치되고 일측이 회전되어 격자정반 외측으로 돌출되는 구속용 러그(30)와, 상기 구속용 러그(30)에 일측이 연결되고 타측이 주판(50)의 타측을 클램핑하는 구속용 클램프(40)를 포함한다.
The present invention is the abacus seating grid plate 10, the hydraulic cylinder unit 20 is installed at one end of the grid plate 10 to apply a tensile load by clamping one side of the main plate 50, and the grid plate Restraint lug 30 is installed so as to be located in (10) and one side is rotated to protrude out of the grid plate, and one side is connected to the restraint lug 30, the other side restraining clamping the other side of the main plate 50 For clamp 40.

상기 격자정반(10)은 격자형상에 의해 다수개의 홈(11)을 구비하고 있으며, 상기 홈내에 구속용 러그(30)가 각각 삽입 설치되어 있다. The grid plate 10 is provided with a plurality of grooves 11 in a lattice shape, and restraining lugs 30 are inserted into the grooves, respectively.

상기 인장용 유압실린더부(20)는 격자정반(10)위에 고정설치되는 연결용 러그(21)와, 상기 연결용 러그(21)에 연결 설치되는 유압실린더(22)와, 상기 유압실린더(22)의 로드에 연결 설치되어 주판을 클램핑하는 클램프(24)를 포함한다. The tension hydraulic cylinder 20 is connected to the lug 21 fixed to the grid plate 10, the hydraulic cylinder 22 is connected to the connection lug 21 and the hydraulic cylinder 22 And a clamp 24 coupled to the rod and clamping the main plate.

또한, 상기 인장용 유압실린더부(20)는 유압실린더(22)와 연결호스(25)를 이용하여 유압 하중을 전달하고 하중을 제어하는 유압펌프(26)를 포함한다. In addition, the tension hydraulic cylinder unit 20 includes a hydraulic pump 26 for transmitting the hydraulic load using the hydraulic cylinder 22 and the connection hose 25 to control the load.

이때, 좌굴 변형 제어를 위한 적정 인장 하중의 경우 주판 두께 및 용접 입열량에 따라 기 정립된 상태를 구비하게 되므로, 인장용 유압실린더부(20)는 기 정립된 유압 하중을 유압펌프(26)에 의해 전달받게 된다. At this time, in the case of the appropriate tensile load for the buckling deformation control has a predetermined state according to the abacus thickness and the weld heat input amount, the tension hydraulic cylinder unit 20 is the tension hydraulic pressure pre-established to the hydraulic pump 26 Is delivered by

또한, 상기 연결용 러그(21)는 격자정반(10)에 필렛 용접되어 있으며, 상기 유압실린더(22)는 연결용 러그(21)에 회전 가능하도록 연결 설치된다. In addition, the connecting lug 21 is fillet welded to the grid plate 10, the hydraulic cylinder 22 is rotatably connected to the connecting lug 21.

상기 구속용 러그(30)는 격자정반의 홈(11)내로 위치하도록 설치되며, 홈 내측면에 필렛 용접되는 고정조인트(31)와, 상기 고정조인트(31)에 회전 가능하도록 일측단이 연결 설치되고 타측단이 구속용 클램프(40)에 연결되는 회전조인트(32)를 포함한다. The restraint lug 30 is installed to be positioned in the groove 11 of the grid plate, and a fixed joint 31 which is fillet welded to the inner surface of the groove and one end connected to the fixed joint 31 so as to be rotatable. And a rotary joint 32 whose other end is connected to the clamp 40 for restraint.

즉, 상기 구속용 러그(30)는 격자정반(10)에 복수개가 삽입 설치되어 있으며, 고정조인트(31)를 중심으로 회전조인트(32)를 회전시켜 격자정반(10) 상측으로 회전조인트(32)의 끝단을 돌출시키고, 상기 돌출된 회전조인트(32)의 끝단을 이용하여 구속용 클램프(40)를 연결시키도록 되어 있다. 이때, 상기 구속용 러그의 고정조인트(31)는 홈(11)내에서 인장용 유압실린더부(20)에 인접하는 내측면(12)에 용접 설치된다. That is, a plurality of restraining lugs 30 are inserted into the grid plate 10, and the rotary joint 32 is rotated around the grid joint 10 by rotating the rotary joint 32 around the fixed joint 31. Protrude the end of the), and is used to connect the restraint clamp 40 by using the end of the protruding rotary joint (32). At this time, the fixing joint 31 of the restraint lug is welded to the inner surface 12 adjacent to the tension hydraulic cylinder 20 in the groove 11.

상기 구속용 클램프(40)는 연결부(41)에 의해 구속용 러그의 회전 조인트(32)에 연결 설치된다. The restraint clamp 40 is connected to the rotary joint 32 of the restraint lug by a connection part 41.

상기 구속용 러그(30) 및 연결용 러그(21)는 볼트(61)와 너트(62) 체결 방식에 의해 구속용 클램프(40) 및 인장용 유압실린더부(20)와 각각 연결된다.
The restraining lug 30 and the connecting lug 21 are connected to the restraint clamp 40 and the tension hydraulic cylinder 20 by the bolt 61 and the nut 62 fastening method, respectively.

상기에서와 같이, 본 발명은 격자정반(lattice die)을 기반으로 구성되며, 주판의 SAW(submerged arc welding) 판계 용접시 용접선 방향에 위치한 주판의 한쪽 단부는 구속용 클램프(clamp or fixture)를 이용하여 구속하고, 반대편 단부에 용접부에 인장 하중을 인가하기 위한 인장용 유압실린더부(tensioner using hydraulic cylinder)를 부착하여 유압 펌프(hydraulic pump)를 이용해 하중을 제어하는 방식이다.As described above, the present invention is constructed based on a lattice die, and one end of the main plate located in the welding line direction during SAW (submerged arc welding) welding of the main plate uses a clamp or fixture. This is a method of controlling the load by using a hydraulic pump by attaching a tensioner using hydraulic cylinder for applying a tensile load to the weld end at the opposite end.

즉, 본 발명은 주판의 취부(tack) 후 용접 전에 주판의 길이에 대응하여 적정 위치에 있는 구속용 러그의 회전조인트를 회전시켜 격자정반 상측으로 돌출시키고, 상기 돌출된 회전조인트에 구속용 클램프를 연결 설치한 후, 주판의 한쪽 단부를 구속용 클램프를 이용하여 구속하고, 반대편에서 용접부에 인장용 유압 실린더부를 이용하여 인장 하중을 인가하게 된다. That is, according to the present invention, after the tack of the main plate and before welding, the rotation joint of the restraint lug at the proper position is rotated to protrude upwards of the grid plate, and the restraint clamp is attached to the protruding rotation joint. After the connection is installed, one end of the main plate is restrained by using a clamp for clamping, and a tensile load is applied to the welding part by means of a tension hydraulic cylinder.

이와 같은 주판의 인장 상태에서 판계 용접을 수행하고 용접 후 하중을 제하하게 됨으로써 판계 용접시 용접부의 가열 및 냉각에 기인하여 발생하는 용접 수축 하중을 제어하게 된다.
By performing the plate-based welding in the tension state of the main plate and reducing the load after welding, the welding shrinkage load generated due to the heating and cooling of the welded portion during the plate-based welding is controlled.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 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 범위내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

(10) : 격자정반 (11) : 홈
(12) : 내측면 (20) : 인장 실린더부
(21) : 연결용 러그 (22) : 유압실린더
(23) : 로드 (24) : 클램프
(25) : 연결호스 (26) : 유압펌프
(30) : 구속용 러그 (31) : 고정조인트
(32) : 회전조인트 (40) : 구속용 클램프
(41) : 연결부 (50) : 주판
(10): grid plate (11): groove
(12) Inner side 20: Tension cylinder
(21): Lug for connection 22: Hydraulic cylinder
23: rod 24: clamp
(25): connection hose (26): hydraulic pump
(30): restraint lug (31): fixed joint
(32): rotating joint (40): clamping clamp
41: connector 50: abacus

Claims (5)

본 발명은 주판안착용 격자정반과,
상기 격자정반의 일측단에 설치되어 주판의 일측을 클램핑하는 인장용 유압실린더부와,
상기 격자정반내에 위치하도록 설치되고 일측이 회전되어 격자정반 외측으로 돌출되는 구속용 러그와,
상기 구속용 러그에 일측이 연결되고 타측이 주판의 타측을 클램핑하는 구속용 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
The present invention is a lattice plate for abacus seating,
A hydraulic cylinder portion for tension installed at one end of the grid plate to clamp one side of the main plate;
A restraining lug installed to be located in the lattice table and having one side rotated to protrude out of the lattice table;
The buckling deformation control device of claim 1, wherein one side is connected to the restraint lug and the other side includes a restraining clamp for clamping the other side of the main plate.
청구항 1 에 있어서;
상기 인장용 유압실린더부는 격자정반위에 고정 설치되는 연결용 러그와, 상기 연결용 러그에 연결 설치되는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 로드에 연결 설치되어 주판을 클램핑하는 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
The method of claim 1,
The tension hydraulic cylinder part includes a connecting lug fixedly installed on the grid platen, a hydraulic cylinder connected to the connecting lug, and a clamp connected to the rod of the hydraulic cylinder to clamp the main plate. Buckling deformation control device of sheet metal welding system.
청구항 2 에 있어서;
상기 인장용 유압실린더부는 유압실린더와 연결호스를 이용하여 유압 하중을 전달하고 하중을 제어하는 유압펌프를 포함하는 것을 기반으로 하는박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
The method according to claim 2;
The tension hydraulic cylinder for the buckling deformation control device based on the thin plate-based welded part based on the hydraulic cylinder and the hydraulic hose for transmitting the load and controlling the load using a connection hose.
청구항 1 에 있어서;
상기 구속용 러그는 격자정반의 홈내로 위치하도록 설치되며, 홈 내측면에 필렛 용접되는 고정조인트와, 상기 고정조인트에 회전 가능하도록 일측단이 연결 설치되고 타측단이 구속용 클램프부에 연결되는 회전조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
The method of claim 1,
The restraint lug is installed to be located in the groove of the grid plate, and a fixed joint to be fillet welded to the inner surface of the groove, and one end connected to the fixed joint to be rotatable and the other end is connected to the restraint clamp portion Buckling deformation control device comprising a sheet metal sheet welding portion comprising a joint.
청구항 1 또는 청구항 4 에 있어서;
상기 격자정반은 격자형상에 의해 복수의 홈을 구비하고 있으며, 상기 홈내에 구속용 러그가 각각 삽입 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 박판 판계 용접부의 좌굴변형 제어장치.
The method according to claim 1 or 4;
The lattice plate has a plurality of grooves in a lattice shape, and restraint lugs are inserted into the grooves, respectively.
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