KR20120113403A

KR20120113403A - 백비드 형성용 용접장치

Info

Publication number: KR20120113403A
Application number: KR1020110031097A
Authority: KR
Inventors: 윤호원
Original assignee: 윤호원
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2012-10-15
Also published as: KR101257755B1

Abstract

본 발명은 용접에 사용되는 백킹재에 관한 것으로, 특히 상기 모재상에서 이동이 가능하며, 전면에 아크를 형성하여 용접팁을 매개로 용접을 수행하는 용접모듈을 구비한 용접본체와 상기 용접모듈과 이격되어 배치되며, 상기 모재간 용접부위 하측에서 백비드를 형성하는 백킹모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 용접을 수행하는 용접모듈과 일체로 형성되는 백킹모듈을 제공하여, 분리된 모재를 용접함에 있어 별도의 부재를 사용하여 백킹재를 접착시키는 과정을 제거함으로 인한 용접작업의 효율성 및 신속성을 극대화하는 효과가 있다.

Description

백비드 형성용 용접장치{ WELDING APPARATUS HAVING BACK BEAD}

본 발명은 용접에 사용되는 백킹재에 관한 것이다.

통상 선박과 같은 용접을 필요로 하는 대형 구조물은 작은 판재를 이어 붙여서 제작된 많은 블록들을 상호 연결하는 조립작업을 필요로 하게 되는데, 이러한 경우 필수적으로 각각의 블록들을 모재로 하여 상방을 향하는 수직 용접작업을 필요로 하게 된다.

이러한 대형 구조물의 수직용접작업에는 일반적으로 플럭스 코어드 아크용접(FCAW)법과, 일렉트로가스용접(EGW)이 사용되고 있다. 최근 들어 주류를 이루고 있는 상기 일렉트로 가스용접은 도 1에 도시된 바와 같이 나란히 세워진 모재(10, 11)의 용접부를 대향하며 모재에 형성된 'Ｖ'형의 용접부(12)를 따라 아래에서 상방으로 상진하며, 이산화탄소를 보호가스로 이용하여 아크를 발생시키며, 이 아크열로 모재를 용융시켜 각각의 모재를 접합하는 방식으로, 세워진 상태로 설치된 모재의 전면에는 표면 동담금을 설치하고, 후면에는 백킹재를 이용하여 용접시 발생되는 용접열을 냉각하여 용융금속이 아래로 흘러내리는 것을 방지하여 양호한 이면비드를 형성하도록 되어 있다.

이때, 상기 모재의 이면에 설치되는 백킹재(40)는 모재와의 설치 및 탈거의 용이성 및 작업의 편의성을 위해 세라믹재질을 주로 사용하고 있으며, 상기 종래에 사용되는 백킹재(40) 도시된 바와 같이 전면은 그 양측단이 모재에 밀착되어 고정되는 밀착부(42)와, 상기 밀착부를 사이에 두고 용접시 모재의 이면측으로 발생되는 용접열을 냉각시켜 양호한 비드를 형성시키는 형성부(41)로 이루어져 있으며, 이와 같이 구성된 백킹재(40)는 별도의 고정수단에 의해 밀착되도록 부착된다.

그러나, 상기와 같은 백킹재는 모재의 후면에 고정 부착되어야 하므로, 별도의 고정수단이 필요하고, 'Ｖ'형의 용접부를 따라 부착되어야 하므로, 다수의 백킹재가 필요하며, 이로 인해 부품관리 및 구입/유지비용이 증가되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 백킹재는 모재의 후면에 고정부착하도록 되어 있어, 부착되는 백킹재와 또다른 백킹재 사이에 틈이 생기되는 현상이 발생되고, 또한 모재와 백킹재 사이에 틈이 생기는 현상이 발생되어 용접품질이 저하되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 용접을 수행하는 용접모듈과 일체로 형성되는 백킹모듈을 제공하여, 분리된 모재를 용접함에 있어 별도의 부재를 사용하여 백킹재를 접착시키는 과정을 제거함으로 인한 용접작업의 효율성 및 신속성을 극대화할 수 있는 용접장치를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 분리된 모재를 용접하는 용접장비에 있어서, 상기 모재상에서 이동이 가능하며, 전면에 아크를 형성하여 용접팁을 매개로 용접을 수행하는 용접모듈을 구비한 용접본체;와 상기 용접모듈과 이격되어 배치되며, 상기 모재간 용접부위 하측에서 백비드를 형성하는 백킹모듈;을 포함하여 구성되는 백비드 형성용 용접장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 상기 백킹모듈은, 상기 용접본체의 전면에 일단이 자체 회전이 가능하도록 고정되는 고정유닛;과 상기 고정유닛의 타단에 일체로 결합하며, 일면에 백비드 형성용 홈이 구비된 백킹유닛;를 포함하여 구성되는 백비드 형성용 용접장치를 제공할 수 있도록 한다.

상술한 본 발명에 따른 용접장치의 상기 고정유닛은, 탈착이 가능하도록 탈착부가 적어도 1 이상 구비될 수 있으며, 특히 상기 고정유닛은, 상기 백킹유닛과 상기 고정유닛의 타단의 결합부위가 탈착이 가능한 제2탈착부가 구현되어, 결합되는 고정유닛의 폭을 조절하여 결합가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 백킹모듈은, 상기 용접모듈의 고정유닛 또는 상기 용접본체의 전면에 결합될 수 있도록 한다.

본 발명에 따르면, 용접을 수행하는 용접모듈과 일체로 형성되는 백킹모듈을 제공하여, 분리된 모재를 용접함에 있어 별도의 부재를 사용하여 백킹재를 접착시키는 과정을 제거함으로 인한 용접작업의 효율성 및 신속성을 극대화하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 용접 장비의 작용을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용접장치의 구성 및 작업상태를 도시한 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 백킹모듈의 구성을 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 백킹모듈의 다른 실시예를 도시한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 용접장치의 구성을 설명하기 위한 개념도를 도시한 것이다.

본 발명은 분리된 모재(10)를 용접하는 용접장비에 관한 것으로, 구체적으로는 상기 모재(10) 상에서 이동이 가능하며, 전면에 아크를 형성하여 용접팁(121)을 매개로 용접을 수행하는 용접모듈(110)을 구비한 용접본체(100)와, 상기 용접모듈(110)과 이격되어 배치되며, 상기 모재(10)간 용접부위 하측에서 백비드를 형성하는 백킹모듈(200)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 종래의 백킹재의 구성이 분리된 독립구조로 작업과 상황에 따라 분리하여 부착 사용하는 구조였다면, 본 발명에 따른 용접장비는 자체적으로 일체화된 구성으로 백킹재를 모듈화하여 용접모듈(110)의 이동에 따라 함께 움직일 수 있는 백킹모듈(200)을 구비하는 것을 그 요지로 한다.

도 2에 도시된 모재(10)은 2개의 모재(10, 11)의 사이를 용접하는 과정을 도시한 개념도이나, 보다 효율적인 설명을 위하여 한쪽의 모재(11)를 생략한 상태에서 본 발명에 따른 용접장치를 설명하기로 한다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 용접본체(100)은 자동화된 장비이거나 수동화된 장비로 용접모듈만이 구비된 구조 어디에든 구현이 가능한 것으로, 본 실시예에서는 별도의 용접본체(100)에 용접모듈(110)이 구비된 구조를 예를 들어 설명한다.

상기 용접모듈(110)은 말단에서 아크를 형성하며, 용접로딩부(120)에서 제공되는 용접팁(121)을 매개로 상술한 모재를 용접하게 된다.

특히, 이 경우 상기 용접모듈(110)의 위치하는 아래 방향에는 모재의 용접부위가 형성되며, 상기 용접부위(10A) 아래쪽에는 본 발명에 따른 백킹모듈(200)의 백킹유닛(210)이 상기 용접모듈(110)을 따라서 함께 이동하게 된다.

상기 백킹모듈(200)은 도시된 구조에서는 상기 용접본체(100)의 전면부에 형성되며, 특히 상기 용접모듈(110)과 일정한 간격 이격되는 구조로 배치된다. 더욱 바람직하게는 상기 용접모듈의 말단, 즉 아크 형성부위와 이격되는 위치에 백킹유닛(210)의 백비드 형성용 홈이 대응 되도록 함이 바람직하다.

이를 통해, 본 발명에 따른 용접장치에서는 용접을 하고자 하는 모재(10, 11)의 상부를 상기 용접모듈(110)이 용접부위(10A)에 용접을 진행하며 이동하는 경우, 그 하부에 배치되는 백킹모듈(200)의 백킹유닛(210)이 함께 이동하여 상기 모재상에 백비드(Back bead)를 형성할 수 있도록 한다. 이러한 구조의 백킹모듈(200)의 존재는 종래의 용접에서 백킹재를 접착테이프를 통해서 모재에 부착하거나 떼어 내는 번거로움과 이러한 작업에서 빚어지는 불량율을 일소할 수 있게 되며, 이동성 및 활용성이 매우 높아지는 장점이 구현되게 된다.

상기 백킹유닛(210)은 다양한 구조의 백킹재(Backing Material)가 이용될 수 있으며, 특히 세라믹백킹재(Ceramic Backing Material:CBM)가 이용될 수 있다. 상기 세라믹백킹재란 Kaolinlite, Talc, Alumina, Magnesia, Mullite 등을 배합하여 가압 성형 및 상압소결하여 생산한 세라믹을 FCAW, GMAW, SAW(FAB), EGW 용접시 개선 이면에

또한, 본 발명에 따른 상기 백킹모듈(200)은 본체와의 연결부위에 샤프트(260) 구조의 결합을 구현하여, 상기 샤프트(260) 부위의 회전으로 인해 상기 백킹모듈(200)이 전, 후 이동이 가능한 구조로 구현함이 바람직하다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 백킹모듈의 일 구현례를 도시한 것이다.

도시된 도면을 참조하면, 상기 백킹모듈(200)은, 상기 용접본체(200)의 전면에 일단이 자체 회전이 가능하도록 고정되는 고정유닛(230)과 상기 고정유닛의 타단에 일체로 결합하며, 일면에 백비드 형성용 홈(211)이 구비된 백킹유닛(210)을 포함하여 구성된다.

상기 고정유닛(230)은 도시된 구조에서는 직선형 바 타입의 구조물을 도시하였으나, 이는 절곡형이나 작업 상황에 따라 다양하게 변동될 수 있다.

특히, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 고정유닛(230)은 탈착이 가능하도록 탈착부(240)가 적어도 1 이상 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 탈착부(240)을 중심으로, 상기 고정유닛의 일단(230a)이 백킹유닛(210)에 일체로 형성되는 구조로 형성되고, 상기 고정유닛의 타단(230b)이 상기 탈착부(240)에 삽입되는 구조로 결합한 후, 별도의 고정부재(241), 이를 테면 볼트나 너트, 고정핀 등을 이용하여 단단하게 고정할 수 있도록 할 수 있다. 특히 상기 고정유닛의 일단(230a)은 백킹유닛(210)에 일체형으로 형성시키는 것이 작업 효율면에서는 더욱 바람직하다.

물론, 상기 탈착부(240)는 상술한 것과 같이, 고정유닛의 일단과 타단이 상호 삽입되어 결합되는 구조로 형성할 수 있으나, 상기 탈착부(240)의 표면에 나사산을 자체적으로 형성하여 결합력을 높일 수도 있으며, 상기 고정유닛의 타단(230b)부분의 두께를 조절하여 용접부위의 틈에 용이하게 적용할 수 있도록 변형하여 구현할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 고정유닛(230)의 다른 구현례를 도시한 것이다.

고정유닛을 도 3과 같이 분리구조로 형성하여, 탈착이 가능하게 할 수 있음은 물론, 이러한 구조에 도 4에 도시된 것과 같이, 고정유닛의 말단부에 백킹모듈에 결합하는 결합부(231)을 형성하여, 백킹모듈에 바로 결합하거나, 또는 더욱 견고한 결합력을 구현하기 위하여 백킹모듈의 하부면에서 별도의 결합부재(232)를 이용하여 백킹유닛을 관통하는 부분을 견고하게 결합시킬 수도 있다.

물론, 이러한 경우에도, 작업 환경에 따라 길이 고정부재의 길이조절 및 두께 조절을 할 수 있도록 한다. 즉, 결합부(231)의 두께만 동일하게 한다면, 다양한 고정유닛의 두께(a<b)로 변형이 가능하다.

특히, 상기 고정유닛(230)의 두께(T)는 기본적으로 용접하고자 하는 두 모재간의 간격보다 얇은 두께를 구비함이 바람직하다. 일반적으로 두 모재간 간격이 3~9mm인 경우를 가정하면, 본 발명에 따른 고정유닛의 두께는 2~9mm 정도로 구현할수 있다.

이는 일 적용예이며, 두께 조절을 위해서는 상기 도 4에 도시된 것과 같이, 백킹유닛(210)의 말단부(220)에 고정홈(250)을 구현하고, 여기에 상기 고정유닛(230)의 말단부의 결합부위(제2탈착부)(231)가 결합되도록 하되, 상기 제2탈착부(231)는 동일한 두께를 가지도록 하며 결합부위 이외의 고정유닛의 두께를 도시된 (a), (b)와 같이 다양하게 구현할 수 있어, 모재간 간격에 따라 범용적으로 변형 실시가 가능하도록 함이 더욱 바람직하다. 아울러, 결합은 나사결합 등의 방식으로 구현할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 백킹모듈의 구현례를 도시한 것이다.

도시된 것과 같이, 도 2에서 백킹모듈(200)이 용접본체(100)의 전면에 구비되는 구조를 예시로 설명하였다면, 본 실시예에서는 상기 백킹모듈(200)이 용접모듈(110) 자체에 결합되는 구조로 변형 실시도 가능하다. 이러한 구조는 수동형 용접모듈의 경우에도 적용이 가능한 장점이 있다.

즉, 도시된 것과 같이, 상기 용접모듈(110)의 일면에 나사고정이나 핀고정 등의 방식으로 백킹모듈(200)의 고정유닛(230)의 말단이 고정되는 고정부(G)를 형성하여 결합하고, 상기 용접모듈(110)의 말단 부위와 일정부분 이격되는 구조로 백킹유닛(210)이 배치될 수 있도록 한다.

이 경우에도 상기 고정유닛이 탈착 가능하게 탈착부가 형성될 수 있으며, 도 3 및 도 4에서 기술한 것과 같은 제2결합부의 구성이 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 모재
100: 용접본체
110: 용접모듈
120: 용접로딩부
121: 용접팁
200: 백킹모듈
210: 백킹유닛
220: 백킹유닛 말단부
230: 고정유닛
231: 제2탈착부
240: 탈착부
250: 고정홈

Claims

분리된 모재를 용접하는 용접장비에 있어서,
상기 모재상에서 이동이 가능하며, 전면에 아크를 형성하여 용접팁을 매개로 용접을 수행하는 용접모듈을 구비한 용접본체;와
상기 용접모듈과 이격되어 배치되며, 상기 모재간 용접부위 하측에서 백비드를 형성하는 백킹모듈;
을 포함하여 구성되는 백비드 형성용 용접장치.
청구항 1에 있어서,
상기 백킹모듈은,
상기 용접본체의 전면에 일단이 자체 회전이 가능하도록 고정되는 고정유닛;과
상기 고정유닛의 타단에 일체로 결합하며, 일면에 백비드 형성용 홈이 구비된 백킹유닛;
를 포함하여 구성되는 백비드 형성용 용접장치.
청구항 2에 있어서,
상기 고정유닛은,
탈착이 가능하도록 탈착부가 적어도 1 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 백비드 형성용 용접장치.
청구항 2에 있어서,
상기 고정유닛은,
상기 백킹유닛과 상기 고정유닛의 타단의 결합부위가 탈착이 가능한 제2탈착부가 구현되어,
결합되는 고정유닛의 폭을 조절하여 결합가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 백비드 형성용 용접장치.
청구항 3 또는 4에 있어서,
상기 백킹모듈은,
상기 용접모듈의 고정유닛 또는 상기 용접본체의 전면에 결합되는 것을 특징으로 하는 백비드 형성용 용접장치.