KR20120133086A - Circumference welding method of thick-wall product and weldment thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해양 구조물 등에 사용되는 후물재의 원패스 원주 용접 방법 및 그에 의해 용접된 용접물에 대한 것으로, 제작 시간이 비약적으로 단축되는 후물재의 원주 용접 방법 및 생산이 용이한 용접물에 대한 것이다.The present invention relates to a one-pass circumferential welding method of a thick material used in an offshore structure and the like, and a welded welded by the same, and to a circumferential welding method of a thick material in which a manufacturing time is drastically shortened, and a weldable product that is easy to produce.
최근에는 유가의 상승 및 화석 에너지 및 원자력 에너지의 환경 파괴로 인하여 친환경적인 에너지에 대한 관심이 많으며, 그에 따라서 풍력 발전이 관심을 받고 있다. Recently, due to the rise in oil prices and the destruction of the environment of fossil energy and nuclear energy, there is a lot of interest in environmentally friendly energy, and accordingly, wind power generation is receiving attention.
풍력 발전의 경우에, 지상 혹은 해양에 설치되는데, 크기 및 소음 등의 이유로 사람들이 살지 않는 곳에 설치되는 경우가 많으며, 그에 따라서 해양이 풍력 발전소를 설치하는 위치로 선호되고 있다. 해양에 설치되는 경우에, 바람뿐만이 아니라 파도에서도 풍력 발전기가 견뎌야 하기 때문에 풍력 발전기에 요구되는 강성이 크며, 그에 따라서 견고한 구조물을 필요로 한다. In the case of wind power generation, it is installed on the ground or the ocean, and often installed in places where people do not live due to the size and noise, and therefore, the ocean is preferred as a location for installing a wind power plant. When installed at sea, the stiffness required for a wind generator is large because the wind generator must withstand not only the wind but also the waves, thus requiring a rigid structure.
도 1 에는 해양에 설치되는 풍력 발전기의 일예가 도시되어 있다. 도 1 에서 보이듯이 풍력 발전기는 러셀을 포함한 본체(1), 이를 지지하는 타워(2), 타워(2)에 형성된 플랫폼(3), 타워(2)를 해상에 고정시키는 모노파일(4) 및 상기 모노 파일(4)을 보호하는 스카워 보호부(5)로 구성된다. 1 shows an example of a wind generator installed in the ocean. As shown in FIG. 1, the wind generator includes a main body 1 including Russell, a
이때, 타워(2)는 대략 원통형으로 구성되는데, 바람뿐만 아니라 파도에 견디기 위하여, 50mm 이상의 후물재의 사용이 요구된다. 이러한 후물재를 사용한 원통형 타워(2)의 형성이 도 2a 및 2b 에 도시되어 있다. At this time, the
타워(2)의 경우에 상당한 높이로 형성되기 때문에, 후물재를 말아서 원통형 부재(4a, 4b)를 형성한 후 원통형 부재(4a, 4b)를 원주 용접하게 된다. 주로, 후물재를 용접하는 방식으로는 X 홈 용접을 사용하여, 내측에서 용접 아암을 사용하여 원통형 부재 내부를 거스 서브머지드 아크 용접(Girth Submerged Arc Welding; 20)을 한 후, 외부를 다시 거스 서브머지드 아크 용접(21)한다. Since the
이때, 서브머지드 아크 용접 장치(20, 21)는 고정되고, 롤러(10)를 통하여 원통형 부재(4a, 4b)를 회전시키면서 원주 용접이 이루어진다. At this time, the submerged
하지만, 이와 같은 용접 방식은 용접량이 작기 때문에, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 용접부(30a, 30b)가 많이 생기는 다패스 용접을 할 수 밖에 없으며, 후물재의 두께가 두꺼워짐에 따라서, 패스의 수가 증가한다는 문제가 있다. 도 3a 에 도시된 바와 같이, 50mm 정도의 후물재를 거스 서브머지드 아크 용접 방식으로 용접하는 경우 50~60 패스의 용접이 필요하게 된다. However, such a welding method has a small welding amount, and thus, as shown in FIG. 3A, multi-pass welding in which
또한, 후물재의 두께가 두꺼우면 두꺼울수록, 원통형 부재의 직경 역시 커지게되는데, 대략 원주 길이가 15m 정도에 육박한다. 따라서, 후물재의 두께가 두꺼워짐에 따라서 거스 서브머지드 아크 용접으로 용접하는 시간은 기하급수적으로 증가하여, 생산성이 극히 저하된다는 문제점이 있다. In addition, the thicker the thickness of the thick material, the larger the diameter of the cylindrical member is, and the circumferential length is about 15m. Therefore, as the thickness of the thick material increases, the welding time by gauze submerged arc welding increases exponentially, and there is a problem that productivity is extremely reduced.
또, 풍력 발전이 아니더라도, 해양 구조물이나 후물재 혹은 극후물로 원주용접이 필요한 경우에 부재의 두께가 두꺼워 짐에 따라서 서브머지드 아크 용접과 같은 종래 방식의 용접으로는 각 패스의 길이가 길어질 뿐만 아니라 요구 패스도 늘어나서, 용접에 장시간이 소요된다는 문제가 있다.In addition, even in the case of non-wind power generation, when the circumferential welding is required for offshore structures, thick materials, or ultra thick materials, the thickness of the members becomes thicker, so that the length of each pass becomes longer with conventional welding such as submerged arc welding. However, there is a problem that the required path also increases, which takes a long time for welding.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 후물재를 원주 용접함에 있어서, 용접 시간을 혁신적으로 감소시키는 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention to provide a welding method for innovatively reducing the welding time in the circumferential welding of the thick material.
또한, 본 발명은 제품의 생산성을 향상된 용접물 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a weldment structure which improves the productivity of the product.
본 발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 원주 용접 방법 및 용접 구조물을 제공한다. The present invention provides the following circumferential welding method and welding structure in order to achieve the above object.
본 발명은 후물재로 형성된 원통형 또는 절두원뿔형 부재의 원주를 용접하는 원주 용접 방법으로, 용접부의 내주면과 외주면 중 하나 이상의 면에서 하나 이상의 전극 와이어로 아크를 발생시키면서, 상기 전극 와이어를 후물재의 두께 방향으로 오실레이션시키며, 상기 전극 와이어의 용융에 의해 소정의 용융물이 용접부에 채워졌을 때, 용접 부재를 회전시키는 원주 용접 방법을 제공한다.The present invention is a circumferential welding method for welding the circumference of a cylindrical or truncated cone-shaped member formed of a thick material, the arc of the electrode wire at one or more of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the weld portion, the thickness of the thick material A circumferential welding method for oscillating in a direction and rotating the welding member when a predetermined melt is filled in the welding portion by melting the electrode wire.
본 발명에서 상기 전극 와이어는 상기 용접부의 외주면에 배치되며, 상기 전극 와이어로 용접 전에 용접부의 내주면을 밀봉시킬 수 있다.In the present invention, the electrode wire is disposed on the outer circumferential surface of the welding portion, it is possible to seal the inner circumferential surface of the welding portion before welding with the electrode wire.
이때, 상기 내주면의 밀봉은 용접을 통하여 수행되거나, 백킹재를 부착하는 것으로 수행될 수 있다. At this time, the sealing of the inner circumferential surface may be performed by welding or by attaching a backing material.
또, 본 발명에서 상기 전극 와이어는 두께 방향으로 배열된 2개의 전극 와이어이며, 상기 용접 부재의 외주면은 동담금으로 막아지며, 용접 시 상기 용접부로 보호가스를 공급할 수 있다.In addition, in the present invention, the electrode wires are two electrode wires arranged in the thickness direction, and the outer circumferential surface of the welding member is blocked by copper quench, and the protective gas may be supplied to the welding part during welding.
한편, 본 발명은 후물재로 형성된 원통형 혹은 절두원뿔형 부재가 2 이상 용접된 용접 구조물로서, 원주 방향으로 용접된 용접부를 포함하며, 상기 용접부는 X형 용접홈에 형성되며, X형 용접홈의 외주면측은 원패스 용접 구조를 가지는 용접 구조물을 제공한다.On the other hand, the present invention is a welding structure welded two or more cylindrical or truncated conical member formed of a thick material, including a weld welded in the circumferential direction, the weld is formed in the X-type welding groove, the outer peripheral surface of the X-type welding groove The side provides a welding structure having a one-pass welding structure.
다르게는, 본 발명은 후물재로 형성된 원통형 혹은 절두원뿔형 부재가 2 이상 용접된 용접 구조물로서, 원주 방향으로 용접된 용접부를 포함하며, 상기 용접부는 V형 용접홈에 형성되며, 원패스 용접 구조를 가지는 용접 구조물을 제공한다. Alternatively, the present invention is a welding structure in which two or more cylindrical or truncated cone-shaped members formed of a thick material are welded, and includes a welded portion welded in the circumferential direction, and the welded portion is formed in a V-shaped weld groove, Branches provide a welded structure.
또한, 상기 부재는 원패스 용접으로 인한 대입열에도 강성이 유지되는 대입열 강재로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the member is preferably formed of a high heat input steel material rigidity is maintained even in the high heat input due to one-pass welding.
본 발명에서 상기 원패스 용접 구조는 1차 오스테나이트 결정 입도(Primary Austenite Grain Size)가 150㎛ 이상인 조대 열영향부를 포함할 수 있다. In the present invention, the one-pass weld structure may include a coarse heat affected zone having a primary austenite grain size of 150 μm or more.
이 때, 상기 용접부의 용접 금속의 조성은 침상 페라이드와 그레인 바운더리 페라이트(Grain boundary ferrite)를 포함하며, 상기 용접 금속의 결정 입도(Grain size)는 4~10㎛ 일 수 있다. At this time, the composition of the weld metal of the weld portion includes a needle-like ferrite and grain boundary ferrite (Grain boundary ferrite), the grain size (Grain size) of the weld metal may be 4 ~ 10㎛.
나아가, 상기 원패스 용접 구조는 1차 오스테나이트 결정 입도(Primary Austenite Grain Size)가 80~100㎛인 조대 열영향부를 포함할 수 있다. Further, the one-pass welded structure may include a coarse heat affected zone having a primary austenitic grain size of 80 to 100 μm.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 후물재를 원주 용접함에 있어서, 용접 시간을 대폭 감소시키는 용접 방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide a welding method for greatly reducing the welding time in the circumferential welding of the thick material through the above configuration.
또한, 본 발명은 제품의 생산성을 향상된 용접물 구조를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a weldment structure that improves the productivity of the product.
도 1 은 풍력 발전의 개략도이다.
도 2a ~ 2b 는 종래의 용접 방식을 도시한 개략도로, 도 2a 는 개략 단면도이며, 도 2b 는 개략 사시도이다.
도 3 는 종래의 용접 방식으로 원주 용접된 용접부의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 원주 용접 방법을 도시한 개략 단면도이다.
도 5 는 도 4 의 원주 용접 방법에 따라 용접된 용접 구조물의 용접부 단면도이다.
도 6a, 6b 는 본 발명의 원주 용접 방법의 다른 실시예를 도시한 개략 단면도로서, 도 6a 는 내주면 용접을 도시하고 있으며, 도 6b 는 외주면 용접이 도시되어 있다.
도 7 은 도 6a, 6b 의 원주 용접 방법에 따라 용접된 용접 구조물의 용접부 단면도이다.
도 8a 는 종래의 용접 방벙에 의해 용접된 용접부의 조직 확대도이며, 도 8b는 본 발명에 따라서 용접된 용접부의 조직 확대도이다.1 is a schematic diagram of wind power generation.
2A to 2B are schematic views showing a conventional welding method, FIG. 2A is a schematic sectional view, and FIG. 2B is a schematic perspective view.
3 is a cross-sectional view of a welded portion circumferentially welded in the conventional welding method.
4 is a schematic cross-sectional view showing the circumferential welding method of the present invention.
5 is a sectional view of a welded portion of the welded structure welded according to the circumferential welding method of FIG. 4.
6A and 6B are schematic cross-sectional views showing another embodiment of the circumferential welding method of the present invention. FIG. 6A shows the inner circumferential welding, and FIG. 6B shows the outer circumferential welding.
7 is a sectional view of a welded portion of a welded structure welded according to the circumferential welding method of FIGS. 6A and 6B.
8A is an enlarged view of the structure of a weld welded by a conventional welding method, and FIG. 8B is an enlarged view of the structure of a weld welded according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 구체적 실시예를 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described a specific embodiment of the present invention.
본 발명의 실시에에서는 원통형 부재로 설명을 하나, 이때 원통형 부재란 대략 원통형 또는 절두 원뿔형으로, 회전축을 중심으로 회전된 형상에 적용될 수 있다.In the embodiment of the present invention is described as a cylindrical member, wherein the cylindrical member is a substantially cylindrical or truncated cone, it can be applied to the shape rotated around the axis of rotation.
또, 원패스 용접 구조는 단일 패스로 용접됨으로써, 열영향부가 한번에 형성되는 구조를 의미한다. In addition, the one-pass welding structure means a structure in which the heat affected zone is formed at one time by welding in a single pass.
도 4 에는 본 발명의 원주 용접 방법이 개략 단면도로 도시되어 있다. 도 4 에서 보이듯이, 50mm 이상의 두께(t1)를 가지는 후물재로 원통형 부재(100)가 형성되며, 두 개의 원통형 부재(100)가 나란히 정렬된 상태에서 용접이 수행된다(도 2b 참조). 4 shows the circumferential welding method of the present invention in a schematic sectional view. As shown in FIG. 4, a
또한, 원통형 부재(100)는 회전 구동부인 롤러(101) 상에 놓여져, 롤러(101)가 회전됨에 따라서, 원통형 부재(100)가 회전된다. 원통형 부재(100)의 용접부(130)의 내주면에는 용접 전에 백킹재(150)가 부착되며, 이는 용접부(230)의 내주면을 밀봉하여 용융물이 원통형 부재(100)의 내측으로 유입되는 것을 방지한다. In addition, the
한편, 용접부의 확대도에서 보이듯이, 본 발명의 원주 용접에서는 주로 이산화탄소(160)를 보호 가스로 이용하고, 전극 와이어용 토치(110)로 공급되는 전극 와이어(W)에 의해 아크를 발생시키고, 이 아크 열로 전극 와이어용 토치(110)의 전극 와이어(W)를 용융시켜 용접이 이루어지게 한다. 이때, 전극 와이어용 토치(110)는 두께 방향으로 오실레이션하면서 전극 와이어(W)의 아크에 의한 용융물을 용접부 전역에 고르게 충전되도록 한다. On the other hand, as shown in the enlarged view of the welded part, in the circumferential welding of the present invention,
원통형 부재(100)의 전면에는 수냉식 동담금(140)을, 배면에는 백킹재(150)를 설치하고, 공급되는 전극 와이어(W)와 용융부(130) 사이에 발생하는 아크를 통하여, 전극 와이어(W)를 용융시켜, 용융 금속(132)을 형성한다. 전극 와이어용 토치(110)를 탑재하며, 전후 방향으로 이동 가능하게 고정된 용접 캐리지 본체(미도시)의 구동수단(미도시)를 통하여 전극 와이어용 토치(110)를 오실레이션시켜서, 용융 금속(132)이 용접부에 잘 충전되도록 한다.The water-cooled
본 발명의 원주 용접에서 용접 와이어(W)가 용융되어 용융 금속(132)이 일정 수준 차오르면 용접 위치를 변경하는 스틱 아웃(Stick-out) 제어를 수행한다. 특히, 본 발명에서는 용접 부재가 원통형 부재(100)이기 때문에, 용접 케리지 본체(미도시)는 고정된 상태로, 용융부(130)에 용융 금속(132)가 충전된 원통형 부재(100)가 하방으로 회전한다. 즉, 원통형 부재(100)의 하방에 배치된 롤러(101)가 회전되며, 그에 따라서, 용접부(130) 및 그에 충전된 용융 금속(132)을 포함하는 원통형 부재(100)가 하강한다. In the circumferential welding of the present invention, when the welding wire W is melted and the
이렇게 용접 케리지 본체(미도시)는 고정된 상태에서, 원통형 부재(100)가 회전됨으로써, 용접 케리지 본체(미도시) 및 이 본체에 장착된 전극 와이어용 토치(110)는 전후 방향 움직임만으로 원통형 부재(100)에 대한 용접을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 회전체, 즉, 원통형 부재(100) 및 절두 원뿔형 부재를 대상으로하며, 이들의 특징은 중심을 기준으로 회전된 형상이기 때문에, 롤러(101)에 의해 회전됐을 때, 용접이 수행되는 부분은 항상 동일한 위치이며, 따라서, 용접 케리지 본체(미도시)는 움직일 필요없이 제위치에 고정될 수 있다.As the welding carriage body (not shown) is fixed in this manner, the
또한, 초기에 용융 금속(132)을 모아주기 위하여 용접부의 형상에 대응되는 판(170)을 용접부(130)에 가용접하는 것이 바람직하며, 용접 전에 백킹재(140)를 부착시키고, 용접이 끝난 후에 백킹재(140)를 제거하는 것이 바람직하다.In addition, in order to initially collect the
본 발명에서는 전체 두께에 대하여 전극 와이어(W)가 오실레이션되면서 용융 금속(132)을 공급하기 때문에, 종래의 서브 머지드 아크 용접과는 달리 원패스로 용접 부재를 용접시킬 수 있다. In the present invention, since the electrode wire W is oscillated with respect to the entire thickness, the
50mm 이상의 후물재로 원통형 혹은 절두 원뿔형으로 형성하는 경우에 큰 직경을 가지는 것이 불가피하며, 일반적으로 3m 이상의 직경을 가진다. 따라서, 원패스로 용접 부재를 용접시키는 경우에 다패스의 비하여 용접 거리가 비약적으로 감소될 수 있다. In the case of forming a cylindrical or truncated cone with a thick material of 50 mm or more, it is inevitable to have a large diameter, and generally has a diameter of 3 m or more. Therefore, in the case of welding the welding member in one pass, the welding distance can be drastically reduced in comparison with the multiple passes.
도 5 에는 도 4 의 본 발명의 원주 용접 방법에 의해서 원주 용접된 용접 구조물, 즉, 원통형 부재(100)의 용접부(130) 단면도가 도시되어 있다. FIG. 5 shows a sectional view of the welded
도 5 에서 보이듯이, 용접부(130)는 V형 홈부로 형성되며, 본 발명의 원주 용접 방법에 의해서 원패스로 용접이 되기 때문에, 원통형 부재(100)의 용접부(130)쪽에만 열영향부(HAZ)가 형성된다. As shown in FIG. 5, the
이와 같이, 본 발명의 원주 용접 방법은 종래의 다패스 방식의 서브머지드 아크 용접을 원패스 방식의 원주 용접 방법으로 수행하는 것이어서, 용접에 소요되던 시간을 혁신적으로 감소시켜 수행할 수 있다. 즉, 50~60 패스 용접됨으로써, 원주가 15m 인 원통형 부재의 경우 900m의 용접거리가 필요했던 종래의 용접 방식을 원패스 원주 용접 방법을 사용하여 용접 거리를 15m로 감소시키는 것이 가능하다. As described above, the circumferential welding method of the present invention is to perform the conventional multi-pass submerged arc welding by the one-pass circumferential welding method, which can be performed by innovatively reducing the time required for welding. That is, by welding 50 to 60 passes, it is possible to reduce the welding distance to 15 m using the one-pass circumferential welding method of the conventional welding method that required a 900 m welding distance in the case of a cylindrical member having a circumference of 15 m.
또한, 회전체이기 때문에 용접 케리지 본체(미도시)를 이동시킬 필요가 없이 원통형 부재를 회전시키는 스틱 아웃 제어를 함으로써, 용접 케리지 본체의 이동을 위한 구성이 필요 없어서 용접 방법을 적용하기에 유리하다. In addition, the stick-out control for rotating the cylindrical member without the need to move the welding carriage body (not shown) because it is a rotating body, there is no need for a configuration for the movement of the welding carriage body, it is advantageous to apply the welding method.
또, 본 발명의 원주 용접 방법으로 용접된 용접 구조물의 경우에, 생산성이 좋은 구조여서, 동일한 강성의 구조물을 보다 저렴하게 제공하는 것이 가능하게 한다. Moreover, in the case of the welded structure welded by the circumferential welding method of this invention, since it is a structure with good productivity, it becomes possible to provide the same rigid structure more cheaply.
다만, 원패스 원주 용접의 경우에, 입열량이 많아서 용접 부재에 형성되는 열영향부가 취약해질 수 있으므로, 후물재로서 대입열 강재로 형성된 후물재를 사용하는 것이 바람직하다. However, in the case of one-pass circumferential welding, since the amount of heat input is high and the heat-affected portion formed on the welding member may be weak, it is preferable to use a thick material formed of a high heat input steel material as the thick material.
도 6a 에서는 본 발명의 원주 용접 방법의 다른 실시예의 내주면 용접을 도시하고 있으며, 도 6b 에서 외주면 용접을 도시하고 있다.FIG. 6A shows the inner circumferential welding of another embodiment of the circumferential welding method of the present invention, and the outer circumferential welding in FIG. 6B.
원통형 부재(100)의 두께가 두꺼워지는 경우에 도 4와 같은 원주 용접 방법으로 원패스 용접하는 경우에 입열량이 커, 열영향부의 강성이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 입열량이 작은 서브머지드 아크 용접으로 내주면의 일정부분을 용접하고, 나머지 부분을 도 4에서 설명한 원주 용접을 통하여 수행하는 원주 용접 방법의 다른 실시예를 제공한다. When the thickness of the
서브머지드 아크 용접의 경우에, 종래의 내주면 용접과 동일하게 아암을 원통형 부재(200) 내부로 넣어서, 플럭스 내에서 서브머지드 아크 용접을 수행한다. 이때, 서브머지드 아크 용접은 다패스로 수행되는 반면, 외주면의 용접은 전극 와이어용 토치를 두께 방향으로 오실레이션시키면서, 용접 부재를 회전시켜 원패스로 수행된다. 이때 용접부(230)는 X형 홈으로 형성되어, 양측에서의 용접이 가능하게 한다. In the case of submerged arc welding, the arm is inserted into the
도 6a 에는 원통형 부재(200)의 내주면에서 SAW 방식의 용접장치(220)로 용접을 수행하는 모습이 도시되어 있다. 내주면의 SAW 방식 용접은 다패스로 수행되며, 롤러(201)가 회전되어 원통형 부재(200)가 회전됨으로써, SAW 방식의 용접이 진행된다. FIG. 6A illustrates a welding operation using the
한편, 내주면의 서브머지드 아크 용접의 플럭스를 제거한 후, 외주면에서 전극 와이어를 두께 방향으로 오실레이션 시키는 용접이 수행된다. 이때에는 내주면은 서브머지드 아크 용접부(205)에 의해서 밀봉되어 있기 때문에, 별도의 백킹재(150; 도 4 참고)는 필요가 없다. On the other hand, after removing the flux of the submerged arc welding of the inner circumferential surface, welding is performed to oscillate the electrode wire in the thickness direction on the outer circumferential surface. At this time, since the inner circumferential surface is sealed by the submerged
용접부의 확대도에서 보이듯이, 도 6b 의 실시예에서 외주면측 용접은 복수의 전극 와이어용 토치(210, 220)를 사용하여 수행된다. 이 실시예에서의 외주면측 용접은 도 4의 실시예와 유사하게 주로 이산화탄소(260)를 보호 가스로 이용하고, 전극 와이어용 토치(210, 220)로 공급되는 전극 와이어(W1, W2)에 의해 아크를 발생시키고, 이 아크 열로 전극 와이어용 토치(210, 220)의 전극 와이어(W1, W2)를 용융시켜 용접이 이루어지게 하는 방식이다. As shown in the enlarged view of the welded portion, in the embodiment of FIG. 6B, the outer circumferential side welding is performed using a plurality of
원통형 부재(200)의 전면에는 수냉식 동담금(240)을 설치하나, 배면에는 서브머지드 아크 용접부(205)가 형성되어 있으므로 추가의 백킹재(150; 도 4 참고는 필요없을 수 있다. 공급되는 전극 와이어(W, W2)와 용융부(230) 사이에 발생하는 아크를 통하여, 전극 와이어(W1, W2)를 용융시켜, 용융 금속(232)을 형성한다. 전극 와이어용 토치(210, 220)를 탑재하며, 전후 방향으로 이동 가능하게 고정된 용접 캐리지 본체(미도시)의 구동수단(미도시)를 통하여 전극 와이어용 토치(210, 220)를 오실레이션시켜서, 용융 금속(232)이 용접부에 잘 충전되도록 한다.Water-cooled
도 4 및 5 의 실시예와 동일하게, 이 실시예의 원주 용접은 용접 와이어(W1, W2)가 용융되어 용융 금속(232)이 일정 수준 차오르면 용접 위치를 변경하는 스틱 아웃(Stick-out) 제어를 수행하며, 용접 케리지 본체(미도시)는 움직이지 않고, 용융부(230)에 용융 금속(232)가 충전된 원통형 부재(200)가 하방으로 회전한다. 즉, 원통형 부재(200)의 하방에 배치된 롤러(201)가 회전되며, 그에 따라서, 용접부(230) 및 그에 충전된 용융 금속(232)을 포함하는 원통형 부재(200)가 하강한다. 4 and 5, the circumferential welding of this embodiment is a stick-out control to change the welding position when the welding wires W1 and W2 are melted and the
또한, 초기에 용융 금속(232)을 모아주기 위하여 용접부의 형상에 대응되는 판(270)을 용접부(230)에 가용접하는 것이 바람직하다.In addition, in order to initially collect the
위와 같은 하이브리드 원주 용접 방법은 후물재의 두께가 두꺼워지더라도, 전극 와이어를 오실레이션시키면서 용접 부재를 회전시키는 원패스 용접 방법을 적용하는 것을 가능하다. 따라서, 내주면의 용접 시간이 다소 걸리더라도, 외주면에서 원패스 용접으로 용접 시간의 단축이 가능하며, 따라서, 전체적이 용접 시간은 감소될 수 있다. The hybrid circumferential welding method as described above can apply the one-pass welding method of rotating the welding member while oscillating the electrode wire, even if the thickness of the thick material is increased. Therefore, even if the welding time of the inner circumferential surface takes a while, the welding time can be shortened by one-pass welding on the outer circumferential surface, and thus, the overall welding time can be reduced.
특히, X형 홈을 대칭이 아니라, 한쪽으로 편중되게 형성시켜 강성에 영향을 주지 않는 수준의 두께로 원패스 용접의 용접부를 형성시키게 함으로써, 내주면의 서브머지드 아크 용접 두께를 감소시킬 수 있으며, 이는 전체 용접의 시간을 감소시킬 수 있다.In particular, by forming the X-shaped grooves symmetrically rather than symmetrically to one side to form welds of one-pass welding with a thickness that does not affect the rigidity, the thickness of the submerged arc welding on the inner circumferential surface can be reduced. This can reduce the time of the entire welding.
도 7 에는 도 6 의 용접 방법으로 용접된 용접부의 단면도가 도시되어 있다. 도 7 에서 보이듯이, 내주면 측(도 7 에서 하측)은 서브머지드 아크 용접에 의해서 다패스 용접으로 용접부(205)가 형성되었기에 열영향부가 복수 번 형성되며, 용접부(205)에도 열영향부가 형성된다. 7 is a cross-sectional view of a welded portion welded by the welding method of FIG. 6. As shown in FIG. 7, the inner peripheral surface side (the lower side in FIG. 7) has a
반면, 외주면측(도 7 에서 상측)은 원패스 용접, 특히 복수의 전극 와이어를 사용하는 원패스 용접에 의해서 수행되기에 열영향부가 원통형 부재(200)의 용접부(230)측에만 형성된다. On the other hand, since the outer circumferential surface side (upper side in FIG. 7) is performed by one-pass welding, in particular, one-pass welding using a plurality of electrode wires, the heat-affecting portion is formed only on the welded
또, X형 용접홈도 내주면 측(도 7 에서 하측)으로 중심이 내려가서, 원패스 원주 용접이 서브머지드 아크 용접에 비하여 더 큰 두께를 용접한다. In addition, the center of the X-type welding groove is also lowered to the inner circumferential surface side (lower side in Fig. 7), so that the one-pass circumferential welding welds a larger thickness than the submerged arc welding.
이와 같이, 본 발명에서는 종래의 서브머지드 아크 용접과 함께 또는 서브머지드 아크 용접 없이 원패스 원주 용접을 사용하여, 원통형 또는 절두 원뿔형 부재의 원주를 용접하면서, 용접시간은 대폭 감소시킨다.As such, the present invention significantly reduces the welding time while welding the circumference of a cylindrical or truncated conical member using one-pass circumferential welding with or without conventional submerged arc welding.
또한, 용접 시간이 감소될 수 있는 구조를 제공하여, 제품의 단가를 낮출 수 있도록 한다.In addition, by providing a structure in which the welding time can be reduced, it is possible to lower the cost of the product.
도 8a 는 종래의 용접방법에 따라서 용접된 용접부의 조직 확대도이며, 도 8b 는 본 발명의 용접방법에 따라서 용접된 용접부의 조직 확대도이다. 8A is an enlarged view of the structure of a welded portion welded according to a conventional welding method, and FIG. 8B is an enlarged view of the structure of a welded portion welded according to the welding method of the present invention.
도 8a 와 도 8b 에서 보이듯이, 종래의 용접 방법의 열영향부, 특히 조대 열영향부(CG HAZ)의 1차 오스테나이트 결정입도(Primary Austenite Grain Size)는 100~150㎛ 이나, 본 발명의 용접 방법에 따른 열영향부, 조대 열영향부의 1차 오스테나이트 결정입도는 150~250㎛ 가 된다. 이는 원패스 용접으로 인하여, 입열량이 종래의 SAW 용접보다 증가되기 때문이다. 8A and 8B, the primary austenitic grain size of the heat affected zone, in particular the coarse heat affected zone (CG HAZ) of the conventional welding method is 100-150 μm, The primary austenite grain size of the heat affected zone and the coarse heat affected zone according to the welding method is 150 to 250 μm. This is because, due to the one-pass welding, the heat input amount is increased compared to the conventional SAW welding.
또한, 용접 금속의 경우에 종래와 본 발명의 경우, 침상 페라이트(Accicular Ferrite)와 그래인 바운더리 페라이트(Grain boundary Ferrite)로 동일하나, 종래의 용접 금속의 결정 입도는 0.5~5㎛이나, 본 발명의 경우 4~10㎛로 본 발명의 방법에 따른 경구가 종래보다 입도가 조대해진다. In the case of the weld metal, the conventional and the present invention are the same as acicular ferrite and grain boundary ferrite, but the crystal grain size of the conventional weld metal is 0.5 to 5 μm, but the present invention is In the case of 4 ~ 10㎛ the oral cavity according to the method of the present invention is coarser than conventional.
하지만, 대입열 강재에 본 발명에 적용하는 경우에, 조대 열영향부의 1차 오스테나이트의 결정 입도는 80~100㎛ 수준으로 작아질 수 있다. 따라서, 양질의 용접물을 빠른 시간에 제공할 수 있다. However, when the present invention is applied to high heat input steel, the crystal grain size of the primary austenite of the coarse heat affected zone may be reduced to a level of 80 to 100 μm. Thus, high quality welds can be provided in a short time.
100, 200: 원통형 부재, 101, 202: 롤러
110, 210, 220: 전극 와이어용 토치
130, 230: 용접부 132, 232: 용융 금속
140, 240: 동담금 150: 백킹재
170, 270: 판100, 200: cylindrical member, 101, 202: roller
110, 210, 220: torch for electrode wire
130, 230:
140, 240: lump sum 150: backing material
170, 270: plate
Claims (10)
용접부의 내주면과 외주면 중 하나 이상의 면에서 하나 이상의 전극 와이어로 아크를 발생시키면서, 상기 전극 와이어를 후물재의 두께 방향으로 오실레이션시키며,
상기 전극 와이어의 용융에 의해 소정의 용융물이 용접부에 채워졌을 때, 용접 부재를 회전시키는 원주 용접 방법.A circumferential welding method for welding the circumference of a cylindrical or truncated conical member formed of a thick material,
Oscillating the electrode wire in the thickness direction of the thick material while generating an arc with at least one electrode wire on at least one of the inner and outer circumferential surfaces of the weld portion,
A circumferential welding method wherein a welding member is rotated when a predetermined melt is filled in a welding portion by melting the electrode wire.
상기 전극 와이어는 상기 용접부의 외주면에 배치되며,
상기 전극 와이어로 용접 전에 용접부의 내주면을 밀봉시키는 것을 특징으로 하는 원주 용접 방법.The method of claim 1,
The electrode wire is disposed on the outer peripheral surface of the welding portion,
And the inner circumferential surface of the weld portion is sealed before welding with the electrode wire.
상기 내주면의 밀봉은 용접을 통하여 수행되는 것을 특징으로 하는 원주 용접 방법.The method of claim 2,
Sealing of the inner circumferential surface is a circumferential welding method, characterized in that carried out by welding.
상기 내주면의 밀봉은 백킹재를 부착하는 것으로 수행되는 것을 특징으로 하는 원주 용접 방법.The method of claim 2,
Sealing the inner circumferential surface is performed by attaching a backing material.
상기 전극 와이어는 두께 방향으로 배열된 2개의 전극 와이어이며,
상기 용접 부재의 외주면은 동담금으로 막아지며, 용접 시 상기 용접부로 보호가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 원주 용접 방법.5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The electrode wires are two electrode wires arranged in the thickness direction,
The outer circumferential surface of the welding member is blocked with copper quench, and a circumferential welding method characterized in that for supplying a protective gas to the welding portion during welding.
원주 방향으로 용접된 용접부를 포함하며,
상기 용접부는 X형 또는 V형 용접홈에 형성되며, 상기 용접홈의 외주면측에 원패스 용접 구조를 가지는 용접 구조물.A welding structure in which two or more cylindrical or truncated conical members formed of thick materials are welded,
Including a weld welded in the circumferential direction,
The welding portion is formed in the X- or V-type welding groove, the welding structure having a one-pass welding structure on the outer peripheral surface side of the welding groove.
상기 부재는 대입열 강재로 형성된 것을 특징으로 하는 용접 구조물.The method according to claim 6 or 7,
The member is welded structure, characterized in that formed of a high heat input steel.
상기 원패스 용접 구조는 1차 오스테나이트 결정 입도(Primary Austenite Grain Size)가 150㎛ 이상인 조대 열영향부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 구조물.The method according to claim 6,
The one-pass welding structure includes a coarse heat affected zone having a primary austenitic grain size (Primary Austenite Grain Size) of 150 μm or more.
상기 용접부의 용접 금속의 조성은 침상 페라이드와 그레인 바운더리 페라이트(Grain boundary ferrite)를 포함하며, 상기 용접 금속의 결정 입도(Grain size)는 4~10㎛ 인 것을 특징으로 하는 용접 구조물.The method of claim 8,
The welding metal composition of the welding portion includes a needle-like ferrite and grain boundary ferrite (Grain boundary ferrite), the weld grain characterized in that the grain size (Grain size) of the weld metal is 4 ~ 10㎛.
상기 원패스 용접 구조는 1차 오스테나이트 결정 입도(Primary Austenite Grain Size)가 80~100㎛인 조대 열영향부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 구조물.The method of claim 7, wherein
The one-pass welding structure is a welding structure, characterized in that it comprises a coarse heat affected zone having a primary Austenite grain size (Primary Austenite Grain Size) of 80 ~ 100㎛.
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