KR20130001927U - 링플랜지 용접용 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 잠수함의 압력 선체 제작 공정상의 링플랜지 용접 작업을 자동으로 수행할 수 있도록 하는 링플랜지 용접용 지그장치에 관한 것으로,
상기 링플랜지 용접용 지그장치는 링플랜지를 걸어 지지하는 골격체;와, 상기 골격체에서 상기 링플랜지를 외접 또는 내접하여 지지하도록 상기 골격체에 장착되는 복수의 걸이바;를 포함하여 구성되는 고정지그를 포함하여 구성되어,
링플랜지의 접합부에 대하여 아래보기 용접을 수행할 수 있도록 링플랜지를 수직으로 고정 지지할 수 있도록 함으로써 링플랜지를 자동으로 용접할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

링플랜지 용접용 지그장치{JIG FOR WELDING RING FLANGE}

본 고안은 잠수함의 압력 선체 제작 공정상의 링플랜지 용접 작업을 자동으로 수행할 수 있도록 하는 링플랜지 용접용 지그장치에 관한 것이다.

통상 잠수함의 압력 선체를 만들기 위해서는 용접으로 제작된 플랜지와 웹을 용접하여 링 프레임을 만들고 여러 개의 링 프레임을 정렬한 후 3개의 외판을 취부하고 용접하여 한 개의 단관을 제작하고 이 단관들을 복관화하여 대형 압력선체를 만든다.

도 1은 종래의 압력 선체 제작 공법의 예시도를 나타낸 것이다.

우선 링 프레임(4)을 제작하기 위해서 2개의 플랜지 제작용 부재를 용접한 후 이를 원형으로 굽힘 가공하고 양 단면을 용접함으로써 플랜지(2)를 제작한다.

다음 상기 원형 가공된 플랜지(2)와 웹(3)을 결합하여 링 프레임(4)을 만든후 여러 개의 링 프레임(4)을 일정 간격으로 정렬시켜 설계 곡율로 굽힘 가공된 3개의 외판(1)을 취부·용접함으로서 압력선체용 단관(6)을 제작한다.

이러한 잠수함의 압력선체용 단관(6)의 제작을 위하여 링플랜지(2)에 대한 접합부의 용접을 수행하는 경우 종래기술에서는 링플랜지를 특이성분의 고장력강을 사용하여 제작하는 것에 의해 수직 용접 작업에 따른 수동용접 적용 이외에 자동용접을 위하여 개발된 용접재료가 없었으며, 링플랜지를 아래보기 용접을 수행할 수 있도록 고정하는 장치가 없어 자동용접을 수행하지 못하는 문제점을 가진다.

이에 따라 종래기술의 링플랜지의 용접은 링플랜지를 유압장치로 고정한 후 작업자가 일면을 수동용접으로 수직상진용접을 수행하고, 이면에 백 가우징(back gouging)을 수행한 후 그라인딩 작업을 하고 비파괴검사를 한 후 수직수동용접을 수행한다.

즉, 종래기술의 링플랜지의 용접은 작업시간이 많이 소요되며, 작업자의 피로도를 증가시키고, 용접결함 발생빈도를 증가시키는 문제점을 가진다.

따라서 본 고안은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 아래보기 용접이 가능하게 링플랜지를 고정하여 자동용접에 의해 링플랜지를 용접할 수 있도록 하는 링플랜지 용접용 지그장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 링플랜지 용접용 지그장치는, 링플랜지를 걸어 지지하는 골격체;와, 상기 골격체에서 상기 링플랜지를 외접 또는 내접하여 지지하도록 상기 골격체에 장착되는 복수의 걸이바;를 포함하여 구성되는 고정지그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 걸이바는 상기 링플랜지의 직경에 따라 상기 링플랜지를 내접 또는 외접하는 위치에 위치도록 상기 골격체 상에서 위치 조절 가능하게 탈부착 되는 것을 특징으로 한다.

상기 골격체는, 골격체를 지지하는 한 쌍의 다리부;와. 상기 한 쌍의 다리부의 상단부에 가로로 걸쳐 상기 다리부를 지지하는 상부가로바;와, 상기 상부 가로바의 상 방향으로 수직으로 돌출 형성되는 상부수직고정바;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 다리부와 상기 상부가로바와 상기 상부수직고정바 중 하나 이상에는 서로 다른 직경의 링플랜지를 고정시킬 수 있도록 상기 걸이바의 위치를 변경시킬 수 있도록 하는 복수의 반경조절구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 골격체는, 상기 걸이바에 내접 또는 외접하는 상기 링프랜지를 상기 걸이바와 접촉하는 반대면에서 상기 링플랜지를 걸이바와 밀착하여 지지하는 스토퍼;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 링플랜지 용접용 지그장치는, 또한, 상기 고정지그를 걸어 수직으로 고정하는 받침지그를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 받침지그는, 상부 가로지지부;와, 상기 상부 가로지지부의 양측에서 하 방향으로 연장되는 하나 이상의 세로지지부;와, 상기 상부 가로지지부의 양측에서 수평방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 상부 걸이부;와, 상기 하나 이상의 세로지지부의 하단부에서 상기 하나 이상의 세로지지부에 걸쳐져 고정되는 하부 가로지지부;와, 상기 하부 가로지지부의 양측에서 수평방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 하부 받침부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 구조의 본 고안의 링플랜지 용접용 지그장치는, 고정지그의 걸이바에 링플랜지를 걸어 수직으로 위치시킬 수 있도록 함으로써 링플랜지의 접합부에 대한 수직 아래 보기가 가능하게 링플랜지에 대한 자동용접을 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

상술한 구조의 본 고안의 링프랜지 용접용 지그장치는, 종래기술에서 수동 용접 작업을 수행하는 것을 자동용접을 수행할 수 있도록 하는 것에 의해 링플랜지에 대한 용접 작업 속도를 현저히 향상시키고, 작업자의 피로 누적을 현저히 감솟키 작업자의 신체 상해 발생 빈도를 현저히 줄이는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 압력 선체 제작 공법의 예시도,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따르는 받침지그(200)의 사시도,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따르는 고정지그(300)를 나타내는 도면,
도 4는 도 3의 고정지그(300)에 링플랜지(2)를 장착한 후 링플랜지의 상부 외주면에 대한 수직 아래 보기 용접 수행을 위해 고정지그(300)를 받침지그(200)에 장착한 상태의 용접용 지그장치(100)의 사시도,
도 5는 링플랜지(2)를 고정지그(300)에 긴밀히 고정시키기 위하여 걸이바(350)와 링플랜지(2)를 압착 고정하는 스토퍼(450)의 장착 상태를 나타내는 고정지그(300)의 도면,
도 6은 도 4의 용접용 지그장치(100)에 의해 링플랜지의 상부 외주면의 용접이 종료된 후 용접주의 내주면에 대한 용접을 수행하기 위하여 고정지그(300)를 180도 회전시켜 받침지그(200)에 장착한 상태의 용접용 지그장치(100)의 사시도,
도 7은 링플랜지(2)의 내주면에 대한 자동 용접을 수행하기 위하여 자동용접지가(미도시)가 장착되어 이동되는 하부가이드레일(500)이 설치된 상태를 나타내는 도면,
도 8은 본 고안의 링플랜지 용접용 지그장치(100)에 의한 수직 아래 보기 용접 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 고안을 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 고안을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따르는 받침지그(200)의 사시도이고, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따르는 고정지그(300)를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3의 고정지그(300)에 링플랜지(2)를 장착한 후 링플랜지의 상부 외주면에 대한 수직 아래 보기 용접 수행을 위해 고정지그(300)를 받침지그(200)에 장착한 상태의 링플랜지 용접용 지그장치(100)(이하, '지그장치(100)'라 함)의 사시도이고, 도 5는 링플랜지(2)를 고정지그(300)에 긴밀히 고정시키기 위하여 걸이바(350)와 링플랜지(2)를 압착 고정하는 스토퍼(450)의 장착 상태를 나타내는 고정지그(300)의 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 지그장치(100)는 받침지그(200)와 고정지그(300)를 포함하여 구성된다.

도 2와 같이, 상기 받침지그(200)는 상부 가로지지부(210)와, 상기 상부 가로지지부(210)의 양측에서 하 방향으로 연장되는 하나 이상의 세로지지부(230)와, 상기 상부 가로지지부의 양측에서 수평방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 상부 걸이부(240)와, 상기 하나 이상의 세로지지부(230)의 하단부에서 상기 하나 이상의 세로지지부(230)에 걸쳐져 고정되는 하부 가로지지부(220)와, 상기 하부 가로지지부(220)의 양측에서 수평방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 하부 받침부(250)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정지그(300)는 도 3과 같이, 한 쌍의 다리부(310)와, 상기 한 쌍의 다리부(310)의 상단부에 가로로 걸쳐 상기 다리부(310)들을 지지하는 상부가로바(320)와, 상기 상부가로바(320)의 상 방향으로 수직으로 돌출 형성되는 하나 이상의 상부수직고정바(330)로 구성되는 골격체와, 상기 한 쌍의 다리부(310)와 상부가로바(320)와 하나 이상의 상부수직고정바(330) 각각에 링플랜지(2)를 외접 또는 내접하여 지지하도록 장착되는 복수의 걸이바(350)들을 포함하여 구성된다.

상기 다리부(310)의 사이에는 하부가로보강대(340)가 구비되어 다리부(310)를 지지한다. 그리고 상기 상부수직고정바(330)와 상부가로바(320)의 사이와, 상부가로바(320)와 다리부(310)의 사이 및 다리부(310)의 상부 사이에도 각각 골격체의 구조를 지지하기 위한 보강대(360)가 구비된다.

상기 고정지그(300)의 구성에서 걸이바(350)들이 링플랜지(2)의 직경에 따라 링플랜지(2)를 내접 또는 외접하는 상기 쌍의 다리부(310)와 상부가로바(320)와 하나 이상의 상부수직고정바(330) 상의 위치에 위치할 수 있도록 다리부(310)와 상부가로바(320)와 하나 이상의 상부수직고정바(330)들에는 걸이바(350)들이 탈부착 되도록 형성되는 복 수의 반경조절구멍(370)들이 형성된다. 상술한 구성에서 작업자는 링플랜지(2)의 직경에 따라 걸이바(350)들의 위치를 적절하게 조절하는 것에 의해 다양한 직경을 가지는 링플랜지(2)들에 대한 자동용접작업을 수행할 수 있게 된다. 이때 상기 걸이바(350)들은 반경조절구멍(370)과 나사결합에 의해 탈부착되거나, 별도의 고정핀에 의해 탈부착되는 등의 다양한 방식으로 탈부착되록 구성될 수 있다.

또한, 상기 고정지그(300)는 걸이바(350)들에 내접 또는 외접하는 링플랜지(2)를 걸이바(350)와 접촉하는 링플랜지(2)의 반대면에서 걸이바(350) 측으로 밀착하여 지지하는 스토퍼(450)를 더 포함하여 구성된다.

도 6은 도 4의 용접용 지그장치(100)에 의해 링플랜지의 상부 외주면의 용접이 종료된 후 용접주의 내주면에 대한 용접을 수행하기 위하여 고정지그(300)를 180도 회전시켜 받침지그(200)에 장착한 상태의 용접용 지그장치(100)의 사시도이고, 도 7은 링플랜지(2)의 내주면에 대한 자동 용접을 수행하기 위하여 자동용접지가(미도시)가 장착되어 이동되는 하부가이드레일(500)이 설치된 상태를 나타내는 도면이며, 도 8은 본 고안의 링플랜지 용접용 지그장치(100)에 의한 수직 아래 보기 용접 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 상술한 구성을 가지는 상기 지그장치(100)를 이용한 링플랜지(2)에 대한 자동용접 과정을 설명한다.

도 4 및 도 5와 같이, 받침지그(200)를 상부 작업대(400)의 하부에 위치시킨 후 고정지그(300)를 받침지그(200)의 상부 걸이부(240)와 하부 받침부(250)에 의해 지지되도록 장착한다.

이 후 용접대상이 되는 링플랜지(2)를 걸이바(350)들에 걸어 고정지그(300)에 장착한다. 이때 걸이바(350)들을 링플랜지(2)의 내경 또는 외경에 접하도록 위치 이동이 필요한 경우에는 걸이바(350)들을 분리하여 위치를 이동시킨 후 링프랜지(2)를 장착한다. 이 후 도 5와 같이 스토퍼(450)들을 이용하여 걸이바(350)들과 스토퍼(450)들이 링플랜지(2)를 이탈하지 않도록 고정시킨다.

상술한 바와 같이 고정된 상태에서 도 4의 상부 작업대(400)의 하부의 상부가이드레일(410)에 아래보기 용접을 자동으로 수행하도록 장착된 자동용접장치(미도시)에 의해 도 8과 같이 링플랜지(2)의 접합부의 상부면에 대한 수직 자동용접을 수행한다.

이와 같이 링플랜지(2)의 접합부 상부면에 대한 수직 자동용접이 수행된 후에는 고정지그(300)를 크레인 등을 이용하여 도 6과 같이 180도 회전시킨 후 받침지그(200)에 장착한다.

이와 같이 회전된 상태에서는 도 7의 하부가이드레일(500) 상에서 링플랜지(2)의 내측에 위치하여 아래보기용접을 수행하도록 장착되는 자동용접기(미도시)를 이용하여 링플랜지(2)의 내경 측의 접합부에 대한 수직 자동용접을 도 8과 같이 용접부재(10)를 수직으로 세워 수행하여 링플랜지(2)에 대한 자동용접이 종료된다.

2: 링플랜지, 100: 지그장치, 200: 받침지그, 210: 상부가로지지부
220: 하부가로지지부, 230: 세로지지부, 240: 상부걸이부
250: 하부받침부, 300: 고정지그, 310: 다리부, 320: 상부가로바
330: 상부수직고정바, 340: 하부가로보강대, 350: 걸이바, 360: 보강대
400: 상부작업대, 410: 상부가이드레일, 450: 스토퍼
500: 하부가이드레일

Claims (5)

1. 링플랜지를 걸어 지지하는 골격체;와,
   상기 골격체에서 상기 링플랜지를 외접 또는 내접하여 지지하도록 상기 골격체에 장착되는 복수의 걸이바;를 포함하여 구성되는 고정지그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 링플랜지 용접용 지그장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 골격체는,
   한 쌍의 다리부;와.
   상기 한 쌍의 다리부의 상단부에 가로로 걸쳐 상기 다리부를 지지하는 상부가로바;와,
   상기 상부 가로바의 상 방향으로 수직으로 돌출 형성되는 상부수직고정바;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 링플랜지 용접용 지그장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 다리부와 상기 상부가로바와 상기 상부수직고정바 중 하나 이상에는 서로 다른 직경의 링플랜지를 고정시킬 수 있도록 상기 걸이바의 위치를 변경시킬 수 있도록 하는 복수의 반경조절구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 링플랜지 용접용 지그장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 골격체는,
   상기 걸이바에 내접 또는 외접하는 상기 링프랜지를 상기 걸이바와 접촉하는 반대면에서 상기 링플랜지를 걸이바와 밀착하여 지지하는 스토퍼;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 링플랜지 용접용 지그장치.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상부 가로지지부;와,
   상기 상부 가로지지부의 양측에서 하 방향으로 연장되는 하나 이상의 세로지지부;와,
   상기 상부 가로지지부의 양측에서 수평방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 상부 걸이부;와,
   상기 하나 이상의 세로지지부의 하단부에서 상기 하나 이상의 세로지지부에 걸쳐져 고정되는 하부 가로지지부;와,
   상기 하부 가로지지부의 양측에서 수평방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 하부 받침부;를 포함하여 구성되어,
   상기 고정지그를 걸어 수직으로 고정하는 받침지그를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 링플랜지 용접용 지그장치.

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