KR20130029749A

KR20130029749A - 금속 튜브 연속 제조 장치

Info

Publication number: KR20130029749A
Application number: KR1020120102106A
Authority: KR
Inventors: 랄프 에거러; 홀거 슐츠
Original assignee: 넥쌍
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-03-25
Also published as: CN102990364A; EP2570202A1; US20130186864A1

Abstract

본 발명은 금속으로부터 튜브를 연속해서 제조하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 종 방향으로 뻗어 있는 슬롯을 구비한 튜브를 종축으로 진행되는 금속 밴드로부터 성형하기 위한 성형 유닛(4), 상기 튜브의 슬롯에 나란히 놓여 있는 금속 밴드의 에지를 용접하기 위한 용접 장치(7) 및 용접 이후 완전히 폐쇄된 튜브(9)를 종 방향으로 당기기 위한 당김 장치를 구비한다. 상기 용접 장치(7)는 각각 하나 이상의 불연소 전극을 구비하고 있으며, 튜브(9)의 당김 방향으로 서로 간격을 두고 분리되어 배열된 적어도 구 개의 용접 헤드(12, 13)로 구성되어 있다.

Description

금속 튜브 연속 제조 장치{APPARATUS FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF PIPES MADE OF METAL}

본 발명은 금속으로 구성된 튜브를 연속해서 제조하기 위한 장치에 관한 것이며, 이 장치는 종축으로 이동되는 금속 밴드로부터 종 방향으로 뻗어 있는 슬롯을 갖는 튜브로 성형하기 위한 성형 유닛, 상기 튜브의 슬롯에 나란히 놓이는 금속 밴드의 에지를 용접하기 위한 용접 장치, 및 용접으로 완전히 폐쇄된 튜브를 종 방향으로 당기기 위한 당김 장치를 구비한다(EP 1 604 768 B1).

이와 같은 장치는 서로 다른 금속으로 구성된 튜브를 연속적으로 제조하기 위해 사용된다. 상기 장치는 예를 들어, 금속, 특히 스테인리스 강, 구리 또는 구리 합금 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된다. 용접 이후에도 종 방향에 대해 횡 방향으로 뻗어 있는 파형이 제공될 수 있는 이러한 튜브는 예를 들어 액체를 운반하기 위해 사용된다. 이 튜브는 전기 케이블 및/또는 광케이블의 보호 튜브, 고주파 케이블의 도체로서 사용될 수 있거나, 또는 냉각제를 운반하는 초전도성 케이블을 위한 저온 유지 장치용으로도 사용될 수 있다.

전술한 EP 1 604 768 B1의 공지된 장치의 경우, 금속 밴드가 성형 원추부 또는 성형 롤러를 구비한 성형 장치로 공급된다. 밴드는 성형 장치에서 종 방향으로 뻗어 있는 슬롯을 구비한 튜브로 성형되며, 슬롯에는 에지(edge)의 두 모서리가 나란히 놓인다. 이어서, 슬롯은 지속적인 이송과 함께 보호 가스가 있는 용접 장치에서 용접되어, 완전히 폐쇄된 튜브가 형성된다. 사용된 용접 방식은 예를 들어 WIG(볼프람-불활성 가스)-방식이다. 이러한 장치의 경우, 용접 장치로서 두 개의 불연소 전극을 구비한 용접 헤드가 사용되며, 전극들은 대응하는 공간적 배열로 동일한 용접 위치 쪽을 향해 있다. 용접 장치에서 생성된 용접 솔기(welding seam)는 금속 밴드 재료 자체로 생성되며, 이 재료는 전극 사용을 통해 용융 유체(melting fluid) 상태로 바뀌게 된다. 항상 단 하나의 전극만 사용된다. 한 전극이 소모될 경우, 소모될 때까지 대기 위치(stanby position)에 있던 다른 전극으로 전극이 전환된다. 소모된 전극은 작동이 중단되지 않은 상태에서 교체될 수 있다. 이러한 장치의 사용은 시중의 전극에 최대로 사용될 수 있는 상대적으로 낮은 전류 강도로 제한된다.

본 발명의 목적은 임의적인 재료 및 임의적인 두께의 금속 밴드를 높은 전류 강도로 용접할 수 있도록 전술한 장치를 지속적으로 발전시키는 것이다.

상기한 목적은, 용접 장치가, 각각 하나 이상의 불연소 전극을 구비하고 튜브의 당김 방향으로 이격 배치된 적어도 두 개의 용접 헤드로 구성됨으로써 해결될 수 있다.

이러한 장치는 서로 다른 전류 강도에 가변적으로 사용될 수 있기 때문에 서로 다른 재료로 구성된 금속 밴드도 서로 다른 벽 두께로 용접될 수 있다. 이러한 장치는 각각의 용접 헤드에 사용된 전극의 수량과 무관하게 중단되지 않고 지속적으로 제조할 수 있다. 각각의 용접 헤드는 경우에 따라 하나의 전극이 제공될 수 있으며, 또는 전류 강도가 증가할 경우 동일한 용접 위치 쪽을 향해 있는 두 개의 전극이 제공될 수 있고, 또는 전류 강도가 더욱 증가할 경우 마찬가지로 동일한 용접 위치 쪽을 향해 있는 세 개의 전극이 제공될 수 있다. 상기 전극 또는 용접 헤드의 전극이 소모된 경우, 다른 용접 헤드가 가동된다. 이는 중단되지 않고 지속적으로 제조될 수 있도록 적시에 실시되어야 한다. 튜브의 슬롯(slot)을 폐쇄하는 용접 솔기는 경우에 따라 가변적인 길이에서 이중으로 실시될 수 있다. 이것은 용접 솔기가 촘촘하게 폐쇄되는 것을 방해하는 것이 아니라, 오히려 안정성을 증가시킨다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 연속 튜브 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 II선에 따른 확대 단면도,
도 3은 도 1의 III선에 따른 확대 단면도,
도 4는 도 1에 따른 장치에 사용될 수 있는 용접 장치를 도시한 도면이다.

도 1에 따르면, 예를 들어 스테인리스 강으로 구성된 금속 밴드(2)가 코일(1)로부터 화살표 방향(3)으로 당겨져 성형 유닛(4)으로 공급된다. 이미 공지된 성형 유닛(4)에는 예를 들어 성형 롤러가 구비될 수 있으며, 이 성형 롤러를 통해 종축을 따라 이동되는 금속 밴드(2)가 종 방향으로 뻗어 있는 슬롯(6)을 구비한 튜브로 성형 되며, 상기 슬롯에는 금속 밴드(2)의 두 에지가 나란히 놓인다(도 2).

슬롯(6)이 아직 개방된 상태로 있는 튜브(5)는 용접 장치(7)를 통과하면서 슬롯(6)이 용접 솔기(8)로 폐쇄되어 완전히 폐쇄된 튜브(9)가 된다. 이 튜브(9)는 당김 장치(10)를 통해 화살표 방향(3)으로 당겨진다. 이어서, 코일(11)에 감긴다.

용접 장치(7)의 구성의 바람직한 실시예로서 두 개의 용접 헤드를 구비한 장치가 도 4에 도시되어 있다:

도 4에 개략적으로 도시된 용접 장치(7)는 두 개의 용접 헤드(12, 13)를 구비하며, 이 두 개의 용접 헤드는 화살표(3)로 표시된 튜브(9)의 당김 방향으로 서로 떨어져 배열되어 있다. 당김 방향으로 두 번째 용접 헤드(13)의 전방에는 성형 스테이지(form stage, (14))가 배열되어 있으며, 이 성형 스테이지는 필요할 경우 금속 밴드(2)의 에지들을 용접 지점까지 지지한다. 이 성형 스테이지는 성형 유닛(4)에 속하는 성형 스테이지(15)에 대응하며, 이 성형 스테이지는 당김 방향으로 용접 헤드(12)의 전방에 제공된다.

각각의 용접 헤드(12, 13)에는 단 하나의 전극이 제공될 수 있다. 또한, 두 개의 전극 또는 그 이상의 전극이 사용될 수도 있으며, 전극은 각각의 용접 헤드에서 동일한 용접 위치 쪽을 향해 있다. 두 개의 전극으로 실행되는 용접 헤드는 예를 들어 전술한 EP 1 604 7 68 B1으로부터 유추된다. 세 개의 전극을 구비한 용접 헤드는 예를 들어 DE-A-2 256 851에 공지되어 있다.

용접 장치의 다른 실시 형태에서 안전상의 이유로 세 번째 용접 헤드가 사용될 경우, 바람직하게는 세 번째 용접 헤드 전방에 성형 스테이지(14)에 대응하는 성형 스테이지가 마찬가지로 배열된다.

도 1에 따른 장치는 예를 들어 아래와 같이 실행된다:

상기 장치의 모든 필요한 집합체(aggregate)의 스위칭 작동 후에 코일(1)로부터 금속 밴드(2)가 당겨지며, 성형 유닛(4)에서 개방된 슬롯(6)을 구비한 튜브(5)로 성형 된다. "개방된"이란 말은 슬롯(6)이 아직 용접된 솔기를 통해 폐쇄되지 않은 것을 의미한다. 금속 밴드(2)의 두 개의 에지는 접촉, 바람직하게는 접합 될 정도로 굽어져 있다. 이어서, 먼저 작동하는 첫 번째 용접 헤드(12) - 전극의 수량과 무관 - 를 통해 튜브(5)의 슬롯(6)이 용접되어, 용접 솔기(8)를 통해 폐쇄된 튜브(9)가 형성된다. 첫 번째 용접 헤드(12)는 전극이 소모될 때까지, 그리고 새로운 전극으로 교체될 때까지, 스위칭 작동된 상태로 있게 된다. "전극"이란 말은 각각의 용접 헤드에 하나 이상의 전극이 사용될 경우에 해당하는 "전극"을 의미한다. 첫 번째 용접 헤드(12)의 전극이 교체되어야 하기 전에 마찬가지로 역시 용접 솔기를 생성하는 두 번째 용접 헤드(13)가 적시에 스위칭 된다. 용접 솔기(8)는 첫 번째 용접 헤드(12)의 스위치가 오프될 때까지 필요할 경우 이중으로 실시된다.

첫 번째 용접 헤드(12)의 스위치가 오프 될 경우, 첫 번째 용접 헤드(12)의 전극이 새로운 전극으로 교체되기 때문에, 첫 번째 용접 헤드(12)가 다시 사용될 수 있다. 첫 번째 용접 헤드(12)는 - 설명된 방식과 유사하게 - 두 번째 용접 헤드(13)의 전극이 소모되고 교체되어야할 경우 제때에 다시 스위칭 작동된다. 따라서, 용접 헤드들(12 또는 13) 가운데 하나의 용접 헤드가 각각 교대로 작동하므로, 용접 솔기(8)로 폐쇄된 튜브(9)가 매우 긴 길이로 지속적으로 제조될 수 있다.

중단되지 않고 작동할 경우, 튜브(9)는 지속적으로 용접 솔기(8)를 통해 폐쇄되며, 두 개의 용접 헤드(12, 13)가 짧은 시간에 동시에 스위칭 작동될 경우 상기 용접 솔기는 이중으로도 실시된다. 두 번째 용접 헤드(13)가 완전히 작동하기 전보다 조금 일찍 첫 번째 용접 헤드(12)가 스위칭 오프 될 경우, 금속 밴드(2)의 에지는 두 번째 용접 헤드(13)가 결함 없이 용접 솔기(8)를 형성할 수 있도록 성형 스테이지(14)를 통해 "개방된" 슬롯(6) 형태로 서로 지지되어 있다.

Claims

종축으로 이동되는 금속 밴드로부터 종 방향으로 뻗어 있는 슬롯을 갖는 튜브로 성형하기 위한 성형 유닛, 상기 튜브의 슬롯에 나란히 놓이는 금속 밴드의 에지를 용접하기 위한 용접 장치, 및 용접으로 완전히 폐쇄된 튜브를 종 방향으로 당기기 위한 당김 장치를 구비한 금속 튜브 연속 제조 장치에 있어서,
상기 용접 장치(7)는, 각각 하나 이상의 불연소 전극을 구비하고 튜브(9)의 당김 방향으로 이격 배치된 적어도 두 개의 용접 헤드(12, 13)로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 튜브 연속 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 튜브(9)의 당김 방향으로, 첫 번째 용접 헤드(12)의 뒤쪽에 배열된 두 번째 용접 헤드(13)의 전방에, 튜브의 슬롯(6)을 형성하는 금속 밴드(2)의 에지들이 경우에 따라 아직 개방된 채로 서로 접하도록 하는 성형 스테이지(14)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 튜브 연속 제조 장치.