KR20140030953A - 용접 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 방법에 관한 것으로서, 맞대기 용접을 위한 제1 및 제2 부재를 준비하는 단계; 상기 제1 및 제2 부재 중에서, 어느 하나의 부재의 두께와 제1 두께를 비교하는 단계; 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 두께 차이와 제2 두께를 비교하는 단계; 상기 제1 부재의 두께가 상기 제1 두께 이하이고, 상기 제2 부재의 두께가 상기 제1 부재의 두께보다 상기 제2 두께 미만으로 두꺼운 것을 확인하는 단계; 상대적으로 두꺼운 두께인 상기 제2 부재의 용접단이 상기 제1 부재의 용접단의 두께보다 상대적으로 얇은 두께의 용접단으로 형성되도록 면취 가공하는 단계; 및 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 I 기법으로 용접 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 용접 방법은, 맞대기 용접을 위한 두 개 부재 중에서, I 기법을 적용할 수 없는 두께이면서 모따기 작업이 불가한 두께 차이를 갖는 부재의 용접단을 모따기 작업의 제약 조건의 두께 또는 그 이상의 두께로 면취 가공함으로써, Y 기법보다 하위 용접 기법인 I 기법을 적용할 수 있어, 가공 공수, 용접 재료 및 용접 시간을 절감할 수 있다.

Description

용접 방법 {A method of a welding}

본 발명은 용접 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 부재의 자동용접 이음작업은 생산 장비의 성능과 이를 운용하는 용접기술의 능력에 의해 용접 허용 두께의 기준이 정해 지고, 용접 기법과 적용 두께 범위, 용접 작업조건 등을 검사기관의 검정을 통해 현업 부서에서 시행된다.

자동 용접 장비를 이용한 자동용접 기법의 종류에는 I 기법, Y 기법, 이중(Double) Y 기법 등이 있으며, 각각 용접 허용 두께의 기준을 가지고 있다.

예를 들어, 소조 조립장의 잠호용접(Submerged Arc Welding; SAW)의 I 기법은 부재의 두께가 18.0mm 이하까지 두께 범위를 용접 허용 두께의 기준으로 하고 있고, 부재의 용접 개선 형상 작업시 두 개 부재의 두께 차이가 3.5mm 이하에는 모따기(Chamfering) 작업이 불가하다는 제약 조건이 있다.

상기한 용접 허용 두께의 기준 및 모따기 제약 조건에 따라, 맞대기 용접을 위한 두 개 부재의 두께가 모두 18.0mm 이하인 경우에는, 모따기 작업없이 I 기법을 적용하여 용접할 수 있다. 또한, 두 개 부재 중에서 어느 하나의 부재의 두께가 18mm 이하이고, 다른 하나의 부재의 두께가 22mm 이상인 경우에는, 두 개 부재의 두께 차이가 4mm 이상으로 모따기 제약 조건에 해당되지 않아 다른 하나의 부재의 용접단을 두께 차이만큼 일정 각도로 모따기 작업한 후에 I 기법을 적용하여 용접할 수 있다.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같이, 맞대기 용접을 위한 제1 및 제2 부재(10 및 20) 중에서, 제1 부재(10)의 두께(t1)가 I 기법을 적용할 수 있는 18mm 이하이고, 제2 부재(20)의 두께(t2)가 I 기법을 적용할 수 없으면서 모따기 작업이 불가한 21mm 이하(두께 차이가 3mm 이하)인 경우에는, 제1 및 제2 부재(10 및 20) 각각의 용접단을 일정 각도(α), 예를 들어, 약 25°로 면취하는 Y 기법을 적용하여 용접하고 있다.

이와 같이, I 기법을 적용을 적용하지 못하고 상위 용접기법인 Y 기법을 적용함에 따라, 가공 공수 및 용접 공수가 증가하고, 제1 및 제2 부재(10 및 20)의 두께(t1 및 t2)가 다름으로 인하여 용접기 센터링이 어려우며, 용착량이 부족할 뿐만 아니라 언더컷(Undercut)이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 맞대기 용접을 위한 두 개 부재 중에서, I 기법을 적용할 수 있는 두께의 어느 하나의 부재에 대하여, I 기법을 적용할 수 없는 두께이면서 모따기 작업이 불가한 두께 차이를 갖는 다른 하나의 부재의 용접단을 어느 하나의 부재의 두께보다 상대적으로 얇은 두께로 형성되도록 면취 가공함으로써, 자동용접 기법의 종류 중에 하위 용접 기법인 I 기법을 적용하여 용접할 수 있는 용접 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법은, 맞대기 용접을 위한 제1 및 제2 부재를 준비하는 단계; 상기 제1 및 제2 부재 중에서, 어느 하나의 부재의 두께와 제1 두께를 비교하는 단계; 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 두께 차이와 제2 두께를 비교하는 단계; 상기 제1 부재의 두께가 상기 제1 두께 이하이고, 상기 제2 부재의 두께가 상기 제1 부재의 두께보다 상기 제2 두께 미만으로 두꺼운 것을 확인하는 단계; 상대적으로 두꺼운 두께인 상기 제2 부재의 용접단이 상기 제1 부재의 용접단의 두께보다 상대적으로 얇은 두께의 용접단으로 형성되도록 면취 가공하는 단계; 및 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 I 기법으로 용접 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용접 방법은, 맞대기 용접을 위한 두 개 부재 중에서, I 기법을 적용할 수 없는 두께이면서 모따기 작업이 불가한 두께 차이를 갖는 부재의 용접단을 모따기 작업의 제약 조건의 두께 또는 그 이상의 두께로 면취 가공함으로써, Y 기법보다 하위 용접 기법인 I 기법을 적용할 수 있어, 가공 공수, 용접 재료 및 용접 시간을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 용접 방법을 설명하기 위한 부재의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법을 설명하기 위한 부재의 측면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법을 설명하기 위한 부재의 측면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 방법은, 맞대기 용접을 위한 제1 및 제2 부재(30 및 40)를 준비하는 단계(S10), 제1 및 제2 부재(30 및 40) 중에서, 어느 하나의 부재(30 또는 40)의 두께(t1 또는 t2)와 제1 두께를 비교하는 단계(S20), 제1 부재(30) 및 제2 부재(40)의 두께 차이(t2-t1)와 제2 두께를 비교하는 단계(S30), 제1 부재(30)의 두께(t1)가 제1 두께 이하이고, 제2 부재(40)의 두께(t2)가 제1 부재(30)의 두께(t1)보다 제2 두께 미만으로 두꺼운 것을 확인하는 단계(S40), 상대적으로 두꺼운 두께(t2)인 제2 부재(40)의 용접단이 제1 부재(30)의 용접단의 두께(t1)보다 상대적으로 얇은 두께(t3)의 용접단으로 형성되도록 면취 가공하는 단계(S50), 제1 부재(30)와 제2 부재(40)를 I 용접기법으로 용접 결합하는 단계(S60)를 포함한다.

단계 S10에서는, 맞대기 용접을 위한 제1 및 제2 부재(30 및 40)를 준비한다.

제1 부재(30)는, 두께(t1)가 소조 조립장의 잠호용접(Submerged Arc Welding; SAW)의 I 기법을 적용하여 용접할 수 있는 두께인 18.0mm 이하 또는 I 기법을 적용하여 용접할 수 없는 두께인 18.0mm 이상일 수 있다. 제2 부재(40)는, 두께(t2)가 소조 조립장의 잠호용접의 I 기법을 적용하여 용접할 수 있는 두께인 18.0mm 이하 또는 I 기법을 적용하여 용접할 수 없는 두께인 18.0mm 이상일 수 있다.

단계 S20에서는, 제1 및 제2 부재(30 및 40) 중에서, 어느 하나의 부재(30 또는 40)의 두께(t1 또는 t2)와 제1 두께를 비교한다.

제1 두께는, I 기법을 적용하여 용접할 수 있는 두께인 18.0mm이거나 그 이하의 두께이다. 예를 들어, 제1 두께는 18.0mm, 17.0mm, 16.0mm 등이 될 수 있다.

단계 S20에서, 어느 하나의 부재(30 또는 40)의 두께(t1 또는 t2)와 제1 두께를 비교하는 것은, 제1 및 제2 부재(30 및 40)의 두께(t1 및 t2)가 모두 제1 두께보다 두꺼울 경우 I 기법을 적용하여 용접할 대상이 될 수 없고, 제1 및 제2 부재(30 및 40)의 두께(t1 및 t2)가 모두 제1 두께보다 얇을 경우 I 기법을 적용하여 용이하게 용접할 수 있어, 본 실시예에서 해결하고자 하는 과제가 아니기 때문이다. 즉, 제1 및 제2 부재(30 및 40)의 두께(t1 및 t2)중 적어도 어느 하나의 두께(t1 또는 t2)는 제1 두께보다 얇아야 한다.

단계 S30에서는, 제1 부재(30) 및 제2 부재(40)의 두께 차이(t2-t1)와 제2 두께를 비교한다.

제2 두께는, 부재의 용접 개선 형상 작업시, 모따기 제약 조건으로서 모따기(Chamfering) 작업이 불가한 두 개 부재의 두께 차이인 3.5mm 이하 또는 4.0mm 미만의 두께이다. 이에 따라 두께 차이(t2-t1)는, 1.0mm ~3.0mm일 수 있다.

단계 S30에서, 제1 부재(30) 및 제2 부재(40)의 두께 차이(t2-t1)와 제2 두께를 비교하는 것은, 제1 부재(30) 및 제2 부재(40)의 두께 차이(t2-t1)가 제2 두께보다 클 경우 모따기 작업을 수행한 후에 I 기법을 적용하여 용이하게 용접할 수 있어, 본 실시예에서 해결하고자 하는 과제가 아니기 때문이다. 즉, 제1 부재(30) 및 제2 부재(40)의 두께 차이(t2-t1)는 제2 두께보다 작아야 한다.

단계 S40에서는, 제1 부재(30)의 두께(t1)가 제1 두께 이하이고, 제2 부재(40)의 두께(t2)가 제1 부재(30)의 두께(t1)보다 제2 두께 미만으로 두꺼운 것을 확인한다.

제1 부재(30)의 두께(t1)는 I 기법의 용접 허용 두께인 18mm 이하의 두께, 예를 들어, 18mm, 17mm, 16mm 등이 될 수 있고, 제2 부재(40)의 두께(t2)는 모따기 작업의 제약 조건인 제1 부재(30)의 두께를 기준으로 4mm 미만, 예를 들어, 제1 부재(30)의 두께(t1)가 18mm인 경우 21mm, 20mm, 19mm가 될 수 있다.

이와 같이, 확인된 제1 및 제2 부재(30 및 40) 각각의 두께(t1 및 t2)는, 종래의 용접 방법으로는 I 기법보다 상위 용접 기법인 Y 기법을 적용하여 용접할 수 밖에 없었으나, 본 발명의 실시예에서는 추후 단계 S50을 통해 추후 단계 S60과 같이 I 기법을 적용하여 용접할 수 있게 한다.

단계 S50에서는, 상대적으로 두꺼운 두께(t2)의 제2 부재(40)의 용접단이 제1 부재(30)의 용접단의 두께(t1)보다 상대적으로 얇은 두께(t3)의 용접단으로 형성되도록 면취 가공한다.

면취 가공시, 제2 부재(40)의 용접단의 모따기 두께는, 제2 두께이거나 그 이상의 두께이다. 예를 들어, 제1 부재(30)의 두께(t1)가 18mm이고, 제2 부재(40)의 두께(t2)가 20mm인 경우, 면취 가공시 제2 부재(40)의 용접단을 모따기 제약 조건을 고려하여 4mm 깎거나 4mm 이상 깎음으로써, 제2 부재(40)의 용접단은 제1 부재(30)의 용접단의 두께(t1)보다 상대적으로 얇은 두께(t3)인 16mm이거나 16mm 이하가 된다. 면취 가공시 제2 두께를 기준으로 한 것은, 상기한 단계 S30에서 설명한 바와 같이, 모따기 작업의 제약 조건을 충족시키기 위해서이다.

또한, 면취 가공시, 제2 부재(40)의 모따기 각도는, 제2 부재(40)의 용접단에 대하여 각도(α), 예를 들어, 약 60°~ 65°로 경사지게 모따기할 수 있다.

상기한 본 실시예는, 모따기 작업의 제약 조건인 1~3mm 단차 범위의 두께에 대해 4mm 모따기를 시공하는 모따기 개선 형상을 개발함으로써, 양쪽으로 Y 개선 형상 작업에 비해 한 쪽만 모따기 형상 작업으로, Y 기법보다 하위 용접 기법인 I 기법을 적용할 수 있어, 가공 공수, 용접 재료 및 용접 시간을 절감할 수 있다.

단계 S60에서는, 제1 부재(30)와 제2 부재(40)를 I 용접기법으로 용접 결합한다. 단계 S50에서 제2 부재(40)를 면취 가공하였기 때문에 제1 부재(30)와 제2 부재(40)의 용접단은 모두 제1 두께 이하가 된다. 이때 본 실시예는 Y 용접기법보다 하위 용접 기법인 I 용접기법을 이용하여 원활하게 제1 부재(30)와 제2 부재(40)를 용접할 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 맞대기 용접을 위한 제1 및 제2 부재(30 및 40) 중에서, I 기법을 적용할 수 있는 두께(t1)의 제1 부재(30)에 대하여, I 기법을 적용할 수 없는 두께(t2)이면서 모따기 작업이 불가한 두께 차이(t2-t1)를 갖는 제2 부재(40)의 용접단을 제1 부재(30)의 두께(t1)보다 상대적으로 얇은 두께(t3)로 형성되도록 면취 가공함으로써, Y 기법보다 하위 용접 기법인 I 기법을 적용할 수 있어, 가공 공수, 용접 재료 및 용접 시간을 절감할 수 있다.

따라서, 본 실시예는 상위 용접기법인 Y 기법을 적용할 경우 I 기법을 적용할 때보다 가공 공수 및 용접 공수가 증가하고, 두 개 부재의 두께가 다름으로 인하여 용접기 센터링이 어려우며, 용착량이 부족할 뿐만 아니라 언더컷이 발생하는 종래의 문제점을 모두 해결할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10, 30: 제1 부재 20, 40: 제2 부재

Claims (7)

1. 맞대기 용접을 위한 제1 및 제2 부재를 준비하는 단계;
   상기 제1 및 제2 부재 중에서, 어느 하나의 부재의 두께와 제1 두께를 비교하는 단계;
   상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 두께 차이와 제2 두께를 비교하는 단계;
   상기 제1 부재의 두께가 상기 제1 두께 이하이고, 상기 제2 부재의 두께가 상기 제1 부재의 두께보다 상기 제2 두께 미만으로 두꺼운 것을 확인하는 단계;
   상대적으로 두꺼운 두께인 상기 제2 부재의 용접단이 상기 제1 부재의 용접단의 두께보다 상대적으로 얇은 두께의 용접단으로 형성되도록 면취 가공하는 단계; 및
   상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 I 기법으로 용접 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 두께는,
   상기 I 기법으로 용접할 수 있는 허용 두께이거나 그 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 I 기법으로 용접할 수 있는 허용 두께는,
   18.0mm인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 두께는,
   부재의 용접 개선 형상 작업시, 모따기 작업이 불가한 두께 미만인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 모따기 작업이 불가한 두께는,
   4.0mm 미만인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 면취 가공은,
   상기 제2 두께이거나 그 이상의 두께로 상기 제2 부재의 용접단을 깎는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제2 부재의 용접단은,
   4.0mm 이상의 두께로 깎이는 것을 특징으로 하는 용접 방법.

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