KR20150048345A - 메인프레임 용접용 i빔정반 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형중량물의 모재(10)를 용접하기 위한 정반을 형성하는 방법에 있어서: (a) 샵그라운드(20)에 앵커(25)를 설치하는 단계; (b) 모재(10)의 제원과 무게 중심을 산정하는 단계; (c) I빔(30)의 규격과 수량을 산정하는 단계; 및 (d) I빔(30)을 앵커(25)에 태그용접하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, I빔을 기본적인 골격으로 하여 메인프레인과 같은 대형 중량물의 용접시 예열패드 부착이 용이하고 현장의 바닥에 앵커로 지지하여 메인프레임 하부 플레이트 용접 시 수축을 축소하는 효과가 있다.

Description

메인프레임 용접용 I빔정반 형성방법{Method of forming I-beam surface plate for main frame welding}

본 발명은 메인프레임 용접용 정반에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 메인프레임의 하부 플레이트 용접 시 수축이 적고 메인프레임의 정도 관리가 용이한 메인프레임 용접용 I빔정반 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 선박, 해양구조물, 풍력발전기 등에는 메인프레임을 비롯한 다수의 구조물이 용접작업을 거쳐 구비되어 있다. 이러한 구조물은 대형이면서 중량물이므로 대형 정반을 이용하여 용접을 수행한다.

종래의 메인프레임을 용접하기 위한 사각형 용접 정반의 경우 하부 용접 및 예열 패드 부착에 어려움이 있다. 정반을 구성하는 상부 강판의 두께가 얇을 경우 메인프레임 하부 플레이트 용접 시 수축이 심하게 발생한다. 심할 경우 정반이 뒤틀려서 메인프레임의 정도 관리에 어려움이 수반된다.

이에 대한 해결책으로서 사각형 용접 정반을 대체할 수 있는 형강 구조의 용접 정반을 검토할 수 있다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술 문헌으로서 등록실용신안공보 제0347505호에 의하면 H-비임(H-Beam)을 이용한 격자형 정반위에서 용접시편(test piece)을 전, 후, 좌, 우로 이동시키며 신속하게 세팅시킴으로써 용접시편 세팅작업의 효율화로 생산성 및 용접시편의 정확성을 확보할 수 있는 세팅용 정반을 개시한다.

그러나, 상기한 선행기술 문헌에 의하면 용접시편의 신속한 위치 변동에 의한 세팅을 요지로 하므로 메인프레임과 같이 대형이고 중량이 큰 구조물 용접에서 양호한 품질을 기대하기 미흡하다.

1. 한국 등록실용신안공보 제0347505호 "용접시편 세팅용 정반"(공개일자 : 2004. 4. 14.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, I빔을 기본적인 골격으로 하여 메인프레인과 같은 대형 중량물의 용접시 예열패드 부착이 용이하고 현장의 바닥에 앵커로 지지하여 메인프레임 하부 플레이트 용접 시 수축을 축소하는 메인프레임 용접용 I빔정반 형성방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 대형중량물의 모재를 용접하기 위한 정반을 형성하는 방법에 있어서: (a) 샵그라운드에 앵커를 설치하는 단계; (b) 모재의 제원과 무게 중심을 산정하는 단계; (c) I빔의 규격과 수량을 산정하는 단계; 및 (d) I빔을 앵커에 태그용접하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 단계 (a)의 앵커는 일자형 구조를 사용하여 기계적 지지와 전기적 접지를 수행하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 단계 (b)는 컴퓨터 상에 모재의 제원 정보를 입력하여 최종적인 형태와 무게 중심을 산정하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 단계 (c)는 모재의 예열패드 부착과 작업자의 접근성을 감안한 최소한의 간격을 확보하도록 I빔을 설치하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, I빔을 기본적인 골격으로 하여 메인프레인과 같은 대형중량물의 용접시 예열패드 부착이 용이하고 현장의 바닥에 앵커로 지지하여 메인프레임 하부 플레이트 용접 시 수축을 축소하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정반의 설치 완료 상태를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 방법의 주요 단계를 나타내는 작업공정도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 대형중량물의 모재(10)를 용접하기 위한 정반을 형성하는 방법에 관하여 제안한다. 대형중량물의 모재(10)로서 풍력발전기의 메인프레임을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것이 아니고 선박, 해양구조물 등의 프레임에도 적용 가능하다. 메인프레임은 다수의 플레이트(12)를 골격으로 하고 주요 구성품을 지지하기 위한 다수의 브라켓(15)을 포함한다.

본 발명에 의한 단계 (a)는 샵그라운드(20)에 앵커(25)를 설치하는 과정을 거친다. 샵그라운드(20)는 모재(10)인 메인프레임의 용접을 수행하는 현장의 바닥을 의미한다. 앵커(25)는 용접 정반을 샵그라운드(20) 상에 긴밀하게 고정하는 역할을 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (a)의 앵커(25)는 일자형 구조를 사용하여 기계적 지지와 전기적 접지를 수행하는 것을 특징으로 한다. 일자형 구조의 앵커(25)는 샵그라운드(20)의 설정된 영역에 일정한 간격을 유지하도록 평행하게 설치된다. 용접 정반이 앵커(25)에 고정되면 모재(10)를 위한 기계적인 지지력을 발생하는 동시에 전기 저항 용접 과정에서 모재(10)에 대한 전기적 통전(접지)의 역할도 수행한다.

본 발명에 의한 단계 (b)는 모재(10)의 제원과 무게 중심을 산정하는 과정을 거친다. 모재(10)를 이루는 각각의 플레이트(12)와 브라켓(15)에 대한 정보는 설계 과정에서 생성된다. 최종적으로 완성된 모재(10)의 정보도 설계 과정에서 생성될 수 있다. 최종적으로 완성된 모재(10)를 기준으로 무게 중심을 산정하면 용접 정반의 형태를 결정할 수 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (b)는 컴퓨터 상에 모재(10)의 제원 정보를 입력하여 최종적인 형태와 무게 중심을 산정하는 것을 특징으로 한다. 컴퓨터는 전술한 모재(10)의 제원과 무게 중심에 대한 데이터를 저장한 PC를 의미하지만, 별도의 외부 데이터베이스(도시 생략)에 저장된 데이터를 활용하는 것도 가능하다. 최종적인 모재(10)가 완성되기 전에 무게 중심을 예상하는 작업은 컴퓨터 프로그래밍으로 처리하는 것이 필수적이다.

본 발명에 의한 단계 (c)는 I빔(30)의 규격과 수량을 산정하는 과정을 거친다. 모재(10)의 제원과 무게 중심을 참고하여 I빔(30)의 규격과 수량을 산정하고 샵그라운드(20)에 투입한다. 모재(10)의 외형과 중량에 따라서 I빔(30)의 규격을 결정하고, 모재(10)의 무게 중심 부분에는 I빔(30)을 상대적으로 조밀하게 배치한다. 물론 모재(10)의 형태에 따라서는 각기 다른 규격의 I빔(30)을 혼용하는 것도 가능하다. 별도의 치구(도시 생략)를 사용하면 I빔(30) 사이의 간격을 맞추어 배치하기도 용이하다.

어느 경우에나 I빔(30)은 표준품이므로 부분적 손상시 저비용으로 교체가 용이하다. 종래의 사각형 용접 정반이 일체 구조인 반면 본 발명은 다수의 I빔(30)으로 분할된 구조로 형성되므로 모재(10)의 형태에 대응한 변형도 용이하다. I빔(30)이 모재(10)와의 간섭 면적이 적고 굽힘모멘트 측면에서 유리하지만 H빔이나 여타의 형강을 배제하는 것은 아니다. 실제로 I빔(30)을 사용한 용접 정반은 100mm이상의 두꺼운 모재(10)를 상치하여도 변형이 미미하다. 이에 따라 본 발명의 용접 정반으로 완성된 모재(10)는 높은 정도를 유지할 수 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (c)는 모재(10)의 예열패드 부착과 작업자의 접근성을 감안한 최소한의 간격을 확보하도록 I빔(30)을 설치하는 것을 특징으로 한다. 모재(10)의 형태에 따라서 두터운 부분에는 예열패드(도시 생략)를 부착하는 것이 좋다. 예열패드는 용접시 온도 불균일에 의한 용접 결함을 방지한다. 다만 종래의 사각형 용접 정반은 모재(10)와의 틈새가 확보되지 않아 예열패를 부착함에 어려움이 수반된다.

이와 같이 작업자의 접근성이 양호하므로 버트(Butt) 용접, 필렛(Fillet) 용접에 무관하게 항상 작업자가 아래보기 용접으로 처리할 수 있어서 피로도를 줄이고 용접불량율도 저하된다.

본 발명에 의한 단계 (d)는 I빔(30)을 앵커(25)에 태그용접하는 과정을 거친다. 선정된 수량으로 샵그라운드(20)에 투입된 I빔(30)은 앵커(25)와 직교하도록 평행하지만 설정된 간격으로 배치된다. 이후 I빔(30)과 앵커(25)가 교차하는 부분에 태그용접부(35)를 형성하여 고정한다. 종래의 사각형 용접 정반의 경우 태그용접부(35)의 확보가 충분하지 않아 모재(10)의 용접시 뒤틀림 변형을 유발하여 모재(10)의 정도를 저하시키기도 한다.

한편, 본 발명의 I빔(30)을 사용한 용접 정반은 하나의 모재(10)에 대한 작업이 종료된 후에 다음의 모재(10)에 대한 정보를 바탕으로 재구성하기도 용이하여 전체적 공수 절감에 유리하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 모재 12: 플레이트
15: 브라켓 20: 샵그라운드
25: 앵커 30: I빔
35: 태그용접부

Claims (4)

1. 대형중량물의 모재(10)를 용접하기 위한 정반을 형성하는 방법에 있어서:
   (a) 샵그라운드(20)에 앵커(25)를 설치하는 단계;
   (b) 모재(10)의 제원과 무게 중심을 산정하는 단계;
   (c) I빔(30)의 규격과 수량을 산정하는 단계; 및
   (d) I빔(30)을 앵커(25)에 태그용접하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 메인프레임 용접용 I빔정반 형성방법
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (a)의 앵커(25)는 일자형 구조를 사용하여 기계적 지지와 전기적 접지를 수행하는 것을 특징으로 하는 메인프레임 용접용 I빔정반 형성방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (b)는 컴퓨터 상에 모재(10)의 제원 정보를 입력하여 최종적인 형태와 무게 중심을 산정하는 것을 특징으로 하는 메인프레임 용접용 I빔정반 형성방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (c)는 모재(10)의 예열패드 부착과 작업자의 접근성을 감안한 최소한의 간격을 확보하도록 I빔(30)을 설치하는 것을 특징으로 하는 메인프레임 용접용 I빔정반 형성방법.

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