KR20160043414A

KR20160043414A - 용접 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160043414A
Application number: KR1020140137772A
Authority: KR
Inventors: 박세범
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2016-04-21
Also published as: KR101627143B1

Abstract

용접 장치가 제공된다. 용접 장치는 용접 대상물을 수동으로 용접하기 위한 용접 토치를 갖는 용접기, 상기 용접기에 전원을 공급하는 전원 공급기, 용접 패스 마다 온도, 전압, 전류의 용접 변수를 측정하는 온도, 전압, 및 전류 측정 센서, 상기 측정 센서로부터 측정된 값을 표시하는 표시기, 상기 측정 센서로부터 측정된 온도, 전압, 전류에 관한 측정값이 기준값과 다른 경우 이상 상태를 알리는 알람 발생기, 용접 대상물을 용접하기 위한 데이터를 입력 또는 불러오도록 소정의 명령어를 입력 가능토록 하는 입력기, 및 상기 용접 작업에 관련된 데이터를 처리하고, 상기 측정 센서로부터 측정된 측정값과 기준값을 비교 판단하고, 이상 상태 발생 시 상기 알람 발생기를 동작시키는 제어기를 포함한다.

Description

용접 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF WELDING}

본 발명은 수동 용접기를 이용하여 용접을 수행함에 있어서, 용접사가 용접 조건을 확인하면서 용접을 행하도록 하여 용접 품질을 향상시키는 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.

용접 절차 시방서는 용접 작업 계획과 용접 중 품질 관리에 필요한 사항을 제공하기 위해 필요하다. 용접 절차 시방서는 제품의 생산 중 용접이 어떻게 진행이 되어야 하는지를 나타낸 지침서이다. 그 목적은 용접 작업의 계획 및 품질 관리를 지원하는 데 있다.

종래에는, 용접사는 용접 절차 시방서의 지침에 따라 수동 용접을 실시한다. 용접사가 용접 절차 시방서의 용접 조건에 따라 용접을 하고, 하나의 용접 패스가 완료되면 패스간 온도 측정을 위하여 용접사가 온도계를 사용하여 수작업으로 층간 온도를 측정한다.

이와 같은 경우 온도 확인 누락이 발생할 수 있다. 또한 용접 중 용접사가 전류값/전압값에 대한 확인이 불가능하여 용접부에 대한 건전성 확보가 어려운 문제점이 있다.

용접 품질을 확보하기 위해서 실제 용접 작업을 행하는 동안 용접 변수, 즉, 온도, 전류값, 및 전압값을 확인하는 것 이외에도 용접 작업 전 공정, 용접 후 공정에 대한 작업 지시를 충실히 따르는 것이 중요하다.

그러나, 용접사가 단순히 용접 절차 시방서의 지침에 따라 용접을 실시하는 경우, 용접 전, 후 공정에서 요구되는 작업 지시를 준수하지 못하고 누락되는 사항이 발생될 수 있다.

일본특허번호 5,351,496호 일본특허공개번호 2005-46848호

본 발명의 목적은 수동 용접 시, 용접 패스 마다 온도, 전압, 및 전류를 자동으로 측정하고 측정값을 표시기에 표시하여 용접사가 인지하도록 함과 아울러서, 기준값과 측정값을 비교 판단하여 이상 상태 발생 시 알람을 발생하도록 하여 용접 품질 확보를 꾀하는 용접 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수동 용접 시, 용접 전, 후 단계에서 요구되는 작업 지침 사항을 용접사가 확인하고, 확인이 완료되면 용접사가 입력기를 통하여 직접 입력하도록 하고, 이러한 일련의 확인 과정 및 확인 결과를 제어기를 통해 처리하고 저장토록 함으로써 용접 작업 사양서에서 요구되는 지침 사항이 누락되는 것을 방지하여 용접 품질 확보를 꾀하도록 하는 용접 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 관점을 따르면, 용접 대상물을 수동으로 용접하기 위한 용접 토치를 갖는 용접기, 상기 용접기에 전원을 공급하는 전원 공급기, 용접 패스 마다 온도, 전압, 전류의 용접 변수를 측정하는 온도, 전압, 및 전류 측정 센서, 상기 측정 센서로부터 측정된 값을 표시하는 표시기, 상기 측정 센서로부터 측정된 온도, 전압, 전류에 관한 측정값이 기준값과 다른 경우 이상 상태를 알리는 알람 발생기, 용접 대상물을 용접하기 위한 데이터를 입력 또는 불러오도록 소정의 명령어를 입력 가능토록 하는 입력기, 및 상기 용접 작업에 관련된 데이터를 처리하고, 상기 측정 센서로부터 측정된 측정값과 기준값을 비교 판단하고, 이상 상태 발생 시 상기 알람 발생기를 동작시키는 제어기를

본 발명의 다른 관점을 따르면, 용접 대상물을 수동으로 용접하기 위한 용접 데이터를 확보하는 단계, 및 상기 용접 대상물의 용접을 수동으로 실시하는 단계를 포함하고, 상기 용접 실시 단계는 용접 패스마다 온도, 전압, 전류를 측정하는 단계, 상기 온도에 관한 측정값을 기준값과 비교 판단하고, 비 정상 온도인 경우 알람을 발생시키고, 일정 시간 경과 후에 온도를 재 측정하여 적정 온도에 도달한 경우 다음 용접 패스를 재개하도록 하는 단계, 및 상기 용접 패스가 용접되는 동안 상기 전압, 전류에 관한 평균값을 산출 한 후 기준값과 비교 판단하여 비 적정 상태로 판단된 경우 알람을 발생시켜 용접사로 하여금 재 용접을 실시하도록 하고, 적정 상태로 판단된 경우 다음 용접 패스를 실시하도록 하는 단계를 포함하는 용접 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시 예를 따르면, 용접사가 수동 용접을 실시하는 동안 각 용접 패스 마다 온도, 전압, 전류를 자동 측정하고, 측정값을 표시기를 통하여 표시함과 아울러서, 기준값과 비교 판단하여 이상 상태 발생 시 알람을 발생하여 용접사가 용접을 실시하는 동안 용접 변수를 인지하며, 적절한 조치를 취할 수 있어 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예를 따르면, 수동 용접을 행함에 있어서, 용접사가 용접 전 단계, 용접 실시 단계, 용접 후 단계에서 요구되는 용접 지시 사항을 별도의 확인 시스템을 활용하여 확인하고 데이터를 저장 함으로써 지시 사항 확인 누락을 방지하여 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 용접 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 수동 용접 처리 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 용접 실시 단계의 처리 과정을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 각 실시 예는 발명의 다양한 관점을 설명한다. 예를 들면, 일 실시 예에 관하여 기술된 특징은 또 다른 실시 예로 대체되기 위한 또 다른 전형으로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 용접 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 용접 장치(1)는 용접기(3), 전원 공급기(5), 온도 측정 센서(7), 전압 측정 센서(8), 전류 측정 센서(9), 표시기(11), 알람 발생기(13), 입력기(15), 및 제어기(19)등을 포함한다.

용접기(3)는 용접사가 용접 대상물(2)을 수동으로 용접하기 위한 용접 토치를 포함한다. 용접기(3)는 수동피복아크용접(SMAW: Shield Metal Arc Welding), 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW: Gas Tungsten-Arc Welding), 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW: Flux Cored Arc Welding)등의 방식을 가질 수 있다.

용접 대상물(2)은 원자로 제관품을 포함할 수 있다.

SMAW 용접이란, 스틱 혹은 플레인 아크 용접이라고도 불리우며, 이 방법은 피복된 금속 전극과 용접대상물 사이에 전기 아크를 발생시킴으로써, 유착을 얻는 방법이다.

GTAW 용접이란, 비교적 두께가 얇은 시트(Sheet), 스트립(Strip), 또는 튜빙(Tubing)등의 용접에 적합하며, 현장에서는 루드 패스 용접(Root Pass Welding) 및 우수한 용접 품질이 요구되는 곳에서 사용된다. 녹아 들어가는 금속은 슬래그 제거 등의 마무리 처리가 거의 필요없는 양호한 상태의 견고한 용접을 위해 조절될 수 있다.

FCAW 용접이란 용접에 사용되는 와이어의 내부에 플럭스로 채워져 있는 플럭스 코어드 와이어를 사용한다. 별도의 보호가스가 없이 용접을 할 경우 자체 보호 플러스 코어드 아크 용접이라 하며, 별도의 보호 가스를 사용할 경우, 보호 가스 플럭스 코어드 아크 용접이라 한다. SMAW와는 달리 비폭재가 심선의 중앙에 있는 것이다.　즉 피복재가 심선을 감싸는 SMAW와는 달리 심선이 피복재를 감싸고 있다고 생각하면 쉽게 이해가 될 것이다. FCAW는 용접봉이 자동으로 공급되며, 외부에서 CO₂ 가스를 공급하여 용접부를 보호한다.

전원 공급기(5)는 용접기(3)에 전원을 공급하며, 연결부재(6)를 매개로 용접기(3)와 연결된다. 연결부재(6)는 전원 공급기(5) 및 용접기(3)를 전기적으로 연결하는 전선을 포함할 수 있다.

온도 측정 센서(7), 전압 측정 세서(8), 전류 측정 센서(9)는 용접 패스 마다 온도, 전압, 전류의 용접 변수를 측정하도록 구성된다. 용접 패스란 용접의 진행 방향을 따라서 행한 1회의 용접 조작, 즉, 한 줄의 비드(bead)를 의미한다.

온도 측정 센서(7)는 용접 대상물(2)에 직접 설치된 접촉 센서(7a) 및 용접 대상물(2)의 용접부 주위에 간접적으로 설치된 비 접촉 센서(7b)를 포함한다.

표시기(11)는 상술한 온도, 전압, 전류 측정 센서(7~9)로부터 측정된 측정값을 표시한다. 이와 같이 표시기(11)에 용접 패스 마다 용접을 실시하는 동안 측정된 온도, 전압 및 전류에 관한 측정값을 표시하여 용접사가 용접 변수를 인지하면서 용접을 행하도록 한다.

표시기(11)는 용접 진행 중 측정된 온도, 전압, 전류에 관한 측정값 이외에도 용접 전, 후 단계에서 요구되는 용접 지시 사항에 관련된 내용들을 표시할 수 있다. 표시기(11)는 용접 대상물(2)에 관한 다양한 용접 정보를 표시하는 출력 장치 기능을 가질 수 있다.

또 다른 실시 예로 입력 기능을 갖는 터치 스크린 형태로 구성될 수 있다. 즉, 표시기(11)는 입, 출력 기능을 갖도록 구성될 수 있다.

알람 발생기(13)는 측정 센서(7~9)로부터 측정된 온도, 전압, 전류에 관한 측정값이 기준값과 다른 경우 이상 상태를 알리도록 구성된다. 알람 발생기(13)는 경고등, 소리, 또는 표시기(22)상에 표시되는 표시창 등을 포함할 수 있다.

다른 실시 예로, 알람 발생기(13)는 용접 전 단계에서 예열기(23)를 통하여 용접부를 예열 후 측정 온도가 적정 상태가 아니라고 판단된 경우 알람을 발생할 수 있다.

다른 실시 예로, 알람 발생기(13)는 용접 실시 중 용접봉, 예를 들면 피복 용접봉을 사용하는 경우, 휴대용 건조 오븐(23) 비 작동 시, 알람을 발생할 수 있다.

또 다른 실시 예로, 알람 발생기(13)는 용접 전 단계, 용접 실시 단계, 용접 후 단계에 있어서 요구되는 용접 조건에 부합되지 않는 다양한 상황이 발생할 경우 알람을 발생할 수 있다.

입력기(15)는 용접사가 수동 용접에 필요한 데이터, 예컨대, 용접 절차 사양서의 지시 사항 들을 직접 입력하거나, 또는 별도의 저장 장치를 통해 저장된 데이터를 불러오는 명령어를 입력 가능토록 구성된다.

예를 들면, 용접사는 입력기(15)를 통하여 용접 실시 단계 중 요구되는 1 용접 패스 마다 요구되는 용접 변수, 예컨대, 온도, 전압, 전류에 관한 기준값을 직접 입력하도록 하거나, 별도의 저장 장치를 통해 저장된 값을 불러올 수 있다.

이에 더하여, 입력기(15)는 용접 전단계, 용접 실시 단계, 용접 후 단계를 포함하는 용접 전 공정에 있어서, 용접사가 수동 용접을 행하는 동안 요구되는 용접 지시 사항에 관한 항목을 직접 입력하거나, 체크를 행하도록 한다.

용접 품질 확보를 위하여 용접 실시 단계에서는 물론 용접 전, 후 단계에서 용접사 준수 사항을 필요로 한다.

용접 실시 전 단계에서, 예를 들면, 용접사가 용접을 위한 용접봉 적정 유무, 용접부 청결 상태, 예열 유무, 피복 용접봉인 경우 휴대용 건조 오븐에 보관 여부 등에 관한 사항을 확인하는 것이 필요하다.

용접 실시 후 단계에서, 예를 들면, 용접사가 후열 유지, 용접부 청결 상태, 잔여 용접봉, 플럭스를 확립된 기준에 따라 반납, 용접 규격 만족 여부 확인, QC 검사사항 등에 관한 사항을 확인하는 것이 필요하다.

후열은 용접열로 인한 가열 냉각 과정에서 발생한 잔류 응력을 제거하는 것을 일 목적으로 한다.

각 단계에서 요구되는 준수 사항을 용접사가 직접 클릭 방식에 의해 체크하고, 체크가 완료되면, 용접사가 입력기(15) 또는 표시기(11)에 구성된 완료 버튼을 직접 클릭하여 다음 단계로 이행한다. 이때, 각 단계에서 요구되는 지시 사항 확인의 누락이 있을 경우 알람을 발생하여 용접사가 인지하도록 할 수 있다.

이러한 동작을 통하여 용접사가 용접 절차 사양서에서 요구되는 각각의 지시 항목을 꼼꼼히 체크하도록 유도하여 지시 사항 누락을 방지하여 용접 품질 향상을 꾀할 수 있다.

제어기(19)는 용접사가 수동 용접 시, 측정 센서(7~9)로부터 측정된 측정값과, 기준값을 비교 판단하고, 이상 상태 발생시 알람 발생기(13)를 동작시키고, 측정 센서(7~9)로부터 측정된 측정값을 표시기(11)를 통하여 표시하는 일련의 명령어를 처리하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통하여 용접사는 매 용접 패스 마다의 층간 온도, 전압, 전류에 관한 용접 변수를 인지하면서, 용접 작업을 수행하고, 적절히 조치를 할 수 있어 용접 품질 확보를 꾀할 수 있다.

제어기(19)는 위와 같이 실질적으로 용접이 실시되는 용접 작업 중, 용접 변수, 즉, 층간 온도, 전압 전류를 비교 판단하고, 알람 및 표시 기능을 제어하는 것 이외에도 용접 전, 후 단계에서 요구되는 용접 지시 사항 들에 관한 데이터 처리를 수행하도록 구성될 수 있다.

즉, 제어기(19)는 용접 작업, 전, 후 단계에서 요구되는 지시 사항들에 관하여 용접사가 입력기(15)를 통하여 입력하면, 입력된 각종 데이터를 받아서 처리한 후, 그 결과를 표시기(11), 알람 발생기(11)등으로 보내는 일련의 과정을 제어하고 조정하는 일을 수행하는 중앙처리장치의 역할을 한다.

용접 장치(1)는 예열기(21) 및 휴대용 건조 오븐(23)을 더 포함할 수 있다.

예열은 용접부 냉각 속도 조절과 급냉을 방지하고, 표면 습기 제거로 기공, 수소 침투 균열 등을 예방하고, 변형 및 잔류 응력을 저감하고, 열균형 유지를 목적으로 한다.

열균형은 예를 들면, 두께가 두꺼운 쪽과 얇은 쪽을 상호 접합 시에 두꺼운 쪽에 급냉으로 용입 불량 등의 결함이 발생하므로 예열하여 두꺼운 쪽에 집중 예열함으로써 급냉을 방지하기 위하여 필요하다.

다음은 상술한 바와 같이 구성된 용접 장치(1)를 이용하여 용접을 행하는 방법에 관하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 수동 용접 처리 과정을 나타내는 순서도이고, 도 3은 도 2의 용접 실시 단계의 처리 과정을 나타내는 순서도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 용접 방법은 용접 데이터 확보 단계(S100), 용접 전처리 단계(S300), 용접 실시 단계(S500), 용접 후 처리 단계(S700)을 포함한다.

용접 데이터 확보 단계(S100)에서, 용접사는 작업을 수행할 용접 대상물(2)에 관련된 용접 데이터, 예컨대 용접 절차 사양서의 데이터를 입력한다. 데이터 입력은 용접사가 입력기(15)를 통하여 직접 입력하거나, 입력기(15)를 통하여 별도의 저장 장치에 미리 저장된 용접 절차 사양서를 불러오는 것에 의할 수 있다.

용접 절차 사양서는 용접 작업의 준수 사항과 작업 조건, 예열 작업 등에 관한 내용을 포함한다.

용접 데이터 확보 단계(S100)를 통하여 용접 대상물(2)을 용접하기 위한 데이터가 확보되면, 용접 전 처리 단계(S300)가 실행된다.

용접 전 처리 단계(S300) 실행은 용접사가 용접 시작 명령어를 직접 선택하면 실행되도록 구성될 수 있다. 용접 시작은 표시기(11)에 용접 시작 유무를 묻는 표시창이 마련되고, 용접사가 입력기(15) 또는 표시기(11)에 마련된 실행 버튼을 선택하는 것에 의할 수 있다.

용접사에 의해 용접 실행이 선택되면, 용접사가 용접 전 준수 해야 할 처리 항목들이 표시기(11)를 통하여 표시된다.

용전 전 처리 항목은 용접봉 적정 유무 확인, 용접부 청결 상태, 예열 유무, 또는 피복 용접봉인 경우 휴대용 건조 오븐에 보관 여부, QC 검사 사양 확인을 포함할 수 있다.

상술한 항목 들이 표시기(11)를 통하여 표시되면, 용접사는 각 항목의 내용을 인지하면서 확인 작업을 실시 하고, 각 항목에 대한 확인이 완료되면 확인 버튼을 누르면서 확인 작업을 수행한다. 여기서, 확인된 데이터를 직접 입력하는 작업이 수행될 수 있다.

용접사가 용접 전 처리 준수 항목을 완료하면, 용접 전 처리 완료 버튼을 선택하여 용접 실시 단계가 실행되도록 한다. 이때, 용접 전 처리 준수 항목 확인이 누락된 경우 알람을 발생하여 용접사에게 알린다.

용접사가 누락된 준수 항목을 체크하고 다시 다음 단계 이행 버튼을 선택하면, 용접 실시 단계가 실행된다.

용접 전 처리 단계에서, 예열이 필요한 경우, 용접사는 예열기(21)를 통하여 용접 대상물(21)을 예열한다. 예열 온도는 접촉 센서(7a) 또는 비 접촉 센서(7b)를 통하여 측정된다.

제어기(19)는 예열 온도에 관한 측정값과, 예열 온도에 관한 기준값을 비교 판단한 후, 예열 온도가 적정의 온도가 아니라고 판단된 경우 알람 발생기(13)를 통하여 알람을 발생한다. 이때, 표시기(11)를 통하여 온도 측정값이 표시되어 용접사가 인지할 수 있다.

예열 온도 감지는 용접 실시 단계에서 층간 온도를 측정하는 온도센서(7)에 의해 측정될 수 있다.

용접 전 처리 단계(S300)에서 용접사 자격을 확인하는 절차를 수행하도록 할 수 있다. 용접사 자격 확인은 용접사 이름, 사번, 검정 일자, 자격코드 등을 입력하는 것을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 용접 실시 단계 (S500)에서, 1 용접 패스가 진행(S501)되면 마다 온도 센서(7), 전압 센서(8), 및 전류 센서(9)를 통하여 층간 온도, 전압, 전류가 측정(S503)된다.

온도, 전압, 전류에 관한 측정값은 표시기(11)를 통하여 표시(S505)되어 용접사가 측정값을 확인할 수 있게 된다.

제어기(19)는 온도에 관한 측정값을 기준값과 비교 판단한다(S507).

판단 결과, 적정 온도로 판단되면, 전압, 전류에 관한 측정값을 기준값과 비교 판단한다(S513).

온도 판단 결과, 비 적정 온도로 판단되면, 알람 발생기(13)를 통하여 알람을 발생한다(S508).

제어기(19)는 1 용접 패스 완료 후 층간 온도를 측정한 시점으로부터 일정 시간이 경과했는지 여부를 판단한다(S509).

일정 시간 경과 후, 온도 센서(7)로부터 측정된 값과 온도에 관한 기준값을 다시 비교 판단되면, 다음 용접 패스를 진행(S511)하도록 한다.

한편, 전압 센서(8) 및 전류 센서(9)로부터 측정된 측정값을 기준값과 비교 판단한다. 여기서, 비교 판단을 위한 전압 및 전류에 관한 측청값은 1 용접 패스가 진행되는 동안 평균값이 된다. 제어기(19)는 1 용접 패스가 진행되는 동안 전압 센서(8) 및 전류 센서(9)로부터 전달된 측정값에 대한 평균값을 구하기 위한 일련의 연산 처리를 행한다.

전압, 전류 판단 단계(S513)에서, 전압, 전류가 비 적정 상태로 판단되면, 알람 발생기(13)를 통하여 알람을 발생하여 용접사가 비 적정 상태를 인지하고, 용접사는 1 용접 패스를 다시 진행한다(S515).

온도, 전압, 전류에 관한 측정값이 기준값과 비교 판단된 결과, 적정의 상태로 판단되면 다음 용접 패스가 진행(S511)되고, 상술한 바와 같은 일련의 처리 과정들이 반복 수행된다.

용접 실시 단계 (S500)는 휴대용 건조 오븐(23) 동작 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

휴대용 건조 오븐(23)은 피복 용접봉을 건조시키기 위하여 사용된다. 용접봉은 피복재가 습기를 흡수하면 용접 작업이 곤란해 질 뿐만 아니라 용착 금속 중에 수소 함량이 많아져 블로우홀, 피트(Pit), 크랙 등 용접결함이 발생하기 슁므로 사용 전에 적당한 시간과 온도로 충분히 건조시켜 사용해야 한다. 용접 작업 시 제어기(19)는 휴대용 용접 건조 오븐(23)의 동작 여부를 체크하고, 비 작동 시 알람을 발생하여 용접사가 인지할 수 있도록 한다.

한편, 용접 패스가 적정하게 완료되면, 예컨대 표시기(11)를 통하여 용접 완료 여부를 묻는다(S517). 판단 결과, 용접 완료가 아니면, 다시 위와 같은 일련의 처리 과정들을 반복 수행하고, 용접 완료로 판단되면, 해당 데이터를 저장하고 일련의 처리 동작을 끝마친다.

여기서, 용접 완료 여부는 용접사가 입력기(21)를 통하여 직접 입력한다.

상술한 바와 같이 용접을 실시하는 동안 온도 센서(7), 전압 센서(8), 및 전류 센서(9)를 통하여 용접 패스 마다 층간 온도 및, 전압값, 및 전류값을 자동 측정하고, 이를 표시기(11)를 통하여 표시하여 용접사가 인지하도록 한다. 한편, 측정값들을 기준값과 비교 판단하여 이상 상태를 알려 용접사가 적절히 조치하도록 하여 용접 작업 중 용접 품질 체크를 함과 동시에 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

위와 같이 용접사가 입력기(21)를 통하여 용접 완료버튼을 클릭하면, 표시기(11)의 화면은 용접 후 처리 단계로 전환된다.

표시기(11)는 용접 후 처리 단계에서 용접사가 준수 해야 할 후처리 항목들을 표시한다.

표시기(11)는 예를 들면, 후열 유지, 용접부 청결 상태, 잔여 용접봉, 플럭스를 확립된 기준에 따라 반납, 용접 규격 만족 여부 확인, 품질 관리 (QC: Quality Contol) 검사에 관한 항목을 표시할 수 있다.

표시기(11)에 표시된 항목들을 용접사가 인지하면서 각 항목에 관한 사항을 체크 후, 용접사는 해당 항목을 확인 하였음을 체크한다. 예컨대, 표시기(11)에는 해당 항목을 체크를 확인하는 확인창이 각 항목별로 제공되고, 용접사는 체크를 완료한 후 해당 확인창을 클릭하면, 확인 상태가 완료된다.

이때, 확인 항목에서 데이터 입력이 요구되는 경우, 용접사는 입력기를 통하여 체크한 결과를 직접 입력할 수 있다.

용접 후 처리 단계(S700)에서 사항을 용접사가 모둔 준수하면, 용접사가 입력기(15)를 통하여 완료 버튼을 클릭하면, 제어기(19)는 예를 들면 용접 절차 사양서의 지침에 따라 용접사가 모든 용접 과정을 끝마친 것으로 판단하고, 데이터를 저장한다.

용접사가 용접 완료 버튼을 클릭하더라도, 후 처리 단계에서 요구되는 준수 사항이 완전히 체크 되지 않은 경우, 알람을 발생하고 미 체크된 항목을 표시하여 용접사가 후처리 단계에서 요구되는 준수 사항을 누락하는 것을 방지한다. 그 결과, 용접 품질 확보를 꾀할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

1: 용접장치 2: 용접 대상물
3: 용접기 5: 전원 공급기
7: 온도 센서 8: 전압 센서
9: 전류 센서 11: 표시기
13: 알람 발생기 15: 입력기
19: 제어기

Claims

용접 대상물을 수동으로 용접하기 위한 용접 토치를 갖는 용접기;
상기 용접기에 전원을 공급하는 전원 공급기;
용접 패스 마다 온도, 전압, 전류의 용접 변수를 측정하는 온도, 전압, 및 전류 측정 센서;
상기 측정 센서로부터 측정된 값을 표시하는 표시기;
상기 측정 센서로부터 측정된 온도, 전압, 전류에 관한 측정값이 기준값과 다른 경우 이상 상태를 알리는 알람 발생기;
용접 대상물을 용접하기 위한 데이터를 입력 또는 불러오도록 소정의 명령어를 입력 가능토록 하는 입력기; 및
상기 용접 작업에 관련된 데이터를 처리하고, 상기 측정 센서로부터 측정된 측정값과 기준값을 비교 판단하고, 이상 상태 발생 시 상기 알람 발생기를 동작시키는 제어기를 포함하는 용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 온도 센서는 상기 용접 대상물에 접촉 또는 비접촉으로 설치된 용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 전류를 측정하는 전류 센서 및 상기 전압을 측정하는 전압 센서는 상기 용접기 및 상기 전원공급기를 연결하는 연결부에 연결된 용접 장치.
제1항에 있어서, 용접봉을 건조 시키는 휴대용 건조 오븐을 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 용접을 행하는 용접 단계에서 상기 휴대용 건조 오븐의 작동 여부를 확인하고, 비 작동 시 알람을 발생하도록 구성된 용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 용접 대상물 용접 전 상기 용접 대상물을 예열하는 예열기를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 예열기를 통하여 상기 용접 대상물을 예열한 후 상기 온도 센서로부터 측정된 온도와 기준 예열 온도와 비교 판단하여 비 적정 온도 판단 시 알람을 발생하도록 구성된 용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 용접을 실시하기 전 단계, 또는 상기 용접을 실시한 후 단계의 데이터를 처리하도록 구성되고, 용접사의 직접 입력 방식에 따라 상기 용접 전 단계, 용접 실시 단계, 및 용접 후 단계로 전환되어 각 단계별로 데이터를 처리하도록 구성된 용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 용접 패스 완료 후 상기 온도에 관한 측정값을 기준값과 비교 판단하고 비 적정 온도로 판단된 경우, 일정 시간 경과 후의 측정값을 상기 기준값과 다시 비교 판단하여 적정 온도에 도달한 경우 다음 용접 패스를 재개하는 신호를 출력하도록 구성된 용접 장치.
용접 대상물을 수동으로 용접하기 위한 용접 데이터를 확보하는 단계; 및
상기 용접 대상물의 용접을 수동으로 실시하는 단계를 포함하고,
상기 용접 실시 단계는 용접 패스마다 온도, 전압, 전류를 측정하는 단계;
상기 온도에 관한 측정값을 기준값과 비교 판단하고, 비 정상 온도인 경우 알람을 발생시키고, 일정 시간 경과 후에 온도를 재 측정하여 적정 온도에 도달한 경우 다음 용접 패스를 재개하도록 하는 단계; 및
상기 용접 패스가 용접되는 동안 상기 전압, 전류에 관한 평균값을 산출 한 후 기준값과 비교 판단하여 비 적정 상태로 판단된 경우 알람을 발생시켜 용접사로 하여금 재 용접을 실시하도록 하고, 적정 상태로 판단된 경우 다음 용접 패스를 실시하도록 하는 단계를 포함하는 용접 방법.
제8항에 있어서, 상기 용접 데이터 확보 단계에서, 상기 용접사가 용접을 위한 데이터를 직접 입력 하거나, 소정의 저장장치에 미리 저장된 데이터를 불러오는 용접 방법.
제9항에 있어서, 상기 용접 데이터 확보 단계에서, 상기 온도, 전압, 전류에 관한 측정값을 비교 판단하기 위한 상기 온도, 전압, 전류에 관한 기준값을 상기 용접사가 직접 입력하는 용접 방법.
제9항에 있어서, 상기 용접 데이터 확보 단계에서, 상기 용접사가 용접할 상기 용접 대상물에 관련된 작업 절차 사양서를 선택하면, 상기 저장 장치에 미리 저장된 작업 절차 사양서의 데이터가 자동으로 인식되어 상기 온도, 전압 전류에 관한 기준값이 자동으로 설정되는 용접 방법.
제9항에 있어서, 상기 온도, 전압, 전류에 관한 측정값은 표시기를 통하여 실시간으로 표시되어 용접사가 인지할 수 있도록 하는 용접 방법.
제9항에 있어서, 상기 용접 패스 용접 후 층간 온도를 측정하고, 측정된 온도값이 기준값에 도달하지 않은 경우 알람을 발생하여 용접사가 인지하도록 하고, 알람 발생 후 소정의 시간이 경과하면 층간 온도를 재 측정하여 적정 온도에 도달한 경우 용접사가 다음 용접 패스를 용접하도록 하는 용접 방법.
제9항에 있어서, 상기 전류, 전압의 판단은 상기 용접 패스를 진행되는 동안 상기 전류 및 전압의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값이 기준값과 상이한 경우 알람을 발생하고 용접사가 상기 용접 패스에 관한 재 용접을 실시하도록 하는 용접 방법.
제9항에 있어서, 상기 용접 대상물을 용접하기 전, 용접사로 하여금 용접 전처리 항목을 확인하도록 하고, 상기 용접 전처리 항목 확인 후 용접사가 확인 완료 버튼을 누르면 상기 용접 실시 단계로 전환되도록 구성된 용접 전 처리 단계를 더 포함하는 용접 방법.
제15항에 있어서, 상기 용접 전처리 항목은 용접봉 적정 유무 확인, 용접부 청결 상태, 예열 유무, 또는 피복 용접봉인 경우 휴대용 건조 오븐에 보관 여부, QC 검사 사양 확인을 포함하는 용접 방법.
제16항에 있어서, 상기 예열 완료 후 예열 온도를 측정하고, 측정 온도와 기준 온도를 비교 판단하여 비 적정 온도인 경우 알람을 발생하는 용접 방법.
제9항에 있어서, 상기 용접 대상물의 용접을 실시하는 단계에서, 건조 보관이 필요한 용접봉을 사용하는 경우 휴대용 건조 오븐 동작 여부를 체크하고, 비 작동 시 알람을 발생하는 용접 방법.
제8항에 있어서, 상시 용접 실시 단계에서 용접이 완료 후 용접사가 용접 완료 상태를 입력하면, 용접 실시 후 단계에서 요구되는 확인 항목이 표시되어 용접사로 하여금 용접 후 확인 항목을 체크하도록 하고, 비 입력 시 알람을 발생하는 용접 방법.
제19항에 있어서, 상기 용접 후 확인 항목은 후열 유지, 용접부 청결 상태, 잔여 용접봉, 플럭스를 확립된 기준에 따라 반납, 용접 규격 만족 여부 확인, QC 검사사항 확인을 포함하는 용접 방법.