KR20160077430A - 연속 강판의 용접 이음부 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 통판시 용접부의 판파단 방지를 위해 용접부에 가해지는 응력이 분산될 수 있도록 용접부의 형상을 개선한 연속 강판의 용접 이음부 및 판파단 방지 방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 연속 강판의 용접 이음부는 선행 강판의 후단과 후행 강판의 선단을 용접하여 압연되는 연속 강판의 용접 이음부에 있어서, 상기 선행 강판의 후단에 경사지게 형성된 제1경사면; 상기 후행 강판의 선단에 상기 제1경사면과 대응하여 경사지게 형성된 제2경사면; 및 상기 제1경사면 및 상기 제2경사면의 연결선을 따라 경사지게 용접된 용접부;를 포함한다.

Description

연속 강판의 용접 이음부 {WELDING JOINT OF CONTINUOUSE STRIP}

본 발명은 연속 강판의 용접 이음부에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속이동을 위해 용접된 연속 강판이 통판되는 과정에서 용접부가 판파단되는 것을 방지하도록 개선된 연속 강판의 용접 이음부에 관한 것이다.

일반적으로 합금강은 강판 형태로 제공되며, 압연 등의 공정을 연속적으로 수행할 수 있도록 합금강을 용접에 의해 연결하고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 연속 강판 제조 공정을 도시한 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 연속 강판 제조 공정에서 용접부를 가공하는 상태를 도시한 사시도이다.

도 1을 참고하면, 강판은 각각의 코일 형태로 공급되며, 연속적인 가공을 위해 선행 강판(12)과 후행 강판(14)을 연결하여 연속적으로 공급한다.

이를 위해, 선행 강판(12)의 후단과, 후행 강판(14)의 선단을 밀착한 후 용접설비(20)을 이용하여 각 강판(12, 14)의 연결부를 접합하여 연속적인 압연이 가능하도록 제공되며, 이와 같이 강판(12, 14)들이 연속적으로 연결되어 공급이 이루어짐에 따라 가공의 편의성과 함께 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 종래에는 선행 강판(12)과 후행 강판(14)의 용접부(16)에 인가되는 응력을 저감할 수 있도록 용접부에 플래니싱 롤(PLANISHING ROLL)(30)을 통과하며 용접 비드(17) 등을 제거하는 작업이 진행되고 있으며, 이에 따라 연속 강판(10)의 용접부(16)에 인가되는 응력을 저감시켜 통판성을 향상시키고 있다.

한편, 종래에는 연속 강판(10)의 용접부(16)에 상, 하부 비드(17)를 제거하는 과정에서 가해지는 압력 등에 따라 용접부(16)의 상변화 및 결정립이 성장할 수 있다.

종래의 연속 강판(10)은 용접부(16)가 진행방향에 대해 수직한 방향으로 형성된다. 이는 용접전 선행 강판(12)의 후단 및 후행 강판(14)의 선단을 절단할 때, 최단거리인 진행방향에 대해 수직인 방향으로 절단하는 것이 유리하고, 선행 강판(12)과 후행 강판(14)을 용접하는 용접환경도 쉽게 구연할 수 있기 때문이다.

이와 같이 형성되는 연속 강판(10)은, 도 3과 같이, 상, 하 압연롤(40, 42)을 통과하는 과정에서 상, 하 압연롤(40, 42)의 하중이 용접부(16)의 용접선(16a)에 동시에 가해질 수 있으며, 이에 따라 압연롤(40, 42)에 의한 응력(Y)이 용접선(16a)을 따라 집중될 수 있다. 이때, 연속 강판(10)의 용접부(16)는 모재 대비 특성이 열위한 용접부(16)에서 판파단이 발생할 가능성이 현저하게 증가하고 있으며, 이에 따라 판파단 발생시 전체적인 생산성을 떨어뜨리는 요인이 되고 있다.

본 발명의 일 실시예는 통판시 용접부의 판파단 방지를 위해 용접부에 가해지는 응력이 분산될 수 있도록 용접부의 형상을 개선한 연속 강판의 용접 이음부를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 연속 강판의 용접 이음부는 선행 강판의 후단과 후행 강판의 선단을 용접하여 압연되는 연속 강판의 용접 이음부에 있어서, 상기 선행 강판의 후단에 경사지게 형성된 제1경사면; 상기 후행 강판의 선단에 상기 제1경사면과 대응하여 경사지게 형성된 제2경사면; 및 상기 제1경사면 및 상기 제2경사면의 연결선을 따라 경사지게 용접된 용접부;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1경사면, 상기 제2경사면 및 상기 용접부는 압연롤의 압연 방향에 대해 25 내지 65도 경사지게 제공될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 제1경사면, 상기 제2경사면 및 상기 용접부는 압연롤의 압연 방향에 대해 25 내지 40도 경사지게 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연속 강판의 압연시 발생하는 응력이 용접선에 동시에 발생하지 않고, 압연롤의 회전에 따라 순차적으로 작용하게 되며, 이에 따라 압연롤에 의한 응력이 용접부 일부 및 모재에 분산되어 발생하도록 하여 판파단 발생 가능성을 현저하게 줄일 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상 및 제품의 품질 향상에도 기여할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 연속 강판 제조 공정을 도시한 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 연속 강판 제조 공정에서 용접부를 가공하는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 종래 기술에 따른 연속 강판 제조 공정에서 용접부에 발생하는 응력을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예 따른 연속 강판 제조 공정에서 용접부를 가공하는 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 강판 제조 공정에서 용접부에 발생하는 응력을 도시한 사시도.
도 6의 (a)와 (b)는 일반적인 연속 강판과 본 발명의 연속 강판의 용접부(116) 반복굽힘시험에 따른 결과를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예 따른 연속 강판 제조 공정에서 용접부를 가공하는 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 강판 제조 공정에서 용접부에 발생하는 응력을 도시한 사시도이다.

도 4와 도 5를 참고하면, 본 실시예의 연속 강판(110)의 용접 이음부는, 연속 강판 제조 공정에서 선행 강판(112)과 후행 강판(114)을 용접한 부분에 형성될 수 있으며, 연속 강판(110)을 상, 하부 압연롤(140, 142)의 압연에 의해 발생하는 응력(Y)을 분산하도록 제공될 수 있다.

본 실시예에서 용접 이음부는 선행 강판(112)의 후단에 경사지게 형성된 제1경사면(112a)과, 후행 강판(114)의 선단에 제1경사면(112a)과 대응하여 경사지게 형성된 제2경사면(114a)을 포함할 수 있다. 또한, 용접 이음부는 제1경사면(112a)과 제2경사면(114a)이 밀착되어 연결된 연결선을 따라 경사지게 용접된 용접부(116)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 선행 강판(112)의 후단과 후행 강판(114)의 선단은 경사지게 형성되며, 이에 따라 선행 강판(112)의 후단과 후행 강판(114)의 선단을 용접하는 (도시되지 않은) 용접기는 제1경사면(112a)과 제2경사면(114a)을 따라 경사지게 이동하며 연결부를 용접하여 용접부(116)를 형성할 수 있다.

이때, 용접부(116)는 선행 강판(112)의 후단과 후행 강판(114)의 선단을 용접함에 따라 용접 비드(117)가 발생할 수 있다. 용접 비드(117)는 돌출된 형태로 형성되는 바, 후속 공정에서 코일 형태로 권취될 경우 용접 비드(117)에 의해 찍힘 등이 발생할 수 있다.

따라서, 용접 비드(117)는 제거되는 것이 바람직하며, 이에 용접부(116)는 용접 비드(117)가 형성되는 용접 직후 플래니싱 롤(Planishing roll)(130)에 의해 평탄화될 수 있다.

플래니싱 롤(130)은 선행 강판(112)과 후행 강판(114)의 용접 직후, 용접부(116)의 용접선을 따라 경사지게 이동하며 용접 비드(117)를 압착하여 평탄화할 수 있다.

바람직하게는 본 실시예에서 제1경사면(112a), 제2경사면(114a) 및 용접부(116)는 상, 하 압연롤(140, 142)의 압연 방향에 대해 25 내지 65도 경사지게 제공될 수 있다.

따라서, 선행 강판(112)과 후행 강판(114)이 용접 이음된 연속 강판(110)이 상, 하부 압연롤(140, 142)을 통과하는 과정에서 용접 이음부가 경사진 각도를 따라 순차적으로 압연되며 용접부(116)에 발생하는 응력이 분산될 수 있다.

즉, 용접 이음부는 상, 하 압연롤(140, 142)의 가압시 경사진 용접부(116) 중 일부만이 가압되며 응력(Y)이 발생하고, 상, 하 압연롤(140, 142)에 의해 발생하는 응력(Y)의 대부분은 용접부(116) 대비 건전한 모재로 분산되어 발생할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 연속 강판(100)의 용접 이음부는, 상, 하 압연롤(140, 142)에 의해 발생하는 응력(Y)이 용접부(116)에 집중되지 않으므로, 용접부(116)에서의 판파단을 방지할 수 있다.

바람직하게는 제1경사면(112a), 제2경사면(114a) 및 용접부(116)는 상, 하 압연롤(140, 142)의 압연 방향에 대해 약 25 내지 65도 경사지게 제공될 수 있다.

연속 강판(100)의 압연시, 상, 하 압연롤(140, 142)은 연속 강판(100)이 진행하는 방향에 대해 수직한 방향으로 배치되어 연속 강판(100)을 압연할 수 있으며, 이에 따라 용접부(116)가 상, 하 압연롤(140, 142)과 약 25 내지 65도 경사지게 배치된 상태에서 압연될 수 있다.

이때, 제1경사면(112a), 제2경사면(114a) 및 용접부(116)가 경사진 각도가 25도 미만일 경우, 상, 하 압연롤(140, 142)에 의해 압연되는 부분이 겹치는 부분이 증가되어 되어 응력(Y)이 분산되는 영역이 감소될 수 있고, 이에 따라 판파단이 발생할 가능성이 증가할 수 있다.

또한, 제1경사면(112a), 제2경사면(114a) 및 용접부(116)가 경사진 각도가 65도를 초과할 경우, 판파단 가능성은 더욱 낮출 수 있으나 연속 강판(100)에 형성되는 용접 이음부의 길이가 길어지게 되어 전체적인 제품의 품질을 저하할 수 있고, 이를 위한 용접기 및 플래니싱 롤(130)의 이동거리도 증가되어 전체적인 생산성을 낮출 수 있다.

더불어, 본 실싱예에서 연속 강판(100)의 진행 속도와, 용접부, 플래니싱 롤(30)의 작업속도 등을 고려하면, 제1경사면(112a), 제2경사면(114a) 및 용접부(116)는 25 내지 40도 경사지게 제공되는 것이 바람직하다.

즉, 연속 강판의 연결부를 용접하는 공정에서 제1경사면(112a), 제2경사면(114a) 및 용접부(116)가 경사진 각도가 40도를 초과하지 않는 범위에서 제품의 생산속도를 최적으로 유지할 수 있다.

도 6의 (a)와 (b)는 일반적인 연속 강판과 본 발명의 연속 강판의 용접부 반복굽힘시험에 따른 결과를 도시한 도면이다.

용접부 반복굽힘 시험은 모재를 따라 균열이 전파되거나, 파단이 발생하면 합격으로 평가되고, 일부 용접부를 어긋나게 이동하며 파단될 경우도 합격으로 평가된다.

또한, 용접부 반복굽힘 시험은, 용접선을 따라 균열이 전파되거나, 파단이 발생할 경우 불합격으로 평가된다.

일반적인 연속 강판(100)은 도 6의 (a)와 같이 용접 이음부의 굽힘시험을 반복적으로 진행한 경우, 제1용접 소재(P1)는 모재 위치에서 파단이 발생하였음을 알 수 있으며, 이 경우 용접부 반복굽힘 시험은 합격이다.

또한, 제2용접 소재(P2)와 제3용접 소재(P3)는 파단부위가 용접부(116)의 용접선에서 발생할 수 있음을 알 수 있으며, 이 경우 용접부 반복굽힘 시험은 불합격이다.

이와 같이, 일반적인 연속 강판의 경우, 용접부(116)의 용접선이 파단하는 경우가 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 용접부(116)의 파단발생 방지에 대한 신뢰성이 높지 않다.

한편, 도 6의 (b)와 같이 용접 이음부(100)의 굽힘시험을 반복적으로 진행한 경우, 파단 위치 및 용접부 반복굽힘 시험에 대한 결과는 다음과 같다.

여기서, 제4, 5, 6용접 소재(P4, P5, P6)는 용접부가 40도 경사지게 형성된 경우이고, 제7, 8, 9용접 소재(P7, P8, P9)는 용접부가 25도 경사지게 형성된 경우이다.

제4, 5용접 소재(P4, P5)는 파단이 모재 위치에 발생하였음을 알 수 있으며, 이 경우 용접부(116) 반복굽힘 시험은 합격이다. 또한, 제6용접 소재(P6)는 파단이 용접부에 엇갈리게 발생하였음을 알 수 있고, 이 경우 용접부 반복굽힘 시험은 합격이다.

또한, 제7, 8, 9용접 소재(P7, P8, P9)는 파단이 모두 모재에 발생하였음을 알 수 있으며, 이 경우 용접부 반복굽힘 시험은 합격이다.

이와 같이, 본 실시예에서 연속 강판은 용접부(116)의 용접선에 파단이 발생하지 않고, 모재 부분에서 파단이 발생함을 알 수 있으며, 이에 따라 용접부(116)의 파단 발생 방지에 대한 신뢰성이 높다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100: 연속 강판 112: 선행 강판
112a: 제1경사면 114: 후행 강판
114a: 제2경사면 116: 용접부
130: 플래니싱 롤 140: 상 압연롤
142: 하 압연롤

Claims (3)

1. 선행 강판의 후단과 후행 강판의 선단을 용접하여 압연되는 연속 강판의 용접 이음부에 있어서,
   상기 선행 강판의 후단에 경사지게 형성된 제1경사면;
   상기 후행 강판의 선단에 상기 제1경사면과 대응하여 경사지게 형성된 제2경사면; 및
   상기 제1경사면 및 상기 제2경사면의 연결선을 따라 경사지게 용접된 용접부;
   를 포함하는 연속 강판의 용접 이음부.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1경사면, 상기 제2경사면 및 상기 용접부는 압연롤의 압연 방향에 대해 25 내지 65도 경사지게 제공되는 연속 강판의 용접 이음부.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1경사면, 상기 제2경사면 및 상기 용접부는 압연롤의 압연 방향에 대해 25 내지 40도 경사지게 제공되는 연속 강판의 용접 이음부.

Images