KR20170066885A - 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 용접장치는 용접라인을 따라 이동하는 용접캐리지, 상기 용접캐리지의 일측에 위치하는 고정부 및 상기 고정부에 회전 가능하게 결합되며, 일단에 용접팁이 구비된 회전부를 포함한다.

Description

용접장치{WELDING APPARATUS}

본 발명은 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장탱크의 주름부의 곡면을 용접하는 회전 가능한 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 기체 상태로 운반되기도 하지만, 액체상태인 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas)로 저장탱크에 저장되어 육상에 운반되거나 또는 선박의 추진엔진에 공급되어 연료로 사용될 수 있다.

이와 같이 액화천연가스는 부피가 천연가스의 600분의 1이고, 온도가 낮을 수 있다. 따라서, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크의 경우 저온상태에서도 강도 또는 취성이 약화되지 않는 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 스테인레스스틸(Stainless Steel) 또는 알루미늄(Al) 등이 적용될 수 있다.

또한, 저장탱크의 내벽에는 시트가 결합될 수 있다. 이러한 시트는 여러 개가 용접되어 결합될 수 있으며 두께가 얇게 형성될 수 있다.

또한, 시트는 열변형으로 인한 수축 및 팽창에도 저장탱크가 파손되지 않도록 코러게이션(Corrugation)이 형성될 수 있다.

코러게이션은 저장탱크의 내벽으로부터 외측으로 함몰 형성되며 곡면을 이룰 수 있다.

따라서, 일반적인 용접장치로는 코러게이션의 곡면에 대한 용접이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 시트를 변형없이 용접하기 어렵다는 문제점이 있다.

대한민국공개특허 제10-2015-0066102호(공개일: 2015.06.12)

본 발명은 곡면을 이루는 저장탱크의 시트의 주름부를 용접하는 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면 용접라인을 따라 이동하는 용접캐리지, 상기 용접캐리지의 일측에 위치하는 고정부 및 상기 고정부에 회전 가능하게 결합되며, 일단에 용접팁이 구비된 회전부를 포함하는 용접장치가 제공된다.

또한, 상기 회전부의 상단에는 상기 고정부의 하단에 형성된 홀에 삽입되는 고정핀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일측면에 따른 용접장치는 상기 고정부와 결합되며, 상기 고정부가 수직방향 또는 수평방향으로 이동하도록 상기 용접캐리지의 상기 일측에 구비된 수직레일 및 수평레일을 따라 이동하는 이동부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 용접캐리지에 설치되며, 상기 고정부 및 상기 회전부에 용접을 위한 와이어를 공급하는 와이어버퍼를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 와이어버퍼는 상기 용접캐리지에 상기 용접라인을 따라 이동 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 상기 와이어는 상기 고정부 및 상기 회전부의 내부 공간에 삽입되는 용접와이어 라이너 및 상기 용접와이어 라이너와 분리되며, 상기 회전부의 측벽을 관통하여 상기 용접팁에 연결되는 냉각수와이어 라이너를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 용접장치는 용접팁을 구비하는 회전부가 회전 가능하여 주름부의 곡면을 원활하게 용접할 수 있다.

본 발명의 실시예의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접장치가 저장탱크에 설치되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고정부와 회전부를 나타내는 도면이다. 그리고,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 용접 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 용접장치(A)는 도 1에 도시된 바와 같이, 저장탱크의 내부에 구비되며 저장탱크의 내벽에 설치되는 각각의 시트(50)를 용접하여 결합시킬 수 있다.

구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조하여 보면 본 발명의 실시예에 따른 용접장치는 용접캐리지(100), 고정부(200) 및 회전부(300)를 포함한다.

용접캐리지(100)는 용접라인(L)을 따라 이동할 수 있다.

용접캐리지(100)는 저장탱크의 내부에 배치될 수 있으며, 저장탱크의 내부에는 용접캐리지(100)가 이동하는 레일(110)이 설치될 수 있다. 또한, 용접캐리지(100)는 LM 가이드나 모터에 의해 레일(110)을 따라 이동할 수 있다.

한편, 용접캐리지(100)에는 와이어버퍼(150)가 구비될 수 있으며, 와이어버퍼(150)는 이후 설명할 고정부(200)와 결합될 수 있다.

또한, 레일(110)은 용접라인(L)과 이격되는 위치에 배치될 수 있으며, 이에 따라 용접캐리지(100)가 용접라인(L)과 이격될 수 있다.

고정부(200)는 용접캐리지(100)의 일측에 위치할 수 있다.

고정부(200)는 이동부재(250)를 통해 용접캐리지(100)에 결합되며, 용접라인(L)의 상측에 배치될 수 있다. 따라서, 용접캐리지(100)가 이동함에 따라 용접라인(L)을 따라 이동할 수 있다.

회전부(300)는 고정부(200)에 회전 가능하게 결합되며, 일단에 용접팁(310)이 구비될 수 있다.

회전부(300)는 고정부(200)로부터 용접라인(L)을 향해 연장되여 형성될 수 있다.

용접을 하기 위한 시트(50)의 표면에는 주름부(50a)와 같은 곡면이 있을 수 있다. 따라서, 이러한 곡면을 원활하게 용접하기 위하여 회전부(300)는 고정부(200)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

고정부(200)와 회전부(300)의 결합구조를 구체적으로 살펴본다.

고정부(200)와 회전부(300)는 중공형태로 형성될 수 있다. 또한, 고정부(200)의 하단에는 지름방향으로 관통된 홀(200a)이 형성될 수 있으며, 회전부(300)의 상단에는 고정부(200)의 홀(200a)에 삽입되는 고정핀(320)이 형성될 수 있다.

고정핀(320)은 홀(200a)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 이에 따라 회전부(300)는 고정핀(320)을 중심으로 회전할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 저장탱크의 내부에 설치되는 시트(50)의 주름부(50a)를 원활하게 용접할 수 있도록 회전부(300)가 회전 가능하게 구비될 수 있다.

주름부(50a)에 대한 용접 동작은 이후 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

한편, 앞서 설명한 용접캐리지(100)에 설치되는 와이어버퍼(150)에 대해 살펴본다.

도 2 및 도 3을 참조하여 보면 와이어버퍼(150)는 용접캐리지(100)에 설치되며, 고정부(200) 및 회전부(300)에 용접을 위한 용접케이블(400)을 공급할 수 있다. 용접케이블(400)은 용접와이어 라이너(410)와 냉각수와이어 라이너(420)로 이루어질 수 있다.

앞서 설명한 내용과 같이, 고정부(200)와 회전부(300)는 중공형태로 형성될 수 있다. 따라서, 용접와이어 라이너(410)는 고정부(200) 및 회전부(300)의 내부 공간에 삽입될 수 있다. 이러한 용접와이어 라이너(410)는 속에 배치된 용접와이어를 보호할 수 있다.

또한, 용접와이어 라이너(410)는 유연한 재질로 형성되어 회전부(300)의 회전을 방해하지 않을 수 있다.

한편, 냉각수와이어 라이너(420)는 용접와이어 라이너(410)와 분리되며, 회전부(300)의 측벽을 관통하여 용접팁(310)에 연결될 수 있다.

냉각수와이어 라이너(420)는 냉각수의 유입라인과 냉각수 유출라인을 포함할 수 잇으며, 냉각수 입라인과 냉각수 유출라인에는 각각 전류를 공급해주는 나동선이 들어 있을 수 있다.

냉각수와이어 라이너(420)는 용접와이어 라이너(410)와 달리 유연하지 않은 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 회전부(300)의 회전을 방해하지 않도록 고정부(200)와 회전부(300)의 외측에 배치될 수 있다.

즉, 냉각수와이어 라이너(420)는 용접와이어 라이너(410)와 같이, 와이어버퍼(150)으로부터 고정부(200)에 삽입될 수 있으며, 고정부(200)의 측벽을 관통하여 고정부(200)의 외측으로 연장될 수 있다.

냉각수와이어 라이너(420)는 고정부(200)의 외측에서 다시 회전부(300)의 측벽을 관통하여 회전부(300)의 용접팁(310)에 연결될 수 있다.

이와 같이, 냉각수와이어 라이너(420)는 고정부(200)와 회전부(300)의 외측에 구비되어 회전부(300)의 회전을 방해하지 않을 수 있다.

한편, 와이어버퍼(150)는 용접캐리지(100)에 용접라인(L)을 따라 이동 가능하게 결합될 수 있다.

와이어버퍼(150)는 용접캐리지(100)에 설치된 레일(160)을 따라 이동할 수 있으며, 회전부(300)가 회전하거나 또는 고정부(200)와 함께 이동라인(L)을 따라 이동할 수 있다.

즉, 와이어버퍼(150)는 용접케이블(400)에 의해 고정부(200)와 회전부(300)와 결합되며, 고정부(200) 및 회전부(300)의 이동이 방해 받지 않도록 용접라인(L)을 따라 이동 가능하게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 고정부(200)는 이동부재(250)를 통해 용접캐리지(100)에 결합될 수 있다.

이동부재(250)는 고정부(200)와 결합되며, 고정부(200)가 수직방향 또는 수평방향으로 이동하도록 용접캐리지(100)의 일측에 구비된 수직레일(210) 및 수평레일(220)을 따라 이동할 수 있다.

이 때, 수직레일(210)과 수평레일(220)은 서로 교차될 수 있으며, 수직레일(210) 또는 수평레일(220) 중 어느 하나는 다른 하나에 이동 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명에서는 수평레일(220)이 수직레일(210) 상에 상하방향으로 이동 가능하게 결합된 경우를 예로 설명한다.

이동부재(250)는 수평레일(220)에 수평방향으로 이동 가능하게 결합되고, 수평레일(220)이 수직레일(210)에 대하여 상대적으로 이동함에 따라 용접캐리지(100)에 대하여 수직방향으로 이동할 수 있다.

한편, 용접캐리지(100)의 일측 양단에는 수평레일(220)을 지지하는 지지부재(230)가 구비될 수 있다. 수평레일(220)은 수직레일(210) 및 지지부재(230)를 통해 용접캐리지(100)에 결합될 수 있다.

이와 같이, 고정부(200)는 이동부재(250)를 통해 용접캐리지(100)에 상하방향 및 수평방향으로 이동 가능하게 결합될 수 있다.

고정부(200)는 구동수단에 의해 이동되거나 또는 회전부(300)가 회전함에 따라 수직레일(210)과 수평레일(220)을 따라 자유롭게 이동할 수 있다.

본 발명에서는 고정부(200)가 외부 구동수단이 아닌 회전부(300)의 회전에 의해 이동하는 경우를 예로 설명한다.

즉, 작업자에 의해 회전부(300)가 회전함에 따라 고정부(200)가 수평방향 또는 수직방향으로 이동할 수 있다.

이어서, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 구체적인 용접 동작에 대해 살펴본다.

도 4를 참조하여 보면, 본 발명의 실시예에 따른 용접장치는 용접팁(310)이 저장탱크의 시트(50)와 밀착된 상태에서 용접방향을 따라 이동하게 된다.

시트(50)의 평면을 용접할 경우 A 지점 및 B 지점에서와 같이, 회전부(300)가 용접의 효율을 높일 수 있는 각도로 임의로 조절될 수 있다.

즉, 용접라인(L) 상에서 전후 또는 용접라인(L)에 수직되게 배치될 수 있다.

이 때, 고정부(200)는 회전부(300)의 회전 각도에 따라 시트(50)의 표면과의 거리가 가변될 수 있다. 따라서, 회전부(300)가 회전함에 따라 용접캐리지(100)의 일측을 따라 상하방향 또는 수평방향으로 이동할 수 있다.

본 발명에서 회전부(300)는 고정부(200)와의 결합각도 조절을 통해 회전할 수 있으며, 이는 작업자에 의해 수동으로 조절되거나 고정부(200)의 이동에 따라 조절될 수 있다.

또는, 외부 회전장치(미도시) 예를 들어 모터와 같은 구동수단에 의해 회전할 수 있다. 이러한 회전장치는 용접캐리지(100)에 설치될 수 있다.

이어서, 시트(50)의 주름부(50a)에 대한 용접 과정을 살펴본다.

도 5에 도시된 바와 같이, 회전부(300)의 지름은 용접팁(310)의 지름보다 클 수 있다. 따라서, 주름부(50a)의 A1 지점을 용접할 경우 회전부(300)가 주름부(50a)에 걸려 용접팁(310)과 주름부(50a)의 접촉을 방해하지 않도록 회전부(300)를 용접장치의 이동방향의 후단으로 회전시킬 수 있다.

따라서, 용접팁(310)은 주름부(50a)와 일정 각도를 이루며 접촉할 수 있다.

회전부(300)가 고정부(200)의 후단에 배치된 상태에서 주름부(50a)를 따라 계속하여 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에 회전부(300)의 외측면이 도 7의 A3 지점에 걸려 이동이 방해될 수 있다.

따라서, 주름부(50a)의 어느 한 지점에서 회전부(300)의 방향을 바꿀 필요가 있다. 예를 들어 주름부(50a)의 A2 지점에서와 같이 회전부(300)를 점차 이동방향의 전단으로 회전하여 고정부(200)와 동일 선상에 배치되도록 할 수 있다.

이어서, 회전부(300)가 고정부(200)의 전단에 배치되도록 회전부(300)를 계속하여 회전시킬 수 있다.

따라서, 주름부(50a)의 A3 지점에서와 같이, 용접팁(310)이 주름부(50a)와 일정 각도를 이루며 용접을 진행할 수 있다. 또한, 회전부(300)는 용접장치의 이동을 방해하지 않을 수 있다.

한편, 주름부(50a)의 지름 크기 또는 회전부(300)의 회전 각도에 따라 고정부(200)가 이동할 수 있다.

즉, 도 5 내지 도 7을 참조하여 보면 X 점을 중심으로 고정부(200) 역시 상하방향 또는 수평방향으로 이동할 수 있다.

고정부(200)의 이동은 주름부(50a)의 곡면 각도에 따라 결정될 수 있다. 또는, 회전부(300)의 회전 각도에 따라 결정될 수 있는데, 회전부(300)가 회전하면 고정부(200)와 주름부(50a) 사이의 이격거리가 가변되므로 고정부(200)가 상하방향 또는 수평방향으로 이동할 수 있다.

이상에서 설명한 내용과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 용접장치는 회전부(300)를 회전할 수 있어 저장탱크의 다양한 크기의 주름부(50a)를 원활하게 용접할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

50: 시트 50a: 주름부
100: 용접캐리지 110, 160: 레일
150: 와이어버퍼 200: 고정부
200a: 홀 210: 수직레일
220: 수평레일 230: 지지부재
250: 이동부재 300: 회전부
310: 용접팁 320: 고정핀
400: 용접케이블 410: 용접와이어 라이너
420: 냉각수와이어 라이너 L: 용접라인

Claims (6)

1. 용접라인을 따라 이동하는 용접캐리지;
   상기 용접캐리지의 일측에 위치하는 고정부; 및
   상기 고정부에 회전 가능하게 결합되며, 일단에 용접팁이 구비된 회전부;를 포함하는 용접장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전부의 상단에는 상기 고정부의 하단에 형성된 홀에 십입되는 고정핀이 형성된 용접장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부와 결합되며, 상기 용접캐리지의 상기 일측에 구비된 수직레일 및 수평레일을 따라 이동하는 이동부재;를 더 포함하는 용접장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 용접캐리지에 설치되며, 상기 고정부 및 상기 회전부에 용접을 위한 와이어를 공급하는 와이어버퍼를 더 포함하는 용접장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 와이어버퍼는 상기 용접캐리지에 상기 용접라인을 따라 이동 가능하게 결합되는 용접장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 와이어는,
   상기 고정부 및 상기 회전부의 내부 공간에 삽입되는 용접와이어 라이너; 및
   상기 용접와이어 라이너와 분리되며, 상기 회전부의 측벽을 관통하여 상기 용접팁에 연결되는 냉각수와이어 라이너;를 포함하는 용접장치.
   

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