KR20190071217A - 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법 - Google Patents

경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190071217A
KR20190071217A KR1020170172058A KR20170172058A KR20190071217A KR 20190071217 A KR20190071217 A KR 20190071217A KR 1020170172058 A KR1020170172058 A KR 1020170172058A KR 20170172058 A KR20170172058 A KR 20170172058A KR 20190071217 A KR20190071217 A KR 20190071217A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
along
surface groove
plate
plate material
Prior art date
Application number
KR1020170172058A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102046230B1 (ko
Inventor
채현병
심재홍
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020170172058A priority Critical patent/KR102046230B1/ko
Publication of KR20190071217A publication Critical patent/KR20190071217A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102046230B1 publication Critical patent/KR102046230B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/025Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams
    • B23K9/0253Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams for the longitudinal seam of tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/003Cooling means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/124Circuits or methods for feeding welding wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/164Arc welding or cutting making use of shielding gas making use of a moving fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/12Vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

본 발명은 후육 파이프를 제조할 때 그 제조시간을 단축시킬 수 있는 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법에 관한 것으로, 경사형 용접장치는, 둥글게 성형된 판재의 일측을 상승시켜 경사지게 지지하는 지지부재; 상기 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브를 따라 상방으로 경사지게 이동하면서 용접하는 용접수단; 및 상기 용접수단의 열에 의해 생성된 용융풀을 차단하고 상기 용접수단을 따라 경사지게 이동하는 습동부재를 포함한다.

Description

경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법 {Apparatus for slanted welding, and method for making pipe using the same}
본 발명은 예컨대 50mm 이상의 두께를 가진 파이프를 제조하는 데에 사용될 수 있는 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법에 관한 것이다.
예를 들어, 50mm 이상의 두께를 가진 후육 파이프는, 파이프 라인을 구성하는 데에 사용되기보다는, 석유화학 플랜트 등에 구비되는 압력용기의 제작에 많이 사용된다. 통상, 압력용기에 사용되는 판재의 두께는 약 50mm ~ 300mm까지 다양하나, 주로 80mm ~ 210mm 정도의 두께가 적용된다.
압력용기를 제작할 때에는 이와 같이 두꺼운 판재를 둥글게 성형하고 용접하여 우선 파이프를 형성하게 된다. 이러한 파이프를 형성하기 위해서는 예컨대 서브머지드 아크 용접(Submerged Arc Welding; 이하 SAW라 함)을 이용한 다층 패스의 용접을 수행하게 된다. 그런데, 소재의 두께가 너무 두꺼워 어떤 경우에는 시임(Seam) 용접에만 1달 이상 소요되기도 한다.
더욱이, 압력용기의 제작에는 주로 고온용 강이 사용된다. 이와 같은 강은 탄소당량(Carbon Equivalent)이 높기 때문에 용접시 필수적으로 예열이 요구된다. 이에 따라, 두께에 따라 다소 상이하지만, 예열만 적게는 몇십 분에서 많게는 몇 시간 정도를 수행해야 하고, 패스간 온도의 상하한을 지키기 위해 용접은 온도를 맞추고 나서 1패스를 진행하고 다시 온도를 맞춘 후 다음 1패스를 진행하는 방식으로 이루어진다.
이러한 공정은 매우 세심한 주의가 요구되고 또한 장시간이 필요하므로, 결국 용접 생산성이 압력용기의 제조 경쟁력에 직결되고 있는 실정이다.
(특허문헌 1) JP 2001-18065 A
이에 본 발명은 예컨대 50mm 이상의 두께를 가진 파이프를 제조할 때 그 제조시간을 단축시킬 수 있는 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법을 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.
본 발명에 따른 경사형 용접장치는, 둥글게 성형된 판재의 일측을 상승시켜 경사지게 지지하는 지지부재; 상기 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브(Groove)를 따라 상방으로 경사지게 이동하면서 용접하는 용접수단; 및 상기 용접수단의 열에 의해 생성된 용융풀을 차단하고 상기 용접수단을 따라 경사지게 이동하는 습동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파이프 제조방법은, 판재를 둥글게 성형하는 단계; 상기 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 내면 그루브를 따라 용접하는 단계; 및 상기 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브를 따라 용접하는 단계를 포함하고, 상기 외면 그루브를 따라 용접하는 단계는 전술한 경사형 용접장치를 사용하고, 둥글게 성형된 판재를 경사지게 배치하여 용접하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 예컨대 50mm 이상의 두께를 가진 파이프를 제조할 때, 기존의 패스간 온도를 유지하기 위한 노력과 시간을 없앨 수 있고 빈번히 나타나는 슬래그의 혼입을 줄일 수 있어 용접 생산성이 획기적으로 향상되기 때문에, 파이프 및 압력용기의 시장에서 월등한 제조 경쟁력을 가질 수 있는 효과를 얻게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 경사형 용접장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 파이프 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 종래기술에 의해 형성된 용접비드와, 본 발명에 따른 경사형 용접장치가 적용되어 형성된 용접비드를 비교하여 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 경사형 용접장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 정면도이며, 도 3은 도 1의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 경사형 용접장치는, 둥글게 성형된 판재(1)의 일측을 상승시켜 경사지게 지지하는 지지부재(10); 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브(2)를 따라 상방으로 경사지게 이동하면서 용접하는 용접수단(20); 및 이 용접수단의 열에 의해 생성된 용융풀(3)을 차단하고 용접수단을 따라 경사지게 이동하는 습동부재(30)를 포함하고 있다.
본 발명에 따른 경사형 용접장치는, 둥글게 성형된 판재(1)의 용접에 사용될 수 있다. 이를 위해, 판재의 인접한 선단들은 예컨대 V형 또는 Y형의 개선부가 형성되어 있는 것이 좋으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 둥글게 성형된 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 내면 그루브(4; 도 5 참조)는 후술하는 바와 같이 사전에 미리 용접되어 있는 것이 바람직하다.
지지부재(10)는, 일측에 걸림턱(11)이 형성된 베이스부(12); 및 이 베이스부 상에서 걸림턱의 반대측에 설치된 승강수단(13)을 포함할 수 있다.
승강수단(13)은 예컨대 유체압 실린더 등과 같이, 작동본체(14); 이 작동본체에 신축가능하게 구비된 작동로드(15); 및 이 작동로드의 단부에 장착된 받침부재(16)를 포함할 수 있다. 받침부재는 둥글게 성형된 판재(1)의 일측을 안정적으로 지탱할 수 있도록 만곡된 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 지지부재(10) 위에 둥글게 성형된 판재(1)를 올려놓으면, 경사진 판재의 하단은 걸림턱(11)에 의해 지지되는 한편, 경사진 판재의 들어 올려진 부분은 승강수단(13)의 받침부재(16)에 안착되어, 경사진 판재가 흔들림 없이 지지부재에 의해 안정되게 지지될 수 있다.
용접수단(20)으로는 예컨대 전극 와이어(21)에 의해 아크를 발생시키고, 이 아크의 열로 전극 와이어를 용융시켜 용접이 이루어지게 하는 전극 와이어용 토치(22)가 채용될 수 있다. 하지만, 용접수단은 반드시 아크를 발생시키는 것에 한정되지 않는다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 용접수단(20)은, 전극 와이어용 토치(22)를 탑재하며, 상하 방향 및 전후 방향으로 이동 가능한 캐리지를 더 포함할 수 있다. 이러한 캐리지의 상승 및 이동을 통하여 전극 와이어용 토치를 소정의 거리만큼 상승시키고 이동시킬 수 있다.
전술한 용접수단은 일렉트로 가스 용접(Electro Gas Welding; 이하 EGW라 함)에 사용되는 토치와 유사하므로, 그 구성 및 작동에 관한 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
습동부재(30)는 크게 냉각부(31)와 슬래그 배출부(32) 및 보호가스 분사부(33)를 포함할 수 있다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 습동부재는 용접수단의 캐리지에 연동되도록 설치되어, 용접수단과 함께 이동될 수 있다.
냉각부(31)는, 인접한 선단들에 의해 형성된 판재(1)의 외면 그루브(2)를 따라 이동할 수 있는 제1슬라이드면(34)을 갖춘다. 또한, 냉각부는 용접수단(20)의 열에 의해 생성된 용융풀(3)과, 고온의 용접부에 근접하여 위치되는 냉각부 자체의 냉각을 위하여, 냉각수용 입구(35)와 출구(36)를 포함한 냉각수로(미도시)가 그 내부에 마련되어 있다. 이러한 냉각부는 동(Cu) 등과 같이 열전도율이 우수한 금속으로 만들어질 수 있다.
슬래그 배출부(32)는 냉각부(31)와 용융풀(3) 사이에서 냉각부를 용융풀의 열로부터 보호할 수 있도록 냉각부를 덮어씌우듯이 배치되어 냉각부와 결합될 수 있다. 이 슬래그 배출부는 인접한 선단들에 의해 형성된 판재(1)의 외면 그루브(3)를 따라 이동할 수 있는 제2슬라이드면(37)을 갖춘다.
또한, 슬래그 배출부(32)는 용융풀(3)과 직접 접촉하여 용융풀을 차단하면서 용융풀 내에 쌓여가는 슬래그(5)를 원활히 배출할 수 있다. 슬래그의 배출을 위해, 슬래브 배출부는 그 길이방향을 따라 대략 U자 형상의 단면을 가진 채널부(38)가 형성될 수 있다.
여기서, 슬래그(Slag)란 용접 비드 위에 쌓인 비금속 물질이며, 용접시 판재와 전극 와이어 등이 아크의 열에 의해 용융풀에서 복잡한 화학변화를 일으켜 생성되는 것이다.
이러한 슬래그가 용융풀 내에 쌓이면 아크는 슬래그 위에서 일어나게 되어 아크가 불안정해질 뿐 아니라, 아크에 의해 슬래그가 비산하게 되고 이것이 토치의 팁에 들러붙어 전극 와이어의 송급을 저해하면서 최종적으로는 아크의 끊김을 유발할 수 있다. 더불어 슬래그는 아크의 열을 차단하게 되어 용접면의 융합 불량을 초래한다.
본 발명의 습동부재(30)에 구비된 슬래그 배출부(32)는 도 3에 도시된 바와 같이 용융풀(3) 내에서 차오르는 슬래그(5)가 슬래그 배출부의 벽면을 타고 넘어 채널부(38)를 통해 흐르도록 구성되어 있다. 이에 따라 슬래그는 자연스럽게 용융풀의 밖으로 원활히 이동할 수 있게 유도된다.
이를 위해, 슬래그 배출부(32)는 용융풀(3)이 들러 붙지않고 용융풀의 열에 의해 손상되지 않도록, 예컨대 세라믹 등과 같은 단열 재질로 만들어지는 것이 바람직하다.
보호가스 분사부(33)는, 슬래그 배출부(32)의 채널부(38)에 인접한 양측 측벽들 중 적어도 하나의 측벽에 형성된 관통공(39)을 포함할 수 있다. 이 관통공에는, 별도의 보호가스 탱크(미도시)로부터 연장되어 보호가스가 공급되는 가스 공급관(40)이 연결되거나 삽입될 수 있다.
보호가스 분사부(33)로부터 분사된 보호가스는 슬래그 배출부(32)의 채널부(38)에 인접한 양측 측벽들 사이의 개방된 공간을 통해 용융풀(3) 쪽으로 유동할 수 있다. 이로 인해, 보호가스가 확산되어 판재와 전극 와이어 사이에서 발생하는 아크를 주위 대기로부터 보호할 수 있다.
여기서 보호가스는 일례로 이산화탄소일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 둥글게 성형된 판재(1)의 길이방향(파이프의 길이방향) 양끝에는 엔드탭(50)이 가용접될 수 있다. 각 엔드탭에는 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브(2)와 동일한 형상 및 크기를 가진 홈부(51)가 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 실질적으로 용접부의 외면 비드는 판재의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝까지 끊임없이 일정하게 형성될 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 경사형 용접장치의 작동관계를 파이프의 제조와 관련하여 함께 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 파이프 제조방법을 도시한 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 제조방법은, 판재(1)를 둥글게 성형하는 단계; 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 내면 그루브(4; 도 5 참조)를 따라 용접하는 단계; 및 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브(2; 도 2 및 도 5 참조)를 따라 용접하는 단계를 포함하고, 외면 그루브를 따라 용접하는 단계는 전술한 경사형 용접장치를 사용한다.
예컨대 50mm 이상의 두께를 가진 판재(1)는 포밍(Forming) 공정을 통해 둥글게 형성될 수 있다. 이러한 판재는 고온용 강 등과 같은 강재로 만들어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 둥글게 성형된 판재(1)의 인접한 선단들에 의해 형성된 내면 그루브(4)를 따라 용접하여 내면 비드(8; 도 2 및 도 5 참조)를 형성하게 된다. 이때에는, 예컨대 SAW를 이용하여 단지 1패스의 용접을 수행하게 된다. 예열이 필요하면, 예열 후 적정한 온도를 맞추고 나서 1패스의 용접을 진행할 수 있다.
이와 같이 해서 둥글게 성형된 판재(1)가 대략 파이프 형상으로 만들어진다.
다음으로, 본 발명에 따른 경사형 용접장치가 내면 그루브(4) 외 나머지 부분, 즉 외면 그루브(2)의 용접에 적용되게 된다.
먼저, 둥글게 성형된 판재(1)의 길이방향(파이프의 길이방향) 양끝에 엔드탭(50)이 가용접될 수 있다. 이러한 엔드탭에는 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브(2)와 동일한 형상 및 크기를 가진 홈부(51)가 마련되어 있다.
그 후에, 판재(1)를 지지부재(10)에 경사지게 올려놓아, 경사진 판재의 하단은 걸림턱(11)에 의해 지지되는 한편, 경사진 판재의 들어 올려진 부분은 승강수단(13)의 받침부재(16)에 안착되게 함으로써, 경사진 판재가 흔들림 없이 안정적으로 지지되게 한다. 승강수단의 작동로드(15)를 작동본체(14)로부터 신장 또는 수축시켜 판재의 경사각도를 조절할 수 있다.
경사진 판재(1)의 하단 쪽에 습동부재(30)를 설치하는데, 이 습동부재는 용접수단(20)의 캐리지에 연동되도록 설치될 수 있다.
습동부재(30)의 보호가스 분사부(33)로부터 예컨대 이산화탄소 등과 같은 보호가스를 분사하여 보호가스로 분위기를 만든다.
이 상태에서 용접수단(20)의 전극 와이어용 토치(22)를, 둥글게 형성된 판재(1)의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브(2)에 인접하게 위치시키고 전극 와이어(21)를 송급하여, 전극 와이어의 끝과 판재 간에 발생하는 아크에 의해 이들 전극 와이어와 판재를 용융시킴으로써 외면 그루브 내에 용접풀(3)을 형성한다.
습동부재(30)를 용접수단(20)과 함께 경사진 판재(1)의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브(2)를 따라 상승시키면서 냉각부(31)의 입구(35)를 통해 그 내부의 냉각수로에 냉각수를 공급하고 출구(36)로 배출하여 냉각수가 지속적으로 순환되게 한다. 이로써 용접시 발생하는 열을, 냉각수에 의해 차가워진 냉각부를 통하여 식혀주게 됨으로써, 용융풀(3)이 아래로 흘러내리는 것을 방지하고 외면 그루브(2)에 외면 비드(5)를 형성하게 된다.
본 발명의 경사형 용접장치는, 경사진 판재(1)의 내면 그루브(4)가 전술된 SAW에 의해 이미 용접되어 내면 비드(8)가 존재하고 있으므로, 통상의 EGW와 달리 백킹(Backing)재가 필요 없다.
더구나, 본 발명의 경사형 용접장치는, 둥글게 형성된 판재(1)를 소정의 각도로 경사지게 배치하기 때문에, 제조되는 파이프가 대략 12m 이상의 길이를 갖게 되어도 EGW가 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 통상 EGW는 수직 전용의 용접인데, 예컨대 제조되는 파이프의 길이가 대략 12 ~ 18m인 경우에는 둥글게 형성된 판재를 세워놓고 EGW를 이행하게 되면, 최상단까지 EGW 장치가 도달하지 못해 양호한 용접이 이루어질 수 없다. 본 발명에서는 판재(1)를 지지부재(10)에 의해 경사지게 배치하므로, 이러한 문제점을 해소할 수 있게 되는 것이다.
용융풀(3) 내에 차오르는 슬래그(5)는, 습동부재(30)에 구비된 슬래그 배출부(32)의 벽면을 타고 넘어 채널부(38)를 통해 배출되게 한다. 이를 통해 용융풀에 슬래그가 적층되는 것을 해소하여 건전성이 높은 우수한 용접 품질의 용접부를 구현할 수 있게 된다.
또, 슬래그 배출부(32)가 예컨대 세라믹 등과 같은 단열 재질로 만들어지기 때문에, 용융풀(3)이 습동부재(30)에 들러 붙지않고 용융풀의 열에 의해 습동부재, 특히 구리 등과 같은 금속으로 된 냉각부(31)가 손상되지 않게 되는 것이다.
둥글게 성형된 판재(1)의 하단에 있는 엔드탭(50)부터 상단에 있는 엔드탭까지 1패스의 용접이 완료된 후, 가용접된 이들 엔드탭을 판재로부터 절단한다.
이로써, 예컨대 50mm 이상의 두께를 가진 후육 파이프가 완성될 수 있으며, 이 파이프는 압력용기의 제작 등에 사용될 수 있게 된다.
도 5는 종래기술에 의해 형성된 용접비드와, 본 발명에 따른 경사형 용접장치가 적용되어 형성된 용접비드를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 5의 (a)는 SAW만 이용하여 용접한 파이프의 용접비드를 보여주고 있다. 이와 같이, 판재의 두께가 두꺼워질수록 용접부를 채우기 위해 패스의 수가 증가하게 되는데, 예를 들어 50mm 이상의 두께를 가진 판재를 용접하게 되면 대략 50패스 전후의 용접횟수가 필요하게 된다.
게다가, 전술한 바와 같이, 예열이 필요한 판재인 경우에는 예열만 적게는 몇십 분에서 많게는 몇 시간 정도를 수행해야 하며, 패스간 온도의 상하한을 지키기 위해 온도를 맞추고 나서 1패스를 진행하고 다시 온도를 맞춘 후 다음 1패스를 진행하는 방식으로 이루어져, 용접에 많은 시간 및 노력이 소요된다.
도 5의 (b)는 본 발명의 경사형 용접장치가 적용되어 용접한 파이프의 용접비드를 보여주고 있다. 본 발명에 따른 파이프 제조방법은 둥글게 형성된 판재(1)의 인접한 선단들에 의해 형성된 내면 그루브(4)는 SAW를 이용하여 1패스 용접하고, 외면 그루브(2)는 경사형 용접장치에 의한 EGW를 이용하여 1패스 용접함으로써, 두께가 두꺼운 판재의 용접을 총 2패스로 분할하여 이행할 수 있다.
따라서, 본 발명은 용접부의 강도를 확보하면서도 용접 시간을 획기적으로 절감할 수 있다. 또한, EGW는 입열이 원래 높은 공정이기 때문에, 열처리가 필요 없어, 예열에 대한 부담이 없고 예열과 관련된 부대 비용을 대폭 절감할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 예컨대 50mm 이상의 두께를 가진 파이프를 제조할 때, 기존의 패스간 온도를 유지하기 위한 노력과 시간을 없앨 수 있고 빈번히 나타나는 슬래그의 혼입을 줄일 수 있어 용접 생산성이 획기적으로 향상되기 때문에, 파이프 및 압력용기의 시장에서 월등한 제조 경쟁력을 가질 수 있게 되는 것이다.
이상의 설명은 본 발명-의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 판재 2: 외면 그루브
3: 용융풀 5: 슬래그
6: 외면 비드 8: 내면 비드
10: 지지부재 12: 베이스부
13: 승강수단 20: 용접수단
21: 전극 와이어 22: 전극 와이어용 토치
30: 습동부재 31: 냉각부
32: 슬래그 배출부 33: 보호가스 분사부
40: 가스 공급관 50: 엔드탭

Claims (11)

  1. 둥글게 성형된 판재의 일측을 상승시켜 경사지게 지지하는 지지부재;
    상기 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브를 따라 상방으로 경사지게 이동하면서 용접하는 용접수단; 및
    상기 용접수단의 열에 의해 생성된 용융풀을 차단하고 상기 용접수단을 따라 경사지게 이동하는 습동부재
    를 포함하는 경사형 용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는,
    일측에 걸림턱이 형성된 베이스부; 및
    상기 베이스부 상에서 상기 걸림턱의 반대측에 설치된 승강수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사형 용접장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 승강수단은,
    작동본체;
    상기 작동본체에 신축가능하게 구비된 작동로드; 및
    상기 작동로드의 단부에 장착된 받침부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사형 용접장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용접수단은 전극 와이어가 송급되는 전극 와이어용 토치인 것을 특징으로 하는 경사형 용접장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 습동부재는,
    상기 외면 그루브를 따라 이동하는 제1슬라이드면과, 내부에 냉각을 위한 냉각수로가 구비된 냉각부;
    상기 냉각부에 결합되어 상기 용융풀과 접촉하고, 상기 외면 그루브를 따라 이동하는 제1슬라이드면과, 슬래그의 배출을 위한 채널부가 구비된 슬래그 배출부; 및
    상기 슬래그 배출부의 채널부에 인접한 양측 측벽들 중 적어도 하나의 측벽에 형성되어, 보호가스가 공급되는 가스 공급관이 연결된 관통공을 구비하는 보호가스 분사부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사형 용접장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각부는 열전도율을 가진 금속으로 만들어지고,
    상기 슬래그 배출부는 단열 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 경사형 용접장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 판재의 길이방향 양끝에 가용접되고, 상기 외면 그루브에 상응한 홈부가 형성된 엔드탭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사형 용접장치.
  8. 판재를 둥글게 성형하는 단계;
    상기 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 내면 그루브를 따라 용접하는 단계; 및
    상기 판재의 인접한 선단들에 의해 형성된 외면 그루브를 따라 용접하는 단계
    를 포함하고,
    상기 외면 그루브를 따라 용접하는 단계는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 경사형 용접장치를 사용하고, 둥글게 성형된 판재를 경사지게 배치하여 용접하는 파이프 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내면 그루브를 따라 용접하는 단계는 서브머지드 아크 용접을 이용하고,
    상기 외면 그루브를 따라 용접하는 단계는 일렉트로 가스 용접을 이용하는 것을 특징으로 하는 파이프 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내면 그루브를 따라 용접하는 단계는 1패스로 수행하고,
    상기 외면 그루브를 따라 용접하는 단계도 1패스로 수행하는 것을 특징으로 하는 파이프 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 판재의 두께는 50mm 이상인 것을 특징으로 하는 파이프 제조방법.
KR1020170172058A 2017-12-14 2017-12-14 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법 KR102046230B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172058A KR102046230B1 (ko) 2017-12-14 2017-12-14 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172058A KR102046230B1 (ko) 2017-12-14 2017-12-14 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190071217A true KR20190071217A (ko) 2019-06-24
KR102046230B1 KR102046230B1 (ko) 2019-12-02

Family

ID=67056069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170172058A KR102046230B1 (ko) 2017-12-14 2017-12-14 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102046230B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102228438B1 (ko) 2020-04-23 2021-03-15 양희동 서브머지드 아크용접장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200418345Y1 (ko) * 2006-03-30 2006-06-13 대우조선해양 주식회사 일렉트로 가스 용접장치
KR20080107697A (ko) * 2007-06-08 2008-12-11 현대중공업 주식회사 일렉트로 가스 용접용 동담금
KR20130074927A (ko) * 2011-12-27 2013-07-05 주식회사 포스코 오버레이 용접장치 및 그 용접방법
KR20140072399A (ko) * 2012-12-04 2014-06-13 대우조선해양 주식회사 일렉트로 가스 용접과 플럭스 코어드 아크 용접을 이용한 혼합 용접 방법
KR20160053416A (ko) * 2014-11-04 2016-05-13 부경대학교 산학협력단 맞대기 용접용 시종단부 받침장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200418345Y1 (ko) * 2006-03-30 2006-06-13 대우조선해양 주식회사 일렉트로 가스 용접장치
KR20080107697A (ko) * 2007-06-08 2008-12-11 현대중공업 주식회사 일렉트로 가스 용접용 동담금
KR20130074927A (ko) * 2011-12-27 2013-07-05 주식회사 포스코 오버레이 용접장치 및 그 용접방법
KR20140072399A (ko) * 2012-12-04 2014-06-13 대우조선해양 주식회사 일렉트로 가스 용접과 플럭스 코어드 아크 용접을 이용한 혼합 용접 방법
KR20160053416A (ko) * 2014-11-04 2016-05-13 부경대학교 산학협력단 맞대기 용접용 시종단부 받침장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102228438B1 (ko) 2020-04-23 2021-03-15 양희동 서브머지드 아크용접장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102046230B1 (ko) 2019-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5981897A (en) Apparatus for distributing cover gas in reduced-width groove during welding
CN104874919B (zh) 一种厚板窄间隙激光焊接方法
US20160193689A1 (en) Friction stir welding method, friction stir welding device and friction stir welded material
KR101888780B1 (ko) 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법
JP2010508155A (ja) 表面上に溶接継手を作るための自動水中溶接装置及び自動水中溶接方法
CN112719515A (zh) 一种黑白管的轨道tig焊焊接方法
JP6512880B2 (ja) シールドノズルおよびシールド方法
CN111545867A (zh) 一种在狭小空间内进行铜堆焊的方法
KR20190071217A (ko) 경사형 용접장치 및 이를 사용한 파이프 제조방법
EP0025989B1 (en) Gas tungsten arc welding torch and welding process
SK18895A3 (en) Method of longitudinal welding of pipes with flat steel and device for its realization
JP2006198657A (ja) 多層盛溶接方法及びその多層盛溶接構造物
KR20190077757A (ko) 강재 용접장치 및 강재 용접방법
EP1043106A1 (en) Method for orbital welding of small-, medium-, and large-diameter pipes
JPH08243739A (ja) ボイラーチューブの連続溶接法
JP4538394B2 (ja) 残留応力改善溶接施工法及び溶接構造物
KR100468454B1 (ko) 박판과 파이프의 아크 브레이징장치 및 그 방법
KR20180031047A (ko) 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법
RU2660541C1 (ru) Способ лазерно-дуговой сварки стыка сформованной трубной заготовки
US8798113B2 (en) Wall elements for water-cooled, current-conducting electrode bearing arms and electrode bearing arms produced from such wall elements
EP2881211A1 (en) Method of depositing an overlay material onto a metal surface by means of electroslag strip cladding, with flux having more than 55 wt% CaF2 ; corresponding flux and article with such overlay
KR840001978Y1 (ko) 개스 텅스텐 아아크 용접 토오치
US3473002A (en) Triply shielded arc welding method
JP5473796B2 (ja) ステンレス鋼板の溶接方法及び溶接継手
KR101193716B1 (ko) 조관 백 쉴딩 장치 및 이를 포함하는 용접장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant