KR20190111609A - 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템에 대한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 토치를 통해 용접모재의 용접부를 오버레이 용접하기 위한 텐덤 오버레이 용접 시스템에 있어서, 상기 용접부 측으로 와이어가 공급되어 상기 용접부를 오버레이 용접하는 제1토치부; 상기 제2토치부와 특정간격 이격되어 배치되며 상기 용접부 측으로 와이어가 공급되어 상기 제1토치부에 의한 용접측에 오버레이 용접하는 제2토치부; 및 상기 제1토치부와 상기 제2토치부가 장착되는 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템에 관한 것이다.

Description

자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템{Auto Dual Feeding Tandem Overlay Welding System}

본 발명은 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템에 대한 것이다.

종래의 오버레이 용접 장치는 강관 파이프의 내부에 용접 토치가 자유단에 장착되고 본체가 고정단에 연결된 외팔보 구조의 붐과 상기 붐의 고정단에 연결된 본체 및 상기 본체에 연결되며 붐을 통하여 용접 토치로 연결된 유틸리티를 포함한다.

여기서 유틸리티는 용접 토치에 전력을 공급하는 전원부, 용접 시 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 제공부, 용접 토치를 냉각시키는 냉각수를 공급하는 냉각수 제공수단 및 용접 와이어를 제공하는 용접 와이어 공급부 등을 포함하여 구성된다.

용접 토치는 전원부, 불활성 가스 제공부, 냉각수 제공수단, 용접 와이어 공급부로부터 유틸리티를 제공받아서 강관 파이프 내면을 오버레이 용접한다.

그러나 이러한 종래 오버레이 용접장치의 경우 오버레이 작업생산성이 떨어지며, 충분한 오버레이 두께를 확보할 수 없어 제품의 품질이 저하되는 문제점이 존재한다.

따라서 시간단축을 통한 작업생산성을 향상시키고, 충분한 두께의 오버레이를 형성하여 제품 품질을 개선할 수 있는 텐덤 오버레이 용접 시스템의 개발이 요구되었다.

한국 공개특허 10-2017-0048945 한국 등록특허 10-1538249 한국 등록특허 10-1328327

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 선행토치부인 제1토치부에서 공급되는 복수의 와이어를 용융시켜 오버레이 용접을 진행하고 제2토치부는 제1토치부에서 용접된 용접부에 오버레이 용접을 진행하여 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 5mm이상의 오버레이 두께를 형성하여 제품 품질을 개선할 수 있는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은, 복수의 토치를 통해 용접모재의 용접부를 오버레이 용접하기 위한 텐덤 오버레이 용접 시스템에 있어서, 상기 용접부 측으로 와이어가 공급되어 상기 용접부를 오버레이 용접하는 제1토치부; 상기 제1토치부와 특정간격 이격되어 배치되며 제1토치부에 의해 용접된 용접부 측으로 와이어가 공급되어 상기 제1토치부에 의한 용접측에 오버레이 용접하는 제2토치부; 및 상기 제1토치부와 상기 제2토치부가 장착되는 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템으로서 달성될 수 있다.

그리고 제1토치부는, 제1용접토치와, 상기 용접부 측으로 제1와이어를 공급하는 제1와이어공급단과, 상기 용접부 측으로 제2와이어를 공급하는 제2와이어공급단과, 상기 용접부 측으로 쉴드가스를 공급하는 제1쉴드가스공급부를 포함하여 상기 제1와이어와 상기 제2와이어를 용융시켜 용접되고, 상기 제2토치부는 제2용접토치와, 상기 제1토치부에 의한 용접측에 제3와이어를 공급하는 제3와이어공급단과, 쉴드가스를 공급하는 제2쉴드가스공급부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 제1토치부에 의해 4mm이상의 오버레이 두께를 갖게 되며, 상기 제2토치부에 의해 5mm이상의 오버레이 두께를 갖게 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 제1와이어공급단에 제1와이어를 공급하기 위한 제1와이어공급수단과, 상기 제2와이어공급단에 제1와이어를 공급하기 위한 제2와이어공급수단과, 상기 제3와이어공급단에 제3와이어를 공급하기 위한 제3와이어공급수단를 갖는 와이어 피더를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 홀더를 이동시켜 상기 제1토치부와 상기 제2토치부의 상기 용접부 간의 거리를 조절하는 위치조절수단과, 상기 제1토치부와 상기 제2토치부 간의 이격거리를 조절하는 간격조절부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템에 따르면, 선행토치부인 제1토치부에서 공급되는 복수의 와이어를 용융시켜 오버레이 용접을 진행하고 제2토치부는 제1토치부에서 용접된 용접부에 오버레이 용접을 진행하여 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 5mm이상의 오버레이 두께를 형성하여 제품 품질을 개선할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템의 토치부 측의 부분 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1토치부의 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2토치부의 정면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 각도조절부를 갖는 텐덤 오버레이 용접 시스템의 부분 측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템(100)의 토치부 측의 부분 구성도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템(100)은 전제척으로 와이어피더(40), 홀더(30), 컨트롤부(80), 위치조절수단, 제1토치부(10), 제2토치부(20) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

제1토치부(10)는 선행토치부로서 파이프 등의 용접부 측으로 와이어가 공급되어 용접부를 오버레이 용접하도록 구성된다. 또한, 제2토치부(20)는 제1토치부(10)와 특정간격 이격되어 배치되며 용접부 측으로 와이어가 공급되어 제1토치부(10)에 의한 용접측에 오버레이 용접하도록 구성된다. 그리고 홀더(30)는 이러한 제1토치부(10)와 제2토치부(20)가 장착되도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1토치부(10)의 정면도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 제1토치부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, TIG로 구성되는 제1용접토치(11)와, 용접부 측으로 제1와이어(2)를 공급하는 제1와이어공급단(15)과, 용접부 측으로 제2와이어(3)를 공급하는 제2와이어공급단(16)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 또한, 이러한 용접부 측으로 쉴드가스를 공급하는 제1쉴드가스공급부(12)(도 3에는 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서 제1토치부(10)에서는 제1와이어공급단(15)을 통해 용접부 측으로 공급되는 제1와이어(2)와 제2와이어공급단(16)을 통해 용접추 측으로 공급되는 제2와이어(3)가 서로 용융되어 제1용접토치(11)에 의해 오버레이 용접이 진행되게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2토치부(20)의 정면도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 제2토치부(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, TIG로 구성되는 제2용접토치(21)와, 제1토치부(10)에 의한 용접측에 제3와이어(4)를 공급하는 제3와이어공급단(25)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 또한, 제2토치부(20)는 쉴드가스를 공급하는 제2쉴드가스공급부(도 4에 미도시, 22)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 제1토치부(10)에 의해 4mm이상의 오버레이 두께를 갖게 되며, 제2토치부(20)에 의해 최종적으로 5mm이상의 오버레이 두께를 갖게 된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템(100)에 따르면, 선행토치부인 제1토치부(10)에서 공급되는 복수의 와이어를 용융시켜 오버레이 용접을 진행하고 제2토치부(20)는 제1토치부(10)에서 용접된 용접부에 오버레이 용접을 진행하여 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 5mm이상의 오버레이 두께를 형성하여 제품 품질을 개선할 수 있게 된다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 와이어 피더(40)는 제1와이어공급단(15)에 제1와이어(2)를 공급하기 위한 제1와이어공급수단(41)과, 상기 제2와이어공급단(16)에 제1와이어(2)를 공급하기 위한 제2와이어공급수단(42)과, 상기 제3와이어공급단(25)에 제3와이어(4)를 공급하기 위한 제3와이어공급수단(43)을 포함하여 구성된다.

그리고 홀더(30)에는 일측끝단에 제1와이어공급수단(41)과 제2와이어공급수단(42)이 연결되고 타측끝단에 제1토치부(10)와 제1와이어공급단(15)과 제2와이어공급단(16)이 연결되는 제1케이블(31)을 포함하며, 일측끝단에 제3와이어공급수단(43)이 연결되고 타측끝단에 제2토치부(20)와 제3와이어공급단(25)이 연결되는 제2케이블(32)을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 위치조절수단은 홀더(30)를 상하 이동시켜 용접부 간의 거리를 조절하도록 구성될 수 있으며, 간격조절부(33)는 제1케이블(31)와 제2케이블(32)을 길이방향으로 이동시켜 제1토치부(10)와 제2토치부(20) 간의 이격거리를 조절하도록 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 각도조절부를 갖는 텐덤 오버레이 용접 시스템(100)의 부분 측면도를 도시한 것이다. 또한. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1토치부(10)는 제1용접토치(11)와 용접부 간의 거리를 조절하는 제1거리조절부(14)와, 제1용접토치(11)의 각도를 조절하는 제1각도조절부(13)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.

그리고 제2토치부(20) 역시, 제2용접토치(21)의 각도를 조절하는 제2각도조절부(23)와, 제2용접토치(21) 끝단과 용접부 간의 거리를 조절하는 제2거리조절부(24)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤부(80)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 컨트롤부(80)는 본 발명의 실시예에 따른 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템(100)을 총제적으로 제어하게 된다.

컨트롤부(80)는 용접모재(1) 또는 홀더(30)를 길이방향으로 이동시키는 이동수단(60)을 제어하여 용접진행속도를 조절하게 되며, 위치조절수단을 제어하여 용접부와 토치부 간의 간격을 조절하게 된다.

또한, 제어부는 전원공급부(70)를 제어하여 제1용접토치(11)와 제2용접토치(21)에 공급되는 전원을 조절하며, 간격조절부(33)를 제어하여 제1케이블(31)와 제2케이블(32)을 구동시켜 제1토치부(10)와 제2토치부(20) 간의 이격거리를 조절하게 된다.

그리고 제어부는 제1와이어공급수단(41)과 제2와이어공급수단(42)와 제3와이어공급수단(43)을 제어하여 제1와이어공급단(15)을 통해 공급되는 제1와이어(2)의 공급량과, 제2와이어공급단(16)을 통해 공급되는 제2와이어(3)의 공급량과, 제3와이어공급단(25)을 통해 공급되는 제3와이어(4)의 공급량을 조절하게 된다.

그리고 제어부는 제1쉴드가스공급부(12)를 제어하여 제1토치부(10)에 의한 오버레이 용접중 용접부에 공급되는 쉴드가스의 양을 조절하게 되며, 제2쉴드가스공급부(22)를 제어하여 제2토치부(20)에 의한 오버레이 용접중 용접부에 공급되는 쉴드가스의 양을 조절하게 된다.

또한, 제어부는 제1각도조절부(13)를 제어하여 제1용접토치(11)의 각도를 조절하게 되며 제1거리조절부(14)를 제어하여 제1용접토치(11) 끝단과 용접부 간의 이격거리를 조절하게 된다. 그리고 제어부는 제2각도조절부(23)를 제어하여 제2용접토치(21)의 각도를 조절하게 되며 제2거리조절부(24)를 제어하여 제2용접토치(21) 끝단과 용접부 간의 이격거리를 조절하게 된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:용접모재
2:제1와이어
3:제2와이어
4:제3와이어
10:제1토치부
11:제1용접토치
12:제1쉴드가스공급부
13:제1각도조절부
14:제1거리조절부
15:제1와이어공급단
16:제2와이어공급단
20:제2토치부
21:제2용접토치
22:제2쉴드가스공급부
23:제2각도조절부
24:제2거리조절부
25:제3와이어공급단
30:홀더
31:제1케이블
32:제2케이블
33:간격조절부
40:와이어 피더
41:제1와이어공급수단
42:제2와이어공급수단
43:제3와이어공급수단
50:위치조절수단
60:이동수단
70;전원공급부
80:컨트롤부
100:자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템

Claims (5)

1. 복수의 토치를 통해 용접모재의 용접부를 오버레이 용접하기 위한 텐덤 오버레이 용접 시스템에 있어서,
   상기 용접부 측으로 와이어가 공급되어 상기 용접부를 오버레이 용접하는 제1토치부;
   상기 제1토치부와 특정간격 이격되어 배치되며 제1토치부에 의해 용접된 용접부 측으로 와이어가 공급되어 상기 제1토치부에 의한 용접측에 오버레이 용접하는 제2토치부; 및
   상기 제1토치부와 상기 제2토치부가 장착되는 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1토치부는, 제1용접토치와, 상기 용접부 측으로 제1와이어를 공급하는 제1와이어공급단과, 상기 용접부 측으로 제2와이어를 공급하는 제2와이어공급단과, 상기 용접부 측으로 쉴드가스를 공급하는 제1쉴드가스공급부를 포함하여 상기 제1와이어와 상기 제2와이어를 용융시켜 용접되고,
   상기 제2토치부는 제2용접토치와, 상기 제1토치부에 의한 용접측에 제3와이어를 공급하는 제3와이어공급단과, 쉴드가스를 공급하는 제2쉴드가스공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1토치부에 의해 4mm이상의 오버레이 두께를 갖게 되며, 상기 제2토치부에 의해 5mm이상의 오버레이 두께를 갖게 되는 것을 특징으로 하는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1와이어공급단에 제1와이어를 공급하기 위한 제1와이어공급수단과, 상기 제2와이어공급단에 제1와이어를 공급하기 위한 제2와이어공급수단과, 상기 제3와이어공급단에 제3와이어를 공급하기 위한 제3와이어공급수단를 갖는 와이어 피더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 홀더를 이동시켜 상기 제1토치부와 상기 제2토치부의 상기 용접부 간의 거리를 조절하는 위치조절수단과, 상기 제1토치부와 상기 제2토치부 간의 이격거리를 조절하는 간격조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 듀얼 피팅 텐덤 오버레이 용접 시스템.
   
   
   
   
   

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