KR20230014006A - 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법 - Google Patents
티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법에 관한 것으로 고밀도 열원 용접으로 팩 슬라브를 제조하여 팩 슬라브 제조 시 소요되는 비용 및 시간을 크게 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법에 관한 것으로 더 상세하게는 고밀도 열원 진공 용접으로 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 제조하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법에 관한 발명이다.
티타늄 합금은 변형저항의 온도의존성이 크고 가공 중 온도 저하에 의해 가공하중이 커지기 때문에 박판 제조가 어렵다.
따라서, 고강도 티타늄 합금 박판재는 소재의 열손실 및 스프링백 현상 문제로 일반적인 압연으로는 제조가 어려운 문제점이 있다.
근래에 들어 고강도 티타늄 합금 박판재는 2mm 이하로 두께를 제어하기 위해 티타늄 슬라브를 커버재로 패킹하여 압연하는 팩압연 방법으로 박판을 제조하고 있다.
팩압연 방법은 복수의 후판 중간재 즉, 복수의 티타늄 슬라브를 적층시켜 코어재로 하고, 코어재의 전체를 커버재로 덮어 진공 용접으로 압연용 팩 슬라브를 제조하고 열간압연하여 고강도 티타늄 합금 박판재를 제조한다.
열간 압연 후 커버재 내에 적층된 티타늄 합금 박판재가 용이하게 분리될 수 있도록 코어재를 준비하는 과정에서 즉, 티타늄 슬라브를 적층시키는 과정에서 티타늄 슬라브의 사이에 이형제를 도포하고 있다.
종래의 압연용 팩 슬라브는 복수의 티타늄 슬라브를 적층시켜 코어재로 하고, 코어재의 전체를 저가 소재인 고장력 탄소강 소재인 커버재로 덮고 커버재를 아크 용접하여 제조하고 있다.
커버재는 복수의 커버 플레이트로 적층된 복수의 티타늄 슬라브를 감싸게 된다.
종래의 압연용 팩 슬라브 제조방법은 별도의 부재를 개선 가공 후 아크 용접 즉, 저온 균열 방지용 예열이 필요하고, 층간 온도 준수, 용접 후 용접면의 그라인딩 작업이 추가로 필요하다.
즉, 종래의 압연용 팩 슬라브 제조방법은 저가 소재인 고장력 탄소강 소재인복수의 커버 플레이트로 적층된 복수의 티타늄 슬라브를 감싸고 커버 플레이트를 아크 용접으로 용접하는데 아크 용접은 용접과 진공작업, 밀봉작업 등의 3가지 작업을 별도로 진행해야 하므로 용접 작업 시간이 매우 오래 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 압연용 팩 슬라브 제조방법은 용접 작업 중 신뢰성이 낮고, 고진공 패킹 작업이 어렵고, 추가 공정으로 반소재 개선 가공을 하기 때문에 이에 따른 비용 및 작업 시간이 많이 소요됨은 물론 절단 가공의 어려움이 있고, 환경오염도 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 진공 챔버의 전체 방향에서 진공이 진행되어 진공 속도를 높여 작업 속도를 줄이고, 작업 편의성을 향상시키는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고밀도 열원 용접을 2회 진행하되, 한번은 직진 방향으로 한번은 0°초과 10°이하로 경사진 방향으로 진행하여 진공 패킹 작업 시 불량이 발생되는 것을 방지하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 티타늄 슬라브가 복수로 적층된 티타늄 슬라브 코어재를 커버재로 감싼 팩 슬라브를 제조하는 팩 슬라브 제조방법이며, 하부 커버판부재 상에 티타늄 슬라브 코어재를 안착시키고, 복수의 측면 커버판부재로 티타늄 슬라브의 둘레를 감싸고, 상부 커버판부재로 티타늄 슬라브를 덮어 팩 슬라브를 형성하는 팩 슬라브 형성단계, 상기 팩 슬라브를 진공 챔버 내에 위치시킨 후 진공 상태에서 용접으로 팩 슬라브를 밀폐시키는 용접단계를 포함하고, 상기 용접단계는 고밀도 열원 용접으로 팩 슬라브를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 커버재는 상기 티타늄 슬라브 코어재가 안착되며 상기 티타늄 슬라브 코어재의 하부면을 커버하는 하부 커버판부재, 상기 티타늄 슬라브 코어재의 상부면을 덮는 상부 커버판부재, 상기 티타늄 슬라브 코어재의 길이 방향으로 위치되어 상기 티타늄 슬라브 코어재의 양측면을 덮는 제1측면 커버판부재와 제2측면 커버판부재, 상기 티타늄 슬라브 코어재의 폭방향으로 위치되어 상기 티타늄 슬라브 코어재의 전면과 후면을 덮는 제3측면 커버판부재와 제4측면 커버판부재를 포함히며, 상기 팩 슬라브 형성단계는 상기 제1측면 커버판부재 내지 상기 제4측면 커버판부재가 상기 하부 커버판부재와 상기 상부 커버판부재의 사이에 위치되고, 상기 제1측면 커버판부재와 상기 제2측면 커버판부재의 사이에 상기 제3측면 커버판부재와 상기 제4측면 커버판부재가 위치되도록 상기 커버재를 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 용접단계는 진공 펌프부를 진공 챔버의 둘레로 이격되게 복수로 위치시키고, 복수의 상기 진공 펌프부를 동시에 작동시켜 상기 진공 챔버의 내부를 진공시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 용접단계는 수직 또는 수평 방향에서 고밀도 열원을 출력하여 용접 부위를 용접하는 제1용접과정 및 상기 제1용접 과정 후 수직 또는 수평 방향을 기준으로 0°초과 ~ 10°이하의 범위에서 경사지게 고밀도 열원을 출력하여 용접하는 제2용접과정을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 용접단계의 고밀도 열원 용접은 전자빔 용접이며, 상기 용접단계는 가속전압(accelerating voltage) 110kV ~ 13kV, 초점전류(focusing current) 530 ~ 550mA, 용접전류(welding current) 90 ~ 110mA, 용접 속도 360mm/min ~ 440mm/min의 조건으로 전자빔 용접을 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 용접단계는 고밀도 열원의 열량과 금속의 증발 반력에 의해 키홀이 형성되어 키홀 거동으로 용접부위를 용접할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 티타늄 슬라브가 복수로 적층된 티타늄 슬라브 코어재를 커버재로 감싼 팩 슬라브를 용접하여 진공 밀폐시키는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치이며, 상기 팩 슬라브가 내부에 장입되는 진공 챔버, 상기 진공 챔버에 연결되어 상기 진공 챔버의 내부를 진공으로 형성하는 진공 펌프부 및 상기 진공 챔버 내에 위치되어 상기 팩 슬라브의 용접 부위를 고밀도 열원으로 가열시켜 직접 용융시켜 용접하는 고밀도 열원 용접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 진공 펌프부는 상기 진공 챔버의 둘레로 이격되게 복수로 위치되어 각각 상기 진공 챔버에 연결되어 동시에 작동될 수 있다.
본 발명에서 상기 고밀도 열원 용접부는 고밀도 열원을 용접 부위로 출력하는 고밀도 열원 출력부 및 상기 고밀도 열원 출력부를 수평 또는 수직 방향으로 이동시키는 용접 이동부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 용접 이동부는 상기 고밀도 열원 출력부를 수평 방향으로 이동시키는 즉, X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부 및 상기 X축 이동부를 상, 하 즉, Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 고밀도 열원 용접부는 상기 고밀도 열원 출력부를 전, 후 이동시켜 상기 팩 슬라브와 상기 고밀도 열원 출력부의 사이 간격을 조절하는 용접 간격 조절용 이동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 진공 챔버 내에 위치되며 팩 슬라브의 상면을 가압하여 커버재의 위치를 고정시키는 커버 고정용 지그부 및 상기 커버 고정용 지그부를 상, 하 이동시키는 지그 승하강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 고밀도 열원 용접부는 상기 고밀도 열원 출력부를 X축 방향으로 회전시키는 제1용접 회전부 및 상기 고밀도 열원 출력부를 Y축 방향으로 회전시키는 제2용접 회전부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1용접 회전부는 상기 고밀도 열원 출력부가 수직 위치된 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 제1회전 브라켓트부재 및 상기 제1회전 브라켓트부재에 장착되어 상기 고밀도 열원 출력부를 회전시키는 제1회전 모터를 포함하고, 상기 제2용접 회전부는 상기 제1회전 브라켓트부재가 수평 위치된 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 제2회전 브라켓트부재 및 상기 제2회전 브라켓트부재에 장착되어 제1회전 브라켓트부재를 회전시키는 제2회전 모터를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 본 발명에 따른 팩 슬라브 제조방법으로 제조된 팩 슬라브를 850 내지 900℃에서 재가열하는 재가열단계, 재가열단계 후 팩 슬라브를 복수의 열간 압연기를 통과시키면서 압연하는 압연단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 제조방법을 제공한다.
본 발명은 고밀도 열원 용접으로 팩 슬라브를 제조하여 팩 슬라브 제조 시 소요되는 비용 및 시간을 크게 절감하는 효과가 있다.
본 발명은 진공 챔버의 전체 방향에서 진공이 진행되어 진공 속도를 높여 작업 속도를 줄이고, 작업 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 고밀도 열원 용접을 2회 진행하되, 한번은 직진 방향으로 한번은 0초과 10°이하로 경사진 방향으로 진행하여 진공 패킹 작업 시 불량이 발생되는 것을 방지하여 생산성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 예시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법의 일 실시예에서 팩 슬라브의 전후면과 측면을 예시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법에서 용접단계를 예시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예에서 용접 이동부를 예시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예에서 고밀도 열원 용접부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치에서 고밀도 열원 용접을 예시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법의 일 실시예에서 팩 슬라브의 전후면과 측면을 예시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법에서 용접단계를 예시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예에서 용접 이동부를 예시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예에서 고밀도 열원 용접부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치에서 고밀도 열원 용접을 예시한 도면.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은, 티타늄 슬라브(11a)가 복수로 적층된 티타늄 슬라브 코어재(11)를 커버재(12)로 감싸 팩 슬라브를 제조하는 팩 슬라브 제조방법이며, 본 발명으로 제조된 팩 슬라브(10)는 열간 압연 작업을 통해 티타늄 합금 박판을 제조한다.
티타늄 슬라브(11a)는 Ti-6Al-4V의 재질인 것을 일 예로 하고, 커버재(12)는 고장력 탄소강 소재인 것을 일 예로 한다.
본 발명에 따른 티타늄 합금 박판의 제조방법의 일 실시예는 본 발명에 따른 팩 슬라브 제조방법으로 제조된 팩 슬라브(10)를 850 내지 900℃에서 재가열하는 재가열단계, 재가열단계 후 팩 슬라브(10)를 복수의 열간 압연기를 통과시키면서 압연하는 압연단계를 포함한다.
재가열 단계와 압연단계는 공지의 티타늄 합금 압연 공정을 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있어 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
도 1은 일반적인 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 예시한 도면이고, 도 1을 참고하면 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브(10)는 적층되는 복수의 티타늄 슬라브(11a)를 포함하는 티타늄 슬라브 코어재(11), 티타늄 슬라브 코어재(11)를 감싸는 커버재(12)를 포함한다.
티타늄 슬라브(11a)는 표면에 이형제가 도포되어 열간 압연 후 각각 용이하게 서로 분리될 수 있다.
즉, 각 티타늄 슬라브(11a)의 사이 및 티타늄 슬라브(11a)와 커버재(12)의 사이에는 이형제층이 위치되어 열간 압연된 티타늄 합금 박판이 용이하게 분리될 수 있음을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 티타늄 합금 박판의 제조방법의 일 실시예는 티타늄 슬라브(11a)를 적층하여 코어재로 형성하기 전에 티타늄 슬라브(11a)의 표면에 이형제를 도포하는 이형제 도포단계를 더 포함할 수 있음을 밝혀둔다.
이형제 도포단계는 이형제 도포용액을 분사하여 도포하는 것을 일 예로 하며, 이형제 도포용액을 분사하는 분사 노즐부에 고전압을 인가한 상태에서 분사 노즐부를 통해 이형제 도포용액을 티타늄 슬라브(11a)의 표면에 분사한다.
이형제 도포용액은 용매 90wt% ~ 95wt%, 바인더 5wt% ~ 10wt%를 포함하여 전체 100wt%를 가지는 용액에 용액 100wt% 대비 질화붕소 분말 1 ~ 10wt%를 포함한다.
용매는 무기 희석제인 일 예로 하고, IPA(이소프로필알콜)와 PEGM(폴리에틸렌글리콜메틸에테르)를 혼합한 전체 100wt%에서 무기 희석제 45wt% ~ 55wt%와 에탄올 45wt% ~ 55wt%인 것을 일 예로 한다.
또한, 바인더는 무기 바인더인 것을 일 예로 하며 나노 사이즈 즉 나노미터 크기의 SiO2을 포함하고, 질화붕소 분말들의 도막 형성을 가능하게 한다.
그리고, 바인더는 질화붕소 분말들이 적층되는 코어 플레이트 즉, 적층되어 팩압연되는 티타늄 코어 플레이트의 표면에 잘 접착될 수 있도록 도와주는 역할을 하고, 본 발명에 따른 압연 후 박판재용 이형제가 티타늄 코어 플레이트(Ti-6Al-4V)의 표면에 도포될 때 질화붕소 분말들이 전체적으로 고르고 균일하게 도포되어 접착될 수 있도록 5wt% ~ 10wt%를 포함한다.
이형제 도포용액은 아세톤, 메틸 에테르 등을 의도적으로 포함하지 않아 실내 작업 시 인체에 무해한 작업환경을 조성할 수 있고, 폭발의 위험성이 없어 안전한 작업 환경을 확보할 수 있다.
또한, 이형제 도포용액은 도포 후 5분 이내에 손에 묻어나지 않을 정도록 건조가 용이하며 건조된 후 질화붕소 분말들이 날리지 않을 정도록 밀착성이 우수한 BN 건성피막을 형성할 수 있고, 30분 내외에서 완전히 경화되고 점착되는 특징을 가진다.
또한, 이형제 도포용액은 녹는점이 2973℃로 높은 질황붕소 분말을 포함하여 1020℃ ~ 1250℃ 범위의 팩압연 공정 상의 온도 및 압력에서도 도전성과 내열성을 유지할 수 있다.
그리고, 질화붕소 분말은 전체 100wt%에서 BN 99wt%~99.65wt%, B2O3 0.05 ~ 0.15wt%, O2 0.3 ~ 0.85wt%을 포함하는 것을 일 예로 하고, BN은 헥사고날 형상의 질화붕소인 것을 일 예로 한다.
BN은 질화붕소로 최소 99wt%가 포함되며, 원소번호 5번인 붕소와 원소번호 7번인 질소가 1:1로 결합한 화합물로 두 원소는 서로 공유결합을 하고 있어 화학적으로 매우 안정하며 전기적 절연재이며, 2973℃의 녹는점 즉, 높은 온도의 녹는점을 가지는 특징이 있다.
또한, BN은 대기 1,000℃, 진공 1,400℃의 고온 안정성, 낮은 열팽창성, 낮은 마찰계수(0.15 ~ 0.70)을 가져 고온의 열간 압연 후 적층된 2개의 금속 박판을 분리하는 이형제로 사용이 적합하다.
그리고, BN은 헥사고날 보론 나이트 라이드 즉, 헥사고날 형상의 질화붕소인 것으로 열간압연 공정상의 온도 및 압력에서 도전성과 내열성을 보유할 수 있다.
B2O3과 O2는 극소량으로 포함될 수밖에 없는 불순물이고, B2O3는 0.05 ~ 0.15wt%로 제한되고, O2는 0.3 ~ 0.8wt%로 제한되는 것이 바람직하다.
질화붕소 분말은 파티클 사이즈가 3~5㎛인 것을 일 예로 하고, 탭 밀도(tat density)가 0.2 ~ 0.4(g/cm3), 부피 밀도(bulk density)가 14 ~ 16(m2/g)으로 결정형 백색 고형 분말인 것을 특징으로 한다.
한편, 커버재(12)는 티타늄 슬라브 코어재(11)가 안착되며 티타늄 슬라브 코어재(11)의 하부면을 커버하는 하부 커버판부재(12a), 하부 커버판부재(12a)에 안착되는 티타늄 슬라브 코어재(11)의 상부면을 덮는 상부 커버판부재(12b), 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b)의 사이에 위치되어 티타늄 슬라브 코어재(11)의 둘레를 감싸 패킹하는 복수의 측면 커버판부재를 포함한다.
더 상세하게 하부 커버판부재(12a)는 티타늄 슬라브 코어재(11)가 안착된 상태에서 외측 둘레로 측면 커버판부재의 두께만큼의 여유 공간이 위치되고, 측면 커버판부재는 티타늄 슬라브 코어재(11)의 길이 방향으로 위치되어 티타늄 슬라브 코어재(11)의 양측면을 덮는 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d), 티타늄 슬라브 코어재(11)의 폭방향으로 위치되어 티타늄 슬라브 코어재(11)의 전면과 후면을 덮는 제3측면 커버판부재(12e)와 제4측면 커버판부재(12f)를 포함한다.
또한, 상부 커버판부재(12b)는 하부 커버판부재(12a)와 동일한 크기로 형성되어 하부 커버판부재(12a) 상에 안착된 티타늄 슬라브 코어재(11)와 복수의 측면 커버판부재 즉, 제1측면 커버판부재(12c), 제2측면 커버판부재(12d), 제3측면 커버판부재(12e), 제4측면 커버판부재(12f)를 포함한다.
본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법의 일 실시예는 하부 커버판부재(12a) 상에 티타늄 슬라브 코어재(11)를 안착시키고, 복수의 측면 커버판부재로 티타늄 슬라브(11a)의 둘레를 감싸고, 상부 커버판부재(12b)로 티타늄 슬라브(11a)를 덮어 팩 슬라브(10)를 형성하는 팩 슬라브 형성단계를 포함한다.
팩 슬라브 형성단계 후에는 팩 슬라브(10)를 진공 챔버 내에 위치시킨 후 진공 상태에서 용접으로 팩 슬라브(10)를 밀폐시키는 용접단계로 팩 슬라브(10)를 제조한다.
용접단계는 고밀도 열원 용접으로 포함하고, 고밀도 열원 용접은 전자빔 용접인 것을 일 예로 한다.
고밀도 열원 용접은 전자빔 용접과 같이 코어재를 직접 고밀도 열원으로 가열하여 코어재를 직접 용융시켜 용접한다.
고밀도 열원 용접은 전자빔 용접 이외에도 코어재를 직접 가열하여 코어재를 직접 용융시켜 용접하는 공지의 용접 방법으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략한다.
팩 슬라브 형성단계는 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)가 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b)의 사이에 위치되고, 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d)의 사이에 제3측면 커버판부재(12e)와 제4측면 커버판부재(12f)가 위치되어 팩 슬라브(10)의 전면과 후면에서 제3측면 커버판부재(12e)의 외측 둘레와 제4측면 커버판부재(12f)의 둘레로 용접 부분이 위치되게 커버재(12)를 형성한다.
도 2는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법의 일 실시예에서 팩 슬라브(10)의 전후면과 측면을 예시한 도면이고, 도 2의 (a)는 팩 슬라브(10)의 전후면을 예시한 도면이고, 도 2의 (b)는 팩 슬라브(10)의 측면을 예시한 도면이고,
도 2를 참고하면 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)가 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b)의 사이에 위치되고 제3측면 커버판부재(12e)와 제4측면 커버판부재(12f)가 각각 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d)의 사이에 위치되면 팩 슬라브(10)의 밀폐를 위한 용접 부위가 제3측면 커버판부재(12e)의 외측 둘레와 제4측면 커버판부재(12f)의 둘레 및 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d)의 상단부 측과 하단부 측에서 각각 제1측면 커버판부재(12c)의 길이방향 및 제2측면 커버판부재(12d)의 길이 방향에 용접 부위가 위치되게 된다.
즉, 용접부위는 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b)의 사이에서 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)가 감싼 부분 즉, 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)를 향한 면에서만 위치된다.
용접단계는 복수의 측면 커버판부재와 하부 커버판부재(12a)의 사이 및 복수의 측면 커버판부재와 상부 커버판부재(12b)와의 사이, 서로 맞닿은 측면 커버판부재의 사이를 각각 고밀도 열원으로 용접한다.
팩 슬라브 형성단계는 제3측면 커버판부재(12e)와 제4측면 커버판부재(12f)를 티타늄 슬라브 코어재(11)의 전면과 후면에서 각각 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d)의 사이에 위치함으로써 용접 작업 시 용접 부위를 슬라브 코어재의 전면과 후면에서 최소화하고, 용접 작업 시 작업 동선을 최적화한다.
또한, 용접단계는 진공 펌프부를 진공 챔버의 둘레로 이격되게 복수로 위치시키고, 복수의 진공 펌프부를 동시에 작동시켜 진공 챔버의 내부를 기설정된 진공도로 최대한 빠르게 도달할 수 있게 한다.
일 예로 진공 펌프부는 진공 챔버의 사방에 위치되어 진공 챔버의 사방에서 동시에 진공 작업이 이루어지도록 하여 진공 챔버 내의 진공을 최대한 빠르게 형성한다.
또한, 용접단계는 복수의 측면 커버판부재와 하부 커버판부재(12a)의 사이 및 복수의 측면 커버판부재와 상부 커버판부재(12b)와의 사이, 서로 맞닿은 측면 커버판부재의 사이를 각각 고밀도 열원으로 용접하되, 수직 또는 수평 방향으로 고밀도 열원을 출력하여 용접하는 제1용접과정, 제1용접 과정 후 수직 또는 수평 방향을 기준으로 0°초과 ~ 10°이하의 범위에서 경사지게 고밀도 열원을 출력시켜 용접하는 제2용접과정을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법에서 용접단계를 예시한 도면이고, 도 3의 (a)는 제1용접 과정을 예시한 도면이고, 도 3의 (b)는 제2용접 과정을 예시한 도면이다.
용접단계는 용접 부위인 복수의 측면 커버판부재와 하부 커버판부재(12a)의 사이 및 복수의 측면 커버판부재와 상부 커버판부재(12b)와의 사이, 서로 맞닿은 측면 커버판부재의 사이를 각각 수직 또는 수평 방향에서 고밀도 열원으로 용접한 후 0°초과 ~ 10°이하의 범위에서 경사지게 고밀도 열원으로 용접하여 용접 부위를 완전하게 밀폐시킴으로써 진공 밀폐 상태 즉, 진공 패킹 상태의 신뢰성을 향상시킨다.
용접단계는 전자빔 용접에서 가속전압(accelerating voltage) 110kV ~ 13kV, 초점전류(focusing current) 530 ~ 550mA, 용접전류(welding current) 90 ~ 110mA, 용접 속도 360mm/min ~ 440mm/min의 조건으로 수행한다.
용접단계는 상기한 용접 조건의 전자빔 용접으로 목표 용입 깊이로 용접부위를 용접하여 진공 밀폐 상태 즉, 진공 패킹 상태의 신뢰성을 향상시킨다.
또한, 용접단계는 전자빔 등의 고밀도 열원의 열량과 금속의 증발 반력에 의해 키홀이 형성되어 키홀 거동으로 용접부위의 완전 용입 또는 이에 가까운 목표 용입 깊이로 정상적인 비드 형성이 가능하고, 이로써 진공 밀폐 상태 즉, 진공 패킹 상태의 신뢰성을 향상시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예에서 용접 이동부(320)를 예시한 도면이다.
도 1, 도 2, 도 4 및 도 5를 참고하여 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예는 티타늄 슬라브(11a)가 복수로 적층된 티타늄 슬라브 코어재(11)를 커버재(12)로 감싼 팩 슬라브(10)를 용접하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치이고, 더 상세하게 팩 슬라브(10)를 고밀도 열원 용접하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치이다.
본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예는 팩 슬라브(10)가 내부에 장입되는 진공 챔버(100)를 포함한다.
진공 챔버(100)는 내부에 팩 슬라브(10)가 안착되는 받침부가 위치되고, 팩 슬라브(10)는 받침부 상에 안착된다.
티타늄 슬라브 코어재(11)는 티타늄 슬라브 코어재(11)의 하부와 상부를 커버하는 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b), 티타늄 슬라브 코어재(11)의 전후면을 커버하는 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d), 타타늄 코어재의 양측면을 커버하는 제3측면 커버판부재(12e)와 제4커버판부재에 의해 감싸진다.
즉, 팩 슬라브(10)는 티타늄 슬라브 코어재(11), 티타늄 슬라브 코어재(11)의 하부와 상부를 커버하는 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b), 티타늄 슬라브 코어재(11)의 전후면을 커버하는 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d), 타타늄 코어재의 양측면을 커버하는 제3측면 커버판부재(12e)와 제4커버판부재를 포함한다.
진공 챔버(100)는 복수의 진공 펌프부(200)와 연결되고, 복수의 진공 펌프부(200)는 동시에 작동되어 진공 챔버(100)의 내부를 기설정된 진공도로 형성한다.
진공 펌프부(200)는 진공 챔버(100)의 둘레로 이격되게 복수로 위치되고, 동시에 작동되어 진공 챔버(100)의 내부를 기설정된 진공도로 최대한 빠르게 도달할 수 있게 한다.
진공 펌프부(200)는 진공 챔버(100)의 내부를 진공으로 형성하는 공지의 진공 펌프 구조로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
일 예로 진공 펌프부(200)는 진공 챔버(100)의 사방에 위치되어 진공 챔버(100)의 4개의 면에서 각각 연결되어 동시에 작동됨으로써 진공 챔버(100)의 사방에서 동시에 진공 작업이 이루어지도록 하여 진공 챔버(100) 내의 진공을 최대한 빠르게 형성한다.
한편, 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)는 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b)의 사이에 위치되고 제3측면 커버판부재(12e)와 제4측면 커버판부재(12f)가 각각 제1측면 커버판부재(12c)와 제2측면 커버판부재(12d)의 사이에 위치되어 용접부위가 각각 진공 챔버(100)의 4개면에서만 대응되게 위치된다.
용접부위는 복수의 측면 커버판부재와 하부 커버판부재(12a)의 사이 및 복수의 측면 커버판부재와 상부 커버판부재(12b)와의 사이, 서로 맞닿은 측면 커버판부재의 사이로 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b)의 사이에서 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)가 감싼 부분 즉, 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)를 향한 면에서만 위치된다.
즉, 팩 슬라브(10)의 4개 외측면에서만 용접 부위가 위치되어 팩 슬라브(10)의 외측 둘레에서 수평 방향의 고밀도 열원 용접으로 팩 슬라브(10)를 용접하여 진공 밀폐시킬 수 있다.
한편, 진공 챔버(100)의 내부에서 팩 슬라브(10)의 외측면과 마주보는 4개의 내측면에는 각각 팩 슬라브(10)를 고밀도 열원 용접하기 위한 고밀도 열원 용접부(300)가 위치되어 팩 슬라브(10)의 외측면 즉, 팩 슬라브(10)의 외측 둘레로 위치되는 용접 부위를 각각 용접할 수 있다.
고밀도 열원 출력부(310)는 전자빔을 출력하여 용접하는 전자빔 출력부인 것을 일 예로 하며, 이외에도 레이저 빔 출력부 등 코어재를 직접 가열하여 코어재를 직접 용융시켜 용접하는 공지의 고밀도 열원으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략한다.
고밀도 열원 용접부(300)는 고밀도 열원을 용접 부위로 출력하는 고밀도 열원 출력부(310), 고밀도 열원 출력부(310)를 수평 또는 수직 방향으로 이동시키는 용접 이동부(320)를 포함한다.
용접 이동부(320)는 고밀도 열원 출력부(310)를 수평 방향으로 이동시키는 즉, X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부(321), X축 이동부(321)를 상, 하 즉, Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부(322)를 포함한다.
X축 이동부(321)와 Y축 이동부(322)는 볼스크류 타입의 리니어 엑추에이터인 것을 일 예로 하고, 레크기어 및 레크기어에 맞물려 직선 이동하는 레크기어를 이용한 레크 피니언 기어구조의 직선 이동 기기 또는 유압 실린더일 수도 있고, 이외에도 공지의 직선 이동 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
용접 이동부(320)는 X축 이동부(321)와 Y축 이동부(322)로 수평 방향 이동과 수직 방향 이동 즉, 좌, 우 방향, 상, 하 방향으로 이동하면서 팩 슬라브(10)의 외측면에 위치되는 용접부위 즉, 복수의 측면 커버판부재와 하부 커버판부재(12a)의 사이 및 복수의 측면 커버판부재와 상부 커버판부재(12b)와의 사이, 서로 맞닿은 측면 커버판부재의 사이로 하부 커버판부재(12a)와 상부 커버판부재(12b)의 사이를 용접할 수 있다.
또한, 고밀도 열원 용접부(300)는 고밀도 열원 출력부(310)를 전, 후 이동시켜 팩 슬라브(10)와 고밀도 열원 출력부(310)의 사이 간격을 조절하는 용접 간격 조절용 이동부(330)를 더 포함할 수 있다.
용접 간격 조절용 이동부(330)는 볼스크류 타입의 리니어 엑추에이터인 것을 일 예로 하고, 레크기어 및 레크기어에 맞물려 직선 이동하는 레크기어를 이용한 레크 피니언 기어구조의 직선 이동 기기 또는 유압 실린더일 수도 있고, 이외에도 공지의 직선 이동 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
용접 간격 조절용 이동부(330)는 팩 슬라브(10)의 외측면을 향해 고밀도 열원 출력부(310)를 전, 후 이동시켜 고밀도 열원 용접을 위한 적절한 용접 간격을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예는 진공 챔버(100) 내에 위치되며 팩 슬라브(10)의 상면을 가압하여 커버재(12)의 위치를 고정시키는 커버 고정용 지그부(400), 커버 고정용 지그부(400)를 상, 하 이동시키는 지그 승하강부(500)를 더 포함한다.
커버 고정용 지그부(400)는 지그 승하강부(500)에 의해 상, 하 이동되면서 팩 슬라브(10)의 상면 즉, 상부 커버판부재(12b)의 상면을 가압하여 상부 커버판부재(12b)와 하부 커버판부재(12a)의 사이에 위치되는 복수의 측면 커버판부재 즉, 제1측면 커버판부재(12c) 내지 제4측면 커버판부재(12f)를 가압함으로써 용접 작업 중 커버재(12)의 위치를 견고하게 고정시킨다.
커버 고정용 지그부(400)는 상부 커버판부재(12b)의 상면을 가압하여 용접 작업 중 커버재(12)의 위치를 견고하게 고정시킴으로써 수평 방향 또는 수직 방향에서의 고밀도 열원 용접이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치의 일 실시예에서 고밀도 열원 용접부(300)의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 6을 참고하면 고밀도 열원 용접부(300)는 고밀도 열원 출력부(310)를 X축 방향으로 회전시키는 제1용접 회전부(340), 고밀도 열원 출력부(310)를 Y축 방향으로 회전시키는 제2용접 회전부(350)를 더 포함한다.
제1용접 회전부(340)는 고밀도 열원 출력부(310)가 수직 위치된 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 제1회전 브라켓트부재(341), 제1회전 브라켓트부재(341)에 장착되어 고밀도 열원 출력부(310)를 회전시키는 제1회전 모터(342)를 포함한다.
또한, 제2용접 회전부(350)는 제1회전 브라켓트부재(341)가 수평 위치된 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 제2회전 브라켓트부재(351), 제2회전 브라켓트부재(351)에 장착되어 제1회전 브라켓트부재(341)를 회전시키는 제2회전 모터(352)를 포함한다.
즉, 제1용접 회전부(340)는 Y축 방향으로 위치된 즉, 수직 위치된 축을 중심으로 제1회전 모터(342)의 작동으로 고밀도 열원 출력부(310)를 X축 방향 즉, 좌, 우 수평 방향으로 회전시킨다.
또한, 제2용접 회전부(350)는 X축 방향으로 위치된 즉, 수평 위치된 축을 중심으로 제1회전 브라켓트부재(341)를 제2회전 모터(352)의 작동을 통해 회전시킴으로써 고밀도 열원 출력부(310)를 Y축 방향 즉, 상, 하 방향으로 회전시킨다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치에서 고밀도 열원 용접을 예시한 도면이고, 더 상세하게 도 7은 고밀도 열원 출력부(310)가 수평 방향 즉, X축 방향으로 이동하면서 고밀도 열원 용접을 수행하는 예를 도시한 것이고, 도 8은 고밀도 열원 출력부(310)가 상, 하 방향 즉, Y축 방향으로 이동하면서 고밀도 열원 용접을 수행하는 예를 도시한 것이다.
도 7의 (a)는 수평 방향으로 고밀도 열원을 출력하고, 고밀도 열원 출력부(310)를 수평 방향으로 이동하면서 용접부위를 1차 용접하는 예를 나타내고 있다.
도 7의 (b)는 고밀도 열원을 경사지게 출력하고 고밀도 열원 출력부(310)를 수평 방향으로 이동하면서 1차 용접된 용접부위를 제2차 용접하는 예를 나타내고 있다.
즉, 고밀도 출원부를 수평 방향으로 이동하면서 수평 방향으로 고밀도 열원을 1차 용접한 후 제2용접 회전부(350)로 고밀도 열원 출력부(310)를 Y축 방향 즉, 상, 하 방향으로 회전시켜 0° 초과 ~ 10°이하의 범위에서 기울인 상태에서 고밀도 열원을 경사지게 출력하고 수평 이동시키면서 1차 용접된 용접부위를 제2차 용접한다.
도 8의 (a)는 수평 방향으로 고밀도 열원을 출력하고, 고밀도 열원 출력부(310)를 수직 방향으로 이동하면서 용접부위를 1차 용접하는 예를 나타내고 있다.
도 8의 (b)는 고밀도 열원을 경사지게 출력하고 고밀도 열원 출력부(310)를 수직 방향으로 이동하면서 1차 용접된 용접부위를 제2차 용접하는 예를 나타내고 있다.
즉, 고밀도 출원부를 수직 방향으로 이동하면서 수직 방향으로 고밀도 열원을 1차 용접한 후 제1용접 회전부(340)로 고밀도 열원 출력부(310)를 X축 방향 즉, 좌, 우 수평 방향으로 회전시켜 0° 초과 ~ 10°이하의 범위에서 기울인 상태에서 고밀도 열원을 경사지게 출력하고 수직 이동시키면서 1차 용접된 용접부위를 제2차 용접한다.
본 발명에 따른 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치는 용접 부위인 복수의 측면 커버판부재와 하부 커버판부재(12a)의 사이 및 복수의 측면 커버판부재와 상부 커버판부재(12b)와의 사이, 서로 맞닿은 측면 커버판부재의 사이를 각각 수직 또는 수평 방향에서 고밀도 열원으로 1차 용접한 후 0°초과 ~ 10°이하의 범위에서 경사지게 고밀도 열원으로 2차 용접하여 용접 부위를 완전하게 밀폐시킴으로써 진공 밀폐 상태 즉, 진공 패킹 상태의 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명은 고밀도 열원 용접으로 팩 슬라브(10)를 제조하여 팩 슬라브(10) 제조 시 소요되는 비용 및 시간을 크게 절감한다.
본 발명은 진공 챔버(100)의 전체 방향에서 진공이 진행되어 진공 속도를 높여 작업 속도를 줄이고, 작업 편의성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 고밀도 열원 용접을 2회 진행하되, 한번은 직진 방향으로 한번은 0초과 10°이하로 경사진 방향으로 진행하여 진공 패킹 작업 시 불량이 발생되는 것을 방지하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
10 : 팩 슬라브
11 : 티타늄 슬라브 코어재
11a : 티타늄 슬라브 12 : 커버재
12a : 하부 커버판부재 12b : 상부 커버판부재
12c : 제1측면 커버판부재 12d : 제2측면 커버판부재
12e : 제3측면 커버판부재 12f : 제4측면 커버판부재
100 : 진공 챔버 200 : 진공 펌프부
300 : 고밀도 열원 용접부 310 : 고밀도 열원 출력부
320 : 용접 이동부 321 : X축 이동부
322 : Y축 이동부 330 : 용접 간격 조절용 이동부
340 : 제1용접 회전부 341 : 제1회전 브라켓트부재
342 : 제1회전 모터 350 : 제2용접 회전부
351 : 제2회전 브라켓트부재 352 : 제2회전 모터
400 : 커버 고정용 지그부 500 : 지그 승하강부
11a : 티타늄 슬라브 12 : 커버재
12a : 하부 커버판부재 12b : 상부 커버판부재
12c : 제1측면 커버판부재 12d : 제2측면 커버판부재
12e : 제3측면 커버판부재 12f : 제4측면 커버판부재
100 : 진공 챔버 200 : 진공 펌프부
300 : 고밀도 열원 용접부 310 : 고밀도 열원 출력부
320 : 용접 이동부 321 : X축 이동부
322 : Y축 이동부 330 : 용접 간격 조절용 이동부
340 : 제1용접 회전부 341 : 제1회전 브라켓트부재
342 : 제1회전 모터 350 : 제2용접 회전부
351 : 제2회전 브라켓트부재 352 : 제2회전 모터
400 : 커버 고정용 지그부 500 : 지그 승하강부
Claims (15)
- 티타늄 슬라브가 복수로 적층된 티타늄 슬라브 코어재를 커버재로 감싼 팩 슬라브를 제조하는 팩 슬라브 제조방법이며,
하부 커버판부재 상에 티타늄 슬라브 코어재를 안착시키고, 복수의 측면 커버판부재로 티타늄 슬라브의 둘레를 감싸고, 상부 커버판부재로 티타늄 슬라브를 덮어 팩 슬라브를 형성하는 팩 슬라브 형성단계; 및
상기 팩 슬라브를 진공 챔버 내에 위치시킨 후 진공 상태에서 용접으로 팩 슬라브를 밀폐시키는 용접단계를 포함하고,
상기 용접단계는 고밀도 열원 용접으로 팩 슬라브를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 커버재는 상기 티타늄 슬라브 코어재가 안착되며 상기 티타늄 슬라브 코어재의 하부면을 커버하는 하부 커버판부재, 상기 티타늄 슬라브 코어재의 상부면을 덮는 상부 커버판부재, 상기 티타늄 슬라브 코어재의 길이 방향으로 위치되어 상기 티타늄 슬라브 코어재의 양측면을 덮는 제1측면 커버판부재와 제2측면 커버판부재, 상기 티타늄 슬라브 코어재의 폭방향으로 위치되어 상기 티타늄 슬라브 코어재의 전면과 후면을 덮는 제3측면 커버판부재와 제4측면 커버판부재를 포함히며,
상기 팩 슬라브 형성단계는 상기 제1측면 커버판부재 내지 상기 제4측면 커버판부재가 상기 하부 커버판부재와 상기 상부 커버판부재의 사이에 위치되고, 상기 제1측면 커버판부재와 상기 제2측면 커버판부재의 사이에 상기 제3측면 커버판부재와 상기 제4측면 커버판부재가 위치되도록 상기 커버재를 형성하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 용접단계는 진공 펌프부를 진공 챔버의 둘레로 이격되게 복수로 위치시키고, 복수의 상기 진공 펌프부를 동시에 작동시켜 상기 진공 챔버의 내부를 진공시키는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 용접단계는 수직 또는 수평 방향에서 고밀도 열원을 출력하여 용접 부위를 용접하는 제1용접과정; 및
상기 제1용접 과정 후 수직 또는 수평 방향을 기준으로 0°초과 ~ 10°이하의 범위에서 경사지게 고밀도 열원을 출력하여 용접하는 제2용접과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 용접단계의 고밀도 열원 용접은 전자빔 용접이며,
상기 용접단계는 가속전압(accelerating voltage) 110kV ~ 13kV, 초점전류(focusing current) 530 ~ 550mA, 용접전류(welding current) 90 ~ 110mA, 용접 속도 360mm/min ~ 440mm/min의 조건으로 전자빔 용접을 수행하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 용접단계는 고밀도 열원의 열량과 금속의 증발 반력에 의해 키홀이 형성되어 키홀 거동으로 용접부위를 용접하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법.
- 티타늄 슬라브가 복수로 적층된 티타늄 슬라브 코어재를 커버재로 감싼 팩 슬라브를 용접하여 진공 밀폐시키는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치이며,
상기 팩 슬라브가 내부에 장입되는 진공 챔버;
상기 진공 챔버에 연결되어 상기 진공 챔버의 내부를 진공으로 형성하는 진공 펌프부; 및
상기 진공 챔버 내에 위치되어 상기 팩 슬라브의 용접 부위를 고밀도 열원으로 가열시켜 직접 용융시켜 용접하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 진공 펌프부는 상기 진공 챔버의 둘레로 이격되게 복수로 위치되어 각각 상기 진공 챔버에 연결되어 동시에 작동되는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 고밀도 열원 용접부는,
고밀도 열원을 용접 부위로 출력하는 고밀도 열원 출력부; 및
상기 고밀도 열원 출력부를 수평 또는 수직 방향으로 이동시키는 용접 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 용접 이동부는,
상기 고밀도 열원 출력부를 수평 방향으로 이동시키는 즉, X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부; 및
상기 X축 이동부를 상, 하 즉, Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 고밀도 열원 용접부는,
상기 고밀도 열원 출력부를 전, 후 이동시켜 상기 팩 슬라브와 상기 고밀도 열원 출력부의 사이 간격을 조절하는 용접 간격 조절용 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 진공 챔버 내에 위치되며 팩 슬라브의 상면을 가압하여 커버재의 위치를 고정시키는 커버 고정용 지그부; 및
상기 커버 고정용 지그부를 상, 하 이동시키는 지그 승하강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 고밀도 열원 용접부는,
상기 고밀도 열원 출력부를 X축 방향으로 회전시키는 제1용접 회전부; 및
상기 고밀도 열원 출력부를 Y축 방향으로 회전시키는 제2용접 회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 13에 있어서,
상기 제1용접 회전부는,
상기 고밀도 열원 출력부가 수직 위치된 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 제1회전 브라켓트부재; 및
상기 제1회전 브라켓트부재에 장착되어 상기 고밀도 열원 출력부를 회전시키는 제1회전 모터를 포함하고,
상기 제2용접 회전부는,
상기 제1회전 브라켓트부재가 수평 위치된 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 제2회전 브라켓트부재; 및
상기 제2회전 브라켓트부재에 장착되어 제1회전 브라켓트부재를 회전시키는 제2회전 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치.
- 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 팩 슬라브 제조방법으로 팩 슬라브를 제조하는 팩 슬라브 제조단계;
제조된 상기 팩 슬라브를 850 내지 900℃에서 재가열하는 재가열단계; 및
상기 재가열단계 후 상기 팩 슬라브를 복수의 열간 압연기를 통과시키면서 압연하는 압연단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 합금 박판 제조방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210095182A KR102500086B1 (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210095182A KR102500086B1 (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조방법, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브 제조장치, 티타늄 합금 박판 압연용 팩 슬라브를 이용한 티타늄 합금 박판 제조방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20230014006A true KR20230014006A (ko) | 2023-01-27 |
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