KR790001492B1 - 자동 수평 필렡(fiellt) 용접방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동 수평 필렛(fillet) 용접방법

제 1 도는 이 발명에 관계되는 용접 유니트(Unit)의 정면도.

제 2a, b, c 도는 런지(longe 縱通材) 선부공법(先付工法)에 있어 용접 유니트의 주행예를 보이는 설명도.

제 3a, b, c 도 및 제 4a, b, c 도는 제 2b 도 보다 구체적인 설명도이며, 정면도. 측면도 및 일부의 평면도를 가르키고,

제 5a, b 도는 함께 정면도와 측면도를 보이며,

제 6a, b 도는 이 발명의 요부(要部)를 가르키고, 정면도와 일부의 측면도를 보이며,

제 7a, b, c 도는 제 6 도에 있어서의 요부에 관해서 용접유니트의 이승(移乘)상태를 나타낸 설명도.

제 8 도는 특히 레일(Rail) 부재(部材)의 상세(詳細)를 보인 설명도.

제 9 도는 레일(Rail) 부재를 걸어 넘기는 다른 예를 보이는 설명도이다.

본 발명은 강구조물(鋼構造物)의 강판과 종통재(縱桶材)(T형 이음용접의 입판(立板)을 뜻함, 이하 런지재라고 함)와의 용접 조립공정에 있어 연속된 와이어(Wire)를 사용하는 형식(型式)의 자동 수평필렛(fillet) 용접방법으로서 특히 능률적이고, 또한 경제적인 새로운 용접 방법을 제공하는 것이다.

조선(造船)등의 강구조물에 있어 강판과 런지(longe)재와의 필렛(fillet) 용접은 현재 주된 방법으론 피복용접봉(被覆溶接棒)을 사용하는 그래비티(gravity) 용접법, 또는 저각도용접장치 등의 치구(治具)용접 방법과 서브머어지드 아아크(Submerged Arc)용접에 의한 수평필렛(fillet)용접방식 등이 있으나, 가운데 후자의 방식은 비교적 적고 더구나 이것을 기계화하여 사용하는 경우는 그의 설비비용이 막대한 것으로 되기 때문에 실용상 문제가 있었다. 일반적으로 강판에의 런지재(材)의 용접은 런지재가 넘어지는 것을 방지하기 위해서 런지재의 양측에 대해서 동시에 용접하는 것이 바람직하고, 이것을 실용화한 것으로서 런지재를 양측에서 안는 것처럼 용접헤드(welding head)를 한쌍으로 하여 문형주행(門型走行) 거어더(girder)에 걸고, 그 거어더를 런지재의 길이 방향으로 주행(走行)시켜 혹은 한쌍의 용접헤드를 런지재와 평행하게 둔 거어더 위를 달리게 하여 런지재를 양측의 용접을 동시에 행하는 수단은 기지의 사실이나 문형주행 설비는 소용되는 비용이 지극히 비싸지는 것이 결점으로, 특히 조선공업에서는 블럭(block)의 런지 용접과 같이 피용접물의 싸이즈가 클 경우, 거어더의 스팬(span)도 커지기 때문에 또 정반(定盤)에 보내온 블럭의 런지재와 거어더와의 평해도와, 경우에 따라서는 직각도를 확보하기가 어렵고, 이들을 해결하기 위해서는 거어더류의 설비비는 지극히 비싸져, 장치의 심장부 라고도 할 용접헤드의 가격은 전 설비비의 10프로에 지나지 않는다고 한다.

기초 설비비가 거의 코스트를 점유해 버릴것 같은 경제적으로 낭비되고, 비효율적 이기에 극히 한정된 일부에서 밖에 쓰고 있지 않는 것이다.

또 아주 초보적인 수단이긴 하나 런지재를 걸쳐서 강판 위를 자주(自走)하는 대차(台車)의 양측에 각 한개씩의 용접 헤드를 배설(配設)하여 캐프 타이어 등의 케이블은 강판위에 맞추는 방식의 것도 있으나, 이것은 단전극(單電極)이기 때문에 저능률이며, 또한 피용접물에 도료가 칠해져 있지 않는 등 기공(氣孔)발생의 위험이 없는 곳에서 밖에 사용할 수 없는 것이며, 현재와 같이 선박의 대형 등에 수반되는 단일 블럭의 대형화가 현저하고, 고속용접에 의한 고능률화와 생력화(省力化)를 도모함과 동시에 사용이 편리하고, 합리화된 기계장치를 사용함으로써 용접 작업자의 작업환경 이라던지 조건을 개선하는 일이 요구되어 또 다소의 녹과 페인트가 강판에 있어도 가공이 생길 두려움없이 용접할 수 있음이 요구되는 오늘날 이들의 방법은 전혀 실용에 제공할 수 없는 것이다.

따라서 현재 많은 기업이나 제작자에 있어서는 그 능률화나 생력화 또 작업자의 환경조건을 희생시켜가면서도 피복봉(被覆棒)을 사용하여 거대한 구조물의 용접작업을 실시하지 않을 수가 없으며, 더욱이 피복봉을 사용했을때, 동시에 보강재(補剛材)의 양측을 용접한다는건 용접 왜곡에 의해 보강재가 넘어지는 고로, 보강재가 넘어지지 않도록 보강재와 직교(直交)하는 별도의 보강재와 포함시켜 보강재를 포속(抱束)한 상태로 용접을 하지 않으면 안되며, 용접하는 장소는 비좁은 사각형 안에서의 작업이 되며, 용접의 자동화라던가 고능률화는 현저하게 저해되어 특히 거대한 블럭 용접을 사명으로 하는 조선공업 등에 있어 이와같은 방법만으로는 그의 고능률자동화에의 같은 구태의연하게 닫혀진 그대로의 애로이다.

본 발명은 종래의 이들의 문제점을 감안하여 손쉽고, 값이 싸며, 또한 고능률이고, 새로운 용접방법을 여기에 제공하는 것으로 따라서 이의 특징으로 하는 점은 강판과 병열

배치된 복수(複數)의 런지재를 자동 수평필렛(fillet)용접함에 있어서 런지재를 과교(跨橋)하여 강판위를 자주(自走)하는 용접 유니트를 배치하여 그 용접 유니트의 케이블류(類)를 유지하는 거어더 비임(beam)류를 정반에 설치하고, 그 용접 유니트를 용접이 끝난 런지재에서 다음의 미(未)용접 런지재로 이송함에 있어 강판 옆에 설치한 수대차(受대車) 혹은 수판(受板) 등의 이송장치와의 옮겨타기를 이용하여 미용접부를 아주 작게함과 동시에 그 이송장치를 사용하여 전기 용접유니트를 런지재 사이 이동을 행하게 하는 자동수평필렛 용접방법에 있다.

즉, 제 1 도와 같이 런지재(L)를 강판(C)에 (T)형 이음으로서 선부(先府)용접하는데 있어 그 런지재(L)를 과교하는 문형(門型)의 본체(1)에 용접에 필요한 용접로오치(2), 자동추적(따르기)조정기(3), 용접헤드(4), 와이어(5) 및 플럭스(flux), 산포회수기(散佈回收器)(6)등을 좌우 대칭적으로 배설한 용접유니트(U)를 자주기구(自走機構)(7)에 의해 주해 차륜(車輪)(8)을 구동(驅動)시킴에 의해 용접재(런지재와 강판)를 가이드(guide)하여 달리게 하고, 양측 동시에 수평필렛용접을 행하도록 한 것이다.

이 용접 유니트(U)를, 용접재를 가이드로 하고 주행시키는 방법으로서는 제 2a 도에 보이는 바와같이 용접유니트(U)를 화살표방향으로 주행시켜 용접재의 측역(側域)에 왔을때는 그 측역 위에 턴 테이블(turn table) 대차(제 2 도에서는 생략)를 배설(排設)시켜 놓아 이 테이블 대차에 용접유니트(U)를 이송시켜, 그 테이블을 반전 시킨 뒤 이웃의 런지재(L)에 다시금 태워(乘) 넣어서 이것을 되풀이하여 행하던가 테이블 대차에 대체하여 호이스트(hoist)로써 매달린 수대를 설치하여 이 수대에 용접 유니트가 이송된 후 그대로의 상태로써 수대를 끌어 올리고 또한 반전시켜서 다시금 런지재(L)에 태워넣는 반전방식이 채택된다.

또 제 2b 도에 보이는 것과 같이 정반 스페이스(space)가 한정되어 있을때는 용접유니트(U)는 용접이 끝난 후 그대로 빨리 되돌림에 의해 후퇴하고, 용접재의 한쪽의 측연만으로서 용접유니트(U)의 이승 태워넣기를 행하는 빨리 되돌림 방식에 의할 필요가 있고, 이 경우는 제 2b 도에 개략표시하는 것 같이 피용접재의 용접선(WL)에 연이어 주행하면서 용접을 하도록 구성된 용접 유니트(U)와, 피용접재의 일단부(一端部)에 설치되어 있어 용접 유니트(U)를 피용접재의 용접위치에 보냄과 동시에 이 본체(本體)를 피용접에 있어서 런지재 사이에서 이동시키기 위한 수대(2a)와 피용접재의 타단부(他端部)에 설치된 보조수판(3a)와 케이블 처리 빔(beam)(도시 않는다)과에서 구성된다.

이 경우 미용접부를 적게하는 용접방법으로서 아아크(Arc) 출발측역에선 용접유니트의 후륜(後輪)(8)을 수대(2a)에 전류(8)은 강판(C)에 태워 용접을 개시하고 용접종료역에선 보조수대(3a)에 전륜(8)이 탄 상태로써 용접을 완료시켜 당초의 목적을 달성시킨다.

물론 런지재가 아주 길고 강판의 양단부에서 용접유니트를 투입하여 런지재의 거의 중앙에서 담당용접부를 나룰 경우는 보조수단(3a)은 불요하며, 수대(2a)를 배치한다.

이것을 실시할 때는 제 3 도와 같이 용접유니트(U)를 받는 것으로 케스터(caster) 부(付) 테이블 대차(9) 제 4 도에 나타낸 바와같이 테이블 리프터 대차(10), 혹은 제 5 도에 나타낸 바와같이 호이스트(11)에서 유니트(U)를 매달아서 거어더(G)의 바로 아래에 이행시킬 수 있도록 한다.

이와같이 자주식 용접유니트를 쓰는 새로운 방식에 의하여 런지선부(先付)공법에 따를 때는 용접유니트(U)가 용접재를 가이드하여 자주하는 것이기 때문에 그 용접 유니트(U)는 소형으로 값도 싸며, 스페이스도 그다지 필요없고, 생산성 향상을 위해 설비를 증설함에 있어서도 기설(旣設)정반에 케이블 처리 빔과 용접유니트(U)만을 증설하므로써 족하며 또 정반 스페이스가 한정되어도 실시되는 등의 많은 장점이 있다. 그런데 서로 마주보는 런지재에 용접유니트(U)를 이송시킬때는 반전 방식을 취할 때도 빠른 되돌기 방식을 취할때는 반드시 일단 용접재로 부터 유니트(U)를 수대에 이송시켜, 수대에서 용접재에 다시금 태워넣는다는 작업이 불가결하다.

한편 제 5 도에서 나타낸 것처럼 용접재의 단부(端部)에 용접유니트가 이르렀을 때 용접 헤드를 열고 그 위치에서 호이스트(hoist)로 끌어올려 다음 위치의 런지재에 옮기는 것도 가능치만, 큰 미용접부를 남기게 되어 이건 본 발명이 목적하는 바가 아니며, 합리적인 방법이라곤 할 수 없기 때문에 일단 용접재 측역의 수대 등에 이송(移送)시키는 일이 중요하다.

이 일은 호이스트 등의 설비를 별도로 필요로 하고, 또 용접재의 길이가 변했을 때 혹은 그 용접재의 평행성(平行性)이 없을 때 등에 있어서는 용접재 측역단(側域端)과 수대와의 밀착이 문제가 되어 용접유니트의 이승이 원활하고 정확하게 수평되지 못하게 되는 것이다.

다음에 런지재 간(間) 이승방식의 실시예를 2,3 들어본다.

제 1 의 실시예는 상기와 같은 용접을 실시함에 있어 그 용접유니트의 이승기술을 간단한 수단으로 한꺼번에 해결한 것이며, 이하 구체적 구성의 1예를 상술한다.

제 1 도에 보인 용접유니트(U)에는 그 주행차륜(8)의 외측(外側)에 그 주행차륜(8)보다도 소경의 보조차륜(12)을 붙여 한편 제 6 도와 같이 수대(13)에는 보조차륜(12)의 차륜간격에 맞추어 레일가이드 부재(部材)(14)를 고정 설치시켜 이 레일가이드 부재(14)에 보조차륜용의 가이드 레일(15)을 슬라이딩(sliding)자재(自在)케 하고 또 그 레일(15)의 길이를 용접재의 측역단(16)과 수대(13)의 측역단(17)의 간격(ℓ)보다도 길게(長尺) 형성하고 또 용접유니트(U) 이승시에는 상기 간격(ℓ)에 가이드 레일(15)을 걸쳐 건너게 한 것이다.

또 가이드 레일(15)을 걸쳐 건너는 다른 방법으로서 제 9 도에 나타낸 것 같은 회전식 가이드레일 방식이 있다. 빨리 되돌아가는 방식을 취할때는 수대(테이블)(13)는 고정(固定)이기에 "가이드" 레일(15)은 일방향에만 가지면 좋으나 반전방식의 때에는 수대(테이블)(13)가 용접유니트(U)를 실온체 180도 회전하기 때문에 도면과 같이 양쪽에 가이드 레일(15)을 설치할 필요가 있다. 또 (21)은 테이블 회전축이다.

제 6 도에 나타낸 슬라이딩식 가이드레일에 대해서도 같으며, 빠른 되돌리기 방식의 때는 한방향에만 슬라이딩행 나오면 좋으나 반전방식의 때는 수대(13)가 용접유니트(U)를 실온체 180도 회전하기 때문에 가이드 레일(15)로서는 전후로 슬라이딩 가능치 않으면 안된다.

혹은 전(前)방향 전용(專用)과 후방향 전용으로 둘로 분할해도 좋다.

이런 경우 주행차륜(8)과 보조 차륜(12)은 직결(直結)이거나 프리(free)이거나 좋고, 전륜구동(全輪驅動)으로 직결의 경우에 있어 가령 전륜(前輪)이 레일(15)위에 있어 후륜이 강판(C)위에 있을 때는 외주(外周)가 들리기 때문에 보조차륜(12)은 슬라이드 하게 된다. 그러나 전륜 혹은 후륜 가운데 어느 쪽인가 한쪽이 구동할 때는 그 구동륜측만을 직결하면 좋게 된다.

또 보조차륜(12)의 네개가 공히 프리일 때는 그 4륜이 모두 레일(15)위에 타(乘) 버리는 일이 있어 이때는 용접유니트(U)가 자주(自走)되지 않게 되기 때문에 이런 경우에는 용접유니트(U)를 작업자가 눌러줄 필요가 생긴다.

또 보조차륜(12)은 도예(圖例)와 같이 주행차륜(8)의 바깥쪽에 반드시 나붙일 필요는 없고 안쪽에 부설해도 좋으며, 안쪽에 부설한 때는 용접헤드 등이 존재하기에 다소 스페이스상 문제가 생긴다.

제 7 도 (Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)에 나타낸 도면에 따라 주행차륜(8)의 반경 보조차륜(12)의 반경 및 레일(15)의 높이 관계를 설명한다. 주행차륜(8)과 보조차륜(12)과의 반경차(半俓差)를 (a)라고 하고 레일(15)의 높이를 (b)로 하면(a〉b)일때는 제 7a 도에 나타내는 것 처럼 상기 간격(ℓ)의 사이의 곳에서 전륜(前輪)이 일단(a-b)만치 내려가나 그 전륜이 수대(13)위에 얹히게 된 시점(時點)에서 원상으로 되돌아 가기 위해(a-b)가 작은 한은 문제는 없어진다.

또 (b〉a)일때는 전륜의 보조차륜이 레일(15)에 타면 (b-a)만치 떠올라 용접유니트(U)가 그 자중(自重)으로 후퇴되려고 하나 그 후퇴하려는 힘ㅇㄹ 일으키지 않는 범위내에 있도록 (b-a)가 작으면 문제는 없다.

또 보조차륜(12)이 레일(15)에 이승(移乘)될때 그 이승을 원활히 하기 위해 제 8 도에 보이는 것처럼 레일(15)의 선단(先端)에 테이퍼(taper)(18)를 붙여두고 있다. 다시 보조레일(15)로서는 제 6b 도에 나타낸 것처럼 체널(channel)재가 가장 좋으나 이 레일(15)의 횡단면형상은 원통형 유사물 삼각형이어도 좋고 요(要)는 레일가이드 부재(部在)(14)에 연이어 슬라이딩 되는 구조의 것이면 좋을 것은 명확하다.

또 수대(13)는 테이블 대차라도 좋고 케이블(10)의 메단 빔(20)의 바로 아래에 붙인 플로어(floor)라도 좋으며 다시 케이블 메어단 빔 보다 아래로 메어단 수대라도 좋으며, 또 수대(13)자신에 회전기구를 부설 하는 일에 의해 반전 시스템으로 해도 좋은 것이다.

다시 위의 실시예에 있어서는 용접유니트(U)의 주행차륜(8)을 4륜으로 하고 설명했으나, 이것은 3륜으로 구성해도 좋고 또 용접유니트(U) 자신은 런지재(L)를 트윈(twin) 상(狀)으로 끼워 양측 동시에 수형 필렛(fillet) 용접하는 경우로써 설명했으나. 런지재 간(間)을 자주(自走)하고 본체(1)의 양측에 용접헤드의 용접에 필요한 부품을 마련하고 있는 런지재 간(間) 자주식(自走式) 대차에도 적용되는 것은 물론이다.

제 2 의 실시예는 제 3 도에 나타낸 테이블 리프터 형식의 것이다. 이것은 수대 테이블이 상하가 가능하며 강판의 두께의 변화에 대응하고 또 런지재 길이 방향으로도 이동 가능하고 런지재 길이의 변화에도 대응(對應)하는 것이다.

제 3 의 실시예는 제 4 도에 나타낸 것으로 케이블처리 빔용 거어더(G)와 일체화(一體化)된 테이블 리프터 또는 케이블 처리 빔용 거어더(G)를 2각식(脚式)으로 하여 그 사이에 테이블 리프더를 설치한 것이다.

이들은 어느 것이나 테이블 형식의 수대(受臺)이기에 전기(前記)한 반전 방식을 취할 경우는 테이블을 회전이 가능케 하던지 거어더 상부에 호이스트를 설치하여 호이스트에 의해 메어올려 반전시키는 일도 가능하다. 그러나 반전방식을 취할 경우는 강재(鋼材)의 양측역(域)에 이들 설비를 설치할 필요가 있다.

제3의 실시예는 제 5 도에 보인 방식의 개량형식으로서 수대차 형식을 취하지 않고 호이스트 등 매달아올리기 장치에 용접유니트 수판(受板)을 결합시켜 매달아 올리기 장치에 의해 수판을 강재(鋼材) 상면에 일치시켜 용접유니트를 수판에 이승시켜 미용접부를 제로(Zero)로 만듬과 함께 완전히 이승시켜서 차위(次位)의 런지재에 이송하는 방법이다.

이 경우 강판의 양측역에 이들 설비를 장치함에 의해 반전방식을 취하는 것도 가능하다.

한편 용접재의 정반상(定盤上)에서의 흐르는 방향에는 런지재 길이 방향으로 흐르는 종류식(縱流式)과 런지재 길이 방향과 직각 방향으로 흐르는 횡류식(橫旒式)이 있다.

제 3 의 실시예는 주로 종류식에 유효하며, 용접물이 드나들 때는 용접유니트를 수판과 함께 상부로 매어 올려주면 흐름을 방해치 않는다. 또 수대차 형식의 제 2 의 실시예라도 호이스트류를 병용(倂用)하면 테이블이 강판의 하면(下面)보다 침하(沈下)하면 종류식에도 쓰여진다. 이에 대해 수대차(手臺車)만의 방식은 횡류식에 유효한 방식이다. 이상 말한 것 같이 본 발명에 따를 때에는 용접종료후 용접유니트를 차위(次位)의 런지재에 이송시킬때에 있어 강판 측역에 설치한 수대차 혹은 수판 등의 이송장치와의 타(乘) 옮기기를 이용하여 미용접부를 극소(極小)하게함과 함께 그 이송장치를 사용하여 전기 용접유니트를 런지재간 이동을 행하게 함을 특징으로 하는 자동 수평필렛(fillet) 용접방법이다.

Claims (1)

1. 강판(C)과 종통재(縱桶材)의 수평필렛(fillet) 용접공정에 있어 종통재를 과교 (跨僑)하여 강판상을 자주(自走)하는 용접유니트(U)를 배치하고 그 용접유니트(U)의 케이블류를 상부에서 유지하는 거어더(G)빔류를 정반에 설치 그 용접유니트(U)를 용접이 끝난 종통재에서 다음의 미용접 종통재에 이송함에 있어 강판(C) 측역에 마련한 수대차 혹은 수판 등의 이승장치와의 옮겨타기를 이용하여 미용접부를 아주 적게함과 함께 그 이승장치를 써서 전기용접유니트(U)를 종통재간 이동을 행하게끔 하는 것을 특징으로 하는 자동 수평필렛(fillet)용접방법.

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