KR850000146B1 - 관판에 대한 다수관의 연속 용접 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

관판에 대한 다수관의 연속 용접 방법

제1도는 관판에 다수열로 배치된 다수의 관을 연속 용접하기 위한 전형적인 용접 방식을 도시하는 개략도.

제2도는 상기 용접에 사용되는 용접장치의 사시도.

제3도는 관중심에 대해 불연속적으로 배치된 다수의 지점을 거쳐 이루어지는 용접경로를 나타내는 개략도.

제4도 내지 제6도는 다수의 관을 연속 용접하기 위한 연속 용접경로의 각 개략도.

본 발명은 열교환기의 관판에 관을 용접하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 연속 용접부에 의해 다수의 관열을 연속 용접하기 위한 방법에 관한 것이다. 관판에 관을 용접하기 위에서는 차폐 개스를 공급하여 용접지역을 깨끗이 한 뒤, 아아크를 발생시켜 용접부를 형성시켜 용접을 이루게 하고, 아아크 발생기를 경사지게 하여 용접부의 균열을 방지시키게 하고 용접퍼들(puddle)이 응고 하는 중에 차폐 개스를 공급해야 하는데, 만일 다수의 관을 연속 용접해야 하는 경우에는 상기한 바와같은 각 공정을 전용접 사이클에 대해 단지 한번에 완료시키게 하여 전용접 시간을 약 2내지 4배정도 감소시킬 필요가 있다. 이와같은 연속용접을 행하게 되면 용접 결함이 아아크의 발생초기 및 소화시 발생하기 쉬운 것을 감안할 때 그 만큼 용접부의 질을 향상시킬 수 있게 된다.

그러나, 관은 관간 간격이 일정하게 배치되지 않는 경우가 많고, 그에 의해 용접 장치를 그에 맞게 정확히 위치 시키기가 어렵기 때문에 연속 용접을 행하는데 난점이 있었다. 따라서, 본 발명의 목적은 관간 간격 및 관의 직경이 불규칙한 경우에도 용접을 연속적으로 행할 수 있게 해주는 관판에 대한 다수관의 연속용접방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 본 발명에 따라 다수열의 관의 적어도 일부에 대한 각 X, Y 위치로 용접 토오치를 자동 이동시킬 수 있는 용접장치를 이용하여 관판에 대하여 관을 연속 용접하는 방법에 있어서, 용접전에 용접할 각 관내로 탐침을 삽입하고, 그러한 삽입이 이루어지면 신호를 발생시켜 각관의 X, Y 위치 및 관직경을 나타내는 관내로의 탐침의 삽입길이를 기억시키고, 그 기억된 각관의 X, Y 위치 및 탐침의 삽입 길이에 의해 각관의 둘레를 따라 예정된 수의 지점을 갖는 예정된 용접 경로를 확립시켜 그 용접경로를 따라 연속 용접하는 것을 특징으로 하는 관판에 대한 다수관의 연속 용접방법을 제공함으로써 달성되게 된다. 이상과 같이, 본 발명의 연속 용접 방법에 따르면 용접할 각관의 X, Y 위치 및 관직경에 대한 정보를 기억시켜, 그 정보에 의하여 예정된 용접 경로를 확립시키도록 하고 있기 때문에, 관간간격이 불규칙한 경우나 관직경이 불규칙한 경우에도 모두 용접을 연속적으로 행할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관해 설명하겠다. 제1도에는 열교환기(3)에 설치된 관판(1) 및 그에 대해 연속용접부(7)에 의해 밀폐 용접된 다수열의 관(5)이 도시되어 있는데, 상기 연속용접부(7)는 다수의 관둘레를 돌아 접성된 것이다. 열교환기(3)의 상부에는 호이스트(9)가 설치되어, 기둥(12)에 지지된 비임(11)상을 구름이동 하면서, 관열의 일부를 연속 용접하기 위한 연속용접 장치(13)을 지지하도록 작용한다. 제2도에 도시된 바와같이, 연속 용접장치(13)는 베이스(15)와, 그 베이스(15)를 관판(1)에 부착시키기 위한 수단(17)을 가지고 있다. 상기 부착수단(17)은 탄성 중합체로 된 슬리브(19)로 구성되어 있는 것으로, 공기압 또는 유압실린더(21)에 의해 축방향으로 압출력을 받게되어 있어, 관과 축방향으로 정렬될시 관내로 삽입되게 됨으로써 관과 결합하도록 되어 있다. 도면에는 이러한 부착수단을 단지 한개만 도시하고 있지만, 상기 부착수단과 대각선 방향으로 마주보는 위치에 또 다른 한개의 부착수단이 설치되어 있다는 것을 주지하기 바란다.

연속용접 장치(13)은 베이스(15)에는 왕복대(23)이 미끄럼 가능하게 설치되어, 제2도의 방향으로 직선이동하게 되어 있는데, 이러한 왕복대의 이동은 나사와 스플리트 너트(도시안됨)에 의해 전달되는 스테핑 모터(25)의 회전력에 의해 이루어지게 되며, 왕복대(23)에는 레버(27)이 설치되어 나사와 스플리트너트간을 선택적으로 결합 및 분리시키게 되어 있어, 그에 의해 왕복대(23)는 이동 또는 정지하게 되어 있다. 또한, 선형부호기(29)가 설치되어 왕복대(23)의 Y위치에 대한 신호를 발생시키도록 되어 있다.

왕복대(23)에는 횡이동 프레임(31)이 미끄럼 가능하게 설치되어 제2도의 X방향으로 직선이동하게 되어 있는데, 이러한 횡이동 프레임의 이동은 나사(35)와 스플리트 너트(도시안됨)에 의해 전달되는 스테핑 모터(33)의 회전력에 의해 이루어지게 되며, 왕복대(23)에 설치된 레버(3)에 의해 나사(35)와 스플리트너트간이 선택적으로 결합및 분리되게 되어 있어, 그에 의해 프레임(31)은 이동 또는 정지하게 되어 있다. 또한, 선형 부호기(39)가 설치되어, 프레임(31)의 X위치에 대한 신호를 발생시키도록 되어 있다.

또한, 프레임(31)에는 토오치및 탐침 고정구(41)가 미끄럼 가능하게 설치되어, 제2도의 Z방향으로 직선이동하게 되어 있는데, 이에 있어서도 고정구(41)의 이동은 구동수단(43)에 의해 이루어지며, 레버(45)에 의하여 이동 또는 정지되게 되어 있다. 또한, 부호기(47)에 의해 고정구(41)의 위치(관내로의 탐침의 삽입길이를 나타냄)에 대한 신호가 발생되게 된다. 이와같이 하여 이루어지게 되는 위치에 대한 제어에 의해 팀침중에 관 구멍 크기에 대한 피이드백(feed back)이 제공되며, 용접중에는 전압제어를 제공되게 된다.

제2도에 있어서, 토오치 및 탐침 고정구(41)에는 용접토오치(46)가 고정되어 있는데, 탐침의 경우도 관내에 삽입되는 단부가 테이퍼형 또는 원추형으로 되어 있다는 점에서 토오치와 유사한 형태를 갖고 있다. 횡이동 프레임(31)에는 스위치(51)가 설치되어, 탐침이 관과 중심이 일치 하였을때 신호를 발생시키도록 작동하게 되어 있다. 토오치(49)에는 용접장치(61)에 의해 전력 및 차폐가스가 공급되게 되어 있는데, 이 토오치는 바람직하게 불활성 개스텅스텐 아아크 토오치로 되어 있다.

본 발명의 방법을 실시하는데에는 또한, 텍사스 인스트루먼트 프로그빔 매스터 550과 같은 제어기(63)가 사용되는데, 이 제어기(63)는 관의 위치에 응답하여 스테핑 모터(25), (33)을 구동 제어함으로써, 용접 토오치를 제3도 내지 제5도에 도시된 바와같은 예정된 용접경로를 따라 이동시키게 되어 있다. 또한, 토오치는 자동 전압 제어기에 의해 관판에 대해 이동하도록 되어 있어, 아아크 상에서의 전압을 일정하게 유지시킬수 있게 되어 있다. 또한, 상기 제어기는 관내로 삽입되는 탐침의 삽입길이에 응답하여 관 주위를 돌아 이루어지는 용접 경로를 변경시킴으로써, 관들간의 직경차를 보완 시키도록 되어 있다.

다수열의 관의 적어도 일부에 대한 각 용접 위치 즉, X, Y 위치로 용접토오치(49)를 자동이동 시킬 수 있는 용접장치(13)를 이용하여 관판에 대하여 상기 관을 연속 용접하는 경우에는 먼저, 본 발명에 따라, 관을 팽창시켜 관판에 견고하게 결합되게 하고, 그 뒤에 용접장치(13)를 관판(1)에 부착시킬 수 있도록 탄성중합체로된 슬리브(19)를 관내로 삽입한 뒤 축방향으로 압축시켜 관과 견고하게 결합되게 한다. 그 상태에서, 레버(27), (37), (45)를 각각 풀어 각 구동기(25), (33), (43)과의 결합을 해제시키고, 탐침을 가진 토오치(49)를 설치하고, 그 탐침의 원추형 단부를 용접할 각관내에 위치시키게 한다. 그렇게 하여, 탐침이 용접할 관과 중심이 일치하게 되면, 스위치(51)을 작동시켜 제어기(63)에 신호를 공급 시키게 하여, 그 신호에 따른 탐침의 X, Y, Z 위치를 기억시키도록 한다. 이러한 두단계, 즉 탐침과 용접할 관간의 중심이 일치하였을 때 신호를 발생시키는 단계와, 그 신호에 따라 팀침의 X, Y, Z 위치를 기억시키는 단계는 용접할 모든 관에 대하여 반복되게 되고, 그러한 반복이 완료되게 되면 토오치로 부터 탐침을 제거시키고, 그 대신에 차폐 개스컵 용접부를 갖는 탐침을 설치하도록 한다. 이와같이 한 후에, 다시 레버(27), (37), (45)를 조정하여 구동기(25), (33), (43)과의 결합을 이루게 하고, 그와 같이한 상태에서 자동 또는 수동에 의해 토오치를 예정된 용접 개시 위치에 위치시키고, 토오치와 관판 사이에 아아크를 발생시키도록 한다. 그 뒤에, 기억된 X, Y, Z 위치의 정보에 따라 각 관의 둘레상에 예정된 다수의 지점 P₁내지 P₄₀을 형성하여서 되는 예정된 용접경로를 따라 용접을 행하여 연속 용접부를 형성시키도록 한다. 상기 지점 P₁내지 P₄₀은 관중심에 대해 동심적으로 배치될 필요는 없고, 그에 의해 형성되는 경로도 원형 경로일 필요는 없고, 최적의 용접특성을 제공할 수 있는 경로이면 된다. (일례로, 관판이 수직으로 배치되어 있으므로, 용접되는 금속이 중력에 의해 하방으로 흐르려는 경향이 있게 되고, 따라서 용접 퍼들을 의도적으로 약간 상방으로 이동시키게 하여그러한 흘러내림을 보완토록할 수 있다)

관판에 삽입되는 탑침의 삽입 길이에 의해 탐침의 삽입길이에 대한 정보를 각 관에 대하여 지점 P₁내지 P₄₀에 의해 형성되는 용접 경로의 직경을 변화시키는데 이용할 수 있게 된다.

용접할 각관의 정확한 X, Y 위치가 기억되기 때문에, 제4도는 도시된 바와같은 다수의 관 T₁내지 T₂₀을 연속적으로 용접하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 관 T₄, T₉, T₁₅와 같이 관간격이 일정치 않은 경우에도 그를 보완시키면서 연속적으로 용접할 수 있게 된다. 또한, 제5도에 도시된 바와같이, 관 T₆과 관 T₇사이 그리고 관 T₁₅와 관 T₁₆사이에 고정로드 및 블로우다운 관등을 설치하기 위한 공간을 제공함으로 인해 관간격이 불규칙해진 경우에도, 연속된 용접경로를 확립시킬 수 있는 것은 물론이고, 제6도에 도시된 바와같이 쉘벽에 인접한 부분에서도, 관열의 길이를 조정하여 연속된 용접경로를 형성시킬 수 있다.

용접순서는 관의 탐침 순서와 일치되게 할 필요는 없고, 그보다는 가장 효율적으로 확립시킨 용접경로를 따라 이루어지게 된다.

지금까지 설명한 본 발명의 연속 용접 방법은 다수의 관을 용접해야 하고 용접 시간을 감소시켜야만 용접효율을 증대시킬 수 있는 경우에 특히 접학한 것이다.

Claims (1)

1. 다수열의 관의 적어도 일부에 대한 각 X, Y 위치로 용접토오치를 자동 이동시킬 수 있는 용접장치를 이용하여 관판에 대하여 관을 연속 용접하는 방법에 있어서, 용접전에 용접할 각관내로 탐침을 삽입하고, 그러한 삽입이 이루어지면 신호를 발생시켜 각관의 X, Y 위치 및 관직경을 나타내는 관내로의 탐침의 삽입길이를 기억시키고, 그 기억된 각관의 X, Y 위치 및 탐침의 삽입 길이에 의해 각관의 둘레를 따라 예정된 수의 지점을 갖는 예정된 용접 경로를 확립시켜 그 용접경로를 따라 연속 용접하는 것을 특징으로 하는 관판에 대한 다수관의 연속용접 방법.

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