KR850000964Y1 - 다중 비이드 용접장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다중 비이드 용접장치

제1도는 본 고안의 장치로 두개의 크랭크가 함께 용접된 것을 도시하는 도면.

제2도는 두개의 다른 용접가공물을 본 고안의 장치로 용접할 수 있도록 본 고안 장치 속에 고정시킨 것을 도식적으로 도시한 측단면도.

제3도는 명확히 하기 위하여 부분적으로 생략하고 도시한 제2도의 선(III-III)에 따른 본 고안을 실시하기 위한 장치의 확대단면도.

제4도는 제3도에서 용접위치를 도시하는 확대부분도.

제5도는 제4도의 선(V-V)에 따른 단면도.

본 고안은 두 개의 가공물의 대향하는 단면(端面) 사이에 형성된 용접간격(gap)의 한쪽과 다른쪽 사이에서 용가(溶加) 와이어(filler wire) 파지구를 주기적으로 앞뒤로 회동(pivot)시키면서 공통중심선 주위로 회전하게 되는 두 가공물을 다중 비이드 용접하는 방법을 실시하는 장치에 관한 것이다.

이러한 방법은 터빈로타등 가공물을 용접하는 방법으로서 알려져 있고 이 방법에는 용접 이음매(seam)의 폭은 두개의 나란히 놓인 용접비이드에 의해 충전(充塡)되는 것이 요구된다. 파지구 및 용가와이어의 주기적인 회동(pivoting)에 응하여 이음매의 폭은 이음매의 좌우 양쪽측면에 번갈아가며 퇴적되는 비이드에 의하여 채워진다.

본원 고안과 관련되는 선행기술로서 일본 특허공고 소 52-46902호, 일본 특허공고 소 52-34013호 및 일본 특허공고 소 53-19459호등을 들 수 있지만 이들 공지방법에서는 용가와이어를 지니는 보지구는 용접부의 최대직경의 바깥에 위치하는 축선주위로 전후로 측지회동된다. 즉, 이들 공지기술에서의 공통점은 용가와이어가 용가와이어 공급구(예컨데 릴)로부터 관상의 용가와이어 보지구를 거쳐서 용접위치 또는 용접취관선단(torch tip)에까지 연장되어 그 용접와이어 보지구인 안내튜브 전체가 작업가공물의 두 단부 사이에서 주기적으로 진동 즉 축지회동(pivoting)되어 용접재료가 작업편들 사이의 축방향 용접간격의 양단사이를 번갈아가며 퇴적되지만, 이때의 용접와이어 안내튜브의 축지회동반경을 줄이는데는 한계가 있으므로 용접부의 직경이 큰 가공물에 대한 정밀하고 효율적인 용접작업을 기대할 수 없고 따라서 용접의 질도 만족스럽지 못하다.

본 고안은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하여 보다 정밀한 용접작업을 가능하고 용접의 질을 향상시키며 큰 반경의 용접가공물에도 무리없는 용접작업을 행하기 위한 장치를 제공함을 그 목적으로 하고 있다.

이를 위하여 본 고안 장치에서는 용가와이어 안내튜브 그 자체는 정지상태로 보유되며, 안내튜브 선단과 용접부 사이에 용가와이어 파지부를 새로이 개재시켜 이 파지부가 용가와이어의 짧은 선단부를 파지한채로 한축 주위로 전후로 축지회동된다. 이 용가와이어 파지부의 회동축은 공지기술에서의 용가와이어 안내튜브의 회동축보다 몇배나 더 용접부분에 가까이 위치되므로 용가와이어 선단은 이에 대응하여 공지 기술에서보다 몇배나 더 큰 각도로 축지회동될 수 있으며, 따라서 용접작업의 질의 향상을 가져올 수 있게 한다.

본 고안의 장치를 이용하면, 용접가공물을 하나의 공통중심선 주위로 회전가능하게 하고 동시에 상기 가공물의 대향하는 단면(端面) 사이에 간격을 형성하도록 지지하고 상기 가공물을 상기 공통중심선 주위로 함께 회전하고 용가와이어 파지구를 상기 간격안으로 도입하고 상기 파지구를 통하여 용가와이어를 상기 간격내에 기계적으로 진행시키고 다시금 상기 간격의 한쪽 단면과 다른 단면과의 사이에서 상기 파지구를 용가와이어와 함께 하나의 축선(軸線)주위로 동시에 회동하는 공정을 포함하며, 여기서 상기 축선의 중심선으로부터의 거리가 용접작업의 처음 시작에 있어서는 양가공물의 두 외주면의 최대반경보다도 작도록 설정하는 두개의 가공물의 다중비이드 용접방법의 실시가 가능하다.

본 고안 장치를 사용함으로써 두 가공물의 좌우측 단면 사이에서의 용가와이어 파지구 및 그에 파지된 용가와이어 선단부의 각 운동은, 그 회동축으로부터 용접부까지의 짧은 거리 때문에 주어진 크기의 용접이음에 대하여 본 장치를 사용하지 않은 경우에 비하여 각운동의 크기가 현저히 증가한다.

실제에 있어서, 용접가공물의 양단면에 대한 용가와이어의 경사각을 크게 형성함으로써 용접의 질이 주목할만큼 향상됨이 발견되었다.

상기의 용접방법을 실시하는 본 고안장치를 보다 자세히 상술하면 이 장치는 두 개의 가공물을 공통중심선 주위로 회전가능하도록 함과 동시에 상기 가공물의 대향하는 단면간에 간격을 형성하도록 지지하는 장치, 상기 공통중심선 주위로 상기 가공물을 함께 회전하는 장치, 용가와이어 파지구, 상기 간격내의 용접위치로 향하여 상기 파지구를 통하여 용가선을 기계적으로 진행시키는 장치, 상기 용접위치로부터의 거리가 상기 간격의 반경방향 간격보다도 적은위치에 있는 횡방향 축선주위로 회전하도록 상기 파지구를 지지하는 장치 및 상기 파지구를 상기 공통중심선으로 향하고 동시에 이로부터 이반하도록 이동하는 장치를 포함한다. 만약 파지구가 용가와이어와 함께 용접간격내에 직선적으로 연장되면, 파지구의 최대각변위는, 파지구의 추축선이 용접작업의 초두에 용접간격의 깊이의 거의 중앙에 위치하는 경우에 얻어지며, 이것은 파지구가 잇따라서 추축선의 안쪽 및 바깥쪽 각각의 양쪽의 가공물의 끝면과 동시에 충접(衝接)하기 때문이다. 이와같은 충접은 통상 피하지 않으면 안되고 만약 파지구의 표면이 활동적인 상태일때는 특히 피해야 한다.

본 고안의 바람직한 실시예에서는 한층 큰 각변위를 얻을 수가 있고 즉 파지구는 각도를 가진 형태로 동시에 추축선으로부터 가공물 회전중심축으로 향하여 전체적으로 반경방향으로 연장되는 제1가지부 및 추축선을 따라서 바깥쪽으로 연장하고 동시에 파지구용의 추축핀에 최외단이 부착된 제2가지부를 포함하고 한편 용가와이어를 보유하여 진행시키는 장치가 파지구로부터 분리되어 바람직하기로는 추축선으로부터 일정의 거리에 배치되어 있다. 추축선의 바깥쪽에 위치하는 용가와이어 보유구의 해당부분은 용접간격의 평면내에서 재어서 제2가지부의 폭에 대응하는 약간의 횡방향이동만을 하고, 따라서 이 추축선은 순수하게 용접기술상의 이유 때문에 바람직한만큼의 간격내의 깊이에 위치하는 것이 가능하다. 때문에 이 실시예는 비교적 깊은 용접이음매를 가진 가공물의 용접작업에 적당하며 동시에 이음매의 극히 근방에 이음매를 형성하는 단면(端面)의 반경보다도 꽤 큰 요동량을 가진 돌출부를 가진 가공물의 용접작업에 적당하다.

이 실시예는 크랭크아암에 극히 접근하여 주저널부에 크랭크축을 용접하는 것, 및 큰 직경 플렌지를 축끝에 용하하는 것등에 적용된다.

이하 도면을 참조하면서 본 고안을 상세히 설명한다.

제1도는 주베아링저널(2), 크랭크핀(3) 및 크랭크아암(4)을 접함하는 두개의 크랭크축 부분(1)을 도시한다. 이들 2개의 크랭크축 부분은 공통주저널(2)의 길이의 중앙에 위치하는 용접이음매(5)에 의하여 합체용접(合體溶接)된다.

용접작업의 실시에 앞서서, 가공물은 일시적으로 접합되고, 동시에 도시되어 있지 않은 링에 의해서 중심이 맞춰지고 이 링은 저널의 중앙구멍안에 가용접(假溶接)되며, 이 접합은 만약 원한다면 용접작업후에 제거할 수 있다. 용접작업중 두 개의 크랭크축부분(1)은 저널(2)의 공통중심선 주위로 회전하고 또한 용접작업은 하나의 장치에 의하여 실시가능하고 이 장치는 원칙적으로 제2도 내지 제5도에 도시되고 동시에 후술하는 장치에 대응한다.

제2도는 플랜지(6)를 나타내고 이것은 가공물의 대향하는 단면(9 및 10) 사이의 비교적 좁고 동시에 깊은 간격(8) 안의 다중비이드 용접작업에 의하여 축(7)에 접합된다. 용접되기전에 가공물은 축(7)의 연장부를 형성하는 짧은 스터드(11)에 의하여 중심이 잡히고 동시에 스터드(11)의 표면은 간격(8)의 바닥을 형성한다. 스터드(11)는 플렌지(6)의 중심구멍(12)내에 가용접된다.

제2도에 도시된 바와 같은 플렌지(6)는 헤드스탁(36)의 주스핀들에 부착된 턱모양척(13) 안에서 꽉 죄어진다.

주스핀들의 회전은 헤드스탁(36)내에 받아들여지고 동시에 바람직하기로는 무한가변치차를 포함하는 구동기구(도시되어 있지 않음)를 개재시켜 실시된다. 플렌지(6)로부터 먼쪽의 축(7)의 끝은 테일스탁(37)에 의하여 지지되고, 동시에 만약 필요하면 이 축은 부가적으로 그 양단의 중간에서 1개소 이상(도시 안됨)에서 지지된다.

주스핀들 뒤끝에 제어축(38)이 설치되고 그 축은 헤드스탁으로부터 돌출함과 동시에 후술하는 용접방법의 제어를 실시하기 위한 기구(39)(상세한 것은 도시되지 않음)용 작동기를 지닌다. 축(38)의 맨바깥끝은 헤드스탁의 뒤쪽에 설치되고 동시에 이 축을 통하여 용접전류를 공급하는 접촉장치를 포함하는 하우징(40)을 관통한다.

용접작업을 적정하게 실시하기 위하여 사용되는 본 장치의 구성부품은 공통중심선 및 가공물(6 및 7)의 회전축선(14)의 방향으로 기판(42)에 따라서 이동가능한 후레임(41) 위에 설치되어 있다(제3도 참조). 후레임의 이 이동은 용접간격(8)에 대한 구성부품의 위치를 잡는데에 필요하다. 헤드스탁(36)은 기판(42)에 고착되고 한편 테일스탁(37)은 중심선(14)의 방향으로 기판상을 이동할 수 있도록 되어 있다.

다시 제3도를 참조하면 이동대(15)는 회전하는 가공물의 바깥쪽에서 가공물의 중심선(14)을 가로질러 전후로 후레임(41)에 따라서 이동가능하고 동시에 이동대는 수직이동 가능한 슬라이드(17)을 안내하기 위한 안내장치(16)을 구비하고 있다. 슬라이드(17)는 그 아래끝에 파지구(35)용의 베아링(18)을 지니고 파지구는 기구(그 상세는 도시되어 있지 않음)에 의하여 베아링(18)에 대하여 수평축선(20) 주위로 한정된 추축운동을 할 수 있다. 파지구(35)는 추축선(20)의 방향으로 베아링(18)으로부터 용접간격(8)내로 뻗어있는 가지부(19)를 구비하고 동시에 최소한 그 가지부의 앞끝은 용접작업의 적어도 처음시작은 두개의 단면(9 및 10)과 충접하는 일없이 제5도에 도시된 바와 같은 2개의 말단위치 I 및 II 사이에 회동가능한 횡방향 치수를 가진다. 가지부(19)의 앞끝은 고정턱(21)내로 연장되어 있고 이것은 전체적으로 중심선(14)으로 향하여 반경방향으로 뻗어있고 동시에 가동 및 탄성부하된 턱(22)과 협동하여 적당한 공급기구(25)에 의하여 슬라이드(17)상의 공급스풀(24)로부터 진행되는 용가와이어(23)을 파지할 수 있다. 공급기구와 턱(21,22)과의 사이에서 용가와이어는 튜브(26)내로 안내되고 그 튜브는 그 상단에서 공급기구와 강접(剛接)되고 한편 그 하단은 간격을 가지고 고정턱(21)의 안구멍안으로 뻗어 있어 이로 인하여 축선(20) 주위에서의 상기 턱의 축지회동은 방해받지 않는다. 용접분말을 공급하기 위한 파이프(27)가 파지구(35)의 가지부(19)의 아래쪽에 중심선(14)과 평행한 축선 주위로 베아링(18)에 축지(軸支)되고 또한 용접분말은 홈파(29)를 개재시켜 슬라이드(17)상의 용기(28)로부터 파이프(27)의 내부에 공급되고 여기에서 분말은 파이프(27)의 뒤끝의 모타(31)에 의해 구동되는 나사송곳(30)에 의하여 용접위치로 공급된다.

용접분말은 적절하게 선택함으로써, 잠수(submerged) 아크용접분야에서 공지된 바와 같이 형성된 용접제는 용접비이드로부터 스스로 탈락되고 가공물의 회전중에 용접간격으로부터 낙하되는 것이 보증된다.

만약 보호가스가 용접분말 대신에 사용되면 이 가스는 유사한 파이프를 통하여 그안에 나사송곳을 설치하지 않고 공급될 수 있다.

파이프(20)의 앞끝에는 감지기(32)가 설치되고, 그 감지기는 파이프(27)의 뒤끝에서 작용하는 용수철의 힘으로 용접작업이 시작되기 전에 스터드(11)의 표면과의 맞물림이 유지되고 계속하여 연속적으로 커나가는 용접부의 표면과도 맞물림이 유지된다. 파이프(27)의 뒤끝은 용접작업의 진행과 조시(調時)관계를 갖는 슬라이드(17)의 상향운동을 제어하는 스위치(34)를 작동한다.

말단위치( I 및 II ) 사이에서의 턱(21 및 22)과 함께 회동하는 파지구(35)의 상기의 주기적 회동운동은 가공물(6 및 7)과 일체로 회전하는 축(38)에 의해 작동되는 상술의 기구(39)에 의하여 제어된다. 이 회동운동은 예컨데, 파지구(35)가 간격(8)의 바닥의 한구석에서 360°길이의 용접부가 퇴적되도록 하기 위하여 회전하는 가공물의 완전 1회전하는 동안 그 말단위치중의 어느 한쪽에서 유지되도록 제어된다. 이어서 파지구는 바람직하게는 일정 또는 거의 일정의 각도로 그 반대편 말단위치로 회동되고 동시에 파지구가 다른쪽의 말단위치에 달한 때에 파지구는 가공물의 완전한 1회전동안 이 위치를 유지한다. 용가와이어용으로서 도시한 각을 가진 파지구(19,21,22)의 대신에, 예컨데 제1도에 도시한 크랭크축의 주저널의 중간의 용접부(5)를 형성하는 경우와 같이 용접간격 부근의 두개의 가공물의 최대반경이 완성 용접부의 외측반경을 크게 넘지 않도록 하는 때에는, 직선상의 반경방향 또는 실질적으로 반경방향으로 뻗어있는 파지구를 사용할 수 있다.

한편 본 장치는 상술과 같이 큰반경 또는 큰 요동범위를 가진 견부에 접근하여 용접작업이 가능하고 이것은 예컨데 크랭크축의 제작에 있어서, 크랭크아암과 주저널 또는 크랭크핀과의 사이의 필렛트에 접근하여 위치하는 용접부에 의하여 각각 만들어진 크랭크아암 주저널 및 크랭크핀을 용접할 수 있다.

특히 극히 대형의 크랭크축을 만드는 경우에는 이것은 제작상 유리하다. 또 예컨데 추력축(推力軸)을 제조한다든지 혹은 플랜지를 축끝에 용접하기 위하여는 축보다도 꽤 큰 직경의 디스크형 가공물의 평탄표면에 축이 직접 용접될 수 있다고 하는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 2개의 용접가공물(6,7)의 서로 대향하며 평행하게 접근해 있는 각 단면(9,10) 사이에 형성된 용접간격(8)을 용접하는 장치에 있어서, 상기 가공물을 하나의 공통중심선(14) 상에서 회전시키기 위해 지지하는 지지장치(36,37), 상기 가공물을 상기 중심선상에서 회전시키기 위한 장치, 상기 간격(8)의 바깥에 위치하는 용가(溶加)와이어(23, filler wire)공급스풀(24) 및 상기 공급스풀로부터 용가와이어(23)를 상기 간격의 용접부를 향하여 기계적으로 송출하는 장치(25), 가늘은 가지부(19, arm)의 형태를 취하며 그 앞끝은 상기 용접간격(8) 안까지 뻗어있고 뒤끝은 상기 공통중심선에 수직이고 상기 가지부의 단면(cross section)의 윤곽(contour)내에 위치하는 축선(20) 주위로 회동할 수 있도록 상기 용접간격(8) 밖에 위치한 베아링(18)에 의해 축지되어(pivoted) 있는 용가와이어 보지구(holder), 용접부에 인접해 있는 상기 가지부(19)의 앞끝위에 배치되어 있는 용가와이어를 파지하는 장치(21,22), 상기 베아링(18)과 용가와이어 보지구(35)에 지지되어 있고 그들을 상기 공통중심선(14)으로부터 접근 또는 이반시키는 장치, 상기 와이어 송출장치(25)로부터 상기 와이어를 파지하는 장치(21,22)를 향하여 연장되며, 상기 베아링(18)에 대하여는 상대적으로 고정적이며 상기 용가와이어를 파지하는 장치(21,22)에 인접해 있는 그 앞끝에서는 상기 회동축(20)과는 일정각도를 이루고 있는 용가와이어 안내튜브(26)를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 다중비이드 용접장치.