KR880001156B1 - 관의 세정방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

관의 세정방법 및 장치

제1도는 세정될 파이프 단부 부근에 배치된 전극 조립체를 도시한 개략도.

제2도는 관의 절단면에 대한 세정전극의 위치와 관의 횡단면 일부를 도시한 평면도.

제3도는 경사면이 형성되어 있는 파이프의 횡단면 일부와 파이프의 절단면에 대한 세정전극의 위치를 도시한 도면.

제4도는 관의 절단면에 대해 전극을 이동시키기 위한 선회기기가 장착된 전극조립체를 도시한 사시도.

제5도는 용접으로 연결되는 각 파이프의 횡단면 일부와 이에 대한 용접전극의 위치를 도시한 정면도.

제6도는 파이프에 대한 회전용으로서 제4도에 도시된 것과 유사한 선회기가가 장착된 용접전극의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 10 : 관또는 파이브 15 : 절단면

20 : 내면일부 25 : 외면일부

27 : 경사면 30 : 전극조립체

35 : 전극 37 : 테

60 : 선회용접헤드 조립체 62 : 힌지형 고정부재

70 : 모터 75 : 전면링 조립체

80 : 전극 배치기구

본 발명은 파이프나 관을 용접하기 전에 그 단부를 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 알루미늄 및 다른 금속들은 용접하기 전에 용접될 표면을 적절히 손질 및 세정하여야 한다. 이러한 세정은 기계방식이나 또는 화학방식 또는 전기방식으로 실행될 수가 있다. 이들 세가지의 처리방식중 대부분의 경우 전기방식의 세정이 적합하다. 그 이유는 간단하고 비용이 적게 들며 효율성이 높기 때문이다. 또한, 전기방식으로 세정된 표면은 화학방식으로 세정되거나 또는 식각된 표면보다 용접조건에 부합되는 상태로 남아있는 시간이 더 길기도 하기 때문이다.

일반적으로, 전기방식의 표면 세정에는 텅스텐 전극과 같은 비소모성 전극이 사용되며, 전극은 작업편에 대해 정극성으로 된다. 어떤 경우에는 용접작업전에 개별적인 세정전극이 사용된다. 또 다른 경우, 특히, 용접될 표면에 실질적으로 세정되어 있는 경우, 용접전극에는 교류가 공급될 수도 있으며, 용접공정중 교류주기의 역극성 부분동안 표면은 충분히 세정된다. 어떠한 경우에라도, 불활성 가스가 공급되어 세정 및 용접 공정동안 가열된 표면이 산화되는 것이 방지된다.

알루미늄 파이프를 연결할때는, 용접전에 파이프의 절단뿐만 아니라 내면 및 외면도 적절히 세정되어야만 하고, 종래에는 파이프의 단부를 화학방식으로 세정하여 왔었다. 그러나, 앞서 지적한 바와같이, 화학방식으로 세정된 표면은 일반적으로 무한정 세정된 상태로 유지되지 않고, 용접물량이 많을 경우 세정후 곧 바로 용접작업을 하기란 불가능하여, 용접 불량품이 많이 생겼다.

따라서, 알루미늄 관 또는 파이프의 단부를 용접전에 효과적으로 특히, 전기방식으로 세정하여 사실상 세정후 용접작업시까지 꽤 많은 시간이 걸린다 할지라도 결함없는 용접을 기할 수 있는 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명은 용접전에 관이나 또는 파이프의 단부를 전기방식으로 세정하기 위한 장치 및 공정에 관한 것이다. 조립체에는 비소모성 전극이 장착되어 있으며 또한 관의 절단부근에 장착되어 세정 공정동안 차폐가스를 공급하기 위한 수단이 포함되어 있다. 전극 및 관에는 전원이 연결되어 있어, 전극은 관에 대해 정극성으로 되며, 이 전극이 관의 단부에 대해 이동하므로서 관은 음극으로 세정된다. 실제로는 적절한 세정을 위해 두개 또는 세개의 전극통로가 필요하다. 어떤 경우, 전류 레벨을 조절하여, 관의 과열로 인해 그 절단면이 용융되거나 변형되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 또 다른 경우에는 절단면의 일부가 용융되도록 전류를 충분히 높게 조절할 필요도 있다.

전극은 종래의 선회 헤드상에 장착되어 있고, 전극의 축은 관의 절단면상에 중심이 있는 전극이 팁과 관의 축에 평행으로 배치되는 것이 좋다.

세정전극을 이렇게 독특하게 구성하면, 관의 절단면은 음극적으로 세정될뿐 아니라, 단부 부근의 관내면 및 외면도 동시에 세절될 수가 있다. 용접전에 이들면 모두를 세정하는 것은 결합없는 용접을 위해서는 필수적이다.

따라서, 본 발명의 목적은 용접전에 관의 단부를 세정하기 위한 방법을 제시하는 것이고, 이 방법은 관 부근에 비소모성 전극을 배치하는 공정과 관과 전극 사이를 상대적으로 이동시키는 한편 전극 및 관사이에 직류를 공급하여 전극이 관에 대해 정극성이 되도록 하는 공정을 포함하는데 있어서, 관의 절단면 부근에 전극을 배치하여 관의 절단면과 함께 단부부근의 관 내면의 일부 및 외면의 일부 모두가 음극적으로 세정되도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 다른 목적은 용접전에 관의 단부를 세정하기 위한 장치를 제시하는 것으로 이 장치는 비소모성 전극과, 전극주변과 관을 향해 차폐가스를 분사하는 수단과, 관과 전극 사이에 직류를 공급하여 전극이 관에 대해 정극성이 되도록하는 수단을 구비하고 있는데 있어서, 관의 절단면 부근의 전극을 보유하는 수단과, 관의 절단면에 대해 전극을 이동시키는 수단을 구비하여 관의 절단면과 함께 단부 부근의 관내면의 일부 및 외면의 일부 모두가 음극적으로 세정되도록 한것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 후술되는 바와함께 첨부된 도면 및 청구범위를 통해 명백해진다.

이하, 본 발명을 더욱쉽게 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

제1도 내지 제4도에는 본 발명의 적합한 실시예가 도시되어 있다. 두개의 관을 연결하기 전에, 그들간의 단부면은 일반적으로 관의 축에 대해 직각이 되도록 절단되거나 또는 손질된다. 관의 직각으로 절단된 단부를 절단면이라고 하고, 어떤 경우에는, 경사를 만들어 필터 금속이 들어갈 수 있는 내각을 마련하는데 의해 용접을 용이하게 하는 수도 있다.

제1도에는 적절히 준빈된 관(10)과 그 절단면(15)이 도시되어 있다. 이 절단면은 용접되기전에 우선 관의 내면일부(20) 및 관의 외면 일부(25)와 함께 세정되어야 한다. 특히, 알루미늄관이나 또는 산화되기 쉬운 다른 재질인 경우는 필수적이다. 본 발명의 적합한 실시예에 있어서, 세정전극 조립체(30)는 관의 절단면 부근에 배치된 세정전극(35)을 포함하고 있다. 전국의 축은 관의 축에 대해 일반적으로 평행하게 배치되는 것이 좋다.

제1도에 도시된 바와같이, 전극조립체(30)는 차폐가스 공급라인(42)과, 전선(44) 및 접지선(45)에 의해 장치(40)에 접속되어 있다. 장치(40)는 또한 출력(46)을 공급하여 모터의 속도를 제어하고 절단면에 대해 헤드를 이동시킨다. 장치(40)는 전원(도시되지 않음)으로 또한 탱크(48)로부터의 차폐가스를 공급하는 공급원으로 작용한다. 차폐가스는 알곤이 적합하다.

제2도에서, 전극조립체(30)의 전극(35)은 관(10)의 절단면(15)상 중심에 배치되어 있다. 전극조립체(30)에는 테(37)가 싸여있고, 전극조립체로 들어온 차폐가스는 이 테를 통해 방출되므로 차폐가스는 전극 및 작업편간에 형성된 아크를 둘러싸게 된다. 전극에 역극성이 전류를 공급하는데 의해, 전극은 작업편에 대해 정극성 즉, 종지된 바와같은 정극성의 직류 전극(DCEP)이 되어, 작업편은 음극적으로 세정된다. 이때는 절단면(15)이 세정될 뿐만 아니라 이와 동시에, 관의 단부 또는 절단면 부근의 내면부(20)와 외면부(25)도 음극적으로 세정되어 용접을 위한 세정이 실시된다.

제3도는 제2도와 유사하지만, 관의 단부에 경사면(27)을 마련하여 충전도선을 수납하도록 한것이 다르다.

제4도에 도시된 적합한 실시예에서는 관의 절단면에 대해 전극을 이동시키기 위한 수단이 설치되어 있고, 또한, 선회용접헤드 조립체(60)가 포함되어 있다. 이 장치는 시판되고 있는 종래의 것으로서 파이프(10)의 외면을 계합하기 위한 조정가능한 3개의 V자형 턱(64)의 설치된 힌지형 고정부재(62)를 포함하고 있다.

모터(70)는 내부 기어기구(도시지 않음)와 협동하여 전면링 조립체(75)를 회전시키며, 이 조립체위에 전극 배치기구(80)가 장착되어 있다. 이 기구는 전극(35)이 절단면에 대해 축방향이나 반경방향으로 정밀하게 이동배치되도록 한다. 헤드조립체(60)에는 또한 라인(44)으로부터의 차폐가스를 전극조립체로 공급하는 수단이 설치되어 있으며, 필요한 전류를 공급하여 세정을 실행케하는 수단이 설치되어 있다. 전면링 조립체(75)는 전기 절연재질로 형성되어있다.

용접된 관의 단부가 적절히 세정되어진후 관은 전극이 연결점의 바로위에 배치되도록 제6도에 도시된 바와같이 전극조립체를 재배치하여, 제5도 및 제6도에 도시된 바와같은 상태로 봉합 또는 연결용접될 수 있다. 따라서, 동일한 선회 용접헤드가 세정작업 및 용접 작엄겸용으로 사용될 수가 있으나, 이는 본 발명의 요지와는 무관하다.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 전국(35)에 공급되는 전류량을 조절하여, 세정동안 작업편 표면의 가열량을 불충분하게 하는데 의해 작업편의 용융을 방지할 수도 있다. 또 다른 실시예에 있어서는, 전극에 공급되는 전류량을 조절하여 어떤 일부표면을 용융시킬 수도 있다. 이러한 특정한 고정은 파이프의 직경이나 두께, 그 조성물 및, 파이프가 용접전에 최초로 절삭된 허용 오차등에 좌우된다.

그 실예로서, 외직경이 1,315인치이고 내부 벽 두께가 0.065인치인 3003호 알루미늄관은 15A 67V직류정극성 전극과, 이 전류를 취급하는데 적합한 안정 저항기와, 시간당 20입방피트로 전극조립체에 공급되는 100%알곤을 함유한 차폐가스등을 사용하여 세정되었다. 이 실예에서, 안정 저항기는 암페어를 강하하고 전압을 상승시켜 더욱 적합한 아크 특성을 얻는데 사용하였다. 두꺼운 재질에는 안정저항기가 필요하지 않다. 전극이 관의 전체 절단면 둘레를 한번에 13.5초 간격으로 회전 이동하도록 조립체를 4번 회전시켜 관의 전체 절단면을 세정하였다.

통상적으로, X선이 투과되지 않거나 또는 결함이 없는 용접을 위해서는 적어도 두번, 때때로 3번 또는 4번의 회전이 필요하다. 세정 및 용접에는 지르코늄 텅스턴 전극이 사용되는 것이 좋다. 용접에는 알콘-헬륨 혼합체가 함유된 차폐가스와. 전극을 통하는 공급전류는 대체로 구형파의 60암페어 직선극성과 추가 20암페어의 역극성전류인 교류로서 직선극성이 0.20초 역극성이 0.05초인 교류를 사용하는 것이 좋다.

상술된 방법과 이 방법을 효과적으로 실행하기 위해 본 발명의 적합한 실시예로 구성된 장치가 설명되었지만, 본 발명은 상기한 방법 및 장치에 극한되는 것이 아님은 명백하며, 본 발명 첨부된 청구범위에 규정된 본 발명의 범주로부터 벗어남 없이 여러 변형이 이루어질 수 있음은 말할필요도 없다.

Claims (6)

1. 관(10)부근에 비소모성 전극(35)을 배치하는 단계와, 관과 전극 사이에 상대적인 이동을 생기게 하는 단계 및 관과 전극 사이에 직류를 공급하여 전극이 관에 대해 정극성이 되도록하는 단계로 구비하여 융접전에 관의 단부를 세정하는 방법에 있어서, 관의 절단면(15)부근에 전극을 배치하여 관의 절단면과 함계 단부 부근의 관내면 일부(20) 및 외면 일부(25)가 동시에 음극적으로 세정되도록 하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
2. 제1항에 규정된 방법에 있어서, 관 및 전극이 서로 상대적으로 이동하여 전국이 적어도 절단면을 두번 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 규정된 방법에 있어서, 전극에 공급되는 전류의 크기가 충분히 크게되어 관의 절단면 일부를 용융시켜 비드(bead)를 형성하도록 한것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 규정된 방법에 있어서, 전극은 그 축이 관의 축에 평행되도록 배치되며, 전극의 팁이 절단면(15)상의 중심에 배치되도록 한것을 특징으로 하는 방법.
5. 용접전에 관(10)이 단부를 세저하기 위한 장치로서, 비소모성 전극(35)과, 전극둘레와 관을 향해 차폐가스를 방출하기 위한 수단(30,42,48)과, 관과 전극 사이에 직류를 공급하여 전극이 관에 대해 정극성이 되도록 하는 수단(40,44)을 구비한 장치에 있어서, 관의 절단면 부근에 전극을 보유시키는 수단 (60,80)과 관의 절단면에 대해 전극을 이동시키기 위한(60,70)수단에 의해, 관의 절단면(15)과 함께 단부 부근의 관내면 일부(20) 및 외면일부(25)가 동시에 음극적으로 세정되도록 하는 것을 특징으로 하는 세정장치.
6. 제5항에 첨부된 바와같은 장치에 있어서, 상기 전극 이동 수단이 관위에 장착된 선회헤드 조립체(60)를 포함하고 있고, 사기 배치수단(80)이 전극 이동수단에 조정할수 있게 장착되는 것을 특징으로 하는 세정장치.

Images