KR910002723B1 - 강철스트립의 절단 · 용접방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

강철스트립의 절단·용접방법 및 그 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 레이저빔을 이용한 절단·용접장치의 측면도.

제2도는 제1도의 A-선에 따른 일부를 단면으로 도시한 정면도.

제3도는 강철스트립 이송장치의 일례를 도시한 측면도.

제4도는 제3도는 강철스트립 이송장치의 횡단면도.

제5도는 제1도의 절단·용접장치의 일부를 정렬장치의 일례를 도시한 평면도.

제6a도, 제6b도, 제6c도, 제6d도, 제6e도는 본 발명에서의 강철스트립의 절단과 맞대기접합 및 용접의 각 공정을 순차적으로 도시한 설명도.

제7도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저비임을 이용한 절단·용접장치의 측면도.

제8도는 제7도에 도시된 절단·용접장치의 일부를 구성하는 정렬 장치의 일례를 도시한 평면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 강철스트립을 절단해서 용접하는 방법과 그 장치에 관한 것으로, 특히 선행하는 강철스트립과 후행하는 강철스트립의 각 마주보는 끝부위를 폭방향으로 절단한 다음 이들 절단면을 맞대어 용접하여 연속적으로 압연과 압인 및 기타의 처리를 하는 강철스트립공정에 있어서, 이들 강철스트립을 절단하거나 용접을 할 때 강철스트립의 중심선을 강철스트립처리라인의 중심선과 일치시키거나 또는 평행하도록 정렬시켜 강철스트립의 각 끝부위를 극히 정밀하게 절단하고 나서 예컨대 레이저비임으로 용접함으로써 강철스트립을 높은 정밀도로 접속시켜 고품위의 용접부를 얻을 수 있도록 된 강철스트립의 절단·용접방법 및 그 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

강철스트립의 제조작업라인에서 강철스트립을 압연하거나 기타 처리(이하 처리과정이라 함)의 연속화를 기하기 위해, 종래부터 강철스트립의 연속처리과정에서 연속적으로 흐르는 강철스트립의 각 마주보는 끝부위가 맞대어지도록 하면서 아아크용접으로 접합시켜 연속화를 기하고 있다.

그 외에도 예컨대 규소강스트립 등에서는 강철스트립을 수요처에 제품으로 공급하기 전에 다시감기와 용접, 슬리팅, 절단 등과 같은 처리(이하 정정처리(精整處理)라함)를 하고 있는바, 그 중 고객이 요구하는 단위중량에 맞추기 위해 맞대기용접으로 연속이 되도록 이은 다음 이를 단위중량에 맞게 절단해서 코일 또는 시이트형상으로 만들어 수요처에 공급하고 있기도 한다. 그 때문에 정정처리를 할때의 용접부위가 용접후 거의 후처리되지 않고 그대로 수요처로 공급되게 되므로 특히 품질이 좋아야 할 것이 요구된다. 더구나 규소스트립인 경우에는 전력손실을 감소시키기 위해 두께 0.35㎜이하가 될 정도까지 압연시킨 얇은 것이 요구되기 때문에, 규소강스트립을 고객에게 공급하기 전의 용접에서는 극히 얇은 상태의 것을 용접하게 되고, 그러한 경우에는 종래의 전단기(Shear)로 절단해서 이를 종래와 같이 TIG 또는 MIG로 용접하게 되면 상기 요구조건에 적합한 용접부위를 얻을 수가 없었다.

즉 전자인 강철스트립의 압연이나 기타의 처리과정 또는 후자인 규소강스트립 등의 정정처리 어느 경우에 있어서도, 일반적으로 이른바 전단용접기의 연속처리라인에서 선행하는 강철스트립(이하 선행스트립이라함)의 뒷끝부위와 후행하는 강철스트립(이하 후행스트립이라 함)의 앞끝부위를 절단해서, 선행 및 후행 양스트립의 절단면을 맞대어주면서 TIG 또는 MIG 등으로 아아크용접을 해야만 한다. 다시말해, 전단용접기(Shear welder)라 불리어지는 연속처리라인에서는 강철스트립이 순차로 상류측으로부터 하류측으로 빠른 속도로 이송되는 이 강철스트립의 흐름을 따른 강철스트립의 끝부위를 절단하고 용접하기 위한 절단장치와 용접장치를 설치한 구성으로 되어 있다. 따라서 강철스트립의 각 끝부위는 상류측의 절단장치에 의해 절단되어지면서 하류측으로 보내져 하류측의 용접장치에서 양 절단면이 서로 맞대어져 통상적인 TGI 또는 MIG 용접으로 용접하게 된다.

그런데, TIG용접이나 MIG용접에서는 열영향부위가 크게 남아 용접비이드의 폭도 커지기 쉽기 때문에, 이들을 규소강스트립등과 같이 얇은 강철스트립을 정정처리해서 용접하는 경우에는 적합치가 않은바, 즉 정정처리해서 TIG 또는 MIG로 용접하게 되면 얇은 강철스트립인 경우 용접부위의 품질이 저하되고, 용접부위를 그대로 둔채 코일형태로 말게 되면 스트립에 흠집이 생겨 품질이 현저히 저하된다. 그 때문에 용도에 따라서는 수요처와의 분쟁을 피하기 위해 코일형태로 말 때 일부러 용접부위를 제거하기도 하나, 그 때문에 예컨대 두께가 0.35㎜이하인 강철스트립에서는 길이가 긴 연속적인 강철스트립으로서 공급하기가 곤란했었다.

이에 대해 최근 성능이 좋은 레이저용접법과 레이저용기가 개발되어 레이저용접을 통해 고품질의 용접 부위가 얻어질 수 있게 됨에 따라, 이 고성능 레이저용접을 정정처리를 위한 용접에 적용하게 되면 용접부를 떼어내지 않고 그대로 말아 코일형상으로 만들어도 거의 흠집이 생겨나지 않게 되었다. 또 규소강스트립을 정정처리용접에 레이저용접을 적용하게 되면 그 효과가 충분히 발휘되어 큰 이익이 얻어지게 되고, 이렇게 레이저용접에 의해 얻어진 용접부위는 비이드폭이 극히 좁아지게 되고 또 열영향부도 거의 발생하지 않기 때문에, 수요처에서는 접합된 강철스트립을 그대로 압인가공에 사용할 수 있게 되어, 이점이 극히 유리한 점으로 된다. 특히 규소상스트립에 있어서는 흔히 수요처에서 고속연속압인공정등으로 처리할때 압인가공능률을 높이기 위해 이음매가 없는 길이가 긴 강철스트립이 요구되고 있다.

그러나 이와같은 효과적인 레이저용접의 잇점을 이용하려면, 종래의 전단용접기와 같은 연속처리라인의 용접장치로 종래의 TIG 또는 MIG 용접토오치 대신 레이저요접토오치를 사용하더라도 그 목적을 달성할 수가 없는바, 바꿔말하면 전단용접기와 같은 연속처리라인에서 강철스트립의 끝부위절단이라던가 절단면의 맞대기접합등이 정밀하게 이루어지지 않게 되면, 레이저용접기만을 적용한다 하더라도 그 효과가 충분히 발휘되지 않기 때문에 양질의 용접부가 얻어지지 않게 된다. 특히 수요처의 요구에 부합되는 양질의 용접부로서는, (a) 용접부위가 균질하고 일정한 기준에 합격할 것, (b) 용접부위의 기계적성질이 일정한 기준에 합격할 것, (c) 용접부위에서 굴곡 및 정렬상태가 흐트러지지 않아(용접으로 맞대기접합된 2개의 양 강철스트립 사이에서 각 가장자리가 일직선으로 정렬되지 않은 것) 맞대기용접된 강철스트립의 측면가장자리의 직선도가 충족될 것등이다.

이에 더하여 규소강스트립 중에서도 방향성을 띈 규소강스트립은 철손(iron loss)을 감소시키기 위해 판두께를 0.35~0.30㎜정도로부터 약 0.35~0.15㎜정도로 얇게 만드는 경향이 있고, 어떤 경우에는 그 이하로 얇게하는 경향이 있는바, 이렇게 얇아지면 얇을수록 높은 정밀도로 스트립의 끝부위를 절단해서 이 절단면을 간극없이 높은 정밀도로 맞대기접합해주는 것이 어려워지게 된다.

또 냉간압연된 얇은 강철스트립에서는 코일형상으로 감겨진 상태로부터 풀어 이를 압연하거나 열처리한 제품으로 공급하는 일도 있는데, 이때에도 압연시에 선행하는 강철스트립을 용접으로 접속시켜 연속적으로 압연하는 일이 이루어지게 되는바, 이러한 용접에서도 레이저용접의 적용이 시도되고 있다. 즉 이러한 냉간압연강철스트립을 처리하는 라인에서는 TIG나 MIG 등과 같은 용접방법이 쓰여지고 있으나, 최근에는 에너지밀도가 높은 레이저용접의 적용이 시도되고 있는바, 그 이유는 규소강스트립인 경우와 마찬가지로 레이저용접이라면 레이저비임의 직경이 약 0.1㎜정도까지 가늘어지도록 해서 에너지밀도를 높임과 더불어 열영향부위를 작게 할 수가 있어 표면이 평탄한 용접비이드를 쉽게 얻을 수 있기 때문이다. 그 때문에 레이저용접이라면 종래의 TIG나 MIG 등과 같은 용접으로는 불가능했었던 두께 0.05㎜정도의 극히 얇은 냉간 압연된 강철스트립이라던가 스테인리스강스트립과 마찬가지로 용접할 수가 있게 된다.

그러나 이 경우에 있어서도 레이저용접을 적용하기 위해서는 규소강스트립에서와 마찬가지로 용접전에 높은 정밀도로 절단해서 맞대기접합을 하는 것이 필요하게 되고, 그중 강철스트립의 끝부위를 강철스트립의 중심선과 정확히 직각을 이루어지도록 절단해서 맞대기접합시에 강철스트립의 가장자리가 흐트러지지 않도록 절단면을 정확히 맞대어주는 것이 중요한 포인트가 된다.

이러한 요구조건에 부합되도록 하기 위해 절단시나 용접시에 강철스트립의 단면을 정확히 절단 또는 맞대기접합하는 기술이 개발되어 있는데, 그중 한가지 기술이 일본국 실용신안공개 소 57-102495호 공보에 기재되어 있다.

즉 용접부위에서 강철스트립의 모서리정렬상태가 흐트러지는 것을 방지하기 위해서는 강철스트립의 끝부위를 절단할 때 절단면이 강철스트립의 중심선에 대해 정확히 직각을 이루는 직선상으로 절단할 필요가 있게 되고, 그런 다음 맞대기접합시에 절단면의 접촉면을 그 가장자리가 하나의 직선으로 정렬시켜진 상태가 되도록 하여야만 한다. 그 때문에 상기 일본국 실용신안공개 소 57-102495호 공보에 기재된 장치에 있어서는 강철스트립의 한쪽 가장자리를 강철스트립의 중심선과 평행하도록 정렬시켜 고정하는 장치가 제안되어 있고, 이 정렬장치는 강철스트립의 연속처리라인의 절단위치라던가 용접위치에, 작업테이블의 옆쪽부위에 강철스트립의 중심선과 평행하도록 측면안내부재가 고정되어 있어서, 이 측면안내부재에 대해 강철스트립의 한쪽 가장자리를 눌러 가장자리를 정렬시킨 상태에서 절단이나 용접전의 맞대기접합이 이루어지도록 되어 있다.

또 이 정렬장치에서는 강철스트립의 한쪽 가장자리를 누를 때 압력벨트가 강철스트립의 표면을 누르게 되고, 이러한 압력벨트의 구동에 따라 작업테이블에서 강철스트립이 측면 안내부재쪽으로 끌어당겨져 한쪽 가장자리가 측면안내부재에 닿게 되어 강철스트립의 위치가 결정지어지도록 된 점에 그 특징을 갖고 있다.

그러나 이러한 정렬장치는 강철스트립의 표면에 압압벨트를 접촉시켜 강철스트립을 이동시키도록 되어 있기 때문에, 압력벨트의 압압력과 작업테이블위의 폭방향이동에 따라 강철스트립의 표면, 특히 극히 얇은 강철스트립의 표면에는 압흔이 생기기 쉽고, 또 강철스트립이 너무 얇게 되면 전단용접기 등의 연속처리라인에서 작업테이블 위에 강철스트립이 밀착되기가 쉬워, 강철스트립의 표면을 압압벨트로 압압한다 하더라도 강철스트립을 폭방향으로 이동시키는 것이 어렵게 되므로써, 상기 정렬장치로 정렬시키더라도 좀처럼 가장자리부의 정렬상태가 흐트러지지 않은 용접부를 얻을 수가 없게 된다.

즉 압압벨트와 강철스트립의 마찰계수를 μ1, 강철스트립과 작업테이블의 마찰계수를 μ2, 압압벨트의 가압력을 N, 강철스트립의 중량을 W라 하면, 압력벨트에 의해 강철스트립이 당겨지는 힘은

[수학식 1]

Nμ1-(N+W)μ2=N(μ1-μ2)-Wμ2

가 되고, 이러한 관계에 있기 때문에 압압벨트에 의해 강철스트립이 당겨지기 위해서는 μ1＞μ2라는 조건이 필요하게 된다.

또 강철스트립의 중량(W)은 스트립의 두께와 폭에 따라 변하기 때문에 압압벨트의 압압력(N)을 조정해줄 필요가 있게 되고, 또한 끌어당기는 힘이 너무 강하면 강철스트립의 옆가장자리가 측면안내부재에 닿은 후 변형되어져, 그래도 절단해서 맞대기접합시키게 되면 양 강철스트립의 옆가장자리가 정확한 직선을 이루지 못하게 되어 원하는 접합정밀도가 얻어지지 않게 된다.

한편, 이때 강철스트립의 한쪽 옆가장자리가 측면안재부재에 닿자마자 정확히 정지되도록 하기 위해 높은 정밀도를 갖는 센서 또는 연속모우터 등을 사용하는 것도 생각할 수도 있으나, 이러한 설비는 값이 비싸고 실제 적용하는 데에도 어려운 문제가 많아 아직 실용화되지 못하고 있다.

[발명의 개시]

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 발명된 것으로, 그 첫번째 특징은, 선행 및 후행의 양 강철스트립의 끝부위를 절단해서 이 절단면을 맞대기접합시켜 예컨대 레이저등으로 용접하게 되는 연속처리공정에서, 끝부위를 절단할 때나 용접할 때 강철스트립의 한쪽가장자리를 상기 연속처리라인의 중심선과 정확히 평행을 이루도록 정렬시켜, 얻어진 용접부에서의 용접흠이 가지런해지도록 하는 강철스트립 옆가장자리 정렬방법 및 그 장치에 있어서, 정렬시킬 때 선행강철스트립 또는 후행강철스트립이 연속처리라인의 작업테이블내에 설치된 전자척(Chuck)에 흡착되도록 함으로써, 이 전자척을 이동시키면 선행 또는 후행강철스트립이 연속처리라인의 중심선과 평행하도록 배치된 기준블록쪽으로 당겨져 선행 또는 후행강철스트립의 옆가장자리가 기준블록에 닿아 중심선과 평행되게 정렬시켜지도록 한 점에 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 절단이나 용접시에 강철스트립의 아랫면이 전자척에 흡착되어 강철스트립이 폭방향으로 기준블록으로 당겨져 옆가장자리가 정렬되기 때문에, 두께 1㎜ 이하인 강철스트립, 특히 두께가 0.1㎜ 정도인 얇은 것이더라도 옆가장자리가 정밀하게 가지런해질 수 있게 된다.

본 발명의 두번째 특징은 상기와 같이 전자척을 이동시킴으로써 선행 또는 후행강철스트립이 연속처리라인의 중심선과 평행하게 배치된 기준블록쪽으로 끌어당겨져, 선행 또는 후행강철스트립의 한쪽 옆가장자리가 기준블록에 닿은 직후에 전자척의 자력을 전류로 조정해서 선행 또는 후행강철스트립이 상기 전자척과의 사이에서 미끄러지도록 함으로써 옆가장자리가 가지런해지도록 한 점에 있다.

따라서 두께가 1㎜이하인 강철스트립, 특히 두께가 0.1㎜ 정도인 얇은 것이더라도 그 옆가장가리가 기준블록에 닿았을 때, 전자척의 자력을 전류로 조정해서 전자척에 대해 강철스트립이 미끄러지도록 하게 되면, 강철스트립의 옆가장자리에 불필요한 힘이 가해지지 않아 변형이 일어나지 않게 된다.

본 발명의 세번째 특징은, 연속처리라인에서 강철스트립의 절단면을 용접토오치를 폭방향으로 주행시켜 용접하기에 앞서 양 정단면을 맞대어줄 때, 용접토오치의 주행선 뒷쪽 또는 앞쪽에서, 그리고 이 주행선을 포함하지 않은 쪽에 전자척으로 한쪽의 강철스트립 끝부위를 그 끝부위 절단면의 맞댐면이 상기 한쪽 강철스트립의 끝부위 절단면에 대해 비스듬히 아래쪽으로 향하도록 상승시켜, 양 강철스트립의 접촉면이 맞대어지도록 한 점에 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 선행 또는 후행강철스트립의 각 끝부위를 맞대기용접할 때에는 먼저 후단부가 절단된 선행강철스트립을 그 절단면의 맞대기면을 연속처리라인의 중심선과 일치시킨 상태에서 토오치주행선을 포함하지 않는 쪽에 설치된 한쪽 전자척에 보유지지시킴과 동시에 자화시킬 수 있게 된다. 그런 다음 선단부가 절단된 후행강철스트립을 그 앞끝 절단면의 맞대기면이 선행강철스트립의 후단부의 맞대기면에 대해 비스듬히 아래쪽을 향하도록 루우프로울러 등과 같은 수단으로 상승시키면, 선단부의 맞대기면이 비스듬히 아래쪽으로 향해진 상태에서 후행강철스트립을 이송하게 되어, 선행강철스트립의 후단부가 상기와 같이 한쪽 전자척에 의해 자화되어져 있기 때문에 후행강철스트립의 선단부 맞대기면이 접근하면 선행강철스트립의 맞대기면에 이끌려 흡인되게 되므로, 용접토오치의 주행선과 정확히 일치된 맞대기접합선에 얻어지게 된다.

본 발명의 네번째 특징은, 연속처리라인의 작업테이블중 일부에 강철스트립의 주행라인방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 구성된 가동작업테이블이 설치되면서, 이 가동작업테이블이 그 한쪽 기준면과 용접토오치 또는 용융절단겸용 용접토오치의 주행선과의 교차점에서 자유로이 선회할 수 있도록 구성되고, 또 상기 가동작업테이블 위에는 양 강철스트립의 절단면이 맞대어져 이루어지는 맞대기접합선의 양끝을 확대하는 광학확대장치가 적어도 2개 설치되어, 이들 광학확대장치가 양 강철스트립의 주행선과 직각 또는 거의 직각되는 방향으로 쉽게 왕복이동할 수 있도록 구성된 점에 있다.

따라서 맞대기접합선의 양끝이 광학확대장치로 확대되어 그 중심선을 정확히 접합시킬 수가 있게 되고, 특히 광학적영상을 이미지센서로 처리하게 되면 중심선접합이 자동으로 이루어질 수 있게 된다.

이하 본 발명은 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

제1도에서 부호 1은 선행강철스트립, 2는 후행강철스트립을 나타내는바, 이들 각 강철스트립(1, 2)은 순차로 1쌍의 핀치로울러(3, 4)에 의해 연속처리라인의 일부를 이루는 절단·용접장치로 보내지는 바, 이 절단·용접장치에는 상류측에서 하류측을 향해 절단장치(5)와 용접토오치(6)가 설치되고, 이들 절단장치(5)와 용접토오치(6)사이 및 앞·뒷쪽에는 제1도에 점선으로 도시된 정렬장치(7, 8, 9)가 배열설치되어 있는 바, 이들 정렬장치(7, 8, 9)는 제5도에 도시된 것과 같이 구성되어 있다.

그 때문에 절단 및 용접을 할 때에는 처음 상류측에 설치된 핀치 로울러(3, 4)에 의해 이송되어져 온 선행강철스트립(1)의 후단부가 정렬장치(8)에 의해 한쪽 옆가장자리가 연속처리라인의 중심선 C-C(제5도참조)와 평행하도록 정렬되고, 이 상태에서 선행강철스트립(1)의 후단부가 절단장치(5)에 의해 절단되게 된다. 이렇게 후단부가 절단된 선행강철스트립(1)은 가동클램프(10)에 의해 다시 하류쪽으로 더 이송되어져 용접토오치(6) 아래에 상기 선행강철스트립(1)의 절단면(1a)이 도달하면 일단 정지하게 되고, 이 용접토오치(6)의 아래에서 선행강철스트립(1)의 한쪽가장자리가 다시 정렬장치(9)에 의해 연속처리라인의 중심선 C-C(제5도참조)와 평행하도록 정렬시켜지게 됨과 더불어, 다음에 설명되는 바와 같이 용접토오치(6) 아래의 작업테이블(13)을 연속처리라인이 흐르는 방향이나 선회부(21)(제2도참조)를 중심으로 하는 선회방향으로 이동시켜 선행강철스트립(1)의 절단면(1a)을 용접토오치(6)의 주행선(6a)(제5도참조)과 일치시킨다. 이렇게 선행강철스트립(1)이 상기와 같은 상태가 되면, 후행강철스트립(2)이 역시 한쌍의 핀치로울러(3, 4)에 의해 이송되어져 와서 이 후행강철스트립(2)의 선단부가 정렬장치(7)에 의해 한쪽 옆가장자리가 연속처리라인의 중심선 C-C와 평행하게 정렬되는바, 이와 같이 정렬시켜진 상태에서 절단장치(5)에 의해 절단되게 된다.

그 다음에는 후행강철스트립(2)이 다시 한쌍의 핀치로울러(3, 4)에 의해 하류쪽으로 보내져 용접토오치(6)의 아래에서 후행강철스트립(2)의 한쪽 옆가장가리가 정렬장치(8)에 의해 다시 연속처리라인의 중심선 C-C와 평행을 이루도록 정렬되고, 또 제6도(d)에 도시된 바와 같이 후행강철스트립(2)의 선단부 절단면(2a)이 아래쪽을 향하게되어 먼저 그 절단면(2a)이 용접토오치(6)의 주행선(6a)과 일치되도록 위치결정된 선행강철스트립(1)의 절단면(1a)에 맞대기접합되면 용접토오치(6)가 주행해서 용접하게 된다.

또 이상과 같이 선행 및 후행의 양 강철스트립(1, 2)이 이송되는 주행통로는, 제1도에 도시된 바와 같이 복수의 작업테이블(11, 12, 13, 14)이 직선상으로 나란히 배열된 구성으로 되면서, 이들 작업테이블(11, 12, 13, 14)중 용접토오치(6)아래에 배치된 작업테이블(13)이 연속처리라인의 주행라인방향, 다시 말해 양 강철스트립이 이송되는 방향으로 자유로이 이동할 수 있음과 더불어 선회부(21)(제2도 참조)를 중심으로 자유로이 선회할 수 있도록 구성되어 있다.

따라서 상기와 같이 선행강철스트립(1)의 한쪽 옆가장자리가 정렬되고 나서 가동작업테이블(13)(이하 가동테이블이라 함)을 평행이동선회시키게 되면, 선행강철스트립(1)의절단면(1a)이 토오치주행선(6a)(이 토오치 주행선(6a)은 미리 연속처리라인의 중심선 C-C에 대해 엄격히 직각을 이루도록 위치결정되어 있음)에 정확히 일치하도록 미세조절될 수 있게 된다.

즉 연속처리라인의 일부를 이루는 절단·용접장치에 있어서는, 상류측 절단장치(5)가 뒤에 설명되는 바와 같이 통상적인 전단기 등을 갖춘 전단장치라던가 레이저비임으로 용융절단하는 용융절단장치 또는 연마석으로 연삭절단하는 절단장치로 구성되고, 이 절단장치(5)의 하류측에는 용접장치(6)(이하 토오치라 함)가 설치된다. 이 경우 연속처리라인의 중심선 C-C(제5도 참조), 즉 선행강철스트립(1) 및 후행강철스트립(2)의 주행방향에 대해 정확히 직각방향으로 토오치주행선(6a)이 위치결정되어 이 토오치주행선(6a)을 따라 주행할 수 있도록 토오치(6)가 설치된다.

그리고 이 토오치(6)의 아래에 설치된 가동테이블(13)은 선행 및 후행의 양 강철스트립(1, 2)의 주행방향 즉 연속처리라인의 중심선 C-C를 따라 평행이동할 수 있도록 구상됨과 더불어 선회테이블(20)위에 배치되어, 선회부(21)를 중심으로 자유로이 선회할 수 있도록 구성되어 있다(제2도 참조).

또 토오치(6)는 수직으로 자유로이 승강할 수 있도록 구성됨과 더불어, 선행 및 후행의 양 강철스트립(1, 2)의 주행방향에 대해 직교하는 방향으로 위치결정된 토오치주행선(6a)과 정확히 일치해서 주행하도록 되어 있다. 그리고 토오치(6)를 가운데 두고 양쪽에 고정클램프(16, 17)가 수직으로 자유로이 승강할 수 있도록 설치되어 있다. 또 가동테이블(13) 위에는 토오치주행선(6a)과 일치되도록 백바아(15)가 설치되어(제5도 참조), 이 백바아(15)를 가운데 두고 그 양쪽에 상류측전자척(18)과 하류측전자척(19)이 각각 설치되어 있다.

따라서 맞대기접합과 용접을 할 때에는 고정클램프(16, 17)에 의해 상부에서 선행강철스트립(1)의 후단부와 후행강철스트립(2)의 선단부가 개별적으로 각각 보유지지되고, 가동테이블(13) 위에서는 상류쪽 전자척(18) 및 하류쪽전자척(19)에 의해 선행강철스트립(1)의 후단부 및 후행강철스트립(2)의 선단부가 자화되어 보유지지되게 된다.

상기와 같은 평행이동 및 선회이동시키는 기구는 어떤식으로도 구성될 수 있으나, 상기와 같은 맞대기접합등이 정확히 이루어지도록 하기 위해서는 다음과 같이 구성해서 선회테이블(20)이 선회부(21)를 중심으로 선회할 수 있도록 하고 또 가동테이블(13)이 선회테이블(20)위에서 평행이동할 수 있도록 한다. 즉 선회테이블(20)이 다음에 설명되는 바와 같이 고정테이블(30)위에 배치되는바, 이 고정테이블(30)위에서 선회테이블(20)을 가동테이블(13)의 한쪽 기준측면(13a)과 토오치주행선(6a)(제5도 참조)의 교차점을 중심으로 예컨대 제2도에 도시된 바와 같이 고정테이블(30)과의 사이에 설치된 선회부(21)를 중심으로 자유로이 선회할 수 있도록 구성한다.

또 이때 가동테이블(13)의 평행이동과 선회테이블(20)의 선회이동이 미세하게 이루어지도록 하기 위해 이동기구 및 맞대기접합상태를 검출하는 기구를 다음과 같이 구성한다.

즉 제2도에 도시된 바와같이, 선행강철스트립(1)과 후행강철스트립(2)이 주행하는 통로인 연속처리라인의 주행통로를 이루는 작업테이블(11, 12, 13, 14)중 가동테이블(13)이 기초부재(26)위에 설치된 문형프레임(22)에 걸쳐지도록 하면서 이 문형프레임(22)의 상부가로부재(22a)에는 그 길이방향을 따라 상하에 예컨대 레일(23a, 23b)이 설치되어 이들 레일(23a, 23b)을 따라 토오치(6)가 자유로이 주행할 수 있도록 되어 있다. 여기서 이 토오치(6)에는 레이저비임이 보내져 직경이 약 0.1㎜ 정도로 집중되어 강철스트립을 레이저용접하게 된다. 이를 위해 문형프레임(22)의 상부가로부재(22a)를 따라 레이저비임광로(24)가 쉽게 신축될수 있도록 설치되면서, 이 레이저비임광로(24)의 앞 끝에 토오치(6)가 연결되는 한편, 뒷끝에는 레이저발진기(25)가 연결되어 있다. 따라서 레이저발진기(25)에서 발진된 레이저비임이 광로(24)를 통해 토오치(6)로 보내지게 되면 토오치(6)가 토오치주행선(6a)(제5도 참조)을 따라 주행할 때 그와 함께 광로(24)가 신축되어져 양 강철스트립이 레이저용접되게 된다.

또 선행측 및 후행측 고정클램프(16, 17)의 승강기구는 어떻게라도 구성될 수 있지만, 흔히 실린더-피스턴기구로 구성되고, 특히 가동테이블(13)과 선회테이블(20) 및 고정테이블(30)과 관련시켜진 승강기구인 실린더-피스턴기구로 구성할 수 있다. 즉 양 고정클램프(16, 17)는 같은 구조로 구성되면서 이들 각 고정클램프(16, 17)에 승강기구가 개별적으로 부착되는바, 그 대표적 예로서는 제2도에 도시된 후행측 고정클램프(16)의 승강기구가 문형프레임(22)의 안쪽에 수직으로 설치된 한쌍의 지주(27)와 이들 각 지주(27)의 옆에 부착된 실린더(28) 및 이들 각 실린더(28)의 유압으로 신축시켜지는 로드(29)로 이루어져 있다. 또 이 로드(29)의 상단에는 예컨대 후행측 고정클램프(16)가 부착되어, 로드(29)가 신축됨에 따라 상기후행중 고정클램프(16)가 승강시켜지도록 되어 있다. 한편 선행측 승강기구도 도시하지는 않았으나 마찬가지로 구성되어 있다.

또한 선회테이블(20)이 자유로이 선회할 수 있으면서 이 선회테이블(20)위에서 가동테이블(13)이 주행이동할 수 있도록 하기 위해, 상기 승강기구의 일부를 이루는 한쌍의 지주(27)내에 선회테이블(20)이 배치되어 있다. 여기서 이 선회테이블(20)의 상부면 및 가동테이블(13)의 바닥면에는 각각 직선운동베어링(31)이 설치되면서 이들 상부 및 하부베어링(31)사이에 베어링레일(31a)이 끼워져 있는바, 그 때문에 가동테이블(13)이 선회테이블(20)위에서 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 주행방향(즉, 연속처리라인의 중심선 C-C(제5도 참조))으로 이동해서 다음에 설명되는 맞대기접합시에 가동테이블(13)을 극히 조금씩 이동시켜, 선행강철스트립(1)의 절단면(1a)을 토오치주행선(6a)(제5도 참조)과 일치시킴과 더불어 강철스트립(1, 2)사이에 형성된 맞대기접합선을 토오치주행선(6a)과 일치시킬 수가 있게 된다.

그리고 이렇게 가동테이블(13)을 평행이동시키는 평행이동장치로서는, 제1도에 도시된바와 같이 선회테이블(20)위에 배치된 수치제어모우터(32)와 이 수치제어모우터(32)에 연결된 보울스크류(33)로 구성되면서 이 보울스크류(33)의 앞끝이 가동테이블(13)에 연결되어 있어서, 다음에 설명되는 바와 같이 토오치주행선(6a)과 맞대기접합선을 일치시킬때의 이동량이 극히 미소하더라도 그에 맞추어 수치제어모우터(32)를 조금만 회전하도록 제어할 수가 있어 양 절단면(1a, 2a)을 정확히 맞대기접합시킬 수가 있게 된다.

또 상기와 같이 선회테이블(20)이 가동테이블(13)의 한쪽 기준옆가장자리(13a; 제2도참조), 즉 연속처리라인의 중심선과 평행한 옆가장자리와 토오치주행선(6a)이 교차하는 지점에 위치한 선회부(21)를 중심으로 선회하게 되는바, 여기서 이 선회장치는 교차점에 위치한 선회부(21)인 예컨대 원통형베어링(34)과 보울스크류(35) 및 수치제어모우터(36)로 구성된다(제2도참조). 즉 선회테이블(20)과 고정테이블(30)사이에 제2도에 도시된 것과 같이 원통형 베어링(34)이 설치되면서 이 원통형베어링(34)에 보울스크류(35)가 결합되는 한편, 이 보울스크류(35)에 수치제어모우터(36)가 연결된 구조로 되어 있다. 그 때문에 토오치주행선(6a)과 맞대기접합선을 일치시킬 때의 선회량이 예컨대 미크론단위로 극히 미소하더라도 수치제어모우터(36)로 그렇게 미소한 선회량에 맞춰 회전시킬 수 있게 된다.

또 가동테이블(13)상에서 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 각 절단면(1a, 2a)(제5도 참조)이 맞대어진 다음 그 접합선이 토오치주행선(6a)(제5도 참조)과 완전히 일치되도록 할 필요가 있는바, 이러한 일치는 가동테이블(13)을 상기와 같이 평행이동시키거나 선회이동시킴으로써 이루어지게 되나, 그 이동량을 검출하기 위해 접합선의 양끝을 광학적으로 확대하기 위한 광학확대장치(37, 38)가 적어도 2개 설치된다. 여기서 이들 광학확대장치(37, 38)는 토오치(6)와 마찬가지로 연속처리라인의 중심선 C-C에 대해 직각방향으로 주행하도록 구성되어 있다.

즉 각 광학확대장치(37, 38)는 같은 구조로서, 현미경(37a, 38a)과 카메라(37b, 38b) 및 가동새들(37c, 38c)로 이루어지면서, 가동새들(37c, 38c)이 연속처리라인의 중심선 C-C에 대해 직각교차하는 방향으로 주행할 수 있도록 제2도에 도시된 바와 같이 토오치(6)의 레일(23a, 23b)에 걸어맞춰져 있다. 한편 여기서 각 가동새들(37c, 38c)이 토오치(6)와 같은 레일(23a, 23b)을 따라 이동하지 않고 독립해서 별개로 구성되도록 할 수도 있다.

또 상기와 같이 후단부가 절단된 후의 선행강철스트립(1)을 하류측으로 이동시키기 위한 가동클램프(10)는, 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이 한쌍의 가동클램프편(10a, 10b)으로 이루어지면서, 상부클램프편(10a)이 하부클램프편(10b)의 양옆부위에 설치된 승강실린더(39)에 의해 자유로이 승강될 수 있도록 구성되고, 하부클램프편(10b)의 상부는 써래날형상으로 구성되어, 이 써래날부분이 간격마루판형상을 한 작업테이블(14)에 조합되어져 있다. 따라서 하부클램프편(10b) 상부의 써래날부분이 항상 작업테이블(14)보다 조금 위로 돌출되게 되어, 선행강철스트립(1)이 상부 및 하부클램프편(10a, 10b)사에서 협지될 수 있게 됨으로서 이동에 전혀 지장이 없게 된다.

또 가동클램프(10)의 이동장치가 수지제어모우터(40)와 보울스크류(41), 한쌍의 베어링(41a) 및 베어링레일(42)로 구성되어 있기 때문에, 가동클램프(10)의 이동량이 예컨대 미크론단위와 같이 극히 작더라도 그에 맞춰 수치제어모우터(40)의 회전을 제어할 수 있게 됨으로써 가동클램프(10)를 정확히 이동시킬 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 선행 및 후행의 양 강철스트립(1, 2)의 마주보는 양쪽 끝부위를 절단하는 절단장치(5)는, 통상 제1도에 도시된 바와 같이 한쌍의 상부블레이드(5a)와 하부블레이드(5b)로 구성되어 전단작용으로 절단하도록 되어 있다. 그러나 이렇게 전단작용으로 절단하는 외에도 레이저비임이나 전자비임은 또는 기타 열원으로 용융절단하는 것으로 구성할 수도 있다. 한편 절단후 발생하는 스크랩을 작업테이블(12)로부터 제거하기 위해 필요한 스크랩제거장치(43)를 설치할 수도 있다.

또 제1도에 도시된 바와같이 상류측에서 하류측을 향해 3개의 정렬장치(7, 8, 9)가 설치되어 있는바, 이들 정렬장치(7, 8, 9)는 제5도에 도시된 바와같이 같은 구조로 구성되어 있다.

즉 각 정렬장치(7, 8, 9)는 제5도에 도시된 바와 같이 전자척(7a, 8a, 9a)과 기준블록(7b, 8b, 9b)을 이루어지면서 이들 전자척(7a, 8a, 9a) 및 기준블록(7b, 8b, 9b)가 신축장치(7c, 8c, 9c)에 의해 연속처리라인의 중심선 C-C에 대해 직각교차하는 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 되어 있다. 따라서 선행강철스트립(1)의 후단부를 절단할 때에 상기와 같은 정렬장치(8)가 쓰여지게 된다. 즉 이 연속처리라인의 바깥에 대기하고 있는 양쪽의 기준블록(8b)을 신축장치(8c)로 이동시켜 속처리라인의 중심선 C-C과 평행하는 기준위치를 유지하도록 한 다음, 제1도에 도시된 상, 하부핀치로울러(3, 4)로 선행강철스트립(1)을 이송시켜 그 후단부가 절단장치(5)(제5도에는 상부블레이드(5a)만이 도시되어져 있음)를 넘지 않은 위치에다 정지시킨다. 이때에는 중앙의 전자척(8a)의 일부가 작업테이블(1)내에 조립되어져 있기 때문에 여자되게 되면 전자척(8a)에 의해 선행스트립(1)의 아랫면이 흡착시켜지게 된다. 이러한 상태에서 전자척(8a)이 신축장치(8c)에 의해 제5도에서의 연속처리라인에서 벗어난 방향으로 당겨지게 되면, 선행강철스트립(1)의 한쪽 가장자리(1b)가 기준블럭(8b)쪽으로 당겨져 닿아 정렬되게 된다. 이 상태에 있을때는 의당 선행강철스트립(1)의 한쪽가장자리(1b)가 연속처리라인의 중심선 C-C와 평행하게 정렬시켜지게 되고, 중심선 C-C와 직각으로 교차되게 배치되어있는 상부블레이드(5a)를 하강시키면 선행강철스트립(1)의 후단부가 절단되어 맞대기접합면으로써 중심선 C-C에 대해 직교하는 절단면(1a)이 얻어지게 된다.

한편, 후행스트립(2)의 선단부를 절단할 때에는 정렬장치(7)로 그 한쪽 가장자리(2b)를 중심선 C-C에 평행하도록 정렬시키는데, 이 때에도 선행강철스트립(1)과 마찬가지로 정렬되어 절단하게 되는바, 이와 같이 절단되면 후행강철스트립(2)의 선단부에는 중심선 C-C과 직교하는 절단면(2a)이 얻어지게 된다. 그리고 이와 같이 양 강철스트립은 절단된 다음 가동테이블(13)위에서 양 절단면(1a, 1b)이 맞대기접합될 때 각 옆가장자리(1b, 2b)가 중심선 C-C과 평행하도록 정렬시켜지게 되는바, 이때에는 선행강철스트립(1)은 정렬장치(9)에 의해 후행강철스트립은 정렬장치(8)에 의해 각각 마찬가지로 정렬시키게 된다.

한편 이상과 같이 각 정렬장치(7, 8, 9)로 강철스트립의 한쪽옆가장자리(1b, 2b)를 정렬시킬 때, 각 전자척(7a, 8a, 9a)의 자력을 조정해서 양 강철스트립의 각 옆가장자리(1b, 2b, 2b)가 기준블록(7b, 8b, 9b)에 닿은 상태에서 전자척(7a, 8a, 9a)과 양 강철스트립(1, 2)사이로 미끄러지도록 해서 양 강철스트립(1, 2)의 각 옆가장자리(1b, 2b)를 중심선 C-C과 평행하도록 정렬시키는 것이 바람직하다.

즉, 각 전자척(7a, 8a, 9a)이 강철스트립(1, 2)의 하면을 자력으로 흡착해서 강철스트립(1, 2)을 중심선 C-C과 직교하는 방향으로 이동시켜 한쪽 옆가장자리를 각 전자척(7a, 8a, 9a) 양쪽 2개의 기준블록(7b, 8b, 9b)에 닿게 한다. 그러나 이때 전자척(7a, 8a, 9a)의 자력이 너무 강하면 그 끌어당기는 힘 때문에 각 강철스트립(1, 2)의 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)가 왜곡되어 정확히 정렬되지 못하는 수가 있게 된다.

그에 반해 자력이 너무 약하게 되면 강철스트립(1, 2)이 자중에 따른 마찰저항 때문에 이동시켜지지 않게 된다. 그리고 전자척(7a, 8a, 9a)의 자력에 의해 끌려지는 힘은 강철스트립의 두께에 따라 변하게 되는바, 즉 동일한 전류를 전자척(7a, 8a, 9a)에 가하더라도 두께가 두꺼우면 당기는 힘이 커지게 되는 한편, 강철스트립(1, 2)의 각 옆가장자리(1b, 2b)는 두께가 두꺼우면 왜곡되기 어렵고, 두께가 얇으면 쉽게 왜곡되게 된다.

요컨대 당기는 힘의 적당한 정도는, 양 강철스트립(1, 2)이 이동해서 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)가 기준블록(7b, 8b, 9b)에 닿게 하는 힘보다는 크지만, 이들 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)가 기준블록(7b, 8b, 9b)에 닿아 왜곡되는 힘보다는 작은 범위내에서 조정되어져야 할 필요가 있다. 그 때문에 전자척(7a, 8a, 9a)에 의해 강철스트립(1, 2)이 당겨질 때 그 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)가 기준블록(7b, 8b, 9b)에 닿은 때에는 즉시 전자척(7a, 8a, 9a)의 자력을 전류로 적당히 조정해서 강철스트립(1, 2)이 전자척(7a, 8a, 9a)에 대해 미끌어지도록 해서 정렬되도록 해야 한다. 이와 같이 각 강철스트립(1, 2)에 대해 이들 한쪽옆가장자리(1b, 2b)를 정렬시키게 되면 끌어당기는 힘이 접촉시 적정한 범위내로 유지되어져 강철스트립(1, 2)의 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)가 왜곡되지 않고 정렬될 수 있고, 또 닿을 때까지는 끌어당기는 힘을 크게 할 수 있어 강철스트립(1, 2)의 무게나 두께에 상관없이 이동시킬 수 있게 된다.

또 제5도에 도시된 바와 같이 각 정렬장치(7, 8, 9)에 있어서 전자척(7a, 8a, 9a)을 가운데 두고 양쪽에 기준블록(7b, 8b, 9b)을 배치하게 되면, 정렬효과가 한층 향상되어 정확히 옆가장자리(1b, 2b)를 중심선 C-C와 평행하도록 정렬시킬 수가 있게 된다.

즉 제5도에서의 예컨대 정렬장치(7)에 있어서 후행강철스트립(2)의 한쪽옆가장자리(2b)가 양쪽의 기준블록(7b)중 한쪽에 닿게 되면, 전자척(7a)의 끌어당기는 힘에 의해 후행강철스트립(2)에 닿게 된 한쪽 기준블록(7b)을 지지시킴으로 해서 회전모우트가 작용해서, 한쪽 옆가장자리(2b)가 다른쪽기준블록(7b)으로 끌어당겨져 닿게 된다.

이렇게해서 양쪽 기준블록(7b, 7b)에 닿게 되면 후행강철스트립(2)의 옆가장자리(2b)가 중심선 C-C와 평행하게 되나, 그 이후에도 후행스트립(2)을 강한 끌어당기는 힘이 작용하게 되면, 상기와 같이 한쪽 옆가장자리(2b)에는 왜곡현상등이 일어나기 쉽게 된다. 그러나 닿자마자 전자척(7a)의 자력이 조정되기 때문에 전자척(7a)과 후행강철스트립(2)이 미끄러져, 전자척(7a)의 이동거리를 정확히 정지시키지 않더라도 후행강철스트립(2)의 한쪽가장자리(2b)가 왜곡되지 않고 정렬시켜지게 된다.

또 상기와 같이 절단장치(5)에 양 강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 절단한 다음 각 절단면(1a, 2a)을 토오치(6) 아래 가동테이블(13)위에다 놓고 맞대기용접하게 되는 바, 이 맞대기용접을 완전하게 하기위해 이 가동테이블(13) 상류측에 험프(hump)용 로울러(44)를 설치해서 이 험프용 로울러(44)를 승강실린더(45)로 자유로이 승강시킬 수 있도록 구성한다.

이와같이 험프용 로울러(44)를 설치하게 되면, 가동테이블(13)위의 한쌍의 전자척(18, 19)과 상호작용해서 선행강철스트립(1)의 맞대기접합면(1a)에 대해 후행강철스트립(2)의 맞대기접합면(2a)이 틈새없이 맞대기접합시켜질 수 있게 된다.

즉 한쌍의 핀치로울러(3, 4)에 의해 이송되어져온 한쪽 옆가장자리가 상기와 같이 정렬되고 나면 스트립(1)의 후단부가 한쌍의 상하부 블레이드(5a, 5b)에 제6도에 도시된 것과 같이 절단되어 용접위치인 가동테이블(13)위로 이송되게 되는바, 이 가동테이블(13)위에서는 후단부의 절단면(1a)이 토오치(6)의 주행선(6a)과 일치시켜지게 되고, 이 위치에 선행강철스트립(1)을 고정시키기 위해 한쪽전자척(19)을 여자시키고 고정클램프편(17)을 눌러내려 제6b도에 도시된 바와 같이 고정시킨다. 그런 다음 후행강철스트립(2)을 제6b도에 도시된 바와 같이 한쌍의 핀치로울러(3, 4)로 절단위치까지 보내고, 후행강철스트립(2)의 선단부도 선행강철스트립(1)의 후단부와 마찬가지로 한쪽 옆가장자리를 정렬시켜 상, 하부블레이드(5a, 5b)로 절단해서(제6b도참조) 스크랩제거장치(43)로 스크랩을 제거한다(제6c도참조).

그 다음 후행스트립(2)을 한쌍의 핀치로울러(3, 4)로 하류쪽으로 보내게 되는바, 이때 후행강철스트립(2)의 선단부가 험프용 로울러(44)를 통과한 직후 험프용 로울러(44)를 상승시킨다. 여기서 이 험프용 로울러(44)는 통상적으로 토오치(6) 앞쪽 약 40㎝ 쯤에 배치되어 강철스트립두께에 대응하는 높이로 상승될 수 있도록 구성되며, 예컨대 스트립두께가 약 0.20㎜인 경우 그 상승높이가 약 1㎝가 되도록 조정한다.

이와 같이 험프용 로울러(44)를 상승시키면 후행강철스트립(2)이 예컨대 0.35㎜ 이하인 극히 얇은 것이더라도 그 선단부의 맞대기접합면(2a)이 비스듬히 아래쪽을 향하게 되고(제6d도 참조), 이러한 상태에서 한쌍의 핀치로울러(3, 4)로 후행강철스트립(2)의 선단부 맞대기접합면(2a)을 가동테이블(13)위를 미끄러져 뜨는일 없이 이송되게 된다. 이와 같이 후행강철스트립(2)이 이송되게 되면 후행강철스트립(2)의 맞대기접합면(2a)이 제6d도에 도시된 것과 같이 선행강철스트립(1)의 후단부의 맞대기접합면(1a)에 접근하게 되고, 선행강철스트립(1)의 후단부가 상기와 같이 한쪽 전자척(19)에 의해 자화되어져 있기 때문에, 그 맞대기접합면(2a)에 의해 가동테이블(13)위를 미끄러지면서 보내져 온 후행강철스트립(2)의 맞대기접합면(2a)이 흡입되어 양 맞대기접합면(1a, 2a)이 완전히 밀착시켜지게 된다.

요컨대, 선행강철스트립(1)의 후단부 맞대기접합면(1a)이 한쪽전자척(19)에 의해 자화되어져 있기 때문에, 접근되어온 후행강철스트립(2)의 선단부 맞대기접합면(1a)이 아랫쪽을 향한 상태에서 강하게 흡착되어 양 맞대기접합면(1a, 2a)이 거의 틈새 없이 맞대기어 접합시켜지게 된다.

이와 같이 맞대기접합이 끝난 다음에는 험프용 로울러(44)를 하강시켜 다른쪽 전자척(18)에 강철스트립의 아랫면부터 흡착되도록 함과 더불어 고정클램프(16)에 의해 고정시켜지도록 한다(제6e도참조). 이렇게 고정시키켜 다음 토오치(6)의 주행선(6a)과 형성시켜지는 맞대기접합선을 2개의 광학확대장치(37, 38)을 가지고 가동테이블(13)을 평행이동 및 회전이동시켜 일치시킨 상태에서 토오치(6)를 주행시켜 용접하게 된다.

즉 양쪽 강철스트립(1, 2)의 마주보는 끝부위를 절단해서 각 절단면을 맞대기접합면(1a, 2a)으로 해서 맞대기접합시킬 때 양 맞대기접합면(1a, 2a) 사이에 단차가 생겨 평탄해지지 않게 되는 수가 있게 되나, 이러한 경우에도 가동테이블(13)상에는 토오치(6) 바로 아래의 백바아(15)를 가운데끼운 2개의 전자척(18, 19)이 설치되고, 더구나 그중 다른쪽 전자척(18)위에는 고정용 클램프(16)가 자유로이 승강할 수 있도록 설치되어 있기 때문에, 다른쪽 전자척(18)을 여자시킴으로써 후행강철스트립(2)의 만곡이나 뒤집힘을 교정할 수가 있어 단차등 잘못됨을 바로잡을 수 있게 된다.

또 상기의 예에서는 토오치(6)로서 레이저비임용접토오치를 쓴 예를 들었으나, 그 이외에 통상적으로 강철스트립을 맞대기용접하는데 쓰여지는 예컨대 TIG 또는 MIG와 같은 것을 쓸 수도 있다. 그리고 레이저비임용접토오치로서도 동력원에 따라 여러가지가 개발되어 있으나, 통상적으로는 탄산개스레이저비임을 이용하는 것이 쓰여지고, 기타 요소레이저 등과 같은 것을 동력원으로 한 레이저용접토오치를 쓸수도 있다.

또한 토오치(6)를 레이저용접토오치로 구성해서, 특히 두께 약 0.1㎜ 정도인 강철스트립을 절단·용접할 때에는, 이 토오치(6)의 상류측에 예컨대 한쌍의 상, 하부 블레이드(5a, 5b)로 이루어진 절단장치(5)를 설치할 필요가 없게 된다. 즉 제7도 및 제8도에 도시된 바와 같이 연속처리라인의 일부분으로서 절단·용접장치를 구성할 수 있는바, 이러한 절단·용접장치에 있어서는, 토오치(6)로 양 강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 용융절단하고서, 절단된 양 맞대기접합면(1a, 2a)을 맞대기접합시킨 다음 다시 토오치(6)로 용접하면 된다.

한편 제1도 및 제7도를 대비해보면 할 수 있듯이, 1개의 토오치(6)로 용융절단과 맞대기용접이 이루어지기 때문에, 제1도에 도시된 예에서는 3개의 정렬장치(7, 8, 9)가 설치되어 있는데 대해, 제7도에 도시된 예에서는 2개의 정렬장치(8, 9)밖에 설치되지 않은점, 또 제7도에 도시된 가동테이블(13)에는 백바아(15)외에 용단홈(46)이 형성되어 있는 점을 제외하고는 양 절단·용접장치가 마찬가지로 구성되어 있다.

즉, 제7도에서는 상류측에 설치된 한쌍의 상·하핀치로울러(3, 4) 및 하류측의 가동클램프(10)에 의해 이송되어진 선행강철스트립(1)이 토오치(6)아래의 가동테이블(13)까지 보내지게 된다. 이 가동테이블(13)은 제1도 및 제2도에 도시된 가동테이블(13)과 마찬가지로 연속처리라인의 중심선 C-C(제8도 참조) 방향으로 평행이동할 수 있음과 동시에 선회테이블(20)에 의해 선회부(21)를 중심으로 자유로이 선회할 수 있도록 되어 있으나, 가동테이블(13)에는 백바아(15)외에 상류측에 용단홈(46)이 형성되어 있다. 그 때문에 선행강철스트립(1)의 한쪽 가장자리(1b)가 정렬장치(9)에 의해 중심선 C-C과 평행하게 정렬시켜져(제8도참조) 용단홈(46)상에서 토오치(6)에 의해 용융절단된 다음, 하류측 가동클램프(10)에 의해 소정거리만큼 이송시켜지게 된다. 이때 후행강철스트립(2)도 한쌍의 상하핀치로울러(3, 4)에 의해 가동테이블의 용단홈(46)위치까지 이송되어, 그곳에서 선행강철스트립(1)과 마찬가지로 정렬장치(8)에 의해 한쪽가장자리(2b)(제8도 참조)가 중심선 C-C에 평행되게 정렬되어 토오치(6)로 용융절단되어져, 선행 및 후행의 양 강철스트립(1, 2)의 절단된 양 맞대기접합면(1a, 2a)이 상기 설명에서와 마찬가지로 백바아(15) 위에서 맞대기접합되어 토오치(6)에 의해 용접되게 된다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 토오치(6)가 상기와 같이 양 강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 용융절단함과 더불어 각 절단면(1a, 2a)을 맞대기용접하게 된다. 여기서 가동테이블(13)위에는 하류측을 향해 차례로 용단홈(46)과 백바아(15)가 설치되고, 백바아(15)의 양쪽에는 제1도에 도시된 바와 같이 전자척(18, 19)이 설치되어 있다.

따라서 제8도에 도시된 바와 같이 정렬장치(8, 9)에 의해 선행 및 후행의 강철스트립(1, 2)의 각 옆가장자리(1b, 2b)가 정렬된 다음, 토오치(6)에 의해 강철스트립의 끝부위가 용단홈(46)상에서 용융절단되고, 맞대기접합시켜질때에 비로소 선행강철스트립(1)의 후단부가 백바아(15)위로 이송되어져 그 절단면이 맞대기접합면(1a)으로서 토오치주행선(6a)과 일치시켜지게 되고 나서 한쪽 전자척(19)에 의해 고정되고 자화되게 되며, 이 상태에서 후행강철스트립(2)의 선단부 절단면인 맞대기접합면(2a)이 접근되면 후행강철스트립(1)의 선단부 맞대기접합면(2a)이 흡인되어 확실하게 맞대기접합되게 된다.

또 각 정렬장치(8, 9)는 제8도에 도시된 바와 같이 전자척(8a, 9a)과 기준블록(8b, 9b)으로 이루어져, 이들 전자척(8a, 9a)과 기준블록(8b, 9b)이 신축장치(8c, 9c)에 의해 연속처리라인의 중심선 C-C에 대해 직각교차하는 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 되어 있어서, 선행 및 후행의 양 강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 토오치(6)로 용융절단할 때에는 정렬장치(8, 9)가 쓰여지고, 백바아(15)위에서의 용접시 맞대기접합할 때에는, 선행강철스트립(1)에는 정렬장치(9)가 후행강철스트립(2)에는 정렬장치(8)가 각각 쓰여지게 된다.

또 이상과 같이 절단 및 용접하는 경우, 강철스트립은 두께가 0.05-1.0㎜ 정도일 것이 바람직하고, 특히 그중 규소강스트립을 절단·용접작업하는데 적합한바, 그 이유는 두께가 0.05㎜ 이하인 때에는 전단이나 용융절단, 연삭 등 어느 것으로도 절단이 어렵고, 두께가 1.0㎜ 이상인 때에는 종래의 예대로 절단·용접할 수 있어 구태여 본 발명을 적용할 필요가 없다.

[산업상의 이용가능성]

이상과 같이 본 발명에 따른 강철스트립절단·용접방법 및 그 장치에 의하면 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 계속 접합시켜, 압연이나 기타 처리공정의 연속화를 기할 때라던가, 또는 예컨대 규소강스트립등을 제품으로서 수요처에 공급하기 전, 특히 고객이 요구하는 단위중량으로 맞추기 위해 용접으로 연속적인 스트립으로 이어 접합시킬 때 극히 효과적인바, 이러한 경우 강철스트립을 절단할때나 맞대기용접을 할 때 강철스트립의 중심을 연속처리라인의 중심선과 일치시키거나 또는 평행하도록 정렬시켜 높은 정밀도로 강철스트립의 각 끝부위를 절단 또는 맞대기용접할 수 있게 되므로서 고품위의 용접부를 얻을 수 있게 된다.

또 두께가 예컨대 약 0.1㎜ 정도인 것이라 하더라도 높은 정밀도로 맞대기접합시킬 수 있기 때문에 고성능의 레이저비임용접이 적용될 수 있게 되고, 고성능 레이저비임용접을 적용하게 되면 얻어진 용접부를 절제하지 않고 그대로 말아 코일형상으로 만든다 하더라도 거의 흠이 없게 되며, 특히 규소강스트립을 용융용으로 접합시키는데 있어 그 효과가 충분히 발휘하게 된다.

Claims (13)

1. 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 절단하고 나서 이들 절단면을 맞대기접합시켜 그 맞대기접합된 접합선을 따라 용접토오치를 주행시켜 용접하도록 된 강철스트립의 연속처리·용접방법에 있어서, 이들 강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 절단해서 맞대기접합시켜 용접할 때, 절단 및 용접에 앞서 연속처리라인의 적어도 한 작업테이블위에서 상기 선행강철스트립(1) 또는 후행강철스트립(2)의 한쪽 옆가장자리를 전자적으로 흡착해서 상기 연속처리라인의 중심선 C-C에 평행하게 배치된 기준블록(7b, 8b, 9b)에 닿을 때까지 이동시켜, 상기 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)를 상기 중심선 C-C에 평행한 기준평행옆가장자리로 위치결정한 다음 절단 또는 용접하도록 된 것을 특징으로 하는 강철강철스트립의 절단·용접방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 선행강철스트립(1) 또는 후행강철스트립(2)의 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)를 기준평행옆가장자리로 위치결정하는 것이, 상기 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 한쪽옆가장자리(1b, 2b)가 상기 기준블록(7b, 8b, 9b)에 닿은 후 즉시 상기 선행 또는 후행의 강철스트립(1, 2)의 일부를 전자적으로 흡착하는 전자력을 조정함으로써 상기 강철스트립의 한쪽 옆가장자리(1b, 2b)가 기준평행옆가장자리로 위치결정 하도록 된 것을 특징으로 하는 절단·용접방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 선행강철스트립(1) 또는 후행강철스트립(2)의 각 마주보는 끝부위절단이, 한쌍의 상, 하부블레이드(5a, 5b)의 전단작용으로 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 선행강철스트립(1) 또는 후행강철스트립(2)의 각 마주보는 끝부위절단이, 레이저비임의 용융작용으로 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 용접토오치를 레이저토오치로 구성시켜 이 레이저토오치의 주행선에 상기 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 각 절단면인 맞대기접합면(1a, 2a)이 접합되어 형성시켜지는 맞대기접합선을 일치시켜 레이저비임으로 용접하도록 된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용융방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 선행강철스트립(1) 또는 후행강철스트립(2)이 판두께가 0.05-1.0㎜ 범위에 있는 것에 적용하도록 된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 선행강철스트립(1) 또는 후행강철스트립(2)이 규소강스트립으로 된 것에 적용하도록 된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접방법.
8. 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 절단해서 이들 절단면을 맞대기접합면(1a, 2a)으로 하여 접합시킴으로써 형성되는 맞대기접촉선을 따라 용접토오치를 주행시켜 용접하게 되는 강철스트립의 연속처리방법에 있어서, 이들 강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 절단해서 맞대서 맞대기접합시켜 용접할 때, 상기 맞대기접합시 상기 연속처리라인의 적어도 한 작업테이블위에서 상기 한쪽 강철스트립(1)의 맞대기접합면(1a)을 상기 토오치(6)의 주행선(6a)과 일치시킨 상태에서 전자적으로 흡착되어 보유지지 되도록 하는 한편, 다른쪽 강철스트립(2)의 맞대기접합면(2a)을 상기 한쪽 강철스트립(1)의 맞대기접합면(1a)에 대해 비스듬히 아래를 향하도록 함과 더불어 한쪽 강철스트립(1)의 절단면(1a)에 자력으로 흡인시켜가면서 양 맞대기접합면(1a, 2a)을 맞대기접합하도록 하는 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 선행강철스트립(1) 및 후행강철스트립(2)의 두께가 0.05-1.0㎜ 범위에 있는 것에 적용되도록 한 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 선행 및 후행강철스트립(1, 2)이 규소강스트립으로 된 것에 적용하도록 된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접방법.
11. 선행 및 후행강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 절단해서 이들 절단면을 맞대기접합면(1a, 2a)으로 하여 맞대기접합시킴에 따라 형성되는 맞대기접합선을 따라 용접하게 되는 강철스트립연속처리라인상에 배치되어 이 연속처리라인의 중심선 C-C을 따라 평행하게 이동함과 더불어 그 표면 일부에 백바아(15)가 갖추어진 가동작업테이블(13)과, 이 가동작업테이블(13)상에서 상기 중심선 C-C에 대해 직각교차하는 방향으로 주행하면서 상기 백바아(15)상을 승강하게 되는 용접토오치(6), 이 용접토오치(6)가 주행하는 주행선(6a)의 일부에서 상기 가동작업테이블(13)을 자유로이 선회할 수 있도록 지지하는 선회테이블(20), 상기 연속처리라인상에 상기 가동작업테이블(13)보다 상류쪽에 설치되어 상기 양 강철스트립(1, 2)의 각 마주보는 끝부위를 상기 중심선 C-C와 직각 또는 거의 직각으로 절단하는 절단장치(5), 이 절단장치(5)보다 상류쪽에 설치되어 상기 강철스트립(1, 2)을 하류쪽으로 이송하는 가동클램프(10)를 갖춘 이송장치, 상기 토오치주행선(6a)을 가운데 두고 뒷쪽 또는 앞쪽에 설치되어 상기 양 강철스트립(1, 2)중 한쪽 강철스트립의 마주보는 끝부위를 전자적으로 보유지지해주는 적어도 1개의 전자척(19) 및, 상기 가동작업 테이블(13)보다 상류쪽에 설치되어 이 전자척(19)에 의해 전자적으로 흡착시켜진 상태로 보유지지된 상기 한쪽 강철스트립(1)의 맞대기접합면(1a)에 대해 상기 다른쪽 강철스트립(2)의 맞대기접합면(2a)이 비스듬히 아래쪽을 향하도록 상기 다른쪽 강철스트립(2)의 끝부위를 상승시켜주는 승강장치(44, 45)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 가동작업테이블(13)위에 상기 맞대기접합선의 양끝을 확대하면서 상기 연속처리라인의 중심선 C-C와 직각교차하는 방향으로 자유로이 왕복할 수 있도록 구성된 적어도 2개의 광학확대장치(37, 38)가 설치된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 용접토오치(6)가 상기 양 강철스트립(1, 2)의 마주보는 끝부위를 절단함과 더불어 이들 양 강철스트립(1, 2)의 맞대기접합선을 용접하게 되는 용융절단겸용 용접토오치(6)로 구성되고, 상기 작업테이블(13)상에 상기 백바아(15)와 인접해서 용융절단홈(46)이 형성된 것을 특징으로 하는 강철스트립의 절단·용접장치.

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