KR100415489B1 - 후판 횡향자세 서브머지드 용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후판 횡향자세 서브머지드 용접기에 관한 것으로, 그 목적은 피용접물의 용접홈 깊이가 30㎜이상의 후판 용접시, 용접중 아크가 공기중에 노출되어 용접결함이 발생하는 것을 방지하고, 용접중 피용접물로부터 용접플럭스가 움직이지 않도록 함과 동시에 피용접물 표면에 플럭스 받침 벨트를 항상 밀착시킴으로서 플럭스 소모량을 감소시킬 수 있으며, 용접홈 내부 및 외부에 살포되어 있는 플럭스를 동시에 회수하여 용접생산성을 향상시킬 수 있는 후판 횡향자세 서브머지드 용접기를 제공함에 있다.

본 발명은 피용접물의 표면에 용접선을 따라 설치되는 파이프 레일과, 상기 파이프 레일을 따라 용접장치를 이동시키는 주행 캐리지와, 상기 주행 캐리지에 의해 이동하며 피용접물을 용접하는 용접토치와, 상기 용접토치에 용접와이어를 공급하는 와이어 송급장치와, 상기 용접토치의 앞,뒤에 설치한 플럭스 살포 장치 및 플럭스 회수 장치와, 용접선 아래 부위에 용접플럭스를 지지하기 위해 주행 캐리지에 설치된 플럭스 받침벨트로 구성된 후판 횡향자세 서브머지드 용접기에 있어서, 상기 플럭스 살포 장치는 용접홈 내부까지 용접플럭스를 압입 살포하는 플럭스 강제 송급장치와, 상기 플럭스 강제 송급장치와 용접토치 사이에 설치되어 용접홈 외부에 플럭스를 살포하는 플럭스 살포 노즐로 구성되고, 상기 플럭스 받침 벨트는 용접주행 속도와 동일한 속도로 내열 고무벨트를 회전시키기 위한 전동모터와 상기 내열 고무벨트의 하단부에 설치되어 스프링의 반력에 의해 피용접물의 표면에 밀착되는 템플레이트를 구비한 것으로 구성되었다.

Description

후판 횡향자세 서브머지드 용접기{Submerged Arc Welding Equipment for Horizontal Butt Joint Welding of Thick Plate}

본 발명은 후판 횡향자세 서브머지드 용접기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피용접물의 용접홈 깊이가 30㎜이상으로 깊은 경우 플럭스 강제 송급장치를 이용하여 충분한 양의 플럭스를 용접홈 안으로 밀어 넣음으로서 용접중 아크가 공기중에 노출되는 것을 방지하고, 용접홈 아래 부위에 인접하여 피용접물 표면에 벨트를 스프링 탄력으로 밀착시켜 용접플럭스가 흘러내리지 않도록 지지하고, 용접중 용접플럭스가 피용접물 표면과 상대적으로 움직이지 않도록 벨트를 주행 캐리지 주행속도와 동일한 속도로 전동모터로 회전시키며, 피용접물 표면의 형상과 동일한 끝모양을 갖는 템플레이트를 벨트장치 몸체에 설치하여 용접작업중 용접플럭스가 흘러내리지 않도록 함과 동시에 용접토치 뒤에서 용접홈 내부 및 외부에 살포되어 있는 용접플럭스를 동시에 회수할 수 있는 후판 횡향자세 서브머지드 용접기에 관한 것이다.

종래에 사용되고 있는 서브머지드 아크 용접기는 하향자세에서 용접작업을 수행하므로 피용접물의 용접부를 아래에 수평상태로 위치시키고 그 위에서 와이어를 송급시켜 와이어와 피용접물 사이에 아크를 발생시키고, 아크 주위에는 용접플럭스를 충분히 살포시켜 아크 발생부위를 공기로부터 차단시켜 용접결함이 없는 건전한 용접부를 만들 수 있었다.

그러나 횡향자세 서브머지드 아크 용접기를 이용하여 용접홈 깊이가 30㎜ 이상되는 두꺼운 철판을 용접하는 경우에는 용접플럭스를 용접홈 위에 살포하여도 플럭스가 용접홈 깊이까지 흘러들어가지 않아 용접홈 안에서 아크를 발생시키면 아크발생부가 공기에 노출되어 용접결함이 발생하기 쉬운 문제점이 있고, 또한, 용접홈 주위에 용접플럭스를 살포하기 위하여 용접홈 바로 아래부위에 플럭스 받침 벨트를 배치하고 있으나 고무벨트와 피용접물의 밀착상태가 완전하지 못하여 그 틈새로 용접플럭스가 흘러내리는 문제점이 있으며, 플럭스 받침 벨트의 회전속도와 주행 캐리지 주행속도가 상이할 경우 아크열에 의해 용융된 금속과 용융 슬래그가 용접플럭스에 의해 움직이게 되어 용접비드외관이 불량하게 되는 문제가 있다.

또한, 용접 완료후 용접홈 내부와 용접홈 외부의 용접플럭스를 회수하기 위해 각각의 노즐을 설치하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 피용접물의 용접홈 깊이가 30㎜이상의 후판 용접시, 용접중 아크가 공기중에 노출되어 용접결함이 발생하는 것을 방지하고, 용접중 피용접물로부터 용접플럭스가 움직이지 않도록 함과 동시에 피용접물 표면에 플럭스 받침 벨트를 항상 밀착시킴으로서 플럭스 소모량을 감소시킬 수 있으며, 용접홈 내부 및 외부에 살포되어 있는 플럭스를 동시에 회수하여 용접생산성을 향상시킬 수 있는 후판 횡향자세 서브머지드 용접기를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 피용접물의 표면에 용접선을 따라 설치되는 파이프 레일과, 상기 파이프 레일을 따라 용접장치를 이동시키는 주행 캐리지와, 상기 주행 캐리지에 의해 이동하며 피용접물을 용접하는 용접토치와, 상기 용접토치에 용접와이어를 공급하는 와이어 송급장치와, 상기 용접토치의 앞,뒤에 설치한 플럭스 살포 장치 및 플럭스 회수 장치와, 용접선 아래 부위에 용접플럭스를 지지하기 위해 주행 캐리지에 설치된 플럭스 받침벨트로 구성된 후판 횡향자세 서브머지드 용접기에 있어서, 상기 플럭스 살포 장치는 용접홈 내부까지 용접플럭스를 압입 살포하는 플럭스 강제 송급장치와, 상기 플럭스 강제 송급장치와 용접토치 사이에 설치되어 용접홈 외부에 플럭스를 살포하는 플럭스 살포 노즐로 구성되고, 상기 플럭스 받침 벨트는 용접주행 속도와 동일한 속도로 내열 고무벨트를 회전시키기 위한 전동모터와 피용접물의 표면에 밀착되어 용접중 플럭스의 흘러내림을 방지하는 템플레이트를 구비한 것으로 구성되었다.

도 1 은 본 발명에 따른 용접기 정면도

도 2 는 본 발명에 따른 용접기 측면도

도 3 은 본 발명의 플럭스 받침 벨트의 지지대 구성도

도 4 는 본 발명의 플럭스 받침 벨트 구성도

도 5 는 도 4의 'A'부 상세도

도 6 은 본 발명의 플럭스 강제 송급장치 구성도

도 7 은 본 발명의 플럭스 회수 노즐 예시도

도 8 은 본 발명의 용접토치 주변장치 배치도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) 파이프 레일 (2) 주행 캐리지

(3) 와이어 릴(Reel) (4) 와이어 송급장치

(5) 용접토치 (6) 전동 슬라이드

(7) 플럭스 회수/살포 장치 (8) 플럭스 강제 송급장치

(9) 플럭스 살포 노즐 (10) 플럭스 받침 벨트

(11) 제어상자 (12) 플럭스 호퍼

(21) 제 1 지지대 (22) 제 2 지지대

(23) 힌지부 (24) 암

(25) 스프링 축 (26) 스프링

(27) 스프링 가압 핸들 (28) 상하방향 장공

(29) 전후방향 장공 (41) 송급 모터

(81) 전동모터 (82) 스크류

(83) 원통 케이싱 (84) 살포 노즐

(85) 입구 노즐 (91) 플럭스 회수 노즐

(92) 개구부 (101) 몸체

(102) 베어링 및 베어링 축받이 (103) 축

(104) 풀리 (105) 내열 고무벨트

(106) 템플레이트 (107) 전동모터

(108) 가이드 링 (111) 슬라이드

(113) 가이드 바 (114) 스프링

도 1 은 본 발명에 따른 용접기 정면도를, 도 2 는 본 발명에 따른 용접기 측면도를, 도 3 은 본 발명의 플럭스 받침 벨트의 지지대 구성도를, 도 4 는 본 발명의 플럭스 받침 벨트 구성도를, 도 5 는 도 4의 'A'부 상세도를, 도 6 은 본 발명의 플럭스 강제 송급장치 구성도를, 도 7 은 본 발명의 플럭스 회수 노즐 예시도를, 도 8 은 본 발명의 용접토치의 주변장치 배치도를 도시한 것으로, 본 발명은 피용접물의 표면에 용접선을 따라 설치되는 파이프 레일(1)과, 상기 파이프 레일(1)을 따라 용접장치를 이동시키는 주행 캐리지(2)와, 상기 주행 캐리지(2)에 의해 이동하며 피용접물을 용접하는 용접토치(5)와, 상기 용접토치(5)에 용접와이어를 공급하는 와이어 송급장치(4)와, 상기 용접토치(5)의 앞,뒤에 설치한 플럭스 살포 장치 및 플럭스 회수 장치와, 용접선 아래 부위에 용접플럭스를 지지하기 위해 주행 캐리지(2)에 설치된 플럭스 받침벨트(10)로 구성된 후판 횡향자세 서브머지드 용접기에 있어서, 상기 플럭스 살포 장치는 용접홈 내부까지 용접플럭스를 압입 살포하는 플럭스 강제 송급장치(8)와, 상기 플럭스 강제 송급장치(8)와 용접토치(5) 사이에 설치되어 용접홈 외부에 플럭스를 살포하는 플럭스 살포 노즐(9)로 구성되고, 상기 플럭스 받침 벨트(10)는 용접주행 속도와 동일한 속도로 내열 고무벨트(105)를 회전시키기 위한 전동모터(107)와 상기 내열 고무벨트(105)의 하단부에 설치되어 스프링(114)의 반력에 의해 피용접물의 표면에 밀착되는 템플레이트(106)를 구비한 것으로 구성되었다.

상기 플럭스 살포 상치(8)는 용접토치(5) 주행방향의 앞부분에 2개의 플럭스 살포구를 배치하고 있으며, 그 중 앞에 설치한 것은 플럭스 강제 송급장치(8)로, 원통 케이싱(83)과, 상기 원통 케이싱(83)속에 설치된 전동모터(81)와, 상기 전동모터(81)에 의해 회전하는 스크류(82)로 구성되었으며, 상기 원통 케이싱(83)은 플럭스를 저장하는 플럭스 호퍼(12)와 호스로 연결되도록 입구 노즐(85)이 형성되고, 끝단에 타원형의 살포 노즐(84)이 설치되어 플럭스 호퍼로부터 공급되는 플럭스를 용접홈 깊숙이 안내하도록 구성되었다.

상기 플럭스 강제 송급장치(8)와 용접토치(5) 사이에 설치된 플럭스 살포구는 플럭스 살포 노즐(9)로서 플럭스 회수 장치로부터 회수된 용접플럭스를 자유낙하시켜 플럭스 강제 송급장치(8)에 의해 플럭스가 충진된 용접홈 위에 충분한 양의 플럭스를 추가로 살포하도록 구성되었다.

상기 플럭스 회수 장치는 압축공기를 이용하여 진공력을 발생시켜 플럭스를 회수하는 것으로, 플럭스 회수 노즐(91) 끝 모양을 용접홈 아랫모서리부 개선 형상과 닮은 모양의 개구부(92)를 구비토록 제작하여 플럭스 받침 벨트(10)뿐만 아니라 용접홈 내부 및 외부에 살포되어있는 플럭스를 동시에 회수토록 구성되었다.

상기 플럭스 받침 벨트(10)는 제 1,2 지지대(21,22)와 암(24)에 의해 주행 캐리지(2)에 설치되고, 상기 제 1 지지대(21)는 일측에 상하방향 장공(28)이 형성되고 타측에 전후방향(29)의 장공이 형성되며, 상하방향 장공(28)은 주행 캐리지(2)에 연결되어 용접홈과 플럭스 받침 벨트(10) 사이의 수직거리를 조절하고, 전후방향 장공(29)은 제 2 지지대(22)와 연결되어 피용접물 표면과 플럭스 받침 벨트(10) 사이의 수평거리를 조절하며, 주행 캐리지(2)가 용접선을 따라 이동할 때 피용접물과 플럭스 받침 벨트(10) 사이의 수평거리가 변동되는 것을 수용하도록 구성되었다.

상기 암(24)은 일측이 제 2 지지대(22)에 형성된 힌지부(23)에 연결되고 타측은 플럭스 받침 벨트의 몸체(101)와 연결되며, 상기 제 2 지지대(22)와 암(24)을 관통하도록 스프링 축(25)이 설치되어 암(24) 뒷면으로 돌출된 스프링 축(25)에 스프링(26)을 설치하며, 스프링 가압 핸들(27)을 스프링 축(25)에 설치하여 스프링 가압 핸들(27)의 조임에 따라 플럭스 받침 벨트(10)가 피용접물에 밀착되도록 구성되었다.

상기 플럭스 받침 벨트의 몸체(101) 양쪽 끝에는 베어링 및 베어링 축받이(102), 축(103), 풀리(104)로 구성되는 내열 고무벨트(105) 회전장치가 설치되고, 그 회전장치 한쪽에 전동모터(107)를 설치하여 벨트의 회전속도를 조절할 수 있도록 되었으며, 풀리(104)의 외면과 내열 고무벨트(105)의 조립부는 회전동작중 미끌림이 발생하지 않도록 상호 대칭되는 요철로서 맞물려지는 구조로 되었고, 피용접물과 접촉되는 쪽의 내열 고무벨트(105)의 끝은 벨트 회전장치 보다 약 10mm 돌출시켜 피용접물과의 밀착성을 향상시킴과 동시에, 그 반대측 풀리(104) 끝에 풀리(104)의 외경보다 큰 지름의 가이드 링(108)을 설치하여 벨트(105)의 회전동작중 벨트(105)가 풀리(104) 밖으로 밀려나는 것을 방지토록 구성되었다.

또한, 상기 플럭스 받침 벨트(10)의 몸체(101)에 피용접물과 수직 방향으로 장공을 형성하고, 상기 장공에 스프링(114), 가이드 바(113), 슬라이드(111)를 조립하며, 상기 슬라이드(111)의 상단에 피용접물의 표면에 밀착되어 용접작업중 플럭스의 흘러내림을 방지할 수 있도록 피용접물의 표면 형상에 대응하는 형상을 갖는 템플레이트(106)를 설치한다 이때 상기 가이드 바(113)는 슬라이드(111)와 스프링(114)을 관통하여 장공에 설치하고, 상기 템플레이트(106)는 회전하는 상부 내열 고무벨트(105) 아래에 위치하도록 상기 슬라이드 상단에 설치되어, 스프링(114)의 반력에 의해 피용접물의 표면과 밀착되도록 구성되었다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 이용하여 용접할 경우, 주행 캐리지(2)의 전, 후면에 설치된 제 1 지지대(21)의 설치 높이를 조절하여 플럭스 받침 벨트(10)의상면이 용접홈 아래 모서리 보다 약 10mm 아래 위치하도록 하고, 용접선과 평행하게 맞춘 후 스프링 가압 핸들(27)을 조여 피용접물과 플럭스 받침 벨트(10)가 밀착되도록 한다.

와이어 송급장치(4)의 브라켓을 조정하여 용접토치(5) 각도를 작업표준에 따라 맞추고, 와이어 및 용접선 추적장치를 적절한 위치에 위치시키며, 플럭스 강제 송급장치(8)의 살포 노즐(84)이 용접홈 깊은 곳까지 위치하도록 배치하여 용접홈 내부에 플럭스를 충진 시킨 후, 플럭스 살포 노즐(9)의 밸브를 열어 용접부 주위에 충분한 플럭스를 살포한다.

제어상자(11)의 용접전류, 전압 등을 세팅하고, 장비 제어모드를 자동모드로 맞추어 용접시작 버튼을 눌러 용접을 시작하면 용접와이어가 공급되며 아크가 발생하고, 주행 캐리지(2)와 플럭스 받침 벨트(10)가 용접속도로 출발하며, 플럭스 회수/살포 장치(7)가 작동되면서 용접부 뒷부분의 플럭스를 플럭스 회수 노즐(91)의 개구부(92)를 통하여 플럭스 받침 벨트(10)와 용접홈의 플럭스를 흡입하게 된다.

상기와 같이 용접을 시작하여 용접종료 위치에 이르게 되면 용접정지 버튼을 누름에 따라 아크가 소멸되고, 모든 장치들의 동작도 정지하게 되며, 용접이 종료된다.

용접이 종료되면 제어상자(11)의 용접모드 절환스위치를 수동모드로 절환하고, 플럭스 회수/살포 장치(7)와 주행 캐리지(2)를 켜면, 주행 캐리지(2)와 플럭스 받침 벨트(10)가 동시에 용접속도로 주행하면서 플럭스 받침 벨트(10)와 용접홈의 잔여 플럭스를 모두 회수하게 되며, 회수 작업이 끝나면 각각 장치의 전원을 끄고 용접작업을 종료하게 된다.도면중 미설명부호 3은 와이어 릴이고, 6은 전동슬라이드이며, 41은 송급모터이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같이 본 발명은 후판의 횡향자세 서브머지드 용접시 깊은 용접홈까지 용접플럭스를 충분히 살포하여 용접아크를 보호하므로서 용접품질을 향상시키고, 용접중 피용접물로부터 용접플럭스가 움직이지 않도록 전동모터로 회전되는 벨트와 피용접물 표면형상에 대응하는 형상을 갖는 템플레이트를 벨트 몸체에 설치하여 피용접물 표면과 항상 밀착시키고 용접작업하므로서 용접중 용접플럭스의 흘러내림을 방지할 수 있어 플럭스 소모량을 감소시키고, 용접결함의 발생을 방지함으로 인해 피용접물의 품질을 향상시킬 수 있는 등 많은 효과가 있다. 또한 용접토치 뒤에서 용접홈 내부 및 외부에 살포되어있는 용접플럭스를 동시에 회수할 수 있는 용접홈 형상과 닮은 형상의 플럭스 회수 노즐을 사용함으로서 용접생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 피용접물의 표면에 용접선을 따라 설치되는 파이프 레일(1)과, 상기 파이프 레일(1)을 따라 용접장치를 이동시키는 주행 캐리지(2)와, 상기 주행 캐리지(2)에 의해 이동하며 피용접물을 용접하는 용접토치(5)와, 상기 용접토치(5)에 용접와이어를 공급하는 와이어 송급장치(4)와, 상기 용접토치(5)의 앞,뒤에 설치한 플럭스 살포 장치 및 플럭스 회수 장치와, 용접선 아래 부위에 용접플럭스를 지지하기 위해 주행 캐리지(2)에 설치된 플럭스 받침벨트(10)로 구성된 후판 횡향자세 서브머지드 용접기에 있어서;

   상기 플럭스 살포 장치는 용접홈 내부까지 용접플럭스를 압입 살포하는 플럭스 강제 송급장치(8)와, 상기 플럭스 강제 송급장치(8)와 용접토치(5) 사이에 설치되어 용접홈 외부에 플럭스를 살포하는 플럭스 살포 노즐(9)로 구성되고,

   상기 플럭스 받침 벨트(10)는 용접주행 속도와 동일한 속도로 내열 고무벨트(105)를 회전시키기 위한 전동모터(107)와 상기 내열 고무벨트(105)의 하단부에 설치되며 피용접물의 표면 형상에 대응하는 형상을 구비하여 피용접물의 표면에 밀착되는 템플레이트(106)를 구비한 것으로 구성되며,

   상기 플럭스 회수 장치는 용접홈 아랫모서리부 개선 형상과 닮은 형상의 개구부(92)를 갖는 플럭스 회수 노즐(91)을 구비하여 플럭스 받침 벨트(10)와 용접홈 내부 및 외부의 플럭스를 동시에 회수할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 후판 횡향자세 서브머지드 아크 용접기.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 플럭스 강제 송급장치(8)는 입구 노즐(85)이 형성된 원통 케이싱(83)과, 상기 원통 케이싱(83)속에 설치된 전동모터(81)와, 상기 전동모터(81)에 의해 회전하는 스크류(82)와, 상기 원통 케이싱(83)의 끝단에 설치된 타원형의 살포 노즐(84)로 구성되어, 입구 노즐(85)을 통해 공급되는 플럭스를 스크류(82)의 회전에 의해 강제 송급하는 것을 특징으로 하는 후판 횡향자세 서브머지드 아크 용접기.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 플럭스 받침 벨트(10)는 제 1 지지대(21)와 제 2 지지대(22) 및 암(24)을 통해 주행 캐리지(2)에 설치되고,

   상기 제 1 지지대(21)는 상부에 상하방향 장공(28)을 형성하여 주행 캐리지(2)에 연결하고, 그 타측에 전후방향 장공(29)을 형성하여 힌지부(23)를 구비한 제 2 지지대(22)와 연결하며, 상기 힌지부(23)에 암(24)의 일측을 연결하고, 그 타측을 플럭스 받침 벨트의 몸체(101)에 연결하되,

   상기 암(24)과 제 2 지지대(22)를 관통하도록 스프링 축(25)을 설치하고, 상기 스프링 축(25)에 스프링(26) 및 스프링 가압 핸들(27)을 설치하여 스프링(26)의 반력에 의해 플럭스 받침 벨트(10)가 피용접물에 밀착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 후판 횡향자세 서브머지드 용접기.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 플럭스 받침 벨트는 몸체(101) 양쪽 끝에 설치한 베어링(102) 및 베어링 축받이, 축(103), 풀리(104)로 구성되는 회전장치와, 상기 회전장치의 한쪽에 설치한 전동모터(107)와, 상기 풀리(104)와 요철 결합되는 내열 고무벨트로 구성되고,

   상기 내열 고무벨트(105)는 피용접물쪽으로 10mm 돌출시켜 설치하고, 그 반대측 풀리(104)에 풀리(104)의 외경보다 큰 가이드 링(108)을 설치하며,

   상기 몸체(101)에 피용접물과 수직방향으로 장공을 형성하고, 상기 장공에 슬라이드(111), 상기 슬라이드(111)와 스프링(114)을 관통하는 가이드 바(113)를 설치하며, 상기 슬라이드(111)의 상단에 템플레이트(106)를 설치한 것으로 구성되어 피용접물과의 접촉성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 후판 횡향자세 서브머지드 용접기.