KR-20260060747-A - Welding Apparatus

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Abstract

본 발명은 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)과 SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)을 모두 수행할 수 있고, 용접토치의 회전하여 용접 각도를 변경할 수 있는 용접장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 전력을 공급하는 전원부, 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 용접을 수행하는 용접토치, 상기 용접토치에 용접 와이어를 공급하는 와이어 공급부, 일단은 상기 용접토치에 연결되고, 타단은 상기 와이어 공급부에 연결되어 상기 용접 와이어가 공급되는 유로를 형성하는 와이어 케이블, 및 상기 용접토치에 연결되어 상기 용접토치에서 발생하는 열을 냉각하는 냉각부를 포함하고, 상기 용접토치는 상기 와이어 케이블에 회전 가능하게 연결되어 용접 각도를 변경할 수 있도록 구비될 수 있다.

Inventors

이정재
유철승
김태완
박성옥
정의석
홍석한

Assignees

에이치디현대삼호 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241025

Claims (9)

전력을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 용접을 수행하는 용접토치; 상기 용접토치에 용접 와이어를 공급하는 와이어 공급부; 일단은 상기 용접토치에 연결되고, 타단은 상기 와이어 공급부에 연결되어 상기 용접 와이어가 공급되는 유로를 형성하는 와이어 케이블; 및 상기 용접토치에 연결되어 상기 용접토치에서 발생하는 열을 냉각하는 냉각부;를 포함하고, 상기 용접토치는 상기 와이어 케이블에 회전 가능하게 연결되어 용접 각도를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제1항에 있어서, 상기 용접토치와 상기 와이어 케이블의 일단을 연결하도록 구비되고, 회전 가능한 회전축;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각부는 냉각수를 순환시켜 상기 용접토치에서 발생하는 열을 냉각하는 수냉 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제3항에 있어서, 상기 냉각부는 상기 용접토치에 연결되어 상기 용접토치에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인과, 상기 용접토치에 연결되어 상기 용접토치로부터 상기 냉각수를 배출하는 냉각수 배출라인을 포함하고, 상기 냉각수 공급라인과 상기 냉각수 배출라인은 상기 용접토치와 간섭되지 않도록 상기 용접토치의 용접 각도와 소정 각도 이격되어 상기 용접토치에 연결되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제4항에 있어서, 상기 냉각수 공급라인과 상기 냉각수 배출라인은 상기 용접토치의 용접 각도와 25° 내지 35° 이격되어 상기 용접토치에 연결되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제1항에 있어서, 용접 과정에서 발생하는 슬래그 및 용융금속이 흐르는 것을 방지하는 동담금부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제6항에 있어서, 상기 동담금부는 착탈 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제1항에 있어서, 상기 와이어 공급부에 의해 상기 용접토치에 상기 용접 와이어가 공급되는 속도를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제1항에 있어서, 상기 전원부에 연결되어 상기 전원부를 접지하는 접지 케이블;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.

Description

용접장치 {Welding Apparatus} 본 발명은 용접장치에 관한 것이다. 용접 기술은 두 개 이상의 금속을 열과 압력을 이용해 영구적으로 결합시키는 기술을 의미하며, 주로 산업 현장에서 구조물의 제작, 수리, 유지보수 등의 작업에 폭 넓게 사용된다. 특히, 용접 기술은 대형 구조물의 제작에 필수적이며, 선박의 건조 및 정비 과정에서는 용접 작업의 효율성을 높이는 것이 중요한 과제로, 이를 통해 작업 시간과 비용을 절감하고, 작업 품질을 향상시키는 것이 목표가 된다. 상기 대형 구조물 중 하나인 컨테이너선(CNTR선)의 용접 작업은 매우 복잡하고 규모가 크기 때문에, 이를 효과적으로 수행하기 위해서는 고효율의 용접 장비가 필수적이다. 상기 컨테이너선(CNTR선)의 구조는 강력한 내구성을 요구하기 때문에, 용접 부위의 품질이 전체 구조물의 안전성과 직결된다. EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)과 SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)은 이러한 용접 작업에서 자주 사용되는 방식으로, 각각의 용접 방식은 고유한 특성을 가지고 있어 다양한 작업 상황에서 효과적으로 활용될 수 있다. 이 중 EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)은 높은 열 집중도를 통해 두꺼운 강판을 신속하게 용접할 수 있어 대형 구조물에 적합하며, 수직 자세에서 용접을 할 때 중력에 의해 발생하는 용융 금속의 흐름을 효과적으로 제어할 수 있어 수직 위치에서의 작업이 용이하다. 따라서, 상기 EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)은 수직 자세에서 용접 풀 안의 금속이 아래로 흘러내리는 것을 방지하면서도, 균일한 용착을 유지할 수 있는 특징으로 대형 구조물의 세로 방향 용접에 적합할 수 있다. 반면, SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)은 깊은 용입과 안정적인 용착을 제공하여, 특히 고품질의 용접이 필수적인 부위에서 그 강점을 발휘할 수 있다. 상기 SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)은 특히 아래보기 자세에서의 작업이 적합한데, 이는 플럭스가 안정적으로 작용하면서 깊은 침투를 얻을 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)은 상기와 같은 특징으로 대형 구조물의 넓은 평면이나 강한 결합이 필요한 부위의 가로 방향 용접에 적합할 수 있다. 그러나, 현재까지는 하나의 용접장치에서 상술한 두 가지 용접 방식을 자유롭게 전환하면서도 용접 품질을 유지하는 것이 기술적으로 어려운 문제가 있었다. 각 방식이 요구하는 조건과 장비의 구조가 상이하기 때문에, 두 방식의 전환이 원활하지 않았고, 작업 효율성을 극대화하는 데 한계가 있었다. 또한, 각각의 용접장치는 일반적으로 대형이면서도 무거운 구조를 가지고 있어 작업 현장에서 이동이나 휴대가 어려운 문제가 있었고, 일반적으로 이러한 장비들은 고정된 장소에서 사용되도록 설계된 경우가 많아 작업자들이 다양한 용접 부위에 접근하는 데 불편함이 있었다. 특히, EGW(Electro Gas Welding) 용접장치와 SAW(Submerged Arc Welding) 용접장치는 용접 방식의 차이에 따라 각각 별도로 구비되어 있어 특정 용접 작업을 수행하다가 다른 용접 방식으로 전환하는 경우, 해당 용접 장치를 별도로 가져와야 하는 번거로움이 발생할 수 있다. 이는 작업 효율성을 저하시킬 뿐만 아니라, 장치의 이동 및 설치 과정에서 추가적인 인력과 시간이 소요되는 문제가 있었다. 이로 인해, EGW(Electro Gas Welding) 용접장치와 SAW(Submerged Arc Welding) 용접장치를 통합하여 두 용접 방식을 신속하게 전환할 수 있으며, 경량화를 통해 작업자가 쉽게 휴대할 수 있는 용접장치의 필요성이 점차 부각되고 있다. 도 1은 컨테이너선(CNTR선)에서의 벤치 조인트를 도시한 것이다. 도 2는 본 발명 용접장치의 일례를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명 용접장치의 다른 일례를 도시한 것이다. 도 4는 본 발명 용접장치에서 용접토치의 일례를 도시한 것이다. 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이므로, 특별한 정의가 없는 한 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다. "어느 방향으로", "어느 방향을 따라", "나란하게", "수직하게", "중심으로", "동심" 혹은 "동축" 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 같은 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 가지고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타낸다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 예를 들면, "A 또는 B"는, "A", "B", 또는 "A와 B" 모두를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용한 "전방", "후방", "상부", "하부", "측면", "전단", "후단", "상단" 및 "하단" 등의 용어는 도면을 기준으로 정의하거나, 구성이나 구성들 간의 배열/배치 상태를 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치(1)를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 컨테이너선(CNTR선)에서의 벤치 조인트를 도시한 것이다. 상기 벤치 조인트(Bent joint)는 선박의 구조적 요소 중 하나로, 일반적으로 컨테이너를 지지하고 고정하는데 사용되는 연결부를 의미한다. 상기 벤치 조인트(Bent joint)는 여러 개의 컨테이너를 수용할 수 있도록 강력한 구조를 형성할 것이 요구된다. 도 1을 참조하면, 컨테이너는 상기 컨테이너선(CNTR선)의 수직 방향으로 적재될 수 있다. 각 컨테이너는 벤치 조인트(Bent joint)의 레일 시스템 등에 의해 정확히 위치가 잡히며, 무게가 고르게 분산됨으로써 선박의 안정성이 향상될 수 있다. 이때, 벤치 조인트(Bent joint)는 컨테이너선(CNTR선)의 구조적 안정성을 제공하고 하중을 고르게 분산하는데 필수적인 요소에 해당하며, 세로부(V)와 가로부(H)는 각각 더 적합한 용접 방식을 통해 용접될 수 있다. EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)은 높은 열 집중도를 통해 두꺼운 강판을 신속하게 용접할 수 있어 대형 구조물에 적합하며, 수직 자세에서 중력에 의해 용융 금속이 용접 풀에서 흘러내리는 것을 제어하기 용이할 수 있다. 따라서, 상기 세로부(V)는 EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)을 통해 용접하는 것이 적합할 수 있다. 반면, SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)은 깊고 안정적인 용착이 가능하여 고품질 용접이 요구되는 부위에서 유리하며, 플럭스가 안정적으로 작용하고 깊은 침투를 얻을 수 있도록 아래보기 자세에서의 작업이 적합할 수 있다. 따라서, 상기 가로부(H)는 SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)을 통해 용접하는 것이 적합할 수 있다. 결과적으로, 상기 벤치 조인트(Bent Joint)를 제작함에 있어서, 용접 부위의 형태와 위치에 따라 각각 더 적합한 용접 방법이 사용될 필요가 있다. 다시 말해, 상기 세로부(V)는 수직 방향으로 배치되며, 중력의 영향을 받는 위치이므로 EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)이 용융 금속의 흐름을 효과적으로 제어하고 빠른 용접을 가능하게 한다. 반면, 상기 가로부(H)는 수평으로 배치되어 안정적인 용착과 깊은 침투가 요구되는 부위로, SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)이 고품질의 용접을 제공하며 플럭스에 의한 보호가 용이하므로 적합할 수 있다. 이와 같은 용접 방식의 선택적인 활용은 컨테이너선(CNTR선)의 구조적 안정성 및 용접부의 내구성을 극대화하기 위한 중요한 고려사항으로 작용하며, 각 용접 부위 및 용접 방식의 특성에 맞춰 작업이 이루어짐으로써 최상의 성능을 기대할 수 있다. 도 2는 본 발명 용접장치(1)의 일례를 도시한 것이며, 도 3은 본 발명 용접장치(1)의 다른 일례를 도시한 것이다. 구체적으로는, 도 2는 EGW 용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)을 수행하는 경우 본 발명 용접장치(1)의 일례를 도시한 것이며, 도 3은 SAW 용접(잠수 아크 용접, Submerged Arc Welding)을 수행하는 경우 본 발명 용접장치(1)의 일례를 도시한 것이다. 본 발명 용접장치(1)는 EGW용접(전기 가스 용접, Electro Gas Welding)과 SAW용접 모두를 수행할 수 있는 통합 시스템을 구비하고 있으며, 현재 수행하는 용접 방식에 따라 필요한 구성 요소만 활용하고 불필요한 구성 요소는 활용하지 않을 수 있다. 도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 용접장치(1)는 전력을 공급하는 전원부(10), 상기 전원부(10)로부터 전력을 공급받아 용접을 수행하는 용접토치(20), 상기 용접토치(20)에 용접 와이어를 공급하는 와이어 공급부(30), 일단은 상기 용접토치(20)에 연결되고, 타단은 상기 와이어 공급부(30)에 연결되어 상기 용접 와이어가 공급되는 유로를 형성하는 와이어 케이블(31), 및 상기 용접토치(20)에 연결되어 상기 용접토치(20)에서 발생하는 열을 냉각하는 냉각부(40)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명 용접장치(1)는 용접 과정에서 발생하는 슬