KR101772425B1 - 파이프 외주면 오버레이 용접 장치 - Google Patents

파이프 외주면 오버레이 용접 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프 외주면 오버레이 용접 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치는 프레임과, 상기 프레임에 수평으로 설치되는 레일과, 상기 프레임의 일측에 설치되며, 파이프의 일단이 고정시키는 척킹 수단과, 상기 척킹 수단을 회전시키는 회전 수단이 구비된 구동 유니트와, 상기 레일을 따라서 이동가능하며, 파이프의 타단이 고정되는 지지 유니트와, 상기 레일을 따라서 이동되면서, 파이프 외주면에 오버레이 용접을 수행하는 용접 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 외주면 오버레이 용접 장치{a overlay welding machine for pipe of outer surface}
본 발명은 파이프 외주면 오버레이 용접 장치에 관한 것으로서, 저가의 모재 외주면에 오버레이 육성 용접을 통해서 이종금속을 결합시키는 파이프 외주면 오버레이 용접 장치에 관한 것이다.
보일러 및 열교환기 등에 사용되는 파이프(소위 튜브)는 페라이트계 강, 탄소강, 저 합금강등을 사용하는 것이 일반적이다, 하지만, 초초임계압(USC) 석탄화력 보일러 등과 같은 고온 및 고압의 사용 환경에서 충분한 파단 강도를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
특히, 이러한 보일러의 내부 화염과 직접적인 접촉이 있는 튜브 외면의 경우 화염 및 석회분말에 의한 지속적인 부식과 침식이 일어나기 때문에 인코넬(inconel)과 같은 내열 합금강을 튜브 표면에 육성용접(overlay cladding)하여 사용하고 있다,
도 1은 오버레이 육성 용접에 의해서 제조되는 파이프의 개념사시도이며, 저가의 모재(1) 외주면에 고가의 소재(2)를 육성 용접을 통해서 결합하는 방식으로 고온, 고압의 사용환경에서 충분한 강도를 제공한다.
이러한 선행기술에는 대한민국 특허청에 출원된 공개번호 제10-2013-0112928 호(공개일:2013.10.14), 등록번호 제10-1573476호(등록일: 2015.11.25) 등이 있다.
그러나, 종래의 이러한 파이프 외주면 육성 용접 장치는 특수한 형태 구조와 제품에만 적용할 수 있으며, 다양한 직경과 크기의 파이프에 대한 자동 용접을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 오버레이 육성 용접 장치는 생산효율이 현저히 떨어진다는 문제점도 있다.
본 발명에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치는 다양한 직경과 크기를 갖는 파이프 외주면에 오버레이 육성 용접을 효율적으로 실시할 수 있는 오버레이 육성 용접 장치는 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치는 프레임과, 상기 프레임에 수평으로 설치되는 레일과, 상기 프레임의 일측에 설치되며, 파이프의 일단이 고정시키는 척킹 수단과, 상기 척킹 수단을 회전시키는 회전 수단이 구비된 구동 유니트와, 상기 레일을 따라서 이동가능하며, 파이프의 타단이 고정되는 지지 유니트와, 상기 레일을 따라서 이동되면서, 파이프 외주면에 오버레이 용접을 수행하는 용접 유니트를 포함하되, 상기 용접 유니트는 상기 레일을 따라서 이동되는 이동 몸체와, 상기 이동 몸체에 설치되는 용접부와, 상기 이동 몸체에 설치되어 상기 파이프의 중심을 조정하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 파이프의 양단부에는 상기 척킹 수단과 지지 유니트에 각각 결합되기 위한 플랜지부가 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지대는 상기 파이프의 외주면에 접촉되는 다수 개의 베어링 수단을 통해서 파이프의 중심을 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동 몸체에는 상기 파이프의 외주면에 접촉되는 브러쉬부가 설치되는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 프레임에는 상기 구동 유니트와 지지 유니트에 각각 일단이 고정된 파이프의 하부면을 지지하는 아이들 롤러가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치는 구동 유니트와 지지 유니트를 통해서 회전되는 파이프의 외주면을 용접 유니트가 레일을 따라서 수평이동되면서 연속적으로 육성 용접을 수행할 수 있는 장점이 있다.
특히, 지지 유니트를 레일을 따라서 이동시킬 수 있으므로 다양한 길이의 파이프를 작업할 수 있고, 파이프의 양단부에 플랜지를 결합시켜서 다양한 직경의 파이프를 작업할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 오버레이 육성 용접에 의해서 제조되는 파이프의 개념사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 개념평면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 구동 유니트와 용접 유니트의 상세도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 지지 유니트의 상세도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 지지대를 도시하는 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 부분사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 개념평면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치는 프레임(100),레일(110), 구동 유니트(200), 지지 유니트(300) 및 용접 유니트(400)을 포함하여 이루어진다.
먼저, 프레임(100)은 기본 골격을 이루는 구성요소이고 각 구성요소가 설치된다.
먼저, 프레임(100)에는 수평으로 레일(110)이 설치되고, 상기 레일(110)을 따라서 용접 유니트(400)와 지지 유니트(300)가 수평이동가능하게 설치된다.
그리고 프레임의 일측에는 구동 유니트(200)가 설치되어 육성 용접을 하고자 하는 파이프의 일단을 고정시킨 상태에서 회전시키고, 상기 레일(110)을 따라서 이동가능하게 설치되는 지지 유니트(300)에는 파이프의 타단이 회전가능하게 고정된다.
즉, 육성 용접을 하고자 하는 파이프는 상기 구동 유니트와 지지 유니트를 통해서 회전되면서 레일을 따라서 이동되는 용접 유니트를 통해서 외주면에 연속적인 육성 용접이 이루어 지게 된다.
이러한 각 구성요소에 대해 보다 상세히 살펴보면,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 구동 유니트와 용접 유니트의 상세도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 구동 유니트(200)는 프레임(100)의 일측에 설치되며, 파이프(10)의 일단이 고정시키는 척킹 수단(210)이 구비되고, 상기 척킹 수단을 회전시키는 회전 수단(미도시됨)이 구비된다.
다양한 직경을 갖는 파이프를 육성용접하기 위해서 파이프의 단부에는 플랜지부(50)가 설치되고, 상기 플랜지부(50)를 척킹 수단(210)을 통해서 고정하는 방식을 이용하게 된다. 이러한 플랜지부(50)는 일측은 파이프의 일단부에 고정되고, 타측은 척킹 수단의 척에 고정되어 양측 플랜지를 결합하는 방식을 이용하여 다양한 직경의 파이프에 따른 플랜지를 변경하여 척킹 수단에 고정되므로 다양한 크기의 파이프에 대한 외주면 육성 용접이 가능해 진다.
이러한 지지 유니트(200)를 통해서 파이프 일단이 고정된 상태로 회전되면, 레일을 따라서 이동되는 용접 유니트를 통해서 파이프 외주면에 육성 용접이 이루어지게 된다.
이러한 용접 유니트는 프레임(100)에 설치된 레일(110)을 따라서 이동가능하며, 파이프(10) 외주면에 오버레이 용접을 수행하게 된다.
용접 유니트는 레일(110)을 따라서 이동되는 이동 몸체(410)와, 상기 이동 몸체(410)에 설치되는 용접부(420)와, 상기 이동 몸체에 설치되어 파이프의 중심을 조정하는 지지대(480)를 포함한다.
물론, 용접부(420)는 토치, 와이어 자동 공급기 등이 설치되어야 하며, 상기 용접 유니트가 레일을 따라서 수평이동될 수 있도록 구동 수단이 구비한다. 이러한 용접 유니트의 구동 수단과 용접부에 대한 것을 종래의 오버레이 육성 용접 장치와 자동 용접 장치 등에서 제시하고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 이동 몸체(410)에는 파이프(10)의 외주면에 접촉되는 브러쉬부(미도시됨)가 설치된다.
이러한 브러쉬부는 용접부의 용접 수행 전에 파이프 외주면에 부착된 이물질을 분리하기 위한 것으로 용접부의 토치가 설치되는 부위 이전에 파이프 외주면에 접촉되어야 한다.
구체적으로는 상기 지지 유니트를 통해서 회전되는 파이프는 상기 브러쉬부에 접촉되면서 외주면에 부착된 이물질이 떨어질 수 있게 하는 것이다.
다음으로, 지지대에 대해 살펴보면, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 지지대를 도시하는 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 지지대(480)는 상기 파이프의 외주면에 접촉되는 다수 개의 베어링 수단(482)을 통해서 파이프의 중심을 조정하게 된다.
도 6에서는 3점에서 베어링 수단(482)이 파이프(10) 외주면을 지지하게 되고, 이러한 지지대를 통해서 수평으로 고정되는 파이프의 처짐으로 인한 중심 이탈을 방지할 수 있게 된다.
특히, 이러한 지지대(480)는 파이프의 직경에 따라서 그 위치를 조정할 수 있도록 중심에 대하여 베어링 수단(482)이 이동될 수 있도록 설치되어야 한다,
다음으로는 지지 유니트에 대해 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 지지 유니트의 상세도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 지지 유니트(300)는 파이프(10) 타단이 회전 가능하게 고정되는 곳이며, 앞서 살펴본 고정 유니트와 유사하게 다양한 직경을 갖는 파이프의 육성 용접을 위해서 플랜지부(50)가 결합된다.
특히, 이러한 지지 유니트(300)는 레일(110)을 따라서 자동 또는 수동으로 수평이동이 가능하므로 다양한 길이를 갖는 파이프의 육성 용접 작업이 가능해 진다.
이러한 지지 유니트와 고정 유니트의 파이프 고정을 통해서도 길이가 긴 파이프의 경우에는 처짐이 발생할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 외주면 오버레이 용접 장치의 부분사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 프레임(100)에는 구동 유니트와 지지 유니트에 각각 일단이 고정된 파이프(10)의 하부면을 지지하는 아이들 롤러(120)가 설치된다.
이러한 아이들 롤러(120)는 파이프(10)의 길이에 따라서 다수 개가 설치되고, 파이프(10)의 직경에 따라서 유공압 수단을 이용하여 높이 조절이 자동으로 또는 수동으로 가능하도록 설치된다. 특히, 용접 유니트의 이동에 의한 간섭을 피하기 위하여 순차적으로 상하이동이 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명은 파이프 외주면 오버레이 용접 장치를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
50: 플랜지부
100: 프레임
110: 레일
120: 아이들 롤러
200: 구동 유니트
210: 척킹 수단
300: 지지 유니트
400: 용접 유니트
410: 이동 몸체
420: 용접부
480: 지지대
482: 베어링 수단

Claims (6)

  1. 프레임과;
    상기 프레임에 수평으로 설치되는 레일과;
    상기 프레임의 일측에 설치되며, 파이프의 일단이 고정시키는 척킹 수단과, 상기 척킹 수단을 회전시키는 회전 수단이 구비된 구동 유니트와;
    상기 레일을 따라서 이동가능하며, 파이프의 타단이 고정되는 지지 유니트와;
    상기 레일을 따라서 이동되면서, 파이프 외주면에 오버레이 용접을 수행하는 용접 유니트;를 포함하되,
    상기 용접 유니트는,
    상기 레일을 따라서 이동되는 이동 몸체와, 상기 이동 몸체에 설치되는 용접부와, 상기 이동 몸체에 설치되어 상기 파이프의 중심을 조정하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 외주면 오버레이 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프의 양단부에는 상기 척킹 수단과 지지 유니트에 각각 결합되기 위한 플랜지부가 결합되는 것을 특징으로 하는 파이프 외주면 오버레이 용접장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는,
    상기 파이프의 외주면에 접촉되는 다수 개의 베어링 수단을 통해서 파이프의 중심을 조정하는 것을 특징으로 하는 파이프 외주면 오버레이 용접장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 몸체에는,
    상기 파이프의 외주면에 접촉되는 브러쉬부가 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 외주면 오버레이 용접장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임에는 상기 구동 유니트와 지지 유니트에 각각 일단이 고정된 파이프의 하부면을 지지하는 아이들 롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 외주면 오버레이 용접장치.
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