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CO2 용접결함 감소를 위한 원격 제어 토치 성능 평가 연구
Study on an Evaluation of Remote Control Torch Performance to reduce CO2 Welding Defects 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.10, 2014년, pp.6282 - 6288  

김정혁 (군장대학교 조선해양계열학과) ,  오석형 (군산대학교 기계자동차공학부) ,  이해길 (군장대학교 조선해양계열학과)

초록
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본 논문은 용접 산업현장에서 많이 사용 되는 $CO_2$ 용접에서는 차량내부 및 탱크내부 용접에서 제어 패널을 볼 수 없는 곳, 작업장이 먼 곳 등에서 용접사가 용접을 하면서 용접조건에 맞는 전류와 전압을 조절할 수가 없고, 전류와 전압을 조절하기 위해 용접을 중단하고 잦은 이동으로 용접 구조물의 순간적인 냉각에 의해 용접결함이 발생된다. 본 연구에서는 기존의 $CO_2$ 용접기 3종류를 각각 사용하여 원격제어 토치의 용접에 대해 SS400 용접구조용 압연강재를 사용하여 원격제어 토치와 기존 $CO_2$ 용접 토치를 V형 맞대기 수직자세로 용접실험을 실시하고 용접 부의 표면비드 상태의 형상을 육안검사 관찰하고 또한 이를 침투탐상검사 및 굽힘 시험을 통해 용접부의 외관품질에 대하여 중점적으로 수행하여 용접결함 감소 및 기존 상용용접기에 교체사용에 대한 성능 및 호환성여부에 미치는 영향에 대해 평가하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

$CO_2$ welding is used widely in the field. On the other hand, welding defects occur when welders cannot adjust the current and voltage needed for welding and have to stop working to adjust the current and voltage, causing sudden cooling down of the welding structure inside a vehicle or t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 용접기를 이용하여 용접구조용 압연강재 용접 부를 대상으로 일반적인 현재의 상용 토치 용접 전과 원격제어 토치 용접 후의 용접조건의 변화에 의해 발생하는 표면결함인 비드폭(Bead width), 비드높이(Bead height), 용입 부족(Lack of Penetration) 등을 방지하기 위해 모재의 표면외관 품질상태에 따라 여러 가지 용접결함과 비교한 내용에 대해 검토한 결과의 평가를 얻고자 한다. CO2 용접기에 관련된 용접부 연구[7,8]는 오래 전부터 연구자들에 의해 행하여지고 있지만 원격제어 토치의 실험과 관련된 연구는 찾아보기 힘들어, 직접 용접작업하면서 용접전류와 전압을 조정하면서 용접을 수행할 수 있는 원격제어 토치의 성능 평가에 대해 고찰하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 원격제어 토치를 기존 CO2/MAG 용접기를 이용해 V형 맞대기 수직자세로 용접실험을 실시하고 용접 부의 표면비드 상태의 형상을 육안 검사 관찰하고 또한 이를 침투탐상검사 및 굽힘 시험을 통해 용접 부의 외관품질에 대하여 중점적으로 수행하여 용접결함 감소 및 기존 상용용접기 교체사용 성능 및 호환성여부에 미치는 영향에 대해 검토하였다.
  • 본 연구에서는 CO2 용접기를 이용하여 용접구조용 압연강재 용접 부를 대상으로 일반적인 현재의 상용 토치 용접 전과 원격제어 토치 용접 후의 용접조건의 변화에 의해 발생하는 표면결함인 비드폭(Bead width), 비드높이(Bead height), 용입 부족(Lack of Penetration) 등을 방지하기 위해 모재의 표면외관 품질상태에 따라 여러 가지 용접결함과 비교한 내용에 대해 검토한 결과의 평가를 얻고자 한다. CO2 용접기에 관련된 용접부 연구[7,8]는 오래 전부터 연구자들에 의해 행하여지고 있지만 원격제어 토치의 실험과 관련된 연구는 찾아보기 힘들어, 직접 용접작업하면서 용접전류와 전압을 조정하면서 용접을 수행할 수 있는 원격제어 토치의 성능 평가에 대해 고찰하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 V형 맞대기 용접시험편에 용접 부의 외관결함인 표면비드 폭과 높이, 또한 이면비드 용입 상태를 평가하기 위해 실험을 실시하였다. Table 2 실험조건을 적용하여 원격제어 토치의 용접전류 및 용접전압 볼륨을 용접시공 조건에 맞춰 진행하면서 직접 조정하여 용접실험을 수행하였다.
  • 상기의 내용을 해결하기 위하여 본 연구를 진행하였으며, CO2 용접기의 원격제어 토치를 자체 제작하여 실험하였다. 본 연구 결과는 실제적으로 현장에서 용접구조물 용접에 있어 열에 의한 용접 결함으로 인한 용접시공의 피해를 주지 않고, 원격제어 토치 용접방법에 의해 토치에서 직접 조정하여 차량내부 및 탱크내부 등 제어 패널을 볼 수 없는 곳에서 용접조건을 조절하는데 큰 도움이 되도록 기대한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
용접기술이 근로자가 꺼려하는 3D 작업 중에 하나인 이유는 무엇인가? 그러나 제조 산업현장의 핵심기술인 용접기술은 열악한 작업환경과 유해하고 육체적인 부담이 크기 때문에 근로자들이 꺼려하는 대표적인 3D작업 중에 하나이다. 최근 숙련된 용접인력의 감소, 용접사의 고령화 및 인건비 증가 등의 이유로 용접자동화가 국가 경쟁력 주요 현안으로 대두되고 있는 실정이다[6].
재료의 종류와 두께에 따라 다양한 용접방법이 사용되고 있는 이유는 무엇인가? 산업의 급속한 발달과 함께 넓은 범위에서 기계구조물의 접합에 용접이 많이 사용되어 왔다. 하지만 이렇게 많이 사용되는 용접은 용접 시 부주의로 각종 용접결함을 발생시키고, 용접열에 의한 모재의 변질, 변형과 수축, 잔류응력의 발생 및 용접부 내의 화학성분과 조직의 변화를 어느 정도 피할 수 없으며, 이 결과는 용접 된 구도에 원하는 성능을 나타내지 못하게 하는 경우가 많이 있다[1]. 이에 따라 재료의 종류와 두께에 따라 다양한 용접방법이 사용되어 지고 있으며, 그 용접 방법에 따라 수동식, 반자동식, 전자동식으로 구분하는데, 수동식은 거의 사용 되지 않고 반자동식과 전자동식이 널리 사용되고 있다[1,2].
종래의 탄산가스 아크 용접법의 단점은 무엇인가? 이에 따라 재료의 종류와 두께에 따라 다양한 용접방법이 사용되어 지고 있으며, 그 용접 방법에 따라 수동식, 반자동식, 전자동식으로 구분하는데, 수동식은 거의 사용 되지 않고 반자동식과 전자동식이 널리 사용되고 있다[1,2]. 그 중에서도 탄산가스 아크 반자동용접으로서 종래의 탄산가스 아크 용접법은 용접사가 직접 용접을 하면서 용접조건에 맞는 전류와 전압을 조정할 수가 없었고, 따라서 전류와 전압을 조정하려면 용접을 중단하고, 와이어피더(Wider feeder)가 있는 곳으로 가서 전류와 전압을 조정한 후 다시 용접장소로 돌아와서 용접을 하거나, 다른 사람에게 어느 정도 전류와 전압을 조정하여 달라고 부탁을 하여 조정하는 불편한 문제점이 있었다.
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참고문헌 (8)

  1. D. S. Im, "Sinpyeon Welding Engineering", Munundang, pp. 236, 1989. 

  2. G. O. Eom, "Practical Welding Engineering", gerund, pp. 2-3, 226, 321-323, 1978. 

  3. D. H. I 4 et al, "Special Welding", Human Resources Development Service of Korea, pp. 97-99, 114-117, 2009. 

  4. J. H. Kim et al, "Welding department conquer", book publishing, Hanjin, pp. 76-77, 2013. 

  5. S. G. I "Deformation Behavior of Pressure Vessel Steel Weld Evaluation of Acoustic Emission Characteristics", PhD thesis, pp. 2, 2011 Kunsan National University 

  6. J. S. Kim et al, "GMA welding of view and vertical position chocheung Experimental Study on the Selection of the optimum conditions", Study, pp. 42, 2013 University aim for welding. Joining Society. 

  7. C. S. Pak, "Ships shell character study on the development of automatic welding equipment", Ph.D. thesis, 2012 Pusan National University. 

  8. B. O. An, "Weld line with the learning function study on the development of automatic welding equipment", Ph.D. thesis, 1996 Korea Maritime University. 

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