용접구조물 형태에 따른 용접치공구 선택

Ⅰ. 용접 지그 (welding Jig)

용접 지그는 용접 제품의 정밀도를 향상시키고 안전하고 빠른 용접 작업을 위하여 사용되는 것으로 피용접물의 크기 및 형상 등에 따라 다르므로 용접 감독자 및 작업자는 가장 합리적인 지그를 선택해야 하며, 때로는 작업장의 사정에 따라 직접 제작하여 사용하는 경우도 있다. 용접 지그는 제품 치수의 정밀도를 높이고, 용접 변형을 억제할 수 있는 가정용 지그와 형상이 복잡한 물건을 자유롭게 회전시켜 용접 작업이 항상 편한 아래보기자세가 유지되도록 하는 본 용접용 지그가 있다. 

 

1. 정반과 고정용 지그

용접 구조물의 재료 준비가 끝나면 조립과 가용접을 시작하는데, 이때 구조물을 정확하게 제작하기 위해서는 경우에 따라 정반(surface plate) 또는 적당한 용접대 위에 조립하여 고정 시킨다. 구조물을 조립할 때 사용하는 공구를 용접 지그(welding jig)라 하는데, 특히 부품의 고정 작용에 사용하는 것을 용접 고정구(welding fixture)라 한다. 용접 지그 및 용접고정구의 사용 여부가 용접 구조물의 상태를 지배하는 동시에 공정 단축에 큰 영향을 미치게 된다.

 

 

 

(1) 정반

 

정반은 용접 구조물의 조립 및 용접 시 정밀도를 향상시키고 변형을 방지하기 위하여 사용하는 정반과 정밀 측정을 위한 정반으로 구분된다. 용접 작업이나 제관 작업에서 조립 및 가용접 시 사용되는 정반으로 주철제 또는 주강제품으로 제작되며, 기계가공 공장에서 정밀 측정용으로 사용되는 것으로 석정반과 주철제 정반으로 표면이 정밀하게 가공되어 있다.

 

 

 

 

(2) 고정용 지그

 

(가) 터어닝 롤러(Turning roller)

터어닝 롤러는 파이프의 용접 시 용접 능률과 품질을 향상시킬 수 있도록 용접자세를 아래보기 자세가 유지 가능하도록 제작된 기구이며, 터어닝 롤러에 의한 파이프 원주 용접 시 용접 속도를 원주 속도와 맞추어 조정하여 자동용접 지그로 활용할 수도 있다.

 

(나) 용접용 포지셔너

용접 포지셔너(welding positioner)는 여러 가지 용접 자세 중에서 용접 능률이 가장 좋은 아래보기 자세로 용접할 수 있도록 구조물의 위치를 조정이 가능하도록 하는 장치로써 구조물을 회전 테이블에 고정 또는 구속시켜 변형을 방지하는 기능도 있다.

(다) 용접용 매니플레이터

용접용 매니플레이터(welding manipulator)는 용접용 포지셔너나 터어닝 롤러를 조합시켜 용접 구조물을 아래보기 자세로 고정하여 용접 작업의 능률과 품질의 향상을 얻고자 하는 장치이다. 이것은 용접 토치를 매니플레이터의 가로 빔(beam)에 고정시켜 자동용접을 시공할 수 있도록 한 장치로서 최근에는 컴퓨터의 프로그램을 이용한 고급 매니플레이터도 있다. 

 

1) 플레임 형(flame type)

파이프의 내면 심(seam)을 용접할 수 있도록 만든 장치

2) 암 형(arm type)

파이프의 외면을 용접할 수 있도록 한 장치

 

 

 

 

 

 

Ⅱ. 용접 지그의 종류

 

1. 가접용 지그

용접 지그는 작업의 성질에 따라서 가접용과 본 용접용 및 변형 방지용 지그로 구분할 수 있다. 가접용 지그는 치수의 정밀도를 고려하여 부재와 부재를 일정한 위치에 고정시켜 가접을 하기 위한 것으로 지그만으로 고정하여 가접을 하지 않고 본 용접을 직접 시행하는 경우도 있다.

 

가접용 지그의 종류에는 가접용 바이스(vise)나 고정구를 사용하는 경우와 제품의 특성에 따라 제작된 같은 형태의 가접용 지그가 사용되고 있다.

 

 

 

 

용접 가접용 고정구 활용(예)

 

 

 

 

 

용접 가접 이음 형상별 지그 활용(예)

                                 (a) T 이음 가접용        (b) 맞대기 이음 가접용      (c) 겹치기 이음 가접용

 

 

 

 

2. 변형 방지용 지그

용접은 제작 구조물에 많은 열을 주게 되므로 열에 의한 변형이 발생하게 된다. 이러한 변형을 용접 순서나 용착법 및 소성 역변형에 의해서 방지하는 방법도 있고, 지그의 구속에 의하여 변형 자체를 억제하는 방법(탄성 역변형법)도 있는데 이들을 이용하는 지그를 변형 방지용 지그라 한다. 스트롱 백(strong back)을 사용하여 각 변형을 구속하는 지그를 나타낸 것이다.

 

 

 

 

스트롱 백에 의한 변형 방지(예)

 

탄성 역변형 지그를 나타낸 것으로 용접선이 긴 경우는 용접선 중앙부에서 역변형의 효과가 저하될 수도 있다.

 

 

 

 

탄성 역변형 지그에 의한 변형 방지(예) 

 

 

고정구인 바이스를 이용하여 필릿 이음 및 맞대기 이음에서의 각변형을 방지하는 지그의 예를 나타낸 것이다.

 

 

 

 

 

 

각변형 방지용 지그 활용(예)

                                         (a) 바이스 고정 지그               (b) 맞대기 이음 각변형 지그

 

 

 

 

 

3. 용접 자세 교정용 지그

본 용접 작업 시 아래보기 자세로 용접하기 위하여 사용하는 것으로 포지셔너나 메니 플레이터가 주로 사용되고 있으나 간단한 작업의 경우 작업자가 직접 자세 교정용 지그를 제작하여 사용하는 경우도 있다.

 

 

 

아래보기 자세 교정용 지그 활용(예) 

                                  (a) T형 필릿 용접용     (b) 원통형 파이프 용접용     (c) I 형빔 용접용 터닝롤러

 

 

 

 

 

 

4. 용접용 공구

용접 작업에 사용되는 공구에는 작업용 수공구와 용접 전류를 측정하는 전류계, 재료 및 용접 구조물의 치수를 측정하는 컴비네이션 셋, 용접게이지, 길이 측정용 측정기 등이 있고 안전용 보호용구로는 차광유리, 차광막, 용접헬멧 및 용접용 개인 보호 장구 등이 있다. 1. 용접 작업 및 측정용 공구 용접 작업용 수공구로는 치핑해머(chipping hammer), 와이어 브러쉬(wire brush), 집게. 볼핀 해머, 용접 전류계, 플라이어, 평정, 클램프, 버니어 캘리퍼스 및 컴비네이션 셋 등이 있다. 각종 용접용 수공구를 나타낸 것이다.