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(주)위더스 용접 모니터링 시스템의 혁신 기술 HKS사의 TPS 선보이다.
- 독일의 HKS사의 한국 대리점인 (주)위더스가 국내 시장에 TPS 출시.
- 기존 모니터링 시스템과 차별화 된 열 전사 방식의 검사 기술
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어려운 작업들이 사람의 손을 떠나 자동화를 이루고 있는 추세다. 앞으로는 더 많은 분야에서 사람을 대체할 기술들이 두각을 나타낼 것으로 보인다. 정밀한 장비를 통한 정확한 용접 조건 설정과 흔들림 없는 시공으로 고품질의 용접이 가능해짐에 따라 용접 산업에서도 자동화는 꼭 필요한 기술로 자리를 잡았다. 많은 업체에서 생산성 향상과 좀 더 나은 품질의 제품을 생산하기 위해 자동화 용접을 적용하고 있다.
용접의 품질을 향상시키기 위해 용접 조건과 품질 결과를 확인하는 작업은 매우 중요하다.그러나 용접 작업 환경의 특수성 때문에 이를 육안으로 정확하게 파악하기 힘들어 용접공정이나 품질보증을 위한 모니터링 시스템은 용접 자동화 시장에서 꼭 필요한 장비로 자리 잡았다.
파이프 생산 과정에서 모니터링 시스템이 어떤 역할을 하는지 살펴보자. 파이프 생산은 일반적으로 한 개의 라인에서 연속적으로 용접작업이 진행된다. 파이프를 포밍하면서, 아크(TIG, PLASMA, MIG), HFI, 레이저 용접을 하고 이후에 길이에 맞춰 절단한다. 파이프 생산 과정 중 용접과 브레이징 과정에서 열입으로 모재가 녹고, 재질의 구조가 변경 되면서, 적절한 열입과 열 분포가 용접 심 평가에 아주 중요한 요소가 된다.
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아크 프로세스에서는 아크의 섬광이 집중적이라 사람의 눈으로 열 발생을 볼 수 없고, 섬광이 열 정보를 덮는다. 또한 고주파 용접에서는 사람의 눈으로
실제 온도와 내부 온도의 작은 차이를 느낄 수 없다. 좋은 품질의 용접품을 생산하기 위해서는 아크의 섬광, 주변의 흄과 스패터, 용접 장비의 좁은 공간의 문제에도 불구하고 열 정보가 필요하다. 이러한 정보를 제공해 줄 수 있는 것이 모니터링 시스템이다.
(주)위더스(031-8041-8288, 대표이사 임경재)는 최근 세계 1위 용접모니터링 업체인 HKS사의 최첨단 용접 모니터링 시스템인 TPS (Thermal Profile Scanner)를 국내에 출시하였다. 기존의 모니터링 시스템이 전류, 전압 등의 전기적인 용접 파라미터를 측정하는 고전적인 방식을 사용했다면, TPS는 측정하기 힘들었던 용접 SEAM의 기공, 고주파 파이프 용접의 COLD WELD 등을 열전사의 방식으로 모니터링 하는 최첨단 기술을 보여준다. HKS사의 TPS는 다양한 기술을 특허로 등록하여 독자적인 신기술을 인정 받았다.
TPS는 열 정보가 필요한 용접 공정과 품질 검사를 비파괴 용접 모니터링 방식을 채택하여, 생산공정 마지막에 최종 검사장치로서의 역할을 하고, 용접 부위의 가까운 부분에서 IN-LINE 방식으로 용접 품질을 검사한다. 이러한 IN-LINE방식의 검사는 공정 중 용접 불량에 대해 즉각적으로 생산공정을 멈추게 하거나, 모니터링 된 품질에 근거하여 용접 파라미터를 최적화하여 품질을 향상시킬 수 있다. 특히 파이프 조관 공정의 고주파 용접의 경우, 용접후 용접부위로부터 아주 가까운 거리에서 측정함으로써, 용접 온도나 열 이전의 효과 뿐만 아니라 용접 SEAM의 문제, 특히 COLD WELD 문제도 보여준다.
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TPS는 서머그라피 기술인 특수한 카메라를 이용하여, 용접 부위를 측정함으로써 고속 고정밀의 온도 기록을 측정할 수 있도록 하였다. 이 기술은 용접 SEAM의 냉각 단계에서 열 배분의 차에 따른 온도 차이에 기반한다. 이러한 형태의 IN-LINE 비파괴 기술은 TIG, PLASMA 용접, 고주파 용접 (HFI 용접)과 레이저 용접에 사용되며, UT나 EC보다 훨씬 정확한 결과를 보여준다. 그리고 이를 통해 모니터링 된 정보는 용접 심의 용접 파라미터와 열 이미지를 함께 보여주어 용접 장비를 조정하여 고품질 용접을 실현하도록 도와준다.
기본 성능은 15~300mm거리에서 20mm(폭)으로 온도를 측정하며, 스캔은 초당 400Profile이상으로 셔터 속도는 최대 50μs이다. 아크와 레이저 용접은 15m/min, 고주파 용접은 180m/min까지 측정 가능하며, 용접 심 주변의 thermo profile을 지속적으로 캡쳐한다. 렌즈가 필요 없는 아주 컴팩트한 디자인으로 사용의 편의를 위한 자체 보호 구조와 기계적으로 안전한 셔터 구조로 설계 되었으며, 수냉 냉각방식으로 지속적인 내부 온도 조절이 가능하다. 그리고 스패터 보호 장치와 자체 클리닝 시스템을 갖추고 있다.
TPS로 용접부위 주변 온도를 측정한 데이터는 자사의 제품 Weld-QAS 모니터링 장치와 연동이 가능하다. WeldQAS는 자동용접 시 작업자가 모니터를 통해 실시간으로 용접에 대한 상황을 파악 할 수 있는 모니터링 시스템으로, TPS의 정보를 받아 각 라인의 프로파일의 특성과 열 추적에 대한 최대 온도, 온도 폭, 좌우 대칭, 위치, 형상차이 값을 계산한다.
WeldQAS를 통해 열 이미지가 동시에 표시되고, 저장되고 사전에 저장된 값과 비교되며, 최대 허용치를 벗어나는 경우, 위치나 용접 불균형성을 찾아 낸다. 그리고 모든 파이프 관련 자료 데이터는 DB에 저장되며, 번호를 매기거나 시작 신호와 함께 연동될 수 있다.
TPS는 아우디, 폭스바겐 등 유명한 자동차 회사들을 주요고객으로 모니터링 시스템을 납품하여 제품의 우수성을 인정 받았다. 자동차 회사 뿐만 아니라 지난 몇 년 동안 전세계 다양한 용도의 파이프 용접에 적용되면서 많은 성과를 얻었다. TPS의 신기술은 (주)위더스를 통하여 국내 용접 산업에도 품질 향상과 기술 발전의 새로운 변화를 줄 것으로 전망한다.
■ 문의처: (주)위더스 ☎ 031-8041-8288
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