알루미늄 레저 선박 생산 공정 알아보기 - (2)

알루미늄 레저 선박 생산 공정 Part.1 생산 공정 계획 알아 보기 

 

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목차

알루미늄 레저 선박 생산 공정 계획

알루미늄 소재 관리

알루미늄 소재 절단 가공

알루미늄 레저선박 조립용 치공구 제작

알루미늄 소재 성형

알루미늄 부재 조리

알루미늄 소재 성형

알루미늄 부재 조립

알루미늄 MIG 용저

알루미늄 TIG 용접

알루미늄 용접 검사

알루미늄 레저선박 품질 관리 

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알루미늄 레저선박 생산 계획 

건조단계별 생산공정

 

1. 원자재 표면 가공

원자재 표면은 산화 방지 피막으로 형성되어 부식을 방지하게 되어 있으므로 용접 및 조립작업 시

반드시 피막을 제거한 후 작업을 하고

표면 가공 순서는 원자재 입 고 → 가마킹 → 산화 방지 피막 제거 순으로 한다.

 

2. 가마킹

(1) 데크(deck), 격벽(BHD) 마킹 데크(deck) 및 격벽(BHD) 등을

판 용접하기 전에 먼저 판을 데크(deck)와 격벽 (BHD)의 크기 순서대로 마킹하는 것 을 말한다.

(2) 앵글(angle), 티(tee) 마킹 기계 벤딩(bending)을 하기 전에

벤딩을 하기 위해서 마킹하는 것을 말하고

부 재의 양 끝에 마진(margin)을 300~500㎜ 정도 주어야 한다.

벤딩 작업 시 수시 로 곡형자(template)로 벤딩 정도를 확인하면서 작업한다.

 

3. 절단

절단은 기계에 의한 절단(shearing) 및 손 공구에 의한 절단(hand tool)으로 크게 두 가지로 나뉜다.

(1) 기계에 의한 절단

(가) 부재의 크기가 작고 수량이 많은 경우 기계 절단을 하면 많은 시간을 절약하고

작업 능률을 향상할 수 있다.

(나) 뒷댐판(strong back) 부재는 회전톱(circular saw)에 의해 절단된 것보다

기계에 의해 절단된 것이 좋다.

(다) 기계 절단은 6.4㎜(1/4″) 판 두께 이하만 기계 절단을 한다.

6.4㎜ 이상일 경우, 절단면이 직각이 되지 않기 때문에 가능한 한 피하는 것 좋다.

(2) 손 공구에 의한 절단(hand tool)

(가) 부재의 크기가 운반이 곤란하거나 곡이 있을 경우, 손 공구를 이용하여 절단한다.

(나) 판 두께가 6.4㎜ 이상인 경우, 손 공구를 이용하여 절단한다.

(다) 곡이 있는 경우, 손 공구를 이용하여 절단한다.

 

4. 개선

작업 개선(이음부 형상)은 완전 용입을 위해 모재에 홈을 만드는 작업을 말한다.

개선에는 판(plate) 개선, 앵글(angle) 개선, 티(tee) 개선 등이 있으나,

앵글(angle) 과 티(tee)에는 많이 사용하지 않고 주로 판(plate)에 많이 사용한다.

(1) 6.4㎜ 이상은 필히 개선을 하여야 한다.

(2) 불활성가스 아크용접작업표준(KSB 0879)을 참조한다.

 

5. 조립(joint)

절단 가공 및 개선 작업을 한 알루미늄 판을 취부용접(tack welding)하는 작업을 말한다.

(1) 취부용접(tack welding) 시 주의사항

(가) 두께가 다른 판(6.4㎜+9.6㎜)을 취부할 경우 설계도면상에 명시해야 하고,

두께 를 작업하기 편리한 부분부터 작업하되 밖으로 노출시키지 않는 것이 좋다.

(나) 박판 취부의 경우 무게가 가벼운 납망치를 사용하여 취부한다.

(다) 납망치 사용 시 취부 판 윗변에 알루미늄 판 조각을 놓고 망치 작업을 한다.

(라) 두께를 맞추기 위하여 무리하게 망치를 쳐서는 안 된다.

(마) 억지 맞춤은 용접 후 변형의 원인이 되므로 취부 중 틈(gap) 발생 시 억지 맞춤 을 하여서는 안 된다.

(바) 취부용접부를 그라인딩(grinding), 치핑(chipping) 및 해머링(hammering)로

취부용접 비드(bead)를 제거 후 용접하므로 용접열과 잔류 응력에 의해 취부용접부가 터지고

크랙(crack) 현상이 일어나 두께가 맞지 않게 되는 경우가 있기 때문 에 취부용접(tack welding)의 경우,

본용접(production welding)의 전류보다 높 게하여 취부용접을 하여야 한다.

(사) 취부용접 비드(bead)를 제거할 경우 완전히 제거하지 말고 1~2㎜ 정도 필히 남긴다.

(아) 기공과 불순물은 용접결함의 원인이 되므로 충분한 청결 작업을 시행하여 두께의 모서리, 취부면 부분의 청결을 유지하여야 한다.

(자) 후판을 취부할 경우 손에 의한 감각보다 공구(직각자, 플랫 바(flat bar))를 이용하여 형선(mould line)을 기준으로 두께를 확인한다.

(차) 우천 시에는 습기가 많으므로 LPG 등으로 예열하여 습기를 제거한 후 작업을 하여야 한다.

대기 중에 습도가 80% 이상일 경우에는 본용접을 자제하는 것이 좋다.

(카) 취부용접이 끝나면 변형을 방지하기 위하여 누름쇠(weight)로 고정한다.

(타) 판 일면 취부작업 종결 후 판을 뒤집을 경우 클램프(clamp) 공구보다

알루미늄 피스(piece)를 부착한 후 크레인을 이용하여 뒤집는다.

(파) 판 밑에 알루미늄 칩(chip)이 들어갈 경우가 있으므로 바닥 및 취부선을 항상 청결하게 유지하여야 한다.

(하) 알루미늄 작업 시 타 작업(스틸(steel) 작업)과 절대 병행하여 작업을 해서는 안되며

스틸(steel) 망치의 사용은 절대 금한다.

 

6. 마킹

마킹이라 함은 주로 현도에서 이루어지고,

최종적으로 수정된 선체선도와 촌법표에 의하여 실물형으로 현도한다.

이것은 축적된 도면을 원척으로 확대하는 것으로

도면 에서 작은 오차가 실형에서는 커다란 차이가 생기므로

그 모순을 정정 혹은 수정하 여 형을 제작하고 알루미늄 판(plate)에 실형을 옮겨 가공으로 넘긴다.

(1) 수작업에 의한 마킹

부재의 가공과 조립에 필요한 형상과 기준선 및 기타 정보들을 부재에 직접 기입하는 일로써,

마킹은 알루미늄합금재에 상처를 주지 않기 위해 심출 작업자는 신발은 청결한 것을 착용하고

정반 위에서 실시하여야 한다.

(2) 전기식 사진 마킹(electro-print marking, electro-photo marking)

축척현도에서 얻어진 네가 필름(negative film)을 확대 투영하여 감광도료가 칠 해진

강판면에 투영함으로써 영상을 마킹하는 방식을 말한다.

(3) 수치 제어 마킹(numeric al control marking)

수치 정보에 따라 제어되는 구동장치에 의한 마킹 방식을말한다. 

(4) 광학 마킹(photo marking) 축척된 필름을 확대시켜 투영하여 강판에 인화되게 하는 마킹 방식을 말한다.

 

7. 곡가공

곡면가공 작업을 말하며 주로 기계 벤딩(bending) 작업으로 진행된다.

기계 곡가공 시의 주의사항은 다음과 같다.

(1) 기계 가공 작업을 할 경우에는 판의 두께에 주의하여 곡형재를 제작한다.

(2) 알루미늄의 이방성을 고려하여 곡가공한다.

(3) 알루미늄 판 재질이 Al 5086인 경우에는 최소 반지름으로 가공하여도 좋으나 Al 5454 등의 강한 재질인 경우에는 최소 반지름보다 2~3배 여유를 주어서 가 공하는 것이 좋다.

알루미늄합금의 4자리 숫자는 그 합금에 대해 여러 가지 정보를 준다.

(가) 첫 번째 숫자는 합금계를 표시한다.

순수한 알루미늄은 숫자 1을 표시하고, 이 외 주요 첨가 원소별로 2~9까지의 숫자로 표시한다.

(나) 두 번째 숫자는 세 번째와 네 번째의 숫자로 식별되어지는 합금의 개량 또는 파 생 합금을 표시한다.

0은 기본 합금, 1~9까지는 개량형 합금이다.

독자적으로 개발한 합금은 N자 를 붙인다.

(다) 세 번째와 네 번째의 숫자는 합금의 식별을 나타내지만 순 Al에 대해서는 순도를 나타낸다.

 

8. 소조립 순서

(1) 소조립이란 판에 보강재나 부재 등을 취부하여 용접하는 과정을 말하며 소조립 순서 는 아래와 같다.

(가) 표면 브러시(brush) 작업(용접부 산화 방지 피막 제거 작업)

(나) 앵글(angle), 티(tee), 플랫 바(flat bar) 마킹(marking) 작업

(다) 절단(cutting) 작업

(라) 용접 표시 마킹

(마) 취부작업(sub-assembly)

(바) 구속 작업(용접 시 변형을 최소화하기 위한 작업)

(2) 소조립 시 확인 사항

(가) 웨브(web)과 페이스(face) 취부작업 시 직각도가 유지되는지 확인한다.

(나) 브라켓(bracket)에 평철(stiffner) 취부 시 방향을 확인한 후 취부한다.

(다) 프레임(frame) 조립 제작 시 주판과 끝단 위치를 확인한다.

(라) 브라켓(bracket) 취부 시 스롯 홀(slot hole)의 기준을 확인한다.

(마) 박스(box) 제작 시 끝단 단차를 확인한다.

 

9. 용접

용접부와 전극와이어는 원칙적으로

KS D 7028(알루미늄 및 알루미늄합금 용접봉과 와이어)에 정하는 것으로 하고,

모재의 종류, 판 두께, 기타 필요한 조건을 고려하여 건전한 용접부가 얻어지는 것을 사용한다.

 

10. 변형교정

변형교정은 용접 후에 사용한다.

용접이 끝나면 평판 슬래브(slab)에 구속한 문형 피스(piece)를 철거하면

용접에 의하여 격벽(BHD) 또는 데크(deck)가 수직 또는 수평 으로 되지 않는다.

이를 용접 곡직 혹은 산소·아세틸렌 토치를 이용한 곡직 등으로 변형 교정을 한다.

 

알루미늄 레저 선박 생산 공정 Part.1 생산 공정 계획 알아보기 (2)

전반적인 생산 공종 흐름에 대해서 알아보았습니다.

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출처 
「알루미늄선박의 건조 단위공정별 작업표준에 대한 고찰 - 강병재 (2005)」

 「알루미늄합금제 연안소형어선의 설계 및 건조공법 연구 - 구현모 외 2명(2007).」
『Journal of the Korea Ship Safety Technology Authority』.

 

 

 

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