알루미늄 레저 선박 생산 공정 Part.3 알루미늄 절단가공 관리하기

알루미늄 레저 선박 생산 공정 Part.3  알루미늄 절단가공 관리하기 

 

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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 소재 절단가공 

알루미늄 소재 마킹하기

1. 선제 건조 단계에서 선체를 구성하기 위한 부재들 제작을 위한 알루미늄 소재 마킹, 절단, 배재에 대해 알아보겠습니다.   

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1. 알루미늄 소재 파악

 마킹(marking)의 개요

마킹은 부재별로 분류하여 절단 도면에 맞게 그리는 공정을 말하며,

전처리 공정을 거친 알루미늄 철판의 절단 및 굽힘 등의 작업을 위해 부재의 도면으로부터 치수, 선, 기 호 및 문자 등을 읽어서 알루미늄 철판의 표면에 그리는 작업이다.

과거에는 공작 기술이 발전하지 않아 현도장에서 공급되는 재료를 가지고 공작도를 사용하여 손으로 작업하였으나,

현재에는 여러 가지 장비의 발달과 공작 기술의 발전으로 일부에서는 손으로 마킹을 하고 있지만 대부분 컴퓨터를 활용하여 자동화 방식으로 마킹 작업을 시행한다.

1. 마킹 작업의 종류

(1) 손 마킹 소부재 및 곡면용 부재 등에 손으로 직접 마킹을 시행하는 재래식 방법으로 자동화가 이루어진 현재에도 일부에는 아직 적용하고 있다.

손 마킹에 쓰이는 도구는 직각자(스퀘어), 끌, 펀치, 망치, 컴퍼스, 먹통, 먹줄, 먹칼 등이 있다.

(2) 투영 마킹 일명 포토 마킹(photo marking)이라고 부르며,

축척 현도로 작성된 필름 도면을 확대 투영기로 투영하여 암실에서 알루미늄 철판 위에 실제 치수의 상이

나타나 게 하여 손으로 마킹하는 방법이다.

이 방법은 작업이 느리고 장치가 공간을 크 게 차지하여 1970년대 이후에는 거의 사용되지 않는다.

(3) 전자 사진 마킹 투영 마킹을 개선하여 투영된 상을 알루미늄 철판 표면에 인화하는 방식이며,

알 루미늄 철판의 표면상에 감광제를 도포하였다가 현상제와 접착제를 뿌려 마킹이 되게 한다.

이 방법도 현재에는 더욱 성능이 우수한 수치 제어(NC)1) 마킹에 밀려 거의 사용되지 않는다.

(4) NC 마킹 전용 컴퓨터를 사용하여 필요한 형상을 그리는 방법으로,

이 장치는 대부분 절단용을 겸하고 있다.

NC 절단기에 마킹용 토치를 붙여 사용하며,

가스 절단기 토치의 절단 산소용 노즐로부터 아연계 분말을 분사함으로써 예열 불꽃으로 인화하여

철판에 마킹하는 방법을 많이 사용한다.

2. 마킹용 공구

(1) 먹통 알루미늄 철판에 먹실로 마킹할 때 사용하며, 아연 가루를 혼합하여 사용하는 백색 먹통과 진한 먹물을 사용하는 흑색 먹통이 있다.

(2) 먹칼 금 긋기, 숫자 및 문자의 표기 등에 사용하며, 단단하고 유연하며 지름이 크고 두꺼운 재질의 대나무를 이용하여 만든다.

(3) 펀치 펀치는 확정된 선 위에 자국을 내기 위하여 사용한다.

(4) 줄자 줄자는 부재 치수를 확인하여 마킹하는데 사용한다.

(5) 직각자 알루미늄 철판에 수직 또는 직각의 금을 긋거나 수직 여부를 확인할 때 사용한다.

(6) 컴퍼스 마킹할 알루미늄 철판의 표면에 원이나 원호를 긋는데 사용한다.

(7) 망치 펀치를 사용하여 자국을 내기 위한 충격을 줄 때 사용한다

알루미늄 소재 절단계획 수립하기

 절단 공구의 종류 및 특성

절단은 알루미늄 철판으로부터 부재를 따내기 위한 작업으로

여러 절단 원리가 개발되고 자동화가 이루어져 지금은 자동화 장비를 얼마나 능률적으로 활용하는지가 중요하게 되었다.

알루미늄은 고반사체 재료이고, 열에 의한 변형도 쉽게 발생하므로,

일반적인 선박의 절단에 사용되는 가스 절단과 같이 열이 강한 절단 방법이나 CO2 레이저 장비로는

절단 할 수 없다.

최근에는 레이저 가공 기술의 발달로 CO2 레이저 장비로 절단할 수 없는

두께를 파이버 레이저 장비를 이용하여 쉽게 절단할 수 있다.

1. 가스 절단

가스 절단은 절단하려는 부재를 가열하여 산화 반응이 일어나기 쉬운 온도로 만들어 놓고

고압의 산소를 공급하여 절단하는 방식이다.

그러나 알루미늄 철판은 열에 의한 변형 때문에 가스 절단을 잘 사용하지 않는다.

가스 절단은 어떤 가스를 사용하느냐에 따라 불꽃의 형상, 연소 속도, 위험성 등이 각각 다르며,

종류는 산소-아세틸렌(acetylene) 절단, 산소-에틸렌(ethylene) 절단, 산소-프로판(propane) 절단, 분말(powder) 절단 등이 있다.

2. 플라즈마 절단

전기적으로 중성을 띠는 기체가 많은 양의 에너지를 얻으면 원자와 전자가 유리되어 극성을 갖게 되는데 이 상태를 플라즈마라 한다.

플라즈마 절단 방법은 기체 상태의 공기, 수소 가스 및 산소 가스 등에서

전기적 아크 방전을 일으켜 부분적으로 플라즈마화되는데

이를 열적 방법이나 물리적 방법으로 수축시켜 약 20,000~30,000℃ 까지 올라가도록 하고,

이를 철판에 닿게 하여 국부적으로 녹인 후 고압가스로 그 부분을 불어내어 절단한다.

(1) 장점

절단 속도가 가스 절단보다 2~5배 정도 빠르며 각종 금속에 적용할 수 있다.

아울러 절단 변형이 작고 절단면이 원활하며 공기를 작동 가스로 사용할 수 있어서 경제적이다.

(2) 단점

경제적인 절단 철판 두께는 25㎜ 정도까지이고, 가스 절단의 절단면에 비해 직각도가 미약하다.

또 전극과 노즐의 내구성이 미약하고, 절단 시 다량의 퓸(fume) 과 연기가 발생하므로

정반에 강력한 집연 장치가 필요하다.

3. 레이저(laser) 절단

레이저 절단은 레이저 빛을 증폭, 집광하여 고밀도화한 뒤 절단하려는 철판에 주사하여

국부적으로 용융·증발시키고, 고압가스로 용융 금속을 불어냄으로써 연속적인 절단을 시행하는 방식이다.

통상적으로 금속판에 대해서는 5~7㎜ 정도의 두께에서 적용이 권장되나 중후판의 절단에도 사용할 수 있다.

절단 변형도 비교적 작으나 절단면은 플라즈마 절단에 비 하여 요철이 다소 심하다.

4. 워터젯(water jet) 절단

워터젯 절단은 펌프를 사용하여 물을 수차례 압축하여 약 2,000~5,000bar 정도까지

가압한 후 직경 0.1~0.5㎜ 정도의 미세한 구멍이 있는 노즐을 통해 분사하여,

여기에서 발생한 운동 에너지를 절단하고자 하는 철판에 전단력으로 작용하게 함으로써 절단하는 것이다.

워터젯 절단은 순수형과 연마형이 있으며, 순수형은 종이, 플라스틱 등의 연질 재료 를 절단할 때 사용하고,

연마형은 순수형과 같은 초고압의 물에 실리카, 탄화 실리콘, 산화알루미늄 등의 연마제를 첨가하여

경질 재료의 철판을 절단할 때 사용한다.

(1) 장점

이 절단 방식은 다른 방식과는 달리 열을 이용한 절단이 아니어서

열에 취약한 에폭시나 알루미늄 철판 등의 절단에 적절하며,

절단면에 산화 물질이 붙지 않고 동시에 여러 장의 절단이 가능하다.

(2) 단점

초고압수를 사용하기 때문에 기계가 고장난 경우 위험성이 높고,

소음도 심하며 장비의 가격이 비싸서 일반용으로 사용하기에는 다소 무리가 있다.

5. 기계 절단

철판을 기계적으로 눌러서 자르거나,

톱으로 썰어서 자르거나, 끌이나 대패와 같은 것으로 밀어서 절단하는 방법을 말한다.

작업 능률이 낮아서 요즘은 별로 사용하지 않으나 알루미늄 철판과 같이 가스 절단이 곤란한 경우에 사용한다.

(1) 시어링(shearing) 기계 강판을 가위처럼 자르는 기계로 절단 속도는 빠르나

절단부가 일그러질 수 있어 부재의 제작에는 사용하지 않고,

정밀도가 크게 요구되지 않는 지그류 제작에 사용한다.

(2) 롤러 시어 원형의 위쪽 날과 직선장의 아래쪽 날에 의해 직선 절단을 수행한다.

이것은 직 선 정도가 매우 높고 절단 속도가 빨라서 6~25㎜ 정도의 철판 용접 개선에 적합 하다.

(3) 에지 플레이너 후판의 개선을 고속 및 고정도로 가공하기 위한 장치로서 여러 개선 형상을 만들 수 있도록

여러 개의 바이트(bite)를 탑재하여 사용한다.

 절단 시행 방법

절단 시행 방법은 절단하고자 하는 철판의 크기, 정밀도 등에 따라서 수작업이나 기계식으로 이루어진다.

조선소 현장에서는 정밀도가 높지 않아도 되는 소규모의 간단한 절단은 휴대용 또는

이동용 공구를 사용하여 수작업으로 하고,

정밀도가 필요한 대량의 절단에는 NC 절단 또는 기계 절단을 사용한다

 절단 계획(cutting plan, CP)

절단 계획은 철판을 자르기 위한 도면을 말하며,

소재가 되는 강판과 형강에서 선박 건조를 위한 재료를 얻을 때 재료의 낭비를 줄여주므로

상세 절단 계획을 잘 세워야 경제 적인 절단을 시행할 수 있다.

1. 절단 계획의 역할

(1) 절단 계획을 가공 계열별로 분류하여 부재의 처리 및 준비를 쉽게 한다.

(2) 네스팅 시 가공의 상세 예정 및 조립의 상세 예정 등에 알맞은 부재를 선택하여 블록 단위로 준비가 쉬워진다.

(3) 절단 후 굽힘, 소조립 등의 가공 공정을 고려한 네스팅을 하여 적시에 부재 공급이 가능하도록 한다.

2. 상세 절단 계획

(1) 판재용 절단 계획

판재용 절단 계획은 절단하는 철판에서 여러 장의 부재를 절단하기 위해 그리는 것을 말하며, 선각 도면의 축척도로 그려진다.

요즘은 직접 컴퓨터에서 네스팅 작 업을 하고 이 네스팅 작업의 지침으로써 대략 절단 계획을 사용하여 상세 절단 계획을 대체하기도 한다.

(2) 형강용 절단 계획

형강용 절단 계획은 판재보다 재료 취득이 간단하여 판재용 절단 계획보다 간편한 형식으로 하는 것이 좋다.

3. 네스팅(nesting) 작업

네스팅 작업은 정해진 크기의 알루미늄 철판을 어떻게 잘라서 주판재, 부재 등을

최 대한 많이 취득할지 절단 계획을 작성하는 것이다.

네스팅 작업을 어떻게 하느냐에 따라서 재료를 절감하는 등 절단 작업을 효율적으로 시행할 수 있다.

NC 절단을 시 행하는 경우에는 캐드(CAD)의 화면상에서 네스팅 작업을 하는 것이 일반적이다

 가공도

가공도란 선체 구조도와 조립도를 바탕으로 필요한 부재들의 가공 작업을 용이하게 할 수 있도록

각종 정보가 기록되어 있는 도면을 말한다.

1. 가공도의 종류

(1) NC 이용 판 절단 도면 NC 자료를 이용하여 부재를 절단하기 위하여 작성된 도면을 말한다.

(2) 주판 절단 도면 직사각형의 주판재를 절단하기 위한 도면을 말하며,

NC 자료를 이용하는 경우와 수동 제어에 의한 경우로 구별된다.

(3) 수동 절단

도면 부재들을 수동 또는 반자동 장비로 절단하기 위하여 작성된다.

(가) 판 수동 절단

(나) 보강재 수동 절단

(다) T-형강 수동 절단

(4) 보강재 스트리핑 절단 도면 평강 등을 자동 배치 프로그램(automatic nesting program)을 활용하여

자동 마킹한 후 스트리핑(stripping) 및 절단하기 위한 도면을 말한다.

(5) 선행 판계 도면 슬릿(slit) 공법이 적용되는 주판의 심선, 수밀 격벽의 조립 형강,

어셈블리의 심선 등의 자재를 분리 발주한 후 전처리 공장을 통과하기 전에 선행 판계장에서 절단과 판접을 하기 위한 도면을 말한다.

2. 가공도에 표시되어야 할 사항

(1) 부재의 번호

(2) 부재의 길이, 두께, 폭 및 형상

(3) 강재의 종류 및 수량

(4) 가공 계열의 선택

(5) 취부선과 취부 부재의 번호

(6) 개선 정보 및 부재의 수량

(7) 취부도 및 부재의 송선

(8) 부재의 방향

(9) 가공 정보, 절단 방법 및 사상 여부

(10) 이면 부재

(11) 부재 맞춤용 기준선

(12) 곡 가공용 송선

 선박 도면 작도상의 수칙

1. 일반 사항

(1) 도면 작성 시 반드시 왼쪽은 선미, 오른쪽은 선수를 그린다.

(2) 도면은 우현에서 좌현을 보고 그린 것이다.

(3) 선체의 우현과 좌현은 원칙적으로 선미에서 선수를 보았을 때를 기준으로 한다.

(4) 좌현의 것만 도시하고 우현의 것은 생략하는데,

단 좌현과 우현의 구조가 다를 경우 P-only 또는 S-only 등을 표시한다.

(5) 도면상에 선수, 선미, 좌현, 우현, 위, 아래, 내부 및 외부는 배의 정규 상태에서의 방향을 나타낸다.

(6) 플랜(plan, 평면도): 위에서 아래를 바라본 상태의 도면

(7) 섹션(section, 횡단면도): 선미에서 선수 방향으로 바라본 상태의 단면 도면

(8) 엘리베이션(elevation, 종단면도): 우현에서 좌현을 바라본 상태의 측면 도면

2. 선박 상세 도면의 선 선박의 상세 도면에 사용하는 선의 형태는 실선, 파선, 일점쇄선, 이점쇄선 등이며,

같은 형태의 선이라도 굵기에 따라 용도가 달라진다.

아래 그림은 선박의 구조도와 생산도에 사용하는 선의 종류와 용도를 나타낸 것이다

 

알루미늄 소재 절단가공하기

알루미늄 절단

 

절단 공정

1. 도면 확인

(1) 조립도 및 상세도의 확인

(2) 블록 내 부재 트리 확인하기

2. 가공 계열 확인

(1) 가공 장비 특성 파악

(2) 가공 장비 계열 조회

3. 철판 취재

(1) 절단 소재의 정보 추출

(2) 소재 정보 확인

네스팅 소프트웨어에 입력된 철판의 형상을 확인하고 네스팅 작업을 수행하며, 절단 경로 및 최소 간격, 절단 변형을 고려하여 철판을 배치한다.

4. 절단

NC 코드 생성 네스팅 정보를 이용하면 절단 장비 제어용 NC 코드를 생성한다.

NC 코드는 G-Code라고도 하며 각 토치의 이동 경로, 속도, 코너(corner)부의 절단 방법 등의 정보를 포함하고 있다. 절단은 도면을 기준으로 좌측에서 우측, 하단에서 상단의 순 으로 진행하며 소부재가 먼저 절단될 수 있도록 부재 배치 후 전체를 180도 회전하 여 도면을 생성한다.

5. 절단

(1) 디스켓의 정보를 CNC로 복사

(2) 정보를 그래픽으로 확인

(3) 커프 값 확인

(4) 절단 모드 확인

(5) 절단 작업 조작

(6) 절단 작업 중지

6. 제품 회수 및 잔재 처리

 

7. 제품 검사

 

8. 출고

 

9. 마무리

 

알루미늄 절단하기 

 절단 도면의 상세 정보와 절단 작업의 일치 여부를 확인한다.

절단 작업 전 절단할 부재의 종류, 모양, 수량 등을 도면에서 직접 확인해야 한다.

1. 도면에 표시된 아래 내용을 확인하여 정반에 배치된 형강재의 작업 내용과 일치하는지 확인한다.

(1) 부재의 번호, 치수 및 형상을 확인한다.

(2) 부재의 종류 및 수량을 확인한다.

(3) 개선 정보를 확인한다.

(4) 전개도, 마킹 등 가공 정보를 확인한다.

(5) 절단 배치 정보(절단 방법 등)를 확인한다.

(6) 사상 작업 여부를 확인한다.

2. 절단 도면과 정반에 적재된 철판의 규격이 일치하는지 확인한다.

(1) 정반에 절단하기 위한 자재를 배열한다.

(2) 자재와 절단 도면이 일치하는지 확인한다.

(3) 절단 도면 정보(호선, 블록 작업 지시서, 마킹 번호, 등급, 치수 등)를 확인한다.

(4) 절단 자재의 재질과 부재 번호를 확인한다.

(5) 절단 도면에 명시된 특이 사항(중요 개선 부위 등)을 확인한다. 

3. 절단 도면의 상세 정보와 절단될 부재의 일치 여부를 확인한다.

(1) 절단 도면을 검토하여 부재 절단에 필요한 치수를 확인하고 부재의 번호를 식별 한다.

(2) 절단 도면에 기입된 부재의 절단 정보 내용에 오류 및 특이 사항이 없는지 확인 한다.

(3) 정반에 배열된 부재와 절단 도면의 일치 여부를 확인한다.

(4) 해당 절단 도면과 정반에 배열된 부재의 정보가 일치하는지 확인하고 절단 작업 을 준비한다.

4. 절단 도면에 따른 가공부 치수와 개선 여부를 확인한다.

(1) 절단이 완료된 후 절단부 치수와 개선 여부를 확인한다.

(2) 부재 절단 도면에서 부재의 길이, 폭, 개선면의 각도, 형상 등을 확인한다.

(3) 부재를 확인한다.

(가) 길이 확인 부재 끝단에 직각자를 대고 직각자 내면에 줄자의 눈금을 "0"으로 고정시켜 최단 거리로 반대쪽까지 부재의 길이를 확인한다.

(나) 웹(web) 면 직각도 확인 웹 끝단에서 직각자로 직각을 유지하여 플랜지 쪽의 직각도를 확인한다.

 수작업 절단을 위한 장비를 확인한다.

1. 플라즈마 절단기의 구성품을 확인한다.

(1) 플라즈마 절단기의 토치를 확인한다.

토치 부분의 노즐, 전극, 가이드 링 등의 상태를 확인하고 문제점 발견 시 교체 한다.

(2) 플라즈마 절단기의 구성품을 확인한다. 에어 컴프레서, 에어 레귤레이터, 토치, 접지선 등을 확인한다.

(3) 에어 컴프레서의 작동 상태를 확인한다. 압축 공기 압력을 확인한다.

(4) 에어 컴프레서와 연결된 에어 레귤레이터를 확인한다.

외관 상태를 확인하고, 필터에 물과 기름 등이 있는 경우 제거한다.

(5) 절단 작업을 위한 기타 사항을 확인한다. 접지선 등의 연결 상태를 확인하고,

전선 등에 문제가 있는 경우 조치한다

플라즈마절단기

Manufacturer/Factory, Trading Company

 

2. 플라즈마 절단기의 사용 방법을 확인한다.

(1) 플라즈마 절단기의 토치를 확인한다.

(2) 입력 전압을 확인한다.

(3) 에어를 확인한다.

(4) 준비 조작과 절단 전류를 조정한다.

(가) 절단기의 전원 스위치를 켠다.

(나) 토치를 통하여 압축 공기가 나오게 한다.

(다) 에어 레귤레이터의 압력 버튼을 돌려서 압축 공기의 압력을 조절한다.

(라) 절단하려는 작업물의 재질과 두께 등을 고려하여 절단하기에 적합한 절단 전류로 조절한다.

(마) 절단 작업의 전류 범위에 따라 토치의 노즐 크기를 결정한다.

(바) 토치의 노즐을 교체하는 경우 작업자의 안전을 위하여 전원 스위치를 반드시 끄고 교체한다.

(사) 토치의 노즐을 교체한 후 전원 스위치를 다시 켜고 토치를 공중으로 향하게 하여 토치 스위치를 누르면

압축 공기가 먼저 분사되면서 토치 보호용으로 압축 공기가 일반적으로

1초 정도 먼저 나온 후에 파일럿 아크가 발생하고,

파일럿 아크가 꺼지고 토치 스위치를 꺼도 토치 냉각용으로 압축 공기의 분 출이 약 20~30초 정도 지속된다.

(아) 파일럿 아크가 꺼진 후 냉각용 압축 공기가 나올 때

토치의 전원을 다시 투 입하면 즉시 파일럿 아크가 진행된다.

(자) 이상의 작업까지 진행하면 플라즈마 절단기의 사용 준비 작업이 완료된다.

3. 수동 공구 및 동력 공구의 상태를 확인한다.

수작업으로 절단하는 경우 줄, 쇠톱 등의 수동 공구를 사용할 수 있고,

고속 절단기, 핸드 그라인더 등의 동력 공구를 사용하는데, 주로 기계식 동력 공구를 많이 사용한다.

(1) 수동 공구의 외관 표면 상태를 확인한다.

(2) 수동 공구의 손잡이 부분을 점검하여 손상부 및 작업 중 안전사고가 발생할 수 있는 위험한 부분이 있는지 확인한다.

(3) 고속 절단기, 핸드 그라인더 등 동력 공구의 톱날 상태 등을 확인한다.

(4) 동력 공구의 본체와 톱날 연결구의 조임 상태를 확인한다.

(5) 동력 공구의 전선 등의 상태를 확인한다.

(6) 전원을 켜서 동력 공구의 작동 상태를 확인한다.

(7) 동력 공구 사용 중 안전사고를 방지하기 위한 보호구의 외관 상태를 확인한다.

 도면에 맞게 수작업으로 절단한다.

대형 선박을 건조하는 경우 외판 및 부재 등은 절단하는 철판의 크기가 크고,

부재를 대량으로 절단해야 하므로 자동화 장비를 활용하여 절단하는 경우가 많지만,

현재 만들 어지는 알루미늄 소재의 선박은 소형이 많으므로 자동화 장비뿐만 아니라

수작업으로 절단을 시행하고 있다.

1. 절단하려는 알루미늄 철판의 두께 및 형태에 따라 플라즈마 절단기 또는 수동형 공구를 선택한다.

2. 개선 기호에 맞도록 절단 작업을 수행한다.

(1) 개선 기호 표기 용어를 확인한다.

(가) 부재 취부 면(stiff. side) 또는 보는 면을 “S”로 나타낸다.

(나) 부재 취부 반대 면(non stiff. side) 또는 보는 반대 면을 “N”으로 나타낸다.

(2) 도면 표기 방법을 확인한다.

(가) 부재가 한 면에만 취부되는 경우 다음과 같이 나타낸다.

1) 부재 취부 면을 “S”로 나타낸다.

2) 부재 취부 반대 면을 “N”으로 나타낸다

(나) 부재가 없거나 양면에 취부되는 경우 다음과 같이 나타낸다.

1) 부재에 상관없이 보는 면을 “S”로 나타낸다.

2) 보고 있는 반대 면을 “N”으로 나타낸다.

(3) 필요 시 안내자를 이용하여 직선 절단한다.

3. 수동 절단면의 상태에 따른 절단 품질의 정도를 확인한다.

(1) 수동 절단면에서 깨끗한 품질의 절단면을 얻기 위한 주의 사항을 확인한다.

(가) 팁의 지름, 치수에 따라 절단 속도 등을 적당히 조절한다.

(나) 불꽃의 분사량을 일정하게 한다.

(다) 팁의 높이와 각도를 바르게 한다.

(2) 절단면을 검사한다.

(가) 절단부의 위쪽 가장자리가 날카로운 모양인지 검사한다.

(나) 드래그가 수직인지 검사한다.

(다) 모재 아래 가장자리가 거칠게 되어있는지 검사한다.

(라) 절단면이 경사졌는지 검사한다.

수동 부재 절단

 절단을 위한 자동화 장비의 직각도, 영점 세팅 및 각 게이지의 이상 여부 등을 점검한다.

1. 절단하고자 하는 철판에 정확한 각도로 토치가 정렬되도록 직각자를 사용하여 직각도를 유지한다.

2. 절단 장비 가동 중에 외부 충격으로 인해 장비의 영점에서 틀어질 수 있으므로

하루 한 번 이상 영점 테스트를 시행하고 필요 시 수정하여야 한다.

3. 절단 레일은 항상 청결하게 유지한다.

4. 절단 작업 시작 전에 게이지 이상 시엔 해당 조정기를 분해하여 청소한다.

 자동화 장비를 활용하여 절단한다.

알루미늄 철판을 절단하는 자동화 장비는 레이저 절단기, 워터젯 절단기, 플라즈마 절단 기를 사용한다.

절단을 위한 자동화 장비의 선택은 알루미늄 철판의 두께, 크기 등에 따라 결정한다.

1. 레이저 절단기를 사용하여 알루미늄 철판을 절단한다.

(1) 장비의 전원을 켜고 레이저 절단 작업을 준비한다.

(가) 압축기, 드라이어 등의 비상 정지 스위치를 해제하고, 전원을 투입하여 압축 공기 를 준비한다.

(나) 액면계를 확인하고 가스의 잔량을 확인한 후 밸브를 서서히 개방하여 보조 가스 를 준비한다.

(다) 레이저 가스용 가스 밸브를 개방하여 가스 압력을 확인하고 레이저 가스를 준비 한다.

(라) 집진기의 전원을 켜고 집진기 작동을 준비한다.

(마) 냉각기의 전원을 투입하고 냉각수의 압력과 설정 온도를 확인하여 냉각기 작동을 준비한다.

(바) 레이저 장비용 전원 스위치를 켜서 레이저 장비를 가동한다.

(사) 윈도를 부팅한 후 프로그램을 선택하여 로그인한다.

(아) 프로그램을 실행하여 레이저 발진을 준비한다.

(자) 절단하려고 하는 소재를 테이블 위에 올리고 위치를 잡아 세팅한다.

(차) 프로그램 작동 순서를 익힌 후 가공 프로그램을 호출하고 절단 헤드와 노즐의 종 류를 확인한다.

(카) 안전문을 열고 노즐 끝단에 접착테이프를 붙이고 안전문을 닫는다.

(타) 거울과 손전등을 사용하여 노즐 센터를 확인하여 조정한 후 접착테이프를 제거한다.

(2) 레이저 절단 작업을 시작한다.

(가) 절단 헤드와 노즐을 확인한 후 작업 버튼을 누른다.

(나) 시작 전 필요한 경우 특수 기능을 선택한다.

(다) NC 기능의 사용 여부를 판단한 후 선택한다.

(라) 시작 버튼을 누른다.

(마) 안전문을 열어 첫 번째 소재의 절단 상태를 확인하고 품질에 이상이 없는 경우

안전문을 닫고 계속 절단 작업이 진행되도록 버튼을 누른다.

(바) 다시 절단 작업을 시작하려면 절단 플랜에서 재시작 버튼을 누른다.

(사) 작업 중 경고 및 에러 메시지가 발생할 경우 대처한다.

(아) 절단 완료 후 절단 헤드가 기계의 원점으로 이동하여 멈추는 것을 확인하고 작업 을 종료한다.

2. 워터젯 절단기를 사용하여 알루미늄 철판을 절단한다.

(1) 절단 소재의 종류를 확인하여 경도를 파악한다.

(2) 절단 작업을 위한 고압 설정값이 정확한지 확인하고 압력을 설정한다.

(3) 정삭, 중삭, 황삭 중 얻고자 하는 품질의 절단 속도를 설정한다.

(4) 절단 소재를 테이블에 올리기 전에 절단 헤드를 방해가 되지 않도록 이동시킨다.

(5) 탱크 내의 수위를 맞춘다.

(6) 소재의 절단이 편리하며, 사용자의 접근이 유리하고 안전한 위치에 소재를 올리고 고 정한다.

(7) 작업 지시서를 확인하고 절단할 도면의 파일을 장비에 준비한다.

(8) 절단 소재를 확인하고 두께를 설정한다.

(9) 절단 작업을 위한 원점을 확인한다.

(10) 절단을 위한 노즐의 높이를 확인한다.

(11) 노즐의 높이를 설정한 후 가공 경로에 충돌할 수 있는 장애물 등이 없는지 확인한다.

(12) 물과 연마재를 켜지 않고 절단할 가공 경로를 모의 주행한다.

(13) 모의 주행 중 절단 소재와 노즐의 거리 간격이 충분한지 확인한다.

(14) 고압수가 원활히 분사되고, 연마재가 노즐로 정확히 유입되는지 확인한다.

(15) 고압수가 분사되는 노즐에 노즐 커버를 장착한다.

(16) 보안경과 귀마개 등을 착용하여 안전사고에 대비한다.

(17) 모든 작업이 준비되면 절단 작업을 수행한다

(18) 절단 작업 중 장비 옆에서 장비의 작동 상태를 점검한다.

(19) 절단 작업 중 연마재나 고압수가 나오지 않고, 노즐이 장애물 등과 충돌할 위험성이 있으면 일시 정지 버튼을 눌러 장비를 정지시킨다.

(20) 절단 작업이 마무리되면 고압 펌프의 작동을 해제하고 작업을 종료한다.

3. 플라즈마 절단기를 사용하여 알루미늄 철판을 절단한다.

(1) 절단 조건을 확인하여 절단 전류를 조정하고, 속도 및 팁 높이 등을 조정하여 맞춘다.

(2) 플라즈마 절단기의 토치 선단부를 수직으로 유지한다.

(3) 자동 절단 시 자기 유지를 ‘무’로 사용한다.

(4) 토치 스위치 버튼을 누르면 초기 압축 공기가 나온 후 파일럿 아크가 발생한다.

(5) 미리 팁의 높이를 조정하고 플라즈마 아크를 이행시킨다.

(6) 절단 중에 아크가 끊기거나 절단면이 솟아오르는 등의 문제점이 없는지 확인하면서 작업한다.

(7) 절단이 종료되면 토치 스위치를 꺼서 작업을 종료한다

4. 절단 작업의 일반 사항을 확인한다.

(1) 블록별로 누락된 철판이 있는지 확인하고 블록 단위로 선별하여 적치한다.

(2) 선별 작업 시 철판 표면에 부적격한 부분이 있는지 확인한다.

(3) 알루미늄 철판의 선별 작업 중 이상이 발견되면 담당자에게 통보한다.

(4) 철판을 절단 정반에 배치한 후 철판의 번호, 등급, 규격 등을 도면과 비교·확인한다.

(5) 절단된 부재와 잔재를 도면에 표시된 정보를 확인하여 마킹한다.

(6) 절단된 부재를 이동 대기 및 적치한다.

(7) 잔재는 지정된 보관장에 종류 및 규격별로 보관하고,

미등록 잔재는 추후 다시 사용 할 수 있는지를 판단하여 사용할 수 있는 경우 잔재 보관장에 보관하고

사용이 불가 할 경우 타 용도로 사용할 수 있는지 검토한 후 폐기하거나 매각을 위한 보관 장소 로 이동한다.

 

안전 제일은 어디에서든 통용되는 제일 덕목입니다. 

 

 작업 전 안전 점검 체크리스트를 작성한다.

1. 작업장 바닥의 전도 방지 조치 상태가 적정한지 점검한다.

2. 작업 발판의 안전성과 높이가 적정한지 점검한다. 　　

3. 작업장에 안전 통로를 설치하고 안전 통로의 확보 상태는 적정한지 점검한다.

4. 추락 방지를 위한 안전 난간이 설치된 상태는 적정한지 점검한다.　

5. 위험물을 보관하는 장소의 상태는 양호한지 점검한다.

6. 낙하물에 의한 위험 방지 조치는 적정한지 점검한다.

7. 작업장의 소음 및 조도는 적정한지 점검한다.

8. 작업이 종류에 따라 작업자의 유해 위험 요인에 적합한 개인 보호 장구를 착용하고 있는 지 점검한다.

9. 전기 설비의 접지 및 절연 상태는 적정한지 점검한다.

10. 작업장의 환기 상태는 적정한지 점검

 고속 절단기, 핸드 그라인더 등의 동력 공구의 위험 요인과 안전 및 유의 사항을 설명한다.

일반적인 산업 현장에서 널리 쓰이고 있으며, 전기 모터를 이용하여 원형의 톱날이나 연삭숫돌을 고속으로 회전시켜서 철판 등을 절단하는 기계를 말한다.

1. 주요 위험 요인을 설명한다.

(1) 방호 덮개를 해체한 상태로 절단 작업 등을 하게 되면 작업 중 다소 쉽게 기계를 다 룰 수는 있지만,

톱날과 숫돌 등 파편이 튈 수 있어서 위험하다.

(2) 전동기 케이블의 접속부가 하부에 있어 확인이 어렵고

중량물 등에 의해 쉽게 절연이 파손되어 감전의 위험성이 있다.

(3) 절단 작업 중 소재가 움직이며 튀어서 작업자가 상해를 입을 위험성이 있다.

(4) 작업 중 불꽃이 비산되어 작업자의 눈에 상해를 줄 위험성이 있다.

(5) 비산 분진에 의한 호흡기 질환이 발생할 위험성이 있다.

2. 안전 및 유의 사항을 설명한다.

(1) 고속 절단기와 핸드 그라인더의 톱날 등의 접촉을 방지하기 위한

방호 덮개 부착 및 고정 상태를 철저히 확인한다.

(2) 고속 절단기의 회전 속도보다 최고 사용 회전 속도가 높은 톱날이나 절단용 숫돌 등 을 사용한다.

(3) 전원을 켜고 끌 수 있는 스위치를 설치하여 사용한다.

(4) 전기 기계의 외부에 접지를 한다.

(5) 철판을 클램프 또는 바이스 등에 정확하게 고정하여 작업한다.

(6) 작업 중 보안경, 마스크, 안전 장갑 등 개인 보호 장구를 착용하고 작업한다.

(7) 작업의 위험 요인을 인식하기 위해 위험 예지 훈련을 한다.

 프레스 기계의 위험 요인과 안전 및 유의 사항을 설명한다.

1. 주요 위험 요인을 설명한다.

(1) 절단 작업을 위해 기계를 점검하던 중 슬라이드가 갑자기 하강하여 신체가 끼일 위험 성이 있다.

(2) 절단되는 공작물이 움직여서 신체가 다칠 위험성이 있다.

(3) 다른 작업자가 갑자기 기계를 작동하여 신체가 다칠 위험성이 있다.

(4) 이물질 제거 작업 시 슬라이드가 갑자기 하강하여 다칠 위험성이 있다.

(5) 절단 작업 중 이물질이 튀어서 눈에 들어갈 위험성이 있다

2. 안전 및 유의 사항을 설명한다.

(1) 점검 작업 중 슬라이드의 작동을 방지하기 위해 안전 블록 등의 방호 장치를 설치한다.

(2) 절단할 공작물을 작업 전 확실하게 고정한다.

(3) 2인 1조로 작업하는 경우 신호를 정하여 작업한다.

(4) 크기가 작고 폭이 좁은 소재를 절단하는 경우 수공구를 사용하여 작업한다.

(5) 정비, 청소 등의 작업 중 기동 장치에 잠금 표시를 하고,

열쇠가 있는 경우 별도로 관리하고 표지판을 설치한다.

(6) 이물질을 제거하는 경우 갈고리 등의 수공구를 사용한다.

(7) 위험 설비 점검표를 기계 옆에 비치하여 작업자가 항상 보고 점검할 수 있도록 조치 한다.

 플라즈마 절단기를 사용하는 절단 중 안전 수칙을 준수한다.

1. 절단 작업을 시행하는 작업자는 물기 있는 장갑, 신발, 작업복 등을 착용하지 않는다.

2. 절단 작업 시 장갑, 마스크 등 안전 보호 장구를 철저히 착용한다.

3. 플라즈마 절단기 주변에 물을 뿌리지 않는다.

4. 플라즈마 절단기를 사용하지 않을 때는 전원을 차단하고 절단 토치선을 바르게 정리한다.

5. 플라즈마 절단기 사용 전 접지선의 접촉 상태를 확인한다.

6. 절단 작업을 중단하는 경우 전원을 차단한다.

7. 선박의 탱크 등 밀폐된 공간에서 절단 작업을 하는 경우

연기를 배출할 수 있는 송풍기를 가동한 후 작업한다.

 화재 및 폭발을 예방하기 위하여 안전 수칙을 준수한다.

1. 작업 장소에 인접한 인화성, 가연성 물질이 없도록 조치한 후 작업한다.

2. 가연성 가스가 존재할 수 있는 탱크 내부에서 작업할 때는

가스 농도를 측정한 후 안전한 작업 환경에서 작업한다.

3. 주변에서 도장 작업을 시행하는 경우 동시에 불꽃 작업을 시행하지 않는다.

4. 도장 작업을 시행한 장소에서는 폭발의 위험성이 없도록 충분한 건조와 환기 후 작업한다.

5. 작업 전 사전 조치를 시행한다.

(1) 작업 허가서를 작성한다.

(가) 작업의 위험성을 파악할 수 있는 작업 허가서를 작업 전 반드시 작성한다.

(나) 작업 전 해당 부서장의 승인을 받는다.

(2) 화재와 폭발이 발생할 수 있는 장소에 화기 감시자를 배치하고 작업 완료 시까지 상 주시킨다.

(3) 화재와 폭발이 발생할 수 있는 장소에 소화용 준비물을 비치한다

 

 

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알루미늄 레저 선박 생산 공정 Part.3 알루미늄 절단가공 관리하기 

전반적인 생산 공정 알루미늄 절단가공 관리하기  에 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』.