삼성重, 2m 용접 5분→1분으로 줄인 로봇 최초 개발

멤브레인 패널 접합 속도 개선
LNG화물창 생산효율 끌어올려
액화수소 화물창에 확대 적용

삼성중공업이 업계 최초로 '레이저 고속 용접 로봇'을 개발했다고 21일 밝혔다.

삼성중공업은 레이저 고속 용접 로봇을 통해 LNG운반선 화물창의 멤브레인 패널 접합 속도를 획기적으로 개선했다. 기존 방식인 플라즈마 아크 용접(Plasma Arc Welding·PAW)보다 최대 5배가량 빠르다.

2m 길이의 멤브레인 패널 용접 시 플라즈마 아크 용접은 5분 정도 소요되지만 레이저 용접은 단 1분만에 끝난다. 속도가 빨라져 LNG 화물창 공정의 생산성을 획기적으로 끌어올릴 수 있다.

멤브레인 레이저 고속 용접 로봇이 스윙모션을 하며 굴곡진 부위를 자동 용접하고 있다. [사진제공=삼성중공업]

LNG화물창 건조 과정은 크게 단열재 설치와 멤브레인 시공으로 나뉜다. 이 중 극저온 액화천연가스가 직접 닿는 멤브레인 패널 시공은 고난도 용접 작업이라 까다롭고 오래 걸린다. 17만4000㎥급 LNG운반선에 탑재되는 화물창 4개의 멤브레인 패널 용접 길이는 서울에서 평택까지 직선으로 이은 거리인 60㎞에 달한다.

삼성중공업 생산기술연구센터는 2021년부터 레이저 용접의 기술적 특성을 응용해 멤브레인 화물창에 최적화된 고속 용접 로봇을 개발해 왔다. 숙련된 용접 기능인력 확보가 점점 어려워지고 기존 플라즈마 아크 용접은 생산성 향상에 한계가 있었기 때문이다.

레이저 고속 용접 로봇은 레이저 빔을 일정한 간격과 속도로 회전시키는 워블(Wobble)과 초점 위치를 변경하는 디포커싱(Defocusing)으로 넓은 용접살(비드·bead) 폭을 생성할 수 있다. 레이저 변위 센서를 내장해 굴곡진 용접 위치도 자동으로 찾을 수 있다.

삼성중공업이 업계 최초로 개발한 멤브레인 레이저 고속 용접 로봇의 모습 [사진제공=삼성중공업]

삼성중공업 은 지난달 한국형 LNG화물창(KC-2C)에 레이저 고속 용접 로봇을 적용하는 테스트를 성공적으로 마쳤다. 연내 프랑스 GTT의 LNG화물창(MK-Ⅲ) 적용 테스트 완료 후 발주처 최종 사용 승인을 거쳐 생산에 본격 적용할 계획이다.

최두진 삼성중공업 생산기술연구센터장은 "레이저 고속 용접 로봇은 LNG운반선의 핵심 공정인 화물창 건조에 압도적 경쟁력을 유지할 수 있는 핵심 기술이 될 것"이라며 "향후 초저온 액화수소 운반선의 화물창으로 확대 적용할 계획"이라고 말했다.

최서윤 기자 sychoi@asiae.co.kr