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

[헤럴드경제=김은희 기자] 삼성중공업은 업계 최초로 LNG(액화천연가스) 운반선 화물창의 멤브레인(얇은 강판) 패널 접합 속도를 획기적으로 개선한 ‘레이저 고속 용접 로봇’을 개발했다고 21일 밝혔다.

이번에 개발한 레이저 고속 용접 로봇은 기존 플라즈마 아크 용접(PAW)과 비교해 속도가 최대 5배가량 빨라 LNG운반선의 건조 생산 효율을 높일 것으로 기대된다.

LNG화물창은 단열재 설치와 멤브레인 시공을 거쳐 건조되는데 이 중 극저온 LNG가 직접 닿는 멤브레인 패널 시공은 고난도의 용접 작업이 대부분이라 까다롭고 시간도 오래 걸린다. 실제 업계 표준인 17만4000㎥급 LNG선 1척에 탑재되는 4개 화물창의 멤브레인 패널 용접 길이는 60㎞에 달한다.

기존 방식은 생산성 향상에 한계가 있는 데다 최근 숙련된 용접 기능인력의 확보가 어려워지면서 업계에선 새로운 용접 기술 개발이 요구돼 왔다. 이에 삼성중공업 생산기술연구센터는 2021년부터 레이저 용접의 기술적 특성을 응용해 멤브레인 화물창에 최적화된 고속 용접 로봇을 개발해 왔다.

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

레이저 고속 용접 로봇은 레이저 빔을 일정한 간격과 속도로 회전시킬 수 있으며 초점 위치를 변경하는 디포커싱으로 넓은 비드(용접살) 폭을 생성할 수 있다. 레이저 변위 센서가 내장돼 굴곡진 용접 위치도 자동으로 찾을 수 있다. 2m 길이의 멤브레인 패널을 용접할 때 PAW는 5분 정도 소요되는 반면 레이저 용접은 1분 만에 끝난다.

삼성중공업은 지난달 한국형 LNG화물창(KC-2C)에 레이저 고속 용접 로봇을 적용하는 시험을 성공적으로 마쳤다. 연내 프랑스 GTT의 LNG화물창(MK-Ⅲ) 적용 시험을 완료한 뒤 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.