KR100257375B1 - 진공차폐를 이용한 용접시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 차폐를 이용하여 제품을 용접하는 장치에 관한 것으로, 특히, 고진공 상태의 진공용기 내부를 불활성 가스 상태로 만들기 위한 진공용기측 가스봄베(10)와; 용기내에 공급되는 불활성 가스를 가열하여 수분과, 수소, 산소를 제거하는 가스 정제기(20)와: 고진공상태에서 진공의 누설이 없도록 하여 용접부의 건전성을 증진시키는 진공용기(30)와; 높은 열로부터 토치를 보호하기 위한 토치냉각장치 (40)와; 용접토치(70)에서 아크를 일으키기 위한 변압기인 용접기(50)와; 용접토치에서 발생한 아크와 아크에 의해 녹은 용접금속의 아크를 안정시키기 위한 용접기측 가스봄베(60)와; 상기 용접기로 부터 전력을 공급받아 실제 용접불꽃을 일으키는 용접토치(70)와; 진공용기의 개방없이도 소형작업물이나 공구 교환이 가능하도록 하는 보조용기(80)와; 진공용기와 진공펌프 사이에 설치된 게이트 밸브를 작동시키기 위한 공기 압축기(90)와; 진공용기의 기압을 항상 일정하게 유지시키기 위한 기압 조절기(100)와; 용접을 하는 작업자의 편의를 위해 용접기에서 멀리 떨어진 위치에서도 작업할 수 있도록 한 원격 조정장치(110)와; 진공용기와 보조 진공용기내의 대기 성분을 빼내어 고진공 상태로 만드는 진공펌프(120)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 진공 차폐를 이용한 용접시스템으로써, 본 발명은 활성금속의 용접품질을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Description

진공 차폐를 이용한 용접시스템
본 발명은 진공 차폐를 이용하여 제품을 용접하는 장치에 관한 것으로, 특히, 용접할 제품을 진공 용기내에 넣은 후, 진공 용기내의 공기를 진공 시스템을 이용하여 빼내고, 불활성 가스 공급 시스템을 따라 불활성 가스를 공급하여 진공용 기내가 불활성 가스상태가 되도록 한 후 용접 시스템을 이용하여 용접하고자 하는 제품을 용접할 수 있도록 한 진공 차폐를 이용한 용접시스템에 관한 것이다.
일반적으로 활성 금속은 대기중에서 산소와의 친화력이 아주 좋아서, 실제 용접시 용접되는 부분이 산화되어 용접부의 품질 저하는 물론 용접 금속의 기계적 성질을 열화시키는 원인이 된다.
주지하다시피, 진공 차폐를 이용한 시스템 구성능력 미비로 대부분의 활성 금속이 대기중에서 용접되어 왔고, 완벽한 용접부보다는 차선의 용접 품질을 충족하기 위해 용접 용융물로 유입되는 불순물을 다양한 차폐 지그 등을 사용하여 차폐해오고 있는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 특히, 활성 금속이 발전하여 항공분야 등 특수 분야에 많이 사용되고 있는 점을 감안할 때 고품질, 고순도의 용접 수행은 필수적이며, 이를 만족하기 위해서는 진공차폐중에서 용접하는 특수 용접을 수행하기 위해 가스 텅스텐 아크 용접장치에 진공용기를 설치하여 용접과 진공용기를 시스템적으로 일체화 시켜 진공용기내에서 제품을 용접할 수 있도록 진공 차폐를 이용한 용접시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 진공 차폐를 이용한 용접시스템은 고진공 상태의 진공용기 내부를 불활성 가스 상태로 만들기 위한 진공용기측 가스봄베와; 용기내에 공급될 불활성 가스를 가열하여 가스내에 존재하는 수분과, 수소, 산소를 제거하는 가스 정제기와; 고진공상태에서 진공의 누설이 없도록 하여 용접부의 건전성을 증진시키는 진공용기와; 높은 열로부터 토치를 보호하기 위한 토치 냉각장치와; 용접 토치에서 아크를 일으키기 위한 변압기로 전원의 낮은 전류를 높은 전류로 변환시켜 용접아크가 발생하도록 하는 용접기와; 용접토치에서 발생한 아크와 아크에 의해 녹은 용접금속의 아크를 안정시키기 위한 용접기측 가스봄베와; 상기 용접기로 부터 전력을 공급받아 실제 용접불꽃을 일으키는 용접토치와; 상기 진공용기에 부가적으로 부착되어 있으며, 진공용기의 개방없이도 소형작업물이나 공구 교환이 가능하도록 하는 보조용기와; 진공용기와 진공펌프 사이에 설치된 게이트 밸브를 작동시키기 위한 공기 압축기와; 진공용기의 기압을 항상 일정하게 유지시키기 위한 기압 조절기와; 용접을 하는 작업자의 편의를 위해 용접기에서 멀리 떨어진 위치에서도 작업할 수 있도록 한 원격 조정장치와; 진공용기와 보조 진공용기내의 대기 성분을 빼내어 고진공 상태로 만드는 진공펌프를 포함하여 구성됨을 기 기술적 구성상의 특징으로 한다.
제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차폐를 이용한 용접시스템의 개략적인 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 진공용기측 가스봄베 20 : 가스정제기
30 : 진공용기 40 : 토치냉각장치
50 : 용접기 60 : 용접기측 가스봄베
70 : 용접토치 80 : 보조용기
90 : 공기압축기 100 : 기압조절기
110 : 원격조정장치 120 : 진공펌프
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 진공 차폐를 이용한 용접시스템의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 들어 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예]
도 1에 도시된 바와 같이, 진공용기측 가스봄베(10)는 진공용기(30) 및 보조용기(80)내에 불활성 가스(아르곤, 헬륨)를 공급하며, 상기 불활성 가스는 진공 차폐 용접시 용접부에 나쁜 영향을 미치는 대기중의 산소, 질소, 수분 등을 제거하여 고진공 상태로된 진공용기(30)와 보조용기(80)내에 채워진다.
또한, 가스 정제기(20)는 상기 진공용기측 가스봄베(10)에서 공급되는 가스내에 함유되어 있는 수분등 용접시 나쁜 영향을 미치는 수분을 가열하여 수분을 제거한 후 진공용기(30)로 공급하게 되며, 진공용기(30)는 고진공상태에서 진공의 누설이 없도록 하여 용접부의 건전성을 증진시키며, 토치 냉각장치(40)는 높은 열로부터 토치를 보호하며, 용접기(50)는 용접토치(70)에서 아크를 일으키기 위한 변압기로 전원의 낮은 전류를 높은 전류로 변환시켜 용접아크가 발생하도록 하며, 용접기측 가스봄베(60)는 불활성 가스를 공급하여 용접토치(70)에서 발생한 아크와 아크에 의해 녹은 용접금속의 아크를 안정시키며, 녹은 용접 금속의 산화는 방지된다.
이어서, 용접토치(70)는 상기 용접기로 부터 전력을 공급받아 실제 용접불꽃을 일으키며, 보조용기(80)는 상기 진공용기(30)에 부가적으로 부착되며, 진공용기(30)의 개방없이도 소형작업물이나 공구 교환이 가능하도록 하며, 공기 압축기(90)는 진공용기(30)와 진공펌프(120) 사이에 설치된 게이트 밸브를 작동시키며, 기압조절기 (100)는 용접기측 가스봄베(60)로 부터 공급된 가스의 양만큼 진공용기(30)에서 대기중으로 가스를 배출하여 진공용기(30)의 기압을 항상 일정하게 1기압으로 유지시키며, 원격 조정장치(110)는 용접을 하는 작업자의 편의를 위해 용접기(50)에서 멀리 떨어진 위치에서도 작업할 수 있도록 하며, 진공펌프(120)는 진공용기(30)와 보조용기(80)내의 대기 성분을 빼내어 고진공 상태로 만듦으로써, 본 실시예를 구성한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작과정을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 보여지는 바와 같이, 진공용기측 가스봄베(10)는 고진공 상태의 진공용기(300) 내부를 불활성 가스상태로 만들기 위해 불활성 가스를 공급하며, 상기 진공용기측 가스봄베(10)에서 출력되는 불활성 가스는 가스 정제기(20)로 입력되며, 상기 가스 정제기(20)로 입력된 가스는 가스 정제기(20)내에서 수소와 산소 등 용접 물질에 치명적인 영향을 미치는 수분이 제거된다.
상기 가스 정제기(20)에서 수분이 정제된 불활성 가스는 가스로 작동되는 솔레노이드 벨브의 열림 신호에 따라 진공용기(30)에 공급되며, 솔레노이드 밸브의 닫힘 신호에 따라 공급이 중단된다.
상기 솔레노이드 밸브의 열림 신호와 닫힘 신호는 용접 작업자가 임의로 선택한다.
진공용기(30)를 고진공으로 만들기 위해서는 진공펌프(120)를 작동시켜야 하며, 진공펌프(120)의 작동 유무는 용접 작업자에 의해 임의로 선택되거나 또는 작업자가 입력한 값에 의해 자체 동작되어 진다.
공기 압축기(90)는 진공용기(30)와 진공펌프(120)사이에 설치된 게이트밸브(도시되지 않음)를 작동시키기 위한 것이며, 게이트밸브는 진공펌프(120)가 작동하지 않을때에도 진공용기(30) 내부가 고진공 상태가 유지되도록 한다.
한편, 용접기측 가스봄베(60)에서는 용접토치(70)로 부터 발생한 아크와 아크에 의해 녹은 용접금속의 아크를 안정시키기 위해 가스를 분사하며, 상기 용접기측 가스봄베(60)에서 분사된 가스는 용접기(50)를 통해 용접토치(70)로 전달된다.
이때, 용접토치(70)를 높은 열로부터 보호하기 위해 토치 냉각장치(40)에서는 바람이나 물을 순환시키게 되며, 상기 토치 냉각장치(40)는 수냉식과 공냉식을 겸용하게 된다.
이렇게 용접준비가 되면, 용접 작업자는 진공용기(30)의 벽에 설치된 손투입구를 통해 손을 진공용기(30)내부로 집어넣어 용접토치(70)를 잡고 용접 작업을 하게 되며, 손투입구는 진공용기(30)내부의 공기를 빼낼때는 손투입구 마개로 닫혀지며, 진공용기(30)내부가 불활성 가스로 채워지고 난 후 손투입구 마개가 제거되면 기존의 손투입구에 장착된 고무장갑을 통해 손을 집어넣어 작업할 수 있도록 되어진다.
한편, 용접시 용접 가스에 의해 진공용기(30)의 기압이 상승함으로 이러한 현상을 막고 항상 일정한 기압을 유지하기 위해 기압조절기(100)에서는 진공용기(30)내부에서 용접시 기체 팽창에 의해서 발생되는 기압을 외부로 방출하게 됨으로 항상 일정한 기압에서 작업을 할 수 있게된다.
한편, 원격조정장치(110)를 이용하여 작업자는 멀리 떨어져 있는 용접기(50)를 조절할 수 있으며, 조정방식은 페달방식이나 원격 자동누름 스위치를 사용하게 된다.
작업시 작업물은 진공용기(30)에 놓게 되지만 보조 공구나 용접재는 진공용기(30)와 격리된 보조용기(80)에 넣어서도 사용이 가능케하여 작업시 가동 시간을 향상시킬 수가 있다.
따라서, 긴공용기측 가스봄베(10)를 통해 출력된 불활성 가스가 가스 정제기(20)를 통해 정제된 후 진공용기(30)에 입력되고, 용접기측 가스봄베(60)에서 출력된 가스는 용접기(50)를 통해 용접토치(70)로 인가된다.
용접토치(70)로 가스가 인가되면 작업자는 진공용기(30)에 설치된 손투입구에 손을 넣어 용접 작업을 하게 되며, 작업시 발생되는 진공용기(30)내부의 기압은 기압조절기(100)에 의해 조절된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 진공 차폐를 이용한 용접시스템은, 특히, 진공용기내부에 불활성 가스(헬륨)를 투입 용기내부를 진공상태로 만든 후 활성금속을 진공상태에서 용접함으로써 활성 금속의 용접품질을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 고진공 상태의 진공용기 내부를 불활성 가스 상태로 만들기 위한 진공용기측 가스봄베(10)와; 용기내에 공급될 불활성 가스를 가열하여 가스내에 존재하는 수분과, 수소, 산소를 제거하는 가스 정제기(20)와: 고진공상태에서 진공의 누설이 없도록 하여 용접부의 건전성을 증진시키는 진공용기(30)와; 높은 열로부터 토치를 보호하기 위한 토치 냉각장치(40)와; 용접토치(70)에서 아크를 일으키기 위한 변압기로 전원의 낮은 전류를 높은 전류로 변환시켜 용접아크가 발생하도록 하는 용접기(50)와; 용접토치(70)에서 발생한 아크와 아크에 의해 녹은 용접금속의 아크를 안정시키기 위한 용접기측 가스봄베(60)와; 상기 용접기(50)로 부터 전력을 공급받아 실제 용접불꽃을 일으키는 용접토치(70)와; 상기 진공용기(30)에 부가적으로 부착되어 있으며, 진공용기(30)의 개방없이도 소형작업물이나 공구 교환이 가능하도록 하는 보조용기(80)와; 진공용기(30)와 진공펌프(120) 사이에 설치된 게이트 밸브를 작동시키기 위한 공기 압축기(90)와; 진공용기(30)의 기압을 항상 일정하게 유지시키기 위한 기압 조절기(100)와; 용접을 하는 작업자의 편의를 위해 용접기(50)에서 멀리 떨어진 위치에서도 작업할 수 있도록 한 원격 조정장치(110)와; 진공용기(30)와 보조 진공용기내의 대기 성분을 빼내어 고진공 상태로 만드는 진공펌프(120)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진공 차폐를 이용한 용접시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 토치 냉각장치(40)는 수냉식과 공냉식을 겸용으로 하는 방식을 채택함을 특징으로 하는 진공 차폐를 이용한 용접시스템.
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