KR100429304B1 - 피복아크 용접봉 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 의한 용접봉은, 원형의 단면을 가지는 심선 및 심선을 피복하는 피복재를 포함하는 피복아크 용접봉으로서, 심선의 전체 표면적을 증가시키기 위하여, 심선의 길이방향을 따라 연장되는, 적어도 하나 이상의 홈이, 심선의 외주면에 형성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 홈은, 심선의 길이방향을 따라 나선형으로 연장된다. 이에 의하면, 심선의 표면적을 증가시킴으로써 더 큰 전류를 인가할 수 있기 때문에 용접전류를 크게 할 수 있다. 따라서, 큰 용접전류를 인가할 수 있으므로 용접시 용접금속의 용착량이 늘어 나며, 용입이 깊어 지고, 아크 쏠림이 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.

Description

피복아크 용접봉 {Shielded metal arc welding electrode}

본 발명은 피복아크 용접봉에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 피복아크 용접봉의 심선의 단면 형상을 변형시킴으로써 용접의 효과를 증대시킬 수 있는 피복아크 용접봉에 관한 것이다.

도 1은 종래 일반적인 피복아크 용접봉의 단면을 나타낸 도면이다.도 1에 도시된 바와 같이 종래의 피복아크 용접봉은 단면이 원형인 형상을 가지는 심선(1)과 이 심선(1)을 피복하는 피복재(2)로 구성된다.일반적으로 용접시에 그 용접능률을 높이기 위하여 높은 용접전류를 사용하여야 한다. 그러나, 높은 용접전류를 사용하게 되면 심선(1) 및 피복재(4)에서 저항열이 발생하여 용접봉이 가열된다. 이와 같이 용접봉이 가열되면 용접봉을 가열시키는데 소모되는 전류로 인하여 용접 에너지가 줄어들게 되어 용입 깊이가 줄어들 수도 있다.따라서, 이와 같이 저항열에 의한 가열현상으로 인하여 일정길이 이상의 용접봉을 사용하지 못하는 제약이 있었다.또한, 이와 같이 한정된 전류를 사용하여야 하기 때문에 용접 금속량이 적으며, 즉 용접효율이 낮고 용입깊이도 얕으며 아크 쏠림(자기 불림)이 쉽게 발생하는 경향이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 피복아크 용접봉의 심선 단면의 형상이 원형인 종래 용접봉의 문제점을 극복하여, 심선의 표면적을 넓혀 보다 더 큰 세기의 전류를 인가할 수 있으면서도 그 저항열은 신속하게 냉각시킬 수 있는 피복아크 용접봉을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적으로 사용되는 피복아크 용접봉의 단면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 피복아크 용접봉의 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 피복아크 용접봉의 단면도,도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 피복아크 용접봉의 심선을 나타낸 사시도이다.〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉1a, 1b, 1c : 용접봉 심선 2 : 피복재

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 용접봉은, 원형의 단면을 가지는 심선 및 상기 심선을 피복하는 피복재를 포함하는 피복아크 용접봉으로서, 상기 심선의 전체 표면적을 증가시키기 위하여, 상기 심선의 길이방향을 따라 연장되는, 적어도 하나 이상의 홈이, 상기 심선의 외주면에 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 홈은, 상기 심선의 길이방향을 따라 나선형으로 연장된다. 바람직하게는, 상기 홈은, 그 깊이가 상기 심선 단면 지름 값의 1% 내지 40%이며, 그 폭은 상기 심선 단면 반지름 값의 5% 내지 80%이다.본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다.

본 발명에 의한 피복아크 용접봉은, 도체에 전류가 흐를때 그 표면을 따라 흐르는 표면효과에 의하여 표면적이 넓으면 더 많은 전류를 흐르게 할 수 있고 또한 표면적을 크게 함으로써 냉각효과를 높일 수 있게 한 것이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 피복아크 용접봉을 나타낸 단면도로서, 용접봉 심선(1b)(1c)의 외주면에 홈을 형성함으로써 종래 원형 단면의 형상을 가지는 심선(1)보다 표면적이 더 넓으며 이에 따라 저항열을 신속하게 냉각시킬 수 있다.도 2에 도시된 피복아크 용접봉은, 단면의 형상이 원형인 용접봉 심선(1b)의 외주면에 '∨자' 형상의 홈을 형성하여 전체 표면적을 증가시킨다.또한, 도 3에 도시된 바와 같이 홈의 형상을 '∪자' 형상으로 형성하는 것도 무방하다. 여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 '∨자' 및 '∪자' 홈의 형상에 한정되지 않고 용접봉 심선의 표면적을 증가시킬 수 있기만 하면 다른 형상으로 형성하는 것도 가능하다.이와 같이 본 발명에 의한 피복아크 용접봉 심선의 외주면에 형성되는 홈의 갯수는 도 2 및 도 3에 도시된 홈의 갯수에 한정되는 것이 아니다. 이러한 홈의 갯수는 용접봉 심선의 외주면에 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 또한 심선 표면 전체를 가공할 수 있는 최대 갯수 만큼 형성할 수 있다. 즉, 심선 단면의 원주길이를 홈의 폭으로 나눈 값까지 형성할 수 있다.바람직하게는, 용접봉 심선의 외주면에 형성되는 홈은 용접봉 심선 자체의 강도를 유지할 수 있는 정도, 보다 구체적으로는 홈의 깊이는, 심선 단면 지름값의 1% 내지 40%이고, 그 폭은 심선 단면 반지름값의 5% 내지 80%가 된다.한편, 도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 용접봉 심선(1b)을 나타낸 사시도로서, 용접봉 심선(1b)의 홈은 도 4에 도시된 바와 같이 심선(1b)의 길이 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다.또한 도 5에 도시된 바와 같이 심선(1b)의 길이방향을 따라 나선형으로 연장되어 형성될 수 있다.이와 같이, 용접봉 심선(1b)(1c)의 외주면에 홈을 형성하여 그 표면적을 증가 시킴으로써 종래 원형 단면을 가지는 심선(1a)을 사용하는 경우보다 용접 중 더 큰 용접 전류를 인가할 수 있게 된다.이와 같이 더 큰 용접 전류를 인가함으로써, 용착 효율을 높일 수 있고 용입을 깊게 하며 아크 쏠림(자기 불림)을 줄일 수 있게 된다.이하, 표 1을 참조하여 원형 단면을 가지는 심선(1)을 가지는 용접봉과, 본 발명에 의한 홈이 형성된 심선을 가지는 용접봉을 비교한 실험결과를 설명하기로 한다.표 1은 피복아크 용접봉 심선의 지름이 4mm이며, 홈이 형성되지 않은 종래 심선(1a)과, 홈의 각도가 60°, 홈의 한 면의 길이가 0.5mm인 '∨자' 형상의 홈이 8개, 12개 및 18개 형성되는 심선을 가지는 피복아크 용접봉으로 160A의 용접전류를 사용해서 용접할 때 각 용접봉의 단면적과 심선의 표면길이, 단위 면적당 전류밀도, 표면 길이당 전류세기와 종래 심선(1a)의 표면 길이당 전류세기에 대응하는, 홈이 형성된 심선을 가지는 용접봉의 상당 전류세기를 비교하여 나타낸다.1) 전류 밀도의 비교표 1에서 보는 바와 같이, 종래의 지름 4mm의 심선(1a)을 사용한 용접봉에 일반적으로 사용하는 160A의 전류를, '∨자' 형상의 홈이 형성된 심선(1b)을 사용한 피복아크 용접봉에 동일하게 사용할 경우에, '∨자' 형상의 홈이 8개 가공된 심전의 전류 밀도는 16.47A/㎟로 종래보다 29.3% 높아지게 된다.또한, '∨자' 형상의 홈이 12개 가공된 심선의 전류밀도는 19.29A/㎟로 종래보다 51.5% 높아지게 된다. 그리고, '∨자' 형상의 홈이 18개 가공된 심선의 전류밀도는 25.99A/㎟로 종래보다 104.1% 높아지게 된다.2) 표면 길이당 전류 세기표 1에서 보는 바와 같이, 종래 지름 4mm의 심선(1a)을 사용한 용접봉에 일반적으로 사용하는 160A의 전류를 사용할 경우에는 표면 길이당 전류 세기는 12.73A/mm이며, '∨자' 형상의 홈이 형성된 심선(1b)에도 12.73A/mm의 표면 길이 당 전류 세기가 흐르게 하기 위해서는 '∨자' 형상의 홈이 8개 형성된 심선을 가지는 피복아크 용접봉은 191A를 사용하여야 한다. 이 전류값은 종래의 지름 4mm의 심선(1a)을 사용하는 160A보다 19.4% 높은 전류세기이다.'∨자' 형상의 홈이 12개 형성된 심선의 경우는 206A로 종래보다 28.75% 높아지게 되고, '∨자' 형상의 홈이 16개 형성된 심선의 경우는 229A로 종래보다 43.1% 크게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 심선의 표면적을 증가시킴으로써 더 큰 전류를 인가할 수 있기 때문에 용접전류를 크게 할 수 있다.따라서, 큰 용접전류를 인가할 수 있으므로 용접시 용접금속의 용착량이 늘어 나며, 용입이 깊어 지고, 아크 쏠림이 줄어들며 송급성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.또한, 용접봉의 길이에 대한 제약이 완화되는 효과를 얻을 수 있다.이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 원형의 단면을 가지는 심선 및 상기 심선을 피복하는 피복재를 포함하는 용접봉으로서,

   상기 심선의 전체 표면적을 증가시키기 위하여, 상기 심선의 길이방향을 따라 연장되는, 적어도 하나 이상의 홈이, 상기 심선의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 피복아크 용접봉.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 홈은,

   상기 심선의 길이방향을 따라 나선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 피복아크 용접봉.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 홈은,

   그 깊이가 상기 심선 단면 지름값의 1% 내지 40%이며,

   그 폭은 상기 심선 단면 반지름값의 5% 내지 80%인 것을 특징으로 하는 피복아크 용접봉.