KR100478284B1

KR100478284B1 - 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 제작을 위한 성형로울러 장치

Info

Publication number: KR100478284B1
Application number: KR10-2002-0059046A
Authority: KR
Inventors: 정기출
Original assignee: 정기출
Priority date: 2002-09-28
Filing date: 2002-09-28
Publication date: 2005-03-23
Also published as: KR20040028001A

Abstract

본 발명의 목적은 플럭스를 감싸는 원형 심선의 이음매 단부가 터진 틈새를 허용치 않고 일정한 두께를 가지게 되므로써 용접 아크가 일정하게 일어나 용접의 품질을 크게 향상시키며, 보빈에의 권취가 용이하고 권취시 플럭스의 소실이 발행하지 않는 구조의 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 제작을 위한 성형로울러 장치의 개선된 구조를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 플럭스와, 플럭스를 중앙 코어부에 간직되도록 평철띠를 원형으로 말아 감싸게 되는 원형심재로 구성되는 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 성형 가공에 사용하는 성형 로울러 장치에 있어서, 상기 성형로울러 장치는 상기 평철띠를 통과시켜 직선화하는 적어도 2개조가 순차로 배치되는 상하 한쌍의 로울러를 포함하여 구성되어 있으며, 그 2개조의 상하 한쌍의 로울러중 어느 하나의 외주에는 상기 평철띠의 일측 단부를 압연하여 예각의 경사면으로 소성 변형시키게 되는

Description

플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 제작을 위한 성형 로울러 장치{Roller device for manufacturing of welding rod}

본 발명은 자동 용접기에 사용하는 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 제작을 위한 성형 로울러 장치의 구조 개선에 관한 것이다.

철판과 철판을 접합하기 위해서는 접합부위를 용융시켜 접합하게 되는데, 이때 모재 사이에 형성된 공간을 충진시켜 주기 위하여 용접봉이 사용되고 있다.

용접봉은 통상 고온의 분위기 하에서 모재를 녹여 붙이기 때문에 산화되어 강도를 취약하게 만드는 것을 방지하기 위하여 도 6에 도시하는 것과 같이 용접봉(30)의 심선(31)의 외표면에 플럭스(Flux, 32)를 도포하여 용접이 진행되는 동안 녹아붙게 되는 모재와 심선(31)의 표면을 덮어 산화되는 것을 방지하고 아크의 특성을 개선하여 용접의 품질을 향상시키고 있다.

그러나 상기한 막대형 용접봉(30)의 경우 길이가 30~50㎝ 정도에 불과하여 용접봉(30)이 빨리 소모되어 용접 작업의 도중에 작업을 중단하고 계속해서 새로운 용접봉(30)을 갈아 끼워 주어야 하므로 작업 속도가 매우 늦고, 작업 중단시 앞서 끝난 용접 작업지점부터 이어서 용접해야 하므로 온도 차이나 용융액의 겹침의 정도등에 따라 용접 품질이 크게 저하되는 등의 문제가 있으며, 이는 용접 자동화에 큰 걸림돌이 되어 왔다.

상기한 막대형 용접봉(30)이 용접 자동화에 장애가 될 수 밖에 없는 이유는 심선(31)을 드럼에 감아 연속으로 공급하고자 하였을 때 그의 외표면을 감싸고 있는 플럭스(32)층이 탈리되어 버려기 때문에 어쩔 수 없어 길이가 짧은 일직선 형태를 취할 밖에 없는데 기인하는 것이다.

이 때문에 최근에는 용접 작업의 자동화를 위해 도 7에 도시하는 것과 같이 중앙 코어부에 플럭스(40)가 내장되고, 그 플럭스(40)의 외주를 심선인 평철띠가 원형으로 감싸 원형 심재(41)를 형성한 형태의 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉(42)이 개발되어 사용되어 오고 있다.

용접봉(42)을 이와같은 구조로 하게되면 용접봉(42)을 연속하여 길이가 긴 와이어 형태로 제작하고 이를 보빈의 외주에 감아 용접에 사용하더라도, 원형심재(41)에 의해 원형으로 말아져 감싸여진 플럭스(40)가 안전하게 보전되어 탈리될 우려가 없어 연속적으로 용접봉(42)의 공급 작업이 이루어질 수 있게 되므로써 용접 자동화의 혁신을 가져오게 되었다.

상기한 플럭스(40)를 내장한 와이어형 용접봉(42)은 도 8에 도시하는 것과 같은 제조공정을 거쳐 제작되는데, 길이 방향으로 연속되는 평철띠(43)가 보빈(44)에 감겨져 상하 로울러(45)(46)들이 연속적으로 배치되어 있는 성형장치구간(47)을 통과하여 공급하게 되면 그 성형공정의 전반기 구간에서 평철띠(43)는 U자형 절곡부재(48)가 되고, 플럭스 공급장치(49)를 지나면서 플럭스(50)가 U자형 절곡부재(48)의 요홈내에 수용되도록 공급되며, 계속해서 성형장치구간(47)의 후반부를 지나게 되면 U자형 절곡부재(48)가 완전히 원형으로 말아져 원형심재(51)를 형성하므로써 중앙의 코어부(52)에 내장된 플럭스(50)를 보호하게 되며, 원형심재(51)는 연신장치구간(53)을 지나면서 연신되어 원하는 규격의 굵기로 되어 최종적으로 완성된 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉(42)을 형성하게 되는 것이며, 이는 보빈(54)에 감겨져 자동 용접 공정이 많은 공장에 공급되어 연속적으로 용접봉(42)을 인출하여 사용하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 공정을 통해 제작된 용접봉(42)의 경우 평철띠(43)가 원형으로 말아져 형성된 원형 심재(41)의 이음매 단부(55)가 도 7에 도시하는 것과 같이 단순 1자형이서 이음매단부(55)가 벌어져 틈새가 형성되어 있거나 또는 2중으로 겹쳐진 이음매단부(56)가 되거나 내측으로 몰입된 이음매단부(57)를 가지게 되므로써, 용접 작업시 모든 방사상 방향으로 용접 아크가 일정하게 일어나지 않아 용융 금속의 퍼짐량이 균일하지 않게 되어 용접 품질을 저하시키는 원인이 되며, 보빈에 감기가 어렵고 또 권취시 이음매부분이 벌어져 터지면서 내부의 플럭스가 외부로 누출되는 등의 문제점도 지적되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 플럭스를 감싸는 원형 심선의 이음매 단부가 터진 틈새를 허용치 않고 일정한 두께를 가지게 되므로써 용접 아크가 일정하게 일어나 용접의 품질을 크게 향상시키며, 보빈에의 권취가 용이하고 권취시 플럭스의 소실이 발행하지 않는 구조의 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 제작을 위한 성형로울러 장치의 개선된 구조를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 플럭스와, 플럭스를 중앙 코어부에 간직되도록 평철띠를 원형으로 말아 감싸게 되는 원형심재로 구성되는 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 성형 가공에 사용하는 성형 로울러 장치에 있어서, 상기 성형로울러 장치는 상기 평철띠를 통과시켜 직선화하는 적어도 2개조가 순차로 배치되는 상하 한쌍의 로울러를 포함하여 구성되어 있으며, 그 2개조의 상하 한쌍의 로울러중 어느 하나의 외주에는 상기 평철띠의 일측 단부를 압연하여 예각의 경사면으로 소성 변형시키게 되는 형 원주홈이 전 원주면에 걸처 링상으로 형성되어 있어 이들 2개조의 상하 로울러들을 상기 평철띠가 통과시 평행사변형의 형상으로 소성 변형 되어지게 되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

플럭스 내장형 와이어 용접봉(1)의 외피 소재인 평철띠(2)를 보빈(3)에 감아 페이오프(Pay-off)라는 기계를 이용하여 1,2차 성형로울러장치(4)(5)측에 공급하게 되는데, 이때 평철띠(2)의 표면에 묻어 있는 압연유, 칩 등의 각종 이물질을 제거할 수 있도록 세척공정을 선택적으로 실시하며, 세척공정을 실시하게 되는 경우 평철띠의 소재 표면에서 윤활기능을 할 수 있는 물질까지 제거되어 성형 과정에서 성형 로울러들 사이를 통과할 때 마찰이 증가하여 성형로울러들(6A,6B-----)의 수명 단축을 가져오므로 윤활유 공급 공정을 시행하는 것이 바람직하며, 또 1,2차 성형로울러장치(4)(5)측에 공급되는 평철띠(2)는 평평한 표면을 가지는 상하 로울러로 된 직선 교정장치(성형로울러 장치의 전반부를 구성함)를 통과시켜 구부러져 있는 소재를 직선으로 잡은 후 성형작업에 들어가는 것이 바람직하다.

1차 성형로울러장치(4)에 의한 1차 성형 공정의 전반부에 평철띠(2)를 2개조가 순차로 설치되는 상하 한쌍의 로울러(7A)(7B)(8A)(8B) 사이를 통과시켜 압연시키므로써 얇은 두께의 직사각형 형상의 평철띠(2)를 평행사변형의 소재(9)로 소성 변형시킨다.

이들 상하 한쌍의 로울러(7A)(7B)(8A)(8B)들은 평철띠(2)의 직선 교정장치를 겸하게 되므로 이들 로울러들을 평철띠가 통과하면 단면이 평행사변형이 됨과함께 곧게 펴지게 된다.

상기 로울러(7A)(7B), (8A)(8B)들중 일측 로울러(7B)(8A)들에는 일측이 경사진 형의 원주홈(10A)(10B)이 형성되어 있고, 이에 맞대어서 회전하는 상대측 로울러(7A)(8B)는 평활한 원주면을 구비하고 있어 평철띠(2)가 1차 로울러(7A)(7B)원주홈(10A)을 통과하게 되면 도 3에 도시한 것과 같은 형상의 1차 변형 소재(9A)가 되고, 2차 로울러(8A)(8B)의 원주홈(10B)을 통과하게 되면 소재가 압연되면서 양단부가 경사면(11)(12)으로 된 평행사변형의 소재(9)로 소성 변형되어지게 되는 것이다.

상기한 평철띠(2)는 그의 양측 단부를 연마 또는 절단 가공에 의하여 경사면이 되도록 가공하여 평행사변형의 형상으로 만들수도 있으나 이는 가공 작업 시간이 많이 소요되고 비용이 크게 증가하여 생산성 측면에서는 그리 바람직하지 아니하므로 로울러 사이를 강제로 통과시켜 소성 변형시키는 실시예가 가장 바람직하다.

이와같이 소성변형된 평행사변형 소재(9)는 복수개의 상하로울러(6A,6B----)들로 구성된 1차 성형로울러장치(4)를 통과하면서 점차 굽힘 변형량이 증가하여 U자형 절곡부재(13)가 되며, 이때 U자형 절곡부재(13)는 플럭스 공급장치(14)를 지나게 되면서, 플럭스공급장치(14)에서 낙하 공급되는 플럭스(15)가 요홈(16)내에 수용되어지게 된다.

이 상태에서 복수개의 상하로울러(6D‥‥‥)들로 구성된 2차 성형로울러장치(5)를 지나게 되면 U자형 절곡부재(13)는 완전한 원형을 이루도록 말아져 코어부(17)내에 플럭스(15)가 안전하게 간직되도록 원형심재(18)로 형성되게 되는 것이다.

이 상태에서는 중간 단계의 용접봉(1A)의 원형심재(18)의 양측 경사면(11)(12)이 서로 접하여 경계를 형성하게 되는 이음매단부(19)를 가지게 된다.

한편 상기한 중간 단계의 용접봉(1A)은 용접기에서 주로 사용하는 1.2m/m, 1.4m/m, 1.6m/m의 직경으로 만들기 위해 연신장치(20)를 통하여 연신 작업을 거치게 되면 원하는 직경의 완성된 용접봉(1)을 얻게 되며, 이는 연속적으로 길게 계속 생산되므로 보빈(21)에 감아 용접이 요구되는 작업 현장에 보내져 보빈(21)으로부터 연속적으로 풀어내면서 용접 작업이 이루어지게 되는 것이다.

본 발명은 종래 성형 공정에 앞서 평철띠를 일직선화하는 로울러들에 평철띠의 양측 단부 모서리를 압연에 의해 영구 소성 변형시켜 평행사변형의 형상으로 만들기 위한 요홈을 형성하고 있어 상기한 완성된 용접봉(1)의 경우 이음매단부(19)의 양측 경사면(11)(12)이 서로 밀착하게 되므로써 그 틈새가 사라지고 두께가 다른 부분과 거의 동일하게 유지되어져 아크 발생의 쏠림이나 편중이 제거되고, 또 보빈(21)에 감을 때 이음매단부(19)가 벌어지게 되는 일이 방지되거나 적어도 벌어지게 되더라도 그 틈새가 경사면(11)(12)의 어긋남에 의해 보상되므로 그 내부에 수용된 플럭스(15)가 터진 틈새를 통해 외부로 누설되는 일이 줄어들고 권취 작업 속도도 증진되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉을 나타낸 단면도

도 2는 본 발명의 용접봉을 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 개략적 장치 도면

도 3은 본 발명의 용접봉을 성형하는 단계별 변화 과정을 나타낸 도면

도 4와 도 5는 본 발명의 평행사변형 소재를 압연 성형하기 위한 로울러의 구조를 나타낸 도면

도 6은 종래의 막대형 용접봉의 단면도

도 7 (a)~(c)은 종래 구조의 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉들의 단면도

도 8은 종래 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 제조 공정을 나타낸 도면

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉

2 : 평철띠 3 : 보빈

4,5 : 성형로울러장치 6 : 성형로울러들

7,8 : 로울러 9 : 평행사변형 소재

10 : 형 원주홈 9A : 1차변형소재

11,12 : 경사면 13 : U자형 절곡부재

14 : 플럭스공급장치 15 : 플럭스

16 : 요홈 17 : 코어부

18 : 원형심재 19 : 이음매단부

20 : 연신장치 21 : 보빈

Claims

플럭스와, 플럭스를 중앙 코어부에 간직되도록 평철띠를 원형으로 말아 감싸게 되는 원형심재로 구성되는 플럭스를 내장한 와이어형의 성형 가공에 사용하는 성형 로울러 장치에 있어서, 상기 성형로울러 장치는 상기 평철띠를 통과시켜 직선화하는 적어도 2개조가 순차로 배치되는 상하 한쌍의 로울러를 포함하여 구성되어 있으며, 그 2개조의 상하 한쌍의 로울러중 어느 하나의 외주에는 상기 평철띠의 일측 단부를 예각의 경사면으로 소성 변형시키게 되는 형 요홈이 전 원주면에 걸처 링상으로 형성되어 있어 이들 2개조의 상하 로울러들을 상기 평철띠가 통과시 평행사변형의 형상으로 소성 변형 되어지게 되는 것을 특징으로 하는 플럭스를 내장한 와이어형 용접봉의 성형 로울러 장치.