KR100519633B1

KR100519633B1 - 복합 이중강관의 제조방법

Info

Publication number: KR100519633B1
Application number: KR10-2003-0065952A
Authority: KR
Inventors: 김병석
Original assignee: 삼풍공업주식회사
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2005-10-10
Also published as: KR20030082506A

Abstract

본 발명은 자동차의 배기계통 등에 소음저감의 목적으로 사용되는 복합 이중강관의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부관과 외부관을 조관하고 내부관의 외측 둘레로 흡음재를 권착하여 이를 외부관 내측으로 삽설한 후에 내부관을 확관하거나 또는 외부관을 축관하는 과정과, 상기 이중관체를 필요한 길이로 절단한 후 그 양단부의 내부관과 외부관을 용접하는 과정을 포함함으로써, 내ㆍ외부관 사이에 흡음재가 압착, 충진되고 상기 내ㆍ외부관이 일체화된 이중관체를 형성하여, 이중의 관체와 내부의 흡음재에 의한 소음파의 반사 및 흡수에 의해 소음저감 효과를 가져옴과 동시에 벤딩시에도 이중의 관체가 손상되거나 불균일한 변형이 발생되지 않아 원하는 형상으로의 조형(造形)이 용이한 복합 이중강관의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 일정 간격을 두고 중첩된 내부관와 외부관의 사이 간격부에 흡음재가 충진된 복합 이중강관을 제조함에 있어서,

강판을 둥글게 말아 내부관 및 외부관을 각각 조관하는 제 1단계와, 조관된 내부관 또는 외부관을 연화 열처리하는 제 2단계와, 내부관의 외측으로 흡음재를 권착하는 제 3단계와, 흡음재가 권착된 내부관을 외부관의 내부에 삽설하여 흡음재가 상기 내ㆍ외부관 사이 간격부에 내설된 이중관체를 형성하는 제 4단계와, 상기 이중관체의 내부관을 확관하거나 또는 외부관을 축관하는 제 5단계와, 내부관이 확관되거나 또는 외부관이 축괸된 상기 이중관체를 필요한 길이로 절단하는 제 6단계와, 절단된 이중관체의 양단부의 내부관과 외부관을 용접하는 제 7단계를 포함함을 특징으로 하는 복합 이중강관의 제조방법이 제공된다.

Description

복합 이중강관의 제조방법{The manufacturing method of composite dual steel tubing}

일반적으로, 복합 이중강관은 일정 간격을 두고 중첩된 강소재의 내부관과 외부관의 사이 간격부에 유리섬유, 석면과 같은 내열성을 갖는 흡음재를 충진하여, 예컨대, 자동차의 배기계통에 설치되어 배기 매니폴드로부터 방사되는 배기가스의 소음을 이중의 관체 및 흡음재에 의해 완충, 흡수토록 함으로써 배기 소음을 효과적으로 저감시키는 역할을 하는 것이다.

이와 같은 복합 이중강관은 상기 흡음재가 내부관과 외부관의 사이 간격부에 내밀하게 충진되어 있지 않다면, 이후 필요한 형상을 얻기 위해 복합 이중강관을 벤딩하고자 할 때, 내부관이 불균일하게 굽혀지거나 이에 따라 내부관 또는 외부관이 파손되는 등 제품의 불량율 발생이 높아지게 되므로 상기 흡음재가 내부관과 외부관 사이 간격부에 압착, 충진될 것이 요구되는데, 이를 충족하는 것이 용이하지 않아 실제 그 생산은 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 흡음재가 내부관과 외부관의 사이 간격부에 압착, 충진되고, 상기 내ㆍ외부관이 일체화됨으로써, 이중의 관체 및 내부의 흡음재에 의한 소음파의 반사와 흡수에 의해 소음저감 효과를 가져옴과 동시에, 벤딩시에도 이중의 관체가 손상되거나 불균일한 변형이 발생되지 않아 원하는 형상으로의 조형이 용이한 복합 이중강관의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 일정 간격을 두고 중첩된 내부관(1)와 외부관(2)의 사이 간격부에 흡음재(3)가 충진된 복합 이중강관(100)을 제조함에 있어서,

강판(4)(4')을 둥글게 말아 내부관(1) 및 외부관(2)을 각각 조관하는 제 1단계와, 조관된 내부관(1) 또는 외부관(2)을 연화 열처리하는 제 2단계와, 내부관(1)의 외측으로 흡음재(3)를 권착하는 제 3단계와, 흡음재(3)가 권착된 내부관(1)을 외부관(2)의 내부에 삽설하여 흡음재(3)가 상기 내ㆍ외부관(1)(2) 사이 간격부에 내설된 이중관체(5)를 형성하는 제 4단계와, 상기 이중관체(5)의 내부관(1)을 확관하거나 또는 외부관(2)을 축관하는 제 5단계와, 내부관(1)이 확관되거나 또는 외부관(2)이 축괸된 상기 이중관체(5)를 필요한 길이로 절단하는 제 6단계와, 절단된 이중관체(5)의 양단부의 내부관(1)과 외부관(2)을 용접하는 제 7단계를 포함함을 특징으로 한다.

도면중 미설명 부호 6은 용접부이다.

본 발명의 제 1단계는 이중관체(5)를 구성하는 내부관(1)과 외부관(2)을 각각 조관하는 단계로서, 열연코일이나 열연스켈프를 풀어 소정 길이로 절단한 도 2에 도시된 바와 같은 강판(4)(4')을 각각 조관기에 걸어 도 3에 도시된 바와 같이 둥글게 말아 내부관(1)과 외부관(2)을 성형하고 그 이음부를 용접함에 의해 내부관(1)과 외부관(2)을 각각 조관하게 된다. 이 때, 상기 내부관(1) 및 외부관(2)의 직경은 최종 제품에 요구되는 직경 범위를 고려하되 흡음재(3)의 두께를 고려하여 외측 둘레로 흡음재(3)가 권착된 내부관(1)이 외부관(2)의 내측으로 용이하게 삽입될 수 있도록 한다.

본 발명의 제 2단계는 내부관(1) 또는 외부관(2)을 선택적으로 연화 열처리하는 단계로서, 본 발명의 제 5단계에서 내부관(1)을 확관할 것인지 아니면 외부관(2)을 축관할 것인지에 따라 연화 열처리 대상이 달라지게 된다.

연화 열처리란 재료를 무르게 하여 가공성을 개선하는 것으로 탄소강 또는 합금강을 냉간가공에 의해 성형할 때 변형저항을 감소시킬 목적으로 가공전 소둔(풀림, annealing) 열처리하는 것인데, 본 발명은 내부관(1)을 확관하거나 외부관(2)을 축관하는 냉간가공과정인 제 5단계 작업시 이에 따른 변형저항에 의해 내부관(1) 또는 외부관(2)의 변형이나 손상을 막고자 본 단계를 거치게 된다.

본 발명의 제 3단계는 내부관(1)의 외측 둘레에 흡음재(3)를 권착하는 단계로서, 도 4에 도시된 바와 같이 유리섬유나 석면과 같은 내열성을 갖는 흡음재(3)의 원단을 적정 길이로 재단한 후 제조된 내부관(1)의 외주연을 따라 권착하게 된다.

본 발명의 제 4단계는 도 5에 도시된 바와 같이 흡음재(3)가 권착된 내부관(1)을 외부관(2)의 내부에 삽설하는 단계로서 이에 의해 상기 내ㆍ외부관(1)(2) 사이 간격부에 흡음재(3)가 내설된 이중관체(5)가 형성되게 된다. 다만, 흡음재(3)가 권착된 내부관(1)이 외부관(2)의 내측으로 삽입이 용이하도록 흡음재(3)의 두께를 고려하여 내부관(1) 및 외부관(2)의 직경이 결정되었던 바, 본 단계에서는 상기 흡음재(1)가 내부관(1)의 외면 및 외부관(2)의 외면에 의해 압착된 상태는 아니다.

본 발명의 제 5단계는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 이중관체(5)의 내부관(1)을 확관하거나 또는 도 7에 도시된 바와 같이 그 외부관(2)을 축관하는 단계로서, 상온에서 선단이 상기 내부관(1)의 내경보다 작고 후단이 상기 내부관(1)의 내경보다 큰 직경을 갖는 푸셔를 상기 이중관체(5)의 내부관(1) 내부를 관통하도록 진행시킴에 의해 내부관(1)을 확관하거나, 또는 상기 이중관체(5)를 다이스(공대)에 형성된 상기 외부관(2)의 외경보다 소경인 공경을 통과시키는 인발에 의해 상기 외부관(2)을 축관하게 되는데, 이에 따라 상기 흡음재(3)가 내부관(1)의 외면과 외부관(2)의 내면에 압착된 상태로 내설되게 되어, 이후, 제조된 복합 이중강관(100)을 요구되는 형상으로 벤딩시 내부관(1) 또는 외부관(2)의 불균일한 굽힘이나 파손을 막게 된다.

다만, 상술한 바와 같이 본 단계에서 상기 내부관(1)을 확관하고자 할 경우에는 본 발명의 제 2단계에서 내부관(1)이 연화 열처리되어야 하며, 상기 외부관(2)을 축관하고자 할 경우에는 본 발명의 제 2단계에서 외부관(2)이 연화 열처리되어야 한다.

본 발명의 제 6단계는 도 8에 도시된 바와 같이 내부관(1)이 확관되거나 또는 외부관(2)이 축관된 이중관체(5)를 공지의 파이프 절단기 등을 이용하여 요구되는 길이로 절단하는 단계이다.

본 발명의 제 7단계는 절단된 이중관체(5)의 양단부를 용접하는 단계로서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 이중관체(5) 양단의 내부관(1)과 외부관(2) 단부를 그 원주부를 따라 고주파 아크용접 등의 방법으로 용접하여, 내부관(1)과 외부관(2)을 일체화하는 단계이다. 이는, 이후 이중관체(5)를 원하는 형상으로 조형하고자 별도의 벤딩작업이 요구될 경우에 벤딩시 소경인 내부관(1)과 대경인 외부관(2)의 인장 및 수축정도가 다름으로 인해 이중관체(5)의 양단부에서 내부관(1)과 외부관(2)의 길이가 불일치되는 것을 막고, 복합 이중강관(100)의 사용중에 배기가스 압력의 맥동으로부터 발생되는 진동 등에 의해 외부관(2)의 내부에 내설된 내부관(1)이 상기 외부관(2)의 내부에서 좌우로 유동되게 되는 것을 막기 위한 것이다. 또한, 이에 따라 외부의 오염물에 의해 내부의 흡음재(3)가 오염되거나 또는 내부의 흡음재(3)가 외부로 삐져 나오게 될 염려도 없다. 다만, 이후 별도의 벤딩작업시 상기 용접부(6)의 터짐이나 꺽임, 크랙, 주름 등이 발생않도록 용접시 세심한 주의가 필요하며 용접살을 충분한 정도로 형성하도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 이중의 관체와 그 사이에 압착, 충진된 흡음재로 이루어지되, 벤딩시에도 내ㆍ외부관이 불균일하게 변형되거나 손상되지 않아 요구되는 형상으로 조형이 가능한 복합 이중강관을 용이하게 제조할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 소음의 저감에 큰 기여를 하게 되는 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 복합 이중강관의 일부 절개 사시도

도 2는 내ㆍ외부관의 소재인 스켈프의 사시도

도 3은 내부관 및 외부관의 조관 상태도

도 4는 내부관의 외측 둘레로 유리섬유를 권착하는 상태도

도 5는 유리섬유가 권착된 내부관을 외부관의 내측으로 삽설하는 상태도

도 6은 복합 이중관체의 내부관를 확관하는 상태도

도 7은 복합 이중관체의 외부관를 축관하는 상태도

도 8은 복합 이중관체가 소정 길이로 절단된 상태도

도 9는 본 발명에 따라 제조된 복합 이중강관의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 내부관 2 : 외부관 3 : 흡음재

4, 4' : 강판 5 : 이중관체 6 : 용접부

100 : 복합 이중강관

Claims

내부관(1)의 외측으로 흡음재(3)를 부착하고 외부관(2)의 내부에 삽입하여 이중관체(5)를 형성하는 제1단계, 상기 이중관체(5)의 내부관(1)을 확관하거나 외부관(2)를 축관하여 내부관(1)과 흡음재(3) 및 외부관(2)을 긴밀하게 압착고정시키는 제2단계를 포함하여 복합 이중강관(100)을 제조함에 있어서, 상기의 제2단계의 다음에 이중관체(5)의 양단부의 내부관(1)과 외부관(2)의 원주부를 일체화되도록 용접하는 단계가 더 포함됨을 특징으로 하는 복합 이중강관의 제조방법.
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