KR100561202B1 - 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이산화탄소나 알곤 등의 불활성가스를 이용한 용접기의 토치에 관한 것으로, 특히 토치의 내부에서 외부로 배출되는 불활성가스의 흐름을 통제하여 아크에 의한 불순물이 노즐과 팁에 부착되는 것을 방지하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁에 관한 것이다.

본 발명에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 특징은, 토치의 디퓨져에 고정되며, 둘레에는 노즐이 고정되고, 내부에는 용접와이어가 이동되면서 용접하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁에 있어서:

내부에 용접와이어가 이동되는 관통공이 형성되며, 상기 용접와이어가 이동되는 방향으로 진행할수록 점점 더 좁아지는 경사면으로 형성되는 몸체와; 상기 몸체에서 넓은 쪽 일측 단부에 돌출되게 형성되어 불활성용접기의 토치에 형성되는 디퓨져과 체결되면서 고정되는 고정부와; 상기 고정부가 형성되는 몸체의 반대쪽에 형성되며, 몸체의 단부보다 더 넓은 면적으로 형성되어 노즐의 내부에서 몸체의 경사면을 따라 이동되는 불활성가스의 흐름을 변화시키는 머리부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

콘텍트 팁, 노즐 ,용접 ,스패트 ,디퓨져

Description

불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁{A contact tip of torch for welding machine using inert gas}

도 1은 본 발명이 적용되는 토치의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 분해 사시도.

도 2는 본 발명이 적용되는 토치의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 일부 확대 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 정면도.

도 4는 본 고안에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 다른 실시예 1.

도 5는 도 4의 측단면도.
도 6은 본 고안에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 다른 실시예 2.
도 7은 본 고안에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 다른 실시예 3.
도 8은 본 고안에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 다른 실시예 4.
도 9는 본 고안에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 다른 실시예 5.

도 10은 종래 콘텍트팁이 고정된 토치의 단면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1000 : 토치 100 : 콘텍트팁

110 : 몸체 111 : 요철부
120 : 고정부 130 : 머리부
131 : 돌기 132 : 요입홈
140 : 관통공 200 : 노즐

300 : 용접와이어 400 : 디퓨져

본 발명은 이산화탄소나 알곤 등의 불활성가스를 이용한 용접기의 토치에 관한 것으로, 특히 토치의 내부에서 외부로 배출되는 불활성가스의 흐름을 통제하여 아크에 의한 불순물이 노즐과 팁에 부착되는 것을 방지하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁에 관한 것이다.

용접이란 금속과 금속을 충분히 접근시키면 이들 사이에는 뉴튼의 만유인력에 따라 금속 원자간에 인력이 작용하여 서로 결합하게 된다. 이 결합을 이루려면 원자들을 10nm정도 접근시켜야 하는데 이와 같은 일은 평상시에는 일어나지 않는다. 그 이유는 보통조건에서는 금속표면에 산화막이 존재하여 원자간 결합이 안되며, 또한 원자간의 인력이 작용할 만큼 가까이 할 수가 없기 때문이다. 즉 금속표면이 평활하게 보여도 확대해보면 올록볼록하고 공기와 접촉한 면은 산화막으로 덮여있기 때문이다. 이런 방해작용을 줄이고 접근시켜 두 금속을 접합시키는 과정을 넓은 의미의 용접(Welding)이라고 할 수 있다.

따라서 일반적으로 용접이란 접합하고자 하는 두 개 이상의 물체(주로 금속)의 접합부분에 존재하는 방해물질을 제거하여 결합시키는 과정이라고 할 수 있는데 주로 열로 두 금속을 용융시켜 이 작업을 수행하게 되며, 불활성가스를 이용한 용접기란, 통상적으로 이산화탄소 및 아르곤 등의 불활성가스 속에서 용접이 행해지는 것으로, 용접와이어에 의한 용융금속이 대기와 접촉되지 않아 산화나 질화를 방지할 수 있어 철은 물론이고 알루미늄이나 동, 스테인레스강, 특수강 등의 용접에 많이 사용된다.

그러나, 도 10에서 도시된 바와 같이 모재에 아크를 발생시키는 토치(1000)에 고정되는 콘텍트팁(100)이 용접와이어가 진행되는 방향으로 갈수록 점점 더 좁아지는 형상으로 형성되어 있기 때문에 노즐(200)을 통과하는 불활성가스가 용접되는 부위에만 집중적으로 배출되기 때문에 모재를 용접하면서 발생되는 아크에 의한 부산물(불똥)이 튀어 노즐(200)과 콘텍트팁(100)에 달라붙으며, 심한 경우 용접와이어(300)가 콘텍트팁(100)에 붙어 용접을 할 수 없는 경우까지 발생하면서 작업의 연속성이 저하되며, 자주 콘텍트팁(100)을 교체해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 노즐(200)을 통해 배출되는 불활성가스의 흐름이 밖으로 확산되기 때문에 용접하면서 발생되는 아크가 불안정하고, 아크가 불안정하기 때문에 다량의 불활성가스를 사용하므로 용접의 질과 작업자의 건강을 해치는 문제점이 발생하였다.

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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 노즐을 통해 배출되는 불활성가스의 흐름을 변화시켜 용접하면서 발생되는 아크가 노즐과 콘텍트팁 쪽으로 튀면서 붙는 것을 방지하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁을 제공하는 것이다.
본 발명은 모재와 콘텍트팁의 간격을 충분히 유지하여 용접와이어가 콘텍트팁에 붙는 것을 방지하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 안정적으로 용접이되면서 불활성가스를 소량 사용할 수 있는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 특징은, 토치의 디퓨져에 고정되며, 둘레에는 노즐이 고정되고, 내부에는 용접와이어가 이동되면서 모재를 용접하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁에 있어서:
내부에 용접와이어가 이동되는 관통공이 형성되며, 상기 용접와이어가 이동되는 방향으로 진행할수록 점점 더 좁아지는 경사면으로 형성되는 몸체와;
상기 몸체에서 넓은 쪽 일측 단부에 돌출되게 형성되어 불활성용접기의 토치에 형성되는 디퓨져과 체결되면서 고정되는 고정부와;
상기 고정부가 형성되는 몸체의 반대쪽에 형성되며, 몸체의 단부보다 더 넓은 면적으로 형성되어 노즐의 내부에서 몸체의 경사면을 따라 이동되는 불활성가스의 흐름을 변화시키는 머리부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁의 일실시예는 도 1에서 도시된 바와 같이 토치(1000)의 노즐(200) 내부에서 디퓨져(400)과 고정된다.
상기와 같이 토치(1000)의 디퓨져(400)과 고정되는 콘텍트팁(100)에는 도 2에서 도시된 바와 같이 디퓨져(400)에 삽입되면서 고정되는 고정부(120)가 일측으로 돌출되게 형성되어 상기 고정부(120)가 디퓨져(400)에 삽입되면서 체결된다.
토치(1000)의 일측 단부에 고정되는 노즐(200)의 내부에서 디퓨져(400)과 고정되며, 내부에는 디퓨져(400)을 통해 공급되는 용접와이어(300)가 이동되는 관통공(140)을 형성한다.
상기와 같이 토치(1000)의 노즐(200) 내부에서 디퓨져(400)과 연결되는 고정부(120)가 일측에 형성되며, 내부에는 용접와이어(300)가 이동되는 관통공(140)이 형성되는 콘텍트팁(100)의 몸체(110)는 도 3에서 도시된 바와 같이 고정부(120)가 형성된 방향에서 일측으로 진행될수록 점점 더 좁아지는 경사면으로 형성한다.
고정부(120)가 돌출되는 방향에서 일측으로 진행될수록 점점 더 좁아지게 형성되는 몸체(110)의 상기 좁아지는 단부에는 몸체(110)의 좁아진 단부보다 더 넓은 머리부(130)를 형성한다.
고정부(120)가 형성되는 반대쪽 몸체(110)에 형성되는 머리부(130)는 도 3에서 도시된 바와 같이 몸체(110)의 좁아진 단부보다 더 넓게 형성되기 때문에 몸체(110)와 연결되는 부분이 일정한 턱이 형성되도록 한다.
상기와 같이 몸체(110)의 좁아지는 부분 단부에서 형성되는 머리부(130)는 토치(1000)의 디퓨져(400)과 콘텍트팁(100)의 고정부(120)가 고정된 상태에서 노즐(200)로 불활성가스가 배출될 때 상기 노즐(200)의 내부에 형성된 콘텍트팁(100)의 몸체(110)와 머리부(130)가 연결된 부분의 턱에 의해서 기체의 흐름이 두 방향으로 나눠지면서 한쪽은 용접와이어(300) 쪽으로 흐르고 다른 한쪽은 노즐(200)의 바깥쪽으로 흐르면서 와류현상이 발생하여 콘텍트팁(100)의 관통공(140)으로 이동되면서 모재를 용접하는 용접와이어(300)의 아크가 불활성가스의 와류현상에 의해서 노즐(200)과 콘텍트팁(100)으로 튀지 않는다.
또한, 콘텍트팁(100)의 머리부(130)를 노즐(200)의 안쪽에 위치되도록 콘텍트팁(100)의 길이를 짧게 형성하여 콘텍트팁(100)의 머리부(130)에서 와류현상이 많이 발생되도록 하여 용접와이어(300)가 콘텍트팁(100)의 머리부(130)에 형성된 관통공(140)에 붙는 것을 방지한다.
상기와 같은 본 발명의 콘텍트팁(100)은 몸체(110)의 단부에서 돌출되는 머리부(130)에 의해서 발생되는 와류현상에 의해서 용접 후처리 즉 사상작업의 최소화를 실현하게 하고, 아크가 안정적이기 때문에 불활성가스를 소량만 사용하면서 가스 이용 효율을 높임으로서 가스 소모량을 대폭 절감과 아울러 유해 가스로부터 작업자의 건강을 보호하고 용접 품질을 향상시킬 수 있으며, 특히 안정적이고 균일한 아크 유지와 종심 깊은 아크의 도달 및 스패트의 구형화, 최소화를 실현케 하고 용융되는 모재의 용착형태를 작업자의 의도대로 실현할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 고안의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것으로, 콘텍트팁(100)의 머리부(130)를 몸체(110)와 편심으로 형성하여 불활성가스의 흐름에 변화를 주는 것으로, 한쪽의 불활성가스의 흐름을 빠르게 하여 상진, 하진 용접이 용이하고, 불활성가스의 흐름이 빠르기 때문에 하진 용접 시에도 용융된 모재를 빠르게 식혀줌으로써 용융된 모재가 흘러내리는 현상을 방지할 수 있어 비드형성이 용이하다.
또한, 한쪽 방향의 가스압이 낮기 때문에 모재의 종심 까지 아크의 투입이 가능하여 백비드 형성을 쉽게 하며, 요철부의 두께와 크기에 따라 편심의 정도들 조절함으로써 모재의 형태와 두께에 따라 적절한 비드각장을 실현할 수 있고, 편심에 의한 가스 압력차에 의해 작업자가 위빙을 하면서 작업할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것으로, 관통공(140)이 형성되는 머리부(130)의 중앙에 돌기(131)를 형성하여 관통공(140)으로 이동되는 용접와이어(300)가 돌기(131)에서 배출되도록 형성한 것으로, 돌기(131)에 의해서 머리부(130)에서 발생되는 와류가 길어지면서 백비드를 형성하기 쉽게 하여 비드 형상의 중앙부가 오목하게 형성하게 만드는 작용을 하기 때문에 모서리를 용접할 때 용이하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것으로, 관통공(140)이 형성되는 머리부(130)의 중앙에 요입홈(132)을 형성하여 관통공(140)으로 이동되는 용접와이어(300)가 요입홈(132)에서 배출되도록 형성한 것으로, 요입홈(132)에 의해 머리부(130)에서 발생되는 와류가 짧아지면서 요입홈(132) 주위에 음압이 형성되어 비드 형상의 중앙부가 오버랩 되도록 하는 작용을 하기 때문에 팰렛용접이 용이하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것으로, 콘텍트팁(100)의 몸체(110)에 한 개 이상의 요철부(111)를 형성하여 불활성가스가 노즐과 콘텍트팁(100)의 사이를 통과할 때 콘텍트팁(100)의 몸체(110)에 형성되는 다수개의 요철부(111)에 의해서 흐름에 일정한 리듬이 형성되도록 하여 작업자가 용접작업시 아크가 안정적으로 형성된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것으로, 콘텍트팁(100)의 머리부(130)를 원형 또는 타원형으로 형성하여 불활성가스의 흐름을 층류로 흐르게 하여 안정된 비드를 형성할 수 있도록 형성한 것이다.
상기에서는 본 발명에 따른 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명에 속한다.

본 발명은 콘텍트팁의 몸체 단부에 머리부를 형성하여 노즐을 통해 배출되는 불활성가스의 흐름을 변화시키기 때문에 불활성가스의 흐름에 의해서 용접하면서 발생되는 아크가 노즐과 콘텍트팁 쪽으로 튀면서 달라붙는 것을 방지하는 효과가 제공되는 것이다.
본 발명은 콘텍트팁을 노즐의 안쪽에 위치시켜 모재와 콘텍트팁의 간격을 충분히 유지하기 때문에 용접와이어가 콘텍트팁에 붙는 것을 방지하면서 안정적으로 사용할 수 있으므로 작업이 편리하며, 부품의 소모를 줄일 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

또한, 본 발명은 모재가 안정적으로 용접이되기 때문에 소량의 불활성가스만으로도 용접을 할 수 있어 가스의 소모를 줄일 수 있으며, 소량의 가스만을 사용하기 때문에 유해 가스로부터 작업자의 건강을 보호하고 용접 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

Claims (7)

1. 용접와이어가 이동되는 방향으로 진행할수록 점점 더 좁아지는 경사면을 갖도록 몸체가 형성되고, 몸체의 내부에 용접와이어가 이동되는 관통공이 형성되며, 일측 단부에 고정부가 돌출 형성되어 토치의 디퓨져에 고정되며, 둘레에는 노즐이 고정되는 한편 내부로 용접와이어가 이동되면서 모재를 용접하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁에 있어서;

   상기 고정부가 형성된 몸체의 반대쪽에 형성되고, 몸체의 단부보다 더 넓은 면적으로 형성되어 노즐의 내부에서 몸체의 경사면을 따라 이동되는 불활성가스의 흐름을 변화시키는 머리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서;

   상기 머리부는 몸체의 단부와 편심으로 형성되는 것을 특징으로 하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁.
4. 제 1항에 있어서;

   상기 머리부에서 용접와이어가 배출되는 단부에는 돌기를 형성하는 것을 특징으로 하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서;

   상기 머리부가 구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 불활성가스를 이용한 용접기용 토치의 콘텍트팁.

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