KR100704309B1

KR100704309B1 - 냉매관용 알루미늄-동 파이프 접합 장치

Info

Publication number: KR100704309B1
Application number: KR1020050116707A
Authority: KR
Inventors: 이창복
Original assignee: 창우산업(주)
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2007-04-06

Abstract

본 발명은, 일정직경을 갖는 알루미늄파이프를 안착하기 위한 제1안착홈이 형성되는 제1하형지그 상방으로 대향 이격되며 제1안착홈을 갖는 제1상형지그 상방 제1블럭상으로 고정되는 실린더에 의해 상기 제1상형지그가 상하 승강되는 제1지그부와; 일정직경을 갖으며 일단측이 축관되는 동파이프를 안착하기 위한 제2안착홈이 형성되는 제2하형지그 상방으로 대향 이격되며 제2안착홈을 갖는 제2상형지그 상방 제2블럭 상으로 고정되는 실린더에 의해 상기 제2상형지그가 상하 승강되고, 상기 제2하형지그 측면으로 고정되어 상기 제2안착홈을 따라 상기 동파이프 일단을 지지하는 지지구의 길이를 조절하기 위한 고정측판을 갖으며 상기 제1지그부와 측방으로 이격되는 제2지그부와; 상기 제2지그부를 상기 제1지그부측면으로 이동시키기 위한 제2지그이송부와;, 상기 제2지그이송실린더의 이송거리, 제1지그부와 제2지그부에 통전되는 순간전류, 가압력, 용접시간, 저항열 온도를 제어하기 위한 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하여,

냉장고 등의 각종 냉매관으로 사용하기 위해 선택되는 알루미늄과 동으로 되는 이종 금속관을 이용하여 순간저항열에 의해 이종의 금속관인 알루미늄파이프와 동파이프가 접합되도록 하기 위한 접합장치를 제공함으로써, 고가의 동파이프만으로 되는 냉매관으로부터 탈피하여 비교적 생산원가를 절감하면서도 높은 기밀성을 갖는 건전한 상태의 이종금속관으로 되는 냉매관을 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있는 냉매관용 알루미늄-동 파이프 접합 장치에 관한 것이다.

냉매관, 알루미늄-동파이프, 접합

Description

냉매관용 알루미늄-동 파이프 접합 장치{The refrigerants pipe type Al-Cu pipe welding equipment}

도 1은 본 발명에 의한 알루미늄-동파이프 접합장치를 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명의 제1,2지그부를 나타낸 확대 사시도이고,

도 3은 도 2에서 제1,2지그부의 상형지그가 하강하여, 각 하형지그에 안착되는 알루미늄파이프와 동파이프를 각각 파지하는 상태를 나타낸 개략적 정면도이며,

도 4는 도 3에 의해 각각 안착되며 고정되는 상태에 있는 제1,2지그부 중, 제2지그이송부의 작동에 의해 제2지그부가 제1지그부측으로 이송되는 상태를 도시한 개략적 정면도이며,

도 5는 제2지그이송부에서 이송조절구의 조절에 의해 알루미늄파이프와 동파이프간 접합 상태를 도시한 각 도면이다.

※ 도면 중 주요부호에 대한 간단한 설명

10; 접합장치 11; 플레이트

12; 고정블럭 13; 이송블럭

20; 알루미늄파이프 30; 동파이프

100; 제1지그부 110; 제1상형지그

111,121; 제1안착홈 120; 제1하형지그

122; 접합안내플레이트 130; 제1블럭

131; 실린더 200; 제2지그부

210; 제2상형지그 211,221; 제2안착홈

220; 제2하형지그 230; 제2블럭

231; 실린더 240; 고정측판

241; 지지구 300; 제2지그부

310; 제2지그이송실린더 311; 실린더로드

320; 지지플레이트 321; 횡간플레이트

330; 고정플레이트 340; 나사봉

350; 이송조절구 360; 가이딩로드

400; 제어부 500; 통전유도체

본 발명은 알루미늄관과 동관으로 접합 제공하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 각종 냉장고등의 후면측으로 배관 설치되는 냉매관에서 전체적으로 알루미늄관에 의해 냉매관을 형성하되 끝단부측 응축기 등과 연결되는 부위는 동관에 의해 연결되도록 하기 위해, 상기한 동관과 알루미늄관으로 되는 이종 금속관을 접합하기 위한 접합장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 냉장고 등의 전기기기에는 내부 온도를 낮추기 위해 외부의 별도 응축기등으로부터 연결되는 냉매관이 구비되는데, 통상 이와 같은 냉매관은 동(Cu) 파이프로 되는 것이 통상적이나, 그 비용이 상당하여 제작원가를 낮추기 위한 노력과 연구가 진행되고 있다.

이와같은 냉매관을 형성하는 방법 중에서, 전체적인 냉매관의 재질을 열전도도와 전기전도도 및 가공성이 우수하고 그 물성 또한 동(Cu)과 유사한 알루미늄(Al)으로 형성하고, 응축기와 연결되는 부분만을 동(Cu)으로 형성하여서 되는 동과 알루미늄관을 접합한 상태의 냉매관을 얻고자 하였다.

상기 동(Cu)과 알루미늄(Al)은 상술한 바와 같이 열전도도와 전기전도도 및 가공성이 매우 우수한 재료로서 인장강도도 적당하며 열처리에 의해 충분한 강도를 얻을 수 있으나, Al-Cu 로 되는 이종재의 접합시에는 취약한 금속간 화합물의 생성으로 건전한 이음부를 얻기가 어려운 문제점이 있다.

최근에는 공학적 환경의 변화에 따라 이종재 접합의 필요성이 증대되고 있으나, Cu-Al 이종재의 경우 접합에 관한 연구 등이 거의 없는 실정에 있으나, 1991년 개발된 마찰교반용접(Friction Stir Welding)에 의해 기존의 용융용접법으로 접합이 어렵다고 알려진 알루미늄 합금이나 동합금 또는 마그네슘 합금 등에 적용되고 있다.

이와같은 마찰교반용접은 접합하고자 하는 재료를 융점 이하에서 특수하게 제작되는 접합툴을 이용하여 재료의 소성유동 및 마찰열을 이용하여 접합하는 고상접합으로, 고상에서 재료를 유동 시키기 위해서는 접합에 이용되는 툴은 접합하고자 하는 재료에 비해서 훨씬 융점이 높고, 고온에서 기계적 특성이 우수할 필요가 있다.

그러나, 고융점의 재료를 접합하기 위해서는 우수한 고온특성을 갖는 툴재료에 대한 개발 및 이에 수반하는 비용의 증가 등의 문제점이 지적되고 있다.

이와 맥락을 같이 하여, 대한민국 특허청에 이종재의 금속관을 접합시기키 위한 방법 및 장치 등이 소수 개시되고 있는데, 그 중에서 대한민국 특허청에 기출원되어 등록된 특허등록 제136227호인 "이종금속 파이프의 접합장치"의 경우, 『 전체 시스템을 지지하기 위한 하부플레이트와, 상기 하부플레이트의 상면에 결착된 하형과, 상기 하형의 상부에 위치하여 상하 이동이 가능한 상형과, 파이프를 고정하기 위하여 상기 하형 및 상형의 중앙부에 형성된 요홈부와, 상기 하형 및 상형의 사이에 장착되어 상기 상형을 상측으로 밀어주는 스프링과, 상기 하형 및 상형을 감싸면서 상기 상형의 상하이동을 안내하는 가이드와, 상기 가이드의 상부에 결착된 상부플레이트와, 상기 상부플레이트의 중앙에 관통 삽입되어 회전에 따라 상하운동을 하여 상기 상형의 상하이동을 결정하는 스크류와, 상기 스크류의 회전을 결정하는 핸들』 로 구성되어 직경이 서로 다른 파이프를 접착제를 도포하고 소성 변형시키는 이종금속 파이프의 접합장치를 제공하고 있다.

그러나, 이와같은 이종금속 파이프의 접합장치는 용접에 의하지 않고 기계적 소성변형을 시키기 때문에 제조공정을 단순화하고 간단히 할 수 있는 장점은 있으나, 본 발명에서의 냉매관 등으로 적용하기 위해서는 이종 접합관으로 되는 냉매관의 기밀성, 특히 이종 금속관의 접합부분의 기밀성이 중요하게 되나, 이러한 기계적 방법에 의한 소성변형으로는 정밀한 기밀성을 기대하기 어렵게 된다.

한편, 이와는 달리 대한민국 특허청에 기출원되어 공개된 공개특허 제1997-5490호(출원 제1995-20470호)인 "동관과 알루미늄관의 접합 방법"을 개시하고 있는바, 그 기술적 구성은 『 동관의 단부를 고주파 유도 가열, 적외선 급냉 가열 또는 고온 화염등의 방법으로 공기중 또는 불활성 가스 분위기에서 동과 알루미늄의 공정 온도 548℃ 이상으로 가열하고, 동관과 거의 동일한 직경의 알루미늄관 단부 내부에 끼워서 압입하고, 동과 알루미늄의 경계면에 상호 확산에 의해 공정상을 과도적으로 약간 발생시키고, 접합하고, 급냉해서 약한 공정상의 생성을 최소로 해서 접합하는 것을 특징』으로 하여 제시되고 있다.

그러나, 상기한 공개 특허의 경우에 동과 알루미늄의 가열공정과, 압입공정, 확산공정, 접합공정 및 급냉공정 등 다수의 공정을 거쳐 완성되어 지므로, 그 공정자체가 번잡하고 그에 따른 가공비 등 생산원가가 상승되는 등의 문제점이 있다.

또한 이와는 달리 대한민국에 출원되어 공개된 공개특허 제 1993-19318 호인 "알루미늄-황동파이프의 확관형 브레이징 접합방법"으로 『 확관공구를 확관된 알 루미늄-황동파이프에 끼우고, 유압실린더의 샤프트를 확관 공구속으로 밀어 넣어 알루미늄-황동파이프를 확관시키고, 이어서 확관된 알루미늄-황동파이프와 확관되지 않은 알루미늄-황동파이프의 접촉면 전체를 샌드페이퍼로 가공하고, 상기의 접촉면 전체에 물에 용해된 플럭스를 도포한 후, 가스토오치 또는 전열기로 파이프 접합부위를 가열하고, 이어서 용가재를 가스토오치 또는 전열기로 용융시켜, 모세관 현상을 이용하여 접합면으로 침투시킨 후, 고온수로 세척하여 플럭스를 제거하는 단계로 이루어지는 것』을 그 구성상 특징으로 하여 개시되고 있다.

그러나, 상기 공개 특허의 경우에 알루미늄파이프와 황동파이프간 접촉면 전체를 샌딩처리하는 과정과, 플럭스재료의 도포 및 용가재 등을 이용하여 용융 접합시킨 후 재차 플럭스를 제거하기 위한 세척과정 등을 동반하여야 하는 등 번잡한 공정을 피할 수 없는 문제는 물론, 이로인한 생산비 및 생산성 등이 효과적으로 상승되지 못하는 문제점이 지적된다.

또한 상기 공개 특허의 경우 본 발명이 적용되고자 하는 냉매관 등의 적용범위와는 무관할 수 있는 원유운반선의 카고우 호울드 내부에 설치되는 가열용 코일에 적용되는 것으로 그 목적 또한 상이하다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점 등을 해결하기 위해 안출한 것으로서,

각종 냉장고 등의 후면부측에 고정 설치되는 적정 직경을 갖는 냉매관을 제공하되, 그 냉매관은 주재료로 알루미늄관으로 형성되도록 하고 응축기측과 연결되 는 단부측관은 동관으로 형성될 수 있도록 하기 위한 냉매관용 알루미늄-동 파이프 접합 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기한 알루미늄-동 파이프 접합 장치를 제공하여, 그 접합과정이 단순하고 신속하게 진행될 수 있도록 함으로써 생산성의 향상 및 이로 인한 생산가의 절감 등 부대적 효과를 기대하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

일정직경을 갖는 알루미늄파이프(20)를 안착하기 위한 제1안착홈(121)이 형성되는 제1하형지그(120) 상방으로 대향 이격되며 제1안착홈(111)을 갖는 제1상형지그(110) 상방 제1블럭(130)상으로 고정되는 실린더(131)에 의해 상기 제1상형지그(110)가 상하 승강되는 제1지그부(100)와,

일정직경을 갖으며 일단측이 축관되는 동파이프(30)를 안착하기 위한 제2안착홈(221)이 형성되는 제2하형지그(220) 상방으로 대향 이격되며 제2안착홈(211)을 갖는 제2상형지그(210) 상방 제2블럭(230) 상으로 고정되는 실린더(231)에 의해 상기 제2상형지그(210)가 상하 승강되고, 상기 제2하형지그(220) 측면으로 고정되어 상기 제2안착홈(221)을 따라 상기 동파이프(30) 일단을 지지하는 지지구(241)의 길이를 조절하기 위한 고정측판(240)을 갖으며 상기 제1지그부(100)와 측방으로 이격되는 제2지그부(200)와,

상기 제2지그부(200)를 상기 제1지그부(100)측면으로 이동시키기 위한 제2지 그이송부(300)와,

상기 제2지그이송실린더(300)의 이송거리, 제1지그부(100)와 제2지그부(200)에 통전되는 순간전류, 가압력, 용접시간, 저항열 온도를 제어하기 위한 제어부(400)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도면에서 보는 바와 같이 본 발명은, 각종 냉장고 등의 냉매관으로 사용하기 위해 미리 절단된 후 성형된 상태에 있는 알루미늄파이프(20)나 동파이프(30)를 각각 안착시키기 위한 제1지그부(100)와 제2지그부(200)가 좌우 이격되는 상태로 구성되고, 상기 제2지그부(200)를 측면에서 일정거리 이송시키기 위한 제2지그이송부(300)와, 상기 제1,2지그부(100,200)와 제2지그이송부(300)를 제어하기 위한 제어부(400)로 구성된다.

상기 제1,2지그부(100)(200)는 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)를 각각 안착시킨 상태에서 상부측으로부터 상하 승강되는 상형지그(110,210)의 하강작동에 의해 상기 각 파이프(20,30)를 각각 파지한 상태를 유지하기 위한 구성으로 본 발명을 이루는 접합장치(10)의 전면부측 위치되어지는 것으로 각 지그부(100,200)는 그 구성이 동일 유사하게 이루어진다.(도 3 내지 도 5 참조)

상기 접합장치(10)의 전면부측으로는 동(Cu) 재질의 플레이트(11)가 고정되고, 그 플레이트(11) 전면측으로 후술하게 되는 제1지그부(100)를 고정하기 위한 고정블럭(12)과, 또한 제1지그부(100)와 일정간격 이격되는 상태에서 상기 제1지그부(100)측으로 이송되기 위한 제2지그부(200)가 고정되는 이송블럭(13)이 각각 길게 세로방향 고정된다.

이러한 고정블럭(12) 및 이송블럭(13)으로는 각각 제1,2지그부(100,200)의 제1,2하형지그(120,220)와 제1,2상형지그(110,210)를 가이딩하기 위한 제1,2블럭(112,212)이 고정될 수 있도록 한다.

한편, 상기의 제1지그부(100)는 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이 제1상형지그(110)와 제1하형지그(120)로 구분되어지는데, 상기 제1상형지그(110)는 그 상방측으로 접합장치(10)의 전면부 플레이트(11)에 세로 방향 고정되는 고정블럭(11) 전면으로 제1블럭(130)을 고정하고, 상기 제1블럭(130) 상면에 구비되는 실린더(131)의 구동에 따라 상하 승강되도록 구성한다.

이와같이 상기 실린더(131)의 구동에 따라 승강되는 제1지그부(100)의 제1상형지그(110) 하단면으로는 길이 방향으로 원호상 제1안착홈(111)을 형성하여, 후술하게 되는 제1지그부(100)의 제1하형지그(120)에 동일하게 형성되는 제1안착홈(121)과 접하며 제1지그부(100)의 제1,2상하형지그(110,120)에 안착되는 알루미늄파이프(20)를 파지할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 제1지그부(100) 제1상형지그(110) 하방측으로 상기 고정블럭(11) 전면에 제1하형지그(120)가 고정되는바, 제1하형지그(120)에도 동일한 제1안착홈(121)을 구비하되 그 일단측으로 접합안내플레이트(122)를 고정하게 된다.

상기 접합안내플레이트(122)는 본 발명에서는 티타늄 재질로 형성하는 것이 바람직한 것으로 나타나는데, 이러한 접합안내플레이트(122)는 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)가 접합되는 과정에서의 순간전류 통전에 의해 발생되는 고열의 순간 저항열을 견딜 수 있도록 하기 위함이다.

상기 제2지그부(200)는 상기한 제1지그부(200)의 일측으로 형성되는 것으로 유사한 구성을 갖게 되며, 제2지그이송부(300)의 동작에 따라 제2지그부(200) 전체가 제1지그부(100) 측면으로 전후 이송되는 구성을 갖는다.

즉, 제2상형지그(210)와 제2하형지그(220)를 갖으며, 그 각각의 제2상하형지그(210,220)의 대향되는 하면 및 상면으로 각각 제2안착홈(211,221)을 형성하여 동파이프(30)가 안착될 수 있도록 한다.

상기 제2하형지그(220)는 이송블럭(13)에 고정되어지고, 이와 대향되는 상방측으로 제2블럭(230)을 고정하고, 그 제2블럭(230) 상면에 고정되는 실린더(231)에 의해 상하 승강되는 제2상형지그(210)를 구비하여서 된다.

한편, 제2하형지그(220) 일측면으로 고정측판(240)을 고정하고, 그 고정측판(240)을 관통하며 전후 이송이 가능한 상태의 위치에서 고정 가능한 지지구(241)가 상기한 제2하형지그(220)의 상면 제2안착홈(221) 일단에 안착되는 구조를 갖는다.

이와같은 지지구(241)는 상기 제2안착홈(221)에 안착되는 동파이프(30)의 길이에 따라 그 지지구(241)가 제2안착홈(221)을 따라 인출되는 길이를 조절하여, 상기 동파이프(30)의 일단측을 지지하도록 하되, 동파이프(30)의 타단측이 제2하형지그(220)의 제2안착홈(221) 측단으로 인출되는 길이를 조절할 수 있도록 가이드하기 위한 역할을 한다.

아울러, 상기 제1,2지그부(100,200)에서 제1,2상형지그(110,210)와 상기 제1,2상형지그(110,210) 상방으로 구비되는 제1,2블럭(130,230)간 전류의 원할한 흐름을 위해 통전유도체(500)를 각각 연결시킨다.

상기 제2지그이송부(300)는 상기한 제2지그부(200)를 측방 즉 제1지그부(100) 측면으로 이송토록 하기 위한 구성으로, 도면에서 보는 바와 같이 제2지그부(200)가 고정되는 이송블럭(13) 측면으로 이격 고정되는 고정플레이트(330)와 그 측면으로 일정폭을 갖는 횡간플레이트(321)에 의해 그 일정폭만큼 이격 고정되는 지지플레이트(330) 외측면에 제2지그이송실린더(310)가 고정되고, 상기 제2지그이송실린더(310)로부터 인출되는 실린더로드(311)는 상기 고정플레이트(330)를 관통하며 그 일단이 이송블럭(13) 측면과 고정되는 나사봉(340)과 연결된다.

한편, 상기 고정플레이트(330)와 제1지그부(100)를 고정하고 있는 고정블럭(12) 상하측면간을 연결하는 가이딩로드(360)가 각각 구비되고, 그 가이딩로드(360)를 따라 제2지그부(200)가 슬라이딩 이송된다.

즉, 상기 가이딩로드(360)가 관통되어지는 이송블럭(13) 전면 상하로 각각 제2블럭(230)과 제2하형지그(220)가 구비되어지되, 상기 나사봉(340)과 이송블럭(13)간 고정되는 상태에서, 지지플레이트(320)에 고정되어 있는 제2지그이송실린더(310)의 동작에 따라 실린더로드(311)의 전후 이송에 의해 상기 나사봉(340)이 전후 이송되어지므로 이와 연동되는 이송블럭(13)이 동일한 거리만큼 전후 이송에 의해, 제2지그부(200) 전체가 전후로 일정 이격 범위 내에서 이송가능하게 된다.

여기서, 상기한 바와 같이 일정 이격 범위 내에서 즉, 제1지그부(100)와 제2지그부(200)간 이격거리만큼 제2지그이송실린더(300)의 실린더로드(311) 이송 행정거리를 제어할 필요가 있다.

이와같이 실린더로드(311)의 이송 행정거리를 제어하는 것은, 실린더로드(311)의 이송거리가 이송블럭(13)의 이송거리와 동일하고 또한, 일정위치에 고정되어 있는 제1지그부(100)측으로 상기 이송블럭(13)의 이송거리만큼 제2지그부(200)가 접하거나 또는 이격되어지는 것인바, 상기 제1지그부(100)의 제1안착홈(111,121)에 안착 파지되어 있는 알루미늄파이프(20)의 일면과, 상기 제2지그부(200)의 제2안착홈(211,221)에 안착 파지되어 있는 동파이프(30)의 일면이 서로 접하는 상태에 이르도록 조절할 필요가 있다.

상기 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)의 접합부위를 제어하는 수단으로, 본 발명에서는 도면에서 보는 바와 같이 고정플레이트(330)를 관통하여 일단측은 제2지그부(200) 전체가 전후 슬라이딩 연동 가능하도록 하는 이송블럭(13)과 연결되고, 타단측은 제2지그이송실린더(310)의 실린더로드(311)와 연결되도록 하여, 상 기 제2지그이송실린더(310)의 동작에 따라 연동되며 이송되도록 한다.

한편, 이와같이 제2지그부(200)의 이송거리는 상기 나사봉(340) 외주에 결합되는 이송조절구(350)에 의해 그 이송거리가 제어되도록 하는데, 상기 이송조절구(350)와 고정플레이트(330)와의 이격거리(L)가 제1지그부(100)와 제2지그부(200)간 이격거리(L')와 동일하게 된다.(L=L')

따라서, 상기 제2지그이송실린더(310)가 유압 또는 공압 등으로 작동되어지면, 상기의 이송조절구(350)와 고정플레이트(330)간 이격거리만큼, 나사봉(340)이 이송되는바 이와 동일한 거리를 상기 나사봉(340) 단부와 연결되어 있는 제2지그부(200)가 이동되어 제1지그부(100) 측면에 접하도록 한다.

이때의 조건, 즉 L=L' 일 경우에는 도 5a에서 보는바와 같이 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)의 접합되는 부분이 균일한 일자 형상을 갖게 되는데, 축관된 동파이프(30) 단부가 알루미늄파이프(20) 측으로 삽입된 후, 후술하게 되는 제어부(400)에서의 순간전류량, 용접시간, 순간전류량에 의해 발생되는 저항열 및 제2지그부(200)를 측방으로 미는 가압력 등의 제어에 의해 균일한 표면을 갖는 접합된 상태의 이종접합관을 얻을 수 있다.

한편, 이와는 달리 도 5b에서와 같은 형태의 접합된 상태를 갖는 이종접합관을 얻기 위해서는 상기 이송조절구(350)와 고정플레이트(330)와의 이격거리(L)가 제1지그부(100)와 제2지그부(200)간 이격거리(L')보다 크게 설정하게 된다.(L>L')

상기 제어부(400)는 상기한 구성인 제1지그부(100)와 제2지그부(200) 및 제2 지그이송부(300)에서의 제2지그이송실린더(310)에서 인출되는 실린더로드(311)의 이송거리 등을 제어하게 된다.

제1지그부(100) 및 제2지그부(200)의 경우, 그 각각의 지그부(100,200) 안착홈(제1안착홈; 121 / 제2안착홈; 221)에 각각 안착되는 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)를 각 지그부(100,200)의 상형지그(110,210)가 하강하여 파지 되도록 한 상태에서 통전유도체(500)를 통해 상기 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)가 접하게 되는 순간전류량이 적정하게 통전되도록 제어하도록 하고, 아울러 제2지그이송실린더(310)에서 실린더로드(311)의 인출거리 등을 상기한 바와 같이 이송조절구(350)와 고정플레이트(330)간 이격거리만큼 인출된 후 정지되도록 한 다음, 재차 후진 이송되도록 제어하게 된다.

상기에서, 이송조절구(350)가 고정플레이트(330)에 접하게 되면, 공지된 센서 등의 수단을 이용하여, 상기한 제어부(400)측으로 그 신호를 인가한 다음 정지신호를 수신하도록 하고, 일정시간 즉 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)가 접합되는 시간(용접시간) 동안은 정지된 상태를 유지하도록 한 채, 그 설정된 시간이 경과 되면, 제2지그이송실린더(310)의 동작에 따라 실린더로드(311)가 후진되는바, 이와 연동하여 제2지그부(200)가 후진되도록 제어하는 것이다.

이하 상기한 본 발명의 구성에 의해 제공되는 장치를 이용하여 알루미늄관과 동관으로 되는 이종재질로 되는 관체를 접합하는 과정을 설명한다.

먼저, 냉장고 등의 냉매관으로 사용하기 위한 주재료인 알루미늄을 적정 직경을 갖도록 다이캐스팅하여 얻게 되는 알루미늄파이프(20)를 본 발명에서의 제1지그부(100) 제1하형지그(120) 상면으로 길이방향 형성되는 단면상 반원호 형상을 갖는 제1안착홈(121)에 위치되도록 한다.

그런 다음, 상기 알루미늄파이프(20)와 접합되기 위해 적정 길이로 재단된 동파이프(30)를 제2지그부(200)의 제2하형지그(220) 상면으로 길이방향 형성되는 단면상 반원호 형상을 갖는 제2안착홈(221)에 안착되도록 한다.

이때, 상기 동파이프(30)의 일단측 즉, 알루미늄파이프(20)와 접하는 부분은 축관 성형시켜 알루미늄파이프(20) 내측으로의 삽입을 유도하게 된다.

여기서, 상기 제2하형지그(220) 타단측에 고정되는 고정측판(240)의 지지구(241)를 이용하여 제2안착홈(221)에 안착되는 동파이프(30)의 위치를 조절할 수 있다.

이와 같이 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30) 각각 제1,2하형지그(120,220)에서의 위치 설정에 따른 안착과정이 완료되면, 제1,2블럭(130,230) 상방에 고정된 각각의 실린더(131,231)의 작동에 의해 제1,2상형지그(110,210)가 각각 하강된다.

상기와 같이 제1,2지그부(100,200)의 제1,2상형지그(110,210)가 하강되어, 각 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)가 파지된 상태를 유지하게 되면, 제2지그이송부(300)의 제2지그이송실린더(310)가 제어부(400)의 제어에 따라 셋팅된 이송거 리만큼 인출되어 가이딩로드(360)를 따라 제2지그부(200)가 제1지그부(100)측으로 상기 셋팅된 이송거리만큼 이송 되도록 한다.

여기서, 상기 이송거리의 조절은 작업 사전에 셋팅될 수 있는 것으로, 상술한 바와 같이 제2지그이송부(300)의 고정플레이트(330)를 관통하고 있는 나사봉(340)에 결합되는 이송조절구(350)와 상기 고정플레이트(330)간 이격거리(L)는 제1지그부(100)와 제2지그부(200)의 이격거리(L')와 동일하게 하거나(L=L') 또는 상기 이송조절구(350)와 상기 고정플레이트(330)간 이격거리(L)가 제1지그부(100)와 제2지그부(200)간 이격거리(L')보다 크게 설정 셋팅하여(L>L'), 그 셋팅된 이격거리만큼 제2지그이송실린더(310)가 유체 등의 공급압에 의해 제2지그이송실린더(310)를 인출시켜, 제2지그부(200) 전체를 제1지그부(100) 측면으로 당접되도록 하게 된다.

상기 제2지그이송실린더(310)에 의해 제2지그부(200)가 가이딩로드(360)를 따라 이송될 때 가해지는 가압력을 본 발명에서는 150 ~ 155 kgf 로 한정하는 것이 가장 바람직한 용접합 상태를 갖는 제품을 얻을 수 있었다.

이와같이 제2지그부(200)가 제1지그부(100)측으로 상기한 가압력(150 ~ 155 kgf)의 제공되는 힘에 의해 이동되며 접하게될 때, 통전유도체(500)에 의해 외부로부터 공급되는 순간전류량이 8000 A 로 설정되도록 제어부(400)에 의해 제어하여, 순간적으로 흐르는 고전류량에 의해 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)간 접합이 가능하도록 하는바, 그 접합시간의 경우 본 발명에서는 1 ~ 1.5 sec 범위내로 한정될 수 있도록 제어부(400)에 의해 제어되도록 한다.

본 발명에서와 같이 순간전류량을 8,000 A로 설정한 범위내에서 접합시간을 1 ~ 1.5 sec 로 하였을 경우, 접합에 의해 발생되는 저항열은 600 ℃ 이내로 나타난다.

이러한 저항열의 온도범위는 알루미늄의 용융점인 660 ℃ 보다 낮은 온도로서, 동(Cu)의 용융점인 1,80℃ 이내보다는 상당히 낮으면서도 알루미늄의 용융점 보다 낮되 근접되는 온도범위 즉, 알루미늄이 겔상으로 용융되지 않는 범위인 600 ℃ 이내에서 저항열이 발생되도록 하는 것이 중요하다.

이와같이 8,000 A를 갖는 순간전류량이 1 ~ 1.5 sec 동안 600 ℃ 온도범위내에서 저항열이 발생되도록 제어부(400)에 의해 제어되며 저항열에 의해 용접처리되며 접합되도록 하게 된다.

상기의 과정을 거쳐 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)의 접합과정이 완료되면, 상술한 바와 같이 제1지그부(100)와 제2지그부(200)의 이격거리 조정에 따라도 5a에서와 같은 형태 또는 도 5b에서와 같은 형태를 갖는 접합된 상태의 반제품을 얻을 수 있다.

아울러, 접합이 완료된 상태에 이른 반제품을 이용하여, 본 발명에서 언급되지 않았으나, 별도 제작되는 냉매관 형태를 갖는 알루미늄재 냉매관 일단측에 본 발명에 의해 얻게 된 반제품을 이용하여 알루미늄간 용접과정을 거쳐 완성된 냉매관의 제품을 얻을 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 냉장고 등의 각종 냉매관으로 사용하기 위해 선택되는 알루미늄과 동으로 되는 이종 금속관을 이용하여 순간저항열에 의해 이종의 금속관인 알루미늄파이프와 동파이프가 접합되도록 하기 위한 접합장치를 제공함으로써, 고가의 동파이프만으로 되는 냉매관으로부터 탈피하여 비교적 생산원가를 절감하면서도 높은 기밀성을 갖는 건전한 상태의 이종금속관으로 되는 냉매관을 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

알루미늄파이프(20)를 안착하며 파지하기 위한 제1안착홈(111,121)이 각각 형성되는 제1상하형지그(110,120)를 갖는 제1지그부(100)와,

동파이프(30)를 안착하며 파지하기 위한 제2안착홈(211,221)이 각각 형성되는 제2상하형지그(210,220)를 갖는 제2지그부(200)와,

상기 제2지그부(200)를 상기 제1지그부(100)측면으로 이동시키기 위한 제2지그이송부(300)와,

상기 제1지그부(100)와 제2지그부(200)에 통전되는 순간전류, 제2지그부(200)를 제1지그부(100)측으로 미는 가압력 및 용접시간, 저항열 온도를 제어하기 위한 제어부(400)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매관용 알루미늄-동 파이프 접합 장치.
제 1 항에 있어서,

제1지그부(100)는 고정블럭(12) 전면에 고정되고 상기 고정블럭(12)에 고정되는 제1블럭(130) 상방의 실린더(131)에 의해 제1상형지그(110)가 상하 이동되는 것과,

제2지그부(200)는 이송블럭(13) 전면에 고정되고 상기 이송블럭(13)에 고정되는 제2블럭(230) 상방의 실린더(231)에 의해 제2상형지그(210)가 상하 이동되는 것을 포함하는 냉매관용 알루미늄-동파이프 접합장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1지그부(100)의 제1블럭(130)과 제1상형지그(110), 상기 제2지그부(200)의 제2블럭(230)과 제2상형지그(210)에 각각 통전유도체(500)에 의해 연결되는 것을 포함하는 냉매관용 알루미늄-동파이프 접합장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1지그부(100)의 제1하형지그(120) 제1안착홈(121) 일측으로 접합안내플레이트(122)가 고정되는 것을 포함하는 냉매관용 알루미늄-동파이프 접합장치.
제 4 항에 있어서,

상기 접합안내플레이트(122)는 티타늄으로 되는 것을 포함하는 냉매관용 알루미늄-동파이프 접합장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제2지그이송부(300)는 상기 이송블럭(13) 측면으로 이격 고정되는 고정플레이트(330) 측면으로 일정폭을 갖는 횡간플레이트(321)에 의해 이격 고정되는 지지플레이트(330) 외측면에 제2지그이송실린더(310)가 고정되고, 상기 제2지그이송실린더(310)로부터 인출되는 실린더로드(311)는 상기 고정플레이트(330)를 관통하며 그 일단이 이송블럭(13) 측면과 고정되는 나사봉(340)과 연결되고, 상기 제1지그부(100)를 고정하고 있는 고정블럭(12) 상하측면간과 상기 고정플레이트(330)를 연결하는 가이딩로드(360)가 각각 구비되어, 상기 가이딩로드(360)를 따라 제2지그이송실린더(310) 동작에 따라 제2지그부(200)가 슬라이딩 이송되는 것을 포함하는 냉매관용 알루미늄-동파이프 접합장치.
제 1 항 내지 제 4항 또는 제 7 항 중 어느 한항에 있어서,

상기 제어부(400)는 제1지그부(100)와 제2지그부(200)의 각 실린더(131,231) 하강에 의해 제1상하형지그(110,120)와 제2상하형지그(210,220)가 접하며 각 알루 미늄파이프(20)와 동파이프(30)를 파지하게 된 후, 상기 제2지그이송부(300)의 실린더로드(311)에 의해 상기 제2지그부(200)를 측면으로 미는 가압력 150 ~ 155 kgf에 의해 상기 알루미늄파이프(20)와 동파이프(30)가 상호 접할 때의 통전되는 순간전류량을 8,000 A, , 접합시간을 1 ~ 1.5 sec, 접합되는 순간의 저항열을 600 ℃ 범위내로 설정하는 것을 포함하는 냉매관용 알루미늄-동파이프 접합장치.