KR100727514B1 - 금속 튜브 제조 방법 - Google Patents

Abstract

금속 튜브를 제조하는 방법에서, 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 금속 스트립은 스트립 공급부로부터 연속적으로 빼내어지고, 맞대진 금속 스트립 모서리를 갖는 슬릿 튜브로 성형되며, 금속 스트립 모서리는 레이저 용접되고, 적어도 금속 스트립 모서리의 영역은 용접 전에 기계적으로 거칠게 된다. 마루부에서 골부까지의 높이(R_a)는 12.5 ㎛ 이상이며, 용접 전에 탄화 수소로 습윤된다.

Description

금속 튜브 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING A METAL TUBE}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 금속 튜브를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종방향 심(seam)을 따라 용접되는 금속 튜브의 연속 제조에 대해, 고주파 압력 용접, 저항 용접, 아크 용접, 예를 들면 티그 용접, 또는 플라즈마 용접과 같은 전기 심 용접 방법은 오랫동안 알려져왔다. 이러한 용접 방법은 다양한 재료 및 튜브 치수에 대해 성공적임이 입증되었다.

가장 최근에, 레이저 용접은 종래의 용접 방법에 비해 몇몇의 결정적인 장점을 제공하기 때문에, 레이저 용접은 특히 임의의 재료 및 제품에 적합한 것으로 보인다. 예를 들면, 레이저 용접에 의해 제조된 용접 심은 깊이/폭 비율이 큰 얇은 심 형상과 열에 의한 변질부가 작은 것을 특징으로 한다. 이러한 특성에 대한 원인은 높고, 정확하게 제한되는 에너지 입력과 높은 용접율이다.

레이저 용접은 강철 튜브, 특히 스테인레스 강 또는 아연 도금강으로 만들어진 튜브 또는 알루미늄, 특히 공중합체 코팅된 알루미늄 스트립에 이미 널리 사용되는 반면, 이 기술은 구리 또는 구리 합금 튜브에 대해서는 아직 용인되지 않았다. 이것은 사실상 구리의 밝은 표면으로 인해 레이저 비임 에너지를 스트립의 모서리로 도입하는 것이 방지되고 스트립 모서리를 용접하는 것이 불가능할 정도로 구리가 레이저 비임을 반사하기 때문이다.

또한, 구리의 높은 열전도성은 용접되는 스트립 모서리 영역에서의 낮은 열 집중에 대한 이유가 된다.

본 발명의 목적은 얇은 벽 두께의 레이저 용접된 금속 튜브, 예를 들어 구리 튜브가 연속 공정으로 긴 길이로 제조될 수 있는 방법을 정의하는 것이다.

이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징부의 조합에 의해 달성된다.

스트립 모서리 영역에서 구리 튜브의 표면을 거칠게 하고 탄화 수소로 습윤시키는 특성의 조합은 실질적으로 스트립 모서리 영역으로 레이저 에너지의 도입을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 탄화 수소로의 습윤에 의한 최적화에 대한 설명은, 탄화 수소의 굴절률로 인해 탄화 수소가 90°이하의 각도로 스트립 모서리 상으로 통상적으로 지향되는 레이저 비임을 편향시키거나, 또는 스트립 모서리 상의 탄소 필름을 제조하기 위해 레이저 비임이 탄화 수소를 태워서 레이저 에너지의 도입을 향상시키는 것이라고 생각된다.

본 발명은 이제 도면에서 도시되는 실시예를 사용하여 예로써 더욱 상세하게 도시될 것이다.

코일(도시되지 않음)로부터 연속적으로 빼내어지는 구리 스트립 또는 구리 합금 스트립(1)(이하, "구리 스트립"이라 칭함)은, 예를 들면 구리 스트립(1)이 탄화 수소에 양측면이 습윤되는 습윤 스테이션(2)으로 먼저 공급된다.

습윤 스테이션(2)은 드럼(4a, 5a)으로부터 각각 당겨지며 다른 드럼(4b, 5b) 상에 감기는 2개의 펠트 스트립(4, 5)을 구비한다. 펠트 스트립(4, 5)은 탄화 수소 공급부를 포함하는 용기(6)를 통해 지나간다.

그 후 탄화 수소로 습윤된 구리 스트립(1)은 스탬핑 스테이션(7)으로 공급되어, 적어도 구리 스트립(1)의 종방향 모서리 영역이 용접 전에 마루부에서 골부까지의 높이가 R_a=12.5 ㎛ 이상으로 거칠게 된다. 도면은 거칠게 하기 위해 이용되는 2개의 롤러(7a, 7b)를 도시한다. 동시에, 롤러(7a, 7b)는 측면 절단 전단기로서 작용하며, 종방향 모서리를 절단함으로써 정해진 폭으로 구리 스트립(1)을 제조한다.

스탬핑 롤러(7a, 7b)에 의해 거칠게 하는 대신에, 스트립 모서리의 브러싱 또는 샌드블라스팅이 또한 가능하다.

탄화 수소로 습윤되고 종방향 모서리를 따라 거칠게 되는 구리 스트립(1)은, 그 후 여러 단계에서 구리 스트립(1)이 슬릿 튜브로 성형되는 성형 스테이션(8)에 도달한다.

레이저 용접 장치(9), 양호하게는 연속파 레이저는 슬릿 튜브의 종방향 모서리를 용접하는 데 이용된다. 일 예로서, 공지된 키홀 용접법이 사용될 수도 있다. 스트립 모서리를 용접함으로써 형성된 용접 심은 용접 중에 불활성 가스에 의해 보호된다. 불활성 가스로서 헬륨 및 아르곤의 혼합물이 사용될 수 있다. 그 결과, 용접된 튜브(10)는, 예를 들어 파형 유닛(도시되지 않음)으로 또는 와인딩 릴(도시되지 않음)로 공급된다.

본 발명에 따른 방법을 위해, 이하의 치수로 구리 튜브를 제조하는 것이 가능하다.

외부 직경: 3.6 mm

벽 두께: 0.2 mm

레이저의 전력 출력은 2000 W, 용접율은 20 m/min이다.

본 발명은 얇은 벽 두께의 레이저 용접된 구리 튜브가 연속 방법으로 긴 길이로 제조될 수 있는 방법을 제공한다.

도1은 본 발명에 따른 금속 튜브의 제조 공정도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 구리 스트립

2 : 습윤 스테이션

4, 5 : 펠트 스트립

4a, 4b, 5a, 5b : 드럼

6 : 용기

7 : 스탬핑 스테이션

7a, 7b : 롤러

8 : 성형 스테이션

9 : 레이저 용접 장치

10 : 용접된 튜브

Claims (6)

1. 스트립 공급부로부터 금속 스트립을 연속적으로 빼내고, 금속 스트립을 맞대진 금속 스트립 모서리를 갖는 슬릿 튜브로 성형하는 단계와, 상기 금속 스트립 모서리를 레이저로 용접하는 단계를 포함하는 금속 튜브 제조 방법이며,

   상기 금속 스트립은 구리 또는 구리 합금이며,

   상기 금속 튜브 제조 방법은,

   마루부에서 골부까지의 높이가 R_a=12.5 ㎛ 이상으로, 용접 전에 적어도 상기 금속 스트립 모서리의 영역을 기계적으로 거칠게 하는 단계와,

   적어도 상기 금속 스트립 모서리의 영역을 용접 전에 탄화 수소로 습윤시키는 단계를 더 포함하는 금속 튜브 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 레이저로서 고체 레이저가 사용되는 금속 튜브 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 연속파 고체 레이저가 사용되는 금속 튜브 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속 스트립 모서리를 용접함으로써 형성된 용접 심이 용접 중에 불활성 가스에 의해 보호되는 금속 튜브 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 불활성 가스로서 헬륨 및 아르곤의 혼합물이 사용되는 금속 튜브 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 용접법으로서 키홀 용접법이 사용되는 금속 튜브 제조 방법.