KR100891385B1 - 귀금속용 전기 용접기 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 귀금속용 전기 용접기에 관한 것으로서, 외부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 AC-DC 컨버터와; 대용량의 콘덴서로 이루어져 있으며, AC-DC 컨버터로부터 변환되어 입력되는 직류 전원을 충전하는 충전부와; 작업자의 전기 용접을 수행하기 위한 스위치로서, 발판 형태로 이루어져 본체 하부의 소정 위치에 구비되는 발판 스위치와; 발판 스위치가 동작되지 않으면 AC-DC 컨버터와 충전부의 접속을 유지하여 충전부의 충전이 이루어지도록 하며, 발판 스위치가 동작되면 AC-DC 컨버터와 충전부의 접속을 차단하여 충전부의 충전을 중지하는 제 1 스위치와; 발판 스위치가 동작되지 않으면 충전부에 충전되어 있는 직류 전원이 방전되지 않도록 차단 상태를 유지하며, 발판 스위치가 동작되면 충전부에 충전되어 있는 직류 전원이 방전되도록 접속되는 제 2 스위치와; 발판 스위치가 동작됨에 따라 충전부에서 방전되는 직류 전원을 증폭시켜 출력하는 변압기와; 변압기의 2차측에 접속되며, 변압기에서 증폭되어 입력되는 직류 전원이 서서히 증가되어 출력되도록 제어하는 출력전류 지연부와; 출력전류 지연부의 출력단에 연결되며, 발판 스위치를 조작한 작업자의 조작에 따라 접합하고자 하는 귀금속과 접촉되는 순간 출력전류 지연부에서 제어된 직류 전원을 접합하고자 하는 귀금속으로 출력하여 용접이 이루어지도록 하는 프로브; 및 구리 동판으로 이루어져 본체의 전면부 중앙에 돌출되게 설치되고, 충전부에 충전된 직류 전원이 인가되는 + 또는 - 전원 단자가 연결되어 있으며, 상부에 접합하고자 하는 귀금속이 놓이는 작업대를 포함하여 구성한다.

따라서, 본 발명은 귀금속 용접을 안전하고 간편하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

전기 용접기, 귀금속, 연성, 변압기

Description

귀금속용 전기 용접기{Electric welder machine for noble metals}

도 1은 일반적인 전기 용접기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 일반적인 전기 용접기의 출력전류 파형을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 귀금속용 전기 용접기의 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 귀금속용 전기 용접기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 사용되는 변압기의 2차측 코일 구조를 설명하기 위한 도면,

도 6은 도 4의 출력전류 지연부를 통과한 출력전류 파형의 일 예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 본체 20 : AC-DC 컨버터

30 : 충전전압 설정부 40 : 충전부

50 : 발판 스위치 60 : 제 1 스위치

70 : 제 2 스위치 80 : 변압기

90 : 출력전류 지연부 100 : 프로브

110 : 작업대

본 발명은 전기 용접기에 관한 것이다.

보다 상세하게는 전기 용접기의 출력전류를 제어하여 귀금속 용접이 용이하도록 하는 귀금속용 전기 용접기에 관한 것이다.

일반적으로 용접은 두 개의 금속, 유리, 플라스틱 등을 녹이거나 반쯤 녹인 상태에서 서로 이어 붙이는 것으로서, 통상적으로 산소 용접기와 전기 용접기로 나눌 수 있다.

산소 용접기는 산소와 아세틸렌이 화합했을 때에 발생하는 높은 열을 이용해서 금속을 용접 절단하는 방법으로 용접만이 아니라 강판을 달구어 절단하는 데에 흔히 사용된다.

전기 용접기는 전기 용접을 능률적으로 할 수 있도록 만들어진 용접장치로서, 용접방식에 따라 열을 이용하여 금속을 용융시키는 저항용접과, 아크 용접으로 구별된다.

전기를 이용하는 저항용접은 접합하는 두 금속에 전류를 통하여 접촉부가 고온으로 가열될 때 기계적인 압력을 가하여 접합하는 용접방법이고, 전기 아크용접은 직렬저항을 통하여 전원에 연결한 전극을 한번 접촉시킨 다음에 격리시키는 것에 의하여 발생하는 아크 방전을 이용하는 것이다.

도 1은 일반적인 전기 용접기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 일반적인 전기 용접기의 출력전류 파형을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 일반적인 전기 용접기는, AC-DC 컨버터(1), 충전전압 설정부(32, 충전부(3), 스위치(4), 변압기(5), 용접부(6) 등으로 구성된다.

AC-DC 컨버터(1)는 외부로부터 전기 용접기로 인가되는 교류 전원(AC)을 직류 전원(DC)으로 변환하여 충전부(3)로 출력한다.

충전전압 설정부(2)는 작업자의 조작에 따라 충전부(3)에 충전되는 충전전압을 설정하는 부분으로서, 통상적으로 가변저항으로 구성된다.

충전부(3)는 충전전압 설정부(2)의 전압설정에 따라 AC-DC 컨버터(1)로부터 입력되는 직류 전원을 충전하며, 작업자의 스위치(4) 조작에 따라 충전된 직류 전원을 방전한다.

스위치(4)는 전기 용접을 수행하는 작업자에 의해 조작되는 스위치이다.

변압기(5)는 작업자에 조작에 따라 스위치(4)가 동작되면, 충전부(3)에서 방전되는 전류를 대전류로 변환하여 용접부(6)로 출력한다.

용접부(6)는 변압기(5)를 통해 출력되는 대전류를 용접 대상의 물체로 출력하여 용접이 이루어지도록 한다.

이와 같이 구성된 종래의 전기 용접기의 동작과정을 설명하면, 우선 작업자에 의해 전원 스위치가 조작되면, 외부로부터 인가되는 교류 전원이 AC-DC 컨버터(1)를 통해 직류 전원으로 변환되어 충전부(3)에 충전된다.

이때 작업자는 충전부(3)에 충전되는 직류 전원의 용량을 충전전압 설정부(2)를 통해 임의로 설정할 수 있다.

충전이 수행된 이후, 용접 대상의 물체를 위치시킨 작업자가 스위치(4)를 조작하고, 용접부(6)를 용접 대상의 물체에 접촉하면, 충전부(3)에 충전된 직류 전원이 변압기(5)를 통해 대전류로 변환, 출력되어 용접이 이루어진다.

즉, 일반적인 전기 용접기의 출력전류 파형을 나타낸 도 3에 도시된 바와 같이, 충전부(3)에 충전되어 있는 대량의 직류 전원이 용접부(6)를 통해 순간적으로 출력되고, 용접 대상 물체의 접촉부가 고온으로 가열되어 용접이 이루어지는 것이다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 전기 용접기를 사용하여 연성의 귀금속을 용접할 경우, 순간적으로 대량의 전류가 출력되기 때문에 용접되는 귀금속에 구멍이 발생되는 등 원활하게 귀금속 용접을 수행할 수 없는 문제점이 발생하였다.

또한, 아르곤 용접기, 레이저 용접기 등을 사용할 경우에는 제품 용접시 불빛으로 인하여 보안기를 설치하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 산소 용접기를 사용하여 귀금속을 용접할 경우에는, 전기 용접기에 비하여 귀금속의 용접이 용이하지만, 용접과정에서 용접 이외의 부분에 그을음 등이 발생되고, 이를 제거하기 위하여 별도의 세척 공정 등을 추가로 수행하여야 하는 불편함이 발생되었으며, 용접부에 자국이 남게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 순간적으로 대량의 전류를 출력하여 용접하는 전기 용접기의 출력전류를 서서히 증가시켜 출력되도록 제 어함으로써, 귀금속 용접이 용이하도록 하는 귀금속용 전기 용접기를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 귀금속용 전기 용접기는, 접합하고자 하는 귀금속에 전류를 가하여 접촉부를 고온으로 가열시켜 접합시키는 전기 용접기에 있어서, 외부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 AC-DC 컨버터와; 대용량의 콘덴서로 이루어져 있으며, AC-DC 컨버터로부터 변환되어 입력되는 직류 전원을 충전하는 충전부와; 작업자의 전기 용접을 수행하기 위한 스위치로서, 발판 형태로 이루어져 본체 하부의 소정 위치에 구비되는 발판 스위치와; 발판 스위치가 동작되지 않으면 AC-DC 컨버터와 충전부의 접속을 유지하여 충전부의 충전이 이루어지도록 하며, 발판 스위치가 동작되면 AC-DC 컨버터와 충전부의 접속을 차단하여 충전부의 충전을 중지하는 제 1 스위치와; 발판 스위치가 동작되지 않으면 충전부에 충전되어 있는 직류 전원이 방전되지 않도록 차단 상태를 유지하며, 발판 스위치가 동작되면 충전부에 충전되어 있는 직류 전원이 방전되도록 접속되는 제 2 스위치와; 발판 스위치가 동작됨에 따라 충전부에서 방전되는 직류 전원을 증폭시켜 출력하는 변압기와; 변압기의 2차측에 접속되며, 변압기에서 증폭되어 입력되는 직류 전원이 서서히 증가되어 출력되도록 제어하는 출력전류 지연부와; 출력전류 지연부의 출력단에 연결되며, 발판 스위치를 조작한 작업자의 조작에 따라 접합하고자 하는 귀금속과 접촉되는 순간 출력전류 지연부에서 제 어된 직류 전원을 접합하고자 하는 귀금속으로 출력하여 용접이 이루어지도록 하는 프로브; 및 구리 동판으로 이루어져 본체의 전면부 중앙에 돌출되게 설치되고, 충전부에 충전된 직류 전원이 인가되는 + 또는 - 전원 단자가 연결되어 있으며, 상부에 접합하고자 하는 귀금속이 놓이는 작업대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 귀금속용 전기 용접기는, 가변저항으로 이루어져 본체의 측면에 위치하며, 용접 대상 귀금속의 두께, 크기, 재질, 성분에 따라 작업자가 충전부에 충전되는 충전전압을 임의로 설정하는 충전전압 설정부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상술한 충전부는 복수개의 소용량 콘덴서를 병렬로 연결하여 구성할 수 있으며, 상술한 변압기는 2차측 코일을 1차측 코일의 외곽에 복수 개를 병렬로 권선하여 구성할 수 있다.

그리고 상술한 출력전류 지연부는 코일인 것이 바람직하며, 충전부와 변압기의 1차측 사이에 연결되도록 구성할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 귀금속용 전기 용접기를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 귀금속용 전기 용접기의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 귀금속용 전기 용접기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 사용되는 변압기의 2차측 코일 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 귀금속용 전기 용접기는, 본체(10), AC-DC 컨버 터(20), 충전전압 설정부(30), 충전부(40), 발판 스위치(50), 제 1 스위치(60), 제 2 스위치(70), 변압기(80), 출력전류 지연부(90), 프로브(100), 작업대(110) 등으로 구성된다.

AC-DC 컨버터(20)는 외부로부터 전기 용접기로 인가되는 교류 전원(220V, 60Hz/50Hz 겸용)을 직류 전원으로 변환하여 충전부(30)로 출력한다.

충전전압 설정부(30)는 통상적으로 가변저항으로 이루어져 본체(10)의 측면에 위치하며, 작업자에 의한 본체(10) 전면부에 구비된 스위치(예를 들어, 로터리 형태의 스위치) 조작에 따라 충전부(40)에 충전되는 충전전압을 설정하는 부분으로서, 용접 대상 귀금속의 두께, 크기, 재질, 성분에 따라 작업자가 임의로 결정한다.

충전부(40)는 대용량의 콘덴서로 이루어져 있으며, 충전전압 설정부(30)의 전압설정에 따라 AC-DC 컨버터(20)로부터 입력되는 직류 전원을 충전하며, 작업자의 발판 스위치(50) 조작에 따라 충전된 직류 전원을 변압기(80)로 출력한다.

이때, 충전부(40)는 전술한 바와 같이 대용량의 콘덴서 대신에, 복수개의 소용량 콘덴서를 병렬로 연결하여 구성할 수 있는 데, 소용량의 콘덴서를 복수 개 병렬로 연결하는 경우 충전, 방전 속도가 증가되며, 이로 인하여 귀금속 용접시 작업효율이 증대된다.

발판 스위치(50)는 작업자의 전기 용접을 수행하기 위한 스위치로서, 발판 형태로 이루어져 본체(10) 하부의 소정 위치에 구비된다.

제 1 스위치(60)는 AC-DC 컨버터(20)와 충전부(40) 사이에 위치하고, 작업자 에 의해 발판 스위치(50)가 동작되지 않으면 AC-DC 컨버터(20)와 충전부(40)의 접속을 유지하여 충전부(40)의 충전이 이루어지도록 하며, 작업자에 의해 발판 스위치(50)가 동작되면 AC-DC 컨버터(20)와 충전부(40)의 접속 상태를 해제하여 충전부(40)의 충전을 중지하도록 한다.

제 2 스위치(70)는 충전부(40)와 변압기(80) 사이에 위치하고, 작업자에 의해 발판 스위치(50)가 동작되지 않으면 충전부(40)에 충전되어 있는 직류 전원이 방전되지 않도록 충전부(40)와 변압기(80)의 연결 상태를 차단 상태로 유지하며, 작업자에 의해 발판 스위치(50)가 동작되면 충전부(40)와 변압기(80)의 접속을 수행하여 충전부(40)에 충전되어 있는 직류 전원이 변압기(80)로 방전되도록 한다.

변압기(80)는 작업자에 조작에 따라 발판 스위치(50)가 동작되면, 충전부(40)로부터 입력되는 충전된 직류 전원을 대전류로 증폭시켜 출력전류 지연부(90)로 출력한다.

이때, 상술한 변압기(80)는 도 5에 도시된 바와 같이, 2차측 코일(84)을 1차측 코일(82)의 외곽에 복수 개(예를 들어, 5개)를 병렬로 권선하여 구성할 수 있는 데, 2차측 코일(84)을 하나가 아닌 복수 개를 병렬로 권선하는 경우 전압은 동일하되 전류를 증대시켜 출력할 수 있다.

출력전류 지연부(90)는 변압기(80)의 2차측에 접속되며, 변압기(80)에서 증폭되어 입력되는 직류 전원이 서서히 증가되어 출력되도록 제어한다. 즉, 출력전류 지연부(90)에서는 종래와 같이 순간적으로 대량의 전류를 출력하지 않고 서서히 증가시켜 프로브(100)를 통해 접합 대상의 귀금속으로 출력되도록 하는 것이다. 이 때, 출력전류 지연부(90)는 코일로 구성하는 것이 가장 바람직하며, 충전부(40)와 변압기(80)의 1차측 사이에 연결되도록 구성할 수도 있다.

프로브(100)는 출력전류 지연부(90)의 출력단에 연결되어 있으며, 발판 스위치(50)를 조작한 작업자의 조작에 따라 접합하고자 하는 귀금속과 접촉되는 순간 출력전류 지연부(90)에서 제어된 직류 전원을 접합하고자 하는 귀금속으로 출력하여 용접이 이루어지도록 한다. 용접에 사용되는 직류 전원은 인체에 감전이나 사고의 위험이 없으므로 안전하게 사용할 수 있는 장점이 있으며, 습기에 주의하여야 한다.

작업대(110)는 구리 동판으로 이루어져 본체(10)의 전면부 중앙에 돌출되게 설치되고, 충전부(40)에 충전된 직류 전원이 인가되는 + 또는 - 전원 단자가 연결되어 있으며, 상부에 접합하고자 하는 귀금속이 놓이는 부분이다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 귀금속용 전기 용접기의 동작 과정을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6은 도 4의 출력전류 지연부(90)를 통과한 출력전류 파형의 일 예를 나타낸 도면이다.

우선, 작업자에 의해 본체(10)에 구비된 전원 스위치가 조작되면, 외부로부터 인가되는 교류 전원이 AC-DC 컨버터(20)를 통해 직류 전원으로 변환되어 충전부(40)에 충전된다.

이때 작업자는 충전부(40)에 충전되는 직류 전원의 용량을 충전전압 설정 부(30)를 통해 임의로 설정할 수 있다.

충전이 수행된 이후, 작업대(110) 상부에 용접 대상의 두 귀금속을 위치시킨 작업자가 본체(10)의 하부 바닥에 위치한 발판 스위치(50)를 조작하면, AC-DC 컨버터(20)와 충전부(40)의 접속 상태를 유지하는 제 1 스위치(50)가 해제되어 충전부(40)의 충전 동작이 중지됨과 동시에, 충전부(40)와 변압기(80)의 접속 해제 상태를 유지하는 제 2 스위치(70)가 접속되어 충전부(40)에 충전되어 있는 직류 전원이 변압기(80)로 방전된다.

그러면, 변압기(80)에서는 충전부(40)로부터 입력되는 충전된 직류 전원을 대전류로 증폭시켜 출력전류 지연부(90)로 출력하고, 변압기(80)의 2차측에 접속되어 있는 출력전류 지연부(90)에서는 변압기(80)로부터 증폭되어 입력되는 직류 전원을 제어하여 도 6에 도시된 바와 같이 순간적으로 대량의 전류를 출력하지 않고 서서히 증가시켜 출력되도록 한다.

이 상태에서 작업자가 프로브(100)를 작업대(110)에 위치한 용접 대상의 두 귀금속에 접촉하면, 프로브(100)를 통해 출력전류 지연부(90)에서 제어된 직류 전원이 작업대(110) 상에 놓인 귀금속으로 출력되고, 용접 대상의 두 귀금속의 접촉부가 고온으로 가열되어 용접이 이루어진다.

이상에서와 같이 본 발명의 귀금속용 전기 용접기에 따르면, 변압기를 사용하여 전기 용접기의 출력전류를 서서히 증가시켜 출력하도록 제어하기 때문에 귀금 속 용접시 종래의 전기 용접에서와 같이 순간적인 대량의 전류로 인한 구멍의 발생이나, 또는 산소 용접에서의 그을음으로 인한 귀금속 훼손 및 별도의 추가 공정을 수행할 필요가 없음은 물론, 용접 부위에 자국이 남지 않게 되어 귀금속 용접을 안전하고 간편하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래에서와 같이 제품 용접시 불빛으로 인한 보안기의 사용이 필요가 없기 때문에 실생활 그대로 작업을 할 수 있고, 기존에는 제품의 광이 염려되어 붕산을 발라 땜을 하지만 본 발명의 용접기를 사용하는 경우 용접 제품의 불순물을 제거한 후 바로 용접할 수 있으며, 초보자라 하더라도 종래의 제품에 비하여 단순하게 작업할 수 있는 효과가 있다.

또한, 금, 은 등의 모든 종류의 귀금속의 용접에 사용할 수 있고, 표면 주조 기포 작업에도 용접을 하여 기포를 제거할 수 있으며, 종래의 귀금속용 용접기는 수입품으로 고액이지만 본 발명의 용접기는 자체 기술 개발로 수입 대체 능력이 될 수 있는 효과가 있다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 접합하고자 하는 귀금속에 전류를 가하여 접촉부를 고온으로 가열시켜 접합시키는 전기 용접기에 있어서,

   외부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 AC-DC 컨버터;

   대용량의 콘덴서로 이루어져 있으며, 상기 AC-DC 컨버터로부터 변환되어 입력되는 직류 전원을 충전하는 충전부;

   작업자의 전기 용접을 수행하기 위한 스위치로서, 발판 형태로 이루어져 본체 하부의 소정 위치에 구비되는 발판 스위치;

   상기 발판 스위치가 동작되지 않으면 상기 AC-DC 컨버터와 상기 충전부의 접속을 유지하여 상기 충전부의 충전이 이루어지도록 하며, 상기 발판 스위치가 동작되면 상기 AC-DC 컨버터와 상기 충전부의 접속을 차단하여 상기 충전부의 충전을 중지하는 제 1 스위치;

   상기 발판 스위치가 동작되지 않으면 상기 충전부에 충전되어 있는 직류 전원이 방전되지 않도록 차단 상태를 유지하며, 상기 발판 스위치가 동작되면 상기 충전부에 충전되어 있는 직류 전원이 방전되도록 접속되는 제 2 스위치;

   상기 발판 스위치가 동작됨에 따라 상기 충전부에서 방전되는 직류 전원을 증폭시켜 출력하는 변압기;

   상기 변압기의 2차측에 접속되며, 상기 변압기에서 증폭되어 입력되는 직류 전원이 서서히 증가되어 출력되도록 제어하는 출력전류 지연부;

   상기 출력전류 지연부의 출력단에 연결되며, 상기 발판 스위치를 조작한 작업자의 조작에 따라 접합하고자 하는 귀금속과 접촉되는 순간 상기 출력전류 지연부에서 제어된 직류 전원을 상기 접합하고자 하는 귀금속으로 출력하여 용접이 이루어지도록 하는 프로브; 및

   구리 동판으로 이루어져 상기 본체의 전면부 중앙에 돌출되게 설치되고, 상기 충전부에 충전된 직류 전원이 인가되는 + 또는 - 전원 단자가 연결되어 있으며, 상부에 상기 접합하고자 하는 귀금속이 놓이는 작업대를 포함하는 것을 특징으로 하는 귀금속용 전기 용접기.
2. 제 1 항에 있어서,

   가변저항으로 이루어져 상기 본체의 측면에 위치하며, 용접 대상 귀금속의 두께, 크기, 재질, 성분에 따라 작업자가 상기 충전부에 충전되는 충전전압을 임의로 설정하는 충전전압 설정부를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 귀금속용 전기 용접기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 충전부는,

   복수개의 소용량 콘덴서를 병렬로 연결한 것을 연결한 것을 특징으로 하는 귀금속용 전기 용접기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 변압기는,

   2차측 코일을 1차측 코일의 외곽에 복수 개를 병렬로 권선한 것을 특징으로 하는 귀금속용 전기 용접기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 출력전류 지연부는,

   코일인 것을 특징으로 하는 귀금속용 전기 용접기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 출력전류 지연부는,

   상기 충전부와 상기 변압기의 1차측 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 귀금속용 전기 용접기.

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