KR101042572B1 - 냉간 단조로 완성되는 가스 토오치의 화구팁과 그 제조방법및 단조핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스용접기나 가스절단기에 사용되는 토오치의 화구팁에 관한 것으로 가스토오치의 화구팁을 제조 구성함에 있어서,

순수 순동선을 토오치의 화구팁(20)을 형성할 량의 크기로 절단하는 제1공정인 절단공정과,

상기 제1공정인 절단 공정에서 절단한 소재(10)를 상온에서 타격하여 절단면(11)을 편편하게 잡아주는 제2공정인 절단면수평가공공정과,

상기 제2공정인 절단면수평가공공정에서 절단면(11)이 수평으로 가공된 소재(10)를 가스통로(21)를 성형하는 단조핀(30)이 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로(21) 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙에 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성함과 동시에 상단 주연에 환형 플랜지(22)를 형성하는 제3공정인 1차 성형공정과,

상기 제3공정인 1차 성형공정에서 상단중앙에는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성하며 상단주연에는 플랜지(22)를 형성한 소재(10)를 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로(21) 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙으로부터 시작되는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 내부로 깊숙히 형성함과 동시에 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 통로를 형성하도록 하는 제4공정인 2차 성형공정과,

상기 제4공정인 2차 성형공정에서 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 가스통로를 형성하여 화구팁의 형상으로 성형된 소재(10)를 상온에서 타격하여 소재(10)의 끝단에 가스통로(21)를 뚫어내는 제5공정인 3차 성형공정으로 가스토오치의 화구팁(20)을 완성함으로써 화구팁(20)을 생산함에 있어서 재료의 손실이 감소하고 작업공정이 간단하여 생산원가가 절감되고 가스가 흐르는 가스통로가 단조로 성형됨으로써 화구팁의 내면이 매끄럽게 형성되어 가스의 흐름에 저항이 최소화하여서 화염이 정상적으로 형성되어 화염의 강도가 강해짐으로써 가스를 작게 연소하면서도 용접이나 절단 작업의 효율을 높일 수 있는 것은 물론, 가스 용접이나 가스절단작업을 수행 시 작업부위가 깨끗하게 마무리되어 작업효율을 향상시키는 효과를 갖게 된다.

가스토오치, 화구팁, 순수순동, 가스통로, 단조핀

Description

냉간 단조로 완성되는 가스 토오치의 화구팁과 그 제조방법 및 단조핀{Completed gas torch's tip and the manufacture method and forging pin by cold forging}

본 발명은 가스용접기나 가스절단기에 사용되는 토오치의 화구팁에 관한 것으로 가스를 분사하는 일종의 노즐이라고 할 수 있는 토오치의 화구팁은 가스가 흐르는 내면이 매끄럽게 가공되어 조도가 뛰어나야 가스의 토출시 가스가 아무런 저항 없이 흘러서 불꽃인 화염을 완벽하게 생성하여 효율을 극대화되도록 하기 때문에 가스토오치에서는 화구팁의 구성이 바로 토오치의 성능과 일치하는 등 매우 중요한 것이다.

이에 본 발명은 가스토오치에 사용되는 화구팁을 지금까지 절삭 가공하던 것을 탈피하여 냉간단조로 성형하도록 실현함으로써 화구팁의 내면이 완벽한 조도를 이루도록 하여 가스의 흐름이 최대한 원활하게 이루어져서 화구팁의 끝에서 형성되는 화염이 가장 이상적으로 형성되어 가스절단 작업과 가스용접 작업이 보다 효율적으로 실시되도록 한 냉간단조로 완성되는 가스토오치의 화구팁과 그 제조방법 단조핀에 관한 것이다.

산업이 발달함에 따라서 강판을 자르거나 서로 녹여서 붙이는 제관 작업이 많아지면서 이들 강판을 산소와 아세틸렌을 혼합한 가스나 엘피지 가스를 사용하여 이들을 연소시 발생하는 화염을 이용하여 작업을 하게 된다.

이때 사용되는 가스 분출용 토오치가 많이 수용되고 이들 토오치의 성능을 결정하는 화구팁의 품질을 향상시키는 것이 무엇보다도 중요한 과제가 되었다.

화구팁은 토오치의 가스가 최종적으로 분출되는 노즐에 해당하는 것으로 여기서 분출된 가스가 연소 되면서 화염을 형성하게 되는데 이때 형성되는 화염의 모양에 따라 토오치의 성능이 좌우되는 것이다.

즉 가스의 분출시 토오치의 맨 끝 부분에서 가스를 분출하는 화구팁의 내면이 매끄럽게 형성되어 가스의 흐름에 저항이 최소화할수록 화염은 정상적으로 형성되어 화염의 강도가 강해짐으로써 가스를 작게 연소하면서도 용접이나 절단 작업의 효율을 높일 수 있으며, 화구팁의 내면이 거칠면 가스의 흐름에 많은 저항이 발생하여 토출된 가스가 와류를 일으키는 등의 원인으로 화염이 제대로 형성되지 못하게 됨으로써 화염의 강도가 약하여 많은 량의 가스를 연소하면서도 작업 효율이 떨어지며, 무엇보다도 화염이 제대로 형성되지 못하면 절단작업시는 절단부위가 커져 재료의 손실을 증대하고 제품의 치수가 일정하지않아 정도가 떨어져서 불량을 발생시키고 용접 작업시에는 용접부위가 커지고 상대적으로 용접봉이 많이 소요되며, 용접된 제품의 표면이 거칠어지는 심각한 문제가 발생된다.

따라서 가스용접이나 가스 절단작업에서는 토오치를 구성하는 화구팁의 구성이 무엇보다도 중요한 것에 착안하여 토오치의 화구팁을 개선하는데 많은 노력을 하고 있는 실정이었다.

그러나 지금까지는 화구팁을 제작함에 있어서 일반적으로 전체를 절삭가공 하였기 때문에 가스가 흐르는 화구팁의 내면이 거칠어져서 화염이 제대로 형성되지 않는 등 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 지금까지의 문제점을 해결하고자 가스토오치의 화구팁(20)을 제조 구성함에 있어서,

순수 순동선으로 된 소재(10)를 가스토오치용 화구팁(20)을 형성할 량의 크기로 절단하는 제1공정인 절단공정과,

상기 제1공정인 절단 공정에서 절단한 소재(10)를 상온에서 타격하여 절단면(11)을 편편하게 잡아주는 제2공정인 절단면수평가공공정과,

상기 제2공정인 절단면수평가공공정에서 절단면(11)이 수평으로 가공된 소재(10)를 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단중앙에 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성함과 동시에 상단 주연에 환형 플랜지(22)를 형성하는 제3공정인 1차 성형공정과,

상기 제3공정인 1차 성형공정에서 상단중앙에는 가스통로(21)를 형성할 요홈 을 1차로 형성하며 상단주연에는 플랜지(22)를 형성한 소재(10)를 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙으로부터 시작되는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 내부로 깊숙히 형성함과 동시에 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 통로를 형성하도록 하는 제4공정인 2차 성형공정과,

상기 제4공정인 2차 성형공정에서 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 가스통로(21)를 형성하여 화구팁(20)의 형상으로 성형된 소재(10)를 상온에서 타격하여 소재(10)의 끝단에 가스통로(21)를 뚫어내는 제5공정인 3차성형공정으로 가스토오치의 화구팁을 완성하였다.

상기한 방법으로 제조 구성한 화구팁은 생산에 있어서 재료의 손실이 감소하고 작업공정이 간단하여 생산원가가 절감되고 가스가 흐르는 가스통로가 단조로 성형됨으로써 화구팁의 내면이 매끄럽게 형성되어 가스의 흐름에 저항이 최소화하여서 화염이 정상적으로 형성되어 화염의 강도가 강해짐으로써 가스를 작게 연소하면서도 용접이나 절단 작업의 효율을 높일 수 있는 것은 물론, 가스 용접이나 가스절단작업을 수행 시 작업부위가 깨끗하게 마무리되어 작업효율을 향상시키는 효과를 갖게 된다.

상기한 본 발명을 실시함에 있어서 이를 공정 순으로 살펴보면 다음과 같다.

제1공정: 절단공정

둥근 봉 상으로 되어서 취성이 강하고 연신율이 뛰어난 순수 순동선이나 일반 철선의 소재(10)를 롤 상태로 가져와서 이들을 펼쳐서 각종 사용용도에 따라 크기가 다른 화구팁(자동팁, 대형팁, 중형팁, 아크팁 등)을 형성할 량의 크기로 절단한다.

제2공정: 절단면수평가공공정

상기 제1공정인 절단 공정에서 각종 크기가 다른 화구팁을 제조하기에 알맞은 크기로 절단한 소재(10)를 절단면(11) 단조금형(40)에서 절단된 양면을 상온가공인 냉간가공으로 타격하여 절단면(11)을 편편하게 잡아준다.

제3공정: 1차 성형공정

상기 제2공정인 절단면수평가공공정에서 절단면(11)이 수평으로 가공된 소재(10)를 화구팁(20)의 내부에 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 길이 방향인 절단면(11)을 타격하여 상단 중앙에 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성함과 동시에 상단 주연에 환형 플랜지(22)를 형성한다.

제4공정: 2차 성형공정

상기 제3공정인 1차 성형공정에서 상단중앙에는 가스통로(21)를 형성할 요홈 을 1차로 형성하며 상단주연에는 플랜지(22)를 형성한 소재(10)를 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로(21) 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 반복하여 타격하여 상단 중앙으로부터 시작되는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 내부로 깊숙히 형성함과 동시에 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 가스통로가(21) 벤츄리관처럼 좁아지는 통로를 형성하도록 한다.

제5공정: 3차 성형공정

상기 제4공정인 2차 성형공정에서 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 가스통로(21)가 벤츄리관처럼 좁아진 화구팁(20)의 형상으로 성형된 소재(10)를 상온에서 타격하여 소재(10)의 끝단에 마지막 가스분출구인 가스통로(21)를 뚫어내어 가스토오치의 화구팁(20)을 냉간단조로 완성한다.

제6공정: 도금공정

상기한 공정으로 완성한 화구팁(20)은 그 소재가 순동일 때는 후 가공처리가 생략되지만 소재가 철 일 때는 표면에 니켈도금을 하여서 사용 수명을 연장한다.

상기한 공정을 실시하여서 취성이 강하고 연신율이 좋은 순수 순동이나 철봉을 각종 사용용도에 따라 크기가 다른 화구팁(자동팁, 대형팁, 중형팁, 아크팁 등)을 형성할 량의 크기로 절단하는 제1공정인 절단공정과,

상기 제1공정인 절단 공정에서 절단한 소재(10)를 상온에서 타격하여 절단면 (11)을 편편하게 잡아주는 제2공정인 절단면수평가공공정과,

상기 제2공정인 절단면수평가공공정에서 절단면(11)이 수평으로 가공된 소재(10)를 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로(21) 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙에 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성함과 동시에 상단 주연에 환형 플랜지(22)를 형성하는 제3공정인 1차 성형공정과,

상기 제3공정인 1차 성형공정에서 상단중앙에는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성하며 상단주연에는 플랜지(22)를 형성한 소재(10)를 가스통로(21)를 성형하는 단조핀(30)이 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙으로부터 시작되는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 내부로 깊숙이 형성함과 동시에 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 가스통로(21)를 형성할 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 통로를 형성하도록 하는 제4공정인 2차 성형공정과,

상기 제4공정인 2차 성형공정에서 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 가스통로(21)가 벤츄리관처럼 좁아지는 화구팁의 형상으로 성형된 소재(10)를 상온에서 타격하여 소재(10)의 끝단에 마지막 가스분출구인 가스통로(21)를 뚫어내는 제5공정인 3차 성형공정으로 단조공정만으로 가스토오치의 화구팁(20)을 얻 게 된다.

여기서 화구팁(20)의 소재가 철 일 때는 그 표면에 니켈도금을 추가하여 구성된다.

여기서 상기 가스토오치의 화구팁(20)을 제조하기 위하여 사용되는 화구팁(20)의 내부에 가스통로(21)를 성형하는 단조핀(30)은, 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성하여 그 끝단을 15°경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 15°경사지게 되어 끝나는 외경부위에 0.5mm의 턱(31)을 남기고 깊이 0.5mm의 에어흡수홈(32)을 구성하여 단조 작업시 가스통로(21) 가공요홈 내부의 에어저항을 최소화하도록 함으로써 가스홀의 냉간 단조작업이 가능하게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 지금까지는 냉간단조 작업으로 실현하지 못하였던 화구팁을 냉간가공으로 실시하도록 함으로써 화구팁(20)의 생명인 가스분출구의 조도가 뛰어나 이상적인 화염을 얻도록 한 신규한 발명이다.

본 발명은 실제로 산업에 이용함에 있어서, 가스토오치의 성능을 향상시키고 사용수명을 연장하며 제조원가를 절감하는 유용한 화구팁으로 사용이 기대된다.

도1은 본 발명을 실시하는데 따른 공정도.

도2는 본 발명을 실시하는데 따른 화구팁의 성형상태 예시도로서,

도2의a는 소재 절단상태예시도.

도2의b는 절단면 가공상태예시도.

도2의c는 1차 가공상태 예시단면도.

도2의d는 2차 가공상태 예시단면도.

도2의e는 3차 가공상태예시 단면도.

도3은 본 발명을 실시하여 완성된 화구팁을 예시한 단면도.

도4는 본 발명에 실시되는 단조핀 구성 상태 예시도.

*도면의 부호 중 중요 부분에 대한 설명*

10: 소재 11: 절단면

20: 화구팁 21: 가스통로 22: 플랜지

30: 단조핀 31: 턱 32: 에어흡수홈

40: 단조금형

Claims (3)

1. 가스토오치의 화구팁을 제조 구성함에 있어서,

   봉 상의 순수 순동선을 토오치의 화구팁(20)을 형성할 량의 크기로 절단하는 제1공정인 절단공정과,

   상기 제1공정인 절단공정에서 절단한 소재(10)를 상온에서 타격하여 절단면(11)을 편편하게 잡아주는 제2공정인 절단면수평가공공정과,

   상기 제2공정인 절단면수평가공공정에서 절단면(11)이 수평으로 가공된 소재(10)를 화구팁(20)의 내부에 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단은 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로(21) 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙에 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성함과 동시에 상단 주연에 환형 플랜지(22)를 형성하는 제3공정인 1차 성형공정과,

   상기 제3공정인 1차 성형공정에서 상단중앙에는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성하며 상단주연에는 플랜지(22)를 형성한 소재(10)를 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로(21) 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙으로부터 시작되는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 내부로 깊숙히 형성함과 동시에 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 가스통로가 벤츄리관처럼 좁아지도록 형성하는 제4공정인 2차 성형공정과,

   상기 제4공정인 2차 성형공정에서 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 가스통로(21)를 형성하여 화구팁의 형상으로 성형된 소재(10)를 상온에서 타격하여 소재(10)의 끝단에 가스통로(21)를 단조핀(30)으로 뚫어내는 제5공정인 3차 성형공정으로 단조핀(30)만으로 가스통로(21)를 관통하여 가스토오치의 화구팁(20)을 완성함을 특징으로 하는 냉간 단조로 완성되는 가스 토오치의 화구팁 제조방법.
2. 가스토오치의 화구팁을 제조 구성함에 있어서,

   봉 상으로된 순수 순동선을 가스토오치의 화구팁(20)을 형성할 량의 크기로 절단하는 제1공정인 절단공정과,

   상기 제1공정인 절단 공정에서 절단한 소재(10)를 상온에서 타격하여 절단면(11)을 편편하게 잡아주는 제2공정인 절단면수평가공공정과,

   상기 제2공정인 절단면수평가공공정에서 절단면(11)이 수평으로 가공된 소재(10)를, 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙에 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성함과 동시에 상단 주연에 환형 플랜지(22)를 형성하는 제3공정인 1차 성형공정과,

   상기 제3공정인 1차 성형공정에서 상단중앙에는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 1차로 형성하며 상단주연에는 플랜지(22)를 형성한 소재(10)를 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성되어 그 끝단을 경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고 상기 끝단 중앙에서 시작된 경사가 끝나는 외경부위에 턱(31)을 남기고 에어흡수홈(32)을 구성한 가스통로 가공용 단조핀(30)을 구비한 단조금형(40)으로 상온에서 타격하여 상단 중앙으로부터 시작되는 가스통로(21)를 형성할 요홈을 내부로 깊숙히 형성함과 동시에 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 통로를 형성하도록 하는 제4공정인 2차 성형공정과,

   상기 제4공정인 2차 성형공정에서 끝단에 가까울수록 외경과 내경을 좁혀서 내부의 홀이 벤츄리관처럼 좁아지는 가스통로를 형성하여 화구팁의 형상으로 성형된 소재(10)를 상온에서 타격하여 소재의 끝단에 가스통로(21)를 뚫어내는 제5공정인 3차 성형공정으로, 단일소재를 상단주연에는 플랜지(22)를 형성하며 가스통로의 내경이 상단에서 하단으로 중앙까지는 동일하며 중앙에서 하단 끝단까지는 끝단에 가까울수록 외경과 내경이 좁아져서 벤츄리관처럼 좁아지는 가스토오치의 화구팁을 구성함을 특징으로 하는 냉간 단조로 완성되는 가스 토오치의 화구팁.
3. 가스토오치의 화구팁을 제작 구성함에 있어서,

   화구팁(20)의 내부에 가스통로(21)를 성형하는 단조핀(30)을 상측에서 끝단 측으로 갈수록 외경이 작아지도록 구성하여 그 끝단을 15°경사지게 중앙이 팽출되게 형성하고, 상기 끝단 중앙에서 15°경사지게 되어 끝나는 외경부위에 0.5mm의 턱(31)을 남기고 상기 턱(31)의 외경으로부터 깊이 0.5mm의 에어흡수홈(32)을 턱(31)보다 상측으로 구성함을 특징으로 하는 냉간 단조로 완성되는 가스 토오치의 화구팁 제조용 단조핀.

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