KR101257182B1 - 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일렉트로 가스 용접기용 용접토치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스풀로부터 권출되는 와이어가 용융지점으로 직진 송급을 이룰 수 있도록 한 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 일렉트로 가스 용접기의 송급장치로부터 권출 송급되는 와이어의 이송안내를 위한 튜브; 상기 튜브의 최말단에 연계장착된 채 상기 와이어를 용융지점으로 도달시키도록 한 컨텍트팁; 및, 상기 튜브 및 상기 컨텍트팁 사이에 구비된 상태로 상기 튜브를 통과하는 상기 와이어를 양방향에서 교대로 가압하여 상기 와이어가 직진 송급을 이룰 수 있게 하는 직선교정장치;로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치{WELDING TORCH FOR ELECTRO-GAS WELDING EQUIPPED STRAIGHTENER OF WIRE}

본 발명은 일렉트로 가스 용접기용 용접토치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스풀로부터 권출되는 와이어가 용융지점으로 직진 송급을 이룰 수 있도록 한 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치에 관한 것이다.

조선산업에서의 선박 용접은 전체 선박 건조공정의 약 60%를 점유하는 중요한 공정 중 하나로, 선박 생산은 여러 형상의 선체블록들을 독립적으로 제작한 다음 이들을 부두(埠頭, Dock)에서 서로 접합하는 방식으로 이루어진다.

예컨대, 중·대형 선박 한 척을 건조하는데 250~400개의 선체블록들이 만들어지며, 이 선체블록 내부에는 용접셀이 약 200개(셀마다 수직 용접부 2개 존재) 정도가 존재하므로 한 척의 선박 건조를 위해 무수히 많은 수직교차부들을 용접해야만 한다.

한편, 상기한 선체블록들의 용접에는, 표면부 동단금(Copper Shoe)과 이면재(Backing)로 용접 개선부 전,후를 폐쇄한 후 탄산가스 분위기에서 아크를 발생시켜 아크열로 모재(선체블록)와 와이어를 용융접합하는 고효율 수직 입향 자동용접장비인 일렉트로 가스 용접기(Electro-Gas Welding Device)를 활용하고 있다.

본 발명의 목적은, 송급 도중의 와이어를 양방향에서 교대로 가압하여 상기 와이어의 소성을 변형시키게 된 다수의 워킹롤을 구비함으로써, 상기 와이어가 용융지점으로 직진 송급될 수 있도록 하는 일렉트로 가스 용접기용 용접토치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 다수의 상기 워킹롤들을 제1편향롤부와 제2편향롤부로 구분 배치하는 한편 상기 제1,2편향롤부 상호 간의 간극조절이 가능토록 하여, 상황에 따라 와이어에 미치는 소성변형의 정도를 달리할 수 있도록 하는 일렉트로 가스 용접기용 용접토치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일렉트로 가스 용접기의 송급장치로부터 권출 송급되는 와이어의 이송안내를 위한 튜브; 상기 튜브의 최말단에 연계장착된 채 상기 와이어를 용융지점으로 도달시키도록 한 컨텍트팁; 및, 상기 튜브 및 상기 컨텍트팁 사이에 구비된 상태로 상기 튜브를 통과하는 상기 와이어를 양방향에서 교대로 가압하여 상기 와이어가 직진 송급을 이룰 수 있게 하는 직선교정장치;로 구성된 것을 특징으로 한다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치는, 와이어의 소성변형을 통한 송급성 개선을 통해, 와이어의 곡선 송급시 용접토치의 위치를 지속적으로 조정해주어야만 하는 번거로움의 해소는 물론 용접구간별 입열량 균등에 따른 용접작업의 연속성을 극대화할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 상기와 같은 와이어의 직진 송급 유지로 인한 아크 발생지점의 변화 감소를 통하여, 용접속도 및 용접입열을 일정하게 유지시킬 수 있으면서도 용접부의 충격인성 편차 극소화에 따른 용접부의 안정성과 적합성에 더한 내구성 확보로 용접품질의 증대효과를 가져다준다.

이와 함께, 와이어를 압박하는 다수의 워킹롤들을 제1편향롤부 및 제2편향롤부로 구분 배치하는 동시에 상기 제1,2편향롤부 상호 간의 간극조절을 통해, 와이어의 소재와 지름을 감안하여 소성변형을 다양하게 적용할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 정면구조를 나타낸 요부확대도.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 측면구조를 나타낸 요부단면도.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 배면구조를 나타낸 요부확대도.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 다른 배면구조를 나타낸 요부확대도.
도 5는 일반적인 일렉트로 가스 용접기의 구성관계를 나타낸 장치구조도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 정면구조를 나타낸 요부확대도이고, 도 2는 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 측면구조를 나타낸 요부단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 배면구조를 나타낸 요부확대도이다.

그리고, 도 4는 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 다른 배면구조를 나타낸 요부확대도이고, 도 5는 일반적인 일렉트로 가스 용접기의 구성관계를 나타낸 장치구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치(A)는, 일렉트로 가스 용접기의 송급장치로부터 권출 송급되는 와이어(w)의 이송안내를 위한 튜브(1)와, 상기 튜브(1)의 최말단에 연계장착된 채 상기 와이어(w)를 용융지점으로 도달시키도록 한 컨텍트팁(2)과, 상기 튜브(1) 및 상기 컨텍트팁(2) 사이에 구비된 상태로 상기 튜브(1)를 통과하는 와이어(w)를 양방향에서 교대로 가압하여 상기 컨텍트팁(2)을 빠져나가는 상기 와이어(w)가 직진 송급을 이룰 수 있게 하는 직선교정장치(3)로 구성된다.

튜브(1)는, 선체블록 즉, 용접의 대상이 되는 모재와 모재 사이의 용접공동부(Weld cavity) 안의 용융지점(Shooting point)으로 상기 와이어(w)를 송급하되, 상기 일렉트로 가스 용접기의 송급장치로부터 권출된 와이어(w)가 지정구간으로 송급되도록 한다.

컨텍트팁(2)은, 상기 튜브(1)를 통해 상기한 용접공동부로 송급을 지속하는 상기 와이어(w)가 용융지점에 도달토록 하되, 일반적인 단락이행 조건에서는 10-15mmm, 그 밖의 이행조건(200A)에서는 15-25mm 정도로 와이어(w)의 돌출길이가 형성도록 함이 바람직하다.

직선교정장치(3)는, 와이어(w)의 소성변형(塑性變形, Plastic deformation)을 통해 상기 컨텍트팁(2)을 빠져나가는 상기 와이어(w)가 직진의 송급성을 갖도록 하기 위한 수단으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기한 튜브(1)를 통과하는 와이어(w)의 양측 부위를 가압할 수 있게 된 하나 이상 다수의 워킹롤(31)과, 상기 워킹롤(31)의 구비결합과 더불어 상기 튜브(1) 및 상기 컨텍트팁(2)의 연계조립을 위한 바디(32)로 구성된다.

아울러, 상기한 워킹롤(31)들을 제1편향롤부(31-1)와 제2편향롤부(31-2)로 구분하여 상기 바디(32)의 일측 양단부에 각각 배열하되, 상기 제1,2편향롤부(31-1)(31-2)를 구성하는 워킹롤(31)들이 상기 바디(32)의 길이방향을 따라 지그재그로 교대 배치되도록 한다.

이는, 상기 튜브(1) 및 컨텍트팁(2) 사이 구간에서 상기한 와이어(w)를 양방향으로 번갈아 가압함에 의한 상기 와이어(w)의 소성변형을 이뤄, 상기 컨텍트팁(2)을 통과 후 용융지점에 최종적으로 도달하는 와이어(w)의 직진 송급이 가능토록 하기 위함이다.

상기 워킹롤(31)에는, 일측으로부터 롤축(311)이 돌출형성됨에 따라 상기한 바디(32)의 일측 단부에 끼움조립이 가능한 한편, 외경 전체에는 상기 와이어(w)의 경로이탈 방지를 위한 가이드홈(31a)이 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1편향롤부(31)를 구성하는 상기 워킹롤(31)들 중 상기의 컨텍트팁(2)과 근접한 워킹롤(31)의 롤축(311)에는, 외부전력으로 회전구동하는 구동모터(312)가 연계결합된다.

더하여, 상기 구동모터(312)가 연계된 워킹롤(31)을 제외한 상기 워킹롤(31)들 모두의 롤축(311) 선단 각각에는, 상기 워킹롤(31)의 위치고정을 위한 스크류볼트(313)가 조립되어 있다.

반면, 상기 구동모터(312)가 연계된 상기 워킹롤(31)의 롤축(311)에는, 상기 스크류볼트(313)와 동일한 기능의 고정너트(313-1)가 구비결합됨이 바람직하다.

상기 바디(32)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기한 롤축(311)의 끼움조립에 더하여 상기 워킹롤(31)의 좌,우 이동배치를 통한 상기 와이어(w)의 압력조절을 위한 가로형의 간극조절공(32a)이 상기 워킹롤(31)이 배열되는 적정 위치마다 다수개가 관통형성되어 있다.

또한, 상기 바디(32)의 하말단과 상끝단 각각에는, 상기 컨텍트팁(2)의 연계장착을 위한 절곡단(321)이 일측으로 수평 절곡되고, 상기 튜브(1)의 고정결합을 위한 클램프(322)가 더 조립구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 절곡단(321)의 중앙부에는, 상기 워킹롤(31)들을 지나는 와이어(w)가 상기 컨텍트팁(2) 안으로 투입 가능토록 하기 위한 통공(321a)이 수직으로 관통되어 있다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치의 다른 배면구조를 나타낸 요부확대도로이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1편향롤부(31-1)를 구성하는 워킹롤(31)들 및 상기 제2편향롤부(31-2)를 구성하는 워킹롤(31)들의 각 선단에 연계조립됨으로써, 상기 제1편향롤부(31-1) 또는 상기 제2편향롤부(31-2)의 워킹롤(31)들을 그룹별로 동시에 좌,우 이동시킬 수 있게 된 수직형 위치조정바(314)를 더 구비결합할 수도 있다.

미설명부호, (900)은 통상의 일렉트로 가스 용접기이고, (910)은 상기 용접토치로의 와이어 송급을 위한 송급장치이며, (911)은 상기 와이어가 권취된 스풀이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 5는 일반적인 일렉트로 가스 용접기의 구성관계를 나타낸 장치구조도로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 일렉트로 가스 용접기(900)에는, 와이어(w)의 권출 및 최초 송급을 위한 송급장치(910)가 구비되어 있고, 상기 송급장치(910)에는 와이어(w)를 권취한 스풀(911)이 장착되어 있다.

따라서, 용접공정의 시작시 상기 송급장치(910)로부터 와이어(w)가 권출과 동시에, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(1)를 거쳐 본 발명의 상기 용접토치(A)를 통과한 다음 용융지점으로 도달되어 아크를 발생시키는 것이다.

여기서, 상기 송급장치(910)의 송급롤(도시하지 않음)에 의한 상기 와이어(w)의 송급속도를 피드백(Feedback)하여, 상기 직선교정장치(3)의 구동모터(312) 회전속도를 동기화한다.

계속해서, 상기한 컨텍트팁(2)을 최종 통과한 상기 와이어(w)가 용융지점까지 도달함에 있어, 상기 스풀(911)로부터 권출 송급됨에 따라 임의의 방향으로 휘어질 수 있는 곡률을 갖게 된다.

이렇게, 상기 와이어(w)가 용융지의 슈팅포인트로 정확히 도달치 못하고 모재의 개선부로부터 멀어지거나 혹은 극한으로 접근함에 따른 아크 발생 포인트의 변화로, 아크의 단락은 물론 융해부족(融解不足, Lack of fusion)으로 용접부의 충격인성 저하가 유발한다.

이를 방지하기 위해서는, 상기 와이어(w)의 송급상태를 정기적으로 확인해야 함은 물론 아크 발생의 포인트가 달라질 때마다 상기 용접토치(A)의 위치를 수시로 조정해 주어야만 한다.

전술한 제반문제점들은 결국, 상기 와이어(w)의 송급방향 불규칙에 기인한 것인바, 상기 직선교정장치(3)를 이용한 와이어(w)의 소성변형을 통해, 상기 컨텍트팁(2)을 빠져나가는 와이어(w)가 직진도를 유지하도록 함으로써 해소가 가능하다.

이를 위하여, 최초 상기 스풀(911)로부터의 권출 송급에 의해 상기 튜브(1)를 통과하는 와이어(w)가 상기 직선교정장치(3)를 연이어 통과하도록 하되, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1,2편향롤부(31-1)(31-2)를 거쳐 상기한 컨텍트립(2)을 최종적으로 빠져나가도록 연계시킨다.

이 상태에서, 상기 구동모터(312)가 구동을 시작하게 되면, 상기 제1편향롤부(31-1)의 최 하측 워킹롤(31)이 회전함으로써, 상기 와이어(w)가 상기의 컨텍트팁(2) 안으로 송급된다.

이와 같이, 상기 와이어(w)의 송급이 이루어지면, 상기 제1,2편향롤부(31-1)(31-2)를 구성하는 다른 워킹롤(31)들도 연쇄적으로 회동함으로써 결국 상기 와이어(w)를 양측에서 교대로 가압하는 효과를 나타내는 것이다.

즉, 상기 워킹롤(31)들을 이용한 교대 가압에 의해, 곡률을 가지고 송급되던 와이어(w)의 소성을 변형시킬 수 있는 것이며, 그 과정을 거친 상기 와이어(w)는 상기한 컨텍트팁(2)을 빠져나가면서부터 직진도를 유지한 상태로 용융지의 슈팅포인트로 정확히 도달케 된다.

마지막으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가이드홈(31a) 형성에 의해, 전술한 바와 같은 송급과정을 거치는 와이어(w)가 상기 워킹롤(31)들로부터 이탈하지 않고 정해진 경로를 따라 원활히 송급될 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명을 바람직한 실시 예를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

A : 용접토치, 1 : 튜브, 2 : 컨텍트팁
3 : 직선교정장치, 31 : 워킹롤, 31a : 가이드홈
31-1 : 제1편향롤부, 31-2 : 제2편향롤부, 32 : 바디
32a : 간극조절공, 311 : 롤축, 312 : 구동모터
313 : 스크류볼트, 313-1 : 고정너트, 314 : 위치조정바
315 : 가이드핀, 314a : 가이드공, 321 : 절곡단
321a : 통공, 322 : 클램프

Claims (10)

1. 일렉트로 가스 용접기의 송급장치로부터 권출 송급되는 와이어의 이송안내를 위한 튜브;
   상기 튜브의 최말단에 연계장착된 채, 상기 와이어를 용융지점으로 도달시키도록 한 컨텍트팁; 및
   상기 튜브 및 상기 컨텍트팁 사이에 구비된 상태로, 상기 튜브를 통과하는 상기 와이어를 양방향에서 교대로 가압하여 상기 와이어가 직진 송급을 이룰 수 있게 하는 직선교정장치;로 구성되고,
   상기 직선교정장치는, 상기 튜브를 통과하는 상기 와이어의 양측 부위를 가압할 수 있게 된 하나 이상 다수의 워킹롤과,
   상기 워킹롤의 구비결합과 더불어 상기 튜브 및 상기 컨텍트팁의 연계조립을 위한 바디로 구성되고,
   상기 바디에는, 상기 컨텍트팁의 연계장착을 위한 절곡단이 하말단으로부터 일측으로 수평 절곡되고,
   상기 튜브의 고정결합을 위한 클램프가 일측 상단에 더 조립구비됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 워킹롤들은, 제1편향롤부와 제2편향롤부로 구분하여 상기 바디의 일측 양단부에 각각 배열하되,
   상기 제1,2편향롤부를 구성하는 상기 워킹롤들이 상기 바디의 길이방향을 따라 지그재그로 교대 배치됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 워킹롤의 외경 전체에는, 상기 와이어의 경로이탈 방지를 위한 가이드홈이 내향 형성됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 워킹롤에는, 일단으로부터 롤축이 돌출형성되는 한편,
   상기 롤축의 선단에는, 상기 워킹롤을 상기 바디에 지지고정시키기 위한 스크류볼트가 조립됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 워킹롤들 중 어느 하나에는, 상기 와이어의 최종 송급을 위한 구동모터가 연계결합됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.
   
7. 삭제
8. 제3항에 있어서,
   상기 직선교정장치에는, 상기 제1편향롤부로 배속된 상기 워킹롤들에 연이어 연계결합됨으로써,
   상기 워킹롤들을 좌,우로 동시 이동배치시킬 수 있는 위치조정바가 더 구비됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.
   
9. 제3항에 있어서,
   상기 직선교정장치에는, 상기 제2편향롤부로 배속된 상기 워킹롤들에 연이어 연계결합됨으로써,
   상기 워킹롤들을 좌,우로 동시 이동배치시킬 수 있는 위치조정바가 더 구비됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.
   
10. 제5항에 있어서,
    상기 바디에는, 상기 롤축의 끼움조립 및 상기 워킹롤의 좌,우 이동배치를 위한 가로형 간극조절공이 다수개 관통됨을 특징으로 하는 와이어 직선교정장치를 구비한 일렉트로 가스 용접기용 용접토치.

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