KR101258467B1

KR101258467B1 - 아크 용접용 가스 노즐

Info

Publication number: KR101258467B1
Application number: KR1020077018191A
Authority: KR
Inventors: 미토시 치기라
Original assignee: 후지 주코교 카부시키카이샤
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2013-04-26
Also published as: EP1854574A4; WO2006087887A1; EP1854574B1; CN101119825A; CN100519038C; JP4619810B2; EP1854574A1; JP2006224110A; KR20070105988A

Abstract

간단하고 저렴하게 할 수 있고, 스퍼터의 부착을 저감할 수 있으며, 용접 품질 및 용접 작업성을 향상할 수 있는 아크 용접용 가스 노즐을 제공한다. 용접 토치(1)의 토치 헤드(2)에, 용접 와이어 W를 공급하기 위한 콘택칩(4)을 둘러싸도록 장착분리가 자유롭게 장착되는 가스 노즐(5)을, 스퍼터 S의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터 S와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재, 예를 들면 판지에 의해 형성한다. 용접중에, 스퍼터 S가 가스 노즐(5)에 부착되면, 그 부착 부분은 스퍼터 S의 열에 의해 탄화하여 스퍼터 S와 함께 탄화 부분이 떨어지므로, 스퍼터 S의 가스 노즐(5)로의 부착 퇴적을 확실하게 저감할 수 있다.

스퍼터, 토치 헤드, 콘택칩, 가스 노즐, 탄화

Description

아크 용접용 가스 노즐{Gas Nozzle for Arc Welding}

본 발명은, 예를 들면 소모 전극식 아크용접기의 용접 토치에 장착되는 아크 용접용 가스 노즐에 관한 것이다.

예를 들면 MIG용접과 같은 소모 전극식 아크 용접에 있어서는, 도 6에 개략적인 단면도로 나타내는 바와 같은 용접 토치(21)가 사용되고 있다. 이 용접 토치(21)는, 절연성의 토치헤드(22)의 선단부(22a)에, 소모 전극인 용접 와이어(23)를 공급하기 위한 금속제의 콘택칩(24)을 장착 분리가 자유롭도록 나사 결합하는 동시에, 이 콘택칩(24)을 둘러싸도록 금속제의 가스 노즐(25)의 기단부(25a)가 장착분리가 자유롭도록 나사 결합하여 구성된다. 그리고, 용접 와이어(23)를 플러스측의 전극, 피용접재인 워크 W를 마이너스측의 전극으로 하여 가스 노즐(25)안에 실드 가스로서 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 송기(送氣)하면서, 용접 와이어(23)와 워크 W 사이에 아크를 발생시키고, 그 열로 용접 와이어(23)를 녹여 워크 W와 W를 용접하는 것이다.

이러한 용접 토치(21)를 사용하는 아크 용접에 있어서는, 용접시에 용해 금속의 작은 입자인 스퍼터 S가 다량으로 비산하여, 그 일부가 가스 노즐(25)의 가스 토출측이 되는 노즐 선단부(25b)이나 내주면(25c)에 부착 퇴적한다. 이 가스 노즐(25)에 부착 퇴적한 스퍼터 S에 의해 실드 가스의 흐름이 저해 되어서 용접시의 실드성이 나빠져 용접 개소에 블로홀이나 피트 등의 폴로 씨티가 발생하여, 용접 품질이 저하하게 될 우려가 있다.

또한 스퍼터 S가 콘택칩(24)의 표면에도 부착 퇴적하고, 가스 노즐(25)에 부착된 스퍼터 S와 연결됨에 따라 콘택칩(24)과 가스 노즐(25)이 스퍼터 S를 통해 전기적으로 접속되어, 가스 노즐(25)의 노즐 선단부(25b)가 워크 W에 접촉했을 때 쇼트하여 스파크가 일어나, 용접 토치(21)가 소손되거나, 워크 W에 상처 등이 발생할 우려가 있다.

이 용접 토치(21)로의 스퍼터 S의 부착을 경감하는 것으로서, 예를 들면 가스 노즐(25)을 세라믹제로 하거나(예를 들면 특허문헌 1참조), 콘택칩(24)의 표면에 세라믹 피복층을 형성하거나(예를 들면 특허문헌 2참조), 혹은 콘택칩(24)의 표면에 융점 2500℃이상의 고융점 금속피복을 형성(예를 들면 특허문헌 3참조)하는 것이 알려져 있다.

또한 가스 노즐(25)과 워크 W와의 쇼트를 방지하기 위해, 전극칩(24)의 표면 및 / 또는 가스 노즐(25)의 내벽면을 내열성의 절연성 수지로 덮은 것도 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 4참조).

[특허문헌 1] 일본국 공개특허 특개소 61-111783호

[특허문헌 2] 일본국 공개특허 특개소 61-296969호

[특허문헌 3] 일본국 실용신안공개 소화 제63-66577호

[특허문헌 4] 일본국 실용신안공개 평성 제5-5272호

그러나, 특허문헌 1에 개시하는 바와 같이, 가스 노즐(25)을 세라믹제로 하는 구성에 있어서는, 가스 노즐(25)이 고가로 될 우려가 있으며, 특허문헌 2나 특허문헌 3에 개시한 바와 같이, 콘택칩(24)의 표면에 세라믹 피복이나 고융점 금속피복을 형성하는 구성에 있어서는, 콘택칩(24)의 제조시에 피복 처리의 공수가 증가하므로, 콘택칩(24)이 고가로 될 우려가 있다.

또한 특허문헌 4에 개시한 바와 같이, 콘택칩(24)의 표면 및 / 또는 가스 노즐(25)의 내주면을 내열성의 절연성 수지로 덮는 구성에 있어서는, 스퍼터 S를 통한 콘택칩(24)과 가스 노즐(25)과의 전기적 접속은 방지할 수 있어도, 콘택칩(24)이나 가스 노즐(25)로의 스퍼터 S의 부착 방지 효과는 기대할 수 없다. 이 때문에, 스퍼터 S의 부착 퇴적에 의한 실드 가스류의 저해에 의해, 용접 개소에 폴로 씨티가 생겨 용접 품질이 저하할 우려가 있다. 또한 이 용접 품질의 저하를 방지하기 위해서는, 가스 노즐(25)등을 빈번히 청소해서 부착된 스퍼터 S를 제거할 필요가 있기 때문에, 용접 작업성이 저하할 우려가 있다.

따라서, 상기 사정을 감안하여 행해진 본 발명의 목적은, 간단하고 저렴하게 할 수 있고, 스퍼터의 부착을 저감할 수 있으며, 용접 품질 및 용접 작업성을 향상할 수 있는 아크 용접용 가스 노즐을 제공하는 데에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 목적을 달성하는 청구항 1에 기재된 아크 용접용 가스 노즐의 발명은, 용접 토치의 토치헤드 선단부에, 용접 와이어를 공급하기 위한 콘택칩을 둘러싸도록 장착분리가 자유롭게 장착되는 아크 용접용의 가스 노즐에 있어서, 적어도 가스 토출측의 노즐 선단부가, 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1의 아크 용접용 가스 노즐에 있어서, 상기 가스 노즐의 전체를 상기 소재에 의해 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2의 아크 용접용 가스 노즐에 있어서, 상기 소재가 판지인 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1∼3의 아크 용접용 가스 노즐에 있어서, 상기 소재에 기름을 함침시킨 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1∼4의 아크 용접용 가스 노즐에 있어서, 상기 토치헤드 선단부에 기단부가 장착분리가 자유롭게 장착되는 금속제의 기단측 노즐과, 기단부가 상기 기단측 노즐의 선단부에 장착분리가 자유롭게 장착되는 상기 소재로 이루어지는 선단측 노즐을 구비한 것을 특징으로 한다.

[발명의 효과]

청구항 1의 발명에 의하면, 용접중에 비산한 스퍼터가 적어도 가스 노즐의 노즐 선단부에 부착되면, 그 부착된 부분은 스퍼터의 열에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 그 탄화 부분이 떨어지므로, 스퍼터의 가스 노즐로의 부착 퇴적을 확실하게 저감 할 수 있다. 따라서, 종래의 부착 퇴적한 스퍼터에 의해 실드 가스의 흐름이 저해되는 등의 불리함이 없어지고, 실드 가스에 의한 실드성이 확보되어 용접 개소에 폴로 씨티의 발생이 없어져, 용접 품질의 향상을 도모할 수 있다. 또한 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 탄화 부분이 떨어지는 소재로서는, 종이 모양 소재, 예를 들면 골판지 등에 사용되는 판지나, 목질 섬유, 부직포, 합성지 등을 사용하여 형성할 수 있기 때문에, 간단하고 저렴하게 할 수 있음과 동시에, 스퍼터의 부착에 의한 탄화 부분이 많아졌을 경우에는, 새것과 교환하면 되므로, 가스 노즐의 청소 작업을 생략할 수 있어, 용접 작업성이 대폭 향상한다.

청구항 2의 발명에 의하면, 가스 노즐 전체가 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재에 의해 형성되기 때문에, 가스 노즐 전체로의 스퍼터의 부착 퇴적이 저감되어, 용접 품질 및 용접 작업성을 더욱 향상할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 소재로서 판지를 사용함으로써, 가스 노즐을 간단하고 저렴하게 할 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 소재에 기름을 함침시키는 것으로, 기름에 의해 스퍼터의 부착 및 탄화가 보다 효과적으로 저감되어, 가스 노즐의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

청구항 5의 발명에 의하면, 스퍼터가 부착되기 쉬운 가스 토출측 선단부를 형성하는 선단측 노즐만 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 탄화 부분이 떨어지는 소재에 의해 형성되므로, 스퍼터의 부착 퇴적이 효율적으로 저감됨과 동시에, 선단측 노즐만의 교환이 가능하게 되어, 보다 간단하고 저렴하게 할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 아크 용접용 가스 노즐의 실시예에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

(제 1실시예)

도 1은, 본 발명의 제 1실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

이 용접 토치(1)는, 토치 헤드(2)의 선단부(2a)에, 소모 전극인 용접 와이어(3)를 공급하기 위한 금속제의 콘택칩(4)이 장착분리가 자유롭도록 나사 결합 됨과 동시에, 이 콘택칩(4)을 둘러싸도록 기단부(5a)측에서 가스 토출측이 되는 노즐 선단부(5b)에 걸쳐 원통 모양으로 형성된 가스 노즐(5)이, 그 기단부(5a)를 토치 헤드(2)의 선단부(2a)에 나사 결합하는 것으로 장착분리가 자유롭게 장착되어 있다.

그리고, 용접 와이어(3)를 플러스측의 전극으로 하고, 피용접재인 워크 W를 마이너스측의 전극으로 하여, 가스 노즐(5)안에 아르곤 가스, CO₂등의 불활성 가스를 실드 가스로서 송기하면서, 용접 와이어(3)와 워크 W와의 사이에 아크를 발생시키고, 그 열로 용접 와이어(3)를 녹여 워크 W와 W를 용접하는 것이다.

본 실시예에서는, 가스 노즐(5)의 전체를, 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재인 판지에 의해 형성한다.

이와 같이, 가스 노즐(5)의 전체를 판지에 의해 형성함으로써, 용접중에, 스 퍼터 S가 가스 노즐(5)의 노즐 선단부(5b)나 내주면(5c)등에 부착되면, 그 스퍼터 S가 부착된 부분은 스퍼터 S의 열에 의해 탄화하여 스퍼터 S와 함께 그 탄화 부분이 벗겨져 떨어지므로, 가스 노즐(5)전체로의 스퍼터 S의 부착 퇴적을 확실하게 저감할 수 있다.

따라서, 스퍼터 S가 가스 노즐(5)의 노즐 선단부(5b)나 내주면(5c)에 부착 퇴적하는 것을 회피할 수 있어, 종래와 같은 스퍼터 S에 의해 실드 가스의 흐름이 저해되는 경우가 없어진다. 따라서, 실드 가스에 의한 실드성이 확보되어 용접 개소에 블로홀, 핀홀, 피트 등의 폴로 씨티가 생기지 않아 용접 품질의 향상을 도모할 수 있다.

또한 가스 노즐(5) 전체가 판지에 의해 형성되어 있으므로, 가스 노즐(5)을 간단하고 저렴하게 형성할 수 있음과 동시에, 스퍼터 S의 부착에 의해 탄화한 부분이 많아졌을 경우에는, 새것과 교환하면 되므로, 가스 노즐(5)의 청소 작업을 생략할 수 있어, 용접 작업성이 대폭적으로 향상된다.

예를 들면 본 실시예에 따른 가스 노즐(5)을 장착한 용접 토치(1)와, 도 6에 나타낸 종래의 금속제의 가스 노즐(25)을 장착한 용접 토치(21)를 사용하여, 실드 가스로서 CO₂, 용접 와이어(3) 및 23의 직경 1.2mm, 용접 전류 190A, 용접 전압 22V의 조건으로, 두께 2.Omm∼2.3mm의 워크 W와 W를 용접한 바, 종래 금속제의 가스 노즐(25)을 장착한 용접 토치(21)에서는, 용접 길이 9.4m로 가스 노즐(25)의 청소가 필요하게 되는 데 대해, 본 실시예에 따른 가스 노즐(5)을 장착한 용접 토치(1) 에서는, 2배의 용접 길이 18.8m까지 가스 노즐(5)을 청소하지 않고 사용할 수 있었다.

(제 2실시예)

도 2는, 본 발명의 제2실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

본 실시예는, 제1실시예에 있어서, 가스 노즐(5)을, 토치 헤드(2)의 선단부(2a)에 기단부(6a)가 장착분리가 자유롭도록 나사 결합되는 원통 모양의 금속제의 기단측 노즐(6)과, 상기 기단측 노즐(6)의 선단부(6b)의 단면(6c)에 기단부(7a)가 장착분리가 자유롭도록 접착되고, 스퍼터 S의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터 S와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재인 판지로 이루어지고, 기단부(7a)측으로부터 가스 토출측이 되는 노즐 선단부(7b)에 걸쳐 원통 모양으로 형성된 선단측 노즐(7)에 의해 구성한 것으로, 그 외는 용접 토치(1)의 구성은 도 1과 동일하므로, 동일구성요소에는 동일참조 부호를 붙여 설명을 생략한다. 또한, 선단측 노즐(7)의 축방향 길이 L은, 예를 들면 30mm정도로 한다.

이와 같이, 가스 노즐(5)의 스퍼터 S가 부착되기 쉬운 가스 토출측의 노즐 선단부(7b)를 형성하는 선단측 노즐(7)만을, 스퍼터 S의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터 S와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재인 판지로 하면, 스퍼터 S의 부착 퇴적을 효율적으로 저감할 수 있기 때문에 실드 가스에 의한 실드성을 확보할 수 있고, 제1실시예와 마찬가지로 용접 품질 및 용접 작업성을 향상할 수 있다. 또한 스퍼터 S의 부착에 의해 탄화한 부분이 많아졌을 경우에는, 금속제의 기단측 노즐(6) 은 그대로여서, 선단측 노즐(7)만을 새것으로 교환하면 되므로, 보다 간단하고 저렴하게 할 수 있다.

(제3실시예)

도 3은, 본 발명의 제3실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

본 실시예는, 제2실시예에 있어서, 선단측 노즐(7)의 기단부(7a)를, 기단측 노즐(6)의 선단부(6b)의 내주면(6d)에 삽입 분리가 가능하도록 접착한 것으로, 그 밖의 용접 토치(1)의 구성은 도 2와 동일하며, 도 2와 대응하는 부분에 동일 부호를 붙이는 것으로 해당하는 부의 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에 의하면, 제2실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있는 외에, 제2실시예와 같이 선단측 노즐(7)을 기단측 노즐(6)의 선단면(6c)에 접착하는 경우에 비해, 선단측 노즐(7)의 삽입 장착이 보다 용이하게 되어, 그 교환 작업을 스무스하게 행할 수 있고, 메인티넌스의 간소화를 얻을 수 있다.

(제 4실시예)

도 4는, 본 발명의 제4실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

본 실시예는, 제2실시예에 있어서, 기단측 노즐(6)의 선단부(6b)의 외주면에 선단측 노즐(7)의 기단부(7a)를 삽입 분리가 가능하도록 끼우고, 그 외주를 밴드(8)로 조여 고정하도록 한 것으로, 그 밖의 용접 토치(1)의 구성은 도 2와 동일하며, 도 2와 대응하는 부분에 동일 부호를 붙이는 것으로 해당하는 부의 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에 의하면, 제2실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있는 외에, 선단측 노즐(7)을 밴드(8)에 의해 기단측 노즐(6)의 선단부(6a)의 외주면(6e)에 조여 고정하므로, 제3실시예의 경우와 비교하여, 그 교환 작업을 보다 확실하고 스무스하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지로 변경가능하다. 예를 들면 제1실시예에 있어서 판지에 의해 형성된 가스 노즐(5)의 전체 혹은 적어도 가스 토출측이 되는 노즐 선단부(5b)에 기름을 함침시킬 수도 있다. 또한 정기적, 예를 들면 용접 작업의 3회에 1회는, 가스 노즐(5)의 적어도 노즐 선단부(5b)를, 도 5에 도시한 바와 같이 용기(11)안에 수용된 기름(12)안에, 침지시켜서 기름을 함침시키거나 혹은 기름을 포함한 미스트를 뿜어내어 기름을 함침시킬 수도 있다. 이와 같이, 기름을 함침시키면, 기름에 의해 스퍼터 S의 부착 및 스퍼터 S의 부착에 의한 탄화를 보다 효과적으로 저감할 수 있고, 가스 노즐(5)의 장기 수명화를 도모할 수 있다. 또한, 도 5에서는, 도 1에 나타내는 용접 토치(1)를 나타냈지만, 도 2, 도 3 및 도 4에 나타내는 선단측 노즐(7)의 경우도 동일하다.

또한 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재는 판지에 한정되지 않고, 목질계 섬유, 부직포나 합성지 등의 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 벗겨져 떨어지는 소재로 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 노즐은, 적어도 가스 토출측의 노즐 선단부가 판 지 등의 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재로 이루어지고, 그 부분이 절연성을 나타내므로, 이 가스 노즐을 사용하면, 콘택칩 및 가스 노즐을 유지하는 토치 헤드를, 절연성 혹은 도전성의 임의의 재질로 형성할 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

도 2는 마찬가지로, 제2실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

도 3은 마찬가지로, 제3실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

도 4는 마찬가지로, 제4실시예에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 가스 노즐을 장착한 용접 토치의 사용 양태의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 종래의 용접 토치의 개략적인 단면도이다.

[부호의 설명]

1 : 용접 토치 2 : 토치헤드

3 : 용접 와이어 4 : 콘택칩

5 : 가스 노즐 5b : 노즐 선단부

6 : 기단측 노즐 6a : 기단부

6b : 선단부 7 : 선단측 노즐

7a : 기단부 7b : 노즐 선단부

8 : 밴드 11 : 용기

12 : 기름 W : 워크

S : 스퍼터

Claims

용접 토치의 토치 헤드 선단부에, 용접 와이어를 공급하기 위한 콘택칩을 둘러싸도록 장착분리가 자유롭게 장착되는 아크 용접용의 가스 노즐에 있어서,

적어도 가스 토출측의 노즐 선단부가, 스퍼터의 부착에 의해 탄화하여 스퍼터와 함께 그 탄화 부분이 떨어지는 소재로 이루어지고,

상기 소재에 기름을 함침시킨 것을 특징으로 하는 아크 용접용 가스 노즐.
제 1항에 있어서,

상기 가스 노즐의 전체를 상기 소재에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 아크 용접용 가스 노즐.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 소재가 판지인 것을 특징으로 하는 아크 용접용 가스 노즐.
삭제
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 토치헤드 선단부에 기단부가 장착분리가 자유롭게 장착되는 금속제의 기단측 노즐과, 기단부가 상기 기단측 노즐의 선단부에 장착분리가 자유롭게 장착되는 상기 소재로 이루어지는 선단측 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 아크 용접용 가스 노즐.