KR101376662B1 - Contact tip for arc welding and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크용접용 콘택트팁 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 콘택트팁의 구조와 재질을 개선하여 기존과 동일한 수준의 도전성을 유지함과 동시에 기존에 비해 마모성 등의 강도를 향상시킴으로써 전극와이어의 흔들림 등을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
이로 인해 본 발명은 전극와이어의 불필요한 흔들림에 의한 용접불량을 방지할 수 있고 빈번한 교체에 따른 번거로움도 최소화할 수 있는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to an arc welding contact tip and a method for manufacturing the same, and specifically, to improve the structure and material of the contact tip to maintain the same level of conductivity as before, and to improve the strength of the wear and the like compared to the conventional electrode wire It relates to a technology that can prevent the shaking and the like.
For this reason, the present invention relates to a technology that can prevent welding defects due to unnecessary shaking of the electrode wire and minimize the inconvenience of frequent replacement.

Description

아크용접용 콘택트팁 및 그 제조방법{CONTACT TIP FOR ARC WELDING AND ITS MANUFACTURING METHOD}Contact tip for arc welding and its manufacturing method {CONTACT TIP FOR ARC WELDING AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 아크용접에 사용되는 콘택트팁에 관한 것으로, 특히 재질과 구조의 개선과 더불어 그에 따른 제조방법을 개선하여 제품의 기계적 강도를 향상시켜 제품의 수명을 연장시킴은 물론 용접불량률을 낮출 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a contact tip used for arc welding, and in particular, to improve the mechanical strength of the product by improving the manufacturing method according to the improvement of the material and structure, which can extend the life of the product as well as lower the welding failure rate It's about technology.

일반적으로 아크용접에 사용되는 전극와이어는 별도의 중공관 형태의 콘택트팁을 길이방향으로 관통하여 소모될 때마다 해당 소모 길이만큼 외부로 인출시키는 방식으로 사용된다.In general, the electrode wire used for arc welding is used in such a manner that the contact tip of a separate hollow tube form is drawn out to the outside by a corresponding consumption length each time it is consumed.

이때 사용되는 콘택트팁은 전도성이 우수한 구리가 약 99%정도인 린탈산동이나 석출경화형 동합금을 사용하였는데, 이처럼 구성되는 성분 중 구리가 거의 대부분을 차지하고 있기 때문에 전도성은 우수한 반면 내마모성과 내열성 등의 강성은 낮은 문제점이 있다.At this time, the contact tip used was phthalate copper or precipitation hardening copper alloy, which has about 99% copper having excellent conductivity. Since copper is almost the majority of the components, the conductivity is excellent while the wear resistance and heat resistance are high. There is a low problem.

따라서 전극와이어가 내부를 관통하여 인출되는 과정이 반복되는 과정에서 콘택트팁의 내부면이 마찰로 인해 마모되어, 결국 중공부의 직경이 커지게 된다.Therefore, in the process of repeatedly drawing the electrode wire through the inside, the inner surface of the contact tip is worn out due to friction, and the diameter of the hollow part is increased.

이로 인해 전극와이어가 중공부 안에서 불규칙하게 흔들리게 되고, 이는 용접불량을 초래하는 주된 원인이 되고 있다.This causes the electrode wire to shake irregularly in the hollow part, which is a major cause of welding failure.

이러한 문제점으로 인해 일정기간이 지나면 콘텍트팁을 주기적으로 교체할 수밖에 없는데, 이로 인한 경제적 손실 및 교체작업에 따른 번거로움이 초래되는 2차적인 문제점도 발생 된다.Due to this problem, the contact tip must be replaced periodically after a certain period of time, which causes a secondary problem that causes economic loss and hassle due to replacement work.

대한민국등록특허 제0794691호(2008.01.08)Republic of Korea Patent No. 0794691 (2008.01.08) 대한민국등록특허 제0561202호(2006.03.08)Korea Patent Registration No. 0561202 (2006.03.08)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로,The present invention has been proposed to solve this problem,

재질을 개선하여 기존과 동일한 수준의 도전성을 유지하면서 기존에 비해 마모성 등의 강도를 향상시킴으로써 전극와이어의 흔들림 등을 방지하여 용접불량을 저감할 수 있는 콘택트팁 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a contact tip and a method of manufacturing the same to reduce welding defects by improving the material and maintaining the same level of conductivity as the conventional one, while improving the strength of wear and the like, thereby preventing the shaking of the electrode wire.

또한 이로 인해 제품의 수명을 연장할 수 있고 빈번한 교체에 따른 번거로움도 최소화 할 수 있는 콘택트팁 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.In addition to this, it is intended to provide a contact tip and a method of manufacturing the same, which can prolong the life of the product and minimize the inconvenience of frequent replacement.

이를 위한 본 발명의 여러 실시예는,Various embodiments of the present invention for this purpose,

구리를 주 성분으로 하고 중공관 형태를 갖는 외부관을 준비하는 외부관 성형공정, 구리분말과 탄소나노튜브 분말을 혼합하는 분말혼합공정, 상기 혼합분말을 상기 외부관 안에 중공관 형태로 채워넣는 혼합분말 삽입공정, 상기 혼합분말을 소결시켜 중공관 형태의 내부관으로 성형되도록 하는 소결공정, 상기 외부관과 내부관을 성형틀 내에 넣은 뒤 동시에 압출시켜 모관을 제조하는 모관성형공정, 상기 모관을 인발및 절삭하거나 전조하여 형상을 가공하는 형상 가공공정을 포함한다.An outer tube forming process for preparing an outer tube having copper as a main component, a powder mixing process for mixing copper powder and carbon nanotube powder, and mixing the mixed powder into a hollow tube form in the outer tube Powder inserting process, sintering process for sintering the mixed powder to be molded into inner tube of hollow tube shape, inserting the outer tube and inner tube into a mold and simultaneously extruding the capillary molding process for manufacturing the capillary, drawing the capillary And a shape processing step of processing the shape by cutting or rolling.

그리고 상기 모관성형공정과 상기 형상가공공정 사이에 실시되고 상기 모관을 인발가공과 단조가공, 압연가공 중 어느 하나 이상의 가공공정을 통해 상기 외부관과 내부관의 직경을 축소시키는 직경조절공정을 더 포함할 수 있다.And a diameter adjusting process performed between the capillary forming process and the shape processing process to reduce the diameter of the outer tube and the inner tube through at least one of the drawing process, the forging process, and the rolling process. can do.

또한 상기 소결공정은 상기 혼합분말을 가압성형한 후 약 800~950℃의 온도와 가압력 0.5~3.0ton/cm2의 조건에서 이루어질 수 있다.In addition, the sintering process may be carried out under pressure and molding pressure of about 800 ~ 950 ℃ and 0.5 ~ 3.0ton / cm 2 of the mixed powder.

그리고 상기 모관성형공정은 900~980℃의 압출온도와 5~10ton/cm2의 가압력, 20~50 : 1의 압출직경비율로 이루어지고, 상기 모관은 외부관의 외경이 40~80mm이고 내부관의 내경이 20~60mm로 이루어질 수 있다.And the capillary forming process is made of the extrusion temperature of 900 ~ 980 ℃, the pressing force of 5 ~ 10ton / cm2, the extrusion diameter ratio of 20 ~ 50: 1, the outer tube of the outer tube is 40 ~ 80mm and the inner tube of The inner diameter may be made of 20 ~ 60mm.

또한 상기 직경조절공정은 상기 모관의 외부관 외경이 6~16mm, 내부관의 내경이 0.8~8mm가 되도록 이루어질 수 있다.In addition, the diameter adjustment process may be made so that the outer tube outer diameter of the mother tube is 6 ~ 16mm, the inner diameter of the inner tube is 0.8 ~ 8mm.

그리고 이러한 방법을 통해 제작된 아크용접용 콘택트팁은,And the arc welding contact tip produced through this method,

구리를 주 성분으로 하는 중공관 형태의 외부관, 상기 외부관의 내부에 삽입되어 있는 중공관 형태의 내부관으로 구성되어 있고, 상기 내부관은 구리분말과 탄소나노튜브분말이 혼합상태로 소결된 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.It consists of a hollow tube type outer tube mainly composed of copper, and a hollow tube type inner tube inserted into the outer tube, wherein the inner tube is sintered in a mixed state of copper powder and carbon nanotube powder. It is characterized by consisting of a structure.

또한 상기 내부관은 구리분말 92~97wt%, 탄소나노튜브분말 3~8wt%로 이루어질 수 있다.In addition, the inner tube may be made of copper powder 92 ~ 97wt%, carbon nanotube powder 3 ~ 8wt%.

이러한 여러 실시예를 갖는 본 발명은,The present invention having these various embodiments,

기본적으로 콘택트팁이 2중관 형태로 이루어지되, 전극와이어와 직접적으로 접촉되는 내부관에 탄소 나노튜브 분말이 첨가되어 고 전도성과 고 강도가 동시에 구현됨에 따라,Basically, the contact tip is made of a double tube type, but as the carbon nanotube powder is added to the inner tube which is in direct contact with the electrode wire, high conductivity and high strength are simultaneously realized.

전극 와이어와의 마찰로 인한 직경변화 현상이 최소화되어 용접 불량발생율 및 제품교체 주기를 최소화 시킬 수 있는 장점을 갖게 된다.The change in diameter due to friction with the electrode wire is minimized, which has the advantage of minimizing welding failure rate and product replacement cycle.

도1은 전체 제조과정을 나타낸 공정도
도2는 외부관성형공정을 나타낸 개략도
도3은 분말혼합공정을 나타낸 개략도
도4는 소결공정을 나타낸 개략도
도5는 소결공정을 거친 상태의 단면 개략도
도6은 모관성형공정을 나타낸 개략도
도7은 모관성형공정을 통해 제작된 모관의 개략도
도8은 직경 조절공정을 통해 직경이 조절된 모관의 개략도
도9는 형상 가공공정을 통해 완성된 콘텍트팁의 단면도
1 is a process chart showing the overall manufacturing process
Figure 2 is a schematic diagram showing the outer tube forming process
3 is a schematic view showing a powder mixing process
4 is a schematic view showing a sintering process
Figure 5 is a schematic cross-sectional view of the sintering process
6 is a schematic view showing a maternal forming process
Figure 7 is a schematic diagram of the capillary produced through the capillary molding process
8 is a schematic view of the diameter of the capillary is adjusted through the diameter adjustment process
9 is a cross-sectional view of the contact tip completed through the shape machining process

이하 도면에 도시된 구성을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성 및 그에 따른 효과를 설명하도록 한다.
Hereinafter, a detailed configuration and effects thereof will be described with reference to the configuration shown in the drawings.

본 발명에 의한 아크용접용 콘택트팁의 제조방법은 [도 1]에 도시된 바와 같이 크게 외부관 성형공정(S100)과 분말 혼합공정(S200), 혼합 분말삽입 공정(S301), 소결공정(S300), 모관성형공정(S400), 직경조절공종(S500) 및 형상가공 공정(S600)을 포함하여 구성된다.
Arc welding contact tip manufacturing method according to the present invention is largely as shown in Figure 1 outer tube forming step (S100) and powder mixing step (S200), mixed powder insertion step (S301), sintering step (S300) ), The capillary molding process (S400), diameter control work (S500) and shape processing process (S600) is configured.

먼저 외부관 성형공정(S100)은 콘택트팁의 외부케이싱 역할을 하는 외부관(100)을 제작하는 과정으로, 외부관(100)은 기존의 단순 중공관 형태의 콘택트팁을 제작하는 방법과 유사한 방법으로 제작된다.좀더 구체적으로 설명하면 외부관의 제작방법은 다양하게 이루어질 수 있는 데,First, the outer tube forming process (S100) is a process of manufacturing an outer tube 100 serving as an outer casing of the contact tip, and the outer tube 100 is a method similar to a method of manufacturing a contact hollow in the form of a conventional simple hollow tube. More specifically, the manufacturing method of the outer tube can be made in various ways,

예를 들어 구리99wt%, Cr 0.8wt%, Zr 0.2wt%를 함유하는 합금과 구리99wt%, Cr 1.0wt%를 함유하는 합금을 용해한 후 압출시켜 중공관 형태로 제작한 뒤, 인발, 단조 등의 열처리를 거치는 방식이 있다.For example, an alloy containing 99 wt% of copper, 0.8 wt% of Cr, and 0.2 wt% of Zr and an alloy containing 99 wt% of copper and 1.0 wt% of Cr are melted and extruded to form a hollow tube, followed by drawing, forging, etc. There is a way to go through the heat treatment.

이 외에도 구리99.2~99.6wt%,

Figure 112011076404142-pat00001
Figure 112011076404142-pat00002
0.8~0.4wt%를함유하는 합금을 가스분무법으로 분말형태로 제조한 후 산화-환원-압출-인발-냉간단조 등을 통해 제조하는 방식으로도 진행될 수 있다.In addition to this, copper 99.2 ~ 99.6wt%,
Figure 112011076404142-pat00001
Figure 112011076404142-pat00002
The alloy containing 0.8 ~ 0.4wt% may be prepared by powder spraying by gas spraying, followed by oxidation-reduction-extrusion-drawing-cold forging.

이렇게 제작된 외부관은 [도 2]처럼 전체적으로 중공관 형태, 즉 양단부가 개방된 상태에서 내부에는 중공부(110)가 형성되어 있는 형태이고 재질은 구리를 주 성분으로 하는 합금 형태로 이루어진다.As described above, the outer tube manufactured as shown in FIG. 2 has a hollow tube shape, that is, a hollow portion 110 is formed therein in a state in which both ends are open, and the material is made of an alloy form mainly composed of copper.

이러한 외부관 성형공정(S100)이 완료되면 분말혼합공정(S200)을 실시한다.
When the outer tube forming step (S100) is completed, the powder mixing step (S200) is carried out.

분말혼합공정(S200)은 후술하는 내부관(200)을 성형시키기 위한 재료들을 준비 및 혼합하는 과정으로,Powder mixing process (S200) is a process of preparing and mixing the materials for forming the inner tube 200 to be described later,

이때 준비되는 금속분말로는 구리분말과 탄소나노튜브(Carbon nanotube)분말이 사용된다.In this case, copper powder and carbon nanotube powder are used as the prepared metal powder.

그리고 이러한 구리분말(C1)과 탄소나노튜브분말(C2) 간 혼합비율은 구리분말이 92~97wt%이고 탄소나노튜브분말은 3~8wt%가 된다.The mixing ratio between the copper powder (C1) and the carbon nanotube powder (C2) is 92 to 97 wt% of the copper powder and 3 to 8 wt% of the carbon nanotube powder.

이렇게 준비된 금속분말들은 기계적 합금공법(Mechanical Alloying)을 통해 분쇄 및 상호 간 혼합이 이루어지는데, 이 과정을 좀더 구체적으로 설명하면,The metal powders thus prepared are pulverized and mixed with each other through mechanical alloying, which will be described in more detail.

[도 3]과 같이 마주본 상태로 회전하는 분쇄가압롤러(1) 사이에 구리분말(C1)과 탄소나노튜브 분말(C2)을 동시에 넣으면 분쇄가압롤러(1)에 의해 구리분말(C1)과 탄소나노튜브 분말(C2)가 동시에 상호 밀착된 상태로 으깨어지면서 [도 3]의 확대도처럼 구리분말에 탄소나노튜브분말이 일체화된 상태로 혼합된다.When the copper powder (C1) and the carbon nanotube powder (C2) at the same time between the crushing pressure roller (1) rotating in the opposite state as shown in Figure 3 and the copper powder (C1) by the crushing pressure roller (1) As the carbon nanotube powder (C2) is crushed to be in close contact with each other at the same time, as shown in the enlarged view of FIG. 3, the carbon nanotube powder is mixed in an integrated state.

참고로 이러한 기계적 합금공법은 구리분말과 탄소나노튜브 분말(C2)이 상호 일체화 된 상태로 혼합될 수 있는 방법이라면 분쇄가압롤러를 사용하는 방법 외 타 방식으로도 변형 실시할 수 있다.For reference, such a mechanical alloying method may be modified in other ways in addition to the method using a crushing pressure roller, if the copper powder and carbon nanotube powder (C2) can be mixed in an integrated state.

이렇게 만들어진 혼합분말(C)은 혼합분말 삽입공정(S301)을 통해 [도 4]처럼 외부관(100) 내부에 채워진다.The mixed powder C thus made is filled in the outer tube 100 as shown in FIG. 4 through the mixed powder insertion process S301.

이때 혼합분말(C)은 외부관(100)의 내벽면을 따라 채워짐으로써, 최종 채워진 혼합분말도 내부가 비어 있는 중공관 형태를 띠게 된다.At this time, the mixed powder (C) is filled along the inner wall surface of the outer tube 100, the final filled powder is also in the form of a hollow tube empty inside.

이러한 혼합분말 삽입공정(S301)이 완료되면 소결공정(S300)을 실시한다.
When the mixed powder insertion step (S301) is completed, the sintering step (S300) is performed.

소결공정(S300)은 혼합된 구리분말과 탄소나노튜브분말을 가공하여 완전한 일체상태로 고형화 시키는 과정으로, 다시 압축성형단계(S310)와 가열가압단계(S320)로 구분되어 구성된다.The sintering process (S300) is a process of solidifying the mixed copper powder and carbon nanotube powder to a completely integrated state, and is divided into a compression molding step (S310) and a heating and pressing step (S320).

그 중 압축성형단계(S310)는 혼합분말(C)을 일정압력으로 압축시켜 1차적으로 고형화 상태가 되도록 하는 과정으로, 일반적인 분말 압축성형방법이 사용된다.Among them, the compression molding step (S310) is a process of compressing the mixed powder (C) at a constant pressure to be in a first solidified state, and a general powder compression molding method is used.

그리고 가열가압단계(S320)는 압축성형을 거친 혼합분말(C)을 2차적으로 가열하여 각 분말입자들이 상호 완전히 고결된 상태로 고형화 되도록 하는 과정으로, 혼합분말(C)이 채워진 외부관(100)을 진공 및 환원 분위기에 위치시킨 상태에서 800~950℃로 가열함과 동시에 0.5~3.0ton/cm2의 가압력을 가해 소결체로 만드는 방식으로 진행된다.In addition, the heating and pressing step S320 is a process of secondly heating the mixed powder C that has undergone compression molding so as to solidify the powder particles in a state where the powder particles are completely solidified with each other. ) Is heated in the vacuum and reducing atmosphere to 800 ~ 950 ℃ and at the same time applying a pressing force of 0.5 ~ 3.0ton / cm 2 to proceed to the sintered body.

물론 위 가열온도와 가압력은 위 수치에 한정되지 않고 혼합분말의 양이나 각 분말 간의 혼합비율 등에 따라 얼마든지 다양하게 변형될 수 있다.Of course, the heating temperature and the pressing force is not limited to the above values, and may be variously modified depending on the amount of the mixed powder or the mixing ratio between each powder.

이렇게 소결공정(S300)을 거치게 되면 혼합분말(C)은 구리분말과 탄소나노튜브분말이 혼합된 상태의 중공관 구조를 갖는 내부관(200)으로 성형되고, 이러한 내부관(200)이 외부관의 내부에 삽입되어 전체적으로 2중관 구조를 갖게 된다.When the sintering process (S300) is performed in this way, the mixed powder C is formed into an inner tube 200 having a hollow tube structure in which copper powder and carbon nanotube powder are mixed, and the inner tube 200 is an outer tube. It is inserted inside the to have a double tube structure as a whole.

이때 [도 5]처럼 외부관(100)의 외경은 120~200mm이고 내부관의 내경은 30~80mm이며 외부관(100)과 내부관(200)의 단면적 비율은 외부관 3~6 : 내부관 1이 된다.At this time, the outer diameter of the outer tube 100 as shown in Figure 5 is 120 ~ 200mm and the inner diameter of the inner tube is 30 ~ 80mm and the ratio of the cross-sectional area of the outer tube 100 and the inner tube 200 is the outer tube 3-6: inner tube It becomes 1

참고로 외부관(100) 및 내부관(200)의 직경과 단면적 비율은 전체 길이 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.For reference, the ratio of the diameter and the cross-sectional area of the outer tube 100 and the inner tube 200 may be variously modified depending on the overall length.

소결공정(S300)이 완료되면 모관성형공정(S400)을 실시한다.
When the sintering process (S300) is completed, the maternal tube forming process (S400) is performed.

모관성형공정(S400)은 2중관 구조를 갖는 외부관(100)과 내부관(200)을 상호 일체화시킴과 동시에 적정 직경으로 성형하는 과정으로, 일반적인 압출공법을 통해 진행된다.The capillary molding process (S400) is a process of integrating the outer tube 100 and the inner tube 200 having a double tube structure with each other and simultaneously molding them to an appropriate diameter.

좀더 구체적으로 설명하면 [도 6]과 같이 외부관(100)과 내부관(200)간 결합체를 압출다이(2)에 넣은 뒤 압축로드(3)로 밀어내 압출시키면 확대도 및 [도 7]처럼 외부관(100)과 내부관(200)이 동시에 압출공(4)을 통해 모관 형태로 압출되는 방식이다.More specifically, as shown in FIG. 6, when the assembly between the outer tube 100 and the inner tube 200 is put into the extrusion die 2 and then pushed out by the compression rod 3, the enlarged view and the [FIG. 7] Like this, the outer tube 100 and the inner tube 200 are extruded in the form of a mother tube through the extrusion hole 4 at the same time.

이때 외부관(100)과 내부관(200)은 압축로드(3)에 연결된 심봉(5)에 의해 중공관 형태가 유지된 상태로 압출된다.In this case, the outer tube 100 and the inner tube 200 are extruded in a state in which the hollow tube shape is maintained by the mandrel 5 connected to the compression rod 3.

그리고 외부관(100)의 외경은 압출공(4)의 직경과 동일하게 되고 내부관(200)의 내경은 심봉(5)의 직경과 동일하게 되어 전체적인 내 외경이 압출공정 이전보다 축소된 상태가 된다.And the outer diameter of the outer tube 100 is the same as the diameter of the extrusion hole 4 and the inner diameter of the inner tube 200 is the same as the diameter of the core rod 5, the overall inner diameter is reduced than before the extrusion process do.

더불어 압출과정에서 발생되는 압축력에 의해 외부관(100)과 내부관(200)이 상호 일체화되어, 결국 최종 압출된 모관(300)은 외부관(100)과 내부관(200)이 일체화 상태를 갖는 2중관 구조를 갖게 된다.In addition, the outer tube 100 and the inner tube 200 are integrated with each other by the compressive force generated during the extrusion process, and thus the final extruded mother tube 300 has the outer tube 100 and the inner tube 200 having an integrated state. It has a double tube structure.

참고로 압출조건을 설명하면 압출온도는 900~980℃이고 가압력은 5~10ton이며 압출속도는 10~30mm/sec로 설정된다.For reference, when explaining the extrusion conditions, the extrusion temperature is 900 ~ 980 ℃, the pressing force is 5 ~ 10ton, the extrusion speed is set to 10 ~ 30mm / sec.

그리고 압출비, 즉 압출공을 통과하기 전 모관의 외경 대비 압출공을 통과한 모관의 직경 비율은 20~50 : 1이 되도록 한다. 이러한 압출비율로 인해 최종 압출된 모관(300)은 [도 7]처럼 외부관(100)의 외경이 40~80mm이고 내부관(200)의 내경은 20~60mm가 된다.And the extrusion ratio, that is, the ratio of the diameter of the mother tube passed through the extrusion hole to the outer diameter of the mother tube before passing through the extrusion hole is 20 ~ 50: 1. Due to this extrusion ratio, the final extruded capillary 300 has an outer diameter of 40 to 80 mm and an inner diameter of the inner tube 200 to 20 to 60 mm as shown in FIG. 7.

참고로 위 압출조건과 최종 압출된 모관의 직경은 위 수치에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.For reference, the extrusion conditions and the diameter of the final extruded capillary can be variously modified without being limited to the above values.

이러한 모관성형공정(S400)이 완료되면 직경조절공정(S500)을 거친다.
When the capillary molding process (S400) is completed, the diameter adjustment process (S500) is subjected to.

직경조절공정(S500)은 압출된 모관(300)을 가공하여 내 외경을 적정수준으로 재차 축소시킴과 동시에 강도를 증가시키는 과정으로,Diameter adjustment process (S500) is a process of reducing the inner and outer diameter to an appropriate level again by processing the extruded capillary 300 and at the same time increasing the strength,

모관(300)전체를 냉간인발, 스웨이징, 압연가공하여 [도 8]처럼 외부관(100)의 외경을 6~16mm가 되도록 하고 내부관(200)의 내경을 0.8~8mm가 되도록 하는 방식으로 진행된다.Cold drawing, swaging, and rolling the entire mother pipe 300 so that the outer diameter of the outer tube 100 to 6 ~ 16mm as shown in Figure 8 and the inner diameter of the inner tube 200 to 0.8 ~ 8mm Proceed.

이러한 직경조절공정(S500)을 통해 모관(300)의 외경은 기존 콘택트팁의 외경과 동일수준을 유지하고 내부관(200)의 내경은 전극와이어(6)의 직경과 거의 동일한 수준이 된다.Through this diameter adjustment process (S500) the outer diameter of the parent tube 300 is maintained at the same level as the outer diameter of the existing contact tip and the inner diameter of the inner tube 200 is almost the same level as the diameter of the electrode wire (6).

만약 모관성형공정(S400)에서 모관의 직경을 위 수준으로 가공할 수 있고, 압출성형만으로도 충분한 강도를 확보할 수 있다면 직경조절공정(S500)은 생략할 수도 있다.If the diameter of the capillary in the capillary molding process (S400) can be processed to the above level, and sufficient strength can be secured only by extrusion molding, the diameter adjusting process (S500) may be omitted.

이렇게 직경조절공정(S500)이 완료되면 형상가공공정(S600)을 거친다.
When the diameter adjustment step (S500) is completed, the shape processing step (S600) is passed.

형상가공공정(S600)은 단순 중공관 형태의 모관(300)을 일정길이로 커팅 한 후 [도 9]처럼 절삭이나 전조 등의 가공을 통해 외부관(100)을 가공하여 기능적 형상을 갖도록 하는 과정이다.Shape processing process (S600) is a process to have a functional shape by cutting the outer tube 100 through a cutting or rolling process, such as after cutting the parent tube 300 of a simple hollow tube type to a certain length as shown in FIG. to be.

이러한 형상가공공정(S600)에 의한 모관의 형상가공은 사용길이나 방식 등에 따라 다양한 형상으로 가공이 가능하다.
Shape processing of the capillary by the shape processing step (S600) can be processed into a variety of shapes depending on the length of use or method.

이러한 과정을 통해 최종적으로 완성된 콘택트팁(1000)은 [도 9]와 같이 구리를 주 원료로 하는 외부관(100) 안에 내부관(200)이 삽입되어 전체적으로 2중관 구조로 이루어지되, 내부관(200)은 구리분말과 탄소나노튜브분말이 혼합 성형된 구조로 이루어진 형태가 된다.The contact tip 1000 finally completed through this process is inserted into the inner tube 200 in the outer tube 100 made of copper as a main raw material as shown in [Fig. Reference numeral 200 is a form of a structure in which the copper powder and the carbon nanotube powder are mixed and molded.

내부관의 원재료로 사용되는 탄소나노튜브는 고 전도성 및 고 강도를 동시에 갖추고 있는 재질로 이러한 탄소나노튜브를 구리와 합금시킴에 따라 내부관(200)의 내부면이 전극와이어(6)와 반복적으로 접촉되더라도 마모되어 내부관 내경이 증가되는 현상이 최소화 된다.Carbon nanotubes, which are used as raw materials of the inner tube, are materials having both high conductivity and high strength. The carbon nanotubes are alloyed with copper, so that the inner surface of the inner tube 200 is repeatedly formed with the electrode wire 6. Even when contacted, wear and the inner tube inner diameter is increased to minimize the phenomenon.

즉 본 발명은 콘택트팁을 전체적으로 2중관 구조로 하되, 전극와이어와의 직접적인 마찰이 이루어지는 내부관의 성분을 개선하여 마모에 의한 수명저하 현상을 방지함을 가장 큰 특징으로 한다.That is, the present invention is characterized in that the contact tip has a double tube structure as a whole, and improves the components of the inner tube in which direct friction with the electrode wire is prevented, thereby preventing the reduction of life due to wear.

또한 본 발명은 콘택트팁을 2중관 구조로 제작하여 탄소나노튜브를 전극와이어와 직접적으로 접촉되는 내부관에만 함유되도록 함으로써 탄소나노튜브의 불필요한 낭비를 방지할 수 있도록 한 것을 또 다른 특징으로 한다.
In another aspect, the present invention is characterized in that the contact tip is made of a double pipe structure so that the carbon nanotubes are contained only in the inner tube which is in direct contact with the electrode wire, thereby preventing unnecessary waste of the carbon nanotubes.

아래의 <실시예 표>는 내부관(200)을 구성하는 구리와 탄소나노튜브의 혼합비율에 따른 기계적 성질차이를 나타낸 것으로, (CNT : Carbon Nano Tube의 약자)The following <Example Table> shows the mechanical property difference according to the mixing ratio of the copper and carbon nanotubes constituting the inner tube 200 (CNT: abbreviation of Carbon Nano Tube)

GRADE
GRADE
성분
혼합비율(vol%)
ingredient
Mixing ratio (vol%)
인장율(psi)Tensile Rate (psi) 압축강도(psi)Compressive strength (psi) 연신율(%)Elongation (%) 경도(HRB)Hardness (HRB) 도전율(IACS)Conductivity (IACS) Softning termper(℃)Softning termper (℃)

CNT3

CNT3

CNT 3, Cu 97

CNT 3, Cu 97

75.000

75.000

70.000

70.000

10

10

75

75

90

90

800

800

CNT5

CNT5

CNT 5, Cu 95

CNT 5, Cu 95

80.000

80.000

75.000

75.000

8

8

80

80

85

85

800

800

CNT8

CNT8

CNT 8, Cu 92

CNT 8, Cu 92

85.000

85.000

80.000

80.000

5

5

85

85

80

80

800

800

위 표에서 알 수 있듯이 내부관(200) 중 카본나노튜브(CNT)의 함유량이 많을수록 기계적 성질은 향상되는 반면 도전율은 저하됨을 알 수 있다. As can be seen from the above table, the higher the carbon nanotube (CNT) content of the inner tube 200, the higher the mechanical properties, but the lower the conductivity.

따라서 위에서 설명한 것처럼 본 발명은 내부관을 도전율이 높은 구리를 주 성분으로 하되 탄소나노튜브를 첨가하여 구리의 취약점인 강도나 경도 인장율 등의 기계적 성질을 보완함으로써 고 도전율과 고 강도율을 동시에 가질 수 있도록 한 것이다.
Therefore, as described above, the present invention has a high conductivity and a high strength ratio at the same time by supplementing the mechanical properties such as strength, hardness, and tensile strength, which are weaknesses of copper, by adding carbon nanotubes as the main component of copper having high conductivity. I would have to.

이상 설명한 본 발명의 특징은 당업자에 의해 다양하게 변형 및 조합되어 실시될 수 있으나, 이러한 변형 및 조합이 콘택트팁을 2중관 구조로 제작하되 전극와이어와 직접 접촉되는 내부관에 탄소나노튜브를 함유시킴에 따라 구리의 고 전도성을 유지하면서 구리의 취약점인 강도를 보강할 수 있도록 하는 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 판단되어야 한다.The above-described features of the present invention can be practiced by various modifications and combinations by those skilled in the art, but such modifications and combinations produce a contact tip in a double tube structure and contain carbon nanotubes in the inner tube in direct contact with the electrode wire. According to the configuration and the purpose to be able to reinforce the strength of the weakness of the copper while maintaining the high conductivity of the copper according to be determined to be included in the protection scope of the present invention.

100 : 외부관 200 : 내부관
C1 : 구리분말 C2 : 탄소나노튜브 분말
300 : 모관 S100 : 외부관 성형공정
S200 : 분말혼합공정 S300 : 소결공정
S400 : 모관 성형공정 S500 : 직경조절공정
100: outer tube 200: inner tube
C1: copper powder C2: carbon nanotube powder
300: mother pipe S100: outer tube forming process
S200: Powder Mixing Process S300: Sintering Process
S400: Capillary molding process S500: Diameter control process

Claims (7)

구리 성분을 포함하고 중공관 형태를 갖는 외부관을 제작하는 외부관 성형공정,
구리분말과 탄소나노튜브 분말을 혼합하는 분말혼합공정,
상기 혼합분말을 상기 외부관 안에 채워넣은 뒤 상기 혼합분말을 소결시켜 중공관 형태의 내부관으로 성형되도록 하는 소결공정,
상기 외부관과 내부관을 동시에 압출시켜 모관을 제조하는 모관성형공정,
상기 모관을 절삭하거나 전조하여 형상을 가공하는 형상가공공정
을 포함하는 아크용접용 콘택트팁 제조방법.
External tube forming process for manufacturing an external tube containing a copper component and having a hollow tube shape,
Powder mixing process for mixing copper powder and carbon nanotube powder,
A sintering process of filling the mixed powder into the outer tube and sintering the mixed powder to form a hollow tube-shaped inner tube;
Capillary molding process for producing a capillary tube by extruding the outer tube and the inner tube at the same time,
Shape processing process for processing the shape by cutting or rolling the capillary
Arc welding contact tip manufacturing method comprising a.
제1항에서,
상기 모관성형공정과 상기 형상가공공정 사이에 실시되고,
상기 모관을 인발가공과 단조가공, 압연가공 중 어느 하나 이상의 가공공정을 통해 상기 외부관과 내부관의 직경을 축소시키는 직경 조절공정
을 더 포함하는 아크용접용 콘택트팁 제조방법.
In claim 1,
Between the capillary forming process and the shape processing process,
Diameter adjusting process for reducing the diameter of the outer tube and the inner tube through any one or more of the drawing process, drawing processing, forging processing, rolling process
Arc welding contact tip manufacturing method further comprising a.
제1항에서,
상기 소결공정은,
상기 혼합분말을 가압성형한 후 800~950℃의 온도와 가압력 0.5~3.0ton/cm2의 분위기에서 이루어지는
아크용접용 콘택트팁 제조방법.
In claim 1,
The sintering step,
After press-molding the mixed powder is made in the atmosphere of 800 ~ 950 ℃ temperature and pressure 0.5 ~ 3.0ton / cm2
Method for manufacturing contact tip for arc welding.
제1항에서,
상기 모관성형공정은,
900~980℃의 압출온도와 5~10ton/cm2의 가압력, 20~50 : 1의 압출직경비율로 이루어지고,
상기 모관은 외부관의 외경이 40~80mm이고 내부관의 내경이 20~60mm로 이루어진
아크용접용 콘택트팁 제조방법.
In claim 1,
The capillary molding process,
Extrusion temperature of 900 ~ 980 ℃, pressing force of 5 ~ 10ton / cm2, extrusion diameter ratio of 20 ~ 50: 1,
The mother tube has an outer diameter of 40 to 80 mm and an inner diameter of the inner tube is 20 to 60 mm.
Method for manufacturing contact tip for arc welding.
제2항에서,
상기 직경 조절공정은,
상기 모관의 외부관 외경이 6~16mm, 내부관의 내경이 0.8~8mm가 되도록 이루어지는
아크용접용 콘택트팁 제조방법.
3. The method of claim 2,
The diameter adjusting process,
The outer tube outer diameter of the mother tube is 6 to 16mm, the inner diameter of the inner tube is made to be 0.8 ~ 8mm
Method for manufacturing contact tip for arc welding.
구리 성분을 포함하는 중공관 형태의 외부관,
상기 외부관의 내부에 삽입되어 있는 중공관 형태의 내부관으로 구성되어 있고,
상기 내부관은 구리분말과 탄소나노튜브분말이 혼합상태로 소결된 구조로 이루어져 있고,
상기 내부관은 구리분말 92~97wt%, 탄소나노튜브분말 3~8wt%로 이루어져 있으며,
상기 외부관은 구리99wt%, Cr 0.8wt%, Zr 0.2wt%를 함유하는 합금과 구리99wt%, Cr 1.0wt%를 함유하는 합금을 용해한 후 압출시켜 중공관 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 아크용접용 콘택트팁.
Outer tube in the form of a hollow tube containing a copper component,
Consists of an inner tube of the hollow tube shape inserted into the outer tube,
The inner tube has a structure in which copper powder and carbon nanotube powder are sintered in a mixed state,
The inner tube is composed of copper powder 92 ~ 97wt%, carbon nanotube powder 3 ~ 8wt%,
The outer tube is an arc characterized in that it is manufactured in the form of a hollow tube by dissolving the alloy containing 99wt% copper, 0.8wt% Cr, 0.2wt% Zr and the alloy containing 99wt% copper, 1.0wt% Cr. Contact tip for welding.
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