KR101430163B1

KR101430163B1 - 용접 장치

Info

Publication number: KR101430163B1
Application number: KR1020120043913A
Authority: KR
Inventors: 조시훈; 양진혁; 하윤석; 표진휘
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2014-08-14
Also published as: KR20130120774A

Abstract

용접 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 용접 장치는 선단부에 용접팁을 구비하는 몸체, 몸체가 회전축을 중심으로 피벗 회전 가능하도록 몸체를 지지하는 손잡이부 및 손잡이부의 일측에 설치되어 몸체를 피벗 회전시키는 작동 수단을 포함하되, 작동 수단은 몸체의 회전축과 수직하게 배열되는 작동축을 중심으로 회전가능하며 일 위치에서 일측이 몸체에 접하는 캠 부재 및 캠 부재를 회전시키기 위한 구동 수단을 포함한다.

Description

용접 장치{WELDING MACHINE}

본 발명은 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 위빙이 가능한 티그 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 티그 용접(Tungsten Inert Gas arc welding)은 텅스텐 봉을 전극으로 사용하여 아크를 발생시켜 용가제(filter metal)를 용융하면서 용접을 수행한다. 용가제는 구리(Cu) 재질의 와이어가 사용된다.

이 때, 티그 용접은 아르곤 또는 헬륨 가스와 같은 불활성 가스에 의해 아크를 발생시켜 구리 재질의 용가제와 모재가 용융하면서 이루어진다.

티그 용접을 수행하는 티그 용접 장치(또는 티그 토치)는 텅스텐 전극봉을 고정하는 티그 용접 헤드, 트리거 스위치가 마련된 토치 손잡이 및 티그 용접 헤드와 토치 손잡이를 연결하는 토치 바디를 포함한다.

티그 용접 장치로 티그 용접을 수행하는 경우, 작업자는 토치 손잡이를 파지하여 용접선을 따라 진행하면서 티그 용접 헤드를 좌우 방향으로 일정하게 위빙(weaving)하면서 용접을 수행해야 한다.

그러나, 위빙 동작이 원활하게 수행되지 않으면, 용접 부위에 일정한 용접 비드(weld bead)가 생성되지 않는다. 결국, 위빙하는 동작은 작업자의 숙련도에 따라 용접의 품질이 좌우되고, 또한 작업자의 피로도를 증가시키는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시예는 용접 부위에 일정한 용접 비드를 생성하기 위해 자동으로 위빙 동작이 수행 가능한 용접 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선단부에 용접팁을 구비하는 몸체, 상기 몸체가 회전축을 중심으로 피벗 회전 가능하도록 상기 몸체를 지지하는 손잡이부 및 상기 손잡이부의 일측에 설치되어 상기 몸체를 피벗 회전시키는 작동 수단을 포함하되, 상기 작동 수단은 상기 몸체의 상기 회전축과 수직하게 배열되는 작동축을 중심으로 회전가능하며 일 위치에서 일측이 상기 몸체에 접하는 캠 부재 및 상기 캠 부재를 회전시키기 위한 구동 수단을 포함하는 용접 장치가 제공된다.

삭제

이 때, 상기 캠 부재는 외주면이 상기 작동축을 중심으로 사인(sine) 곡선을 이루도록 형성될 수 있다.

이 때, 상기 작동 수단은 상기 몸체의 상기 회전축을 중심으로 상기 캠부재와 같은편에 위치되며 상기 몸체와 상기 손잡이부 사이에서 상기 몸체의 일측을 상기 손잡이부 측으로 당기는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 작동 수단은 상기 몸체의 상기 회전축을 중심으로 상기 캠부재와 반대편에 위치되며 상기 몸체와 상기 손잡이부 사이에서 상기 몸체의 일측을 상기 손잡이부 측과 멀어지도록 밀어내는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동 위빙 가능한 티그 용접 장치는, 용접시 자동으로 위빙함으로써 작업자가 용이하게 용접할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치의 작동 수단의 개략도이다.
도 3은 다양 크기의 캠 부재를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치의 작동 수단의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치(100)는 모재를 용접하는데 사용되는 용접팁이 용접 진행 방향에 대해 좌우로 자동으로 피벗 회전, 즉 위빙 가능하도록, 몸체(170), 손잡이부(110) 및 작동 수단(130)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체(170)는 티그 용접을 수행을 하기 위해 내부에 텅스텐 봉을 전극(미도시)으로 구비하고, 내부에 아르곤 또는 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 주입하여 아크를 발생시켜 구리 재질의 용가제를 용융시킴으로써 용접을 수행할 수 있다. 이러한 티그 용접을 구현하는 몸체에 관련된 구성은 이미 공지되어 있는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이 때, 몸체의 선단부에는 용접팁(150)을 구비한다. 용접팁(150)은 용접 대상인 모재에 용융된 용가제를 공급하는 것으로, 용접시에 용접팁(150)이 용접 방향에 대하여 좌우로 일정하게 피벗 회전되어야 한다. 이를 통해, 용접 비드가 일정하게 생성됨으로써 용접의 품질이 향상될 수 있다. 용접팁(150)이 자동으로 피벗 회전되는 과정은 후술하기로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체(170)는 기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 도 1에서 볼 때, 용접팁(150) 방향을 전방이라고 하고 그 반대 방향을 후방이라 할 때 몸체(170)는 전방으로부터 후방으로 연장된 기둥 형상으로 이루어진다.

도 1을 참조하면, 손잡이부(110)는 손잡이부(110)의 일측에 형성된 회전축 지지대(111)에 의해 몸체(170)를 지지한다.

이 때, 회전축 지지대(111)는 손잡이부(110)의 상측면으로부터 상측 방향으로 나란하게 연장된 두 개의 바형 부재로 이루어진다. 그리고, 회전축 지지대(111)는 두 개의 바형 부재의 양측 단부를 관통하는 회전핀(113)을 포함한다. 또한, 회전핀(113)은 손잡이부(110)의 상측면에 평행하게 위치된다.

이 때, 회전핀(113)은 몸체(170)의 양측 단부 사이인 몸체(170)의 중간부을 관통한다. 또한, 몸체(170)의 회전축에 해당하는 회전핀(113)은 몸체의 연장 방향에 수직하게 관통한다.

도 1을 참조하면, 작동 수단(130)은 손잡이부(110)의 일측에 설치되어 몸체(170)를 회전축을 중심으로 피벗 회전시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 작동 수단(130)은, 손잡이부(110)의 상측면에 설치되며 몸체(170)의 하측면에 작동 수단(130)의 일측이 접하도록 형성된다. 이 때, 작동 수단(130)의 일측은 몸체(170)의 하측면과 접하여 몸체(170)가 움직이도록 함으로써 용접팁(150)이 상하 방향으로 피벗 회전 가능하도록 한다.

보다 상세히, 작동 수단(130)은 용접팁(150)이 피벗 회전하도록 캠 부재(131), 구동 수단을 포함한다.

도 2를 참조하면, 작동축(D)을 중심으로 회전하는 캠 부재(131)는 외주면이 작동축(D)을 중심으로 사인(sine) 곡선을 이룬다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캠 부재(131)의 외주면의 형상에 의해 캠 부재(131)의 외주면에 접하는 몸체(170)가 몸체(170)의 회전축을 중심으로 피벗 회전할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 작동축(D)은 몸체(170)의 연장 방향으로 나란하게 배열될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치(100)에 있어서, 작동 수단(130)의 작동축(D)은 회전축(R)과 수직하게 엇갈리게 배열된다.

이 때, 작동 수단(130)의 작동축(D)이 회전축(R)과 수직하게 배열됨으로써, 캠 부재(131)의 외주면의 형상에 따라 몸체(170)가 회전축을 중심으로 일정하게 피벗 회전할 수 있다.

그러나, 캠 부재(131)는 작동축(D)이 회전축(R)에 수직하게 배열되는 것에 한정되지 않고, 작동축(D)이 회전축(R)과 일정한 각도를 이루며 엇갈리게 배열될 수도 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 작동 수단(130)의 캠 부재(131)의 외주면은 몸체(170)의 하측면에 접하도록 형성된다. 몸체(170)의 하측면이 캠 부재(131)의 외주면에 접함으로써 캠 부재(131)의 회전에 따라 몸체(170)이 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, 몸체(170)는 몸체(170)의 자중(自重)에 의해 캠 부재(131)의 외주면에 접할 수 있다.

한편, 구동 수단은 캠 부재가 구동축을 중심으로 회전하도록 캠 부재를 구동시킨다. 이 때, 구동 수단은 모터(미도시)일 수 있으며, 모터의 회전에 의해 캠 부재(131)가 회전한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용접 장치는 몸체(170)의 일측을 손잡이부(110) 측으로 가압하는 탄성 부재(133)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 용접 과정에서 몸체(170)가 어떤 위치에 있더라도, 탄성 부재(133)에 의해 몸체(170)의 하측면은 캠 부재(131)의 외주면에 계속 접하게 된다. 이에 따라, 몸체(170)가 캠 부재(131)의 회전에 따라 몸체(170)의 회전축(R)을 중심으로 피벗 회전 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄성 부재(133)는 몸체(170)와 손잡이부(110) 사이에 설치되어, 몸체(170)를 손잡이부(110)측으로 당길 수 있다.

그리고, 탄성 부재(133)는 회전축(113)을 중심으로 캠 부재(131)와 같은 편에 위치될 수 있다. 예를 들어, 몸체(170)의 연장 방향으로 회전축(113), 캠 부재(131), 탄성 부재(133) 순으로 위치한다.

한편, 탄성 부재(133)는 회전축(113)과 캠 부재(131) 사이에 위치하여 몸체(170)를 손잡이부(110) 측으로 당길 수 있다.

그러나, 탄성 부재(133)의 위치는 이에 한정되지 않고, 탄성 부재(133)는 회전축(113)을 중심으로 캠 부재(131)의 반대편에 위치할 수 있다. 이 때, 탄성 부재(133)는 몸체(170)의 하측면이 캠 부재(131)의 외주면에 항상 접할 수 있도록, 몸체(170)를 손잡이(110) 측으로부터 멀어지도록 밀게 된다.

이 때, 탄성 부재(133)는 코일 스프링 또는 고무일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 탄성 부재(133)는 탄성 복원 가능한 여러 장치로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 작동 수단(130)을 구성하는 캠 부재(131)와 구동 수단은 전술한 바와 같이 배치되고, 캠 부재(131)가 몸체(170)의 하측면과 접하면서 구동축(D)을 중심으로 회전하면 캠 부재(131)의 외주면의 형상에 의해 몸체(170)가 상하 방향으로 일정하게 이동한다.

이에 따라, 몸체(170)의 선단부에 구비된 용접팁(150)이 상하 방향으로 피벗 회전 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치(100)는 캠 부재(131)를 구동하는 구동 수단, 즉 모터의 회전 속도를 조절하여 용접팁(150)의 상하 방향으로의 피벗 회전 속도, 즉 위빙 속도를 조절할 수 있다.

또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 외주면을 이루는 사인(sine) 곡선의 주기(C)를 변경함으로써 피벗 회전 속도를 조절할 수 있다. 이하 도 3을 통하여 다양한 형상의 캠 부재(131)에 의한 용접 장치(100)의 피벗 회전을 설명함에 있어서, 캠 부재(131) 및 몸체(170)의 축척을 고려하지 않고, 캠 부재(131)의 회전시 몸체(170)가 캠 부재(131)의 외주면을 따라 접하며 이동하는 것을 전제로 설명한다.

보다 상세히, 도 3의 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)을 비교할 때, (Ⅱ)의 캠 부재(131)의 사인 곡선의 주기(C2)가 (Ⅲ)의 캠 부재(131)의 사인 곡선의 주기(C3)보다 더 길기 때문에, 동일한 회전 속도로 캠 부재(131)가 회전할 때, (Ⅲ)의 캠 부재(131)에 의한 용접 장치(100)가 (Ⅱ)의 캠 부재 (131)에 의한 용접 장치(100) 보다 상하 방향으로 빠르게 피벗 회전 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치(100)는 상하 방향으로의 이동 거리, 즉 피벗 폭을 조절할 수 있다.

도 3의 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)을 비교할 때, (Ⅰ)의 캠 부재(131)의 사인 곡선의 폭(A1)이 (Ⅱ)의 캠 부재(131)의 사인 곡선의 폭(A2) 보다 더 작기 때문에, (Ⅰ)의 캠 부재(131)에 의한 용접 장치(100)가 (Ⅰ)의 캠 부재(131)에 의한 용접 장치(100) 보다 상하 방향의 피벗 폭이 더 작게 작동한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치(100)는 용접 장치의 피벗 회전 속도 및 피벗 폭을 조절하기 위해, 캠 부재(131)의 외주면을 이루는 사인 곡선의 주기 또는 폭이 다양한 여러 캠 부재로 교체하여 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치(100)는 전술한 바와 같이 용접시 용접팁이 자동으로 상하 방향으로 피벗 회전됨으로써 작업자가 용이하게 위빙 동작을 수행할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 용접 장치 110: 손잡이부
111: 회전축 지지대 113: 회전축
130: 작동 수단 131: 캠 부재
133: 탄성 부재

Claims

선단부에 용접팁을 구비하는 몸체;
상기 몸체가 회전축을 중심으로 피벗 회전 가능하도록 상기 몸체를 지지하는 손잡이부 및
상기 손잡이부의 일측에 설치되어 상기 몸체를 피벗 회전시키는 작동 수단을 포함하되,
상기 작동 수단은
상기 몸체의 상기 회전축과 수직하게 배열되는 작동축을 중심으로 회전가능하며 일 위치에서 일측이 상기 몸체에 접하는 캠 부재 및
상기 캠 부재를 회전시키기 위한 구동 수단을 포함하는, 용접 장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 캠 부재는 외주면이 상기 작동축을 중심으로 사인(sine) 곡선을 이루도록 형성되는 용접 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 수단은
상기 몸체의 상기 회전축을 중심으로 상기 캠부재와 같은편에 위치되며 상기 몸체와 상기 손잡이부 사이에서 상기 몸체의 일측을 상기 손잡이부 측으로 당기는 탄성 부재를 더 포함하는 용접 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 작동 수단은
상기 몸체의 상기 회전축을 중심으로 상기 캠부재와 반대편에 위치되며 상기 몸체와 상기 손잡이부 사이에서 상기 몸체의 일측을 상기 손잡이부 측과 멀어지도록 밀어내는 탄성 부재를 더 포함하는 용접 장치.