KR101502279B1 - 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄산가스 용접기를 이용하여 모재의 손실이나 불량없이 자동으로 용접하도록 하여 Expansion Joint 또는 Flexible Joint의 박판 용접도 자동화가 가능한 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 (a) 전압/전류를 공급하는 공급기와 가스통이 구비되는 용접기 본체와, Stainless Steel Wire 또는 Copper Wire인 용접 와이어를 공급하는 와이어 피더 및 상기 와이어 피더와 연결되어 용접을 수행하는 토치를 포함하여 구성되는 탄산가스 용접기와, 프레임에 양단부가 회전가능하게 고정되며 일정간격 이격되어 평행하게 구성되며 상호 체인 또는 벨트로 연결되어 동시에 회전하는 한 쌍의 롤러와, 롤러의 일측에 연결되어 롤러를 회전시키는 모터와, 프레임의 일측에 토치가 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 고정되는 토치 고정 프레임으로 이루어지는 회전형 자동 용접 테이블을 준비하는 단계; (b) 회전형 자동 용접 테이블의 롤러와 롤러의 상부에 원통형 모재를 안착시킨 후 탄산가스 용접기의 토치를 높이와 각도를 조절하여 원통형 모재의 용접 부위에 맞도록 조절하는 단계; (c)모터를 가동하여 회전형 자동 용접 테이블의 롤러를 회전시켜 원통형 모재를 회전시키는 단계; (d) 토치를 작동시켜 원통형 모재의 용접을 하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법{Auto Welding Method Using Carbon Dioxide Welding Machine}

본 발명은 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄산가스 용접기를 이용하여 모재의 손실이나 불량없이 자동으로 용접하도록 하여 Expansion Joint 또는 Flexible Joint의 박판 용접도 자동화가 가능한 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것이다.

기존 용접 방법은 아르곤 용접기와 아르곤 가스를 사용하여 용접하는 방식으로 이는 용접봉(welding rod)을 투입하여 수동으로 용접 작업을 하는 수동 티그 용접 방식(TIG welding)이다. 이와 같은 수동 용접 방법은 수동으로 작업하기 때문에 균일한 제품을 생산할 수 없고 불량율이 높아 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 수작업으로 진행되는 용접은 상당 수준의 경험과 기술을 필요로 하는 작업인 관계로 기술이전이나 표준화 작업이 거의 불가능에 가까운 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0800452호 "탄산가스 용접장치"(특허문헌 1)가 있다. 상기 배경기술에서는 '제 1작동회로부가 구비되며, 가스 및 1,2차 전압/전류를 공급하되, 2차 전압/전류를 조절할 수 있는 제 1조절수단이 구비되는 용접기 본체와, 상기 본체와 연결되어져 본체에서 공급되는 1차 전압/전류를 조절할 수 있도록 구비되는 제 2조절수단 및 와이어 공급부를 포함하여 구성되는 와이어피드 및 상기 와이어피드와 연결되어져 용접을 수행하는 토치부를 포함하여 구성되는 통상의 탄산가스 용접장치에 있어서, 상기 본체에서 공급되는 2차 전압/전류가 거쳐 지나도록 상기 제 1작동회로부와 전기적으로 연결되는 제 2작동회로부 및 상기 와이어피드 일측에 설치되며, 상기 제 2작동회로부를 거쳐 지나가는 2차 전압/전류를 외부에서 조절하기 위해 구비되는 볼륨조절스위치를 포함하는 조절장치가 구비됨을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치.'을 제안하여, 작업자는 마무리 용접시 그 상황에 맞게 즉시 조절하여 사용이 가능하므로 용접시 불량이 발생되는 원인을 없앨 수 있고, 아울러 작업능률이 크게 향상되도록 한다.

그러나 상기 배경기술역시 자동용접이 불가능 할 뿐만 아니라 수작업으로 진행되는 용접은 상당 수준의 경험과 기술을 필요로 하는 작업인 관계로 기술이전이나 표준화 작업이 거의 불가능에 가까운 문제점이 있었다.

특허등록 제0800452호 "탄산가스 용접장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탄산가스 용접기를 이용하여 용접 작업을 자동을 진행하도록 하여 균일한 제품을 생산할 수 있고 불량율을 대폭 감소시킬 수 있어 생산성을 증가시킬 수 있으며, 작업의 표준화로 인하여 기능공이 아니어도 누구나 쉽게 용접이 가능하여 인건비 절감 효과가 있으며, 자동 용접으로 불량 발생이 거의 없고 용접 모재의 손상이 없어 수작업에만 의존하는 0.3T~1.5T 의 STS용접이 가능하고 누설이 없어질 뿐만 아니라, 0.3T STS판의 용접이 가능하여 Expansion Joint 또는 Flexible Joint 용접도 자동화가 가능한 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 (a) 전압/전류를 공급하는 공급기와 가스통이 구비되는 용접기 본체와, Stainless Steel Wire 또는 Copper Wire인 용접 와이어를 공급하는 와이어 피더 및 상기 와이어 피더와 연결되어 용접을 수행하는 토치를 포함하여 구성되는 탄산가스 용접기와, 프레임에 양단부가 회전가능하게 고정되며 일정간격 이격되어 평행하게 구성되며 상호 체인 또는 벨트로 연결되어 동시에 회전하는 한 쌍의 롤러와, 롤러의 일측에 연결되어 롤러를 회전시키는 모터와, 프레임의 일측에 토치가 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 고정되는 토치 고정 프레임으로 이루어지는 회전형 자동 용접 테이블을 준비하는 단계; (b) 회전형 자동 용접 테이블의 롤러와 롤러의 상부에 원통형 모재를 안착시킨 후 탄산가스 용접기의 토치를 높이와 각도를 조절하여 원통형 모재의 용접 부위에 맞도록 조절하는 단계; (c)모터를 가동하여 회전형 자동 용접 테이블의 롤러를 회전시켜 원통형 모재를 회전시키는 단계; (d) 토치를 작동시켜 원통형 모재의 용접을 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

또한, (a) 단계에서, 회전형 자동 용접 테이블의 롤러에는 링형 형상의 가이드링이 1개이상 이동가능하게 끼워져 구성되며, (b) 단계에서, 가이드링을 이동하여 원통형 모재의 길이방향 단부에 위치시켜 가이드링에 의하여 원통형 모재가 이탈되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

또한, 원통형 모재의 두께가 0.8mm ~ 2.0mm 인 경우, 용접 와이어는 Stainless Steel Wire를 사용하고, 용접 속도 1~2.5m/min 로 용접하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

또한, 원통형 모재의 두께가 0.1mm ~ 0.8mm 인 경우, 용접 와이어는 Copper Wire 를 사용하고, 용접 속도 0.5~1.5m/min 로 용접하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

또한, (A) 전압/전류를 공급하는 공급기와 가스통이 구비되는 용접기 본체와, Stainless Steel Wire 또는 Copper Wire인 용접 와이어를 공급하는 와이어 피더(Wire feeder) 및 상기 와이어 피더와 연결되어 용접을 수행하며 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 형성되는 토치를 포함하여 구성되는 탄산가스 용접기와, 일정 크기의 테이블과, 일정길이를 갖는 긴 봉형상으로 테이블의 상부에서 양단부가 고정 프레임에 회전가능하게 고정되고 일단에 모터가 연결되며 외주면에 나선면이 형성되는 스크류축과, 스크류축의 나선면과 대응하도록 내부에 스크류홈이 형성되는 관통구가 형성되어 스크류축이 관통하여 결합되며 일측에 토치가 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 고정되는 토치 고정 프레임이 형성되는 직선형 자동 용접 테이블을 준비하는 단계; (B) 직선형 자동 용접 테이블의 테이블의 상부 또는 측면에 판형 모재를 고정시킨 후 탄산가스 용접기의 토치를 높이와 각도를 조절하여 판형 모재의 용접 부위에 맞도록 조절하는 단계; (C) 직선형 자동 용접 테이블의 모터를 가동하여 스크류축의 회전에 따라 토치가 고정 가이드를 따라 이동하도록 하는 단계; (D) 토치를 작동시켜 판형 모재의 용접을 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

또한, (A) 단계에서, 직선형 자동 용접 테이블은 스크류축의 상부와 하부에 각각 수평하게 양단부가 고정 프레임에 고정되는 일정길이를 갖는 긴 봉형상의 고정 가이드가 추가로 구성되되, 고정 가이드가 토치 고정 프레임을 관통하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

또한, 판형 모재의 두께가 0.8mm ~ 2.0mm 인 경우, 용접 와이어는 Stainless Steel Wire를 사용하고, 용접 속도 1~2.5m/min 로 용접하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

또한, 판형 모재의 두께가 0.1mm ~ 0.8mm 인 경우, 용접 와이어는 Copper Wire 를 사용하고, 용접 속도 0.5~1.5m/min 로 용접하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법은 탄산가스 용접기를 이용하여 용접 작업을 자동을 진행하도록 하여 균일한 제품을 생산할 수 있고 불량율을 대폭 감소시킬 수 있어 생산성을 증가시킬 수 있으며, 작업의 표준화로 인하여 기능공이 아니어도 누구나 쉽게 용접이 가능하여 인건비 절감 효과가 있으며, 자동 용접으로 불량 발생이 거의 없고 용접 모재의 손상이 없어 수작업에만 의존하는 0.3T~1.5T 의 STS용접이 가능하고 누설이 없어질 뿐만 아니라, 0.3T STS판의 용접이 가능하여 Expansion Joint 또는 Flexible Joint 용접도 자동화가 가능한 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 사용되는 탄산가스 용접기와 자동 용접 테이블의 개략적인 구성을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 사용되는 회전형 자동 용접 테이블의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 사용되는 직선형 자동 용접 테이블의 사시도이다.
도 4는 상기 도 3의 정면도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄산가스 용접기를 이용하여 모재의 손실이나 불량 없이 자동으로 용접하도록 하여 Expansion Joint 또는 Flexible Joint의 박판 용접도 자동화가 가능한 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것이다.

본 발명의 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법에 사용되는 탄산가스 용접기와 자동 용접 테이블의 개략적인 구성을 도시한 도이다.

먼저, 탄산가스 용접기(10)와 회전형 자동 용접 테이블(20)을 준비한다(a).

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 탄산가스 용접기(10)를 이용하여 자동으로 용접하게 된다.

탄산가스 용접기(10)는 기성의 다양한 탄산가스를 사용하는 용접기를 사용할 수 있다.

탄산가스 용접기(10)는 전압/전류를 공급하는 공급기와 가스통이 구비되는 용접기 본체(11)와, 용접 와이어를 공급하는 와이어 피더(Wire feeder)(12) 및 상기 와이어 피더(12)와 연결되어져 모재에 용접을 수행하며 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 형성되는 토치(13)를 포함하여 구성된다.

상기 용접기 본체(11)는 1차 및 2차 전압/전류 및 탄산가스를 공급하되 일측면에는 2차 전압/전류를 조절할 수 있는 조절수단이 구비될 수 있다. 그리고, 전압/전류를 공급하는 공급기와 가스통이 별도로 구비되는데, 가스통에서 공급되는 가스는 용접기 본체(11)와 상기 와이어 피더(12)를 거쳐 토치(13)로 출력되게 된다.

상기 와이어 피더(12)는 일반적으로 용접 와이어를 공급하는 것을 주목적으로 하되, 용접기 본체(11)에서 공급되는 1차 전압/전류를 조절하거나 혹은 온/오프 시킬 수 있는 조절수단이 구비될 수 있다. 또한, 상기 가스통에서 공급되는 가스 유량 조절계 또한 구비될 수 있다.

상기 토치(13)는 상기 와이어 피더(12)와 연결되어 모재(50)에 용접을 수행하며, 와이어 피더(12)에 연결되는 케이블로 연결된다.

이때, 상기 와이어 피더(12)는 통상 작업자가 휴대하여 용접장소로 이동하게 되므로 상시 가까이에 위치하게 되며, 용접기 본체(11)는 설치가 용이한 장소에 위치하게 된다. 통상 본체(11)와 와이어 피더(12)는 40미터 이상의 길이를 가지는 싱글 케이블로 연결되어 있다.

와이어 피더(12)의 용접 와이어는 Stainless Steel Wire 또는 Copper Wire 를 사용할 수 있다.

Expansion Joint 및 Flexible Joint는 진동과 신축을 잡아주기 때문에 지금까지 STS용접봉을 사용한 관계로 외관상 Copper Wire와 차이가 나기 때문에, 모재가 stainless steel 일 경우에는 동질의 Stainless steel wire를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, Copper Wire는 구리(Copper)의 용융점이 낮기 때문에 Stainless steel wire 보다는 작업이 용이하며, 따라서, 원통형 모재(50)의 두께가 0.1mm ~ 0.8mm 의 얇은 박판 용접인 경우에는 Copper Wire를 사용하는 것이 작업이 용이하면 불량룰을 낮추고 용접의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예는 거의 유사하나, 제1 실시예는 원통형의 모재(50)를 회전형 자동 용접 테이블(20)에 올려놓고 회전시키면서 원통형 모재(50)의 내부 또는 외부를 용이하게 용접할 수 있도록 하는 것이고, 제2 실시예는 각형 강관이나 강판 등 판형 모재를 직선형 자동 용접 테이블(30)의 상부에 올려놓고 판형 모재는 그대로 놔두고 토치(13)가 직선으로 이동하면서 판형 모재를 용접하도록 하는 것이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 사용되는 회전형 자동 용접 테이블의 사시도이다.

본 발명의 제1 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 탄산가스 용접기(10)와 회전형 자동 용접 테이블(20)을 준비한다(a).

탄산가스 용접기(10)는 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있으며, 공지의 다양한 탄산가스 용접기(10)의 토치(13)를 회전형 자동 용접 테이블(20)의 일측에 고정 설치하는 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 회전형 자동 용접 테이블(20)은 프레임(21)에 양단부가 회전가능하게 고정되며 일정간격 이격되어 평행하게 구성되며 상호 체인 또는 벨트(221)로 연결되어 동시에 회전하는 한 쌍의 롤러(22)(22)와, 롤러(22)의 일측에 연결되어 롤러(22)를 회전시키는 모터(23)와, 프레임(21)의 일측에 토치(13)가 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 고정되는 토치 고정 프레임(25)으로 이루어진다.

프레임(21)은 일정한 크기로, 한쌍의 롤러(22)(22)가 회전 가능하도록 고정되기 때문에, 롤러(22)의 크기 및 모재(50)의 크기 등에 따라 그 크기가 달라질 수 있으며, 프레임(21)의 형상은 다양하게 제작할 수 있다.

롤러(22)는 양단부가 프레임(21)에 회전 가능하게 고정되도록 하고, 2개의 롤러(22)를 평행하게 배치하여 구성하되 롤러(22)(22)간에는 일정 간격 이격이 되도록 한다.

이와 같이 롤러(22)(22)간의 사이를 이격시키는 것은 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 모재(50)의 하부가 롤러(22)(22)의 사이로 일부 인입되어 안착이 되도록 하고, 원통형 모재(50)의 외주면이 롤러(22)(22)와 각각 면접하도록 하는 것이다. 따라서, 롤러(22)(22) 상호간의 이격되는 거리는 원통형 모재(50)의 지름의 크기에 따라 다르게 형성될 수 있다.

이때, 롤러(22)(22)는 일측 단부가 체인 또는 벨트(221)로 상호 연결되어 하나으 롤러(22)가 회전하면 체인 또는 벨트(22!)로 연결된 다른 롤러(22)도 같이 회전하게 된다.

따라서, 롤러(22)를 회전시키는 모터(23)는 하나의 롤러(22)의 일단에만 연결되어 하나의 롤러(22) 만을 회전시키면 2개의 롤러(22)(22)가 동시에 회전하게 되는 것이다.

프레임(21)의 일측에는 탄산가스 용접기(10)의 토치(13)가 모재(50)의 용접 위치에 고정되도록 고정하는 토치 고정 프레임(25)이 구성되도록 한다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 토치 고정 프레임(25)은 토치(13)의 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 공지의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.

이후, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전형 자동 용접 테이블(20)의 롤러(22)와 롤러(22) 사이의 상부에 모재(50)를 안착시킨 후 탄산가스 용접기(10)의 토치(13)를 높이와 각도를 조절하여 모재(50)의 용접 부위에 맞도록 조절한다(b).

원통형의 모재(50)를 롤러(22)와 롤러(22)의 사이에 안착시켜 롤러(22)의 표면과 모재(50)의 표면이 밀착하게 되도록 하며, 롤러(22)의 회전에 따라 일방향으로 모재(50)가 회전되도록 하기 위하여 모재(50)를 상부에 안착시킨다.

즉, 원통형 모재(50)의 하부 곡면이 롤러(22)와 롤러(22) 사이의 공간에 들어가 안착되게 되고, 하부의 곡면부이 양측이 각각 롤러(22)(22)의 외주면과 면접하게 된다.

이때, 원통형 모재(50)의 경우에는 길이가 다양하게 형성될 수 있기 때문에, 후술하는 단계에서 롤러(22)의 회전시 진동등에 의하여 원통형 모재(50)가 롤러(22)의 길이방향으로 조금씩 이동되거나 안착위치에서 이탈되는 것을 방지하도록 별도의 가이드링(26)을 롤러(22)에 끼워 구성하도록 할 수 있다.

가이드링(26)은 링형 형상으로 롤러(22)에 끼워져 롤러(22)를 따라 이동이 가능하도록 하며, 원통형 모재(50)를 롤러(22)의 일측으로 밀어 가이드링(26)에 의하여 이탈되는 것을 방지하거나, 1개의 롤러(22) 당 2개의 가이드링(26)이 끼워져 원통형 모재(50)의 길이방향의 양단부에서 각각 위치하여 원통형 모재(50)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도시되지 않았지만, 가이드링(26)은 내부에 고무패킹 등을 구성하여 롤러(22)를 따라 쉽게 이동이 되지 않도록 할 수도 있다.

이후, 회전형 자동 용접 테이블(20)의 롤러(22)를 회전시켜 모재(50)를 회전시킨다(c).

모터(23)를 가동하면, 롤러(22)(22)가 동시에 회전하고 롤러(22)(22)의 상부에서 외주면이 롤러(22)(22)와 각각 면접하는 원통형 모재(50)는 롤러(22)의 회전에 따라 같이 회전하게 된다. 이와 같이, 롤러(22)를 회전시켜 원통형 모재(50)를 일정 속도로 회전시켜 용접의 속도 및 품질을 균일하게 하는 것이다.

마지막으로, 토치(13)를 작동시켜 모재(50)의 용접을 한다(d).

와이어 피더(12)에 케이블로 연결되는 토치(13)로 용접을 하며, 토치(13)는 고정된 위치에 있고, 회전형 자동 용접 테이블(20)의 롤러(22)의 회전속도에 따라 원통형 모재(50)가 회전하면서 토치(13)와 맞닿은 용접부위를 일정한 속도로 회전 이동하도록 하여 자동으로 용접이 되도록 하는 것이다.

이와 같이 원통형 모재(50)의 회전 속도가 일정하기 때문에 원통형 모재(50)의 용접 부위가 일정하고 균일하게 용접되는 것이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 사용되는 직선형 자동 용접 테이블의 사시도이고, 도 4는 상기 도 3의 정면도이다.

본 발명의 제2 실시예는 직선형 자동 용접 테이블(30)을 이용하여 각형 강관이나 강판 등의 판형 모재를 용접하는 것이다.

먼저, 탄산가스 용접기(10)와 직선형 자동 용접 테이블(30)을 준비한다(A).

탄산가스 용접기(10)는 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있으며, 공지의 다양한 탄산가스 용접기(10)의 토치(13)를 직선형 자동 용접 테이블(30)의 일측에 고정 설치한다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 직선형 자동 용접 테이블(30)은 일정 크기의 테이블(31)과, 일정길이를 갖는 긴 봉형상으로 테이블(31)의 상부에서 양단부가 고정 프레임(311)에 회전가능하게 고정되고 일단에 모터(32)가 연결되며 외주면에 나선면이 형성되는 스크류축(33)과, 스크류축(33)의 나선면과 대응하도록 내부에 스크류홈이 형성되는 관통구가 형성되어 스크류축(33)이 관통하여 결합되며 일측에 토치(13)가 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 고정되는 토치 고정 프레임(35)이 형성된다.

테이블(31)은 모재의 크기에 따라서 모재가 올려질 수도 있고, 테이블(31)의 측면에 모재가 위치하도록 할 수도 있다.

테이블(31)의 상부에는 일정 간격을 두고 이격되어 수직으로 고정 프레임(311)이 구성되며, 고정 프레임(311)(311)에는 스크류축(33)의 양단부가 각각 고정된다.

스크류축(33)은 양단부가 고정 프레임(311)(311)에 회전가능하게 고정되며, 긴 봉형상으로 일반적인 스크류와 마찬가지로 외주면에 나선면이 형성된다.

스크류축(33)에는 토치 고정 프레임(35)이 결합되는데, 도시된 바와 같이, 스크류축(33)이 토치 고정 프레임(35)의 일측을 관통하는 형상으로 결합되되, 토치 고정 프레임(35)이 스크류축(33)의 길이방향을 따라 이동하도록 스크류축(33)의 외주면에 형성되는 나선면과 대응하는 스크류홈이 형성되는 결합공(미도시)을 통공하고 스크류축(34)이 결합공을 관통하도록 결합한다.

또한, 토치 고정 프레임(35)이 스크류축(33)을 따라 직선 이동시에 토치 고정 프레임(35)의 흔들림 등을 방지하기 위하여 고정 가이드(34)를 구성할 수도 있다.

고정 가이드(34)는 긴 봉형상으로 스크류축(33)의 상부와 하부에 각각 구성되며, 양단부가 각각 고정 프레임(311)(311)에 고정되도록 한다. 또한, 도면에서는 원형단면을 갖는 봉형상으로 도시되었지만, 각형 단면을 갖도록 형성되어도 된다.

이때, 고정 가이드(34)도 토치 고정 프레임(35)을 관통하도록 하여, 토치 고정 프레임(35)이 고정 가이드(34)를 따라 직선으로 이동이 가능하도록 하는 것이다. 고정 가이드(34)의 관통을 위하여 별도로 토치 고정 프레임(35)에 관통구를 통공하여 구성할 수 있다.

이후, 도시되지는 않았지만, 직선형 자동 용접 테이블(30)의 테이블(31)의 상부 또는 측면에 판형 모재를 고정시킨 후 탄산가스 용접기(10)의 토치(13)를 높이와 각도를 조절하여 판형 모재의 용접 부위에 맞도록 조절하도록 한다(B).

이후, 직선형 자동 용접 테이블(30)의 모터(23)를 가동하여 스크류축(33)의 회전에 따라 토치(13)가 고정 가이드(34)를 따라 이동하도록 한다(C).

모터(23)를 가동하면, 스크류축(33)이 회전하게 되고, 스크류축(33)에 맞물린 토치 고정 프레임(35)이 스크류축(33)을 따라 직선으로 이동하게 되며, 토치 고정 프레임(35)에 고정된 토치(13)도 동시에 이동하게 된다.

마지막으로, 토치(13)를 작동시켜 판형 모재를 용접한다(D).

와이어 피더(12)에 케이블로 연결되는 토치(13)로 용접을 하게 되는데, 이와 같이, 판형 모재를 일정 위치에 고정하고 토치(13)를 직선으로 이동하여 판형 모재의 직선의 용접부위를 일정한 속도로 용접하여 용접의 품질을 균일하게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예 모두에서 모재의 두께에 따라, 용접조건을 달리하도록 하여 용접의 품질을 높이도록 할 수 있다.

먼저, 모재의 두께가 0.8mm ~ 2.0mm 인 경우에는 용접 와이어는 Stainless Steel Wire를 사용하고, 전압 20~40V, 전류 160~260A, 판형 모재의 용접 부위에서 토치(13)의 높이 5~10mm, 용접 속도 1~2.5m/min 로 용접하는 것이 바람직한다.

Stainless Steel Wire는 용융점이 높기 때문에 Copper wire에 비하여 두께가 두꺼운 0.8~2.0mm의 경우에도 모재를 손상시키지 않고 용접을 할 수 있는 것이다.

전압 20~40V과 전류 160~260A로 하는 것은 용접 wire를 가장 적당한 범위 내에서 설정해야 모재 손실이 없이 용접이 가능하기 때문이며, 모재(50)의 용접 부위에서 토치(13)의 높이 5~10mm로 하는 것은 모재의 진원 정도에 따라 높이를 조절하는데 Copper wire보다 높은 이유는 발생하는 열을 다소라도 분산 시키고자 하는 것이다.

용접 속도는 공급되는 wire의 속도와 용접속도 밸런스가 맞아야 자동화 용접의 장점을 극대화할 수 있는데, 1 미만의 속도일 경우에는 용접부위가 뭉치는 현상이 발생할 수 있으며, 2.5를 초과하는 속도일 경우에는 용접 부위가 기밀하게 용접되지 않거나 제대로 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있기 때문에, 1~2.5m/min의 속도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 모재와 용접 wire의 재질 특성이 다르기 때문이며 가장 적정한 속도가 1~2.5m/min 인 것이다.

또한, 판형 모재의 두께가 0.1mm ~ 0.8mm 인 경우에는, 용접 와이어는 Copper Wire 를 사용하고, 전압 15~25V, 전류 80~160A, 판형 모재의 용접 부위에서 토치(13)의 높이 3~6mm, 용접 속도 0.5~1.5m/min 로 용접하는 것이 바람직하다.

Copper Wire는 구리(Copper)의 용융점이 낮기 때문에 모재의 두께가 0.1mm ~ 0.8mm 로 얇은 박판인 경우에 사용하는 것이 작업이 용이하면 불량률을 낮추고 용접의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.

전압 15~25V, 전류 80~160A 로 하는 것은 용접 wire를 가장 적당한 범위 내에서 설정해야 모재 손실이 없이 용접이 가능하기 때문이며, 모재(50)의 용접 부위에서 토치(13)의 높이 3~6mm로 하는 것은 용접시 발생하는 열이 상대적으로 낮기 때문에 토치의 높이를 용접부위와 근접시키는 것이 가능하기 때문에 최대한 근접시켜 용접의 불량률을 낮추고 품질을 균일화한다.

용접 속도는 공급되는 wire의 속도와 용접속도 밸런스가 맞아야 자동화 용접의 장점을 극대화할 수 있는데, 0.5 미만의 속도일 경우에는 용접부위가 뭉치는 현상이 발생할 수 있으며, 1.5를 초과하는 속도일 경우에는 용접 부위가 기밀하게 용접되지 않거나 제대로 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있기 때문에, 0.5~1.5m/min의 속도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 모재와 용접 wire의 재질 특성이 다르기 때문이며 가장 적정한 속도가 0.5~1.5m/min 인 것이다.

상기와 같은 본 발명의 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법은 탄산가스 용접기를 이용하여 용접 작업을 자동을 진행하도록 하여 균일한 제품을 생산할 수 있고 불량율을 대폭 감소시킬 수 있어 생산성을 증가시킬 수 있으며, 작업의 표준화로 인하여 기능공이 아니어도 누구나 쉽게 용접이 가능하여 인건비 절감 효과가 있으며, 자동 용접으로 불량 발생이 거의 없고 용접 모재의 손상이 없어 수작업에만 의존하는 0.3T~1.5T 의 STS용접이 가능하고 누설이 없어질 뿐만 아니라, 0.3T STS판의 용접이 가능하여 Expansion Joint 또는 Flexible Joint 용접도 자동화가 가능한 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10 : 탄산가스 용접기
11 : 용접기 본체
12 : 와이어 피더
13 : 토치
20 : 회전형 자동 용접 테이블
21 : 프레임
22 : 롤러
23 : 모터
30 : 직선형 자동 용접 테이블
31 : 테이블
32 : 모터
33 : 스크류축
34 : 고정 가이드
35 : 토치 고정 프레임
50 : 원통형 모재

Claims (8)

1. (a) 전압/전류를 공급하는 공급기와 가스통이 구비되는 용접기 본체(11)와, Stainless Steel Wire 또는 Copper Wire인 용접 와이어를 공급하는 와이어 피더(12) 및 상기 와이어 피더(12)와 연결되어 용접을 수행하는 토치(13)를 포함하여 구성되는 탄산가스 용접기(10)와,
   프레임(21)에 양단부가 회전가능하게 고정되며 일정간격 이격되어 평행하게 구성되며 상호 체인 또는 벨트(221)로 연결되어 동시에 회전하는 한 쌍의 롤러(22)(22)와, 롤러(22)의 일측에 연결되어 롤러(22)를 회전시키는 모터(23)와, 롤러(22)에 1개이상 이동가능하게 끼워져 구성되는 링형 형상의 가이드링(26)와, 프레임(21)의 일측에 토치(13)가 높이 및 각도의 조절이 가능하도록 고정되는 토치 고정 프레임(25)으로 이루어지는 회전형 자동 용접 테이블(20)을 준비하는 단계;
   (b) 회전형 자동 용접 테이블(20)의 롤러(22)와 롤러(22)의 상부에 원통형 모재(50)를 안착시킨 후, 가이드링(26)을 이동하여 원통형 모재(50)의 길이방향 단부에 위치시켜 가이드링(26)에 의하여 원통형 모재(50)가 이탈되는 것을 방지하고, 탄산가스 용접기(10)의 토치(13)를 높이와 각도를 조절하여 원통형 모재(50)의 용접 부위에 맞도록 조절하는 단계;
   (c) 모터(23)를 가동하여 회전형 자동 용접 테이블(20)의 롤러(22)를 회전시켜 원통형 모재(50)를 회전시키는 단계;
   (d) 토치(13)를 작동시켜 원통형 모재(50)의 용접을 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법.
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3. 청구항 1에 있어서,
   원통형 모재(50)의 두께가 0.8mm ~ 2.0mm 인 경우,
   용접 와이어는 Stainless Steel Wire를 사용하고,
   전압 20~40V, 전류 160~260A, 원통형 모재(50)의 용접 부위에서 토치(13)의 높이 5~10mm, 용접 속도 1~2.5m/min 로 용접하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   원통형 모재(50)의 두께가 0.1mm ~ 0.8mm 인 경우,
   용접 와이어는 Copper Wire 를 사용하고,
   전압 15~25V, 전류 80~160A, 원통형 모재(50)의 용접 부위에서 토치(13)의 높이 3~6mm, 용접 속도 0.5~1.5m/min 로 용접하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접기를 이용한 자동 용접 방법.
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