KR101577185B1

KR101577185B1 - 포밍성형을 통한 용접팁의 제조방법

Info

Publication number: KR101577185B1
Application number: KR1020140104133A
Authority: KR
Inventors: 황태민
Original assignee: (주)성진포머
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2015-12-14

Abstract

본 발명은 용접토치의 선단부에 장착사용하는 용접팁의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 동재질의 환형 봉체로 된 소재를 포밍기를 이용, 다단압출성형하여 소재 본체 내면에 관통공이 성형된 미가공용접팁을 성형하고, 상기 미가공용접팁을 절삭가공하여 용접팁을 신속용이하게 제조할 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 일정한 길이로 절단된 소재를 포머기의 다이스에 공급하여, 소재의 내경흔들림 방지를 위한 중심홈 성형공정과, 상기 소재를 가압하여 내경홀을 형성하는 후방압출공정과, 상기 소재에 관통공을 형성하는 피어싱공정과, 상기 소재를 길게 압출하면서 관통공을 미세관통으로 변형시키는 전방압출공정과, 상기 소재를 원하는 형상으로 성형하는 2단압출성형공정과, 상기 소재를 절삭가공하여 용접팁을 제조하는 절삭가공공정으로 이루어진다.

Description

포밍성형을 통한 용접팁의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF WELDING TIP BY FORMING}

본 발명은 용접토치의 선단부에 장착사용하는 용접팁의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 동재질의 환형 봉체로 된 소재를 포밍기를 이용, 다단압출성형하여 소재 본체 내면에 관통공이 성형된 미가공용접팁을 성형하고, 상기 미가공용접팁을 절삭가공하여 용접팁을 신속용이하게 제조할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 용접이란 산업전분야에 걸쳐 광범위하게 적용되고 있는 작업으로서, 동종 혹은 이종의 금속재료를 열과 압력을 가하여 접합시키는 작업이다.

널리 사용되는 용접의 한 방법으로서, 아르곤(Ar)과 같은 불활성기체를 사용하는 MIG(Metal Inert Gas)용접이나, 순수한 탄산가스만을 사용하는 CO₂용접에는 와이어를 통과시켜 용접모재와 와이어간에 아크가 발생할 수 있게 용접전류를 와이어로 공급함과 동시에 위치를 일정하게 유지시켜 주기 위한 용접팁이 용접토치의 선단부에 장착, 사용된다.

용접팁에 관한 선행기술을 검토하여 보면 특허 제10-1051884호 "용접팁의 제조방법"(특허문헌 1)과, 특허 제10-1214902호 "세라믹이 적용된 탄소용접팁"(특허문헌 2)과, 공개특허 제10-2014-0061324호 "스패터 비장착용 용접팁 및 이의 제조방법"(특허문헌 3) 등이 제공된바 있다.

상기 특허문헌 1의 기술내용을 검토하여 보면 가공성이 우수한 인탈산동파이프를 압축하여 치수정밀도가 저하되지 않는 크기의 내경만큼 형성한후, 상기 내경에 와이어가 삽입되기 위한 미세내경이 가공된 고강도 동합금관을 삽입시켜서 서로 접합되도록 함으로서, 궁극적으로서 미세 내경의 치수정밀도가 균일하고, 조도가 매끄러워서 전기전도가 안정적이고, 와이어의 이송이 원활하여 내구수명이 긴 용접팁을 제공한다는 것이다.

특허문헌 2의 기술내용을 검토하여 보면, 와이어가 공급되도록 중앙이 천공된 구리재질의 팁몸통과, 상기 팁몸통의 전면과 연결되어 내측이 관통되고, 열변형이 방지되도록 세라믹재질로 형성된 세라믹팁으로 구성되며, 상기 팁몸통 전면에는 다수개의 걸림턱이 돌출되고, 상기 세라믹팁 일측에는 상기 걸림턱과 대향되는 요입형상의 요입홈이 형성되며, 상기 팁몸통과 상기 세라믹팁은 성형으로 결합되게 한 용접팁에 관한 것이다.

특허문헌 3의 기술내용은 길이방향 중앙에 구성된 중공으로 용접선을 관통시키고, 나사산이 형성되어 용접선을 공급하는 공급라인과 체결되는 체결부와, 상기 체결부에서 연장되고, 상기 체결부의 중공과 통기되는 형태로 길이방향 중앙에 구성된 중공으로 용접선을 관통시키며, 체결부의 반대쪽에 해당하는 말단 일부분의 외부는 테이퍼형태로 구성되는 홀딩부를 포함하여 구성되고, 상기 홀딩부는 홀딩부를 구성하는 금속재질보다 용융점이 더 높은 금속재질의 비용착코팅물로 코팅되어 코팅층이 형성되게 한 스패터 비용착용 용접팁을 제공한다는 것이다.

따라서 상기 특허문헌 1의 경우 용접팁 내경에 미세내경이 형성된 고강도 동합금관을 별도로 삽입하여야 하며, 특허문헌 2의 경우 용접팁의 팁몸통 전면에 세라믹재질로 된 세라믹팁 별도로 연결하여야 하며, 특허문헌 3의 경우 용접팁 외부에 비용착용 코팅물을 각각 코팅하여야 하는 등의 번거로움이 있을 뿐 아니라 용접팁 내면에 와이어 공급을 위한 미세공 성형작업에 많은 어려움이 있는 것이었다.

특히 용접팁의 경우, 동재질로 제조하게 되는바, 재질의 특성상 용접팁 중심을 관통하는 미세공의 드릴링작업에 어려움이 있어 제작에 많은 시간과 인력이 낭비되고, 생산성이 떨어지게 되어 원가상승의 요인이 되는 등의 문제가 있는 것이었다.

특허 제10-1051884호 "용접팁의 제조방법" 특허 제10-1214902호 "세라막이 적용된 탄소용접팁" 공개특허 제10-2014-0061324호 "스패터 비장착용 용접팁 및 이의 제조방법"

본 발명은 이러한 종래의 제반 문제를 해결하기 위한 것으로서, 동재질의 환형 봉체로 된 소재를 포밍기를 이용, 다단압출형성하여 소재 본체 내면에 미세관통공이 형성된 소재를 얻고, 상기 소재를 절삭가공하여 용접팁을 제조하되, 용접팁 내면에 구성되는 미세관통공의 가공도를 높여 용접팁의 기능을 만족케 함과 동시에 생산성을 높여 원가를 절감할 수 있게 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 일정한 길이로 절단된 소재를 포머기의 다이스에 공급하여, 소재의 내경흔들림 방지를 위한 중심홈 성형공정과, 상기 소재를 가압하여 내경홀을 형성하는 후방압출공정과, 상기 소재에 관통공을 형성하는 피어싱공정과, 상기 소재를 길게 압출하면서 관통공을 미세관통공으로 변형시키는 전방압출공정과, 상기 소재를 원하는 형상으로 성형하는 2단압출성형공정과, 상기 소재를 절삭가공하여 용접팁을 제조하는 절삭가공공정으로 이루어진다.

본 발명은 용접팁 제조방법에 관한 것으로서, 일정한 길이로 절단된 소재를 포머기의 다이스에 공급하여, 소재의 내경흔들림 방지를 위한 중심홈 성형공정과, 상기 소재를 가압하여 내경홀을 형성하는 후방압출공정과, 상기 소재에 관통공을 형성하는 피어싱공정과, 상기 소재를 길게 압출하면서 관통공을 미세관통공으로 변형시키는 전방압출공정과, 상기 소재를 원하는 형상으로 성형하는 2단압출성형공정과, 상기 소재를 절삭가공하여 용접팁을 제조하는 절삭가공공정으로 제조되게 함으로서 용접팁 내면에 구성되는 미세관통공의 가공도를 높여 용접팁의 기능을 만족케 할 뿐 아니라, 포머기를 이용, 다단성형되게 함으로서 생산성을 높여 원가를 절감할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 : 본 발명의 제조공정 블럭도
도 2 : 본 발명에 사용되는 소재의 구성도
도 3 : 도 2의 소재 일측에 중심홈을 성형한 상태도
도 4 : 도 3의 상태에서 내경홀을 성형한 상태도
도 5 : 도 4의 상태에서, 소재 내면에 관통공을 성형한 상태도
도 6 : 도 5의 소재를 다이스에 끼운 상태도
도 7 : 도 6의 상태에서 소재를 가압하여 소재 내면에 미세관통공을 성형한 상태도
도 8 : 도 7의 공정에서 만들어진 소재의 상태도
도 9 : 도 8의 상태에서 소재 외면 형상을 6각형으로 성형한 미가공용접팁의 상태도
도 10 : 도 9에서 얻어진 미가공용접팁의 횡단면상태도
도 11 : 도 10의 소재를 절삭가공한 용접팁의 상태도
도 12 : 도 11의 단면구성도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명은 용접토치의 선단부에 장착사용하는 용접팁의 제조방법에 관한 것으로서, 포밍기 일측에서 공급되어 오는 동재질의 재료를 원하는 길이로 절단하여 소재(10)를 얻고, 상기 절단된 소재(10)를 포밍기를 이용하여 중심홈 성형공정(S1)과, 후방압출공정(S2)과, 피어싱공정(S3)과, 전방압출공정(S4)과, 2단압출성형공정(S5)과, 절삭가공공정(S6)으로 용접팁(60)을 단계적으로 제조하는 것이다.

용접팁(60) 제조과정을 공정별로 설명한다.

중심홈 성형공정(S1)은 아래와 같다.

도 3은 포밍기(도시안됨) 일측에서 공급되어 오는 재료를 절단기를 이용, 일정한 길이로 절단한 소재(10) 일측에 중심홈(21)을 성형하는 공정이다.

상기 소재(10)의 절단길이는 성형하고자 하는 용접팁(60)의 길이와 체적 및 절삭가공되는 재료의 량을 계산하여 절단한다.

도 2에서와 같이 절단된 소재(10)는 포밍기에 구성된 이송장치를 통하여 중심홈(21) 성형을 위한 성형다이스(도시안됨) 전방으로 이송공급한 다음 펀치로 가압하여 소재(10) 일측에 중심홈(21)이 요입구성되게 함과 동시에 테두리에 면취부(25)가 형성되게 한다.

상기에서 소재(10) 일측에 요입구성되는 중심홈(21)은 뒷공정에서 다이핀을 이용, 소재(10) 내면에 내경홀을 성형할때 흔들림없이 정확한 위치에 내경홀이 성형되게 하는 것이다.

후방압출공정(S2)은 아래와 같다.

소재(10) 일측에 중심홈(21)이 가압성형된 소재(10)를 이송장치를 통하여 후방압출다이스(도시안됨) 전방에 위치시키고, 상기한 상태에서 펀치로 가압함으로서, 후방압출다이스에 구성된 다이핀에 의해 소재(10) 일측에 내경홀(22)이 형성되고, 타측에는 펀치에 의해 요입홈(23)이 형성되게 함으로서 내경홀(22)과 요입홈(23) 사이에 격벽(24)이 형성되게 한다.

상기 공정에서 다이핀에 의해 소재(10) 일측에 내경홀(22)을 형성할때 다이핀이 중심홈(21)에 안내되어 내경의 흔들림없이 정확한 위치에 내경홀(22)이 형성되게 한다.

피어싱공정(S3)은 아래와 같다.

후방압출공정(S2)에서 내경홀(22)과 요입홈(23)이 성형되게 한 소재(10)를 이송장치를 이용, 피어싱다이스(도시안됨) 전방에 위치시키고, 상기한 상태에서 펀치를 전진이동시켜 피어싱다이스에 구성된 다이핀에 의해 격벽(24)이 관통되어 관통공(24)이 형성되게 한다.

전방압출공정(S4)은 아래와 같다.

피어싱공정(S3)에서 내면에 관통공(24)이 형성되게 한 소재(10)를 전방압출다이스(30)에 위치시킨 다음 펀치(32)로 가압되게 함으로서 소재(10)가 길이방향으로 길게 늘어나면서 관통공(24)이 축소되어, 소재(10) 내면에 미세관통공(26)이 형성되고, 동시에 소재(10)가 전방압출다이스(30)의 성형부(33) 형상으로 성형되면서 일측에 후육부(27)가 형성되게 한다.

상기 전방압출공정(S4)을 통하여 소재(10)가 길이방향으로 길게 늘어나면서 직경이 큰 관통공(24)이 직경 1㎜ 내외의 미세관통공(26)으로 형성되게 함에 있어서, 미세관통공(26)의 가공도를 형상시키기 위하여서는 도 6 및 도 7에서와 같이 전방압출다이스(30)의 성형부(33) 중앙에 미세관통공(26)의 내경과 동일한 외경을 갖는 가이드핀(31)을 형성하여 피어싱공정(S3)에서 소재(10) 내면에 형성된 관통공(24)이 전방압출공정(S4)에서 인발되면서 축소될때 가이드핀(31)에 의해 미세관통공(26)의 가공성을 향상시킬 수 있다.

상기에서 가공도란 미세관통공(26)의 직진성과 내경이 원형상태를 유지하는 정도를 의미한다.

2단압출성형공정(S5)은 다음과 같다.

전방압출공정(S4)을 통하여 미세관통공(26)과 후육부(27)가 형성되게 한 소재(10)를 2단압출성형다이스(도시안됨) 전방에 위치시킨 다음 펀치로 가압하여 소재(10)의 외형을 6각으로 구성되게 함과 동시에, 일측에 단차후육부(28)가 형성되게 한 미가공용접팁(20)을 성형하게 된다.

절삭가공공정(S6)은 다음과 같다.

2단압출성형공정(S5)에서 얻어진 미가공용접팁(20')을 절삭가공하여 용접팁(60) 형상으로 가공하되, 외면에 나선형 체결부(61)와, 6각부(62)와, 유선형 침상부(63)가 형성되게 하고, 내면에는 미세공(65)과 와이어 안내부(64)가 형성되게 함으로서 본 발명에서 제공하고자 하는 용접팁(60)의 제조가 완료된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 절단된 소재(10) 일측에 중심홈(21)을 형성하고, 상기 소재(10)를 후방압출다이스로 이송후 펀치로 가압하여 소재(10) 내면에 내경홀(22)을 형성하고, 상기 소재(10)를 피어싱다이스로 이송후 펀치로 가압하여 소재(10) 내면에 관통공(24)을 형성하고, 상기 소재(10)를 전방압출다이스로 이송후 펀치로 가압하여 소재(10)의 길이를 늘이면서 소재(10) 내면에 미세관통공(26)이 형성되게 하되, 필요한 경우 전방압출다이스(30)의 성형부(33) 중앙에 가이드핀(31)을 구성하여 소재(10) 내면에 구성되는 미세관통공(26)의 가공도를 향상시킬 수 있게 하며, 상기 소재(10)를 2단압출성형다이스로 이송, 펀치로 가압하여 6각본체를 갖는 미가공용접팁(20)을 성형하고, 상기 미가공용접팁(20)을 절삭가공하여 요구하는 용접팁(60)의 제조가 완료되게 함으로서 공정단축과 제품생산 일정단축 및 양산을 통한 원가절감을 기대할 수 있다.

특히 본 발명에서 종래 용접팁 제작시 동소재의 봉체 내면이 드릴링작업을 통하여 미세관통공을 뚫어야 하는 작업의 난점을 포밍공정을 통하여 간단히 해결할 수 있게 되므로 양질의 용접팁을 대량생산할 수 있다.

(S1)--중심홈 성형공정 (S2)--후방압출공정
(S3)--피어싱공정 (S4)--전방압출공정
(S5)--2단압출성형공정 (S6)--절삭가공공정
(10)--소재 (20)--미가공용접팁
(21)--중심홈 (22)--내경홀
(23)--요입홈 (24)--격벽
(25)--면취부 (26)--미세관통공
(27)--후육부 (28)--단차후육부
(30)--전방압출다이스 (31)--가이드핀
(32)--펀치 (33)--성형부
(60)--용접팁 (61)--체결부
(62)--육각부 (63)--침상부
(64)--와이어안내부 (65)--미세공

Claims

소재(10)를 포밍기에 투입하여 다단성형공정을 통하여 용접팁을 제조함에 있어서, 포밍기 일측에서 공급되어 오는 재료를 절단하여 소재(10)를 얻고, 상기 소재(10)를 이송장치를 통하여 중심공 성형다이스 전방에 이송, 펀치로 가압하여 소재(10) 일측에 중심홈(21)을 형성하는 중심홈 성형공정(S1)과, 상기 소재(10)를 이송장치를 통하여 후방압출다이스 전방에 이송, 펀치로 가압하여 소재(10) 양측에 내경홀(22)과 요입홈(23)을 형성하여 그 사이에 격벽(24)이 형성되게 하는 후방압출공정(S2)과, 상기 소재(10)를 이송장치를 통하여 피어싱 다이스 전방으로 이송, 펀치로 가압하여 소재(10) 내면에 관통공(24)이 형성되게 하는 피어싱공정(S3)과, 상기 소재(10)를 이송장치를 통하여 전방압출다이스(30) 전방으로 이송, 펀치(32)로 가압하여 소재(10)가 길게 늘어나면서 내면에 미세관통공(26)이 형성되게 하되, 전방압출다이스(30)의 성형부(33) 중앙에 미세관통공(26)의 내경과 동일한 외경을 갖는 가이드핀(31)을 구성하여, 전방압출다이스(30)에 위치한 소재(10)를 펀치(32)로 가압하여, 소재(10) 내면에 형성되는 미세관통공(26)이 가이드핀(31)에 의해 가공도가 향상될 수 있게 하는 전방압출공정(S4)과, 상기 소재(10)를 이송장치를 통하여 2단압출성형다이스 전방으로 이송, 펀치로 가압하여 소재(10)가 6각형상으로 성형되면서 내면에 미세관통공(26)이 유지되게 하여 미가공용접팁(20)을 성형하는 2단압출성형공정(S5)과, 상기 미가공용접팁(20)을 절삭가공기를 통하여 체결부(61)와, 육각부(62)와, 침상부(63)와, 와이어안내부(64)가 형성된 미세공(65)이 형성된 용접팁(60)이 제조되게 함을 특징으로 하는 포밍성형을 통한 용접팁의 제조방법.
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