KR101764032B1 - 용접용 토치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 용접용 토치는, 일단부에 소재의 용접을 위한 아크가 형성될 수 있는 공간인 아크 발생부가 형성되는 토치 바디부와, 일단부가 상기 아크 발생부에 위치될 수 있도록 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크가 발생될 수 있도록 전기가 인가되는 텅스텐 전극봉과, 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크가 발생될 수 있도록 상기 아크 발생부를 향하여 작동 기체가 토출될 수 있도록 안내하는 가스 유로와, 상기 아크 발생부에 인접한 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크에 의하여 가열된 상기 토치 바디부를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수 유로와, 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크 발생부로 용가재가 공급될 수 있도록 안내하는 용가재 공급부를 포함하여, 상기 용가재가 상기 아크에 의하여 용융되어 상기 소재의 표면에 뿌려질 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 용접용 토치에 의하면, 용접시 기초 소재와 용가재 간의 희석율을 최소화할 수 있고, 용가재가 보다 안정적으로 일정한 양만큼 공급될 수 있는 이점이 있다.

Description

용접용 토치{TORCH FOR WELDING}

본 발명은 용접에 사용되기 위한 용접용 토치에 관한 것이다.

일반적으로, 금속 소재의 접합에 용접 방식이 빈번하게 사용된다. 이러한 용접 방식 중에는 예를 들면, 한국등록특허 제10-0497878호에 개시된 바와 같이, 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW : Gas Tungsten Arc Welding)이 포함되는데, 이는 텅스텐 전극봉과 불활성 가스인 아르곤과 헬륨 등을 사용하여 아크를 발생시키는 불활성 가스 아크 용접의 일정을 의미한다.

이러한 가스 텅스텐 아크 용접에 사용되는 토치는 1개의 텅스텐 전극에 작업자가 수작업으로 용가재를 투입하거나, 토치의 외부에 별도로 송급장치를 두어 용가재를 공급하는 형태로 사용되고 있다.

그런데, 이러한 방식에 의해서는 용입 깊이가 지나치게 깊어 기초가 되는 소재와 용가재가 섞여 용접 표면이 희석되는 문제점이 있었다. 또한, 용가재가 일정하게 투입되지 않거나, 용가재가 토치로부터 이탈되기 쉬운 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-0497878호(2005.09.27)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용접시 기초 소재와 용가재 간의 희석율을 최소화할 수 있는 용접용 토치를 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 용가재가 보다 안정적으로 일정한 양만큼 공급될 수 있는 용접용 토치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 제안되는 본 발명에 의한 용접용 토치는, 일단부에 소재의 용접을 위한 아크가 형성될 수 있는 공간인 아크 발생부가 형성되는 토치 바디부와, 일단부가 상기 아크 발생부에 위치될 수 있도록 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크가 발생될 수 있도록 전기가 인가되는 텅스텐 전극봉과, 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크가 발생될 수 있도록 상기 아크 발생부를 향하여 작동 기체가 토출될 수 있도록 안내하는 가스 유로와, 상기 아크 발생부에 인접한 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크에 의하여 가열된 상기 토치 바디부를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수 유로와, 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크 발생부로 용가재가 공급될 수 있도록 안내하는 용가재 공급부를 포함하여, 상기 용가재가 상기 아크에 의하여 용융되어 상기 소재의 표면에 뿌려질 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 용접용 토치에 의하면, 용접시 기초 소재와 용가재 간의 희석율을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명은 용가재가 보다 안정적으로 일정한 양만큼 공급될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 가스 텅스텐 아크 용접 방식을 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 용접용 토치의 주요 구성을 보인 도면.

이하에서는 본 발명에 의한 용접용 토치의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 가스 텅스텐 아크 용접 방식을 보인 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 용접용 토치의 주요 구성을 보인 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 가스 텅스텐 아크 용접 방식에 의하면, 토치(10)로부터 불활성 기체가 용접이 필요한 부위에 분사되고, 토치(10)의 내부에 구비된 텅스텐 전극봉(11)에 전기가 인가되면, 텅스텐 전극봉(11)과 기초 소재(19) 사이에 아크가 발생된다. 그리고, 아크를 향하여 용접봉 즉, 용가재(140)를 위치시키면 용가재(140)가 용융되면서 기초 소재(19)에 대한 용접이 이루어지게 된다.

그런데, 이러한 방식에 의해서는 용입 깊이가 지나치게 깊어 기초가 되는 소재(19)와 용가재(140)가 섞여 용접 표면이 희석되는 문제점이 있었다. 또한, 용가재(140)가 일정하게 투입되지 않거나, 용가재(140)가 토치로부터 적정한 거리에서 이탈되기 쉬운 문제점이 있었다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 용접용 토치(2)는, 일단부에 소재의 용접을 위한 아크가 형성될 수 있는 공간인 아크 발생부(200)가 형성되는 토치 바디부(20)와, 일단부가 상기 아크 발생부(200)에 위치될 수 있도록 상기 토치 바디부(20)의 내부에 설치되어, 상기 아크가 발생될 수 있도록 전기가 인가되는 텅스텐 전극봉(21)와, 상기 토치 바디부(20)의 내부에 설치되어, 상기 아크가 원활하게 발생될 수 있도록 상기 아크 발생부(200)를 향하여 불활성 기체가 토출될 수 있도록 안내하는 가스 유로(22)와, 상기 아크 발생부(200)에 인접한 상기 토치 바디부(20)의 내부에 설치되어, 상기 아크에 의하여 가열된 상기 토치 바디부(20)를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수 유로(23)와, 상기 토치 바디부(20)의 내부에 설치되어, 상기 아크 발생부(200)로 용가재(240)가 공급될 수 있도록 안내하는 용가재 공급부(24)를 포함한다.

상기 토치 바디부(20)는 내부에 상기 텅스텐 전극봉(21), 가스 유로(22), 냉각수 유로(23) 및 용가재 공급부(24)가 구비될 수 있는 공간을 가지고, 단부로 갈수록 점차적으로 직경이 가늘어지는 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 아크 발생부(200)는 상기 토치 바디부(20)의 단부가 연장되는 방향으로 개구되는 공간으로 상기 토치 바디부(20)의 단부에 형성된다. 또한, 상기 텅스텐 전극봉(21)의 단부, 상기 가스 유로(22)의 단부, 상기 용가재 공급부(24)의 단부는 상기 아크 발생부(200)로 노출될 수 있다.

따라서, 상기 아크 발생부(200)가 상기 소재에 인접하게 위치한 상태에서, 상기 텅스텐 전극봉(21)에 전기가 인가됨으로써 상기 아크 발생부(200)에서 아크가 발생될 수 있고, 상기 용가재 공급부(24)를 통하여 상기 용가재(240)가 지속적으로 공급되면서 상기 소재에 대한 용접이 이루어지며, 상기 가스 유로(22)를 통하여 불활성 기체가 공급됨으로써 상기 아크 및 용접 부위가 외부 가스로부터 보호될 수 있는 것이다.

상기 텅스텐 전극봉(21)의 타단부에는 전기가 선택적으로 인가될 수 있도록 전원이 연결될 수 있고, 상기 가스 유로(22) 및 냉각수 유로(23)에는 각각 불활성 기체 및 냉각수가 지속적으로 공급될 수 있도록 가스 탱크 및 냉각수 탱크에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 불활성 기체는 예를 들면, 아르곤(Ar), 헬륨(He)과 같이 상기 아크 및 용접 부위를 외부 가스로부터 차단할 수 있는 가스가 해당될 수 있다.

상기 용가재 공급부(24)는 상기 아크 발생부(200)와 상기 토치 바디부(20)의 측면을 연통시키도록 형성되어, 상기 토치 바디부(20)의 측면에 형성되는 상기 용가재 공급부(24)를 통하여 상기 용가재(240)가 투입되는 방식으로 상기 아크 발생부(200)를 향하여 상기 용가재(240)가 공급될 수 있다.

또한, 상기 용가재 공급부(24)에는 자동 송급 장치(미도시)가 구비되어, 상기 용가재 공급부(24)를 통하여 상기 용가재(240)가 단위 시간당 일정한 양으로 공급될 수 있다.

한편, 상기 텅스텐 전극봉(21)은, 상기 용가재 공급부(24)로부터 공급되는 용가재(240)를 기준으로 대칭되게 위치하는 복수개로 구비될 수 있다. 보다 상세히, 상기 용가재 공급부(24)는 상기 아크 발생부(200)의 중앙부에 위치되고, 상기 텅스텐 전극봉(21)은 상기 용가재(240)를 기준으로 방사상으로 위치될 수 있다.

따라서, 상기 용가재(240)가 상기 소재의 표면에 용입되는 현상이 최소화되고, 상기 용가재(240)가 상기 아크에 의하여 용융되어 상기 소재의 표면에 분사되어 뿌려질 수 있으므로, 용접시 기초 소재와 용가재(240) 간의 희석율을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 용가재 공급부(24)에는 상기 용가재 공급부(24)에 진동을 가하는 진동부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 따라서, 상기 용가재 공급부(24)를 통하여 상기 용가재(240)가 공급되는 경우에 상기 진동부가 작동하여 상기 용가재(240)가 말리는 현상이 최소화될 수 있다.

그러므로, 이러한 본 발명에 의하면 용접시 기초 소재와 용가재(240) 간의 희석율을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 용가재(240)가 보다 안정적으로 일정한 양만큼 공급될 수 있는 이점이 있다.

2 : 용접용 토치
20 : 토치 바디부
21 : 텅스텐 전극봉
22 : 가스 유로
23 : 냉각수 유로
24 : 용가재 공급부
200 : 아크 발생부
240 : 용가재

Claims (5)

1. 일단부에 소재의 용접을 위한 아크가 형성될 수 있는 공간인 아크 발생부가 형성되는 토치 바디부;
   일단부가 상기 아크 발생부에 위치될 수 있도록 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크가 발생될 수 있도록 전기가 인가되는 텅스텐 전극봉;
   상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크가 원활하게 발생될 수 있도록 상기 아크 발생부를 향하여 불활성 기체가 토출될 수 있도록 안내하는 가스 유로;
   상기 아크 발생부에 인접한 상기 토치 바디부의 내부에 설치되어, 상기 아크에 의하여 가열된 상기 토치 바디부를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수 유로; 및
   상기 아크 발생부의 중앙부에 위치하고 상기 아크 발생부와 상기 토치 바디부의 측면을 연통시키도록 형성되며, 자동 송급 장치가 마련되어 상기 아크 발생부로 용가재를 단위 시간당 일정한 양으로 공급하는 용가재 공급부;를 포함하여,
   상기 용가재가 상기 아크에 의하여 용융되어 상기 소재의 표면에 뿌려질 수 있고,
   상기 텅스텐 전극봉은, 다수개가 마련되되, 상기 용가재 공급부로부터 공급되는 용가재를 기준으로 방사상으로 위치되며,
   상기 용가재 공급부에는 상기 용가재 공급부에 진동을 가하는 진동부가 구비되고,
   상기 용가재 공급부를 통하여 상기 용가재가 공급되는 경우에 상기 진동부가 작동하여 상기 용가재가 말리는 현상이 최소화되도록 하는 것을 특징으로 하는 용접용 토치.
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