KR101846814B1 - 용접팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불활성 가스를 이용하는 용접토치의 용접팁에 관한 기술로서, 후단이 디퓨저에 연결되는 후방파트; 상기 후방파트의 전단에 연결되는 전방파트; 상기 후방파트 또는 전방파트의 내부에 장착되며 용접 와이어가 관통하는 관통홀이 형성되며, 세라믹 소재로 이루어지는 세라믹 코어;를 포함하는 것을 특징으로 함으로써 용접 와이어의 원활한 공급이 가능하여 용접불량을 줄일 수 있고, 누구라도 쉽게 용접이 가능하도록 할 수 있다는 이점이 있는 것이다.

Description

용접팁{welding tip}

본 발명은 불활성 가스를 이용하는 용접토치에 관련되는 것으로서, 구체적으로는 용접노즐에 감싸여진 채 용접 와이어가 배출되는 용접팁에 관한 기술이다.

용접은 금속재료에 열이나 압력, 또는 열과 압력을 동시에 가하여 서로 접합되게 하는 것을 의미하며, 조선산업, 각종 기계 제작 등 다양한 산업분야에서 중요한 비중을 차지하고 있다.

일반적으로 용접은 소모성 용접 와이어를 일정한 속도로 공급하면서 소정의 전류를 인가하여 용접 와이어와 모재 사이에 아크를 발생시켜 수행한다.

용접은 작업자의 숙련 정도에 따라 용접품질이 다르며, 용접 불량이 발생되지 않도록 하는 것이 중요하다. 용접 부위에 용접불량이 존재하게 되면 구조물의 안전에 문제를 야기할 수 있다.

CO2 용접이나 MIG 용접은 불활성 가스를 이용하여 용접부 주위를 외부와 차단시킨 상태로 용접이 이루어지도록 함으로써 용접불량을 줄일 수 있다는 특징이 있다.

즉, 이산화탄소와 같은 불활성가스를 분출시키면서 용접을 함으로써 용융금속이 대기와 접촉하지 않아 산화나 질화를 방지할 수 있고, 철 외에 알루미늄이나 동, 스테인레스 등에 대한 용접도 가능하다.

도 1은 일반적인 용접토치의 구성도를 보여준다.

용접 토치는 도 1과 같이 작업자가 손으로 파지할 수 있는 토치바디, 가스 디퓨저, 용접팁과 용접노즐을 포함하여 구성되며, 장시간 용접 작업을 하게 되면 용접팁의 내/외주면과 용접노즐의 내외부면에 용접중에 발생하는 스패터(spatter)가 부착하게 된다.

스패터는 용접 중에 비산하는 슬래그나 금속 알갱이를 의미하는 것으로서, 주변의 용접팁과 용접노즐의 표면에 달라붙으면서 용접팁이나 용접노즐을 녹이거나 마모시켜 사용 수명을 현격히 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 원활한 용접 작업이 이루어지지 않게 되며 용접부위를 오염되게 하고 용착 금속의 감소를 유발하게 된다.

또한, 용접팁과 용접노즐에 다량의 스패터가 부착되면 용접불량을 유발하게 되므로 적당시간 사용한 후 새것으로 교체하거나, 도구를 사용하여 스패터를 긁어 내거나, 압축공기로 불어 청소하여 제거해야 하므로 비용부담은 물론이고 작업능률을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

특히, 용접팁을 통해 용접 와이어가 계속 공급되어 소모되면서 용접이 이루어지는데, 스패터가 용접팁에 붙게 되면 용접 와이어의 원활한 공급을 방해한다는 문제점이 발생한다.

그리고 스패터의 영향으로 용접팁 내부를 통한 용접 와이어의 공급이 완전치 않게 됨에 따라 용접팁 내부에서 용접 와이어가 융착하게 되는 문제점이 있었다. 즉, 용접 와이어의 배출 속도가 늦어지면 용접팁 내부에서 용접 와이어는 굽힘이 발생되면서 용접팁 내경면에 접촉되어 눌러 붙게되는 것이다.

기존의 용접팁은 스패터의 영향과 용접 와이어의 공급 불량에 따른 융착문제로 인해 사용 수명이 지극히 짧아 자주 교체를 해주어야만 한다는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 공개실용신안 제20-1998-058321호의 "용접토치에 사용되는 세라믹을 이용한 팁과 노즐"이 있었다.

도 2는 종래기술에 따른 세라믹을 이용한 팁과 노즐에 대한 단면도이다.

도시된 것처럼, 세라믹부재(321)와 구리부재(322)가 결합되어 팁(32)을 이루도록 구성되며, 팁의 끝단을 이루는 세라믹부재(321)는 결함이 발생되는 경우 교체하여 사용할 수 있도록 한다는 특징이 있다.

종래기술의 경우 팁의 끝단 자체를 세라믹부재로 구성한 것인데, 세라믹부재가 완전히 노출된 상태이므로 사용 중 금속에 부딪히는 등 외부 충격에 의해 쉽게 파손될 위험성이 있다는 문제점이 있었다.

대한민국 공개실용신안 제20-1998-058321호

이에 본 발명에서는 용접 와이어의 공급이 원활하도록 하고 스패터의 영향을 최소화함으로써 용접특성을 향상시키도록 하되, 쉽게 파손되지 않도록 용접팁 내부에 내장되는 세라믹 코어를 포함하는 새로운 용접팁을 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 용접팁은, 불활성 가스를 이용하는 용접토치의 용접팁으로서, 후단이 디퓨저에 연결되는 후방파트; 상기 후방파트의 전단에 연결되는 전방파트; 상기 후방파트 또는 전방파트의 내부에 장착되며 용접 와이어가 관통하는 관통홀이 형성되며, 세라믹 소재로 이루어지는 세라믹 코어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 세라믹 코어는, 상기 전방파트에 내장되되 상기 세라믹 코어의 전단은 상기 전방파트의 전단으로 노출되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 세라믹 코어는, 후단을 이루는 제1코어와, 상기 제1코어로부터 연장되되 외경이 상기 제1코어 보다 작게 형성됨으로써 경계부에 걸림턱이 형성되는 제2코어로 이루어지고, 상기 전방파트 내부에 상기 걸림턱이 걸려 이탈되지 않도록 하는 지지단이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 세라믹 코어는, 후단면에 상기 용접 와이어의 진입이 용이하도록 상기 관통홀과 연결되는 경사유도로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 용접팁은 내부에 내열성이 우수한 세라믹 코어가 내장되어 있기 때문에 고온의 열이 작용하더라도 동으로 이루어지는 전방파트 또는 후방파트와 융착되지 않음으로써 용접 와이어가 안정적으로 공급될 수 있도록 한다는 효과가 있다.

그리고 전방파트에 세라믹 코어가 내장되는 경우 배출되는 용접 와이어의 이동 특성상 전방파트의 전단 내경을 마모시키게 되는 문제점을 해결할 수 있다는 효과도 있다.

그리고 본 발명에 의한 용접팁을 사용하게 되면 용접 와이어의 이동 특성이 좋아지므로 용접 중 발생되는 스패터의 부착 등에 의한 영향을 최소화할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 용접토치의 구성도.
도 2는 종래기술에 따른 세라믹을 이용한 팁과 노즐에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 용접팁의 사용 예시도.
도 4는 제1실시예에 의한 용접팁의 구성을 보여주는 단면도.
도 5는 제1실시예에 의한 용접팁의 분해 구성도.
도 6은 제2실시예에 의한 용접팁의 단면도.
도 7은 제2실시예에 의한 용접팁의 분해 구성도.
도 8은 제3실시예에 의한 용접팁의 단면도.
도 9는 제3실시예에 의한 용접팁의 분해 구성도.

이하 본 발명에 의한 용접팁에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 용접팁은 이산화탄소 용접과 같은 불활성 가스를 이용하여 용접을 실시하는 용접토치에 사용되기에 적합한 것으로서, 주요한 구성요소로 후방파트(110), 전방파트(120) 그리고 세라믹 코어(130)를 포함하게 된다.

즉, 하나의 용접팁(100)은 세개의 주요한 구성요소의 결합을 통해 이루어지며, 세라믹 코어(130)는 후방파트(110)와 전방파트(120)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간에 내장된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 용접팁의 사용 예시도이며, 도 4는 제1실시예에 의한 용접팁의 구성을 보여주는 단면도이며, 도 5는 제1실시예에 의한 용접팁의 분해 구성도이며, 도 6은 제2실시예에 의한 용접팁의 단면도이며, 도 7은 제2실시예에 의한 용접팁의 분해 구성도이며, 도 8은 제3실시예에 의한 용접팁의 단면도이며, 도 9는 제3실시예에 의한 용접팁의 분해 구성도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 용접팁(100)은 후방파트(110), 전방파트(120), 세라믹 코어(130)를 포함하여 이루어지되, 후방파트(110)의 후단은 디퓨저(200)에 연결될 수 있도록 제1나사부(111)가 형성되고, 후방파트(110)의 전단에는 제2나사부(112)가 형성된다.

그리고 후방파트(110)의 센터축을 따라 소정 치수의 제1관통홀(113)이 형성되어 용접 와이어(w)가 지나갈 수 있도록 한다.

후방파트(110)의 전단에 형성되는 제2나사부(112)를 이용하여 전방파트(120)가 연결되며, 전방파트(120) 내부에는 세라믹 코어(130) 설치를 위한 설치공간이 형성된다.

본 제1실시예의 경우 세라믹 코어(130)는 전방파트(120)에 내장되는 형태이며, 특히 세라믹 코어(130)의 전단은 전방파트(120)의 전단으로 노출되는 형태를 이루도록 한다.

세라믹 코어(130)의 중심부를 따라 용접 와이어(w)가 관통하게 되는 관통홀(131)이 형성된다. 그리고 세라믹 코어(130)는 내열성이 우수한 세라믹으로 제조된다.

제1실시예에 따른 세라믹 코어(130)의 경우 그 전단이 전방파트(120) 전단으로 노출되는 상태로 설치되기 때문에 세라믹 코어(130)의 이탈이 방지될 수 있는 구조를 갖도록 한다.

바람직하게 세라믹 코어(130)는 외경이 상이한 제1코어(130a)와 제2코어(130b)로 이루어질 수 있으며, 제1코어(130a)는 후단 부위가 되고 제2코어(130b)는 전단 부위가 된다.

제1코어(130a)는 제2코어(130b) 보다 외경이 크게 형성되며, 따라서 제1코어(130a)와 제2코어(130b)의 경계부에는 걸림턱(132)이 형성된다. 걸림턱(132)에 대응하여 전방파트(120)의 내부에는 걸림턱(132)이 걸려 이탈이 방지되게 하는 지지단(121)이 형성된다.

또한, 바람직하게 세라믹 코어(130)의 후단면에는 용접 와이어(w)의 진입이 용이하도록 관통홀(131)과 연결되는 경사유도로(133)가 형성되도록 한다. 경사유도로(133)는 입구가 넓게 형성되어 있고 내부로 진입할 수록 내경이 감소되어 관통홀(131)과 연결된다.

세라믹 코어(130)가 내장되는 본 발명의 용접팁(100)에 의하면 용접시 발생되는 고온의 열에 의해서도 변형이 되지 않는 내열성을 가지기 때문에 전방파트(120) 내부에서 금속성인 전방파트(120)와 융착이 되지 않으며, 용접 와이어(w)가 공급되어 배출됨에 따라 세라믹 코어(130)도 조금씩 유동하는 상태가 되므로 용접 와이어(w)가 보다 원활하게 배출될 수 있도록 한다.

특히, 본 발명의 경우 세라믹 코어(130)의 전단이 전방파트(120) 전단으로 노출되는 상태가 되는데, 용접시 스패터가 발생되더라도 세라믹 코어(130) 전단에는 스패터가 잘 부착되지 않으며, 세라믹 코어(130)가 미세하게 움직이므로 스패터가 부착되더라도 쉽게 탈락되는 장점이 있다.

그리고 내마모성과 내열성이 우수한 세라믹 코어(130)가 전방파트(120)의 전단까지 형성됨으로써 용접 와이어(w)가 직접 전방파트(120)에 접촉되지 않으므로 전방파트(120)의 전단 내경단부가 마모되는 문제점을 해결할 수 있다.

일반적인 동으로 이루어지는 용접팁의 경우 용접 와이어가 배출되면서 용접팁 선단 내경부를 마모시켜 시간이 지날수록 선단 내경부가 확대되는 문제점이 있었으나 본 발명과 같이 세라믹 코어를 내장되게 하면 이러한 문제점을 원천적으로 해결할 수 있게 된다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하도록 하며, 도 6 및 도 7은 제2실시예에 따른 용접팁의 단면도 및 분해 단면도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 제2실시예에 의한 용접팁(100)은 제1실시예와 기본적인 구성은 동일하되, 세라믹 코어(130)의 전단이 전방파트(120) 전단으로 완전히 노출되지 않게 이루어진다는 특징이 있다.

전방파트(120)의 후단으로부터 세라믹 코어(130)가 설치될 수 있는 설치공간이 형성되며, 세라믹 코어(130)의 전단은 전방파트(120)의 전단과 소정의 이격거리를 두고 설치된다.

다음으로 본 발명의 제3실시예에 대해 설명하도록 하며, 도 8 및 도 9는 제3실시예에 따른 용접팁의 단면도 및 분해 단면도를 나타낸 것이다.

본 발명의 제3실시예에서는 세라믹 코어(130)가 후방파트(110) 내부에 내장되는 형태로 제공되는 경우를 보여준다.

이를 위해 후방파트(110) 전단으로부터 세라믹 코어(130)가 설치될 수 있는 설치공간이 형성되게 하여 세라믹 코어(130)를 삽입 후 전방파트(120)를 결합하여 용접팁(100) 내부에 세라믹 코어(130)가 내장되게 구성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 용접팁(100)은 고열이 작용하게 되는 용접팁 내부에 내열성이 우수한 세라믹 코어(130)를 내장되게 함으로써 용접 와이어(w)의 공급이 보다 원활해지도록 할 수 있어 용접작업의 효율성을 높일 수 있고 용접 불량을 예방할 수 있다는 장점이 있다.

그리고 본 발명에 의한 용접팁을 사용하면 스패터로 인한 용접팁의 조기 손상을 방지할 수 있어 비용절감을 달성할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명은 불활성 가스를 이용하는 용접토치의 용접팁으로 사용되기에 매우 적합한 기술이다.

100 : 용접팁
110 : 후방파트
111 : 제1나사부
112 : 제2나사부
113 : 관통홀
120 : 전방파트
121 : 지지단
130 : 세라믹 코어
131 : 관통홀
130a: 제1코어
130b: 제2코어
132 : 걸림턱
133 : 경사유도로
200 : 디퓨저
w : 용접 와이어

Claims (4)

1. 불활성 가스를 이용하는 용접토치의 용접팁으로서,
   후단이 디퓨저에 연결되는 후방파트;
   상기 후방파트의 전단에 연결되는 전방파트;
   상기 후방파트 또는 전방파트의 내부에 유동 가능하게 삽입되며 용접 와이어가 관통하는 관통홀이 형성되고, 세라믹 소재로 이루어지는 세라믹 코어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접팁.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 세라믹 코어는,
   상기 전방파트에 내장되되 상기 세라믹 코어의 전단은 상기 전방파트의 전단으로 노출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 용접팁.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 세라믹 코어는,
   후단을 이루는 제1코어와, 상기 제1코어로부터 연장되되 외경이 상기 제1코어 보다 작게 형성됨으로써 경계부에 걸림턱이 형성되는 제2코어로 이루어지고, 상기 전방파트 내부에 상기 걸림턱이 걸려 이탈되지 않도록 하는 지지단이 형성되는 것을 특징으로 하는 용접팁.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 세라믹 코어는,
   후단면에 상기 용접 와이어의 진입이 용이하도록 상기 관통홀과 연결되는 경사유도로가 형성되는 것을 특징으로 하는 용접팁.
   
   
   
   
   
   

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