KR101997769B1

KR101997769B1 - 용접용 지그

Info

Publication number: KR101997769B1
Application number: KR1020170108716A
Authority: KR
Inventors: 김명진; 김종식
Original assignee: 주식회사 휴비스
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-07-08
Also published as: KR20190023261A

Abstract

본 발명은 용접 모재를 압착하여 용접 품질을 향상시키고, 적은 양의 보호 가스로도 다공질 채움재를 이용하여 보호 가스를 균등하며 안정적으로 불어주며 용접할 수 있는 용접용 지그에 관한 것으로서, 내부로 주입한 보호 가스가 내부에 채워진 다공질 채움재(12)를 통과한 후, 상판에 조성한 관통홀(11)을 통해 배출되게 하는 받침대(10); 및 받침대(10)에 올려놓는 용접 모재(1)를 위에서 가압한 상태에서, 관통홀(11)과 마주하게 조성한 용접홀(21)을 통해 용접 모재(1)를 용접하게 하는 가압판(20); 을 포함하여 구성된다.

Description

용접용 지그{JIG FOR WELDING}

본 발명은 용접 모재를 압착하여 용접 품질을 향상시키고, 적은 양의 보호 가스로도 다공질 채움재를 이용하여 보호 가스를 균등하며 안정적으로 불어주며 용접할 수 있는 용접용 지그에 관한 것이다.

용접하려는 모재를 겹쳐서 용접할 시에 용접 부위에서 모재 간에 틈새가 있으면 용접 품질이 저하되며, 특히 레이저 박판 용접에서 문제가 된다.

이러한 용접 부위의 모재 간 틈새를 없애고 상호 밀착시키기 위해서, 용접 부위의 주변을 압착하여 용접 부위에 틈새가 발생하지 아니하게 한 상태로 용접한다.

그렇지만, 용접 부위의 주변만을 압착하게 구성하면, 용접 중 모재의 열변형 등으로 인하여 안정적으로 자리 유지하기 어렵고, 이러한 문제점은 박판 용접에서 빈번하게 발생한다.

또한, 용접할 시에 모재의 종류 또는 용접 방법에 따라 적정한 보호 사용하여야 한다. 예를 들어 레이저 용접할 시에는 모재의 종류에 따라 레이저를 조사하는 면(즉, 용접 부위의 일측 면)은 물론이고 반대측 면에도 보호 가스를 용접 부위를 향해 불어주며 용접한다.

보호 가스(Shielding gas)는 용접할 시에 용융 금속이 산화되는 것을 방지하기 위한 목적으로 용접부에 불어 주는 가스로서, Ar, CO₂, N₂, He 가스가 일반적으로 사용되며, 특수한 경우 H₂ 가스 또는 상기한 가스를 혼합하여 사용하기도 한다. 또한 용입을 깊게 하거나 용착 금속량을 증가시킬 목적으로 소량의 O₂ 를 혼합하여 사용하는 경우도 있다.

레이저 용접에 사용하는 보호 가스는 용융 금속을 보호하는 역할 뿐만 아니라 레이저 용접할 시에 발생하는 플라즈마를 제거하여 레이저 빔이 용융부에 잘 도달하도록 하는 역학도 한다.

그런데, 보호 가스를 용접 부위를 향해 불어줄 시에 용접 부위를 벗어난 주변 영역으로도 분사되어서, 필요 이상의 양을 불어줘야 하는 낭비 문제가 발생한다.

이러한 보호 가스의 낭비를 줄이기 위해서, 용접 부위에만 보호 가스가 토출되는 관통홀을 조성한 받침대를 사용하기도 하지만, 용접 부위 전체에 걸쳐서 균등한 압력으로 불어주기 어렵고, 안정적인 압력으로 불어주기도 어려우며, 특히, 복수의 모재를 연속하여 용접할 시에 보호 가스의 유실량이 많아지고, 안정적으로 연속 불어주기도 어렵다.

또한, 용접 부위가 상이한 경우, 보호 가스를 주입할 통로 형상도 바꿔야만 하여, 제작 비용도 증가하는 어려움이 있다.

KR 10-2013-0055884 A 2013.05.29. KR 10-1091427 B1 2011.12.01.

따라서, 본 발명은 용접 부위 주변의 광범위한 면을 균일하면서 강한 힘으로 압착하여서 용접 모재을 안정적으로 자리 잡게 하고, 용접 부위에서의 모재 사이에 틈새가 발생하지 아니하게 하며, 보호 가스를 용접 부위에만 집중적, 연속적 및 안정적인 풍압으로 불어주면서, 각 용접 부위에 균등한 풍압으로 불어주는 용접용 지그를 제공하는 데 목적을 둔다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내부로 주입한 보호 가스가 내부에 채워진 다공질 채움재(12)를 통과한 후, 상판에 조성한 관통홀(11)을 통해 배출되게 하는 받침대(10); 및 받침대(10)에 올려놓는 용접 모재(1)를 위에서 가압한 상태에서, 관통홀(11)과 마주하게 조성한 용접홀(21)을 통해 용접 모재(1)를 용접하게 하는 가압판(20); 을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 받침대(10)의 상판 내측 면에는 관통홀(11) 주변에 제1 자석(14)을 배치하여 다공질 채움재(12)에 매립되게 하고, 상기 가압판(20)을 자석에 붙는 재질로 구성하여서, 제1 자석(14)의 자기력으로 상기 가압판(20)을 당겨 용접 모재(1)를 가압한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 자석(14)을 전자석으로 구성한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 가압판(20)의 일측 단부를 힌지블록(30)에 회동 가능하게 고정하되, 힌지블록(30)을 받침대(10)의 상판 상에 돌출되게 고정하고, 상기 가압판(20)의 타측 단부에 제3 자석(22)이 설치되며, 상기 가압판(20)의 제3 자석(22)과 마주하도록 상기 받침대(10)의 상판에 설치하는 제2 자석(15) 사이의 인력에 의해서 지렛대 원리로 가해지는 압력으로 용접 모재(1)를 가압하게 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제2 자석(15) 및 제3 자석(22) 중에 어느 하나는 다른 하나와 마주하는 면의 극성을 변경할 수 있는 전자석으로 구성한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 힌지블록(30)과 상기 가압판(20) 사이에는 끼움재(33)를 개재하되, 가압판(20)이 용접 모재(1) 전체 면을 균일 압력으로 가압하도록 용접 모재(1)의 두께에 맞는 끼움재(33)로 교체할 수 있게 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 가압판(20)의 타측 단부는 완충부재(16)를 개재한 상태로 받침대(10)의 상판을 향해 가압하게 된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 가압판(20)은 용접홀(21)를 외부와 연통되는 통로를 확보하게 하며 덮는 레이저 투광판(24)과, 레이저 투광판(24)으로 덮힌 용접홀(21)로 보호 가스를 주입하기 위한 가스 주입로(23)를 구비한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 받침대(10) 내부로 투입한 보호 가스가 관통홀(11)에 집중하여 균등하면서 안정적으로 토출되게 하고, 용접 모재를 교체하는 중에 유실되는 양도 줄여서 실질적으로 연속적으로 토출시킬 수 있고, 용접 부위의 위치 또는 형상이 변경되어 상판(10a)을 변경하더라도 균등하면서 안정적이고 연속적인 토출이 가능하고, 이에 따라, 용접 품질의 향상, 용접 공정 시간 단축 및 제작 용이성이 있다.

또한, 본 발명은 가압판(20)으로 용접 모재를 가압하여서, 박판의 용접 모재라도 안정적으로 안착시키며 압착하고, 용접홀(21)에 의해 노출되는 용접 부위에서 모재를 상호 밀착시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 제1 자석(14)을 이용한 자기력 또는 지렛대 원리를 이용한 가압력으로 용접 모재를 압착하여서, 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 끼움재(32)를 활용하여 용접 모재(1)의 각 부위을 균등하게 가압하므로, 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 지그의 사시도(a) 및 가압판(20)을 들어올린 상태의 사시도(b).
도 2는 도 1(b)에서 받침대(10) 내부에 구비하여 겉으로 보이지 않던 제1,2 자석(14, 15)을 투시도로 도시하여 설치 위치를 보여주는 도면.
도 3은 용접홀(21)을 따라 종방향으로 수직 절개한 단면도(a), 용접홀(21)과 평행하면서 제1,2,3 자석(14,15,22)이 설치된 라인을 따라 종방향으로 수직 절개한 단면도(b), 및 용접홀(21)과 직교하는 횡방향으로 수직 절개한 단면도(c).
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 지그의 사용 상태도로서, 용접 모재(1)를 올려놓은 상태의 도면
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 지그의 사용 상태도로서, 용접 모재(1)를 가압하며 용접하는 과정을 보여주는 도면.

본 발명에 따른 용접용 지그는 용접하려는 용접 모재(1)을 겹친 상태로 압착하되 용접하려는 부위에 해당되는 용접선을 따라 하부의 관통홀(11) 및 상부의 용접홀(21)이 조성되어 있어서, 상부의 용접홀(21)을 통해 보호 가스를 불어주며 용접하게 하고, 하부의 관통홀(11)을 통해서도 보호 가스를 불어주게 한다. 이에 따라, 용접 모재(1) 사이를 상호 밀착시킨 상태로 용접할 수 있어, 용접 불량 없이 용접할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 다공질 채움재(12)를 채운 받침대(10)로 받쳐줌으로써, 적은 양의 보호 가스를 사용하더라고 하부의 관통홀(11)에 집중 공급하며, 용접선의 형태가 상이한 용접 모재(1)을 용접할 시에 관통홀(11) 및 용접홀(21)이 조성된 판재만 교체 사용하게 구성할 수 있고, 교체 사용하기 않게 하더라도 관통홀(11) 및 용접홀(21)을 조성한 판재만 분리하여 제작함으로써 제조 공정 효율을 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

본 발명의 실시 예를 설명할 시에는 레이저 용접용 지그로 설명하지만, 보호 가스를 이용하는 다른 종류의 용접에도 사용될 수 있음에 유의하며 이해하여야 할 것이다.

도 1에 도시한 사시도(a) 및 가압판(20)을 들어올린 상태의 사시도(b)와, 도 2에 도시한 제1,2 자석(14, 15)의 위치를 보여주는 부분 투시도와, 도 3에 도시한 부위별 단면도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 지그는 도 4 및 도 5에 도시한 사용 상태도에서 보여주는 바와 같이 용접 대상인 용접 모재(1)를 받침대(10)에 올려놓고, 용접 모재(1)를 가압판(20)으로 눌러 압착한 상태에서, 레이저 용접기(2)로 용접하게 구성되어 있다.

상기 받침대(10)는 용접하려는 용접모재(1)의 용접선 형상으로 관통홀(11)을 조성한 상판(10a)에 용접모재(1)를 올려놓을 수 있게 하고, 둘레방향의 측면판 및 하부를 막는 저면판에 의해서 밀폐된 내부 공간이 조성되어 있다.

그리고, 상기 받침대(10)의 내부 공간에 다공질 채움재(12)를 채워 넣고, 일측 측면을 관통하게 장착한 가스 주입관(13)을 통해 보호 가스를 주입하게 함으로써, 보호 가스가 다공질 채움재(12)을 통과한 후 상판(10a)의 관통홀(11)을 통해 상부로 배출하게 되어 있다.

여기서, 보호 가스는 예를 들어 아르곤 가스로 할 수 있으나, 아르곤 가스로 한정하는 것은 아니하고, 통상적으로 용접 시에 사용하는 가스이면 만족한다.

이와 같이 보호 가스를 다공질 채움재(12)를 통과한 후 관통홀(11)을 통해 상부 방향으로 배출되게 함으로써, 도면에서 예시한 바와 같이 길게 이어진 형상의 관통홀(11) 전체에서 균등한 풍압으로 보호 가스를 배출시킬 수 있다.

더욱이, 상판(10a)에 올려놓은 용접모재(1)의 아래에서 보호 가스를 상부를 향해 불어줌으로써, 플라즈마 생성 억제 효율 및 억제되어 적은 생성되는 플라즈마 제거 효율을 높일 수 있고, 용접선을 따라 용접 지점이 이동하더라도 보호 가스를 용접선 상의 각 부위에 균등하게 불어주는 상태로 용접하게 되므로, 용접선의 각 부위에 대해 균등한 용접 품질을 보장할 수 있다. 또한, 관통홀(11)을 따라 용접할 시에 용접 진행방향에 무관하게 용접 품질을 균등하게 할 수도 있다.

또한, 다공질 채움재(12)를 받침대(10)에 채워 넣지 아니하면, 용접 모재(1)를 교체하는 중에 받침대(10) 내의 보호 가스가 외부로 유실되며, 이에 다수의 용접 모재(1)를 연속 용접할 시에 보호 가스를 받침대(10) 내에 채워지게 하는 시간만큼 더 소요되고, 보호 가스의 유실도 많아진다.

반면에, 다공질 채움재(12)를 받침대(10)에 채워 넣음으로써, 용접 모재(1)의 교체 시에 보호 가스의 유실량을 줄일 수 있고, 그만큼 연속 용접 공정 시간을 단축할 수 있다.

한편, 제조 공정 효율을 높이기 위해서 또는 1개의 받침대(10)를 이용하여 다양한 형상의 용접선으로 용접하기 위해서, 용접선의 형상에 맞게 관통홀(11)을 조성하는 상판(10a)을 교체 사용하도록 탈착 가능하게 하는 것이 좋다.

상기 가스 주입관(13)이 받침대(10)의 내부 공간으로 연장되어 다공질 채움재(12)에 매립되게 하되, 간격을 두고 배출구(13b)를 조성한 복수의 분기관(13a)으로 분기되어서 보호 가스를 내부 공간 전체에 균일하게 불어넣게 한다.

상기 다공질 채움재(12)는 예를 들어 세라믹 재질로 할 수 있으며, 레이저 용접할 시에 레이저에 의한 손상이 적은 재질이면 좋으며, 구조적으로는 보호 가스를 통과시킬 수 있으면 만족한다.

상기 가압판(20)은 상기 받침대(10)의 상판(10a)에 올려놓는 용접 모재(1)를 위에서 가압하여 압착하기 위한 구성요소로서, 용접 모재(1)에 올려놓게 장착되며, 상판(10a)의 관통홀(11)과 마주하게 조성한 용접홀(21)이 조성되어 있어서, 용접홀(21)을 통해 보호 가스를 불어주며 레이저 용접할 수 있다.

여기서, 상기 용접홀(21)과 관통홀(11)은 동일한 형상으로 조성되고, 상하로 마주하며, 도면에 예시한 바와 같이 일직선으로 조성되는 경우 평행하게 된다.

상기 가압판(20)에서도 보호 가스의 낭비를 최소화하기 위해서, 상기 용접홀(21)의 전후 끝단 중에 적어도 일측 단부를 남겨두고 덮는 레이저 투광판(24)을 가압판(20) 상면에 겹쳐 고정하고, 상기 가압판(20)에는 일 측면에서 시작하여 용접홀(21)까지 이어진 가스 주입로(23)를 조성하였다. 즉, 용접홀(21)은 가압판(20)의 두께에 해당되는 공간이 확보되므로, 이 공간을 가스 주입로(23)에 이어지게 하는 것이다.

이에, 가스 주입로(23)를 통해 보호 가스를 주입하여 용접홀(21)에 불어넣어줄 수 있고, 용접홀(21)의 전후 끝단 중에 적어도 일측 단부에 확보된 외부 공기와 연통로를 통해서 배출되게 하여서, 적은 양의 보호 가스만 공급하더라도 용접 시에 발생하는 플라즈마의 생성을 억제하고, 발생하는 플라즈마도 제거할 수 있다.

여기서, 레이저 투광판(24)은 예를 들어 투명 유리판으로 구성하여 레이저를 투과시키게 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 가압판(20)이 자체 중량으로 용접 모재(1)를 가압하는 힘에 더하여 자기력이 더해지게 함으로써, 용접 모재(1)를 더욱 강하게 압착시킨다.

구체적으로서, 상기 상판(10a)의 내측 면에서, 즉, 상판(10a)의 저면 측에서 관통홀(11)의 주변에는 제1 자석(14)이 배치되어 있다. 이에, 제1 자석(14)은 다공질 채움재(12)에 매립되되 상면이 노출되어 상판(10a)의 저면에 밀착된 상태로 있다. 이때의 제1 자석(14)은 관통홀(11)의 양측에 하나씩 배치하고, 도면에 예시한 바와 같이 관통홀(11)이 길게 형성되면 관통홀(11)을 따라 추가 배치한다.

제1 자석(14)이 배치 위치에 견고하게 고정되어 있게 하기 위해서, 상판(10a)의 저면에 고정되어 있게 하여도 좋다.

그리고, 상기 가압판(20)을 자석에 붙는 재질로 구성하여서, 제1 자석(14)의 자기력으로 상기 가압판(20)을 당겨 용접 모재(1)를 가압 압착시키게 한다.

한편, 용접 모재(1)을 용접하기 위해서, 그리고, 레이저 용접한 용접 모재(1)를 회수하기 위해 가압판(20)을 들어올릴 시에 적은 힘을 가하여도 쉽게 들어올릴 수 있게 하기 위해서, 제1 자석(14)을 전자석으로 구성하고, 가압판(20)을 들어올릴 시에는 제1 자석(14)에 전기를 투입하지 아니하게 한다.

도면에는 도시하지 아니하였지만, 전자석으로 구성한 제1 자석(14)에 연결된 전선을 받침대(10) 외측으로 인출한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 용접 모재(1)를 지렛대의 원리로 더욱 강하게 압착하면서, 용접 모재(1) 전체면에 균등한 가압력이 가해지게 구성된다.

구체적으로, 상기 가압판(20)은 용접홀(21)을 조성한 부위의 전후로 연장되어 있게 구성되고, 일측의 연장된 단부가 힌지블록(30)에 회동 가능하게 고정되어 있고, 타측의 연장된 단부에는 제3 자석(22)이 아래 방향의 자극을 갖도록 설치되어 있다.

물론, 용접홀(21)의 전후로 연장된 부위와 마주하는 면이 받침대(10) 상판(10a)에 존재하도록 반침대(10)를 구성하였다.

힌지블록(30)을 고정수단(33)을 이용하여 받침대(10) 상판(10a) 상에 상부로 돌출되게 고정하게 하되, 힌지블록(30)과 받침대(10) 상판(10a) 사이에는 교체 가능한 끼움재(32)가 개재되어 있다. 이때의 고정수단(33)은 힌지블록(30)를 받침대(10) 상판(10a)으로부터 분리하여 끼움재(32)를 교체할 수 있게 되어 있다.

받침대(10) 상판(10a) 중에서 상기 가압판(20)의 제3 자석(22)과 마주하는 부위에 제2 자석(15)이 상부 방향의 자극을 갖도록 설치되어 있다. 물론, 제2 자석(15)과 제3 자석(22)의 마주하는 면은 상호 반대 극성의 자극을 갖게 하였다.

상기 고정수단(33)의 구체적인 실시 예에 따르면, 상판(10a) 상부로 돌출시킨 볼트(33a)에 끼움재(32) 및 힌지블록(30)를 순차적으로 관통시킨 후 와셔(33c)를 끼우고 너트(33b)를 나사체결하였다.

상기 힌지블록(30)에는 가압판(20)을 회동시키는 방식으로 들어올릴 시에 소정 각도만큼 회전한 후 멈추도록 가압판(20)에 걸리는 회동 제한부(34)가 돌출되어 있다.

상기 제2 자석(15)은 제3 자석(22)과의 간격을 최대한 좁게 하여 자기력에 의한 인력을 크게 하기 위해서, 상판(10a)에 관통된 상태로 설치되게 하였다. 물론, 제2 자석(15)은 상판(10a) 위로 돌출되지 아니하게 하고, 상판(10a)보다 두꺼우면 하부를 다공질 채움재(12)에 파뭍이게 설치한다.

상기 가압판(20)의 저면에 고정하는 상기 제3 자석(22)은 적어도 겹쳐 놓은 용접 모재(1) 전체 두께보다 작게 하여야만 받침대(10)와의 충돌을 방지할 수 있다.

그리고, 제2 자석(15) 및 제3 자석(22) 중에 어느 하나는 다른 하나와 마주하는 면의 극성을 변경할 수 있는 전자석으로 구성하여, 가압판(20)을 내려놓은 상태에서는 인력을 받고, 가압판(20)을 들어올릴 시에는 척력을 받게 하는 것이 좋다.

가압판(20)이 내려놓을 시에 받침대(10)와 충돌할 수도 있으므로, 도시한 바와 같이 제2 자석(15) 상면에 완충부재(16)를 고정시켰다. 이때의 완충부재(16)는 고무 탄성 재질이면 족하고, 제2 자석(15) 상면이 아닌 주변의 상판(10a) 상면에 고정하여도 좋다. 물론, 완충부재(16)는 가압판(20)의 저면에 고정 설치하여도 좋다.

이러한 완충부재(16)는 가압판(20)의 타측 단부에서 가압판(20)과 받침대(10) 사이에 압착되며 개재되어 있는 상태로 있어야만 완충 작용을 할 수 있으므로, 압착되기 이전, 즉 원상태의 두께가 겹쳐놓은 용접 모재(1) 전체의 두께보다는 크게 하여서, 가압판(20)을 내려놓을 시에 가압판(20)이 완충부재(16)를 수축시키며 받침대(10) 상판을 향해 가압하게 하는 것이 좋다.

상기 끼움재(32)도 고무 탄성의 성질을 갖는 재질로 구성할 수 있다. 즉, 2장 또는 3장 이상으로 겹쳐놓는 용접 모재(1) 전체 두께와 동일한 두께의 끼움재(32)를 준비하기 어렵더라도, 용접 모재(1) 전체 두께보다 약간 두꺼운 끼움재(32)를 끼워놓음으로써, 너트(33b)를 볼트(33a)에 나사체결할 시에, 끼움재(32)를 용접 모재(1) 전체 두께와 동일한 두께만큼 압착시키며 나사체결할 수 있게 한다.

이와 같이 구성함으로써, 끼움재(32)의 두께로 힌지블록(30)의 높낮이를 조절하여서, 가압판(20)이 용접 모재(1)를 면접촉하며 전면에 걸쳐 균등한 압력을 가압할 수 있다.

또한, 가압판(20)은 힌지(31)와의 거리가 제2 자석(15)보다 상대적으로 짧은 부위로 용접 모재(1)를 가압하게 되므로, 상호 마주하는 제2 자석(15)과 제3 자석(22) 사이의 인력에 비해 상대적으로 더욱 큰 힘으로 용접 모재(1)를 가압한다. 이는 지렛대 원리에 의한 것이다.

상기한 용접용 지그를 이용한 레이저 용접에 대해서 설명한다.

도 4에 도시한 사용 상태도를 참조하면, 가압판(20)을 들어올린 후 복수의 용접 모재(1)를 겹쳐 받침대(10)에 올려놓는다. 용접 모재(1)을 받침대(10)에 올려놓을 시에는 용접할 부위인 용접선이 관통홀(11) 상에 놓이게 한다.

이때, 관통홀(11)은 용접 모재(1)에 의해 덮여 있더라도 상판(10a)의 두께에 해당되는 공간을 확보하고, 이 공간 내에서 가스의 유동을 허용하게 되고, 용접 모재(1)에 의해 덮이지 아니하는 여유분도 갖고 있어서, 이어 여유분의 공간을 통해 보호 가스를 외부로 배출시킬 수 있게 한다.

즉, 관통홀(11)은 용접 모재(1)의 용접 부위, 즉, 용접선에서 적어도 어느 한쪽을 연장한 형상을 갖게 하여서, 용접선보다 길게 하고, 그 연장된 부위를 용접 모재(1)에 의해 덮히지 않게 하여, 가스 배출 통로를 확보한다.

그리고, 5에 도시한 사용 상태를 참조하면, 도 4의 상태에서 가압판(20)을 내려놓음으로써, 가압판(20)의 중량에 의한 힘, 제1 자석(14)에 의한 인력, 및 제2 자석(15)과 제3 자석(22) 사이의 인력에 의해 지렛대 원리로 가해지는 힘이 합해져서, 용접 모재(1)를 압착한다. 이 상태에서, 가스 주입관(13) 및 가스 주입로(23)에 보호 가스를 주입하면서. 레이저 용접기(2)에서 발산하는 레이저를 가압판(20)의 용접홀(21)에 통과시킨다.

레이저 투광판(24)은 레이저를 투과시키고, 상호 마주하는 관통홀(11)과 용접홀(21) 사이에 용접선이 맞춰진 상태로 용접 모재(1)가 개재되어 있어서, 용접선을 따라 용접 모재(1)를 용접할 수 있다.

그리고, 관통홀(11)으로 통해 배출되는 보호 가스는 용접 시의 플라즈마 발생 억제 기능 및 플라즈마 제거 기능을 수행한 후, 가압판(20)과 받침대(10) 사이의 틈새 또는 용접홀(21)에서 레이저 투광판(24)으로 가려지지 아니한 공간을 통해서 외기로 배출된다.

한편, 가압판(20)의 용접홀(21)은 레이저 투광판(24)으로 완전히 덮어, 덮히지 않는 공간을 갖지 아니하게 하여도 좋다. 이때에는 용접홀(21)의 길이가 관통홀(11)보다는 짧게 되고, 관통홀(11) 및 용접홀(21)에 각각 불어넣는 보호 가스가 받침대(10)와 가압판(20) 사이의 공간을 통해 배출된다.

다른 한편으로, 본 발명에 따른 용접용 지그는 맞대기 용접에 적용할 수 있음은 물론이고 용접 모재의 단부끼리 겹쳐놓고 용접하는 데도 적용할 수 있음은 당연하므로, 이와 관련된 사용 상태도의 첨부 및 설명은 생략하였다.

또한, 본 발명에 따른 용접용 지그는 레이저 용접 이외에도 TIG 용법 또는 MIG 용접처럼 보호 가스를 사용하는 다른 종류의 용접에도 적용할 수 있음은 당연하므로, 이와 관련된 실시 예 설명은 생략하였다. 다만, 레이저 투광판(24)은 레이저 용접용 지그에만 구비되어야 하므로, 탈착 가능하게 장착하는 것이 좋다.

1 : 용접 모재 2 : 레이저 용접기
10 : 받침대 10a : 상판
11 : 관통홀 12 : 다공질 채움재
13 : 가스 주입관 14 : 제1 자석
15 : 제2 자석 16 : 완충부재
20 : 가압판
21 : 용접홀 22 : 제3 자석
23 : 가스 주입로 24 : 레이저 투광판
30 : 힌지블록
31 : 힌지 32 : 끼움재
33 : 고정수단 33a : 볼트
33b : 너트 33c : 와셔
34 : 회동 제한부

Claims

내부로 주입한 보호 가스가 내부에 채워진 다공질 채움재(12)를 통과한 후, 상판(10a)에 조성한 관통홀(11)을 통해 배출되게 하는 받침대(10); 및
받침대(10)의 상판(10a)에 올려놓는 용접 모재(1)를 위에서 가압한 상태에서, 관통홀(11)과 마주하게 조성한 용접홀(21)을 통해 용접 모재(1)를 용접하게 하는 가압판(20);
을 포함하고,
상기 가압판(20)의 일측 단부를 힌지블록(30)에 회동 가능하게 고정하되, 힌지블록(30)을 받침대(10)의 상판 상에 돌출되게 고정하고, 상기 가압판(20)의 타측 단부에는 단부측 자석(22)이 설치되며,
상기 가압판(20)의 단부측 자석(22)과 마주하도록 상기 받침대(10)의 상판에 설치하는 지렛대 원리용 자석(15) 사이의 인력에 의해서 지렛대 원리로 가해지는 압력으로 용접 모재(1)를 가압하게 하는 용접용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 받침대(10)의 상판(10a) 내측 면에는 관통홀(11) 주변에 제1 자석(14)을 배치하여 다공질 채움재(12)에 매립되게 하고, 상기 가압판(20)을 자석에 붙는 재질로 구성하여서, 제1 자석(14)의 자기력으로 상기 가압판(20)을 당겨 용접 모재(1)를 가압하는 용접용 지그.
제 2항에 있어서,
상기 제1 자석(14)을 전자석으로 구성하는 용접용 지그.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 지렛대 원리용 자석(15) 및 단부측 자석(22) 중에 어느 하나는 다른 하나와 마주하는 면의 극성을 변경할 수 있는 전자석으로 구성하는 용접용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 힌지블록(30)과 상기 가압판(20) 사이에는 끼움재(33)를 개재하되, 가압판(20)이 용접 모재(1) 전체 면을 균일 압력으로 가압하도록 용접 모재(1)의 두께에 맞는 끼움재(33)로 교체할 수 있게 한 용접용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 가압판(20)의 타측 단부는 완충부재(16)를 개재한 상태로 받침대(10)의 상판을 향해 가압하게 되는 용접용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 가압판(20)은 용접홀(21)를 외부와 연통되는 통로를 확보하게 하며 덮는 레이저 투광판(24)과, 레이저 투광판(24)으로 덮힌 용접홀(21)로 보호 가스를 주입하기 위한 가스 주입로(23)를 구비하는 용접용 지그.