KR102009199B1 - 가우징 토치 및 이를 이용한 가우징 건 - Google Patents

가우징 토치 및 이를 이용한 가우징 건 Download PDF

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Abstract

가우징 토치(100)와;
상기 가우징 토치(100)를 고정하는 가우징 건 바디부(300)와;
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어 상기 가우징 토치(100)에 결합된 전극봉(200)을 일정하게 상기 가우징 토치(100) 내부로 밀어넣는 전극봉 이송모듈(400)을 포함하되,

상기 가우징 토치(100)는,
상기 전극봉(200)이 관통할 수 있으며, 상기 전극봉(200)보다 더 큰 내경을 가지는 중심홀(11)이 형성된 토치 바디부(10)와;
공기가 흐를 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 상기 토치 바디부(10)의 외주면에 결합되며, 상기 공기가 토출될 수 있는 공간인 토출부(30)가 상기 토치 바디부(10)의 말단 방향으로 형성된 커버부(20)와;
상기 전극봉(200)을 상기 중심홀(11)의 중심부에 위치하도록 잡아주는 가이드 부재(40)를 포함하고,
상기 전극봉 이송모듈(400)은,
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 전극봉(200)을 상기 가우징 토치(100)내부로 밀어넣는 롤러부재(410)와;
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 롤러부재(410)를 회전시키는 모터모듈(420)과;
상기 모터모듈(420)을 제어하여 상기 롤러부재(410)의 회전량을 제어함으로써 상기 전극봉(200)이 상기 가우징 토치(100)의 전단으로 토출되는 속도를 조절하는 스위치부(430)을 포함하는 가우징 건이 제공된다.

Description

가우징 토치 및 이를 이용한 가우징 건{GAUGING TORCH AND GAUSING GUN USING IT}
본 발명은 용접 작업에 사용되는 가우징 토치 및 이를 이용한 가우징 건에 관한 것이다.
일반적으로 가우징(gouging) 작업은 작업물의 소정 구간을 용융시켜 따내는 작업 또는, 용접작업을 수행한 후 불량하게 용접된 부분 또는 필요 이상으로 용접된 부분의 비트를 녹여 제거하기 위한 작업이며, 이와 같은 가우징 작업은 관형의 전극봉을 이용하여 목적하는 부분을 용융시킨 후, 관체를 통해 공기를 토출하여 용융된 부위를 외부로 불어내어 수행하는 작업이다.
상기의 가우징 용접작업을 상세하게 살펴보면, 카본 전극봉과 모재의 표면에 아크를 발생시키면서 시작되고, 고온의 아크에 의해 용융된 금속을 효과적으로 제거하기 위해 압축공기의 흐름을 카본 전극봉의 길이방향으로 집중시켜서 카본 전극봉의 끝단부 전방에 위치하는 용융된 금속을 고압의 공기로 불어내면서 제거하는 것이다.
상기의 가우징 용접작업에 사용되는 가우징 토치(Gouging Torch)는 기본적으로 힌지 축을 중심으로 회전운동하면서 카본 전극봉을 집어주는 받침 본체와 가동 본체가 구비되고, 받침 본체 후단에 결합되어 압축공기를 단속하는 밸브와, 이 밸브의 후단에 결합하여 전기 전력과 압축공기를 공급하는 케이블로 이루어지며, 이 케이블은 피복 내부에 도전체가 구비되어 전기 전력과 압축공기를 동시에 공급하는 구조를 갖는다.
이와 같은 가우징 토치는 가우징 아크 용접기에서 공급되는 전기 전력과 에어 압축기에서 공급되는 압축공기를 케이블을 통해 공급받게 되며, 케이블과 받침 본체를 연결하는 밸브를 개방함으로써 압축공기는 받침 본체 및 가동 본체의 공기공급로로 유통되고, 이 공기공급로를 경유한 압축공기는 카본 전극봉의 상단부 외주면을 물고 있는 전극노즐의 분사공으로 분출되어 카본 전극봉의 하단부 전방에 위치한 용융된 금속을 연속적으로 불어내어 제거하는 것이 일반적인 가우징 토치의 사용방법이다.
그러나, 분사공에서 토출된 압축공기는 전극봉의 말단까지 힘있게 전달되지 못하고, 와류가 발생하게 되어 효과적으로 전극봉 말단에 위치하는 용융 금속액을 외부로 밀어내지 못한다.
아크가 일어나기 위해서는 전극봉 끝단과 금속(피용접물)이 일정한 간극이 유지되어야 하는데, 용융 금속액을 밀어내지 못하면 간극이 유지되지 않게 된다. 그 결과, 불규칙한 형태로 간극이 형성되거나, 용융 금속액이 간극으로 밀고 들어오면서 폭발 형태의 불꽃이 일어나게 된다. 이러한 폭발적인 불꽃으로 인하여 가우징 작업은 엄청난 소음을 발생시키고, 가우징 작업의 품질을 떨어트린다.
따라서, 소음을 줄이고 품질 높은 가우징 작업이 이루어지기 위해서는 용융된 금속액이 전극봉과 금속(피용접물) 사이의 간극으로 유입되지 않도록 안정적으로 외부로 밀어내는 것이 중요하다.
실용신안공보 제1997-0004752호(가우징 토치)
본 발명은 전극봉의 말단까지 와류가 생기지 않도록 압축공기를 분사하여 전극봉 말단으로 밀려들어오는 용융 금속을 외부로 밀어낼 수 있는 가우징 토치가 결합된 가우징 건을 제공하고자 한다.
본 발명은 전극봉이 토출되는 속도를 작업자가 스위치로 조절할 수 있는 가우징 건을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면,
가우징 토치(100)와;
상기 가우징 토치(100)를 고정하는 가우징 건 바디부(300)와;
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어 상기 가우징 토치(100)에 결합된 전극봉(200)을 일정하게 상기 가우징 토치(100) 내부로 밀어 넣는 전극봉 이송모듈(400)을 포함하되,
상기 가우징 토치(100)는,
상기 전극봉(200)이 관통할 수 있으며, 상기 전극봉(200)보다 더 큰 내경을 가지는 중심홀(11)이 형성된 토치 바디부(10)와;
공기가 흐를 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 상기 토치 바디부(10)의 외주면에 결합되며, 상기 공기가 토출될 수 있는 공간인 토출부(30)가 상기 토치 바디부(10)의 말단 방향으로 형성된 커버부(20)와;
상기 전극봉(200)을 상기 중심홀(11)의 중심부에 위치하도록 잡아주는 가이드 부재(40)를 포함하고,
상기 전극봉 이송모듈(400)은,
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 전극봉(200)을 상기 가우징 토치(100)내부로 밀어넣는 롤러부재(410)와;
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 롤러부재(410)를 회전시키는 모터모듈(420)과;
상기 모터모듈(420)을 제어하여 상기 롤러부재(410)의 회전량을 제어함으로써 상기 전극봉(200)이 상기 가우징 토치(100)의 전단으로 토출되는 속도를 조절하는 스위치부(430)을 포함하는 가우징 건을 포함한다.
또한,
상기 토출부(30)에 인접한 커버부(20) 또는 상기 토치 바디부(10) 중 적어도 어느 하나에는 토출폭(51)을 좁혀주는 돌출부(50)가 형성된 것을 특징으로 하는 가우징 건을 제공한다.
또한,
상기 커버부(20)와 상기 토치 바디부(10)는 나사결합하며, 상기 커버부와 상기 토치 바디부의 결합위치에 따라서 상기 돌출부(50)가 위치한 부분의 상기 토출폭(51)이 좁혀지는 것을 특징으로 하는 가우징 건을 제공한다.
또한,
상기 토출부(30)에는 압축공기가 공급되는 부분에 인접하여 상기 압축공기가 분산될 수 있는 분산망(60)이 결합된 것을 특징으로 하는 가우징 건을 제공한다.
본 발명은 전극봉의 말단까지 와류가 생기지 않도록 압축공기를 분사하여 전극봉 말단으로 밀려들어오는 용융 금속을 외부로 밀어낼 수 있는 가우징 토치를 제공한다.
본 발명은 전극봉이 토출되는 속도를 작업자가 스위치로 조절할 수 있는 가우징 건을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건의 가우징 토치(전극봉이 결합된 상태)의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건의 가우징 토치(전극봉이 결합된 상태)의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건의 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건을 이용하여 작업한 결과물의 사진.
도 5는 종래기술에 따른 가우징 건을 이용하여 작업한 결과물의 사진.
이하에는, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건의 가우징 토치(전극봉이 결합된 상태)의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건의 가우징 토치(전극봉이 결합된 상태)의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가우징 건을 이용하여 작업한 결과물의 사진이며, 도 5는 종래기술에 따른 가우징 건을 이용하여 작업한 결과물의 사진이다.
본 실시예의 가우징건(1000)은,
가우징 토치(100)와;
상기 가우징 토치(100)를 고정하는 가우징 건 바디부(300)와;
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어 상기 가우징 토치(100)에 결합된 전극봉(200)을 일정하게 상기 가우징 토치(100) 내부로 밀어넣는 전극봉 이송모듈(400)을 포함하되,
상기 가우징 토치(100)는,
상기 전극봉(200)이 관통할 수 있으며, 상기 전극봉(200)보다 더 큰 내경을 가지는 중심홀(11)이 형성된 토치 바디부(10)와;
공기가 흐를 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 상기 토치 바디부(10)의 외주면에 결합되며, 상기 공기가 토출될 수 있는 공간인 토출부(30)가 상기 토치 바디부(10)의 말단 방향으로 형성된 커버부(20)와;
상기 전극봉(200)을 상기 중심홀(11)의 중심부에 위치하도록 잡아주는 가이드 부재(40)를 포함하고,
상기 전극봉 이송모듈(400)은,
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 전극봉(200)을 상기 가우징 토치(100)내부로 밀어넣는 롤러부재(410)와;
상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 롤러부재(410)를 회전시키는 모터모듈(420)과;
상기 모터모듈(420)을 제어하여 상기 롤러부재(410)의 회전량을 제어함으로써 상기 전극봉(200)이 상기 가우징 토치(100)의 전단으로 토출되는 속도를 조절하는 스위치부(430)을 포함하는 가우징 건을 포함한다.
또한,
상기 토출부(30)에 인접한 커버부(20) 또는 상기 토치 바디부(10) 중 적어도 어느 하나에는 토출폭(51)을 좁혀주는 돌출부(50)가 형성된 것을 특징으로 하는 가우징 건을 제공한다.
또한,
상기 커버부(20)와 상기 토치 바디부(10)는 나사결합하며, 상기 커버부와 상기 토치 바디부의 결합위치에 따라서 상기 돌출부(50)가 위치한 부분의 상기 토출폭(51)이 좁혀지는 것을 특징으로 하는 가우징 건을 제공한다.
또한,
상기 토출부(30)에는 압축공기가 공급되는 부분에 인접하여 상기 압축공기가 분산될 수 있는 분산망(60)이 결합된 것을 특징으로 하는 가우징 건을 제공한다.
본 실시예의 토치 바디부(10)는 금속성 재질로 만들어질 수 있다. 토치 바디부(10)의 중심에는 중심홀(11)이 형성되어 있다. 중심홀(11)에는 전극봉(200)이 삽입된다. 전극봉(200)은 가이드 부재(40)로서 중심홀(11)의 내부에 고정된다. 중심홀(11)에는 공기의 흐름이 원활하다.
커버부(20) 공기가 흐를 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 토치 바디부(10)의 외주면에 결합된다. 커버부(20)와 토치 바디부(10) 사이에는 공기가 토출될 수 있는 공간인 토출부(30)가 상기 토치 바디부(10)의 말단 방향으로 형성된다. 토출부(30)는 단면이 링 형태인 것이 좋다. 토출부(30) 말단에서 링 형태로 공기가 외부로 토출되면서 전극봉(200)을 감싸면서 분사된다. 이때, 토출부(30) 말단에서는 토치 바디부(10)와 커버부(20)가 단차가 생기지 않도록 뾰족한 형태인 것이 좋다. 단차가 크게 생기면 공기의 와류가 형성될 수 있다.
전극봉(200)과 중심홀(11) 사이에는 공기가 흐를 수 있는 공간이 형성되어 있다. 즉 외부의 공기가 중심홀(11)로 유입될 수 있다. 토출부(30) 말단으로 압축공기가 분사되면 중심홀(11)을 통하여 외부 공기가 유입되어 함께 전방으로 이동한다. 그 결과, 커버부(20) 말단에서의 갑작스러운 공기의 기압변화가 없어지게 되어 와류가 발생하지 않게 된다. 또한, 중심홀(11) 및 커버부(20)의 외부의 경사면을 통하여 이동한 공기들도 합류되어 전극봉(200)으로 함께 분사되어, 공기의 양이 늘어난다.
토출부(30)에 인접한 커버부(20) 또는 상기 토치 바디부(10) 중 적어도 어느 하나에는 토출폭(51)을 좁혀주는 돌출부(50)가 형성될 수 있다. 돌출부(50)에 의해서 토출폭(51)이 줄어들게 되어, 압축공기의 분사속도가 빨라진다.
또한, 커버부(20)와 상기 토치 바디부(10)는 나사결합하며, 커버부(20)와 토치 바디부(10)의 결합위치에 따라서 돌출부(50)가 위치한 부분의 상기 토출폭(51)이 좁혀진다. 커버부(20)는 토치 바디부(10)를 중심으로 나사결합의 위치를 조절하여 전후로 이동할 수 있다. 이렇게 커버부(20)의 이동위치에 따라서, 토출폭(51)의 폭이 변화될 수 있다. 즉 토출부(30)를 이루는 부분의 커버부(20)와 토치 바디부(10)에 경사면을 형성하면 결합위치에 따라 토출폭(51)이 조절될 수 있다. 그 결과 커버부(20)를 회전시켜 토치 바디부(10)와의 결합위치를 조절함으로써 공기의 분사속도를 조절할 수 있다.
한편, 토출부(30)에는 압축공기가 공급되는 부분에 인접하여 상기 압축공기가 분산될 수 있는 분산망(60)이 결합되어 있다. 링 형태의 토출부(30)를 통하여 외부로 동일한 압력의 공기가 링 형태로 분산되기 위해서는, 공급된 압축공기의 분산이 필요하다. 분산망(60)은 메쉬 형태일 수 있다.
본 실시예의 가우징 토치(100)를 이용하여 작업할 경우, 도 4와 같이 매끄러운 형태의 결과물을 얻을 수 있다. 반면, 종래의 결과물인 도 5와 비교하면, 도 4의 작업 결과물이 현저하게 개선된 것을 볼 수 있다.
가우징 토치(100)는 가우징 건 바디부(300)에 고정되어 있다. 가우징 건 바디부(300)는 작업자가 손으로 잡기 좋도록 디자인되어 있다. 가우징 토치(100)는 가우징 건 바디부(300)의 상부 전단부에 결합된다.
전극봉 이송모듈(400)은 가우징 건 바디부(300)에 결합되어 상기 가우징 토치(100)에 결합된 전극봉(200)을 일정하게 상기 가우징 토치(100) 내부로 밀어넣어, 가우징 토치(100)의 전단으로 전극봉(200)의 말단이 앞으로 나오도록 한다.
전극봉 이송모듈(400)은, 롤러부재(410)와, 모터모듈(420)과, 스위치부(430)를 포함한다.
롤러부재(410)는 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 전극봉(200)을 가우징 토치(100) 내부로 밀어넣는다. 롤러부재(410)는 전극봉(200)을 사이에 두고 한 쌍으로 배치될 수 있다. 롤러부재(410)가 회전하면 전극봉(200)이 가우징 토치(100) 내부로 밀려들어가고, 전극봉(200)의 압부분은 가우징 토치(100)를 관통하여 전방으로 토출된다.
모터모듈(420)은 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 롤러부재(410)를 회전시킨다. 롤러부재(410)가 한　쌍으로 배치될 경우, 하나의 롤러부재만 회전시킬 수 있다. 아울러, 한 쌍의 롤러부재(410)는 서로 역방향으로 회전할 경우 전극봉(200)을 가우징 토치(100) 내부로 자연스럽게 밀어 넣는다.
스위치부(430)는 모터모듈(420)을 제어하여 롤러부재(410)의 회전량을 제어함으로써 전극봉(200)이 가우징 토치(100)의 전단으로 토출되는 속도를 조절한다. 작업자가 스위치부(430)를 누르면서 작업하면 자동으로 전극봉(100)이 가우징 토치(100)의 전단으로 토출된다. 스위치부(430)를 누르는 압력에 따라서, 전극봉(100)이 토출되는 속도가 조절될 수 있다.
한편, 가우징 건 바디부(300)에는 에어밸브(500)가 결합되어, 가우징 토치(100)로 공급되는 공기의 양과 압력을 조절할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
전극봉(200) 중심홀(11)
토치 바디부(10) 커버부(20)
토출부(30) 가이드 부재(40)
돌출부(50) 분산망(60)
가우징 토치(100) 전극봉(200)
가우징 건 바디부(300) 전극봉 이송모듈(400)
에어밸브(500)

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 가우징 토치(100)와;
    상기 가우징 토치(100)를 고정하는 가우징 건 바디부(300)와;
    상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어 상기 가우징 토치(100)에 결합된 전극봉(200)을 일정하게 상기 가우징 토치(100) 내부로 밀어넣는 전극봉 이송모듈(400)을 포함하되,

    상기 가우징 토치(100)는,
    상기 전극봉(200)이 관통할 수 있으며, 상기 전극봉(200)보다 더 큰 내경을 가지는 중심홀(11)이 형성된 토치 바디부(10)와;
    공기가 흐를 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 상기 토치 바디부(10)의 외주면에 결합되며, 상기 공기가 토출될 수 있는 공간인 토출부(30)가 상기 토치 바디부(10)의 말단 방향으로 형성된 커버부(20)와;
    상기 전극봉(200)을 상기 중심홀(11)의 중심부에 위치하도록 잡아주는 가이드 부재(40)를 포함하고,

    상기 전극봉 이송모듈(400)은,
    상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 전극봉(200)을 상기 가우징 토치(100)내부로 밀어넣는 롤러부재(410)와;
    상기 가우징 건 바디부(300)에 결합되어, 상기 롤러부재(410)를 회전시키는 모터모듈(420)과;
    상기 모터모듈(420)을 제어하여 상기 롤러부재(410)의 회전량을 제어함으로써 상기 전극봉(200)이 상기 가우징 토치(100)의 전단으로 토출되는 속도를 조절하는 스위치부(430)을 포함하는 가우징 건에 있어서,
    상기 토출부(30)에 인접한 커버부(20) 또는 상기 토치 바디부(10) 중 적어도 어느 하나에는 토출폭(51)을 좁혀주는 돌출부(50)가 형성된 것을 특징으로 하며,
    상기 커버부(20)와 상기 토치 바디부(10)는 나사결합하며, 상기 커버부와 상기 토치 바디부의 결합위치에 따라서 상기 돌출부(50)가 위치한 부분의 상기 토출폭(51)이 좁혀지는 것을 특징으로 하는 가우징 건.


  4. 삭제
KR1020170180361A 2017-12-27 2017-12-27 가우징 토치 및 이를 이용한 가우징 건 KR102009199B1 (ko)

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