KR102050320B1 - 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음용을 목적으로 하는 수처리장치에 구성되어 음용수를 저장하는 수탱크를 제작함에 있어, 아크용접시, 용접모재로 사용되는 금속재료의 외부면 용접부를 감싸고, 내부에 비활성기체가 충진된 상태에서 용접함으로써, 공기를 포함하는 산소 및 불순물의 혼입을 방지할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 용접이 진행되는 과정에서 밀착한 수탱크의 외형이 직선에서 곡선으로, 또는 곡선에서 직선으로 변화되는 경우에도 수탱크와 밀착하는 밀착부가 수탱크의 외형에 대응하여 개폐되거나, 가변되도록 할 수 있으며, 이를 통해 수탱크의 외형이 변화하더라도 비활성기체를 용접부에 지속적으로 정체시키고, 내부에 산소가 유입되는 것을 차단할 수 있으므로 용접부의 산화를 방지할 수 있는 장점이 있다.
이러한 장점으로 인해, 본 발명은 정수기와 같은 음용을 목적으로 하는 수처리장치 이외에도, 다양한 분야에서의 용접에 활용이 가능하다.
따라서, 음용수 관련 분야, 특히 정수기 분야 및 정수기용 수탱크 분야와 더불어, 수탱크 용접 분야 및 산화방지 용접 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치{Weld zone oxidation prevention and welding equipment of water tank for water purifier including the same}

본 발명은 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음용을 목적으로 하는 수처리장치에 구성되어 음용수를 저장하는 수탱크를 제작함에 있어, 아크용접시, 용접모재로 사용되는 금속재료의 외부면 용접부를 감싸고, 내부에 비활성기체가 충진된 상태에서 용접함으로써, 공기를 포함하는 산소 및 불순물의 혼입을 방지할 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명은 내부에 충진된 비활성기체가 용접부에 정체되게 함으로써 용접시, 사용되는 비활성기체의 소모를 최소화 할 수 있고, 용접부 또는 용접부 주위를 산소로부터 보호하여 맞대기 용접에 의한 산화발생을 방지함으로써, 제조품 외관의 품질저하를 미연에 방지할 수 있도록 한 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치에 관한 것이다.

금속재료를 접합하는 방법은 크게 기계적 접합법과 야금적 접합법이 있으며, 흔히 말하는 용접은 야금적 접합방법을 말하는 것으로, 특히 아크용접(Arc welding)은 열원으로 아크를 사용하는 융접법(Fusion welding)을 말하며 현재 가장 널리 사용되고 있는 방법 중 하나이다.

아크용접 중 하나인 TIG(Tungsten Inert Gas)용접은, 전극을 텅스텐으로 사용하고 비활성기체인 헬륨이나 아르곤 등을 분사하면서 용접하는 방법으로, 금속산화물의 발생이나 불순물의 혼입이 적다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.

특히, TIG용접은 비활성기체에 의해 아크 및 용융부위가 보호되므로, 아크의 안정성이나 용착금속의 특성이 좋다는 장점이 있으며, 현재 사용하는 아크용접은 거의 대부분 TIG용접을 의미한다고 할 수 있다.

한편, 비활성기체는 단일원자로 안정된 상태를 유지하는 단원자분자를 말하는 것으로, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈이 이에 해당하며, 질소의 경우 단원자분자는 아니지만 분자상태로 안정된 상태를 유지할 수 있기 때문에 비활성기체에 포함될 수 있다.

그러나, 이러한 아크용접은 다음과 같은 단점이 있다.

아크용접이 타 용접방법에 비해 금속산화물의 발생이나 불순물의 혼입이 적기는 하나, 용접부를 효과적으로 보호하기 위해서는 분사되어 공기 중으로 빠르게 확산되는 비활성기체를 과도하게 소모해야 하는 문제점이 있다.

또한, 비활성기체가 분사되는 방식이므로 용접부의 일부 또는 용접부 주위가 충분히 보호받지 못하여 산소에 노출되는 경우가 발생하며, 비활성기체로 보호받지 못한 해당 용접부 또는 용접부 주위는 고온의 열과 산소에 의해 변색되어 제조품 외관의 품질저하가 발생하는 문제점이 있다.

이를 제거하기 위해서는 추가 공정이 반드시 필요하여 결과적으로 매우 많은 시간이 걸리게 되므로 제품 생산비용이 크게 증가하게 되며, 추가공정을 통해 금속산화물이 제거된다 하더라도 해당 금속재료에는 산화현상에 의해 백화현상이 발생하고, 부식이 이루어져 쉽게 파손되므로 산화를 미연에 방지해야 한다.

한편, 용접대상이 되는 금속재료는, 가공하는 과정에서 필수적으로 발생되는 가공오차로 인해 용접부에 틈이 발생되고, 이러한 틈을 통해 용접부의 반대측으로 용접열이 전달되어 용접부의 반대측면에 산화가 발생될 수 있다.

또한, 금속재료의 프레스성형시 불규칙한 형상변형이 발생하게 되며, 이로 인해 앞의 문제와 동일 내지 유사한 문제가 발생할 수 있다.

다시 말해, 두 개의 금속재료를 접합하는 과정에서, 금속재료의 재단 등의 가공과정에서 발생하는 가공오차, 프레스성형이나 롤포밍성형 등 가압방식의 성형에서 부분적으로 발생하는 불규칙한 변형, 등으로 인해 두 금속재료의 맞대기 부분에 틈이 발생하게 되며, 아크용접시 해당 틈을 통해 용접측의 반대측에 영향을 미치게 된다.

결과적으로, 지금까지 알려진 아크용접은, 비활성기체를 분사로 인해 산화를 어느 정도 방지할 수 있다 하더라도, 반대측에 산화가 발생하는 것을 방지하지는 못한다는 문제점이 있다.

이러한 문제점은, 음용수를 제공하는 장치에서는 매우 중요한 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 정수기의 경우 외부로부터 공급된 물을 정수하여 수탱크에 보관한 뒤, 사용자의 조작에 따라 냉수나 온수로 공급하게 되는데, 정수기 제조시 수탱크를 아크용접하는 과정에서 수탱크 내부에 산화가 발생하게 되면, 수탱크 내부에 저장된 음용수가 오염되어 사용자의 건강에 악영향을 미치게 된다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1361677호 ' 불활성 가스 아크 용접용 토치'

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 음용을 목적으로 하는 수처리장치에 구성되어 음용수를 저장하는 수탱크를 제작함에 있어, 아크용접시, 용접모재로 사용되는 금속재료의 외부면 용접부를 감싸고, 내부에 비활성기체가 충진된 상태에서 용접함으로써, 공기를 포함하는 산소 및 불순물의 혼입을 방지할 수 있는 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 내부에 충진된 비활성기체가 용접부에 정체되게 함으로써 용접시, 사용되는 비활성기체의 소모를 최소화 할 수 있고, 용접부 또는 용접부 주위를 산소로부터 보호하여 맞대기 용접에 의한 산화발생을 방지함으로써, 제조품 외관의 품질저하를 미연에 방지할 수 있는 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치를 제공하는데 목적이 있다.

한편, 용접이 진행되는 과정에서 밀착한 수탱크의 외형이 직선에서 곡선으로, 또는 곡선에서 직선으로 변화되는 경우, 밀착부분에 틈새가 생김으로써 비활성기체가 정체되지 못하고, 산소를 포함하는 공기에 용접부가 노출되어 산화가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 본 발명은 수탱크와 밀착하는 밀착부가 수탱크의 외형에 대응하여 개폐되거나, 가변되도록 하여 수탱크의 외형이 변화해도 밀착 가능하도록 함으로써, 비활성기체를 용접부에 지속적으로 정체시킬 수 있고, 내부에 산소가 유입되는 것을 차단할 수 있는 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 용접과정에서 수탱크의 외부면 뿐만 아니라 내부면에도 산화가 발생하지 않도록 함으로써, 음용수가 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있는 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치를 제공하는데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 아크용접에 의해 수탱크를 용접하는 과정에서, 수탱크의 내부를 진공으로 형성하거나 충진비활성기체로 충진하여 산소를 모두 제거한 후, 수탱크의 외부를 용접함으로써, 맞대기 용접에 의한 산화발생을 미연에 방지할 수 있는 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치를 제공하는데 목적이 있다.

한편, 수탱크 프레스성형에서 발생한 불규칙한 형상변형에 의해 용접부에 틈새가 발생한 경우, 수탱크 내부를 비활성기체로 충진한다 하더라도, 용접이 진행되는 과정에서 해당 틈새로 비활성기체가 배출되면서, 그 공간만큼 외부로부터 산소를 포함하는 공기가 유입되어 산화가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 본 발명은 수탱크 내부에 양압을 형성하여 비활성기체가 배출되는 것을 미연에 방지하여 수탱크 내부로 산소가 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 동일 내지 유사한 방법으로 아크용접이 이루어지는 챔버 내부의 산소 또한 모두 제거함으로써, 용접부분에 산소가 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치를 를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 용접부산화방지구는, 용접모재의 아크용접을 위한 용접토치가 삽입되며 아크용접시 내부에 비활성기체(Inert gas)가 충진되는 산화방지본체 및 상기 산화방지본체와 공간적으로 연결되며, 해당 용접모재의 외형에 대응하도록 외형대응밀착부가 형성되어 용접부를 감싸도록 구성된 격리커버를 포함한다.

또한, 상기 산화방지본체는, 상기 용접부를 아크용접하는 용접토치가 삽입되는 토치삽입부. 상기 비활성기체가 공급되는 적어도 하나의 기체공급부 및 상기 비활성기체의 적어도 일부가 토출되는 적어도 하나의 기체토출부를 포함하고, 상기 격리커버는, 상기 용접부와 대응하도록 가이드홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 외형대응밀착부를 개폐가능하도록 이동되는 선형밀착커버 및 상기 선형밀착커버에 탄성력을 제공하여 외형대응밀착부측으로 가압하는 제1 탄성체를 더 포함하고, 아크용접시, 용접모재의 외형이 직선부에서 곡선부로 변화되면, 상기 선형밀착커버가 상승되면서 상기 산화방지본체측으로 이동되고, 상기 격리커버의 외형대응밀착부가 상기 용접모재에 밀착될 수 있다.

또한, 상기 선형밀착커버의 이동을 가이드하는 적어도 하나의 밀착커버가이드를 더 포함하고, 상기 선형밀착커버는, 상기 밀착커버가이드를 따라 상기 산화방지본체측 또는 상기 외형대응밀착부측으로 이동될 수 있다.

또한, 상기 외형대응밀착부는, 탄성력에 의해 형상이 가변되는 제2 탄성체;를 포함하고, 상기 격리커버는, 상기 제2 탄성체의 변형에 대응하여 상기 산화방지본체측으로 수축가능하도록 형성되는 외형대응수축부를 포함하며, 아크용접시, 용접모재의 외형이 직선부에서 곡선부로 변화되면, 상기 외형대응밀착부가 상기 산화방지본체측으로 휨 변형되어 상기 용접모재에 밀착될 수 있다.

또한, 상기 격리커버는, 아크용접시, 상기 용접모재와 밀착되어 상기 제2 탄성체에 의한 크랙(Crack)을 방지하는 크랙방지부를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치는, 내부공간이 밀폐가능하도록 구성된 챔버, 상기 챔버 내부에 구성되어, 수탱크용 하우징의 상부케이스 및 하부케이스를 지지하는 지그, 상기 지그를 이동시켜, 상기 상부케이스 및 하부케이스의 용접부가 맞닿도록 하는 이동모듈, 상기 용접부를 감싸도록 구성되며, 비활성기체가 충진되고, 상기 수탱크용 하우징의 외형에 대응하도록 외형대응밀착부가 형성된 용접부산화방지구 및 상기 용접부산화방지구에 삽입되어, 밀착된 상기 상부케이스 및 하부케이스의 용접부를 아크용접하는 용접토치를 포함한다.

또한, 상기 용접토치에 의해 용접된 용접부를 급속냉각하는 냉각노즐을 더 포함하고, 상기 용접부산화방지구는, 상기 냉각노즐이 삽입되는 노즐삽입부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 용접부산화방지구는, 상기 외형대응밀착부가 상기 수탱크용 하우징의 곡면 또는 평면 형상에 대응하여 밀착되어 상기 용접부를 격리할 수 있다.

또한, 상기 상부케이스 및 하부케이스의 용접부가 밀착되면, 상기 수탱크용 하우징의 내부에 질소를 공급하는 질소공급모듈을 더 포함하고, 상기 질소공급모듈 및 상기 용접부산화방지구를 통해 상기 하우징의 내측 및 외측을 비활성기체 분위기로 형성하여, 상기 하우징의 용접부를 용접할 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은, 아크용접시, 용접모재로 사용되는 금속재료의 외부면 용접부를 감싸고, 내부에 비활성기체가 충진된 상태에서 용접함으로써, 공기를 포함하는 산소 및 불순물의 혼입을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 내부에 충진된 비활성기체가 용접부에 정체되게 함으로써 용접시, 사용되는 비활성기체의 소모를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 용접부 또는 용접부 주위를 산소로부터 보호하여 맞대기 용접에 의한 산화발생을 방지함으로써, 제조품 외관의 품질저하를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 용접이 진행되는 과정에서 밀착한 수탱크의 외형이 직선에서 곡선으로, 또는 곡선에서 직선으로 변화되는 경우에도 수탱크와 밀착하는 밀착부가 수탱크의 외형에 대응하여 개폐되거나, 가변되도록 할 수 있으며, 이를 통해 수탱크의 외형이 변화하더라도 비활성기체를 용접부에 지속적으로 정체시키고, 내부에 산소가 유입되는 것을 차단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 수탱크의 외부면 뿐만 아니라 수탱크의 내부면에 대해서도 산화방지가 가능하도록 하여 수탱크 내부에 저장되는 음용수가 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

다시 말해, 내부와 외부가 차단되도록 구성되는 금속재료의 외부를 아크용접하는 과정에서, 용접부의 내부에도 산화가 발생하지 않도록 하는 장점이 있다.

이러한 장점으로 인해, 본 발명은 정수기와 같은 음용을 목적으로 하는 수처리장치 이외에도, 각종 장치나 건물 및 구조물 등에서도 활용하여 대상물의 산화, 질화 및 부식방지는 물론, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 수탱크 내부의 산소를 제거하기 위하여, 수탱크 내부를 비활성기체로 충진하는 과정에서 양압형성함으로써, 수탱크 내부의 비활성기체의 유출을 방지하고, 수탱크 외부에서 내부로 산소가 유입을 차단할 수 있는 장점이 있다.

더불어, 이러한 개념을 챔버까지 확장함으로써, 용접부분에 산소가 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 음용수 관련 분야, 특히 정수기 분야 및 정수기용 수탱크 분야와 더불어, 수탱크 용접 분야 및 산화방지 용접 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 용접부산화방지구의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타난 용접부산화방지구의 저면 사시도와 비활성기체의 유동을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 용접부산화방지구의 다른 일 실시예를 나타내는 저면 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타난 선형밀착커버의 이동을 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 용접부산화방지구의 또 다른 일 실시예를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 6은 도 5에 나타난 용접부산화방지구에 탄성체가 더 포함된 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치의 용접방법에 대한 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 7에 나타난 단계 'S200' 및 단계 'S300'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 도 8에 나타난 과정 'S330'의 기능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명에 의한 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 11 내지 도 14는 도 10에 의해 수탱크가 용접되는 과정을 설명하는 도면이다.

본 발명에 따른 용접부산화방지구 및 이를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 용접부산화방지구의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타난 용접부산화방지구의 저면 사시도와 비활성기체의 유동을 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 용접부산화방지구(100)는 산화방지본체(110) 및 격리커버(120)를 포함한다.

먼저, 산화방지본체(110)는 후술할 기체공급부(112)로 공급되는 비활성기체(Inert gas)가 내부에 충진되도록 내부에 공간이 형성된다.

비활성기체는, 앞서 설명한 바와 같이 단일원자로 안정된 상태를 유지하는 단원자분자를 말하는 것으로, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈 및 질소 중 하나를 포함할 수 있다.

산화방지본체(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 비활성기체가 공급되어 마주하는 저면이 굴곡형으로 형성될 수 있다. 이는, 내부로 충진되는 비활성기체가 굴곡진 저면과 충돌하게 하여 내부에서 유동적으로 이동되도록 하기 위함이나, 내부에서 비활성기체가 유동적으로 이동되도록 하기 위한 형상이라면 이에 한정하지 않고, 다양하게 형성될 수 있다.

또한, 산화방지본체(110)는, 내부에 위치하여 용접하고자 하는 금속재료(이하, ‘용접모재’라 한다.)를 용접하기 위한 용접토치가 삽입 가능하도록 토치삽입부(111)가 형성된다.

토치삽입부(111)는 산화방지본체(110)의 상부에 형성되는 것이 바람직하며, 도 1에 도시된 바와 같이 홀 형상으로 형성되거나 돌출된 관 형상으로 형성될 수 있다.

아울러, 산화방지본체(110)는 비활성기체를 내부에 공급하는 기체공급부(112)가 형성된다.

기체공급부(112)는 산화방지본체(110)의 상부에 형성되나, 필요에 따라 측면 또는 배면(도 1 기준)에 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 용접부산화방지구(100)가 비활성기체를 분사할 수 있는 용접토치에 적용되는 경우, 산화방지본체(110)는, 기체공급부(112)의 기체공급유로를 개폐할 수 있는 유로개폐체가 구비될 수 있으며, 토치삽입부(111)만 형성될 수도 있다.

이어서, 산화방지본체(110)는 내부에 충진되는 비활성기체의 적어도 일부가 토출되는 적어도 하나의 기체토출부(113)가 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 산화방지본체(110) 내부에 충진되는 비활성기체가 과다해질 경우, 그 압력에 의해 용접과정에서 용접부산화방지구(100)가 비정형 운동을 나타낼 수 있는 있는 문제를 방지하기 위함이다.

도 1 및 도 2의 (a)를 참조하면, 격리커버(120)는 용접모재에 밀착하여 용접부를 감싸고, 산화방지본체(110)로 충진되는 비활성기체가 용접부에 정체되도록 하기 위한 것으로, 산화방지본체(110)와 일체로 형성될 수 있다.

또한, 격리커버(120)는 산화방지본체(110)로 충진되는 비활성기체가 유동되도록 산화방지본체(110)와 내부 공간이 연결되며 토치삽입부(111)의 대향부에 형성되는 것이 바람직하다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 격리커버(120)는 용접모재에 밀착하여 용접부를 감싸 격리하기 위해 사각형 형상으로 형성되나, 이에 한정하지 않고, 용접부를 감싸 산소로부터 격리시킬 수 있으며, 용접모재와 밀착이 가능한 형상이라면 다양하게 형성될 수 있다.

한편, 격리커버(120)의 하부, 즉, 용접모재와 밀착되는 외형대응밀착부(121)는 용접모재의 외형에 대응하여 밀착 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.

외형대응밀착부(121)는 용접하고자 하는 용접모재의 외형이 원통인 경우에 밀착이 가능하도록 호형으로 형성되어 있으나, 해당 용접모재가 선형의 형상으로 형성된 경우, 이에 대응하여 밀착 가능하도록 선형으로 구비될 수 있다.

또한, 용접부산화방지구(100)는 격리커버(120)가 호형(이하, ‘곡선’이라고 한다.) 및 선형(이하, ‘직선’이라고 한다.)의 외형을 포함하고 있는 용접모재에 대응하여 밀착이 가능하도록 형성될 수 있으며, 이에 대한 설명은, 후술할 다른 일 실시예와 또 다른 일시시예에서 상세히 설명하기로 한다.

이와 같이, 격리커버(120)가 구비되는 용접부산화방지구(100)는, 용접모재에 밀착하여 용접부를 감쌀 수 있으며, 산화방지본체(110)로 충진되는 비활성기체가 용접부에 정체되도록 할 수 있다.

한편, 용접부산화방지구(100)는 용접모재에 밀착된 상태에서 용접모재가 회전하거나 용접토치가 이동하는 경우 격리커버(120)가 용접부에 간섭되는 것을 방지하기 위해 도 1 및 도 2의 (a)에 나타난 바와 같이 용접모재의 용접부와 대응하도록 가이드홈(122)이 형성되는 것이 바람직하며, 격리커버(120)의 양측에 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부산화방지구는, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 용접모재에 밀착되고, 용접부를 감싼 상태에서 비활성기체가 충진 및 정체되고, 용접모재 또는 용접토치가 이동되더라도 이에 대응할 수 있으므로, 아크용접을 하는 과정에서, 공기를 포함하는 산소 및 불순물의 혼입을 효율적으로 방지할 수 있고, 비활성기체가 확산되지 못하므로 비활성기체의 소모를 최소화 할 수 있으며, 산화발생을 방지함으로써, 제조품 외관의 품질저하를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 아크용접이 진행되는 과정에서 용접모재의 외형이 에서 곡선으로, 또는 곡선에서 직선으로 변화되는 경우에도 외형대응밀착부(121)가 용접모재의 외형에 대응하여 밀착할 수 있는 용접부산화방지구(100)에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 용접부산화방지구의 다른 일 실시예를 나타내는 저면 사시도이고, 도 4는 도 3에 나타난 선형밀착커버의 이동을 설명하는 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 용접부산화방지구(100)는, 직선 및 곡선의 외형을 모두 포함하고 있는 용접모재의 형상에 대응하여 밀착이 가능하도록 선형밀착커버(131)와 제1 탄성체(132)를 포함한다.

선형밀착커버(131)는 호형으로 형성되는 외형대응밀착부(121)를 대신하여 용접모재에 밀착되는 것으로, 도 3에 나타난 바와 같이, 하부가 직선을 이루는 형상으로 용접부산화방지구(100)의 내부에 구비될 수 있다.

본 발명의 따른 선형밀착커버(131)는, 사각형으로 형성되는 것을 일 예로 나타내나, 이에 한정하지 않고, 외형이 직선으로 형성되는 용접모재와 직선으로 밀착될 수 있는 형상이라면 다양하게 구비될 수 있다.

또한, 용접부산화방지구(100)는 선형밀착커버(131)가 내부에서 이동되는 것을 가이드 하기 위한 밀착커버가이드(133)가 형성될 수 있으며, 밀착커버가이드(133)는 적어도 하나로 형성되어 선형밀착커버(131)의 이동을 가이드한다.

또한, 도면에 도시되지 않았으나, 용접부산화방지구(100)는 선형밀착커버(131)가 산화방지본체(110)측으로 이동된 상태 또는 격리커버(120)측으로 이동된 상태에서 필요에 따라 위치가 고정되도록 커버고정부를 포함할 수 있다.

용접부산화방지구(100)는 커버고정부를 통해 곡선의 외형으로만 이루어진 용접모재를 용접할 경우, 선형밀착커버(131)를 산화방지본체(110)측으로 고정하여 외형대응밀착부(121)가 용접모재에 밀착되도록 할 수 있으며, 직선의 외형으로만 이루어진 용접모재를 용접할 경우, 선형밀착커버(131)를 격리커버(120)의 외형대응밀착부(121)측으로 고정하여 용접모재에 밀착되도록 할 수 있다.

이에, 직선 및 곡선의 외형으로 형성되는 용접모재에 대응하여 밀착이 가능할 수 있다.

한편, 용접부산화방지구(100)는 선형밀착커버(131)에 탄성력을 제공하여 선형밀착커버(131)의 위치가 가변되도록 하기 위한 제1 탄성체(132)를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 탄성체(132)는 압축하는 힘에 저항하는 힘을 가지는 코일스프링으로 형성되는 것을 일 예로 설명하기로 하나, 이에 한정하지 않고, 판스프링 등 선형밀착커버(131)에 탄성력을 제공할 수 있는 탄성체라면 다양하게 적용될 수 있다.

제1 탄성체(132)는 선형밀착커버(131)에 탄성력을 제공하여 가압하기 위한 것으로, 일측이 선형밀착커버(131)에 연결되고 타측이 산화방지본체(110)의 내부에 연결되어 배치될 수 있다.

이와 같이 구비되는 제1 탄성체(132)의 가압에 의해 용접부산화방지구(100)는, 평상시 또는 아크용접 중 직선의 용접모재와 밀착시, 선형밀착커버(131)가 격리커버(120)의 외형대응밀착부(121)측으로 위치되고, 도 4에 나타난 바와 같이 용접모재의 외형이 직선부에서 곡선부로 변화되면, 선형밀착커버(131)가 산화방지본체(110)측으로 상승되어 외형대응밀착부(121)가 곡선의 용접모재에 밀착될 수 있다.

따라서, 본 발명의 의한 용접부산화방지구는, 아크용접이 진행되는 과정에서 용접모재의 외형이 직선에서 곡선으로, 또는 곡선에서 직선으로 변화하더라도 비활성기체를 용접부에 지속적으로 정체시킬 수 있으며, 산소가 유입되는 것을 차단할 수 있다.

한편, 용접부산화방지구(100)는 또 다른 실시예를 통해 용접모재의 외형에 대응 가능하도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 의한 용접부산화방지구의 또 다른 일 실시예를 나타내는 부분 확대 단면도이고, 도 6은 도 5에 나타난 용접부산화방지구에 탄성체가 더 포함된 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 용접부산화방지구(100)는, 직선 및 곡선의 외형을 모두 포함하고 있는 용접모재의 형상에 대응하여 밀착이 가능하도록 외형대응밀착부(121)가 형상 가변 가능하도록 탄성력을 가지는 제2 탄성체(123)로 형성될 수 있다.

제2 탄성체(123)는 가압할 시 형상이 변형되고, 가압이 중지되면 본래의 형상으로 복원되는 탄성력을 포함하는 판스프링과 같은 탄성체로 형성될 수 있다.

제2 탄성체(123)는 도 5에 도시된 바와 같이, 평상시 격리커버(120)의 일단과 평행하도록 구비되나, 용접모재와 밀착하는 측으로 만곡부를 형성하여 구비될 수 있으며, 용접부산화방지구(100)가 직선의 용접모재와 밀착할 시 틈새가 생기지 않는 형상이라면 다양하게 구비될 수 있다.

제2 탄성체(123)는 양측이 격리커버(120)에 연결되어 고정될 수 있으나, 용접부산화방지구(100) 내부에 구비되는 탄성지지구(124)에 양측이 고정될 수 있다.

한편, 격리커버(120)는, 도 5와 같이 제2 탄성체(123)가 산화방지본체(110) 측으로 변형되는 경우 제2 탄성체(123)의 변형에 대응하여 산화방지본체(110)측으로 수축 가능하도록 가이드홈(122)이 형성되지 않은 부분이 연질로 형성되어 외형대응수축부가 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 격리커버(120)의 외형대응수축부는 도면에 도시되진 않았으나, 주름, 자바라와 같은 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 격리커버(120)의 길이가변이 가능한 형태라면 다양하게 적용될 수 있다.

이와 같이, 외형대응밀착부(121)가, 가압에 의해 형상이 가변되는 제2 탄성체(123)로 구비되면, 외형대응밀착부(121)는, 용접모재의 외형이 직선부에서 곡선부로 변화되더라도 용접모재의 가압에 의해 산화방지본체(110)측으로 휨 변형되고, 격리커버(120) 는 산화방지본체(110)측으로 일부 수축되어 외형대응밀착부(121)가 곡선의 용접모재에도 밀착될 수 있다.

이와 같이 구비되는 용접부산화방지구(100)는, 도 5에 나타난 바와 같이 용접모재의 외형이 직선부에서 곡선부로 변화되더라도 용접모재의 가압에 의해 외형대응밀착부(121)가 산화방지본체(110)측으로 휨 변형되고, 격리커버(120)가 일부 수축되어 곡선의 용접모재에도 밀착될 수 있다.

한편, 용접부산화방지구(100)는 제2 탄성체(123)에 탄성력을 제공할 수 있도록 제3 탄성체(125)가 더 구비될 수 있다. 이는, 제2 탄성체(123)로 형성되는 외형대응밀착부(121)가 직선의 용접모재의 외형과 밀착될 때, 제3 탄성체(125)의 탄성력을 통해 외형대응밀착부(121)의 밀착력을 더욱 증가시켜 산소가 유입될 수 있는 틈새를 방지하기 위함이며, 반대의 경우, 휨 변형되어 있는 외형대응밀착부(121)가 평상시 상태로 신속하게 변형되도록 할 수 있다.

또한, 용접부산화방지구(100)는 제2 탄성체(123)에 크랙방지부(126)가 형성될 수 있다.

크랙방지부(126)는 제2 탄성체(123)가 용접모재에 밀착할 때 제2 탄성체(123)에 의해 용접모재의 외관에 발생할 수 있는 크랙(Crack)을 방지하기 위함이다.

따라서, 본 발명의 의한 용접부산화방지구는, 아크용접이 진행되는 과정에서 용접모재의 외형이 직선에서 곡선으로, 또는 곡선에서 직선으로 변화하더라도 비활성기체를 용접부에 지속적으로 정체시킬 수 있으며, 산소가 유입되는 것을 차단할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명에 의한 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명에 의한 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치의 용접방법에 대한 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.

먼저, 도 7에 나타난 실시예는 정수기용 수탱크에 대한 것으로, 정수기용 수탱크는 내부가 밀폐되는 형태의 하우징으로 구성되며, 해당 하우징은 상부케이스 및 하부케이스를 용접하여 제작할 수 있다.

물론, 정수기용 수탱크의 형상이나 구성, 제품의 크기 및 용도 등에 의해 그 설계구조가 변경될 수 있으며, 이로 인해 다수의 케이스가 용접되어 하나의 하우징을 구성하는 등과 같이 변형될 수는 있으나, 본 발명은 용접방법에 그 기술적 특징이 있으므로, 이하에서는 앞서 살펴본 바와 같이 상부케이스와 하부케이스가 용접되어 하나의 수탱크용 하우징을 제작하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 용접부 내측의 산화방지를 위한 정수기용 수탱크 용접 방법은 케이스 맞대기 단계(S100), 비활성기체 충진단계(S200) 및 아크용접(Arc welding)단계(S300)를 포함한다.

케이스 맞대기 단계(S100)는, 용접하고자 하는 금속재료의 용접부를 밀착시키는 과정으로, 수탱크로 사용할 하우징을 구성하는 상부케이스 및 하부케이스의 용접부를 밀착시킨다.

비활성기체 충진단계(S200)에서는, 용접부가 밀착된 상부케이스 및 하부케이스의 내부에 비활성기체(Inert gas)를 충진하는 과정으로, 상부케이스 및 하부케이스로 구성된 하우징의 내부에 비활성기체를 충진하게 되면, 하우징 내부에 존재하는 산소가 하우징 외부로 배출될 수 있다. 여기서, 비활성기체는 단원자분자인 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈을 포함할 수 있고, 분자로는 질소를 포함할 수 있다.

여기서, 또한, 용접토치 또는 별도의 비활성기체 공급장치를 통해 하우징에 밀착되어 용접부를 감싸고 있는 용접부산화방지구 내부에도 비활성기체를 한다.

이는, 챔버 내부에 존재하고 있는 산소가 용접부산화방지구의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

아크용접단계(S300)는, 하우징 내부의 산소가 모두 배출된 상태에서, 하우징의 용접부 외측을 비활성기체 분위기 속에서 용접하는 과정이다.

이와 같이, 비활성기체 충진단계(S200)를 거쳐 아크용접을 완료하게 되면, 하우징의 외측은 물론 내측 또한 산화가 방지되도록 용접할 수 있다.

이하에서는, 각 단계에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 8은 도 7에 나타난 단계 'S200' 및 단계 'S300'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 8를 참조하면, 비활성기체 충진단계(S200)는 진공형성과정(S210) 및 비활성기체 충진과정(S220)을 포함할 수 있다.

먼저, 도 7에서 살펴본 바와 같이, 하우징 내부에 비활성기체를 충진하는 경우, 하우징의 내부 구조에 따라 공기중에 포함된 산소의 배출이 원활하지 않을 수 있다. 예를 들어, 내부 구성품들 사이나 하우징 내부의 코너부와 같은 부분에 존재하는 산소는, 외부에서 비활성기체가 공급된다 하더라도 유출되지 못하고 하우징 내부에서 와류되어 잔존할 수 있으며, 이러한 산소는 이후 용접과정에서 하우징의 내부를 산화시킬 수 있다.

진공형성과정(S210)은 하우징의 내부 공기를 흡입하여 하우징 내부에 존재하는 산소를 제거하는 과정으로, 하우징의 내부 압력이 낮아지면 하우징의 내부 구조와는 무관하게 하우징 내부의 공기가 모두 배출되므로, 산소가 잔류하게 되는 문제를 방지할 수 있다.

한편, 이와 같이 하우징 내부에 진공을 형성한 상태에서 용접을 하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 상부케이스와 하부케이스의 밀착부(용접부)에 형성된 틈새를 통해 공기가 재유입 될 수 있으므로 이를 방지해야만 한다.

이에. 하우징 내부를 진공으로 형성한 이후, 하우징 내부에 비활성기체를 충진(S220)함으로써, 압력차에 의해 공기에 포함된 산소가 하우징 내부로 재유입되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 비활성기체가 충진된 하우징 내부의 압력과 외부압력이 동일할 경우, 하우징 내부에 충진된 비활성기체가 앞서 설명한 용접부의 틈새를 통해 외부로 유출될 수 있고, 유출된 비활성기체의 양에 해당하는 공기가 하우징 내부로 유입되면서, 용접시 하우징 내부에 산화가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 비활성기체 충진단계(S200)는, 비활성기체에 의해 하우징의 내부에 양압이 발생하도록 하는 하우징내부 양압형성과정(S230)을 더 포함할 수 있다.

도 8를 참조하면, 아크용접단계(S300)는 챔버(Chamber)내부 양압형성과정(S310) 및 용접부 용접과정(S320)을 포함할 수 있다.

앞서도 설명한 바와 같이, 하우징 내부를 진공으로 만든 후, 비활성기체를 충진하는 이유는 하우징 외부, 다시 말해 용접장치의 챔버 내부에 존재하는 산소가 하우징의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

따라서, 하우징의 내부, 용접부의 주위는 물론, 용접장치의 챔버 내부에 존재하는 산소 또한 제거하게 되면, 아크용접시 용접부에 산화가 발생하는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

이에, 비활성기체 충진단계(S200)에서 하우징 내부에 양압이 형성되면, 아크용접단계(S300)에서 챔버 내부 또한 비활성기체를 이용하여 양압을 형성(S310)한 후, 양압이 형성된 챔버 내부에서 하우징의 용접부에 대한 아크용접을 수행할 수 있다(S320).

이때, 챔버 내부의 압력이 하우징 내부의 압력보다 낮을 경우, 하우징 내부의 비활성기체가 챔버로 배출되고, 앞서 설명한 바와 같이 챔버 내부 구조나 형상에 의해 외부로 배출되지 못하고 챔버 내부 잔존하던 소량의 산소가 비활성기체가 배출된 하우징의 내부로 유입될 가능성이 있다.

따라서, 본 발명에서는 아크용접단계(S300)에서 아크용접용 챔버 내부에 양압을 형성하는 과정에서, 챔버 내부의 압력이 대기압과 하우징 내부의 압력 사이로 조절하도록 함이 바람직하다.

물론, 하우징 및 챔버 내부에 형성되는 양압이 클 경우, 내부에 비활성기체가 충진됨에도 불구하고 외부로부터 산소를 포함하는 공기가 유입될 수 있으므로, 각 단계에서의 양압은 압력차에 의해 기체가 이동되는 것을 방지할 수 있는 최소압력차로 형성됨은 당연하다.

한편, 불활성기체 분위기의 아크용접에서 산화가 활발이 발생되는 온도는 약500℃ 내지 600℃이며, 아크용접시 용접온도는 약 1000℃이다.

따라서, 아크용접에 의한 산화는 용접후 온도가 하강하는 과정에서 발생될 수 있다.

도 9를 참조하면, 용접이 시작되면 용접부의 온도는 최소용접온도(T1)이상으로 상승하게 되며, 용접이 완료되면 하강(도 9에서 실선)하게 된다.

이때, 본 발명의 아크용접단계(S300)는 산화가 활발하게 발생하는 구간(T2 내지 T3)을 최단시간으로 통과하기 위하여, 도 8에 나타난 바와 같이 아크용접된 용접부를 급속냉각하는 용접부 급속냉각과정(S330)을 수행할 수 있다.

결과적으로, 산화가 발생하는 구간(T2 내지 T3)의 통과시간을 'Δt2'에서 'Δt1'으로 크게 감소시킴으로써, 산화의 발생을 최소화할 수 있다.

따라서, 본 발명은 도 8에 나타난 각 단계 및 과정들에 의해, 하우징과 챔버 의 내부 및 용접부 주위에 산소가 잔류하는 것을 원천적으로 방지함은 물론, 혹시라도 잔존하는 극소량의 산소에 의한 산화발생시간 또한 최소화함으로써, 음용수를 저장하는 수탱크의 제조과정에서 산화가 발생하여 음용수가 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

하기에서는, 앞서 설명한 방법에 의해 정수기용 수탱크를 제작할 수 있는 용접장치에 대해 살펴보기로 한다.

도 10은 본 발명에 의한 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.

도 10을 참조하면, 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치 (200)는 챔버(210), 제1 지그(220), 제2 지그(230), 이동모듈(240), 용접부산화방지구(100) 및 용접토치(260)를 포함한다.

챔버(210)는 정수기용 수탱크를 용접하기 위한 것으로, 내부공간이 밀폐가능하도록 구성되며, 일측에는 챔버(210) 내부의 장치들을 제어하기 위한 제어부(211) 및 용접을 위한 도어(212)가 구성될 수 있다.

제1 지그(220)는 챔버(210) 내부에 구성되어, 수탱크용 하우징(300)의 상부케이스(310)를 지지하는 것으로, 상부케이스(310)가 안정적으로 끼워질 수 있도록 하는 고정패드(221)와, 용접시 상부케이스(310)를 회동시키기 위한 회동모터(222)를 포함할 수 있다.

제2 지그(230)는 제1 지그(220)에 마주보도록 구성되어 수탱크용 하우징(300)의 하부케이스(320)를 지지하는 것으로, 제1 지그(220)와 동일 내지 유사한 이유로 고정패드(231) 및 회동모터(232)를 포함할 수 있다.

이동모듈(240)은 제1 지그(220) 및 제2 지그(230)에 지지된 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 용접부를 맞닿도록 하기 위한 것으로, 제1 지그(220) 및 제2 지그(230) 중 어느 하나 또는 두 지그 모두를 이동시킬 수 있으며, 도 10 및 도 14에서는 제2 지그(230)를 이동시키는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.

용접부산화방지구(100)는 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)가 밀착된 상태에서, 용접하고자 하는 용접부를 감싸도록 구성되고, 비활성기체가 충진되며, 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)로 구성되는 하우징(300)의 외형에 대응하도록 외형대응밀착부가 형성된다.

용접부산화방지구(100)는 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이 용접모재의 형상에 대응하여 밀착 가능하도록 구비되나, 후술할 냉각노즐(210)이 용접장치(200)에 구비되는 경우, 용접부산화방지구(100)는 냉각노즐(210)이 삽입되도록 노즐삽입부가 더 형성되는 것이 바람직하다. 이하, 용접부산화방지구(100)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

용접토치(260)는 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)가 밀착된 상태에서, 용접부산화방지구(100)에 삽입되어 용접부를 아크용접하는 것으로, 용접에 필요한 비활성기체(예를 들어, 아르곤)를 저장한 탱크 및 이를 공급하는 파이프 등의 구성은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용할 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지 않는다.

또한, 본 발명은 각 장치의 세부구성이 아니라 장치를 운용하는 방법에 기술적 특징이 있으므로, 용접토치(260)와 같이 구성의 제약 등에 대한 조건은 다른 구성에도 동일 내지 유사하게 적용됨은 물론이다.

한편, 본 발명의 용접 장치(200)는 도 8에서 살펴본 바와 같이, 산화가 발생하는 것을 원천적으로 차단하기 위하여 냉각노즐(210), 질소공급모듈(250), 하우징용 진공펌프(280) 및 챔버용 진공펌프(290)를 더 구성할 수 있다.

냉각노즐(210)은 용접토치(260)에 의해 용접된 고온의 용접부를 급속냉각하기 위한 것으로, 상술한 용접부산화방지구(100)에 삽입되며, 용접토치(260)에 인접하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)가 회동모터(222, 232)에 의해 일측방향으로 회동되면서 용접될 경우, 냉각노즐(210)은 용접토치(260)를 기준으로 다른 일측방향에 배치될 수 있다.

질소공급모듈(250)은 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)로 구성되는 하우징(300)의 내부에 비활성기체인 질소를 공급하기 위한 것으로, 제1 지그(220) 또는 제2 지그(230)를 거쳐 상부케이스(310) 또는 하부케이스(320)를 통해 내부로 질소를 공급할 수 있다.

하우징용 진공펌프(280)는 하우징(300) 내부를 진공으로 만들기 위한 것으로, 도 10에 나타난 바와 같이 질소공급모듈(250)과 별도로 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 당업자의 요구에 따라 하나의 장치를 이용하여 진공형성 및 질소공급이 가능함은 물론이다.

챔버용 진공펌프(290)는 하우징(300)을 용접하기 위하여 챔버(210)의 내부공간이 밀폐되면, 챔버(210) 내부를 진공으로 만들기 위한 것으로, 도 10에서는 하우징용 진공펌프(280)와 별도로 나타내었으나, 당업자의 요구에 따라 하나의 진공펌프를 이용하여 하우징(300) 및 챔버(210) 모두의 내부를 진공화할 수 있으며, 그 위치 또한 챔버(210) 내부로 한정하는 것은 아니다.

마지막으로, 챔버(210)에 구성된 제어부(211)는, 도 10에 나타난 바와 같이 회동모터(222, 232), 이동모듈(240), 질소공급부(250), 용접토치(260), 냉각노즐(210), 하우징용 진공펌프(280) 및 챔버용 진공펌프(290)와 전기적으로 연결(도 10에서 가는 실선)되어 각 구성들의 동작을 제어하여 도 7 또는 도 8에 나타난 용접 방법에 의해, 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 용접부를 용접하는 것으로, 도 10에 나타난 바와 같이 챔버(210)의 일측에 패널형태로 구성될 수 있으며, 당업자의 요구에 따라 별도의 단말기 또는 리모트컨트롤러로 구성될 수 있다.

도 11 내지 도 14은 도 10에 의해 수탱크가 용접되는 과정을 설명하는 도면이다.

도 11를 참조하면, 용접될 하우징(300)의 상부케이스(310)와 하부케이스(320)는, 챔버(210)의 도어(212)를 통해 제1 지그(220) 및 제2 지그(230)에 각각 끼워질 수 있으며, 도어(212)는 닫히게 되어 챔버(210) 내부는 밀폐가 될 수 있다.

이후, 도 12에 나타난 바와 같이 이동모듈(240)에 의해 제2 지그(230)가 이동하게 되면, 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 용접부는 서로 밀착될 수 있다.

상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 용접부가 밀착되면, 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 내부는 하우징용 진공펌프(280)에 의해 공기가 배출되면서 질소공급모듈(250)에 의해 질소로 충진될 수 있다.

이때, 제어부(211)는 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 내부가 양압이 걸리도록 질소공급모듈(250)을 제어할 수 있으며, 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 내부압력을 측정하기 위한 압력센서 및 측정방법은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용될 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.

또한, 제어부(210)는 챔버용 진공펌프(290)를 제어하여, 챔버(210) 내부가 대기압을 기준으로 양압이 형성되도록 하고, 하우징용 진공펌프(280)를 제어하여 하우징(300)의 내부에는 챔버(210) 내부의 기압을 기준으로 양압이 형성되도록 할 수 있다.

그리고, 도 13에 나타난 바와 같이 용접토치(260)가 용접부에 접근하게 되고, 회동모터(222, 232)에 의해 제1 지그(220) 및 제2 지그(230)가 회전되면서, 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 용접부에 대한 용접이 이루어질 수 있다.

이때, 도 8에 나타난 바와 같이 용접이 완료된 용접부는 냉각노즐(210)에 의해 냉각될 수 있으며, 용접부를 냉각시키기 위한 냉매는 저온(액화온도보다는 높은 온도)의 비활성기체(예를 들어, -5℃ 내지 -20℃의 질소기체)를 사용할 수 있으며, 급격한 온도변화에 의해 용접부에 크랙 등이 발생하지 않도록 하기 위하여 극저온의 비활성기체를 이용하는 것은 피함이 바람직하다.

이와 같은 과정에 의해 상부케이스(310) 및 하부케이스(320)의 용접부에 대한 용접이 완료되면, 이동모듈(240)은 제2 지그(230)를 원래의 위치로 이동시키며, 사용자는 도어(212)를 통해 하우징(300)을 회수할 수 있다.

이때, 회동모터(222, 232)는 제1 지그(220) 및 제2 지그(230)를 용접시 회동방향과 반대방향으로 회동시켜 원위치로 복귀시킬 수 있으며, 용접토치(260) 및 냉각노즐(210) 또한 원래의 위치로 이동할 수 있다.

따라서, 본 발명은 음용수를 저장하는 정수기용 수탱크를 용접하는 과정에서, 하우징(300)의 외부는 물론 내부에도 산화가 발생하지 않도록 함으로써, 정수기 이용시 사용자들이 안심하고 음용수를 마실 수 있도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 용접방법 및 용접장치는, 앞서 설명한 본 발명의 기술적 특징을 유지한다면, 다양한 구조적 변경이 가능한 수탱크 등에도 적용이 가능함은 물론이며, 정수기 이외에도 다양한 전자제품이나 기구물, 구조물, 건축물 등에서도 활용은 가능하다.

이상에서 본 발명에 의한 용접부 내측의 산화방지를 위한 정수기용 수탱크 용접 방법 및 장치에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

100 : 용접부산화방지구
110 : 산화방지본체 111 : 토치삽입부
112 : 기체공급부 113 : 기체토출부
120 : 격리커버 121 : 외형대응밀착부
122 : 가이드홈 123 : 제2 탄성체
124 : 탄성지지구 125 : 제3 탄성체
126 : 크랙방지부
131 : 선형밀착커버 132 : 제1 탄성체
133 : 밀착커버가이드
200 : 용접 장치
210 : 챔버(Chamber) 211 : 제어부
220 : 제1 지그(Jig) 230 : 제2 지그
240 : 이동모듈 250 : 질소공급모듈
260 : 용접토치 270 : 냉각노즐
280 : 하우징용 진공펌프 290 : 쳄버용 진공펌프
300 : 하우징
310 : 상부케이스 320 : 하부케이스

Claims (10)

1. 용접부 내측의 산화방지를 위한 정수기용 수탱크 용접 방법에 사용되는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치에 있어서,
   내부공간이 밀폐가능하도록 구성된 챔버;
   상기 챔버 내부에 구성되어, 수탱크용 하우징의 상부케이스 및 하부케이스를 지지하는 지그;
   상기 지그를 이동시켜, 상기 상부케이스 및 하부케이스의 용접부가 맞닿도록 하는 이동모듈;
   상기 용접부를 감싸도록 구성되며, 비활성기체가 충진되고, 상기 수탱크용 하우징의 외형에 대응하도록 외형대응밀착부가 형성된 용접부산화방지구;
   상기 용접부산화방지구에 삽입되어, 밀착된 상기 상부케이스 및 하부케이스의 용접부를 아크용접하는 용접토치; 및
   상기 용접토치에 의해 용접된 용접부를 급속냉각하여 산화가 활발하게 발생하는 온도구간을 최단시간으로 통과하도록 하는 냉각노즐;을 포함하고,
   상기 용접부산화방지구는,
   용접모재의 아크용접을 위한 용접토치가 삽입되며 아크용접시 내부에 비활성기체(Inert gas)가 충진되는 산화방지본체;
   상기 산화방지본체와 공간적으로 연결되며, 해당 용접모재의 외형에 대응하도록 외형대응밀착부가 형성되어 용접부를 감싸도록 구성된 격리커버; 및
   상기 용접토치에 의해 용접된 용접부를 급속냉각하여 산화가 활발하게 발생하는 온도구간을 최단시간으로 통과하도록 하는 냉각노즐이 삽입되도록 형성된 노즐삽입부;를 포함하며,
   상기 용접 방법은,
   상부케이스 및 하부케이스의 용접부를 밀착시키는 케이스 맞대기 단계;
   상기 상부케이스 및 하부케이스를 포함하여 구성되는 하우징 내부에 비활성
   기체(Inert gas)를 충진하는 비활성기체 충진단계; 및
   상기 하우징의 용접부 외측을 비활성기체 분위기 속에서 용접하는 아크용접(Arc welding)단계;를 포함하며,
   상기 아크용접단계는,
   용접부 외측인 챔버의 내부에 비활성기체를 충진하는 과정에서,
   외부에서 챔버 및 챔버에서 하우징의 순서에 의해 단계적으로 양압이 발생되도록 하여, 외부의 산소가 챔버로 유입되거나 챔버 내부의 잔존 산소가 하우징 내부로 유입되는 것을 방지하도록 유지한 상태에서 용접하는 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 산화방지본체는,
   상기 용접부를 아크용접하는 용접토치가 삽입되는 토치삽입부;
   상기 비활성기체가 공급되는 적어도 하나의 기체공급부; 및
   상기 비활성기체의 적어도 일부가 토출되는 적어도 하나의 기체토출부;를 포함하고,
   상기 격리커버는,
   상기 용접부와 대응하도록 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
   
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 외형대응밀착부를 개폐가능하도록 이동되는 선형밀착커버; 및
   상기 선형밀착커버에 탄성력을 제공하여 외형대응밀착부측으로 가압하는 제1 탄성체;를 더 포함하고,
   아크용접시, 용접모재의 외형이 직선부에서 곡선부로 변화되면, 상기 선형밀착커버가 상승되면서 상기 산화방지본체측으로 이동되고, 상기 격리커버의 외형대응밀착부가 상기 용접모재에 밀착되는 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 선형밀착커버의 이동을 가이드하는 적어도 하나의 밀착커버가이드;를 더 포함하고,
   상기 선형밀착커버는,
   상기 밀착커버가이드를 따라 상기 산화방지본체측 또는 상기 외형대응밀착부측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
   
5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 외형대응밀착부는,
   탄성력에 의해 형상이 가변되는 제2 탄성체;를 포함하고,
   상기 격리커버는,
   상기 제2 탄성체의 변형에 대응하여 상기 산화방지본체측으로 수축가능하도록 형성되는 외형대응수축부;를 포함하며,
   아크용접시, 용접모재의 외형이 직선부에서 곡선부로 변화되면, 상기 외형대응밀착부가 상기 산화방지본체측으로 휨 변형되어 상기 용접모재에 밀착되는 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 격리커버는,
   아크용접시, 상기 용접모재와 밀착되어 상기 제2 탄성체에 의한 크랙(Crack)을 방지하는 크랙방지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
   
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 용접부산화방지구는,
   상기 외형대응밀착부가 상기 수탱크용 하우징의 곡면 또는 평면 형상에 대응하여 밀착되어 상기 용접부를 격리하는 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 상부케이스 및 하부케이스의 용접부가 밀착되면, 상기 수탱크용 하우징의 내부에 질소를 공급하는 질소공급모듈;을 더 포함하고,
   상기 질소공급모듈 및 상기 용접부산화방지구를 통해 상기 하우징의 내측 및 외측을 비활성기체 분위기로 형성하여, 상기 하우징의 용접부를 용접하는 것을 특징으로 하는 용접부산화방지구를 포함하는 정수기용 수탱크 용접 장치.
10. 삭제

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