KR102058698B1 - 아르곤 용접기용 토치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아르곤 용접기용 토치에 관한 것으로,
전극봉이 삽입되는 토치헤드(300)와, 상단은 상기 토치헤드(300)와 연결되고 하단은 전선(C)이 연결되며 손잡이 역할을 하는 손잡이체(100)를 포함하여 아르곤 용접기용 토치로 형성되되, 상기 손잡이체(100)는 열전도성이 높은 금속재질로 되는 막대 형상의 몸체를 이루어 하단에서부터 상단을 향해 일정 깊이로 손잡이체(100)가 형성되고, 몸체 외주에서 손잡이체(100)에 이르는 볼트공(122)이 형성되어, 상기 손잡이체(100)에 전선(C)을 끼워 볼트공(122)에 볼트를 체결하여 조임으로써 전선(C)을 손잡이체(100)에 연결하게 되는 한편, 상기 손잡이체(100)로 점유되지 않은 부분을 따라 몸체를 길이 방향으로 관통하는 가스통로(140)가 형성되어 상기 가스통로(140)를 통해 아르곤 가스를 토치헤드(300)로 공급하게 되어,
전선을 간편하고 견고하게 연결하여 줄 수 있음과 아울러 손잡이 부분에서 발생되는 열을 효과적으로 발산시킬 수 있게 되는 아르곤 용접기용 토치에 관한 것이다.

Description

아르곤 용접기용 토치{torch for welding machine}

본 발명은 아르곤 용접기용 토치에 관한 것으로, 특히 전선의 연결을 용이하게 할 수 있으면서도 방열 효율을 극대화할 수 있게 되는 아르곤 용접기용 토치에 관ㅎ나 것이다.

일반적으로 용접은 아르곤용접, 가스용접, 저항용접, 특수용접 등으로 분류할 수 있다. 그 중에 아르곤용접은 방전을 이용하여 전극과 전극 사이에 아크(Arc)를 만들고, 그 발열에 의해서 용착부를 녹여 용접한다.

상기 아르곤 용접은 녹는점이 높은 금속이나 활성금속인 경우, 대기와 반응하여 용접부위가 오염되기 때문에 비활성기체를 채운 챔버 속에서 작업이 이루어진다. 또는 비활성가스가 분사되는 노즐이 설치된 용접용 전극으로 용접작업을 행한 후에 용접부위가 충분히 냉각될 때까지 비활성기체를 계속 뿜어내는 방법을 사용한다.

아르곤 용접에 사용되는 전극은 전극 자체인 용접봉을 녹여서 접합부를 메우는 소모식 전극과, 전극이 녹지 않고 소재를 녹여서 접합시키는 비소모식 전극이 있는데, 소모식 전극 중에 텅스텐을 사용하는 방법을 티그용접(Tungsten Inert Arc Welding, TIG)이라 한다.

티그용접은 비활성가스인 아르곤가스의 분위기하에서 텅스텐 전극과 모재 사이에 아르곤을 발생시킴으로써 아르곤에 의해 열이 발생되고, 이로써 모재 및 용접봉이 용융되어 금속을 접합시킬 수 있도록 하는 용접방법이다.

이와 같이 아르곤을 이용하는 용접기는 전압을 발생시켜 각각의 전극이 생성되도록 하는 용접기 본체와, 상기 용접기 본체에 전선로 연결되고, 토출구에 텅스텐 전극이 설치된 토치와, 상기 용접기 토치와 모재 사이에 아르곤이 발생되도록 용접기 본체와 모재를 연결하는 전선과, 용접기 본체에 연결되어 용접기 토치에 아르곤가스를 공급하는 가스 저장탱크와, 용접기의 작동을 제어할 수 있도록 하는 스위치박스를 포함한다.

도 6은 종래의 아르곤 용접기용 토치의 사시도이다.

도시된 바와 같이 종래의 토치(1)는 전선(C)이 연결되며 손잡이 역할을 하는 손잡이체(10)와, 전극봉(5)이 삽입되는 토치헤드(30)를 포함하고, 손잡이체(10)는 토치헤드(30)에서 연장된 연장부(20)와 연결된다. 여기서, 아르곤 가스는 가스 저장탱크로부터 손잡이체(10) 및 연장부(20)를 지나 토치헤드(30)로 공급된다.

상기 토치헤드(30)에는 용도에 따라 다양한 크기의 전극봉이 끼워지며, 용접에 직접적으로 사용되는 않는 전극봉의 일측은 세라믹캡(40)에 의해 밀폐된다. 그리고 용접에 직접적으로 사용되는 전극봉의 일부 영역은 세라믹컵(70)에 의해 덮어지도록 마련된다.

한편, 상기 토치헤드(30)는 아르곤 가스와 열로 인해 고온고압의 상태에 놓이게 되므로 장기간 사용시 파손될 우려가 있다. 따라서 토치헤드(30)의 내측과 외측은 세라믹 또는 테프론 소재를 이용하여 보호하도록 별도의 보호부재(31,32)를 포함하여 토치헤드(30)가 제작되고 있다.

여기서, 용접과정에서 토치헤드(30)에서 발생하는 열을 신속하게 발산함으로써 용접 효율을 높이기 위한 기술이 제시된 바 있다. 아래 특허문헌 1에 게시된 아르곤 용접기용 토치인바, 유입구가 내장된 토치몸체의 상단에 위치하여 텅스텐봉이 삽입되는 토치헤드, 상기 토치헤드의 적어도 어느 일측에 착탈가능하게 결합되는 헤드더미를 포함하되, 상기 헤드더미는 내측으로부터 열흡수층, 절연층, 열발산층이 차례로 적층되어 형성되는 아르곤 용접기용 토치이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0026209호(2011. 3. 15.)

종래의 아르곤 용접기용 토치에서 토치헤드에서 발생되는 열을 신속하게 발산하기 위한 기술은 마련되고 있으나, 용접과정에서 손잡이체 부분에서 발생하는 열을 효과적으로 발산시키지 못하고 있는 실정이다. 나아가 종래 아르곤 용접기용 토치는 전선 끝에 단자가 설치되고 손잡이체는 상기 단자가 연결될 수 있도록 마찬가지로 단자가 형성되어 볼트와 너트로 서로 연결되고 있는데, 전선을 연결하기 위한 구조가 복잡할 뿐만 아니라 약하다는 문제가 노출되고 있다.

본 발명에서는 전선이 연결되며 손잡이 역할을 하는 손잡이체를 포함하여 아르곤 용접기용 토치를 형성하되, 상기 손잡이체는 열전도성이 높은 금속재질로 되는 막대 형상의 몸체를 이루어 일정 깊이로 연결홈이 형성되어 연결홈에 전선을 끼워 볼트로 고정하는 한편, 상기 연결홈으로 점유되지 않은 부분을 따라 몸체를 길이 방향으로 관통하는 가스통로가 형성되어 상기 가스통로를 통해 아르곤 가스를 토치헤드로 공급할 수 있도록 하는 아르곤 용접기용 토치를 제안함으로써 상기의 목적을 달성한다.

본 발명에 따르면 전선을 간편하고 견고하게 연결하여 줄 수 있음과 아울러 손잡이 부분에서 발생하는 열을 효과적으로 발산시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 손잡이체의 예시도,
도 2는 본 발명에 의한 손잡이체의 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 손잡이체와 토치헤드 및 전선과의 결합상태를 보여주는 분해도,
도 4는 도 3의 결합상태도,
도 5는 본 발명에 의한 손잡이체가 사용되어 완성된 아르곤 용접기용 토치의 예시도,
도 6은 종래 아르곤 용접기용 토치의 예시도.

본 발명에서는 손잡이체 부분에서 발생하는 열을 효과적으로 발산시키도록 하면서도 전선을 쉽고 간편하게 연결할 수 있도록 하는 아르곤 용접기용 토치를 얻기 위해,

전극봉이 삽입되는 토치헤드와, 상단은 상기 토치헤드와 연결되고 하단은 전선이 연결되며 손잡이 역할을 하는 손잡이체를 포함하여 아르곤 용접기용 토치로 형성되되, 상기 손잡이체는 열전도성이 높은 금속재질로 되는 막대 형상의 몸체를 이루어 하단에서부터 상단을 향해 일정 깊이로 연결홈이 형성되고, 몸체 외주에서 연결홈에 이르는 볼트공이 형성되어, 상기 연결홈에 전선을 끼워 볼트공에 볼트를 체결하여 조임으로써 전선을 손잡이체에 연결하게 되는 한편, 상기 연결홈으로 점유되지 않은 부분을 따라 몸체를 길이 방향으로 관통하는 가스통로가 형성되어 상기 가스통로를 통해 아르곤 가스를 토치헤드로 공급하게 되는 아르곤 용접기용 토치를 제안한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 손잡이체의 예시도, 도 2는 본 발명에 의한 손잡이체의 단면도, 도 3은 본 발명에 의한 손잡이체와 토치헤드 및 전선과의 결합상태를 보여주는 분해도, 도 4는 도 3의 결합상태도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 아르곤 용접기용 토치는 전극봉(340)이 삽입되는 토치헤드(300)와, 상단은 상기 토치헤드(300)와 연결되고 하단은 전선(C)이 연결되며 손잡이 역할을 하는 손잡이체(100)를 포함하여 형성된다. 토치헤드(300)에는 일정길이를 이루며 연결대(320)가 형성되어 상기 연결대(320)에 손잡이체(100)가 연결되는 구조를 이룰 수 있는데, 상기 연결대(320)에는 내부 중앙으로 가스통로가 관통되어서 아르곤 가스가 공급될 수 있게 형성된다.

상기 손잡이체(100)는 열전도성이 높은 금속재질로 형성된다. 대략 막대 형상의 몸체를 이룬다. 이러한 손잡이체(100)는 상기 연결대(320)와 함께 손잡이로서의 역할을 수행하게 된다.

상기 손잡이체(100)에는 하단에서부터 상단(연결대와 연결되는 지점)을 향해 일정 깊이로 연결홈(120)이 형성된다. 이러한 손잡이체(100)에는 몸체 외주에서 연결홈(120)에 이르는 볼트공(122)이 형성된다.

상기 구성에 의하면, 상기 연결홈(120)에 전선(C)을 끼운 다음 상기 볼트공(122)에 볼트를 체결하여 조이게 되면 볼트가 전선(C)을 압박하면서 전선(C)이 연결홈(120)에서 분리되지 않게 된다. 매우 간편한 방식으로 전선(C)을 손잡이체(100)에 연결할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 손잡이체(100)에서 연결홈(120)으로 점유되지 않은 부분에는 몸체를 길이 방향으로 관통하는 가스통로(140)가 형성된다. 상기 가스통로(140)는 손잡이체(100)가 토치헤드(300)에 결합될 때 연결대(320)에 형성되는 가스통로와 이어져 서로 연통되어 아르곤 가스를 토치헤드(300)로 공급할 수 있게 형성된다. 여기서, 상기 가스통로(140)의 입구측에는 연결관이 형성되어 가스관(G)을 쉽게 연결할 수 있도록 할 수 있다.

상기 가스통로(140)를 원활하게 형성하기 위해 상기 연결홈(120)은 손잡이체(100) 몸체의 횡단면 상에서 어느 한쪽으로 치우친 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 연결홈(120)이 형성되지 않은 지점의 두께를 충분히 확보할 수 있도록 하고자 하는 것인바, 상기 구성에 따라 가스통로(140)를 형성하기 위해 필요한 충분한 공간을 확보할 수 있게 된다.

상기 가스통로(140)는 연결홈(120)보다 깊게 형성되는 수평통로(142)와 상기 손잡이체(100) 몸체 외주에서 상기 수평통로(142)를 지나 몸체 중심에 이르게 형성되는 수직통로(144), 그리고 상기 몸체 중심에서 수직통로(144)에 연결되며 수평방향으로 형성되는 연결통로(146)를 포함하게 형성될 수 있다. 이로써 가스통로(140)가 연결홈(120)과 나란하게 형성되다가 연결홈(120)의 내측 끝단을 지나서는 몸체 중심부에 형성될 수 있게 된다. 가스통로(140)의 출구가 몸체 중심부에 형성되는 것인바, 따라서 손잡이체(100)가 토치헤드(300)에 결합될 때 가스통로(140)가 연결대(320) 중심부에 형성된 가스통로와 이어질 수 있게 된다.

상기 구성은 마치 연결홈(120)을 길이방향으로 감싸는 것과 같이 형성되는 것인데, 수평통로(142)와 수직통로(144), 연결통로(146)를 각각 드릴로 천공하는 방식으로 형성하여 서로 이어지게 함으로써 달성되는 구성이다. 이러한 가스통로(140) 구성에서 수직통로(144)는 입구가 막히게 되는바, 드릴로 천공한 다음 입구를 별도의 부재로 견고하게 막아주게 된다. 따라서 가스관(G)에서 공급되는 아르곤 가스를 원활하게 공급하게 되지만 외부로 누출되지는 않도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 아르곤 용접기용 토치는 토치헤드(300)에 용접봉(340)이 설치되고, 손잡이체(100)는 토치헤드(300)에 결합된 상태에서 절연재질의 커버(160)로 덮여 보호되는데, 가스통로(140)를 통해 가스가 손잡이체(100)를 관통하면서 공급되는 과정에서 손잡이체 부분에서 발생하는 열을 빼앗아 손잡이체(100)의 온도를 낮추는 작용을 하게 된다. 따라서 손잡이체(100)에서 발생되는 열을 효과적으로 발산시킬 수 있게 되는바, 결과적으로 손잡이 부분에서 발생되는 열을 효과적으로 발산시킬 수 있는 아르곤 용접기용 토치를 구현할 수 있게 된다.

100 : 손잡이체, 120 : 연결홈,
122 : 볼트공, 140 : 가스통로,
142 : 수평통로, 144 : 수직통로,
146 : 연결통로, 160 : 커버,
300 : 토치헤드, 320 : 연결대,
340 : 용접봉.

Claims (3)

1. 전극봉이 삽입되는 토치헤드(300)와, 상단은 상기 토치헤드(300)와 연결되고 하단은 전선(C)이 연결되며 손잡이 역할을 하는 손잡이체(100)를 포함하여 아르곤 용접기용 토치로 형성되되,
   상기 손잡이체(100)는 금속재질로 되는 막대 형상의 몸체를 이루어 하단에서부터 상단을 향해 일정 깊이로 연결홈(120)이 형성되고, 몸체 외주에서 연결홈(120)에 이르는 볼트공(122)이 형성되어, 상기 연결홈(120)에 전선(C)을 끼워 볼트공(122)에 볼트를 체결하여 조임으로써 전선(C)을 손잡이체(100)에 연결하게 되는 한편,
   상기 연결홈(120)로 점유되지 않은 부분을 따라 몸체를 길이 방향으로 관통하는 가스통로(140)가 형성되어 상기 가스통로(140)를 통해 아르곤 가스를 토치헤드(300)로 공급하게 되고,
   상기 가스통로(140)는 연결홈(120)보다 깊게 형성되는 수평통로(142), 상기 손잡이체(100) 몸체 외주에서 상기 수평통로(142)를 지나 몸체 중심에 이르게 형성되는 수직통로(144), 상기 몸체 중심에서 수직통로에 연결되며 수평방향으로 형성되는 연결통로(146)를 포함하고, 상기 수직통로(144)는 입구가 막히게 됨으로써 가스통로(140)의 배출구가 몸체 중심에 형성되는 아르곤 용접기용 토치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 연결홈(120)은 손잡이체(100) 몸체의 횡단면 상에서 어느 한쪽으로 치우친 위치에 형성되어 가스통로(140)가 형성되는 공간을 확보하게 되는 아르곤 용접기용 토치.
   
   
3. 삭제

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