KR102181036B1 - 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 모재에 대하여 전체적으로 또는 작업자가 원하는 부위를 정확하고 용이하게 예열할 수 있도록 한 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 모재를 용접이나 레이저 가공하는데 이용되는 베드 장치로서, 소정 형태의 베드 바디; 상기 베드 바디의 상면에 종횡방향으로 간격을 갖고 복수 형성되는 열전도체 장착홈; 상기 열전도체 장착홈에 삽입 및 탈락가능하게 구비되며, 열전도성 재질로 이루어지는 복수의 열전도체; 상기 열전도체 장착홈 각각의 바닥면에 형성되어 열을 발생하는 히팅 수단; 상기 히팅 수단에 필요 전력을 제공하기 위한 전원 공급 수단; 및, 상기 히팅 수단과 전원 공급 수단을 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 모재를 용접이나 레이저 가공하는데 이용되는 베드 장치로서, 소정 형태의 베드 바디; 상기 베드 바디의 상면에 종횡방향으로 간격을 갖고 복수 형성되는 열전도체 장착홈; 상기 열전도체 장착홈에 삽입 및 탈락가능하게 구비되며, 열전도성 재질로 이루어지는 복수의 열전도체; 상기 열전도체 장착홈 각각의 바닥면에 형성되어 열을 발생하는 히팅 수단; 상기 히팅 수단에 필요 전력을 제공하기 위한 전원 공급 수단; 및, 상기 히팅 수단과 전원 공급 수단을 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 모재에 대하여 전체적으로 또는 작업자가 원하는 부위를 정확하고 용이하게 예열할 수 있도록 한 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 산업 전반에서 구조물을 경량화하기 위한 소재로 고강도강(High Strength Steel)과 알루미늄의 사용이 증가하고 있다. 이 중에서도, 알루미늄은 비강도가 우수하고 내식성이 우수한 특성을 나타낸다.
통상, 스틸 강판을 상호 겹치기 접합하는 경우 스폿 용접기를 이용한 전기저항 용접이나 레이저빔을 이용한 레이저 용접이 주로 적용되지만, 알루미늄 합금의 경우에는 스틸 대비 용접이 난해하여 작업이 어려움 문제가 있다.
이러한 알루미늄의 용접 방법은 크게 두 가지로 나뉘는데, 첫 번째는 TIG 용접 방법으로, 용접전원은 순수한 AC를 사용하는 방법과 AC/DC 복합기능을 이용하는 방법이며, 실드 가스는 알곤을 사용하고 용접와이어도 모재와 같은 재질을 사용하는 것이다.
두 번째는 MIG 용접법으로, 용접전원은 CO2용접기와 같은 파워가 필요하며, MIG전용 용접기가 있기도 하지만 CO2 용접기로도 용접기 가능하고, 용접와이어는 알루미늄 와이어를 사용하고 실드가스는 알곤을 사용하는 것이다.
고주파용접법으로, 450kHz 정도의 높은 주파수의 전류를 용접 대상물에 흘려보내 이때 발생하는 열로 용접하는 방법이 있으며, 전류의 공급방식에 따라 두 가지로 나뉘는데, 용접 대상물에 직접 전류를 보내 용접열을 얻는 고주파저항용접과 용접물에 직접 전류를 보내지 않고 유도코일에 의해 모재(母材)에 유도된 전류의 열을 이용하는 고주파유도용접이 있다.
전류의 공급 방식은 다르나 두 방법 모두 고주파 전류에서 발생하는 저항열로 용접을 하는 점에서 기본원리는 같다. 고주파 용접은 2개의 접촉자(contacts)를 통하여 전류를 보내고 이때 발생하는 저항열로 모재를 가열하고 롤러(roller)로 압착하여 용접하는 방법으로, 용접이 쉬워 파이프나 튜브뿐 아니라 어떤 형상의 용접물도 용접할 수 있다. 이에 비해 고주파유도용접은 유도코일에 의해 유도된 전류 저항열로 모재를 가열한 뒤 롤러로 가압하여 용접하는 방법으로, 주로 튜브나 파이프 제작에 쓰인다.
일반 용접기에 사용되는 저주파의 경우 용접을 위해서는 높은 전류가 필요하지만, 고주파용접은 에너지 효율이 좋아 낮은 전류로도 용접할 수 있으므로, 전력 소모가 적고 용접 속도가 빠르며 국부적인 가열로 용접부의 산화나 변형의 위험성이 없고 강종(鋼種)의 제한이 없다는 것이 장점이 있는 것이다.
특히, 모재가 알루미늄일 경우, 산소용접을 수행할 경우, 알루미늄 모재의 용융온도(657℃)와 용재의 용융온도(590℃)가 서로 비슷하고 열전도율이 높은 알루미늄의 특성 때문에 과열시 균열이 발생하여 고주파 용접을 사용하는 것이다.
그러나 종래의 알루미늄 용접방법은 알루미늄 소재의 특성 상 온도 전달이 급속하게 이루어지기 때문에 제품의 형상에 따른 용접을 하려면 모재를 일정한 온도로 가열시킨 후 용접을 하였지만, 알루미늄의 용접은 모재와 용재의 용융점이 온도차가 크지 않기 때문에 온도조절이 어려워 작업성이 떨어지고, 용접 또는 레이저 가공에 의한 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 고주파 코일을 제품의 형상으로 만들어 모재의 온도를 조절하며 용재의 온도를 상승시켜 용접하였으나, 고주파 코일은 평판형의 제품에만 사용할 수 있는 문제점도 있었다.
이를 해결하기 위한 일환으로, 알루미늄 모재의 가공 부위를 브레이징, 히팅 패드, 와이어를 감아 예열하는 방법이 있으나, 브레이징은 고른 열분포를 만들기 어렵고 추가적인 장비가 요구되는 문제점이 있고, 히팅 패드는 피용접물이 히팅 패드보다 현저히 작을 경우에 비효율적인 문제점이 있으며, 와이어의 경우 파이프에 주로 적용되어 레이저 용접을 위한 3차원적 구조물에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
이에 따라, 높은 열 배출 특성을 갖는 알루미늄 모재에 대한 용접 및 레이저 가공 처리를 효율적으로 실행할 수 있는 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 알루미늄 모재에 대하여 전체적으로 또는 작업자가 원하는 부위를 정확하고 용이하게 예열할 수 있도록 하여 높은 열전도 특성을 갖는 알루미늄에 대한 용접 및 레이저 가공 처리를 신뢰성 있게 실행할 수 있음에 따라 가공 제품의 품질을 확보할 수 있으며, 다양한 사이즈의 알루미늄 모재에 대해서도 가공 처리할 수 있도록 하는 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 열전도체가 장착된 위치를 검출하여 검출된 열전도체에 대해서만 일괄적으로 히팅시켜 예열할 수 있도록 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 알루미늄 모재를 용접이나 레이저 가공하는데 이용되는 베드 장치로서, 소정 형태의 베드 바디; 상기 베드 바디의 상면에 종횡방향으로 간격을 갖고 복수 형성되는 열전도체 장착홈; 상기 열전도체 장착홈에 삽입 및 탈락가능하게 구비되며, 열전도성 재질로 이루어지는 복수의 열전도체; 상기 열전도체 장착홈 각각의 바닥면에 형성되어 열을 발생하는 히팅 수단; 상기 히팅 수단에 필요 전력을 제공하기 위한 전원 공급 수단; 및, 상기 히팅 수단과 전원 공급 수단을 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전도체 장착홈은, 평면에서 바라볼 때 원형 또는 다각형으로 형성되고, 상기 열전도체는, 상기 열전도체 장착홈의 형상에 상응하는 형상으로 형성되며, 상기 열전도체의 길이는, 상기 열전도체 장착홈의 깊이보다 소정 길이 길게 형성된다.
더하여, 상기 열전도체는, 일단부에 전열 확장판이 더 형성된다.
또한, 상기 히팅 수단은, 발열체로 구성되며, 상기 제어 모듈은, 복수의 조작부가 구비되어 상기 베드 바디의 일측에 구비되는 제어패널과, 상기 히팅 수단으로의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부, 및 상기 히팅 수단의 발열량을 제어하는 발열량 제어부를 포함한다.
이와 함께, 알루미늄 모재를 용접 또는 레이저 가공하기 위한 방법으로서, 베드 바디에 형성된 복수의 열전도체 장착홈에 선택적으로 열전도체를 장착하는 열전도체 장착 단계; 상기 열전도체 장착 단계에서 장착된 열전도체 상단에 알루미늄 모재를 안착시키는 알루미늄 모재 안착 단계; 상기 열전도체 장착홈의 바닥부에 구비되는 발열체를 발열시켜 상기 열전도체를 통한 열전도로 상기 알루미늄 모재를 예열하는 모재 예열 단계; 및, 상기 모재 예열 단계에서 예열되는 알루미늄 모재를 용접 또는 레이저 가공하는 가공 처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법은, 알루미늄 모재에 대하여 전체적으로 또는 작업자가 원하는 부위를 정확하고 용이하게 예열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 높은 열전도 특성을 갖는 알루미늄에 대한 용접 및 레이저 가공 처리를 신뢰성 있게 실행할 수 있는 효과가 있고, 예열하고자 하는 부위를 일정하고 균등하게 유지할 수 있어 가공 제품의 품질을 확보할 수 있는 효과가 있으며, 다양한 사이즈의 알루미늄 모재에 대해서 가공 처리할 수 있는 효과가 있다.
이와 함께, 본 발명은 열전도체가 장착된 위치를 검출하여 검출된 열전도체에 대해서만 일괄적으로 히팅시켜 예열할 수 있도록 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있는 효과로, 관련산업의 발전 및 활성화에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 구성관계를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치에 있어서, 제어모듈의 구성관계를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제1 실시예를 나타낸 사용상태도.
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제2 실시예를 나타낸 사용상태도.
도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제3 실시예를 나타낸 사용상태도.
도 6은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제4 실시옐를 나타낸 사용상태도.
도 7은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공 과정을 나타낸 플로차트.
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치에 있어서, 제어모듈의 구성관계를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제1 실시예를 나타낸 사용상태도.
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제2 실시예를 나타낸 사용상태도.
도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제3 실시예를 나타낸 사용상태도.
도 6은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제4 실시옐를 나타낸 사용상태도.
도 7은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공 과정을 나타낸 플로차트.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 구성관계를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치에 있어서 제어모듈의 구성관계를 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제1 실시예를 나타낸 사용상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제2 실시예를 나타낸 사용상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제3 실시예를 나타낸 사용상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치의 제4 실시옐를 나타낸 사용상태도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치는, 알루미늄 모재를 용접이나 레이저 가공하는데 이용되는 베드 장치로서, 소정 형태의 베드 바디(bed body, 100)와, 상기 베드 바디(100)의 상면에 종방향과 횡방향으로 간격을 갖고 복수 형성되는 열전도체 장착홈(110)과, 상기 열전도체 장착홈(110)에 삽입 장착되며 열전도성 재질로 이루어지는 복수의 열전도체(200)와, 상기 열전도체 장착홈(110) 각각의 바닥면에 형성되어 열을 발생하는 히팅 수단(도시하지 않음)과, 상기 히팅 수단에 필요 전력을 제공하기 위한 전원 공급 수단과, 상기 히팅 수단과 전원 공급 수단을 제어하는 제어모듈(300)을 포함한다.
상기 베드 바디(100)는, 소정 사이즈의 직방체로 형성되며, 도 6에 나타낸 바와 같이 용접이나 레이저 절단 가공할 알루미늄 모재(M)의 사이즈나 작업 여건에 따라 복수의 베드 바디(100)를 종횡으로 배치하여 이용할 수 있다.
상기 열전도체 장착홈(110)은, 그에 장착되는 열전도체(200)가 용이하게 삽입되고 빼낼 수 있는 사이즈와 형상으로 형성된다. 즉, 상기 열전도체 장착홈(110)은 열전도체(200)의 사이즈보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 열전도체 장착홈(110)은, 상면에서 바라볼 때 원형 또는 사각형 등 다각형으로 형성될 수 있다. 도면에서는 원형으로 형성되는 경우를 예시로 나타내고 있다.
계속해서, 상기 열전도체(200)는, 열전도성 재질로 이루어지며, 상기 열전도체 장착홈(110)에 삽입되고 꺼내질 수 있는 사이즈와 형상으로 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 열전도체(200)는 열전도체 장착홈(110)의 형상에 상응하게 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 열전도체(200)의 길이는, 상기 열전도체 장착홈(110)의 길이(깊이)보다 소정 길이 길게 형성된다. 이에 따라, 상기 열전도체(200)가 열전도체 장착홈(110)에 장착된 상태에서, 상기 열전도체(200)는 열전도체 장착홈(110)보다 긴 길이만큼 베드 바디(100)의 상면으로부터 노출되게 된다.
여기서, 상기 열전도체(200)의 일단(상단)에는, 전열 확장판(미도시)이 더 형성될 수 있다. 이러한 전열 확장판은 상기 열전도체(200)의 상단면에 안착되는 알루미늄 모재(M)에 대한 열전도 면적을 증대시키게 된다.
또한, 상기 열전도체(200)의 다른 실시 형태로서, 상기 열전도체(200)는 이중 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 다른 실시 형태의 열전도체(200)는 전도성 재질로 이루어지는 내부 히팅부재, 및 상기 내부 히팅 바디를 에워싸고, 비전도성 재질로 이루어지는 외부 절연 바디를 포함한다.
이때, 상기 내부 히팅부재는, 상단부에서 상기한 바와 같은 전열 확장판이 노출 형성되고, 하단부는 외부 절연 바디의 하단에서 외부로 노출되게 형성될 수 있다.
이와 같은 다른 실시 형태의 열전도체(200)는, 외부 절연 바디가 구성되어 그 외면에서 열전달이 방지 또는 최소화되어 보다 안전한 작업을 실행할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 히팅 수단은, 전원부로부터의 전력을 공급받아 상기 열전도체 장착홈(110)의 바닥면에서 열을 발생시킬 수 있는 구성 또는 장치로 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 히팅 수단은 발열체, 바람직하게는 면상 발열체로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 전원 공급 수단은, 통상 전력망에 접속가능한 전원 케이블로 이루어질 수 있으며, 외부에서 이루어지는 작업 환경에서 이용될 수 있게 이동식 파워 공급 장치로 구성될 수 있다.
다음으로, 상기 제어 모듈(300)은, 복수의 조작부가 구비되어 상기 베드 바디(100)의 일측에 구비되는 제어패널(310)과, 상기 히팅 수단으로의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부(320), 및 상기 히팅 수단의 발열량을 제어하는 발열량 제어부(330)를 포함한다.
상기 제어 패널(310)은, 전원 온/오프 버튼(전원공급 제어 버튼)(311) 및 열전도체 장착홈에 상응하는 개수의 열전도체 선택 버튼(312)을 포함하며, 이 외에도 발열량 제어 버튼, 히팅 스타트 버튼 및 히팅 스탑 버튼 등을 포함할 수 있다.
이러한 제어 패널(310)의 버튼들은 아날로그 방식 또는 터치식의 디지털 방식으로 구현될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치는, 작업자가 원하는 범위(즉, 부분적으로 또는 전체적으로)를 설정하고, 열전도체(200)를 이용하여 알루미늄 모재(M)의 특정 부위 또는 전체적으로 예열시켜서 용접이나 레이저 절단 등의 가공 처리를 실행할 수 있게 된다.
예컨대, 상기 베드 바디(100)에는, 도면에 예시한 바와 같이 25개의 열전도체 장착홈(110)이 형성되는 경우, 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 모재(M)에 따라 또는 가공 처리할 방법에 따라 원하는 위치의 열전도체 장착홈(110)에 열전도체(200)를 삽입 장착한 다음, 그 위에 알루미늄 모재(M)를 안착시킨다.
그 다음, 상기 열전도체 장착홈(110)에 장착된 열전도체(200)의 상단에 알루미늄 모재(M)가 안착된 상태에서, 상기 제어 패널(310)의 열전도체 선택 버튼으로 해당 위치의 열전도체 장착홈(110)을 선택하게 되면, 해당 열전도체 장착홈(110)의 히팅 수단이 가열되고 열전도체(200)를 통해 열전도되어 알루미늄 모재(M)가 예열되게 된다.
한편, 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치는, 다른 실시 예로서, 열전도체가 장착된 위치를 검출하여 검출된 열전도체에 대해서만 일괄적으로 히팅시켜 예열할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시 예의 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치는 앞서 설명한 일 실시 예와 기본적으로 동일하므로, 이하에서는 차이점에 대해서만 설명한다.
본 발명에 따른 다른 실시 예의 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치는, 상기 열전도체 장착홈(110)에 구비되어 상기 열전도체(200)의 장착 여부를 검출하는 열전도체 검출수단; 및 상기 열전도체 검출수단에 의해 검출된 신호에 근거하여 검출된 해당 열전도체 장착홈(110)의 히팅 수단(발열체)을 일괄 제어하도록 구성되는 선택 히팅수단 제어부(340)를 더 포함하여 구성된다.
상기 열전도체 검출수단은, 열전도체 장착홈(110)에 열전도체(200)가 장착되었는지, 즉 삽입되었는지 여부를 검출할 수 있는 구성이나 센서라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 광센서로 구성될 수 있다.
상기 히팅수단 제어부(340)는, 제어 모듈에 포함되며, 히팅 스타트 버튼의 입력 신호를 받아 해당 히팅수단(들)이 일괄적으로 히팅되도록 제어하게 된다.
다음으로, 도 7은 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공 과정을 나타낸 플로차트로써, 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 아래 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공 방법의 설명에 있어 앞서 설명한 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치에서 설명된 구성요소들을 참조한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 용접 가공 방법은, 알루미늄 모재를 용접 또는 레이저 가공하기 위한 방법으로서, 베드 바디에 형성된 복수의 열전도체 장착홈에 선택적으로 열전도체를 장착하는 열전도체 장착 단계(S100)와, 상기 열전도체 장착 단계에서 장착된 열전도체 상단에 알루미늄 모재를 안착시키는 알루미늄 모재 안착 단계(S200)와, 상기 열전도체 장착홈의 바닥부에 구비되는 발열체를 발열시켜 상기 열전도체를 통한 열전도로 상기 알루미늄 모재를 예열하는 모재 예열 단계(S300)와, 상기 모재 예열 단계에서 예열되는 알루미늄 모재(M)를 용접 또는 레이저 가공하는 가공 처리 단계(S400)를 포함한다.
상기 열전도체 장착 단계(S100)에서 이용되는 베드 바디는, 상기 베드 바디는 소정 사이즈의 직방체로 형성되며, 용접이나 레이저 절단 가공할 알루미늄 모재(M)의 사이즈나 작업 여건에 따라 복수 개의 베드 바디를 종횡으로 배치하여 이용할 수 있다.
상기 베드 바디에 형성되는 복수의 열전도체 장착홈은, 그에 장착되는 열전도체가 용이하게 삽입되고 빼낼 수 있는 사이즈와 형상으로 형성된다. 즉, 상기 열전도체 장착홈은 열전도체의 사이즈보다 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 열전도체 장착홈은 상면에서 바라볼 때 원형 또는 사각형 등 다각형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 열전도체는, 열전도성 재질로 이루어지며, 상기 열전도체 장착홈에 삽입되고 꺼내질 수 있는 사이즈와 형상으로 형성되며, 열전도체 장착홈의 형상에 상응하게 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 열전도체의 길이는 상기 열전도체 장착홈의 깊이보다 소정 길이 길게 형성된다. 이에 따라, 상기 열전도체가 열전도체 장착홈에 장착된 상태에서, 상기 열전도체는 열전도체 장착홈보다 긴 길이만큼 베드 바디의 상면으로부터 노출되게 된다.
여기서, 상기 열전도체의 일단(상단)에는, 전열 확장판(미도시)이 더 형성될 수 있다. 이러한 전열 확장판은 상기 열전도체의 상단면에 안착되는 알루미늄 모재(M)에 대한 열전도 면적을 증대시키게 된다.
또한, 상기 열전도체의 다른 실시 형태로서, 상기 열전도체는 이중 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 다른 실시 형태의 열전도체는 전도성 재질로 이루어지는 내부 히팅부재, 및 상기 내부 히팅 바디를 에워싸고, 비전도성 재질로 이루어지는 외부 절연 바디를 포함한다. 이때, 상기 내부 히팅부재는 상단부에서 상기한 바와 같은 전열 확장판이 노출 형성되고, 하단부는 외부 절연 바디의 하단에서 외부로 노출되게 형성될 수 있다. 이와 같은 다른 실시 형태의 열전도체는 외부 절연 바디가 구성되어 그 외면에서 열전달이 방지 또는 최소화되어 보다 안전한 작업을 실행할 수 있게 된다.
상기 모재 안착 단계(S200)는, 상기 열전도체 장착 단계(S100)에서 장착된 열전도체의 상면에 가공 처리할 알루미늄 모재(M)를 안착시키는 것으로 이루어진다.
다음으로, 상기 모재 예열 단계(S300)는, 전원부로부터의 전력을 공급받아 상기 열전도체 장착홈의 바닥면 또는 바닥부에 구비된 발열체를 발열시킴으로써 열전도성 재질로 이루어지는 열전도체를 통해 모재를 예열하게 된다.
그리고, 이러한 모재 예열 단계(S300)는, 세팅된 발열량으로 발열체가 발열되도록 하거나, 발열체의 발열량을 제어하면서 이루어질 수 있다.
한편, 상기 모재 예열 단계(S300)는, 상기 열전도체 장착홈에 열전도체 검출수단을 구성하여 열전도체의 장착 여부를 검출하고, 상기 열전도체 검출수단에 의해 검출된 신호에 근거하여 검출된 해당 열전도체 장착홈의 발열체를 일괄 제어하도록 할 수 있다.
정리하여, 본 발명의 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법에 의하면, 알루미늄 모재에 대하여 전체적으로 또는 작업자가 원하는 부위를 정확하고 용이하게 예열할 수 있고, 높은 열전도 특성을 갖는 알루미늄에 대한 용접 및 레이저 가공 처리를 신뢰성 있게 실행할 수 있으며, 예열하고자 하는 부위를 일정하고 균등하게 유지할 수 있어 가공 제품의 품질을 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 사이즈의 알루미늄 모재에 대해서 가공 처리할 수 있으며, 열전도체가 장착된 위치를 검출하여 검출된 열전도체에 대해서만 일괄적으로 히팅시켜 예열할 수 있도록 할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 베드 바디(bed body), 110 : 열전도체 장착홈
200 : 열전도체, 300 : 제어 모듈
310 : 제어패널, 320 : 전원 공급 제어부
330 : 발열량 제어부, 340 : 선택 히팅수단 제어부
S100 : 열전도체 장착 단계, S200 : 알루미늄 모재 안착 단계
S300 : 모재 예열 단계, S400 : 가공 처리 단계
200 : 열전도체, 300 : 제어 모듈
310 : 제어패널, 320 : 전원 공급 제어부
330 : 발열량 제어부, 340 : 선택 히팅수단 제어부
S100 : 열전도체 장착 단계, S200 : 알루미늄 모재 안착 단계
S300 : 모재 예열 단계, S400 : 가공 처리 단계
Claims (7)
- 알루미늄 모재를 용접이나 레이저 가공하는데 이용되는 베드 장치로서,
소정 형태의 베드 바디;
상기 베드 바디의 상면에 종횡방향으로 간격을 갖고 복수 형성되는 열전도체 장착홈;
상기 열전도체 장착홈에 삽입 및 탈락가능하게 구비되며, 열전도성 재질로 이루어지는 복수의 열전도체;
상기 열전도체 장착홈 각각의 바닥면에 형성되어 열을 발생하는 히팅 수단;
상기 히팅 수단에 필요 전력을 제공하기 위한 전원 공급 수단; 및 상기 히팅 수단과 전원 공급 수단을 제어하는 제어모듈;을 포함하여
상기 열전도체 장착홈은, 평면에서 바라볼 때 원형 또는 다각형으로 형성되고, 상기 열전도체는, 상기 열전도체 장착홈의 형상에 상응하는 형상으로 형성되어 전도성 재질로 이루어지는 내부 히팅부재와, 비전도성 재질로 상기 내부 히팅부재를 에워싸는 외부 절연 바디로 이루어져서, 상기 열전도체 장착홈의 깊이보다 소정 길이 길게 형성되어 긴 길이 만큼 상기 베드 바디의 상면에서 노출되되,
상기 내부 히팅부재의 상단에 전열확장판이 노출형성되어 상기 알루미늄 모재에 대한 열전도면적이 증대되게 하고, 상기 내부 히팅부재 하단은 상기 열전도체 장착홈의 하단에서 상기 히팅수단에 연결되며,
상기 히팅 수단은, 면상발열체로 구성되고, 상기 제어 모듈은, 복수의 조작부가 구비되어 상기 베드 바디의 일측에 구비되는 제어패널과, 상기 히팅 수단으로의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부, 및 상기 히팅 수단의 발열량을 제어하는 발열량 제어부가 구비되고
상기 제어 모듈은,
상기 열전도체 장착홈에 구비되어 상기 열전도체의 장착 여부를 검출하는 열전도체 검출수단과, 상기 열전도체 검출수단에 의해 검출된 신호에 근거하여 검출된 해당 열전도체 장착홈의 히팅수단을 일괄 제어하는 선택 히팅수단 제어부로 이루어지고,
상기 제어 모듈의 제어 패널은,
전원 온/오프 버튼과 상기 열전도체 장착홈에 상응하는 개수로 설치된 열전도체 선택 버튼과 발열량 제어 버튼, 히팅 스타트 버튼 및 히팅 스탑 버튼으로 이루어지고,
상기 열전도체 검출수단은,
상기 열전도체 장착홈으로 상기 열전도체의 장착 또는 삽입 여부를 검출할 수 있는 광센서로 구성되게 한 것을 특징으로 하는 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치.
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- 알루미늄 모재를 용접 또는 레이저 가공하기 위한 방법으로서,
베드 바디에 형성된 복수의 열전도체 장착홈에 선택적으로 열전도체를 장착하는 열전도체 장착 단계;
상기 열전도체 장착 단계에서 장착된 열전도체 상단에 알루미늄 모재를 안착시키는 알루미늄 모재 안착 단계;
상기 열전도체 장착홈의 바닥부에 구비되는 발열체를 발열시켜 상기 열전도체를 통한 열전도로 상기 알루미늄 모재를 예열하는 모재 예열 단계; 및,
상기 모재 예열 단계에서 예열되는 알루미늄 모재를 용접 또는 레이저 가공하는 가공 처리 단계;를 포함하며,
상기 모재 예열 단계는,
상기 열전도체 장착홈에 구비된 열전도체 검출수단을 통하여 상기 열전도체의 장착 여부를 검출하고, 검출되는 해당 발열체만 일괄 제어하여 열전도체를 히팅시켜 예열되게 함을 특징으로 하는 알루미늄 용접 가공 방법.
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| KR1020190063419A KR102181036B1 (ko) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법 |
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| KR1020190063419A KR102181036B1 (ko) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | 알루미늄 용접 가공용 예열 베드 장치 및 이를 이용한 알루미늄 용접 가공 방법 |
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| KR102181036B1 true KR102181036B1 (ko) | 2020-11-19 |
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| KR (1) | KR102181036B1 (ko) |
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2019
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