KR102259499B1 - 용접토치용 분사콘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접토치용 분사콘에 관련되는 기술로서, 후단에 손잡이 연결부가 형성되며, 전단에는 용접팁 연결부가 형성되는 몸체가 구비되되, 상기 용접팁 연결부의 외면에 가상의 원을 이루면서 복수의 가스분출구가 형성되며, 상기 가스분출구는 위치를 달리하는 제1가스분출구와 제2가스분출구가 교대로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

용접토치용 분사콘{diffuser corn for welding torch}

본 발명은 용접토치를 구성하는 한 부품에 관한 것으로서, 특히 중심부를 통해서는 용접 와이어의 공급이 이루어지며 외측으로 이산화탄소와 같은 불활성 가스가 분출되는 용접토치용 분사콘에 관련되는 기술이다.

용접은 금속재료에 열이나 압력, 또는 열과 압력을 동시에 가하여 서로 접합되게 하는 것을 의미하며, 조선산업, 각종 기계 제작 등 다양한 산업분야에서 중요한 비중을 차지하고 있다.

일반적으로 용접은 소모성 용접 와이어를 일정한 속도로 공급하면서 소정의 전류를 인가하여 용접 와이어와 모재 사이에 아크를 발생시켜 수행한다.

용접은 작업자의 숙련 정도에 따라 용접품질이 다르며, 용접 불량이 발생되지 않도록 하는 것이 중요하다. 용접 부위에 용접불량이 존재하게 되면 구조물의 안전에 문제를 야기할 수 있다.

CO2 용접이나 MIG 용접은 불활성 가스를 이용하여 용접부 주위를 외부와 차단시킨 상태로 용접이 이루어지도록 함으로써 용접불량을 줄일 수 있다는 특징이 있다.

즉, 이산화탄소와 같은 불활성가스를 분출시키면서 용접을 함으로써 용융금속이 대기와 접촉하지 않아 산화나 질화를 방지할 수 있고, 철 외에 알루미늄이나 동, 스테인레스 등에 대한 용접도 가능하다.

용접 품질을 높일 수 있는 장점을 갖는 이산화탄소 용접은 다량의 이산화탄소를 소모하기 때문에 지구 온난화등 환경적 측면을 고려하면 악영향도 있다.

일예로 기존의 이산화탄소 용접토치를 이용하여 용접을 하는 경우 시간당 46리터 정도의 이산화탄소가 소모되는 것으로 알려져 있다.

일반적인 이산화탄소 용접토치의 주요 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 원통형 노즐(30)의 내부로 디퓨저(34)가 조립되며, 디퓨저의 전방에는 팁(32)이 끼워지고 후방에는 가스관(24)이 연결된다. 그리고 가스관(24)을 통해 투입된 용접봉은 팁(32)의 내부로 이동되어 모재 사이에서 아크를 발생시키게 되고, 이산화탄소는 노즐로 이동되어 용접부분을 감싸면서 분사된다.

팁(32)이 연결되는 디퓨저의 외면을 따라 복수의 구멍이 형성되어 있으며, 구멍을 통해 이산화탄소가 배출되어 노즐 끝단으로 이동되어 용접부위를 감싸는 쉴드를 형성시키게 된다.

하지만, 종래기술의 경우 구멍이 노즐 내경면을 향해 직각으로 분출되게 형성됨으로써 노즐 내부에 지나친 난류가 형성되고 이로 인해 노즐 끝단으로 분사될 때 일정한 패턴의 쉴드를 형성하지 못하는 경우가 발생한다는 문제점이 있었다.

또한 안정적인 쉴드를 형성하기 위해서는 분사되는 이산화탄소의 압력이 높아야 하는데, 1차적으로 노즐의 내경면에 직각으로 부딪히기 때문에 분출되는 이산화탄소의 압력 상승에 도움이 되지 않는다는 문제점도 있었다.

특히, 일반적인 이산화탄소 토치의 경우 바람이 부는 날에 용접 작업을 하다보면 바람에 의해 쉴드가 파괴되는 경우가 많아 용접불량을 야기한다는 문제점도 있었다.

그리고 기존 용접토치의 경우 용접하는 자세에 따라 특히 상향 용접시 스패터가 디퓨저로 떨어져 부착되기도 하고, 이산화탄소가 분사되는 구멍을 막게 되는 경우도 흔히 발생하게 된다. 이로 인해 디퓨저의 수명이 떨어지고 용접 불량율이 높아지는 문제점도 있었다.

대한민국 등록실용신안 제20-0231297

이에 본 발명에서는 이산화탄소 가스와 같은 불활성 가스를 이용하여 용접시 용접부 주위를 감싸도록 하는 용접토치로서, 용접불량을 최소화할 수 있도록 불활성 가스가 이중 쉴드막을 형성하도록 하는 용접토치용 분사콘을 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 용접토치용 분사콘은, 불활성 가스를 이용하는 용접토치용 분사콘으로서, 후단에 손잡이 연결부가 형성되며, 전단에는 용접팁 연결부가 형성되는 몸체가 구비되되, 상기 용접팁 연결부의 외면에 가상의 원을 이루면서 복수의 가스분출구가 형성되며, 상기 가스분출구는 위치를 달리하는 제1가스분출구와 제2가스분출구가 교대로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 제1가스분출구와 상기 제2가스분출구로부터 불활성 가스가 분출되면 제1쉴드막과 제2쉴드막이 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 제1가스분출구들은 상기 제2가스분출구들 보다 작은 가상의 원을 형성하게 되며, 상기 용접팁 연결부 외면에 상기 제1가스분출구 및 제2가스분출구와 연결되는 연장홈이 형성되고, 상기 제1가스분출구의 연장홈은 상기 용접팁 연결부의 끝단까지 연장되고, 상기 용접팁 연결부의 내부 중심에는 절연유도관이 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 용접토치용 분사콘에 의하면 용접팁 연결부에 가스분출구가 위치를 달리하면서 제1가스분출구와 제2가스분출구가 교대로 가상의 원을 이루면서 형성되게 함으로써 불활성 가스가 분출될 때 제1쉴드막과 제2쉴드막이 동시에 형성됨으로써 바람 등의 영향에 의한 쉴드막의 파괴를 방지할 수 있음으로 용접품질을 높일 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 용접토치의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 용접토치용 분사콘의 사시 사진도.
도 3은 도 2에서 가스분출구에 대한 확대 사진도.
도 4는 가스분출구가 형성되는 용접팁 연결부의 사시 사진도.
도 5는 용접팁 연결부 내부에 결합되는 절연유도관의 사시 사진도.
도 6은 용접팁 연결부의 단면도.
도 7은 제1가스분출구와 제2가스분출구에 의해 2중 쉴드막이 형성되는 예시도.

이하, 본 발명에 의한 용접토치용 분사콘에 대해 보다 상세히 설명하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하도록 한다.

단, 제시되는 도면들은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 보여주는 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 용접토치용 분사콘의 사시 사진도이며, 도 3은 도 2에서 가스분출구에 대한 확대 사진도이며, 도 4는 가스분출구가 형성되는 용접팁 연결부의 사시 사진도이며, 도 5는 용접팁 연결부 내부에 결합되는 절연유도관의 사시 사진도이며, 도 6은 용접팁 연결부의 단면도이고, 도 7은 제1가스분출구와 제2가스분출구에 의해 2중 쉴드막이 형성되는 예시도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 용접토치용 분사콘은 이산화탄소 용접토치와 같은 불활성가스를 이용하는 용접토치로 사용되기에 적합하며, 주요한 구성요소로 몸체(100), 몸체(100)의 후단에 손잡이 연결부(200)가 형성되며, 몸체(100)의 전단에는 용접팁 연결부(300)가 형성된다. 한편, 몸체(100) 외면에 노즐(미도시)이 연결되어 노즐이 용접팁 연결부(300)에 결합되는 용접팁(미도시)을 감싸게 된다.

그리고 용접팁 연결부(300)의 외면을 따라 가상의 원을 이루면서 복수의 가스분출구(310)가 형성되는데, 특히 가스분출구(310)는 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)로 이루어지고, 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)는 위치를 달리하면서 교대로 형성된다는 특징이 있다.

즉, 제1가스분출구(311)들이 하나의 가상의 원을 이루면서 배치되고, 제1가스분출구(311)와 위치를 달리하면서 제2가스분출구(312)들이 또 다른 가상의 원을 이루면서 배치된다.

몸체(100)에 결합되어있는 용접팁 연결부(300)의 내부는 빈 공간으로 이루어지며, 공급되는 불활성 가스는 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)를 통해서 전방을 향해 분사되는데, 위치를 달리하는 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)를 통해서 불활성 가스가 분출됨으로써 제1쉴드막(S1)과 제2쉴드막(S2)이 동시에 형성된다는 특징을 갖는다.

2개의 쉴드막(S1,S2)이 형성되게 하기 위해 제1가스분출구(311)들은 제2가스분출구(312)들 보다 작은 가상의 원을 이루도록 한다. 즉, 제1가스분출구(311)들이 이루는 가상의 원의 지름보다 제2가스분출구(312)들이 이루는 가상의 원의 지름이 크다는 것을 의미한다.

용접시에는 블로홀이라는 용접불량이 많이 발생되며, 이런 경우 가우징을 통해 해당 불량부위를 제거하고 다시 용접 작업을 해야하는 바, 용접 불량 발생율을 줄이는 것이 무엇보다 중요하다.

이런 목적으로 이산화탄소와 같은 불활성 가스를 용접시에 분출시켜서 용접부에 대한 보호가 이루어지게 하는데, 통상적으로는 하나의 쉴드막이 형성되게 하는 상태에서 용접이 이루어짐으로써 바람의 영향 등으로 인해 쉴드막이 쉽게 파괴되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 불활성 가스가 분출되는 가스분출구(310)를 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)의 이중구조로 하여 제1쉴드막(S1) 외측으로 제2쉴드막(S2)이 하나 더 형성되어 2중 쉴드막이 형성되게 하여 안정적인 용접이 가능하고 용접불량을 최소화시킬 수 있도록 하는 것이다.

한편, 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)는 용접팁 연결부(300) 내부에서 외면을 향해 관통되게 형성되는데, 소정의 경사각을 이루어 불활성 가스의 분사시 쉴드막이 넓게 펼쳐지면서 분사되도록 한다.

그리고 보다 바람직하게 제1가스분출구(311) 및 제2가스분출구(312)는 용접팁 연결부(300) 외면을 따라 연장홈(G)을 갖게 된다. 즉, 단순한 구멍이 아니라 분출되는 불활성 가스를 안정적으로 유도할 수 있도록 용접팁 연결부(300) 외면을 따라 구멍과 연결되는 함몰된 연장홈(G)이 형성되게 한다.

특히, 제1가스분출구(311)와 연결되는 연장홈(G)은 용접팁 연결부(300) 끝단까지 형성되게 하고, 제2가스분출구(312)와 연결되는 연장홈(G)은 용접팁 연결부 끝단에 미치지 못하도록 한다.

그리고 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)의 형성 각도는 동일한 각도가 되게 하여 서로 평행하게 형성되게 하는 것이 바람직하다.

그리고 용접팁 연결부(300)의 내부 중심에는 절연유도관(400)이 결합되도록 하는데, 절연유도관(400)은 알루미늄을 코팅처리하여 통전이 되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 절연유도관(400)의 일단에 수나사(410)가 형성되게 하여 용접팁 연결부(300)의 내부 중심에서 체결되게 하는데, 절연유도관(400)의 중심으로는 용접와이어가 이동하는 통로가 되며, 절연유도관의 외경과 몸체 내경과의 사이에 공간이 형성되어 불활성가스가 유동하여 제1가스분출구(311)와 제2가스분출구(312)를 통해 분출된다.

이상과 같은 본 발명에 의한 용접토치용 분사콘은 불활성 가스의 분출을 통한 제1쉴드막과 제2쉴드막의 이중 쉴드막의 형성을 가능하게 함으로써, 바람이 많이 부는 실외에서의 용접작업이 보다 용이하도록 하고, 무더운 여름철에는 선풍기를 켜두고 용접을 할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명은 용접작업의 효율성을 높일 수 있고, 용접불량 발생율을 낮출 수 있고, 더불어 용접작업을 하는 작업자가 보다 쾌적한 환경하에서 작업을 할 수 있도록 한다는 효과를 제공한다.

본 발명은 불활성 가스 용접용 토치로 사용되기에 적합한 기술이다.

100 : 몸체
200 : 손잡이 연결부
300 : 용접팁 연결부
310 : 가스분출구
311 : 제1가스분출구
312 : 제2가스분출구
G : 연장홈
400 : 절연유도관
410 : 수나사
S1 : 제1쉴드막
S2 : 제2쉴드막

Claims (3)

1. 불활성 가스를 이용하는 용접토치용 분사콘으로서,
   후단에 손잡이 연결부가 형성되며, 전단에는 용접팁 연결부가 형성되는 몸체가 구비되되,
   상기 용접팁 연결부의 외면에 가상의 원을 이루면서 복수의 가스분출구가 형성되며, 상기 가스분출구는 위치를 달리하는 제1가스분출구와 제2가스분출구가 교대로 형성되며,
   상기 제1가스분출구와 상기 제2가스분출구로부터 불활성 가스가 분출되면 제1쉴드막과 제2쉴드막이 동시에 형성되고,
   상기 제1가스분출구들은 상기 제2가스분출구들 보다 작은 가상의 원을 형성하게 되며, 상기 용접팁 연결부 외면에 상기 제1가스분출구 및 제2가스분출구와 연결되는 연장홈이 형성되고,
   상기 제1가스분출구의 연장홈은 상기 용접팁 연결부의 끝단까지 연장되고,
   상기 용접팁 연결부의 내부 중심에는 절연유도관이 결합되는 것을 특징으로 하는 용접토치용 분사콘.
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