KR102296569B1

KR102296569B1 - 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법

Info

Publication number: KR102296569B1
Application number: KR1020210043198A
Authority: KR
Inventors: 천성민; 안윤규
Original assignee: 두성산업 (주)
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2021-09-02

Abstract

본 발명은 에어컨 등의 공조기에 사용되는 냉매관을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 냉매관을 내식성이 우수하면서도 경제성을 가지는 스테인리스관과 가공이 용이한 동관을 이용하여 브레이징 용접 결합하는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것으로, 냉매를 순환시키기 위한 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 있어서, 스테인리스관(100)를 준비하는, 스테인리스관 준비 단계(S-①); 상기 스테인리스관(100)와 동일한 직경을 갖는 동관(200)를 준비하는, 동관 준비 단계(S-②); 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)를 축관하거나, 또는 동관(200)을 확관하는, 스테인리스관 축관 단계 또는 동관 확관 단계(S-③); 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)에 동관(200)을 삽입하는, 동관 삽입 단계(S-④); 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)을 용접하는, 용접 단계(S-⑤)로 이루어지는 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

Description

스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법{Method of manufacturing refrigerant tubes by welding of copper connectors and stainless tubes}

본 발명은 에어컨 등의 공조기에 사용되는 냉매관을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 냉매관을 내식성이 우수하면서도 경제성을 가지는 스테인리스관과 가공이 용이한 동관을 이용하여 브레이징 용접 결합하는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

종래 냉매관으로는 동 파이프를 사용하였다. 이와 같이 냉매관을 동 파이프로 사용하는 것은, 가공이 용이하고, 토치 브레이징이 쉽게 이루어질 수 있다는 점, 공장에서의 배관 연결이 쉽다는 점 등을 들 수 있다. 그렇지만, 동 파이프는 고가이며, 가격 변동이 크다는 문제점을 가진다.

스테인리스 파이프는 동 파이프와 비교하면, 가격이 저렴하면서도 내식성이 우수한 것으로 알려져 있다. 그렇지만, 동과 대비해 볼 때 높은 인장강도를 갖는 것으로 가공이 어려우며, 브레이징 용접을 하는 경우에 수소 분위기의 로를 필요로 한다는 점에서 불편하다는 문제점을 가진다.

냉매관 등 유체 분배용 관으로 스테인리스관과 동관을 용접하는 방법에 관한 종래 기술에 대해서 살펴보면, 등록특허 10-1837909호(2018.03.06. 등록)에는, 스테인리스로 이루어진 본관(100)에 동으로 이루어지는 지관(200) 및 마감캡(300)을 용접하는데 있어서, 상기 지관(200) 및 마감캡(300)에 노치홈을 형성하고, 접속단부에 용접링을 끼우고, 용접로에서 용접하는 것으로, 용접링의 용접물이 모세관 현상에 의하여 노치홈을 타고 흘러들어가 용접되는 기술이 개시되어 있다.

또한, 공개특허 10-2012-0033741호(2012. 04. 09. 공개)에는, 스테인리스관인 제1관(200)과; 상기 제1관(200)에 용접연결되어 용접부(W)를 형성하는 동관으로 이루어지는 제2관(300); 및 상기 제1관(200) 또는 제2관(300)의 굽힘시 상기 용접부(W)가 보호될 수 있게 상기 용접부(W)와 상기 용접부(W)에 인접한 상기 제1관(200)과 제2관(300)의 부분을 감싸도록 상기 제1관(200) 또는 제2관(300)에 구비되는 보호부재(400);를 포함하여 구성되는 관의 용접 연결 구조에 관한 기술이 개시되어 있다.

또한, 등록특허 10-1514977호(2015. 04. 20. 등록)에는, 동관으로 이루어지는 연결파이프(20)에 스테인리스로 이루어지는 연결부재(30)를 브레이징 용접하는데 있어서, 물과 동가루를 1 : 1로 혼합한 페이스트 용접재를 디핑하고 용접하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 공개특허 10-2019-0055467호(2019. 06. 23. 공개)에는, 니켈이 스테인리스 파이프의 외주면에 코팅되어 제1코팅층이 형성되는 제1코팅층 형성 단계; 구리가 상기 제1코팅층의 외주면에 추가적으로 코팅되어 제2코팅층이 형성되는 제2코팅층 형성 단계; 및 스테인리스 파이프 및 동 파이프가, 그 접합면에 용가재가 배치된 상태에서 접합되는 브레이징 단계; 를 포함한 파이프 접합 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 등록특허 10-1837909호(2018.03.06. 등록) 특허문헌 2 : 공개특허 10-2012-0033741호(2012. 04. 09. 공개) 특허문헌 3 : 등록특허 10-1514977호(2015. 04. 20. 등록) 특허문헌 4 : 공개특허 10-2019-0055467호(2019. 06. 23. 공개)

상기와 같이, 종래 스테인리스관과 동관을 용접하는 방법에 있어서는, 노치홈을 형성하는 과정을 필요로 하거나, 보호 부재를 필요로 하거나, 또는 다수 개의 코팅층을 형성하거나, 페이스트 용접재를 만들어야 하는 것으로, 용접을 위한 준비 단계가 복잡하거나 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 스테인리스관과 동관을 브레이징하기 전 단계로 스테인리스관에 Cu도금을 하는 기술이 개시되어 있었으나, 이는 스테인리스관의 안쪽에 도금될 우려가 있다는 문제점, 또한 도금 이외의 부분에 마스킹 작업이 필요하다는 문제점, 도금 과정에서 1차로 Ni 코팅이 필요하다는 문제점 등으로, 기술적인 제한 뿐만 아니라, 비용 측면에서도 문제점이 있었다,

또한, 스테인리스관은, 동관 등 다른 재질의 관들과 비교해 볼 때, 가격이 저렴하다는 장점, 내식성이 우수하다는 장점 등이 있으나, 동관과 대비해 볼 때 높은 인장강도와 경도를 가지므로, 제품의 가공이 어려우며, Tool 비용이 상대적으로 높고, 제품에 따라 추가 가공 공정이 필요하여 가공비가 비싸진다는 단점이 있다.

또한, 스테인리스관과 동관을 직접 용접하는 경우에, 용접 부위에서 압축기의 진동에 따라 응력 집중이 발생하여 용접 부위가 취약해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 공조기 등에 사용되는 냉매관을, 적은 비용으로 가공을 용이하게 하기 위하여, 스테인리스관의 일단부 또는 양단부에 동관을 삽입하여 용접하고, 스테인리스관과 동관의 직경을 동일하게 하고자 하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 간단한 공정에 의하여 스테인리스관과 동관을 브레이징하는 것에 의하여 쉽게 냉매관을 제조하고자 하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 스테인리스관과 용접되는 동관의 외경을 동일하게 하고, 스테인리스관의 일단부 또는 양단부의 길이와, 상기 일단부 또는 양단부의 길이와 동일한 길이의 동관을 삽입 용접하는 것에 의하여, 압축기 진동에 따른 냉매관에의 응력 집중을 방지하고자 하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 냉매관 전체에서 차지하는 원자재로 스테인리스관의 비중을 동관의 비중보다 높이는 것에 의하여, 냉매관 제조에 있어서, 비용을 절감하고자 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, [1] 냉매를 순환시키기 위한 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 있어서, 스테인리스관(100)를 준비하는, 스테인리스관 준비 단계(S-①); 상기 스테인리스관(100)와 동일한 직경을 갖는 동관(200)를 준비하는, 동관 준비 단계(S-②); 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)를 축관하거나, 또는 동관(200)을 확관하는, 스테인리스관 축관 단계 또는 동관 확관 단계(S-③); 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)에 동관(200)을 삽입하는, 동관 삽입 단계(S-④); 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)을 용접하는, 용접 단계(S-⑤)로 이루어지는 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)를 축관하는, 스테인리스관 축관 단계(S1-③)는, 상기 축관되는 스테인리스관(100)의 단부(110) 길이를 동관(200)의 길이와 동일한 길이로 하며, 상기 축관되는 스테인리스관(100)의 단부(110)의 외경은, 동관(200)의 내경보다 0.05mm 내지 0.15mm 작게 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, [3] 상기 [1]에 있어서, 상기 동관(200)를 확관하는, 동관 확관 단계(S2-③)에서, 확관되는 동관(200)의 내경은, 스테인리스관(100)의 외경보다 0.05mm 내지 0.15mm 크게 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, [4] 상기 [2]에 있어서, 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)를 용접하는, 용접 단계(S-⑤)는, 상기 동관(200)이 삽입된 스테인리스관(100)의 단부(110)를 확관하여, 동관(200)이 스테인리스관(100)의 단부(110)에 삽입된 상태를 유지하게 하는 스테인리스관 확관 단계(S1-⑤-2); 상기 스테인리스관 확관 단계(계(S-⑤-2)에서 확관된 스테인리스관(100)과 스테인리스관(100)에 삽입된 동관(200)의 경계선 외경에 용접링(300)을 삽입하는 용접링 삽입 단계(S1-⑤-3); 상기 용접링 삽입 단계(S1-⑤-3)에서 스테인리스관(100)과 동관(200)에 용접링(300)이 끼워진 상태의 냉매관을 브레이징로에서 브레이징하여 용접하는 로 브레이징 단계(S1-⑤-4)로 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, [5] 상기 [3]에 있어서, 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)를 용접하는, 용접 단계(S-⑤)는, 상기 동관 확관 단계(S2-③)에서 확관된 동관(200)과 스테인리스관(100)의 단부 경계선 외경에 용접링(300)을 삽입하는 용접링 삽입 단계(S2-⑤-2); 상기 용접링(300)이 삽입된 상태에서, 동관(200)이 스테인리스관(100)의 단부(110)로부터 빠지지 않게 조임 또는 다져주는, 동관 삽입부 코킹 단계(S2-⑤-3); 상기 동관 삽입부 코킹 단계(S2-⑤-3)에서 상기 동관(200)과 스테인리스관(100)의 단부 경계선 외경에 용접링(300)이 끼워지고 코킹된 상태의 냉매관을 브레이징로에서 브레이징하여 용접하는 로 브레이징 단계(S2-⑤-4); 상기 로 브레이징 단계(S2-⑤-4)에서 스테인리스관(100)의 단부(110)와 확관된 동관(200)이 브레이징 용접된 상태에서, 확관된 동관(200) 삽입부 부분을 축관하여 스테인리스관(100)과 동일한 직경을 갖는 냉매관으로 형성하는 동관 삽입부 축관 단계(S2-⑤-5);로 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, [6] 상기 [4] 또는 [5]에 있어서, 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)를 용접하는, 용접 단계(S-⑤)는, 용접 개시 전에 동관(200) 절단시에 발생하는 버(Burr)를 제거하는 버 제거 단계((S1-⑤-1, S2-⑤-1)를 더 갖는 것으로 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 상기와 같은 구성에 의하여 이루어지는 것으로, 간단한 공정에 의하여 스테인리스관과 동관을 브레이징하는 것에 의하여 쉽게 냉매관을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 스테인리스관과 용접되는 동관의 외경을 동일하게 하고, 스테인리스관의 일단부 또는 양단부의 길이와, 상기 일단부 또는 양단부의 길이와 동일한 길이의 동관을 삽입 용접하는 것에 의하여, 압축기 진동에 따른 냉매관에의 응력 집중을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 냉매관 전체에서 차지하는 원자재로 스테인리스관의 비중을 동관의 비중보다 높이는 것에 의하여, 냉매관 제조에 있어서, 비용을 절감하고자 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 스테인리스관과 동관의 결합 관계를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 스테인리스관과 동관의 결합 관계를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1의 제조 공정을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2의 제조 공정을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 제조 공정의 흐름도이다.
도 6는 본 발명의 실시예 2의 제조 공정의 흐름도이다.

본 발명은, 스테인리스관(100)의 일단부 또는 양단부에 동관(200)을 삽입 용접하고자 하는 것으로, 스테인리스관(100)의 일단부 또는 양단부에 동관(200)을 삽입하고, 스테인리스관(100)과 동관(200)의 결합부 경계선 부분에 용접링(300)을 삽입한 후에 브레이징 로에서 로 브레이징하며, 상기 브레이징의 전, 후 단계에서 스테인리스관(100)과 동관(200)의 관 외경을 동일하게 하는 것이다.

또한 아래 실시예에서는 설명의 편의상 스테인리스관(100)의 일단부에만 동관(200)를 삽입하는 것으로 설명하지만, 양단부에 동관(200)을 삽입하여 용접을 할 수도 있다.

본 발명은, 냉매를 순환시키기 위한 스테인레스관(100)을 다른 관(미도시)들과 연결하기 위하여, 동관(200)을 스테인리스관(100)의 단부에 용접하는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 냉매관을 제조하기 위한 것으로, 본 발명은 스테인리스관(100)을 준비 단계(제1 단계, S-①), 동관(200) 준비 단계(제2 단계, S-②), 스테인리스관(100) 축관 단계 또는 동관(200) 확관 단계(제3 단계, S-③), 동관(200) 삽입하는 단계(제4 단계, S-④) 및 스테인리스관(100)과 동관(200)을 용접하는 용접 단계(제5 단계, S-⑤)로 나눌 수 있다.

아래에서는 도면을 살펴보면서 실시예에 대해서 각각의 단계별로 구분하여 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1에서는, 아래 표 1에서와 같이 다양한 직경을 갖는 스테인리스관(100,STS)을 준비하고, 스테인리스관(100)의 단부(110)를 축관한 후에, 상기 스테인리스관(100)의 외경과 동일한 외경을 갖는 동관(200)을 삽입하고, 브레이징 용접하여 냉매관을 제조한다.

상기 제조된 냉매관은, 상기 동관(200)에 다른 동관(미도시) 등을 삽입 용접하여 다양하게 활용할 수 있다.

(제1-① 단계, 스테인리스관 준비 단계,S1-①)

제1-① 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관(100)의 단부에 동관(200)을 삽입하여 용접하기 위하여, 먼저 스테인리스관(100)을 준비하는 단계로, STS관 컷팅에 관한 것이다.

상기 표 1에서는 스테인리스관(100)의 외경을 7.94mm 내지 28mm인 것을 준비하였다.

(제1-② 단계, 동관 준비 단계, S1-②)

제1-② 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 상기 준비된 스테인리스관(100)의 단부(110)에 삽입되는 스테인리스관(100)의 외경과 동일한 외경을 갖는 동관(200)을 준비하는 단계로, Cu관 컷팅(30mm)에 관한 것이다.

또한, 상기 동관(200)의 두께는, 스테인리스관(100)의 두께보다 작은 것으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이때 상기 동관(200)의 길이는 상기 스테인리스관(100)의 단부에 삽입될 길이 만큼의 길이를 갖는 것을 준비한다.

상기 표 1에서는 동관(200)의 외경을 스테인리스 외경과 동일하게 7.94mm 내지 28mm인 것을 준비하였다.

또한, 동관(200)의 길이(용가재 침투 범위)는, 30mm인 것과 40mm인 것을 준비하였다.

(제1-③ 단계, 스테인리스관 축관 단계, S1-③)

제1-③ 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 상기 스테인리스관(100)의 단부의 일정 길이를 축관하는 단계(S1-③)로, 동관 삽입부 STS축관(L 30mm)에 관한 것이다.

상기 제1-③ 단계에서, 상기 스테인리스관(100)의 단부(110)에서 축관되는 길이는, 동관(200)이 삽입될 길이 만큼으로 한다.

표 1에서는 스테인리스관(100)의 축관 길이를 동관(200)의 길이(용가재 침투 범위)와 동일하게, 30mm인 것과 40mm인 것으로 하였다.

또한, 상기 스테인리스관(100)의 축관시 축관된 외경은, 상기 표 1에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관(100) 외경의 10% 전, 후로 하며, 상기 동관(200)의 내경보다 1mm-2mm 작게 하는 것이 바람직하다.

상기 표 1의 실시예에서는 스테인리스관의 외경이 7.94mm인 경우 축관한 스테인리스관의 외경은 7.24mm으로 하며, 동관의 내경은 7.34mm이고, 이때 축관되는 길이는 상기 동관(200)의 길이와 같은 30mm로 하였다.

(제1-④ 단계, 동관 삽입 단계, S1-④)

제1-④ 단계는, 상기 스테인리스관(100)과 동관(200)을 용접하기 위한 준비 단계라고 할 수 있다.

상기 제1-④ 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 상기 제1-③ 단계에 의하여 축관된 스테인리스관(100)의 단부(110)에 동관(200)을 삽입하는 것으로, Cu+축관부 삽입(끝단부 Burr 확인)에 관한 것이다.

다만, 상기 끝단부 Burr 확인에 대해서는, Burr 확인 후에 아래에서 설명하는 제1-⑤-1 단계에서 버를 제거할 수 있으며, 또는 상기 제1-② 단계의 동관 준비단계에서 컷팅된 동관(200)의 단면에 형성된 버를 확인하고 제거할 수도 있다.

(제1-⑤ 단계, 용접 단계, S1-⑤)

제1-⑤ 단계는, 상기 제1-④ 단계에서 축관된 스테인리스관(100)의 단부에 삽입된 동관(200)을 용접하는 단계로, 아래와 같은 단계로 세분할 수 있다.

(제1-⑤-1 단계, 버 제거 단계, S1-⑤-1)

상기 제1-⑤-1 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 상기 동관(200)의 단부에 버(Burr)가 확인되면, 면취기로 버를 제거해 주는 단계이다. 즉 상기 제1-④ 단계와 동시에 또는 바로 후에 실시할 수 있다.

또한, 이와같은 버 제거는, 상기 제1-② 단계의 동관 준비 단계에서 동관을 일정 길이로 컷팅하는 경우에 발생할 수 있으므로, 상기 제1-② 단계 후에 실시할 수도 있다.

(제1-⑤-2 단계, 스테인리스 관 확관 단계, S1-⑤-2)

제1-⑤-2 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 상기 제1-④ 단계에서 축관된 스테인리스관(100)의 단부(110)에 동관(200)이 삽입된 상태에서, 스테인리스관(100)의 단부 부분을 확관하는 것으로, Cu+STS 삽입부 확관(L 30mm)에 관한 것이다.

상기 제1-⑤-2 단계의 스테인리스관 확관 단계에서는, 스테인리스관(100)을 확관시키는 것에 의하여, 코킹 작용하는 것과 같이 동관(200)이 스테인리스관(100)으로부터 빠지지 않게 조임 또는 다져주는 작용도 하게 된다.

(제1-⑤-3 단계, 용접링 삽입 단계, S1-⑤-3)

제1-⑤-3 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 상기 스테인리스관(100)과 스테인리스관(100)의 단부에 삽입된 동관(200)의 경계선 외경에 용접링(300)을 삽입하는 것으로, 인청동 링(용가재) 삽입에 관한 것이다.

이때 상기 용접링(300)은, 링 형상으로 이루어지며, Sn : 7.0 ~ 9.0, P : 0.03 ~ 0.35 및 잔부를 동(Cu)로 하며, 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것으로 한다.

또한, 상기 링 형상의 용접링(300)의 외경은 스테인리스관(100)의 외경에 따라 달라질 수 있으나, 표 1에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관(100)의 외경보다 크지 않게 하는 것이 바람직하며, 링의 턴수는 1회 이상으로 하며, 필요한 경우에는 1.5회로 할 수 있다.

(제1-⑤-4 단계, 로 브레이징 단계, 1-⑤-4)

제1-⑤-4 단계는, 도 2에 나타나 있는 것과 같이, 용접링(300)이 끼워진 스테인리스관(100)과 동관(200)을 브레이징로에서 로 브레이징하는 단계로, 로 브레인징에 관한 것이다.

이때 상기 브레이징로의 온도는, 스테인리스의 용융점인 1700℃와, 동의 용융점인 1084℃와, 인청동의 용융점인 1040℃도를 고려하여 1060℃ 전후로 하는 것이 바람직하다.

상기 브레이징로에서 브레이징된 냉매관의 단부는, 스테인리스관(100)과 동관(200)사이의 전체에 걸쳐서 용가재가 라미네이팅된 구조로 이루어지게 된다.

상기 실시예 1 발명에서는 상기 제1-① 단계 내지 제1-④ 단계를 거치고, 용접 단계인 상기 제1-⑤-1 단계 내지 제1-⑤-4 단계를 거치는 것에 의하여, 스테인리스관(100)의 단부에 동관(200)을 용접함에 있어서, 동관(200)을 용접하지 않은 스테인리스관(100)의 외경과 스테인리스관(100)과 용접된 동관의 외경이 동일한 치수를 갖게 된다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2에서는, 아래 표 2에서와 같이 다양한 직경을 갖는 스테인리스관(100, STS)을 준비하고, 스테인리스관(100)의 단부에 삽입될 동관(200) 전체를 확관한 후에, 확관된 동관(200)을 스테인리스관(100)의 단부에 삽입하고, 스테인리스관(100)과 스테인리스관(100)의 단부에 삽입된 동관(200)의 경계선 외경에 용접링(300)을 삽입하고, 동관 삽입부를 코킹하며, 브레이징한 상태에서, 스테인리스관(100)과 동관(200)이 용접된 부분의 외경을 스테인리스관(100)의 외경과 동일하게 축관하여 냉매관을 제조한다.

상기 제조된 냉매관은, 동관(200)에 다른 동관(미도시) 등을 삽입 용접하여 다양하게 활용할 수 있다.

(제2-① 단계, 스테인리스관 준비 단계, S2-①)

제2-① 단계는, 실질적으로 상기 제1-① 단계와 동일하다. 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관(100)의 단부(110)에 동관(200)을 삽입하여 용접하기 위하여, 먼저 스테인리스관(100)을 준비하는 단계로, STS관 컷팅에 관한 것이다.

(제2-② 단계, 동관 준비 단계, S2-②)

제2-② 단계는, 실질적으로 상기 제1-② 단계와 동일하다. 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 상기 준비된 스테인리스관(100)의 단부(110)에 삽입되는, 스테인리스관(100)과 동일한 직경을 갖는 동관(200)을 준비하는 단계로, Cu관 컷팅(30mm)에 관한 것이다.

상기 표 2에서는 동관(200)의 외경을 스테인리스 직경과 동일하게 7.94mm 내지 28mm인 것을 준비하였다.

또한, 동관의 길이(용가재 침투 범위)는, 30mm인 것과 40mm인 것을 준비하였다.

(제2-③ 단계, 동관 확관 단계, S2-③)

제2-③ 단계는, 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 상기 스테인리스관(100)의 단부에 삽입될 동관(200)을 확관하는 단계로 동관 삽입부 Cu 확관(L 30mm)에 관한 것이다.

이때, 상기 동관(200)의 확관시 내경은, 상기 표 2에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관(100)의 외경보다 0.1mm 크게 하는 것이 바람직하다.

상기 표 2의 실시예에서는 스테인리스관(100)의 외경이 7.94mm인 경우 확관된 동관의 내경은 8.04mm, 이때 확관되는 길이는 상기 동관(200)의 전체 길이에 해당하는 용가재 침투범위와 같은 30mm로 하였다.

(제2-④ 단계, 동관 삽입 단계, S2-④)

제2-④ 단계는, 실질적으로 상기 제1-④ 단계와 실질적으로 동일하다. 상기 스테인리스관(100)과 동관(200)을 용접하기 위한 준비 단계라고 할 수 있다.

상기 제2-④ 단계는, 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 상기 제2-③ 단계에 의하여 확관된 동관(200)을 스테인리스관(100)의 단부(110)에 삽입하는 것으로, STS+Cu확관부 삽입(끝단부 Burr 확인)에 관한 것이다.

상기 끝단부 Burr 확인에 대해서는, Burr 확인 후에 아래에서 설명하는 제2-⑤-1 단계에서 버를 제거할 수 있으며, 또는 상기 제2-② 단계의 동관 준비 단계에서 버를 확인하고 제거할 수도 있다.

(제2-⑤ 단계, 용접 단계, S2-⑤)

제2-⑤ 단계는, 상기 제2-④ 단계에서 스테인리스관(100)의 단부에 삽입된 확관된 동관(200)을 용접하는 단계로, 아래와 같은 단계로 세분할 수 있다.

(제2-⑤-1 단계, 버 제거 단계, S2-⑤-1)

제2-⑤-1 단계는, 실질적으로 상기 제1-⑤-1 단계와 실질적으로 동일하다. 상기 제2-⑤-1 단계에서, 상기 동관(200)의 단부에 버(Burr)가 확인되면, 면취기로 버를 제거해 주는 단계이다. 즉 상기 제2-④ 단계와 동시에 또는 바로 후에 실시할 수 있다.

또한, 이와같은 버 제거는 상기 제2-② 단계의 동관 준비 단계에서 동관을 일정 길이로 컷팅하는 경우에 발생할 수 있으므로, 상기 제2-② 단계 후에 실시할 수도 있다.

(제2-⑤-2 단계, 용접링 삽입 단계, S2-⑤-2)

제2-⑤-2 단계는, 실질적으로 상기 제1-⑤-3 단계와 실질적으로 동일하다.

제2-⑤-2 단계는, 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 상기 스테인리스관(100)과 스테인리스관(100)의 단부(110)에 삽입된 확관된 동관(200)의 경계선 외경에 용접링(300)을 삽입하는 것이다.

이때 상기 용접링(300)은, 링 형상으로 이루어지며, Sn : 7.0 ~ 9.0, P : 0.03 ~ 0.35 및 잔부를 동(Cu)으로 하며 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것으로 한다.

또한, 상기 링 형상의 용접링의 외경은 스테인리스관의 직경에 따라 달라질 수 있으나, 표 2에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관의 직경보다 크지 않게 하는 것이 바람직하며, 링의 턴수는 1 내지 2회로 하며, 필요한 경우에는 1.5회로 할 수 있다.

(제2-⑤-3 단계, 동관 삽입부 코킹 단계, S2-⑤-3)

제2-⑤-3 단계는, 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관(100)의 단부(110)에 확관된 동관(200)을 삽입하고 나서, 코킹기를 사용하여, 동관(200)이 스테인리스관(100)으로부터 빠지지 않게 조임 또는 다져주는 코킹 작업으로, 동관부 코킹에 관한 것이다.

이것은, 다음 단계인 로 브레이징 단계(S2-⑤-4)에서 확관된 동관(200)이 스테인리스관(100)으로부터 빠지지 않는 상태로, 용접이 확실하게 이루어질 수 있게 하기 위한 준비 공정이라고 할 수 있다.

(제2-⑤-4 단계, 로 브레이징 단계, S2-⑤-4)

제2-⑤-4 단계는, 실질적으로, 상기 제1-⑤-4 단계와 실질적으로 동일하다.

상기 제2-⑤-4 단계는, 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 용접링(300)이 끼워진 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)을 브레이징로에서 브레이징하는 것으로, 로 브레이징에 관한 것이다.

이때 상기 브레이징로의 온도는, 스테인리스의 용융점인 1700℃와 동의 용융점인 1084℃와 인청동의 용융점인 1040℃도를 고려하여 1060℃ 전후로 하는 것이 바람직하다.

상기 브레이징 로에서 브레이징된 냉매관의 일단부는 스테인리스관(100)과 동관(200)사이의 전체에 걸쳐서 용가재가 라미네팅된 구조로 이루어지게 된다.

(제2-⑤-5 단계, 동관 삽입부 축관 단계, S2-⑤-5)

제2-⑤-5 단계는, 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 스테인리스관(100)에 확관된 동관(200)이 삽입된 상태에 있는 스테인리스관(100)의 단부를 축관하는 것으로, STS+Cu 삽입부 축관(L 30mm)에 관한 것이다.

이와같이, 실시예 2에서는, 로 브레이징(제2-⑤-4 단계) 후에, 동관 삽입부 축관 단계(제2-⑤-5 단계)로 진행하는 것이 바람직하다,

이와같은 순서로 진행하는 것은, 로 브레이징시에는, 용가재가 모세관 현상으로 용접물이 퍼지면서 용접이 되는데, 축관을 먼저 하고 브레이징을 하게 되면, 용접물이 스며들 틈이 없기 때문에 효율적인 브레이징이 되지 않기 때문이다.

상기 실시예 2 발명에서는 상기 제2-① 단계 내지 제2-④ 단계를 거치고, 상기 제2-⑤-1 단계 내지 제2-⑤-5 단계를 거치는 것에 의하여, 스테인리스관(100)과 동관(200)을 용접함에 있이서, 동관(200)을 용접하지 않은 스테인리스관(100)의 외경과 스테인리스관(100)과 용접된 동관(200)의 외경이 동일한 치수를 갖게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 기술적 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 스테인리스관
110 : 스테인리스관 단부
200 : 동관
300 ; 용접링

Claims

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냉매를 순환시키기 위한 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 있어서,
스테인리스관(100)를 준비하는, 스테인리스관 준비 단계(S-①);
상기 스테인리스관(100)와 동일한 직경을 갖는 동관(200)를 준비하는, 동관 준비 단계(S-②);
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)를 축관하거나, 또는 동관(200)을 확관하는, 스테인리스관 축관 단계 또는 동관 확관 단계(S-③);
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)에 동관(200)을 삽입하는, 동관 삽입 단계(S-④);
스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)을 용접하는, 용접 단계(S-⑤)로 이루어지며,
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)를 축관하는, 스테인리스관 축관 단계(S1-③)는,
상기 축관되는 스테인리스관(100)의 단부(110) 길이를 동관(200)의 길이와 동일한 길이로 하며,
상기 축관되는 스테인리스관(100)의 단부(110)의 외경은, 동관(200)의 내경보다 0.05mm 내지 0.15mm 작게 이루어지며,
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)를 용접하는, 용접 단계(S-⑤)는,
상기 동관(200)이 삽입된 스테인리스관(100)의 단부(110)를 확관하여, 동관(200)이 스테인리스관(100)의 단부(110)에 삽입된 상태를 유지하게 하는 스테인리스관 확관 단계(S1-⑤-2);
상기 스테인리스관 확관 단계(계(S-⑤-2)에서 확관된 스테인리스관(100)과 스테인리스관(100)에 삽입된 동관(200)의 경계선 외경에 용접링(300)을 삽입하는 용접링 삽입 단계(S1-⑤-3);
상기 용접링 삽입 단계(S1-⑤-3)에서 스테인리스관(100)과 동관(200)에 용접링(300)이 끼워진 상태의 냉매관을 브레이징로에서 브레이징하여 용접하는 로 브레이징 단계(S1-⑤-4)로 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법.
냉매를 순환시키기 위한 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법에 있어서,
스테인리스관(100)를 준비하는, 스테인리스관 준비 단계(S-①);
상기 스테인리스관(100)와 동일한 직경을 갖는 동관(200)를 준비하는, 동관 준비 단계(S-②);
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)를 축관하거나, 또는 동관(200)을 확관하는, 스테인리스관 축관 단계 또는 동관 확관 단계(S-③);
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)에 동관(200)을 삽입하는, 동관 삽입 단계(S-④);
스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)을 용접하는, 용접 단계(S-⑤)로 이루어지며,
상기 동관(200)를 확관하는, 동관 확관 단계(S2-③)에서,
확관되는 동관(200)의 내경은, 스테인리스관(100)의 외경보다 0.05mm 내지 0.15mm 크게 이루어지며,
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)를 용접하는, 용접 단계(S-⑤)는,
상기 동관 확관 단계(S2-③)에서 확관된 동관(200)과 스테인리스관(100)의 단부 경계선 외경에 용접링(300)을 삽입하는 용접링 삽입 단계(S2-⑤-2);
상기 용접링(300)이 삽입된 상태에서, 동관(200)이 스테인리스관(100)의 단부(110)로부터 빠지지 않게 조임 또는 다져주는, 동관 삽입부 코킹 단계(S2-⑤-3);
상기 동관 삽입부 코킹 단계(S2-⑤-3)에서 상기 동관(200)과 스테인리스관(100)의 단부 경계선 외경에 용접링(300)이 끼워지고 코킹된 상태의 냉매관을 브레이징로에서 브레이징하여 용접하는 로 브레이징 단계(S2-⑤-4);
상기 로 브레이징 단계(S2-⑤-4)에서 스테인리스관(100)의 단부(110)와 확관된 동관(200)이 브레이징 용접된 상태에서, 확관된 동관(200) 삽입부 부분을 축관하여 스테인리스관(100)과 동일한 직경을 갖는 냉매관으로 형성하는 동관 삽입부 축관 단계(S2-⑤-5);로 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 스테인리스관(100)의 단부(110)와 동관(200)를 용접하는, 용접 단계(S-⑤)는,
용접 개시 전에 동관(200) 절단시에 발생하는 버(Burr)를 제거하는 버 제거 단계((S1-⑤-1, S2-⑤-1)를 더 갖는 것으로 이루어지는, 스테인리스관과 동관의 용접에 의한 냉매관 제조 방법.