KR102431123B1 - 용접기능훈련 및 실기시험용 용접지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접기능 훈련 및 실기시험용 용접 지그에 관한 것으로서, 상면 중앙부에 직선상의 제1장홈(3)이 형성된 지그본체(2)와, 이 지그본체(2)의 둘레부에 수직방향의 암나사공(5)에 나사결합되는 수나사부(6)를 구비하고 상하 양단에 확장부(7)가 결합되며 지그본체(2)의 상하 양측으로 출몰가능한 지지다리(4)와, 상기 장홈(3)의 양측에 평행배치되는 한 쌍의 체결바(14)와, 이 체결바(14)를 상기 지그본체(2)에 나사체결하는 복수개의 볼트축(16)과, 지그본체(2)의 상면과 체결바(14) 사이의 볼트축(16)에 삽입되어 체결바(14)를 상승가압하는 스프링(18)을 포함한다.

Description

용접기능훈련 및 실기시험용 용접지그 {TIG Welding Jig for Welding Practice or Test}

본 발명은 용접기능훈련 및 실기시험용 용접지그에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 용접기능검정과 관련한 실기훈련이나 실기시험시에 신속하고 간편하게 TIG용접용 시험편을 장착하거나 탈거할 수 있고 시험편을 견고하고 안정적으로 지지하며 반복사용하더라도 청결하고 내구성이 있는 새로운 구조의 용접기능훈련 및 실기시험용 용접지그에 관한 것이다.

일반적으로 용접기술은 선박, 해양플랜트, 차량, 건설, 원자로, 화학플랜트, 방위산업 등 다양한 분야에서 필수적으로 요구되며 그 응용분야도 광범위하다. 용접에서 취급하는 금속재료도 연강은 물론 특수강, 합금강, 비철금속 등 그 종류가 많으며 그에 따른 용접기기와 방법, 접합기술이 다양하게 사용되고 있다.

용접기술 관련 자격증은 노동부 산하 산업인력공단에서 시행하는 국가기술자격시험인 용접기능장, 용접산업기사, 특수용접기능사 등이 있다. 용접 자격실기시험에는 스테인레스스틸제 시험편을 TIG 용접기로 맞대기 용접하는 과정이 포함된다. 이러한 스테인레스스틸제 시험편의 TIG 용접을 위해서는 도 7의 사시도 및 도 8의 배면사시도에 도시된 바와 같은 용접지그(20)가 사용된다. 이를 구체적으로 살펴보면, 사각플레이트 형상의 금속재 지그본체(21)의 중앙부에 알곤 등의 쉴드가스(퍼징가스) 흐르도록 된 장홈(22)이 소정 길이 연장되고 이 장홈(22)의 양측에 장홈(22)과 평행하게 체결바(24)가 배치되고, 이 체결바(24)는 양단부에서 체결볼트(26)로 체결된 구조이다. 도면 중 번호 28은 지그본체(21)에 형성된 손잡이용 그립홀이다.

이러한 용접지그를 사용하여 스텐레스스틸 시험편(100)을 맞대기로 TIG 용접하기 위해서는 사용자가 체결바(24)를 풀어서 손으로 들어올린 상태에서 일측 용접면에 경사가공된 개선부(102)가 형성된 직사각형 형태의 한 쌍의 스텐레스스틸 시험편(100)을 채결바(24) 밑으로 밀어넣어 위치정렬한 후에 체결볼트(26)를 조여서 체결바(24)로 시험편(100)을 고정한 후에, 시험편(100)의 개선부(102)의 양단부를 부분적으로 가접(105)한 후에, 다시 체결볼트(26)를 풀어서 시험편(100)을 지그본체(21)로부터 탈거하여 가접된 시험편(100)의 개선부(102)에 의해 형성되는 홈을 따라 은박지나 종이 등으로 된 도시안된 밀봉테이프를 붙인 후에, 다시 이 가접된 시험편(100)을 지그본체(21)에 올려놓고 체결바(24)와 체결볼트(26)로 체결한 후에, 밀봉테이프의 일단부로 알곤 등의 쉴드가스를 주입한 상태에서 텅스텐전극이 돌출된 용접토치를 시험편(100)의 개선부(102)의 일단부에 접근시켜서 진행하면서 아크를 발생시켜 용접을 하게 된다. 이 때 경우에 따라 용접봉을 사용하여 개선부(102)에 의한 홈부분을 충전하거나, 용접봉 없이 모재의 가열에 의해 서로 시험편이 서로 융착되는 제살용접을 하기도 한다. 이러한 TIG용접은 알곤 등의 쉴드가스가 용접부위를 감싸므로 모재인 금속이 산소와의 산화작용에 의한 변색이나 얼룩 또는 스패터(spatter)가 발생되지 않아서 비교적 고품질의 용접을 달성할 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 TIG용접의 기능훈련이나 실기시험용 용접지그(20)는 시험편(100)을 체결하기 위해 일일이 체결볼트(26)를 풀고 체결바(24)를 들어올려 시험편(100)을 끼워 정렬해야 하므로, 긴장된 분위기에서 제한된 시간 내에 실기과제를 수행하는데 번거로워서, 원활하고 신속한 용접작업에 지장을 주는 문제점이 있다. 또한, 가접시는 물론 본용접시에도 시험편(100)을 이 체결바(24)에 체결해야 함에 따라 용접준비에 시간이 많이 소요되고, 시험편의 가접시에는 충분한 쉴드가스가 공급되지 못하여 지그본체(21)의 가접 부위에서 시험편은 물론, 지그본체(21)에도 변색이나 얼룩 등이 반복적으로 발생되고, 이로 인해 용접지그(20)의 외관이 지저분해지고 스퍼터가 생기거나 금속재질의 변질로 인해 내구성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

국내공개특허 제10-2014-0044177호(2014.04.14.)

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 용접기능훈련 및 실기시험용 TIG용접지그의 사용상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 용접기능검정과 관련한 실기훈련이나 실기시험시에 신속하고 TIG용접용 시험편을 간편하게 장착하거나 탈거할 수 있고 시험편을 견고하고 안정적으로 지지하며 청결하고 내구성이 있는 새로운 구조의 용접기능훈련 및 실기시험용 용접지그를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 상면 중앙부에 쉴드가스가 흐르도록 된 직선상의 제1장홈(3)이 소정길이 연장되는 판형상의 금속재 지그본체(2)와, 이 지그본체(2)의 둘레부에 수직방향의 암나사공(5)에 나사결합되는 수나사부(6)를 구비하고 상하 양단에 확장부(7)가 결합되며 지그본체(2)의 상하 양측으로 출몰가능한 지지다리(4)와, 상기 제1장홈(3)의 양측에 평행배치되는 한 쌍의 체결바(14)와, 이 체결바(14)를 상기 지그본체(2)에 나사체결하는 복수개의 볼트축(16)과, 지그본체(2)의 상면과 체결바(14) 사이의 볼트축(16)에 삽입되어 체결바(14)를 상승가압하는 스프링(18)과, 상기 지그본체(2)의 배면에 형성되며 상기 제1장홈(3)과 직교하는 직선상의 제2장홈(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 용접기능훈련 및 실기시험용 용접지그(1)가 제공된다.

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본 발명에 따르면, 직선상의 제1장홈(3)이 형성된 금속재 지그본체(2)의 둘레부에 나사결합되어 지지본체(2)의 상하 양측으로 출몰가능하고 상하단에 확장부(7)가 형성된 지지다리(4)를 구비하고, 제1장홈(3)의 길이방향을 따라 양측에 평행배치되는 한 쌍의 체결바(14)를 상기 지그본체(2)에 나사체결하는 복수개의 볼트축(16)에는 체결바(14)를 상승가압하는 스프링(18)을 구비함으로써, 체결바(14)가 스프링(18)의 상향 탄성력에 의해 '자기부상' 또는 가압상승되어 지그본체(2)의 상면에서 이격된 상태를 유지하므로, TIG 용접기능훈련 또는 실기시험용 한 쌍의 시험편(100)을 체결바(14)의 저면에 고정할 때, 체결바(14)가 지그본체(2)의 상면으로부터 이격된 상태이므로 시험편(100)을 용이하게 체결바(14) 밑으로 밀어넣어 정위치에 위치시킬 수 있어서 볼트축(16)의 볼트헤드(17)를 돌려 체결바(14)를 조여서 시험편(100)을 체결고정할 수 있어서, 긴장된 분위기에서 제한된 시간 내에 실기과제를 수행하는데 있어서, 체결바(14)를 손으로 잡고 들어올릴 필요가 없어서 간편하고 신속 용이하게 TIG용접을 위한 사전준비 작업을 진행할 수 있다.

아울러, 지그본체(2)의 저면에는 상면의 제1장홈(3)에 직교하도록 연장되는 직선상의 제2장홈(9)을 형성함으로써, 시험편(100)의 가접시에는 지그본체(2)의 배면이 위쪽이 되도록 뒤집어서 지지다리(4)를 반대쪽으로 인출하여 지그본체(2)를 지지다리(4)로 작업대에 지지가능하도록 하고, 제2장홈(9)을 중심으로 시험편(100)을 정렬하고 체결하여 가접을 행할 수 있어서, 쉴드가스에 의해 산화작용이 억제되어 변색, 스패터 등이 잘 발생되지 않는 본용접 부위와, 쉴드가스에 의한 차단이 잘 안되서 산화작용에 의한 변색이나 스패터 등이 잘 발생되는 가접부위를 지그본체(21)의 상하면에 분리시킴으로써, 종래와 같이 지그본체(21)의 상면에서 가접과 본용접을 공히 수행함으로 인해 초래되는 지그본체(21) 상면의 제1장홈(22)의 가접 부위의 산화로 인해 얼룩이나 변색이 반복되어 외관이 지저분해지고 금속재질의 산화로 인한 부식으로 지그의 구성이 저하되는 문제점을 해소할 수 있다. 한편, 제2장홈(9)을 제1장홈(3)과 직교하도록 배치함으로써, 두 장홈(3,9)이 서로 동일선상에서 중첩될 때, 장홈(3,9)의 저면이 얇아져서 구조적으로 취약해지는 것을 방지할 수 있다.

떠한, 필요에 따라 용접용 클램프(8)를 사용하여 지그본체(2) 저면의 제2장홈(9)에 평행하도록 가접된 한 쌍의 시험편(100)을 체결하고 시험편(100)의 오목한 개선부(120)의 홈에 밀봉테이프를 부착하여 쉴드가스를 개선부(102)의 홈에 주입한다면, 지그본체(2)의 상면은 물론 저면까지 본용접을 위한 지그면으로 사용할 수 있어서, 용접지그의 활용도를 더욱 높이고 지그의 수명을 연장시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 사시도
도 2는 상기 실시예의 정단면도
도 3은 상기 실시예의 분해사시도
도 4는 상기 실시예의 가접시 사용상태도
도 5는 상기 실시예의 본접시 사용상태도
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 구성도
도 7은 종래의 용접기능훈련 및 실기시험용 TIG 용접지그 사시도
도 8은 도 7의 용접 지그의 배면사시도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 사시도이고, 도 2는 상기 실시예의 정단면도이고, 도 3은 상기 실시예의 분해사시도이고, 도 4와 도 5는 상기 실시예의 가접 및 본용접시의 사용상태도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용접지그(1)는 사각판 형상의 금속재 지그본체(2)의 상면 중앙부에 알곤 등의 불활성가스로 이루어진 쉴드가스가 흐르도록 된 직선상의 제1장홈(3)이 길이방향으로 소정길이 연장된다.

그리고 이 지그본체(2)의 둘레부 네 모서리에 수직방향의 암나사공(5)이 형성되고, 이 암사공(5)에는 외주면에 수나사부(6)가 형성된 볼트축 형태의 지지다리(4)가 나사결합된다. 이 지지다리(4)의 상단과 하단에는 각각 디스크형상의 확장부(7)가 결합된다. 이 확장부(7)의 둘레부에는 널링부가 형성되어 작업자가 이 확장부(7)를 잡고 회전시킴으로써 지지다리(4)를 지그본체(2)의 상면 및 하면의 양쪽으로 출몰가능하게 높이조절될 수 있다. 이에 따라 지그본체(2)를 제1장홈(3)이 상면에 놓이도록 작업대에 설치하는 경우는 물론 지그본체(2)를 뒤집어서 사용하는 경우에도 지그본체(2)를 작업대로부터 이격시킬 수 있다.

또한, 상기 제1장홈(3)의 길이방향을 따라 양측에 한 쌍의 체결바(14)가 평행배치된다. 그리고 이 체결바(14)를 상기 지그본체(2)에 나사체결하는 볼트축(16)이 각각의 체결바(14)의 길이방향 양단에 구비된다. 볼트축(16)의 상단에는 볼트헤드(17)가 형성된다. 그리고, 지그본체(2)의 상면과 체결바(14) 사이의 볼트축(16)에는 체결바(14)를 상승가압하는 스프링(18)이 탄설된다. 이에 따라 상기 체결바(14)는 볼트축(16)에 체결되어 그 상단위치가 제한되면서 스프링(18)에 의해 항상 상승 또는 자기(self)부상되어 지그본체(2)의 상면과는 이격된 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 사용자는 시험편(100)을 지그본체(2)와 체결바(14) 사이의 이격공간을 통해 손쉽게 밀어넣어 시험편(100)의 개선부(102)가 제1장홈(3)을 따라 정렬되면서 인접한 시험편(100)과 적절한 간격 이격되도록 용이하게 위치설정할 수 있다. 이와 같이 시험편(100)이 지그본체(2) 상면의 정위치에 위치정렬되면 볼트헤드(17)를 조여서 시험편(100)을 지그본체(2)의 상면에 체결한다. 한편, 체결바(14)에는 시험편(100)과의 간격이나 유격을 조절하는 조절볼트(15)가 결합된다.

이러한 상태에서 본용접을 하기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이, 시험편(100)의 개선부(102)에 의해 형성되는 오목홈을 따라 은박지나 종이 등의 밀봉테이프(107)를 붙여 개선부(102)의 홈 부위를 밀봉시키고, 알곤 등의 불활성가스로 이루어진 쉴드가스를 이 개선부(102)를 통해 제1 장홈(3) 속으로 주입하면서 TIG 용접을 행하면, 이 쉴드가스에 의해 용접부위에 산소공급이 저지되어 용접시에 시험편(100)의 용접부위의 산화작용이 억제되므로, 용접부위에 산화로 인한 지그본체(2)와 시험편(100)에 변색이나 얼룩이 생기거나 스패터 등의 등의 용접불량이 생기는 것을 억제하여, 용접지그를 청결하게 유지할 수 있고, 시험편에 대한 미려하고 고품질의 용접이 가능하게 된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 지그본체(2)의 배면에는 직선홈 형상의 제2장홈(9)이 제1장홈(3)에 직각방향으로 연장형성된다. 제1장홈(3)과 제2장홈(9)을 직각으로 배치함으로써, 제1장홈(3)과 제2장홈(9)이 동일선상에 중첩될 때 장홈의 바닥이 얇아져서 취약해지는 것을 방지할 수 있다. 이 제2장홈(9)은 지그본체(2)의 상면의 제1장홈(3)과 유사한 규격과 길이로 형성된다.
이 제2장홈(9)은 우선 시험편(100)의 가접을 위해 사용된다. 즉, 시험편(100)의 가접시에 지그본체(2)의 상면의 체결바(14)와 제1장홈(3)을 사용하지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이, 지그본체(2) 배면의 제2장홈(9) 둘레부에 한 쌍의 시험편(100)을 배치하고 이를 별도로 제공되는 용접용 클램프(10)로 체결하여 가접을 행함으로써, 가접시에 불가피하게 발생되는 시험편인 모재나 지그의 변색이나 끄을음 등이 지그본체(2)의 상면에 생기지 않고 지그본체(2)의 저면에 생기도록 함으로써, 지그본체(2)의 상하면을 동시에 활용하여 용접지그(1)의 외관이 지저분해지거나 지그본체(2)의 변질로 인해 내구수명이 짧아지는 것을 어제할 수 있다.

아울러, 경우에 따라, 별도로 제공되는 용접용 클램프(10)를 사용하여 지그본체(2)의 저면에 제2장홈(9)에 평행하도록 가접된 한 쌍의 시험편(100)을 체결하고 시험편(100)의 오목한 개선부에 밀봉테이프(107)를 부착하여 지그본체(2)의 저면도 본용접을 위한 지그면으로 사용하면, 용접지그의 활용도를 더욱 높이고 지그의 내구수명을 연장시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 한 쌍의 체결바(14)를 지지하는 일측의 한 쌍의 볼트축(16)에는 장홈(3)의 일부를 횡단하는 가이드편(19)이 관통결합된다. 이 가이드편(19)의 내측면은 직선상으로 연장되어 본용접의 개시시에 용접의 시작점을 위치정렬하는데 이용된다. 즉 시험편(100)의 본용접 개시점을 이 가이드편(19)의 내측면에 정렬시켜서 용접토치가 이 가이드편(19)에 맞닿아 손쉽게 용접개시점에 위치설정되도록 한다.

Claims (2)

1. 상면 중앙부에 쉴드가스가 흐르도록 된 직선상의 제1장홈(3)이 소정길이 연장되는 판형상의 금속재 지그본체(2)와, 이 지그본체(2)의 둘레부에 수직방향의 암나사공(5)에 나사결합되는 수나사부(6)를 구비하고 상하 양단에 확장부(7)가 결합되며 지그본체(2)의 상하 양측으로 출몰가능한 지지다리(4)와, 상기 제1장홈(3)의 양측에 평행배치되는 한 쌍의 체결바(14)와, 이 체결바(14)를 상기 지그본체(2)에 나사체결하는 복수개의 볼트축(16)과, 지그본체(2)의 상면과 체결바(14) 사이의 볼트축(16)에 삽입되어 체결바(14)를 상승가압하는 스프링(18)과, 상기 지그본체(2)의 배면에 형성되며 상기 제1장홈(3)과 직교하는 직선상의 제2장홈(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 용접기능훈련 및 실기시험용 용접지그(1).
2. 삭제

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