KR102598205B1 - 용접토치 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 토치에서 쉴드가스를 직분사 가능하도록 하는 용접토치 어셈블리에 관한 것으로, 쉴드가스를 분사하기 위한 어셈블리에 있어서, 중앙에 결합홀이 형성되는 용접 바디와, 상기 용접 바디의 상측으로 상기 결합홀에 결합되되, 상기 용접 바디의 내주면과 일정간격 이격되는 디퓨저 및 중앙에는 분사홀이 형성되고, 상기 용접 바디의 하측으로 상기 결합홀에 결합되며, 상기 디퓨저의 하부와 일정간격 이격되어 가스분사유로가 형성되는 어댑터를 포함하며, 상기 가스분사유로를 따라 분사된 쉴드가스가 상기 분사홀을 지나 상기 가스분사유로를 통해 직분사되는 것을 특징으로 한다.

Description

용접토치 어셈블리{Welding torch assembly}

본 발명은 용접토치 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 용접 토치에서 쉴드가스를 직분사 가능하도록 하는 용접토치 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 아크용접은 아크방전을 이용해서 금속과 금속을 접합하는 방법으로, 통상 피복금속 아크용접과, 서브머지드 아크용접, 비활성가스 아크용접, 탄산가스 아크용접 등으로 구분된다.

이러한 용접방법 중 상기 탄산가스 아크용접은 불활성가스 대신에 경제적인 탄산가스를 이용하는 용접방법으로, 비소모성 전극을 사용하기도 하지만, 일반적으로 소모성 전극을 주로 사용한다.

통상적으로 CO2 용접용 토치는 용접 와이어를 공급하면서 용접 와이어와 모재사이에 CO2 가스를 방출하여 용접부를 대기와 차단함으로써 용융금속의 산화를 방지하여 용접품질을 향상시키는 용접 장치이다.

탄산가스(CO2)는 활성이어서 고온의 아크에서는 산화성이 크고, 용착금속의 산화가 비활성가스 아크용접에 비해서 기공 및 그 밖의 결함이 생기기 쉬우므로, Mn, Si 등의 탈산제를 함유한 와이어를 사용한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 CO2용접용 토치는 토치바디(50)의 끝부분에 콘택트 팁(20)이 조립된 디퓨저(10)를 나사식으로 조립한 상태에서, 상기 디퓨저(10)의 외면에 인슐레이트(30)가 조립되고, 상기 인슐레이트(30)의 전방으로 노즐(40)이 조립되는 구조를 갖는다.

그러나 종래에는 인슐레이터(30)에서 빠져나오는 CO2가 1차적으로 노즐(40)의 관벽 측을 향해 수평방향으로 분사되기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이 인슐레이터(30)와 노즐(40) 사이의 내부 공간에는 와류가 형성되고, 이로 인해 실제로 모재 주변에는 쉴드가 형성되지 않고, 이로 인해 외부공기가 유입되는 문제가 있었다.

이로 인해, 용접결함 발생으로 수정 작업에 소모되는 비용이 증가하게 되고, 콘택트 팁 등과 같은 소모성 부품의 수명을 단축시킴과 더불어 CO2 가스의 과다 사용을 초래하게 되는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 쉴드가스를 직분사하여 외부 공기와의 산화를 방지하여 쉴딩기능을 향상시킬 수 있는 용접토치 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 쉴드가스를 분사하기 위한 어셈블리에 있어서, 중앙에 결합홀이 형성되는 용접 바디와, 상기 용접 바디의 상측으로 상기 결합홀에 결합되되, 상기 용접 바디의 내주면과 일정간격 이격되는 디퓨저 및 중앙에는 분사홀이 형성되고, 상기 용접 바디의 하측으로 상기 결합홀에 결합되며, 상기 디퓨저의 하부와 일정간격 이격되어 가스분사유로가 형성되는 어댑터를 포함하며, 상기 가스분사유로를 따라 분사된 쉴드가스가 상기 분사홀을 지나 상기 가스분사유로를 통해 직분사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어댑터는 내부에 분사홀이 형성되는 소외경부 및 상기 소외경부보다 외경이 상대적으로 더 크게 형성되며, 상기 분사홀의 내경보다 상대적으로 더 크게 형성되어 상기 가스분사유로와 연통되는 직분사홀이 형성되는 대외경부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 직분사홀은 상기 분사홀에 대응되는 직경을 가지는 중심홀과, 상기 중심홀의 외측으로 함몰 형성되는 분기홀과, 상기 중심홀과 분기홀 사이에 형성되며 상기 디퓨저가 결합되는 결합면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용접 바디는 상기 결합홀의 내주면에 돌출 형성되되, 상기 디퓨저의 외면에 접촉되어 상기 디퓨저가 상기 결합홀의 내부에서 정위치되도록 하는 지탱부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용접 바디의 상측에 결합되며, 상기 결합홀에 대응되는 관통홀이 형성되는 용접 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 용접 바디와 디퓨저 사이에 일정 간격 이격되어 가스분사유로가 형성되어 어탭터의 분사홀에서 가스분사유로로 분사되는 CO2 가스가 수직분사되어 쉴딩 커튼을 형성하게 됨으로써, 극대화된 쉴드 효과에 따른 용접결합을 최소화할 수 있고, 용접 효율 및 생산성을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 어댑터의 분사홀에는 디퓨저가 결합되는 결합면이 형성되어 디퓨저를 지지하고, 용접 바디의 결합홀의 내주면에 돌출 형성되는 지탱부가 디퓨저를 지지하여 디퓨저가 용접 바디 내부에서 일정간격 이격된 상태로 정위치 가능하여 CO2 가스가 수직으로 분사되어 용접 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 C02 용접용 토치를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 C02 용접용 토치에서 발생 가능한 문제를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접토치 어셈블리를 나타낸 분해 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접 바디를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 어댑터를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접 노즐을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접토치 어셈블리를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접토치 어셈블리를 나타낸 분해 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접 바디를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 어탭터를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접 노즐을 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 용접토치 어셈블리를 나타낸 사시도이다.

도 3 내 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용접토치 어셈블리(1000)는 용접 바디(100), 디퓨저(200) 및 어댑터(300)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 용접토치 어셈블리(1000)의 각 구성을 설명하기에 앞서, 본 발명은 쉴드가스를 분사하기 위한 어셈블리에 관한 것으로, 종래의 CO2 가스 분사 시 발생하는 와류를 방지하고 직분사하여 쉴딩효과를 극대화할 수 있는 용접토치 어셈블리(1000)이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용접 바디(100)는 중앙에 결합홀(110)이 길이 방향으로 관통 형성되고, 결합홀(110)을 통해 디퓨저(200)와 결합되게 된다.

그리고 상기 용접 바디(100)의 외주면에는 상기 디퓨저(200)가 결합되는 방향에 용접 노즐(400)이 결합되도록 나사산(120)이 형성되고, 나사산(120)에 인접한 위치에는 용접 노즐(400)과 체결되도록 체결구(130)가 형성된다.

여기서, 상기 용접 바디(100)의 상기 결합홀(110)의 내주면에 돌출 형성되되, 상기 디퓨저(200)의 외면에 접촉되어 상기 디퓨저(200)가 상기 결합홀(110)의 내부에서 정위치되도록 하는 지탱부(111)가 형성된다.

이때, 상기 지탱부(111)는 상기 결합홀(110)의 내주면에서 중앙으로 복수 개로 돌출 형성되어 디퓨저(200)의 외주면에 접촉되면서 디퓨저(200)와 용접 바디(100) 내주면 사이에 일정 간격을 유지하도록 한다.

상기 용접 바디(100)의 내주면과 상기 결합홀(110)에 수용되는 디퓨저(200)의 외주면과는 일정간격 이격되어 가스분사유로를 형성시키게 되는데, 상기 지탱부(111)를 통해 디퓨저(200)가 어느 한 방향으로 기울어지지 않도록 결합홀(110)에 설치될 수 있다.

다음으로, 상기 디퓨저(200)는 상기 용접 바디(100)의 상측으로 상기 결합홀(110)에 결합되되, 상기 용접 바디(100)의 내주면과 일정간격 이격되어 이루어진다.

여기서, 상기 디퓨저(200)의 단부에는 용접팁(미도시)가 결합되고, 어댑터(300)를 통해 공급되는 용접 와이어가 송급되는 관로를 제공하게 된다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 어댑터(300)는 중앙에는 분사홀(311)이 형성되고, 상기 용접 바디(100)의 하측으로 상기 결합홀(110)에 결합되며, 상기 디퓨저(200)의 하부와 일정간격 이격되어 가스분사유로(미도시)가 형성된다.

여기서, 상기 어댑터(300)는 내부에 분사홀(311)이 형성되는 소외경부(310)와, 상기 소외경부(310)보다 외경이 상대적으로 더 크게 형성되며, 상기 분사홀(311)의 내경보다 상대적으로 더 크게 형성되어 상기 가스분사유로와 연통되는 직분사홀(321)이 형성되는 대외경부(320)로 이루어진다.

이때, 상기 소외경부(310)의 외주면에는 나사산이 형성되어 용접봉과 결합되고, 상기 소외경부(310)의 내부에는 분사홀(311)이 형성되어 가스가 유동되는 공간이 마련된다.

그리고 상기 대외경부(320)는 상기 소외경부(310)보다 외경이 크게 형성되어 상기 결합홀(110)에 결합되고, 내부에는 상기 분사홀(311)보다 직경이 더 크게 형성되는 직분사홀(321)이 형성된다.

이때, 상기 직분사홀(321)은 상기 분사홀(311)에 대응되는 직경을 가지는 중심홀(321a)과, 상기 중심홀(321a)의 외측으로 함몰 형성되는 분기홀(321b)과, 상기 중심홀(321a)과 분기홀(321b) 사이에 형성되며 상기 디퓨저(200)가 결합되는 결합면(321c)으로 이루어진다.

상기 분사홀(311)과 중심홀(321a)은 서로 동일한 직경으로 형성되어 연통되는 것이 바람직하며, 상기 분기홀(321b)은 상기 중심홀(321a)의 측면에 복수 개로 형성된다.

그리고 상기 중심홀(321a)과 분기홀(321b) 사이에 형성되는 결합면(321c)에 디퓨저(200)의 타단이 결합되어 상기 상기 디퓨저(200)가 결합홀(110)의 내부에서 기울어지지 않고 정위치에 배치될 수 있게 된다.

여기서, 상기 분기홀(321b)을 통해 분사홀(311)에서 유동되는 CO2가스가 디퓨저(200)와 용접 바디(100) 사이로 이동되어 가스분사유로로 이동되어 직분사될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 가스분사유로를 따라 분사된 쉴드가스가 상기 분사홀을 지나 상기 가스분사유로를 통해 직분사되게 된다.

한편, 본 발명의 용접토치 어셈블리(1000)는 용접 노즐(400)이 결합될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 용접 노즐(400)은 상기 용접 바디(100)의 상측에 결합되며, 상기 결합홀(110)에 대응되는 관통홀(410)이 형성된다.

또한, 상기 용접 노즐(400)의 관통홀(410)의 단부에는 상기 나사산(120)에 체결되도록 나사산(130)과 대응되는 나선홈이 형성되고, 상기 체결구(130)에 대응되는 체결공(420)이 형성된다.

이에 따라, 상기 나사산(120) 및 체결구(130)에 결합되어 가스분사유로가 연장되며 직분사되는 길이를 연장시킬 수 있게 된다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

1000 : 용접토치 어셈블리
100 : 용접 바디
110 : 결합홀
111 : 지탱부
120 : 나사산
130 : 체결구
200 : 디퓨저
300 : 어댑터
301 : 가스분사유로
310 : 소외경부
311 : 분사홀
320 : 대외경부
321 : 직분사홀
321a : 중심홀
321b : 분기홀
321c : 결합면
400 : 용접 노즐
410 : 관통홀
420 : 체결공

Claims (5)

1. 쉴드가스를 분사하기 위한 어셈블리에 있어서,
   중앙에 결합홀이 형성되는 용접 바디;
   상기 용접 바디의 상측으로 상기 결합홀에 결합되되, 상기 용접 바디의 내주면과 일정간격 이격되는 디퓨저;
   중앙에는 분사홀이 형성되고, 상기 용접 바디의 하측으로 상기 결합홀에 결합되며, 상기 디퓨저의 하부와 일정간격 이격되어 가스분사유로가 형성되는 어댑터; 및
   상기 용접 바디의 상측에 결합되며, 상기 결합홀에 대응되는 관통홀이 형성되는 용접 노즐;을 포함하며,
   상기 가스분사유로를 따라 분사된 쉴드가스가 상기 분사홀을 지나 상기 가스분사유로를 통해 직분사되고,
   상기 어댑터는,
   내부에 분사홀이 형성되는 소외경부 및
   상기 소외경부보다 외경이 상대적으로 더 크게 형성되며, 상기 분사홀의 내경보다 상대적으로 더 크게 형성되어 상기 가스분사유로와 연통되는 직분사홀이 형성되는 대외경부를 포함하며,
   상기 직분사홀은,
   상기 분사홀에 대응되는 직경을 가지는 중심홀과, 상기 중심홀의 외측으로 함몰 형성되는 분기홀과, 상기 중심홀과 분기홀 사이에 형성되며 상기 디퓨저가 결합되는 결합면을 포함하되,
   상기 분기홀을 통해 분사홀에서 유동되는 쉴드가스가 상기 디퓨저와 용접 바디 사이로 이동되어 상기 가스분사유로로 이동되어 직분사될 수 있는 점을 특징으로 하는 용접토치 어셈블리.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 용접 바디는,
   상기 결합홀의 내주면에 돌출 형성되되, 상기 디퓨저의 외면에 접촉되어 상기 디퓨저가 상기 결합홀의 내부에서 정위치되도록 하는 지탱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접토치 어셈블리.
   
5. 삭제