KR102600050B1 - 가스분사 압력을 높이는 용접토치 - Google Patents

가스분사 압력을 높이는 용접토치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치는 가스디퓨저에 장착되는 실드링에 의해 가스가 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 팁의 중앙 끝단에 집중적으로 토출되도록 함으로써 가스사용량을 획기적으로 절감하여 탄소배출을 감소시키고, 용접품질을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

가스분사 압력을 높이는 용접토치{Welding torch that increases gas spray efficiency}
본 발명은 용접시 용융부위가 토치노즐을 통하여 공급되는 가스에 의해 대기중의 산소나 질소의 영향을 받지 않도록 보호하기 위하여 가스가 팁의 끝단까지 분사되도록 하는 가스분사 압력을 높이는 용접토치에 관한 것이다.
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 토치는 머플러, 가스디퓨저, 팁과 토치노즐을 포함하여 구성되며, 머플러의 후단에 가스공급을 제어하는 손잡이가 연결되고, 타단에 가스 디퓨저가 결합된다. 본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-1713226호의 스패터 부착 방지형 용접노즐의 제조방법은 일반적인 이산화탄소 용접토치의 구성을 보여준다.
일반적인 이산화탄소 용접토치는 팁, 팁을 감싸는 토치노즐, 토치노즐이 연결되는 인슐레이터를 포함하며, 인슐레이터 후단에 가스 공급을 위한 연결관이 연결된다. 연결관에 손잡이가 연결되어 손잡이의 레버를 조작함에 따라 용접 와이어가 공급되고 이산화탄소도 공급되도록 이루어진다.
가스용접시 가스가 가스디퓨저 측면의 가스방출구를 통과하여 토치노즐 내면을 따라 팁의 끝단부로 배출된다. 이때, 가스디퓨저의 가스방출구 방향이 용접부와 다른 방향을 향해있어 직진성이 떨어지며, 팁의 형상에 따라 노즐 끝단으로 갈수록 가스 토출면적의 증가로 토출압력이 약해진다.
용접작업의 특성상 실외에서의 작업이 많아 외부의 바람에 의해 가스가 유실되어 용접비드에 기공이 발생되는 문제점이 있으며, 용접불량이 흔하게 발생하였다. 현장의 많은 용접사들이 용접 불량을 방지하고자 필요량보다 많은 다량의 가스를 낭비하여 용접비용이 증가될 뿐만 아니라 다량의 탄소배출로 인해 개선이 요구되었다.
대한민국 등록특허 제10-1713226호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스디퓨저에 장착되는 실드링에 의해 가스가 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 팁의 중앙 끝단에 집중적으로 토출되도록 함으로써 가스사용량을 획기적으로 절감하여 탄소배출을 감소시키고, 냉각기능을 향상시켜 내구성이 우수하며, 용접품질을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 팁의 일단으로 가스가 이동되도록 감싸는 토치노즐이 갖추어진 용접토치에 있어서, 상기 팁의 타단에 결합되며, 디퓨저본체의 내부로 공급된 가스가 제1,2분사구를 통해 외부로 확산되어 상기 팁의 일단까지 분사되도록 유도하는 가스디퓨저; 및 상기 가스디퓨저의 일측 외주면에 장착되어 상기 팁을 감싸고, 상기 가스디퓨저의 제2분사구와 대응되도록 분출구가 형성되는 실드링;을 포함하며, 상기 실드링은, 원통형 형태로 이루어져, 상기 팁과 가스디퓨저를 감싸고, 외주면에 상기 분출구가 관통형성되는 실드링본체; 및 상기 실드링본체의 외주면에 형성되며, 상기 분출구의 양측으로 이격되어 내측으로 함몰된 분기돌기가 가압되고, 상기 가스디퓨저에 밀착고정되는 고정부;를 포함하고, 상기 가스디퓨저의 제1,2분사구를 통해 가스가 상기 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 상기 팁의 중앙 끝단으로 토출되도록 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 팁의 일단으로 가스가 이동되도록 감싸는 토치노즐이 갖추어진 용접토치에 있어서, 상기 팁의 타단에 결합되며, 디퓨저본체의 내부로 공급된 가스가 제1,2분사구를 통해 외부로 확산되어 상기 팁의 일단까지 분사되도록 유도하는 가스디퓨저; 및 상기 가스디퓨저의 일측 외주면에 장착되어 상기 팁을 감싸고, 상기 가스디퓨저의 제2분사구와 대응되도록 분출구가 형성되는 실드링;을 포함하며, 상기 실드링은, 원통형 형태로 이루어져, 상기 팁과 가스디퓨저를 감싸고, 외주면에 상기 분출구가 관통형성되는 실드링본체; 및 상기 실드링본체의 외주면에 형성되며, 상기 분출구가 위치된 분기면이 내측으로 함몰되어, 상기 가스디퓨저에 밀착고정되는 고정부;를 포함하고, 상기 가스디퓨저의 제1,2분사구를 통해 가스가 상기 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 상기 팁의 중앙 끝단으로 토출되도록 한다.
또한, 상기 제1분사구가 상기 디퓨저본체의 외주면에 경사지게 형성되고, 상기 제1분사구로부터 상기 디퓨저본체의 외주면을 따라 일단까지 분사홈이 일직선으로 연결되는 분사유도라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실드링은, 원통형 형태로 이루어져, 일측이 축의 중심으로 경사지도록 형성되어 가스가 팁의 중앙 끝단으로 집중되도록 하는 밀착부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치에 의하면 아래와 같은 장점이 있다.
가스디퓨저에 장착되는 실드링에 의해 가스가 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 팁의 중앙 끝단에 집중적으로 토출되도록 함으로써 가스사용량을 획기적으로 절감하여 탄소배출을 감소시키고, 용접품질을 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.
또한, 디퓨저본체와 팁에 형성되어 있는 분사유도라인에 가스의 효율적 분사역할과 함께 방열면적이 극대화됨으로써 저온의 실드가스의 냉각효과를 증가시켜 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실드링에 의해 가스가 확산되지 않고 팁의 끝단으로 직진성을 갖도록 분사되는 구조를 가짐으로써 분사직진도에 의해 효율이 상승하며, 토출되는 가스압력을 상승시켜 팁의 끝단부까지 안정적으로 가스를 공급할 수 있다.
또한, 실드링에 의해 가스가 이동하는 유동공간이 좁아지면서 팁의 중심에서 더 강한 가스가 분사되도록 하여, 외부바람으로부터 용접불량을 방지하며 용접품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 실드링의 단부가 축의 중심으로 경사지도록 형성하여 가스가 팁의 중앙 끝단으로 더 집중될 수 있도록 함으로써 적은 양의 가스로 분사효율을 높일 수 있어 용접비용을 절감하고, 탄소배출을 최소화하여 친환경적인 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이다.
도 2는 도 1의 가스디퓨저에 대한 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이다.
도 4는 도 3의 가스디퓨저에 대한 상세도이다.
도 5는 도 1과 3에 설치된 실드링에 대한 상세도이다.
도 6은 도 5의 실드링에 대한 단면도와 부분확대도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이다.
도 9는 도 7과 8에 설치된 실드링에 대한 상세도이다.
도 10은 도 9에 대한 실드링의 단면도와 측면도이다.
도 11은 도 10의 실드링이 장착된 용접토치의 조립단면도와 분사상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 10의 실드링에 밀착부가 형성된 단면도이다.
도 13은 도 12의 실드링이 장착된 용접토치의 조립단면도와 분사상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구조나 방법에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에는 가스디퓨저에 장착되는 실드링에 의해 가스가 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 팁의 중앙 끝단에 집중적으로 토출되도록 함으로써 가스사용량을 획기적으로 절감하여 탄소배출을 감소시키고, 용접품질을 향상시킬 수 있는 용접토치에 관한 것으로, 이하에서는 간략하게 "용접토치"로 호칭하기로 한다.
또한, 본 실시예의 용접토치의 상하좌우 방향에 대하여, 도 1에 도시된 용접토치를 기준으로 좌측방향을 '일측', 우측방향을 '타측'으로 규정하도록 하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 가스디퓨저와 실드링은 도면의 설명을 참고하여 실시예를 구분해 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 가스디퓨저의 제1,2분사구의 위치 및 가스유도라인의 형상과 그 여부에 따라 적합한 실드링의 구조를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이고, 도 2는 도 1의 가스디퓨저에 대한 상세도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이고, 도 4는 도 3의 가스디퓨저에 대한 상세도이다.
도 5는 도 1과 3에 설치된 실드링에 대한 상세도이며, 도 6은 도 5의 실드링에 대한 단면도와 부분확대도이다. 그리고 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이고, 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성도이다.
도 9는 도 7과 8에 설치된 실드링에 대한 상세도이며, 도 10은 도 9에 대한 실드링의 단면도와 측면도이다. 그리고 도 11은 도 10의 실드링이 장착된 용접토치의 조립단면도와 분사상태를 나타내는 도면이고, 도 12는 도 10의 실드링에 밀착부가 형성된 단면도이다. 도 13은 도 12의 실드링이 장착된 용접토치의 조립단면도와 분사상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 13을 참조하면, 본 발명의 용접토치(1000)는 일반적인 용접토치의 분사구조와는 달리 가스분사 구조가 개선된 용접토치에 실드링이 장착됨으로써 가스가 더블트랙으로 분기되어 분사효율을 향상시키며, 팁의 중심 끝단으로 집중적으로 토출되도록 함으로써 용접품질을 향상시킬 수 있도록 한다.
용접토치(1000)는 가스를 사용하면서 와이어가 공급모터를 통해 연속적으로 송급되도록 한다. 그리고 용접토치(1000)는 가스가 자동으로 공급되어 선단에서 아크가 발생하도록 하여 용접이 수행된다. 용접토치(1000)는 용융부위가 토치노즐(500)을 통하여 공급되는 가스에 의해 대기중의 산소나 질소의 영향을 받지 않도록 보호하도록 갖추어진다.
이처럼 본 발명의 용접토치(1000)는 토치가 흔들리지 않도록 고정해주는 토치본체(미도시), 와이어에 전류를 전달해주는 팁(300), 토치노즐과 용접토치를 절연시켜주는 절연관(400), 가스를 모아서 분사해주는 토치노즐(500)에 결합되어 용접 작업을 수행할 수 있도록 갖추어진다. 여기서 용접토치(1000)를 구성하는 토치본체(미도시), 팁(300), 절연관(400), 토치노즐(500)의 구성 및 결합관계에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용접토치(1000)는 내부로 공급된 가스가 팁(300)의 일단으로 분사되도록 하는 가스디퓨저(100)와, 가스가 분기되어 내외벽면을 따라 팁의 중앙 끝단에 토출되도록 하는 실드링(200)을 포함한다. 이처럼 본 발명의 실시예에 따른 가스디퓨저(100)와 실드링(200)에 의해 가스가 직진성을 가지면서 확산되지 않고 보다 더 집중적으로 팁(300)의 끝단으로 토출되도록 할 수 있다.
가스디퓨저(100)는 유입된 가스를 최대로 방출하면서 팁(300)의 끝단까지 이동되어 분사될 수 있도록 하는 구성이다. 가스디퓨저(100)는 분사구조가 개선되어 용접하는 부위의 산소차단으로 용접품질을 향상시킬 수 있으며, 용접토치(1000)의 가열온도를 낮추어 내구성을 높일 수 있다. 이러한 가스디퓨저(100)는 팁(300)의 타단에 결합되며, 디퓨저본체(110)의 내부로 공급된 가스가 제1,2분사구(131,133)를 통해 외부로 확산되어 팁(300)의 일단까지 분사되도록 유도할 수 있다.
본 발명에 따른 가스디퓨저(100)는 디퓨저본체(110), 결합부(120), 분사부(130)를 포함할 수 있다.
디퓨저본체(110)는 실린더형태로 이루어져, 내부에 가스 및 와이어가 길이방향으로 송급되는 송급로가 갖추어질 수 있다. 특히, 디퓨저본체(110)는 타측에서 가스가 유입되어 일측으로 이동되면서 외부로 분사되도록 갖추어질 수 있다. 즉, 디퓨저본체(110)는 외부로 분사된 가스가 토치노즐(500)의 내벽면을 따라 일측으로 이동되도록 하여 팁(300)의 주변을 냉각시켜 내구성을 향상시킬 수 있다.
디퓨저본체(110)는 일측 외주면에 복수의 고정돌기(111)가 형성될 수 있다. 이때, 디퓨저본체(110)는 복수의 고정돌기(111)에 후술될 실드링(200)이 장착되어 고정력을 향상시킬 수 있도록 갖추어진다. 이러한 고정돌기(111)는 디퓨저본체(110)에 나사산 형태로 형성되거나 일자 형태로 복수개가 형성될 수 있다. 이처럼 디퓨저본체(110)와 실드링(200)이 쉽게 결합되고 분리될 수 있도록 간소화된 구조를 가짐으로써 작업자가 편리하게 사용할 수 있도록 한다.
결합부(120)는 디퓨저본체(110)에 용접토치(1000)를 구성하는 부품들이 서로 결합될 수 있도록 갖추어진다. 그리고 결합부(120)는 디퓨저본체(110)와 절연관(400) 사이에 가스가 이동될 수 있도록 유동공간이 형성되며, 외측으로 단차지게 돌출형성되어 결합공간이 분리되도록 갖추어진다.
분사부(130)는 외주면에 경사지게 관통 형성된 제1분사구(131)와, 외주면에 수직되게 관통 형성된 제2분사구(133)를 포함할 수 있다. 이러한 디퓨저본체(110)는 타측에서 유입된 가스가 제1분사구(131)와 제2분사구(133)를 통해 일단으로 이동되도록 한다. 이때, 제1분사구(131)와 제2분사구(133)는 디퓨저본체(110)의 외주면을 따라 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 분사부(130)는 제1분사구(131)로부터 디퓨저본체(110)의 외주면을 따라 일단까지 분사홈(132a)이 연결되는 분사유도라인(132)이 갖추어질 수 있다. 분사유도라인(132)은 일직선 형태로 가스가 유동되면서 분산되지 않고 분사홈(132a)을 따라 팁(300)의 끝단까지 이동될 수 있도록 안내할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 가스디퓨저(100)는 분사부(130)의 구성 및 형태에 따라 다양한 실시예로 변형되어 사용될 수 있으며, 후술될 실시예에서 상세히 설명하기로 한다. 이처럼 가스디퓨저(100)는 제1,2분사구(131,133)의 위치 및 분사유도라인(132)의 여부와 형태에 따라 다양하게 활용될 수 있다.
실드링(200)은 가스의 분사유로를 좁혀 배출압력을 높이는 동시에 중심에서 더 강한 가스가 분사되도록 하는 구성이다. 이러한 실드링(200)은 원통형 형태로 이루어져, 가스디퓨저(100)의 일측 외주면에 장착되어 팁(300)을 감싸고, 가스디퓨저(100)의 제2분사구(133)와 대응되도록 분출구(211)가 형성될 수 있다. 특히, 실드링(200)은 가스가 내외벽면을 따라 더블트랙(도11, 201)으로 분기되어 팁(300)의 중앙 끝단으로 토출되도록 가스분사압력을 높여줄 수 있다.
이때, 더블트랙(201)은 가스가 유동하는 라인을 나타내며, 제1트랙(도11, 201a)과 제2트랙(도11, 201b)으로 구분할 수 있다. 제1트랙(201a)은 가스가 제1분사구(131)를 통해 실드링(200)의 내벽면을 따라 이동하는 가스유동라인을 나타낸다. 또한, 제2트랙(201b)은 제2분사구(133)와 분출구(211)를 통해 실드링(200)의 외벽면을 따라 이동하는 가스유동라인을 나타낸다.
실드링(200)은 원통형 형태로 이루어져, 일측이 축의 중심으로 경사지도록 밀착부(240)가 형성되어 가스가 팁(300)의 중앙 끝단으로 집중되어 토출되도록 할 수 있다. 이때, 밀착부(240)는 일단으로 갈수록 점진적으로 외경이 좁아지는 형태로 이루어질 수 있다. 이로 인해 실드링(200)은 팁(300)의 일측 외주면을 좀 더 밀접하게 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 실드링(200)은 팁(300)의 일측을 밀접하게 감싸면서 팁(300)과 실드링(200)의 내벽면 사이 좁은 틈을 형성할 수 있다. 이때, 실드링(200)은 팁(300)과 실드링(200)의 내벽면 사이에 제1트랙(201a)을 형성하여 가스의 분사압력이 향상되면서 팁(300)의 외주면을 따라 끝단까지 분사되도록 할 수 있다.
상세히, 실드링(200)은 가스디퓨저와 팁(300)이 연결된 부분을 감싸는 실드링본체(210)와, 가스디퓨저(100)에 고정되는 동시에 가스가 외벽면으로 분기되도록 하는 고정부(220) 및 가스가 내벽면으로 유동되도록 하는 유동부(230)를 포함할 수 있다.
먼저, 실드링본체(210)는 원통형 형태로 이루어져, 팁(300)과 가스디퓨저(100)를 감싸고, 타측 외주면에 분출구(211)가 관통형성되도록 갖추어진다. 이때, 실드링본체(210)는 토치노즐(500)과 가스디퓨저(100) 사이에서 가스의 유동 공간을 분리하여 내외벽의 좁은 공간으로 배출되도록 함으로써 토출되는 압력을 높일 수 있다.
또한, 실드링본체(210)는 분출구(211)와 반대측 외주면에 복수의 돌기 또는 홈이 형성된 널링(212)이 갖추어질 수 있다. 이러한 널링(212)은 작업자가 편리하게 조립하거나 분해할 수 있도록 형성되어, 편의성을 향상시킬 수 있다. 그리고 실드링본체(210)는 가스디퓨저(100)의 외주면에 장착시 이격공간을 가지며, 고정부(220)에 의해 고정될 수 있는 크기의 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.
고정부(220)는 실드링본체(210)의 외주면에 형성되며, 분출구(211)와 밀접한 설정지점에 위치되어 가스디퓨저(100)에 밀착고정되도록 갖추어진다. 이러한 고정부(220)는 가스가 실드링(200)의 외벽면으로 분기되도록 하는 동시에 가스디퓨저(100)에 고정되도록 하는 역할을 한다. 또한, 고정부(220)는 분출구(211)의 위치와 대응되도록 형성되는 것이 바람직하며, 가스디퓨저(100)의 제1,2분사구(131,133)와 함께 외주면을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.
유동부(230)는 실드링본체(210)의 내주면에 형성되며, 고정부(220)의 사이에 위치되어 가스디퓨저(100)와 이격되도록 갖추어진다. 이러한 유동부(230)는 가스가 실드링(200)의 내벽면으로 유동되도록 할 수 있다. 특히, 유동부(230)는 가스가 가스디퓨저(100)의 분사유도라인(132)을 따라 일단으로 이동할 수 있도록 하며, 유동공간을 좁혀 팁(300)의 중심으로 분출되는 압력을 높일 수 있다.
본 발명의 목적, 기술적 해결수단과 우점이 보다 명확해지도록 하기 위하여, 이하 본발명의 기술적 해결수단에 대하여 상세하게 기술하기로 한다. 분명한 것은, 기술되는 실시예는 단지 본 발명의 일부분 실시예일 뿐, 모든 실시예가 아니다. 본 발명 중의 실시예에 기반하여, 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들은 진보성 창출에 힘쓸 필요가 없는 전제하에서 얻어진 모든 기타 실시형태는 모두 본 발명이 보호하는 범위에 속한다.
실시예 1 내지 4는 앞서 설명된 가스디퓨저(100)의 형태와 동일하나 분사부(130)의 다양한 형상에 대해 설명하며, 이에 따른 적합한 실드링(200)의 구조를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성 사시도이다. 도 1의 용접토치의 구성도에 도시된 가스디퓨저(100)와 실드링(200)에 대해 설명하기로 하며, 팁(300), 절연관(400), 토치노즐(500)은 일반적으로 사용하고 있는 구성이므로 설명을 생략한다.
가스디퓨저(100)는 팁(300)의 타단에 결합되며, 디퓨저본체(110)의 내부로 공급된 가스가 분사부(130)를 통해 팁(300)의 일단까지 분사되도록 유도한다. 가스디퓨저(100)의 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 타측 외주면에 경사지게 관통 형성된 복수의 제1분사구(131)와, 제1분사구(131)로부터 디퓨저본체(110)의 외주면을 따라 길이방향으로 일직선 형태로 형성되어 디퓨저본체(110)의 일단까지 분사홈(132a)이 연결되는 분사유도라인(132)이 갖추어진다. 또한, 디퓨저본체(110)는 일측 외주면에 나사산 형태의 복수의 고정돌기가 형성되어, 실드링(200)의 고정부(220)가 장착되어 고정될 수 있도록 한다.
이때, 분사유도라인(132)은 직선형으로 형성됨으로써 가스가 팁(300)의 끝단까지 빠르게 도달할 수 있도록 할 뿐만 아니라 냉각 및 방열효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 일측 외주면에 수직되게 관통 형성되는 복수의 제2분사구(133)를 더 포함하며, 디퓨저본체(110) 내 일측으로 이동된 잔류 가스가 제2분사구(133)를 통해 외부로 분사되도록 한다.
제1,2분사구(131,133)는 디퓨저본체(110)의 중심축을 기준으로 상하좌우 대칭형성되어 가스가 사방으로 균일하게 분사될 수 있도록 갖추어진다. 제1,2분사구(131,133)는 외주면을 따라 균일한 각도로 복수 개 형성되며, 제1분사구(131)와 제2분사구(133)가 어긋나게 배열되어 가스의 분사율을 최대로 높일 수 있다.
실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)를 감싸고, 복수의 제2분사구(133)와 대응되는 위치에 분출구(211)가 각각 관통형성되는 실드링본체(210) 및 실드링본체(210)의 외주면에 형성되며 분출구(211)의 양측으로 이격되어 내측으로 함몰된 분기돌기(222)가 가스디퓨저(100)에 밀착고정되는 고정부(220)가 갖추어진다. 이때, 실드링(200)은 가스가 실드링(200)의 내외벽면을 따라 더블트랙(201)으로 분기되어 팁(300)의 중앙 끝단에 토출되도록 가스분사압력을 높여준다.
또한, 분기돌기(222)는 실드링본체(210)의 외주면에 함몰되어 내측으로 돌출된 구조를 가진다. 이때, 분기돌기(222)는 뾰족한 도구를 이용하여 가압될 수 있으며, 실드링본체(210)의 내주면에 돌출되도록 갖추어진다. 그리고 분기돌기(222)는 분출구(211)의 양측으로 이격되어 형성되며, 적어도 2개 이상의 함몰된 돌기가 형성될 수 있다. 이처럼 분기돌기(222)는 형성된 돌기 수가 많을수록 가스디퓨저(100)와 결합력이 향상되며, 안정적으로 고정될 수 있다.
그리고 실드링(200)은 고정부(220)의 분기돌기(222)가 복수의 제2분사구(133) 중에서 선택되는 어느 하나와 대응되는 지점에 배치되도록 설치될 수 있다. 또한, 실드링(200)은 인접한 분출구(221) 사이에 간극면(231)이 형성되어, 가스디퓨저(100)와 이격되는 유동부(230)를 포함할 수 있다. 즉, 실드링(200)은 유동부(230)와 가스디퓨저(100) 사이에 가스가 유동되는 제1트랙(201a)이 형성되도록 한다. 유동부(230)는 간극면(231)이 곡면으로 이루어질 수 있으며, 내측면으로 가스가 유동되도록 한다.
이처럼 실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)가 조립된 상태에서 가스디퓨저(100)의 일측으로 삽입되는 구조를 가진다. 이때, 실드링(200)의 분기돌기(222)가 가스디퓨저(100)의 외주면에 형성된 복수의 고정돌기(111) 사이에 장착되어 고정되도록 갖추어지며, 작업자에 의해 분출구(211)가 제2분사구(133)에 일치되도록 장착된 상태에서 회전되어 고정된다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성 사시도이다. 도 3의 용접토치의 구성도에 도시된 가스디퓨저(100)와 실드링(200)에 대해 설명하기로 하며, 팁(300), 절연관(400), 토치노즐(500)은 일반적으로 사용하고 있는 구성이므로 설명을 생략한다.
가스디퓨저(100)는 팁(300)의 타단에 결합되며, 디퓨저본체(110)의 내부로 공급된 가스가 분사부(130)를 통해 팁(300)의 일단까지 분사되도록 유도한다. 가스디퓨저(100)의 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 중부 외주면에 경사지게 관통 형성된 복수의 제1분사구(131)와, 제1분사구(131)로부터 디퓨저본체(110)의 외주면을 따라 길이방향으로 일직선 형태로 형성되어 디퓨저본체(110)의 일단까지 분사홈(132a)이 연결되는 분사유도라인(132)이 갖추어진다. 또한, 디퓨저본체(110)는 일측 외주면에 나사산 형태의 복수의 고정돌기(111)가 형성되어, 실드링(200)의 고정부(220)가 장착되어 고정될 수 있도록 한다.
이때, 분사유도라인(132)은 직선형으로 형성됨으로써 가스가 팁(300)의 끝단까지 빠르게 도달할 수 있도록 할 뿐만 아니라 냉각 및 방열효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 일측 외주면에 수직되게 관통 형성되는 복수의 제2분사구(133)를 더 포함하며, 디퓨저본체(110) 내 일측으로 이동된 잔류 가스가 제2분사구(133)를 통해 외부로 분사되도록 한다.
제1,2분사구(131,133)는 디퓨저본체(110)의 중심축을 기준으로 상하좌우 대칭형성되어 가스가 사방으로 균일하게 분사될 수 있도록 갖추어진다. 제1,2분사구(131,133)는 외주면을 따라 균일한 각도로 복수 개 형성되며, 제1분사구(131)와 제2분사구(133)가 어긋나게 배열되어 가스의 분사율을 최대로 높일 수 있다.
실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)를 감싸고, 복수의 제2분사구(133)와 대응되는 위치에 분출구(211)가 각각 관통형성되는 실드링본체(210) 및 실드링본체(210)의 외주면에 형성되며 분출구(211)의 양측으로 이격되어 내측으로 함몰된 분기돌기(222)가 가스디퓨저(100)에 밀착고정되는 고정부(220)가 갖추어진다. 이때, 실드링(200)은 가스가 실드링(200)의 내외벽면을 따라 더블트랙(201)으로 분기되어 팁(300)의 중앙 끝단에 토출되도록 가스분사압력을 높여준다.
또한, 분기돌기(222)는 실드링본체(210)의 외주면에 함몰되어 내측으로 돌출된 구조를 가진다. 이때, 분기돌기(222)는 뾰족한 도구를 이용하여 가압될 수 있으며, 실드링본체(210)의 내주면에 돌출되도록 갖추어진다. 그리고 분기돌기(222)는 분출구(211)의 양측으로 이격되어 형성되며, 적어도 2개 이상의 함몰된 돌기가 형성될 수 있다. 이처럼 분기돌기(222)는 형성된 돌기 수가 많을수록 가스디퓨저(100)와 결합력이 향상되며, 안정적으로 고정될 수 있다.
그리고 실드링(200)은 고정부(220)의 분기돌기(222)가 복수의 제2분사구(133) 중에서 선택되는 어느 하나와 대응되는 지점에 배치되도록 설치될 수 있다. 또한, 실드링(200)은 인접한 분출구(221) 사이에 간극면(231)이 형성되어, 가스디퓨저(100)와 이격되는 유동부(230)를 포함할 수 있다. 즉, 실드링(200)은 유동부(230)와 가스디퓨저(100) 사이에 가스가 유동되는 제1트랙(201a)이 형성되도록 한다. 유동부(230)는 간극면(231)이 곡면으로 이루어질 수 있으며, 내측면으로 가스가 유동되도록 한다.
이처럼 실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)가 조립된 상태에서 가스디퓨저(100)의 일측으로 삽입되는 구조를 가진다. 이때, 실드링(200)의 분기돌기(222)가 가스디퓨저(100)의 외주면에 형성된 복수의 고정돌기(111) 사이에 장착되어 고정되도록 갖추어지며, 작업자에 의해 분출구(211)가 제2분사구(133)에 일치되도록 장착된 상태에서 회전되어 고정된다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성 사시도이다. 도 7의 용접토치의 구성도에 도시된 가스디퓨저(100)와 실드링(200)에 대해 설명하기로 하며, 팁(300), 절연관(400), 토치노즐(500)은 일반적으로 사용하고 있는 구성이므로 설명을 생략한다.
가스디퓨저(100)는 팁(300)의 타단에 결합되며, 디퓨저본체(110)의 내부로 공급된 가스가 분사부(130)를 통해 팁(300)의 일단까지 분사되도록 유도한다. 가스디퓨저(100)의 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 타측 외주면에 경사지게 관통 형성된 복수의 제1분사구(131)와, 제1분사구(131)로부터 디퓨저본체(110)의 외주면을 따라 길이방향으로 일직선 형태로 형성되어 디퓨저본체(110)의 일단까지 분사홈(132a)이 연결되는 분사유도라인(132)이 갖추어진다.
이때, 분사유도라인(132)은 직선형으로 형성됨으로써 가스가 팁(300)의 끝단까지 빠르게 도달할 수 있도록 할 뿐만 아니라 냉각 및 방열효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 일측 외주면에 수직되게 관통 형성되는 복수의 제2분사구(133)를 더 포함하며, 디퓨저본체(110) 내 일측으로 이동된 잔류 가스가 제2분사구(133)를 통해 외부로 분사되도록 한다.
제1,2분사구(131,133)는 디퓨저본체(110)의 중심축을 기준으로 상하좌우 대칭형성되어 가스가 사방으로 균일하게 분사될 수 있도록 갖추어진다. 제1,2분사구(131,133)는 외주면을 따라 균일한 각도로 복수 개 형성되며, 제1분사구(131)와 제2분사구(133)가 어긋나게 배열되어 가스의 분사율을 최대로 높일 수 있다.
실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)를 감싸고, 제2분사구(133)와 대응되는 위치에 분출구(211)가 관통형성되는 실드링본체(210) 및 실드링본체(210)의 외주면에 형성되며 분출구(211)가 위치된 분기면(221)이 내측으로 함몰되어 가스디퓨저(100)에 밀착고정되는 고정부(220)가 갖추어진다. 이때, 실드링(200)은 가스가 실드링(200)의 내외벽면을 따라 더블트랙(201)으로 분기되어 팁(300)의 중앙 끝단에 토출되도록 가스분사압력을 높여준다.
또한, 분기면(221)은 분출구(211)의 면적보다 확장된 제1설정형상으로 이루어져, 가스디퓨저(100)와 면접촉이 이루어지도록 가압하여 형성된다. 즉, 분기면(221)은 실드링의 고정부(220)와 가스디퓨저(100)가 접촉된 상태에서 실드링(200)의 외벽면을 따라 가스가 유동하는 제2트랙(201b)이 형성되도록 한다. 여기서 제1설정형상은 사각 또는 타원형태로 이루어질 수 있으며, 가압에 의해 양측이 경사지게 형성될 수 있다.
그리고 실드링(200)은 고정부(220)의 분기면(221)이 제2분사구(133)와 대응되는 지점에 복수 개 형성되며, 인접한 분기면(221) 사이에 간극면(231)이 형성되어, 가스디퓨저(100)와 이격되는 유동부(230)를 포함한다. 즉, 실드링(200)은 유동부(230)와 가스디퓨저(100) 사이에 가스가 유동하는 제1트랙(201a)이 형성되도록 한다. 유동부(230)는 간극면(231)이 곡면으로 이루어질 수 있으며, 내측면으로 가스가 유동하도록 한다.
이처럼 실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)가 조립된 상태에서 가스디퓨저(100)의 일측으로 삽입되는 구조를 가진다. 이때, 실드링(200)의 분기면(221)이 가스디퓨저(100)의 외주면에 접촉되도록 갖추어지며, 작업자에 의해 분출구(211)가 제2분사구(133)에 일치되도록 접촉된 상태에서 회전되어 고정된다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 가스분사 압력을 높이는 용접토치의 전체구성 사시도이다. 도 8의 용접토치의 구성도에 도시된 가스디퓨저(100)와 실드링(200)에 대해 설명하기로 하며, 팁(300), 절연관(400), 토치노즐(500)은 일반적으로 사용하고 있는 구성이므로 설명을 생략한다.
가스디퓨저(100)는 팁(300)의 타단에 결합되며, 디퓨저본체(110)의 내부로 공급된 가스가 분사부(130)를 통해 팁(300)의 일단까지 분사되도록 유도한다. 가스디퓨저(100)의 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 중부 외주면에 경사지게 관통 형성된 복수의 제1분사구(131)와, 제1분사구(131)로부터 디퓨저본체(110)의 외주면을 따라 길이방향으로 일직선 형태로 형성되어 디퓨저본체(110)의 일단까지 분사홈(132a)이 연결되는 분사유도라인(132)이 갖추어진다.
이때, 분사유도라인(132)은 직선형으로 형성됨으로써 가스가 팁(300)의 끝단까지 빠르게 도달할 수 있도록 할 뿐만 아니라 냉각 및 방열효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 분사부(130)는 디퓨저본체(110)의 일측 외주면에 수직되게 관통 형성되는 복수의 제2분사구(133)를 더 포함하며, 디퓨저본체(110) 내 일측으로 이동된 잔류 가스가 제2분사구(133)를 통해 외부로 분사되도록 한다.
제1,2분사구(131,133)는 디퓨저본체(110)의 중심축을 기준으로 상하좌우 대칭형성되어 가스가 사방으로 균일하게 분사될 수 있도록 갖추어진다. 제1,2분사구(131,133)는 외주면을 따라 균일한 각도로 복수 개 형성되며, 제1분사구(131)와 제2분사구(133)가 어긋나게 배열되어 가스의 분사율을 최대로 높일 수 있다.
실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)를 감싸고, 제2분사구(133)와 대응되는 위치에 분출구(211)가 관통형성되는 실드링본체(210) 및 실드링본체(210)의 외주면에 형성되며 분출구(211)가 위치된 분기면(221)이 내측으로 함몰되어 가스디퓨저(100)에 밀착고정되는 고정부(220)가 갖추어진다. 이때, 실드링(200)은 가스가 실드링(200)의 내외벽면을 따라 더블트랙(201)으로 분기되어 팁(300)의 중앙 끝단에 토출되도록 가스분사압력을 높여준다.
또한, 분기면(221)은 분출구(211)의 면적보다 확장된 제1설정형상으로 이루어져, 가스디퓨저(100)와 면접촉이 이루어지도록 가압하여 형성된다. 즉, 분기면(221)은 실드링의 고정부(220)와 가스디퓨저(100)가 접촉된 상태에서 실드링(200)의 외벽면을 따라 가스가 유동하는 제2트랙(201b)이 형성되도록 한다. 여기서 제1설정형상은 사각 또는 타원형태로 이루어질 수 있으며, 가압에 의해 양측이 경사지게 형성될 수 있다.
그리고 실드링(200)은 고정부(220)의 분기면(221)이 제2분사구(133)와 대응되는 지점에 복수 개 형성되며, 인접한 분기면(221) 사이에 간극면(231)이 형성되어, 가스디퓨저(100)와 이격되는 유동부(230)를 포함한다. 즉, 실드링(200)은 유동부(230)와 가스디퓨저(100) 사이에 가스가 유동하는 제1트랙(201a)이 형성되도록 한다. 유동부(230)는 간극면(231)이 곡면으로 이루어질 수 있으며, 내측면으로 가스가 유동하도록 한다.
이처럼 실드링(200)은 팁(300)과 가스디퓨저(100)가 조립된 상태에서 가스디퓨저(100)의 일측으로 삽입되는 구조를 가진다. 이때, 실드링(200)의 분기면(221)이 가스디퓨저(100)의 외주면에 접촉되도록 갖추어지며, 작업자에 의해 분출구(211)가 제2분사구(133)에 일치되도록 접촉된 상태에서 회전되어 고정된다.
이와 같은 다양한 실시예에 따른 본 발명의 가스분사 압력을 높이는 용접토치(1000)는 가스디퓨저(100)와 실드링(200)에 의해 가스가 실드링(200)의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 팁(300)의 중앙 끝단에 집중적으로 토출되도록 함으로써 가스사용량을 획기적으로 절감하여 탄소배출을 감소시키고, 용접품질을 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.
또한, 실드링(200)에 의해 가스가 확산되지 않고 팁(300)의 끝단으로 직진성을 갖도록 분사되는 구조를 가짐으로써 분사직진도에 의해 효율이 상승하며, 토출되는 가스압력을 상승시켜 팁(300)의 끝단부까지 안정적으로 가스를 공급할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 용접토치
100 : 가스디퓨져
110 : 디퓨저본체
111 : 고정돌기
120 : 결합부
130 : 분사부
131 : 제1분사구
132 : 분사유도라인
132a : 분사홈
133 : 제2분사구
200 : 실드링
201 : 더블트랙
201a : 제1트랙
201b : 제2트랙
210 : 실드링본체
211 : 분출구
212 : 널링
220 : 고정부
221 : 분기면
222 : 분기돌기
230 : 유동부
231 : 간극면
240 : 밀착부
300 : 팁
400 : 절연관
500 : 토치노즐

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 팁의 일단으로 가스가 이동되도록 감싸는 토치노즐이 갖추어진 용접토치에 있어서,
    상기 팁의 타단에 결합되며, 디퓨저본체의 내부로 공급된 가스가 제1,2분사구를 통해 외부로 확산되어 상기 팁의 일단까지 분사되도록 유도하는 가스디퓨저; 및
    상기 가스디퓨저의 일측 외주면에 장착되어 상기 팁을 감싸고, 상기 가스디퓨저의 제2분사구와 대응되도록 분출구가 형성되는 실드링;을 포함하며,
    상기 실드링은,
    원통형 형태로 이루어져, 상기 팁과 가스디퓨저를 감싸고, 외주면에 상기 분출구가 관통형성되는 실드링본체; 및
    상기 실드링본체의 외주면에 형성되며, 상기 분출구의 양측으로 이격되어 내측으로 함몰된 분기돌기가 가압되고, 상기 가스디퓨저에 밀착고정되는 고정부;를 포함하고,
    상기 가스디퓨저의 제1,2분사구를 통해 가스가 상기 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 상기 팁의 중앙 끝단으로 토출되도록 하는 용접토치.
  3. 팁의 일단으로 가스가 이동되도록 감싸는 토치노즐이 갖추어진 용접토치에 있어서,
    상기 팁의 타단에 결합되며, 디퓨저본체의 내부로 공급된 가스가 제1,2분사구를 통해 외부로 확산되어 상기 팁의 일단까지 분사되도록 유도하는 가스디퓨저; 및
    상기 가스디퓨저의 일측 외주면에 장착되어 상기 팁을 감싸고, 상기 가스디퓨저의 제2분사구와 대응되도록 분출구가 형성되는 실드링;을 포함하며,
    상기 실드링은,
    원통형 형태로 이루어져, 상기 팁과 가스디퓨저를 감싸고, 외주면에 상기 분출구가 관통형성되는 실드링본체; 및
    상기 실드링본체의 외주면에 형성되며, 상기 분출구가 위치된 분기면이 내측으로 함몰되어, 상기 가스디퓨저에 밀착고정되는 고정부;를 포함하고,
    상기 가스디퓨저의 제1,2분사구를 통해 가스가 상기 실드링의 내외벽면을 따라 더블트랙으로 분기되어 상기 팁의 중앙 끝단으로 토출되도록 하는 용접토치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1분사구가 상기 디퓨저본체의 외주면에 경사지게 형성되고,
    상기 제1분사구로부터 상기 디퓨저본체의 외주면을 따라 일단까지 분사홈이 일직선으로 연결되는 분사유도라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스분사 압력을 높이는 용접토치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 실드링은,
    원통형 형태로 이루어져, 일측이 축의 중심으로 경사지도록 형성되어 가스가 팁의 중앙 끝단으로 집중되도록 하는 밀착부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스분사 압력을 높이는 용접토치.
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