KR19990015453U - 용접부 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

용접부 열처리장치를 개시한다.

본체부와, 상기 본체부에 설치된 발열체를 구비하여 피용접물을 가열하는 가열부; 상기 발열체의 양 단부와 각각 접속되는 연장 와이어; 및 상기 연장 와이어와 접속되어 상기 발열체의 온도를 제어하는 온도 제어기;를 포함하는 용접부 열처리장치에 관한 것으로서, 피용접물의 용접이 완료된 이후에 열처리를 하여 잔류 응력을 제거할 때, 용접부의 상하면에 소정의 전원을 인가하여 열을 발생시키는 발열체를 사용함으로써, 응력제거풀림에 요구되는 온도를 정확하게 조절가능하다. 또한, 피용접물의 용접부에 전기적으로 열을 가함에 따라 표면의 변색등을 방지하여 형상 불량의 원인을 제거할 수 있다.

Description

용접부 열처리장치

본 고안은 용접부 열처리장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 피용접물의 용접부를 용접후 열처리하는 장치의 구조가 개선된 용접부 열처리장치에 관한 것이다.

용접(welding)은 고체 재료를 서로 녹여서 접합하는 방법을 말한다. 용접은 접합할 양 금속 부재인 모재의 접합부를 국부적으로 가열하여 녹여서 접합하는 융접(fusion welding)과, 접합부에 녹는점이 낮은 다른 금속을 놓고 이것을 녹여서 합금화시켜 붙이는 납땜으로 대별된다. 납땜은 427 ℃를 경계로 하여 녹는 점이 그 이하인 납을 사용하는 것을 솔더링(soldering)이라 하고, 그 이상에서 하는 것을 브레이징(brazing)으로 구분된다. 이밖에 접합하고자 하는 부재를 맞대고 강압하여 알맞게 가열해서 붙이는 압접(pressure welding)도 있다.

통상적으로 융접법 중 하나인 아크 용접을 하기 위한 처리 방법은 피용접물의 절단, 용접면 가공, 조립, 가접, 예열, 용접, 열처리, 다듬질, 검사, 도장순의 공정 과정을 거치게 된다.

이러한 과정을 거쳐서 피용접물에 용접이 될 때, 상기 피용접물의 용접부(weld zone)에는 잔류 응력(residual stress)이 발생하게 된다. 이러한 잔류 응력이 발생하는 원인은 용접부와 그 주변의 고열 때문에 발생하는 소정 변형으로 국부적인 체적의 팽창 또는 피용접물 자체의 냉각에 따른 수축으로 생기거나, 용접 이음이 그 주변에서 자유로운 팽창 또는 수축을 구속당한 상태에서 용접할 때에 생길 수 있다. 이러한 잔류 응력은 응력제거풀림 과정을 통하여 완화시키거나 또는 제거할 수도 있다.

그런데, 종래의 방법에 따른 잔류 응력 제거법은 용접 토치(welding torch)를 이용하여 용접부상에 직접적으로 가스등을 분사하여 열처리하는 것이다. 이것은 상기 용접 토치의 가스 불꽃으로 용접부에 열을 가하는 방식이므로 잔류 응력을 제거하는데 요구되는 온도의 정확한 측정 및 제어가 불가능하다. 또한, 용접부의 표면층이 심하게 변색되어 용접부의 외관 불량의 원인이 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 피용접물의 용접부를 용접후 열처리시 잔류 응력을 용이하게 제거할 수 있도록 장치가 개선된 용접부 열처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 통상적인 용접 장치를 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 용접부 열처리장치를 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10. 용접 장치 11. 고정대

12. 전원 공급부 13. 상부 홀더

14. 상부 전극 15. 하부 홀더

16. 하부 전극 17. 피용접물

20. 용접부 열처리장치 21a. 상부 가열부

21b. 하부 가열부 22. 본체부

22a. 홈부 23. 발열체

24. 애자 25. 연장 와이어

26. 온도 제어기 27. 밀봉부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 용접부 열처리장치는, 본체부와, 상기 본체부에 설치된 발열체를 구비하여 피용접물을 가열하는 가열부; 상기 발열체의 양 단부와 각각 접속되는 연장 와이어; 및 상기 연장 와이어와 접속되어 상기 발열체의 온도를 제어하는 온도 제어기;를 포함한다.

본 고안의 상기 가열부는 상기 본체부의 상면에 소정 간격 이격되게 다수개의 홈부가 형성되고, 상기 홈부내로 상기 발열체가 인입되는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 상기 가열부가 발열체가 인입되는 홈부내에 상기 발열체를 매립가능하도록 밀봉부재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 상기 가열부가 상기 피용접물의 용접부 상하면에 동시에 접촉가능하도록 상하부 가열부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면, 상기 본체부는 세라믹이고, 상기 발열체는 니켈-크롬 합금인 것이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 용접부 열처리장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 통상적인 용접 장치(10)의 일 예를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 용접 장치(10)는 고정대(11)의 일측에 설치되어 전원을 공급하는 전원 공급부(12)가 마련된다. 상기 전원 공급부(12)의 상부에는 지지대를 통하여 상부 홀더(13)가 고정된다. 상기 상부 홀더(13)의 단부에는 상부 전극(14)이 설치된다. 그리고, 상기 고정대(11)의 상부에는 하부 홀더(15)가 고정된다. 상기 하부 홀더(15)의 단부에는 하부 전극(16)이 설치되어 피용접물(17)의 전극 역할을 하게 된다.

상기 용접 장치(10)는 상기 상부 전극(14)과 하부 전극(16) 사이에 용접하고자 하는 피용접물(17)을 개재시키고 소정의 전류를 통전시켜 상기 피용접물(17)을 상호 용접하게 된다. 이와 같이 완성된 상기 피용접물(17)의 용접부는 용접 잔류 응력이 존재하므로 이를 제거하는 열처리 과정을 거쳐야 한다. 이때, 상기 용접부라 함은 용접되는 금속에 열 영향이 미치는 부분을 총칭하여 말한다.

도 2는 본 발명에 따른 용접부 열처리장치(20)를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 상기 용접부 열처리장치(20)에는 복수개의 가열부, 예컨대 상부 가열부(21a)와 하부 가열부(21b)가 마련된다. 상기 상하부 가열부(21a)(21b)는 상기 피용접물(도 1,17)의 용접부와 상응하는 크기의 본체부(22)와, 상기 본체부(22)에 설치되는 발열체(23)로 이루어진다.

상기 본체부(22)에는 소정 간격 이격되게 다수개의 홈부(22a)가 본체부(22)의 길이 방향을 따라서 평행하게 형성되어 있다. 상기 홈부(22a)에는 열원(heat source)으로서 발열체(23)가 인입된다. 상기 발열체(23)는 전기 저항이 크고, 내열, 내식성이 우수한 합금, 예컨대 니켈-크롬 합금으로 된 와이어인 것이 바람직하다.

상기 본체부(22)는 고온으로 가열되는 발열체(23)에도 견딜 수 있도록 세라믹으로 제조된다. 또한, 상기 발열체(23)는 홈부(22a)를 따라 인입된 이후에 그 상부에 세라믹 재질의 밀봉부재(27)에 의하여 밀봉된다.

그리고, 상기 발열체(23)의 양 단부는 상기 본체부(22)의 일면에 설치되는 전기 절연물인 애자(24)에 형성된 복수개의 결합공을 통하여 각각 체결 수단에 의하여 체결된다.

상기 애자(24)에 고정된 상기 발열체(23)의 각 단부에는 연장 와이어(extension wire,25)가 동시에 체결된다. 상기 연장 와이어(25)는 상기 상부 가열부(21a)와 하부 가열부(21b)의 발열체의 일단부에 상호 전기적으로 접속가능하도록 각각 체결되고, 발열체 타단부에 체결되어 온도 제어기(26)의 접속 단자에 접속된다. 상기 온도 제어기(26)로써 상기 발열체(23)에 가해지는 온도를 적절하게 조절할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 용접부 열처리장치(20)를 이용하면 용접 장치(10)에 의하여 피용접물(17)에 용접이 완료된 후 피용접물(17)에 존재하는 잔류 응력을 제거할 수 있다.

우선, 상기 피용접물(17)의 용접부에는 그 상하면에 상기 상부 가열부(21a)와 하부 가열부(21b)가 각각 접촉된다. 이어서, 상기 용접부에 발생되는 잔류 응력을 제거할 수 있을 정도의 온도가 되도록 상기 온도 제어기(26)를 조절하여 소정의 전류를 인가한다. 상기 연장 와이어(25)를 통하여 인가된 전류에 의하여 가열되는 발열체(23)는 온도가 상승하게 되고, 상기 용접부의 잔류 응력은 상기 발열체(23)로부터 발생하는 열에 의하여 완하되거나 제거된다.

이상의 설명에서와 같이 본 고안의 용접부 열처리장치는 피용접물의 용접이 완료된 이후에 열처리를 하여 잔류 응력을 제거할 때, 용접부의 상하면에 소정의 전원을 인가하여 열을 발생시키는 발열체를 사용함으로써, 응력제거풀림에 요구되는 온도를 정확하게 조절가능하다. 또한, 피용접물의 용접부에 전기적으로 열을 가함에 따라 표면의 변색등을 방지하여 외관 불량의 원인을 제거할 수 있다.

본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 본체부와, 상기 본체부에 설치된 발열체를 구비하여 피용접물을 가열하는 가열부;

   상기 발열체의 양 단부와 각각 접속되는 연장 와이어; 및

   상기 연장 와이어와 접속되어 상기 발열체의 온도를 제어하는 온도 제어기;를 포함하는 용접부 열처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가열부는 상기 본체부의 상면에 소정 간격 이격되게 다수개의 홈부가 형성되고, 상기 홈부내로 상기 발열체가 인입되는 것을 특징으로 하는 용접부 열처리장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가열부는 발열체가 인입되는 홈부내에 상기 발열체를 매립가능하도록 밀봉부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접부 열처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 가열부는 상기 피용접물의 용접부 상하면에 동시에 접촉가능하도록 상하부 가열부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접부 열처리장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 본체부와 밀봉부재는 세라믹인 것을 특징으로 하는 용접부 열처리장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 발열체는 니켈-크롬 합금인 것을 특징으로 하는 용접부 열처리장치.