KR19990073878A - 티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스 차폐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 티그 용접장치에 있어서 불활성 가스를 차폐하는 장치에 관한 것으로써, 티타늄(Ti)이나 또는 지르코늄(Zr) 등 고산화성 재질을 갖는 용접물의 용접을 수행할 경우에 현재의 일반 티그 용접기의 가스차폐 방식을 이용한 방법은 용접부에 산화를 발생시키기가 쉬워 사용이 불가능함에 따라, V-홈 용접부(12)의 이음 용접을 할 때는 상기 용접부의 이면 비드의 산화를 방지해주는 홈 차폐장치(3)와 용접 후 지속적으로 차폐기능을 유지하도록 내부에 스틸 울(7)을 장착하여 차폐가스가 균일하게 공급되도록 제작한 후행 차폐장치(6)와 용접물(10)과 홈 차폐장치(3)사이의 공간을 형성하여 가스 분위기 상태를 유지하도록 제작한 용접물 고정 상판 플레이트(1)와로 구성된 차폐가스 장치들과, 필렛 용접부(13)의 용접을 수행할 때는 가스를 차폐시키는 필렛 차폐장치(11)와, 또한 X-홈 용접부(14)를 용접할 때는 필렛 차폐장치와 후행 차폐장치를 사용함으로써 티그 용접을 수행할 때 용접부의 건전성을 보장하고, 다양한 용접부(12,13,14))를 가진 이음 용접에 매우 효율적으로 적용할 수 있는 가스차폐 장치이다.

Description

티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스 차폐 장치

두 개의 금속을 잇는 용접방법중에서 용접수행중 불활성가스를 분사시키면서 아크(ARC)를 일으키는 전극봉으로 텅스텐을 사용하는 티그(TIG) 용접이 있는 데, 이 티그 용접에서 상기 불활성 가스를 분출시키는 이유는 용접 전에는 도관이나 토치에 있는 공기를 배출시키기 위해서이고, 용접 후는 가열된 상태의 용접부가 산화 또는 질화되는 것을 방지하고 아울러서 텅스텐 전극의 산화도 방지하기 위한 것이기 때문에 일반적으로 용접수행중 상기 가스가 용접부위를 덮도록 하고 있다.

그런데 고산화성 재질인 티타늄 또는 지르코늄의 용접물을 용접할 때에는 특히 용접부의 산화가 잘 일어나기 때문에 이를 방지하기 위해 특수한 가스 차폐장치가 필요하지만, 현재까지는 상기 티타늄 또는 지르코늄의 용접물중에서 V-홈이나 필렛 또는 X-홈을 용접할 때 토치와 가스호스에서 동시에 분사되는 가스만 사용하여 별다른 장치없이 단순하게 차폐시켜왔으나 이러한 부적절한 방법은 용접품질이 불균일해지고, 용접부의 건전성 확보가 매우 어려우며, 차폐가스의 과다한 낭비 등의 손실이 있어옴에 따라 용접을 수행할 때 가스가 확실하게 차폐될 수 있도록 하는 용접 보조장치인 가스 차폐장치를 개발할 필요성이 절실하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로써, V-홈이나 필렛 용접부 또는 X-홈의 용접을 수행할 때 가스 공급관에서 용접부로 분사되는 가스가 용접부에 균일하게 덮여져 맞대기 용접부인 경우 일반 용접 조건하에서 용접부의 산화를 방지할 수 있는 용접 보조장치인 가스차폐 장치를 개발하였는데, 우선 V-홈 용접부를 용접할 때는 홈 차폐장치, 용접물 고정 상판 플레이트, 후행 차폐장치의 3가지 장치를 사용하고, 필렛 용접부를 용접할 때는 필렛 차폐장치를 사용하며, X-홈을 용접할 때는 후행 차폐장치와 필렛 차폐장치를 사용하게 되고 그 외에 다양한 용접부에 본 발명의 용접보조 장치들을 조합적으로 사용하여 가스를 효과적으로 차폐시켜 고산화성 재질을 갖는 용접물의 용접부의 산화를 방지하도록 하였다.

도 1은 본 발명에 따른 용접물 고정 상판 플레이트의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 홈 차폐 장치의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 후행 차폐 장치의 사시도,

도 4는 도 1, 도 2, 도 3 장치들을 V-홈 용접부에 적용한 상태의 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 좌·우 필렛 차폐 장치 사시도,

도 6은 도 5의 필렛 차폐 장치를 필렛 용접부에 적용한 상태의 사시도,

도 7은 X-홈 용접부에 본 발명의 장치를 적용한 상태의 사시도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1...용접물 고정 상판 플레이트, 2...가스 출입 홈,

3...V-홈 차폐 장치, 4,4',4"...차폐가스 입구,

5,5',5"...차폐가스 출구, 6...후행 차폐 장치,

7...스틸 울(STEEL WOOL), 8...후행 차폐장치 가이드,

9,9',9"...티그 용접 토치, 10,10',10"...용접물,

11...필렛 차폐 장치, 12...V-홈 용접부,

13...필렛 용접부, 14...X-홈 용접부.

이하 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1, 도 2 및 도 3은 V-홈 용접부(12)를 용접할 때 가스를 차폐시키는 본 발명의 개별 장치를 나타내고 있는데, 우선 V-홈 용접부(12)를 용접할 때는 가스를 차폐하기 위해 V-홈 용접부(12)의 이면 비드의 산화를 방지하고 이동이 용이하도록 알루미늄 재질로 만든 도 2의 홈 차폐장치(3)와, 용접물(10)과 홈 차폐장치(3)사이의 공간을 형성하여 가스 분위기 상태를 유지하고 최대한 V-홈 용접부(12)를 대기와 차단시켜 차폐가스 분위기에서 용접이 수행되도록 해주며 무게를 줄이기 위해 알루미늄 재질의 최적의 두께를 결정하여 만든 도 1의 용접물 고정 상판 플레이트(1)와, 일정한 가스 분사량을 유지하기 위해 내부에 스틸 울(7)을 내장하여 차폐가스가 일시에 많이 나오거나 빨리 대기중으로 빠져나가는 것을 방지함으로써 차폐가스가 균일하게 공급되어 용접 후 지속적으로 차폐기능을 유지하도록 해주는 도 3의 후행 차폐 장치(6)를 사용하였다,

이러한 구성을 갖는 가스 차폐 장치들(1,3,6)을 이용하여 도 4에 도시한 바와 같이 V-홈 용접을 수행할 때, 용접물(10)을 용접물 고정 상판 플레이트(1)에 얹고 이 플레이트 밑에 있는 홈 차폐장치(3)의 차폐가스 입구(4)를 통하여 가스를 분사시켜 도 2에 도시된 차폐가스 출구(5)로 가스가 상기 용접물 고정 상판 플레이트(1)의 가스 출입 홈(2)을 지나 V-홈 용접부(12)를 가스 분위기 상태로 유지하는 것과 동시에, 티그 용접 토치(9)가 용접을 수행한 후, 이면 비드의 산화를 방지하기 위해 후행 차폐장치(6)가 후행 차폐장치 가이드(8)를 이용하여 용접진행 방향으로 진행되면서 차폐가스 입구(4') 및 출구(5')를 통해 용접 후에도 용접된 부위에 가스가 균일하게 공급되도록 하였다.

그리고 도 5는 본 발명의 필렛 차폐장치(11)를 나타내고 있는데, 좌·우 필렛 용접부(13)에 맞도록 두 가지 형태로 제작한 필렛 차폐장치(11)를 이용하여, 도 6에 도시한 바와 같이 티그 용접 토치(9')로 필렛 용접을 수행할 때, 용접물(10')의 필렛 용접부(13)에 상기 필렛 차폐장치(11)를 밀착시켜 용접진행 방향에 뒤따르면서 차폐가스 입구(4") 및 출구(5")를 통하여 가스가 필렛 용접부(13)로 균일하게 공급되도록 하였다.

또한, 상기 차폐장치들을 이용하여 도 7에 도시한 바와 같이 용접물(10")의 X-홈 용접부(14)를 용접할 때는 가스가 차폐가스 출구(5")로 분사되는 좌·우 필렛 차폐장치(11)위에 상기 용접물을 얹고 그 위로 후행 차폐장치(6)를 용접진행 방향에 따라 뒤따르면서 차폐가스 입구(4') 및 출구(5')를 통하여 가스를 분사시켜 토치(9")로 용접할 때 상기 가스가 상기 X-홈 용접부(14)로 균일하게 공급되도록 하였다.

이상과 같은 목적과 구성으로 이루어진 본 발명의 티타늄 또는 지르코늄 용접용 정밀 가스차폐 장치에 대한 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

티타늄 또는 지르코늄의 재질을 갖는 용접물을 용접할 때 현재 적용하고 있는 가스차폐 방식으로는 용접부의 산화 방지가 불가능한 반면, 본 발명의 가스 차폐 장치는 어떠한 용접개선의 조건하에서도 가스의 차폐가 확실하게 가능함에 따라 티타늄 또는 지르코늄 등의 고산화성 재질을 갖는 용접물의 용접품질이 양호하게 되고 또한, 상기 티타늄 또는 지르코늄 등의 고산화성 재질을 갖는 용접물을 용이하게 용접할 수 있어 상기 재질의 제품의 제작능력이 향상될 수 있으며 국내의 용접기술을 한층 발전시키는데 상당한 기여를 하는 매우 유용한 발명이다.

Claims (6)

1. 용접물의 용접부에 공급되는 가스를 차폐시키는 장치는 용접부의 이면 비드의 산화를 방지하는 홈 차폐장치(3)와, 용접물과 차폐장치사이의 공간을 형성하여 가스 분위기 상태를 유지하고 용접부를 대기와 차단시켜 차폐가스 분위기에서 용접이 수행되도록 해주는 용접물 고정 상판 플레이트(1)와, 차폐가스가 균일하게 공급되어 용접 후 지속적으로 차폐기능을 유지하도록 해주면서 후행 차폐장치 가이드(8)를 이용하고 있는 후행 차폐장치(6)와, 용접부에 공급되는 가스를 차폐시키는 필렛 차폐장치(11)와로 구성되는 것을 특징으로 하는 티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스차폐 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 후행 차폐장치(6)의 내부에는 일정한 가스 분사량을 유지하고 차폐가스가 일시에 많이 나오거나 빨리 대기중으로 빠져나가는 것을 방지해주는 스틸 울(7)이 내장된 것을 특징으로 하는 티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스 차폐장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 용접부가 V-홈 용접부(12)일 때 사용하는 가스차폐 장치는 홈 차폐장치(3)와, 용접물 고정 상판 플레이트(1)와, 후행 차폐 장치(6)와로 구성되는 것을 특징으로 하는 티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스차폐 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 필렛 차폐장치(11)는 좌·우 한 쌍으로 제작되는 것을 특징으로 하는 티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스 차폐장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 용접부가 필렛 용접부(13)일 때 사용하는 가스차폐 장치는 필렛 차폐장치(11)인 것을 특징으로 하는 티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스차폐 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 용접부가 X-홈 용접부(14)일 때 사용하는 가스차폐 장치는 후행 차폐장치(6)와 좌·우 필렛 차폐장치(11)로 구성되는 것을 특징으로 하는 티타늄 또는 지르코늄 용접용 가스차폐 장치.