KR200216284Y1 - 냄비의 바닥 브레이징 금형 - Google Patents

Abstract

본 고안은 알루미늄제 냄비와 같은 팬의 2중 또는 3중 바닥에 고주파 열원장치를 사용하여 알루미늄판을 브레이징 접합하는데 사용되는 냄비 금형에 관한 것으로서, 브레이징 접합시 하부금형 내부에 별도의 가열선을 설치하지 않고도 양호한 융접을 실시하며 매끈한 냄비 내부을 얻기위한 브레이징 금형으로서, 표면고주파기에 장착된 고주파헤드를 사용하여 철판부재, 석면부재 및 베이스부재로 이루어진 하부금형 상에 대상물을 얹어 스테인레스판, 알루미늄판재 및 냄비를 중합하여 상기 고주파헤드와 하부금형으로 가압함과 동시에 열을 가하여 브레이징 접합을 수행한다.

이러한 고안은 하부금형의 상부가 철판부재로 되어 있어서 고주파에 의한 열의 신속한 전달과 우수한 축열성으로 인해 작업시간 및 생산비용의 절감과 함께 브레이징 후 냄비의 매끄러운 내부표면을 얻을 수 있다.

Description

냄비의 바닥 브레이징 금형{BRAZING MOLD FOR THE BOTTOM OF A PAN}

본 고안은 알루미늄제 냄비와 같은 펜의 바닥에 고주파 열원장치로서 알루미늄판재 및 스테인레스판재를 2중 또는 3중으로 브레이징 접합하는데 사용되는 냄비 금형에 관한 것으로, 특히 상기 금형은 철판부재, 석면부재 및 베이스부재로 이루어진 브레이징 금형에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이징은 동종이나 이종의 2가지 이상의 다른 금속재를 용융시키지 않고 이들 금속 사이에 용융점이 낮은 금속 접합재를 용융 첨가하여 접합하는 방법을 칭한다. 이와 같은 상기 금속재 사이에 첨가되는 접합재가 액체인 경우 피접합판 사이에서 발생하는 모세관 현상을 통해서 금속재 내부로 유입되어 접합재에 융점의 온도를 가함으로써 접합이 이루어며 접합재가 파우더인 경우는 피접합판 사이에 산포하여 융점온도 까지 가열하여 접합을 수행한다. 브레이징 접합에 사용되는 접합재의 융점을 기준으로 일정온도 즉, 450℃를 기준으로 그 이상의 융점온도를 갖는 접합재를 경납(Brazing)이라 하고, 기준온도 이하의 융점온도를 갖는 접합재를 연납(Soldering)이라고 구분한다. 상기의 접합재를 용융시키기 위하여 사용되는 가열원은 가장 일반적으로 사용되는 토치 브레이징(Torch Brazing), 노(Furnace)에 브레이징재와 접합재를 함께 넣고 연소에 의한 열을 가하여 브레이징을 실시하는 노 브레이징(Furnace Brazing), 브레이징 대상물에 유도코일을 감고 전류를 흘려 유도되는 열을 사용하는 유도 브레이징(Induction Brazing) 및 접합되는 모재에 통전시키는 저항 브레이징(Resistance Brazing) 등이 있다.

상술한 브레이징을 실시하여 용기를 제작하는 종래기술을 살펴보면, 먼저 대한민국 실용신안공보 제89-4870호에 게시된 바에 의하면 브레이징을 실시하기 위하여 고주파기를 사용하였으며, 하부금형을 석면제 멘드릴관두, 석면판 및 알루미늄판으로 구성하고 멘드릴관두와 중간에 위치한 석면판 사이에 가열선을 매설하여 브레이징을 실시하기에 용이하도록 대상물의 온도를 미리 가열하여 작업시간을 단축하고자 하였다.

또한, 상술한 종래기술에 이어서 대한민국 실용신안공보 제90-9555호에 의하면 상기와 동일한 열원으로 브레이징을 실시함에 있어서 고주파기의 하단부에 거리조절이 가능한 석면판을 설치하여 중앙부의 석면판 훼손에 따른 석면판을 절약하고자 하였으며 고주파기 하단에 붙어있는 열판과 브레이징 대상물 사이에 카아본판을 두어 대상물에서 유출되는 접합재가 석면판에 부착되는 것을 방지하고자 하였다.

상기한 두 가지 종래기술 모두 하부금형의 구조가 동일하며 대상물의 바닥을 브레이징하는 방법에 대해서만 기술개발이 이루어졌다. 또한, 하부금형의 상부가 석면판이므로 수차례의 브레이징을 실시할 경우 냄비와 접하는 석면판의 표면이 변형 및 균열로 대상물 즉, 냄비의 내면이 매끈하지 못한 문제점이 있고, 브레이징을 실시함에 있어서 고주파기에서 발생되는 열원에 대부분 의존하고 중앙부에만 집중되는 열을 분산시키기 위해서 대상물을 예열함에 있어서 전력소모로 인한 생산비용의 증가와 함께 많은 작업시간을 소비해 왔다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 고주파를 이용하여 유도되는 열원을 사용하여 알루미늄 용기의 바닥부를 2중 또는 3중으로 접합된 용기내부의 바닥을 매끈하게 브레이징할 수 있는 하부금형을 제공하기 위한 것이다.

또한, 고주파를 사용하여 브레이징을 실시함에 있어서, 고안된 하부금형의 재질이 철이므로 브레이징시 대상물의 전반부에 양호한 열전도 특성에 의해 균일한 접합성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 작업시간을 단축하여 궁극적으로 생산비용을 절감할 수 있는 내부금형을 제공 하는데 있다.

도 1은 본 고안을 실시하는 브레이징 고주파기계의 사시도,

도 2는 본 고안에 의한 브레이징 작업시 금형 및 대상물의 종 단면도,

도 3은 종래 기술에 의한 브레이징 작업시 금형 및 대상물의 종 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 고주파기 2: 턴테이블

3: 고주파헤드 4: 스테인레스판재

5: 알루미늄판재 6: 냄비

7: 철판부재 8: 석면부재

8′: 석면부재 9: 베이스부재

9′: 베이스부재 10: 실린더

11: 하부금형

본 고안은 고주파 열원장치로 2중 이상의 판을 알루미늄 냄비의 밑판에 브레이징 접합하는데 사용되는 냄비 금형에 관한 것으로, 첨부도면에 의하여 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 고안에 의한 장치의 구성도는 도 1 및 도 2에 보여지며, 장치의 구성은 브레이징을 실시함에 있어서 고주파헤드(3)를 대상물의 수직이되는 위치에 두고, 그 하측에 스테인레스판재(4), 알루미늄판재(5), 브레이징 접합되는 냄비(6)의 순서로 중합되게 놓여지며, 상기 대상물을 안착 및 가압하기 위한 하부금형(11)으로 구성된다. 상기 구성은 일반적인 용기의 브레이징에 널리 사용되는 기본 구성이다.

먼저, 종래의 하부금형(11)에 대한 구성을 살펴보면 도 3에 보여진 것과 같이 하부금형(11)은 베이스부재(9′)와 석면부재(8′)의 순서로 얹어진 상태에서 합체되어 있으며, 상기의 하부금형(11)은 실린더(10)에 결합되어 지지된다.

한편, 본 고안에 의한 하부금형(11)의 구성은 도 2에 보여진 것과 같이 하부금형(11)의 상부가 베이스부재(9), 석면부재(8)와 철판부재(7)의 순서로 얹어진 상태에서 합체되어 있으며, 상기의 금형 역시 실린더(10)로 지지되어 있다. 따라서 본 고안에 의한 하부금형(11)은 종래의 금형에 철판부재(7)를 추가하여 고주파 열원으로부터 얻어지는 브레이징용 열을 신속하게 전도시킬 수 있게 구성하였으며 상기 석면부재(8)는 고주파기(1)에서 전달되는 전류의 차단 및 단열효과를 얻기 위해서 합체되었다.

본 고안의 브레이징 금형에 대한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 고주파기(1)에 의해서 알루미늄 냄비의 바닥을 3중 (스테인레스판재(4), 알루미늄판(5) 및 냄비(6))으로 브레이징 접합을 수행한다. 브레이징 작업은 고주파헤드(3)에 의해 융접이 되기 위한 온도인 약 580℃까지 발열되도록 매설된 유도자기 코일에 전원을 공급함으로써 열을 발생시키게 되고, 동시에 하부금형(11)위에 얹어진 냄비(6)의 바닥부분 즉, 도시된 도면에 의하면 고주파헤드(3)와 냄비(6)사이에 각각 스테인레스판재(4)과 알루미늄판재(5)가 중첩되게 얹어진 상태에서 실린더(10)에 의해 지지되고 있는 하부금형(11)을 상승시켜 브레이징 접합을 실시한다. 상기 냄비(6)의 접합 방식과 반대로 하부금형(11)은 정지시키고 고주파헤드(3)가 하강하여 접합을 실시하는 것도 가능하다.

알루미늄제를 브레이징하기 위한 접합재로는 불화물 또는 염화물 파우더를 사용하는데 스테인레스판재(4)와 알루미늄판재(5) 사이에 통상의 접합재를 미리 산포하여 고주파헤드(3)와 하부금형(11)에 의하여 대상물을 가압하면서 브레이징 융접이 된다.

본 고안에 의한 브레이징 융접은, 종래의 하부금형(11)의 상부에 석면부재(8′)를 사용했을 경우보다 열전도도가 우수하므로 고주파헤드(3)에서 발생되는 고온의 열이 신속하게 하부금형(11)상에 놓여진 대상물인 스테인레스판재(4)와 알루미늄판재(5)에 전달되어 전반적으로 고르게 접합된다.

이상과 같은 브레이징 작업의 효율을 높이기 위해서 도 1에 도시된 턴테이블(2)을 회전시킴으로써 순차적으로 다른 하부금형(11)에 놓여진 대상물을 연속적으로 융접한다. 도 1에 도시된 것과 같이 턴테이블(2) 위에는 3개의 하부금형(11)이 설치되어져 있으며 상술한 방법으로 턴테이블(2)을 회전시켜서 다시 최초의 하부금형(11) 상의 대상물을 융접할때는 이전에 고주파기(3)로부터 얻어진 고온의 열이 철판부재(7)에 축열된 상태이므로 최초에 브레이징을 행하였을 때보다 쉽게 융접이 된다.

따라서, 종래의 석면부재(8′)의 내부에 매립된 가열선을 사용한 경우보다 본 고안에 의한 철판부재(7)의 열전도성이 우수하고 축열성능이 탁월하므로 상기의 가열선의 매립없이도 양호한 브레이징 접합이 가능하다. 그리고 종래의 석면부재(8′)를 장기간 사용할 경우 냄비(6)와 직접 접하는 부분의 표면이 변형되거나 균열이 발생되어 브레이징 작업후 냄비(6)의 내부 표면이 매끄럽지 못하여 후처리를 해야하므로 그에 따른 추가 비용이 소비된다. 그러나 본 고안에 의한 브레이징 접합을 수행한 경우 철판부재(7)의 변형이나 균열의 염려가 없기 때문에 냄비(6)의 내부 표면이 매끄럽게 브레이징된다.

상기의 고안으로 다음과 같이 실제로 브레이징 접합을 실시하였다.

본 고안의 하부금형(11)은 대상물 즉, 냄비의 높낮이 및 직경크기에 따라 교체 가능하며 통상 16-34㎝의 크기로 2㎝ 간격으로 냄비의 크기가 정해져 있으므로 그에 따른 금형을 선택하여 융접을 수행한다. 냄비(6)의 두께는 2.3-3.0㎜, 스테인레스판재(4)의 두께는 0.4-0.5㎜, 알루미늄판재(5)의 두께는 0.8-6.5㎜를 사용하여 브레이징 접합을 실시하였다. 여기서 스테인레스판재(4)는 스테인레스430과 304를 사용하였다. 이상의 실시에 의한 결과 실제로 알루미늄 냄비의 브레이징 작업은 냄비의 크기, 모양 및 두께에 따라 소요시간이 다르게 나타났으나 대체로 융점을 580℃까지 가열하여 작업을 하였을때 대상물 당 약 20-50초의 시간이 소요되었으며 우수한 접합과 함께 매끄러운 냄비의 내부 표면을 얻을 수 있었다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따르면 브레이징 접합 후에 대상물 즉, 용기의 내부 표면이 매끈하므로 후처리가 불필요하고 우수한 하부금형의 열전도 특성에 의해 전반적으로 고른 접합성을 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 고주파헤드(3)가 상측에 설치되고, 접합 대상물인 알루미늄판(5), 스테인레스판재(4) 및 냄비(6)가 순차적으로 적층되며, 그 하부에는 실린더(10)가 결합된 하부금형(11)이 상기 고주파헤드(3)의 하측에 대향 설치된 턴테이블(2) 상에 설치되어 이루어지는 냄비의 바닥 브레이징 금형에 있어서,

   상기 하부금형(11)은,

   상기 실린더(10)에 결합되는 베이스부재(9) 상부에 석면부재(8)가 부착되고,

   상기 석면부재(8)의 상부에는 열전도가 양호한 철판부재(7)가 부착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이징 금형.