KR200472544Y1 - 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 토치헤드, 상기 토치헤드 하단에 결합되며 가스공급용호스와 적어도 하나 이상의 전선들이 외피에 포위된 상태로 구성된 토치케이블, 상기 토치케이블의 전선을 상기 토치헤드의 외경에 압착 고정시키는 압착밴드 및 상기 압착밴드의 상면에 올려지는 용접봉으로 구성한 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치에 있어서, 중앙으로 상기 토치헤드가 끼워지기 위한 구멍이 관통 형성된 단열플레이트, 상기 단열플레이트의 위쪽에 배치되며 상기 단열플레이트의 구멍을 통과한 토치헤드에 끼워지며 용접봉을 가열하는 유도가열기구, 상기 단열플레이트의 위쪽에 위치한 상태에서 상기 토치헤드의 내부 공간으로 삽입되어 상기 토치케이블 내부 센터에 위치하고 있는 가스공급용호스로 고압의 에어를 분사하는 상부에어분사노즐 및 상기 단열플레이트 아래쪽에 위치하며 상기 토치케이블 외경에 끼워진 상태에서 상기 토치케이블로 고압의 에어를 분사시켜 상기 토치케이블의 외피로 고압의 에어를 분사하는 하부에어분사노즐로 구성한 것을 기술적 요지로 하는 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치를 제공한다.

Description

탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치{A Cooling Device For Welding}

본 고안은 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 에어를 이용하여 토치케이블과 토치헤드를 용접으로 결합하는 과정에서 발생하는 용접열을 냉각시켜 고무 또는 PVC 재질의 가스공급호스와 토치케이블의 외피가 용접열에 의해 손상되지 않도록 한 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치에 관한 것이다.

통상 탄산가스(CO2) 용접은 와이어 공급 장치에 의해 반자동이나 자동으로 공급되는 전선에 의하여 연속적으로 토치헤드에 전기 공급을 하여 아크방전을 일으켜 탄산가스로 용접작업을 진행하게 된다. 이때 탄산가스 용접에 사용되는 토치구조는, 일단부에 팁이 체결되어 용접을 수행하게 하는 용접관, 이 용접관을 전단부에 고정되게 하는 고정관이 형성된 토치헤드, 이 토치헤드의 후단부에 결합되는 가스호스연결관, 이 가스호스연결관에 연결되어 상기 토치헤드로 탄산가스를 공급함과 더불어 전기동선이 상기 토치헤드 후단부에 링 타입의 동 밴드로 결합되어 전류를 전달하는 연결동관, 상기 토치헤드와 가스호스연결관을 감싸는 상태로 가스 및 전류 공급을 제어하는 버튼이 구비된 손잡이로 이루어져 있다.

종래 탄산가스용접기는 토치헤드에 동, 알루미늄 혹은 기타합금 재질로 제작된 전선들을 연결동관 상에 구리제의 동 밴드로 압착하여 고정하여서 된 것이므로, 전선들을 통하여 전류가 토치헤드로 전달될 때 각 전선 사이의 공간부 및 연결동관과 전선들 간에 간극에 의하여 고압 고 전류의 전달이 매우 불량하게 이루어지게 됨과 아울러 전류의 간극저항에 의하여 동 밴드 부위에 고열이 발생하게 되어 탄산가스용접기의 성능을 저하하고 수명을 단축시키게 되었다.

따라서 고열에 의하여 동 밴드가 팽창 시에도 연결동관이 전선의 전류를 토치헤드로 양호하게 전달시킬 수 있도록 하기 위하여 토치헤드의 연결동관과 동 밴드사이의 전기동선을 납으로 용접하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다. 그러나 전기동선을 납으로 용접할 때의 500℃ ~ 900℃의 높은 토치램프의 용접 열에 의하여 호스 연결관에 고정한 120℃의 온도에서 변화되는 고무호스가 손상되기 때문에 전기동선을 납 용접한 제품은 생산되지 못하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0529551 호(명칭: 탄산가스용접기의 토치헤드동선용접방법)(이하, 선행기술이라 칭함)을 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 전면에 팁을 고정하게된 토치헤드에는 호스연결관을 고정하여 가스를 공급하기 위한 고무호스를 고정하고 황동제의 토치헤드의 외면에는 동선을 통하여 전류를 토치헤드로 전달시킬 수 있도록 하고 동선의 외부에는 고무피복관으로 피복하여서 된 것에 있어서, 토치헤드의 외면에 동선을 압착 고정한 밴드를 물탱크의 상부에 설치한 홀더에 삽입 안치하여 호스연결관에 고정한 고무호스는 물탱크의 냉각수에 잠기게 하고 밴드와 납을 토치램프로 가열하여 밴드를 팽창시킴과 동시에 녹는 납 물을 토치헤드와 밴드 사이 및 동선의 공간부로 스며들게 하여 고무호스를 손상시키지 않고 납 용접을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

그러나 위 선행기술은 열팽창계수가 낮은 황동제로된 토치헤드와 열팽창계수가 높은 동관은 온도차가 심하여 납이 잘 융합되지 못하여 용접이 불완전하며, 황동제 토치헤드의 온도에 맞추어 용접을 하면 내부의 고무호스가 변형이 일어나거나 손상되기 쉽다.

더욱이 고무호스의 손상을 막기 위해 물탱크(6)에 상기 고무호스를 잠기게 하여 용접을 할 경우 케이블 자체의 동선이 빠르게 부식되고 토치헤드 전면부에 물을 채움으로서 토치헤드 내측의 철재 니플이 부식이 된다.

결과적으로 용접은 가능하지만 부품들의 부식으로 인한 토치 자체의 수명이 줄어드는 문제를 가져온다.

선행기술 문헌

문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0529551 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 에어를 이용하여 토치케이블과 토치헤드를 용접으로 결합하는 과정에서 발생하는 용접열을 냉각시켜 고무 또는 PVC 재질의 가스공급호스와 토치케이블의 외피가 용접열에 의해 손상되지 않도록 한 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 토치헤드, 상기 토치헤드 하단에 결합되며 가스공급용호스와 적어도 하나 이상의 전선들이 외피에 포위된 상태로 구성된 토치케이블, 상기 토치케이블의 전선을 상기 토치헤드의 외경에 압착 고정시키는 압착밴드 및 상기 압착밴드의 상면에 올려지는 용접봉으로 구성한 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치에 있어서, 중앙으로 상기 토치헤드가 끼워지기 위한 구멍이 관통 형성된 단열플레이트, 상기 단열플레이트의 위쪽에 배치되며 상기 단열플레이트의 구멍을 통과한 토치헤드에 끼워지며 용접봉을 가열하는 유도가열기구, 상기 단열플레이트의 위쪽에 위치한 상태에서 상기 토치헤드의 내부 공간으로 삽입되어 상기 토치케이블 내부 센터에 위치하고 있는 가스공급용호스로 고압의 에어를 분사하는 상부에어분사노즐 및 상기 단열플레이트 아래쪽에 위치하며 상기 토치케이블 외경에 끼워진 상태에서 상기 토치케이블로 고압의 에어를 분사시켜 상기 토치케이블의 외피로 고압의 에어를 분사하는 하부에어분사노즐로 구성함을 특징으로 한다.

상기 압착밴드의 상면 둘레면에는 상기 압착밴드 보다 넓은 직경을 가지도록 확장부가 연장 형성되도록 구성함이 바람직하다.

본 고안은 토치케이블의 전선을 토치헤드에 압착시키는 압착밴드를 용접하는 과정에서 발생하는 용접열을 고압으로 분사되는 에어로 냉각처리 하여 고무 또는 PVC 재질의 가스공급호스와 토치케이블의 외피가 용접열에 의해 손상되지 않도록 함과 더불어 물을 이용한 냉각방식이 아니라 에어를 이용한 냉각방식을 채택하여 토치를 구성하는 각종 구성품의 부식을 원천적으로 차단하여 토치의 사용수명을 연장할 수 있는 작용 효과를 구현한다.

도 1은 본 고안에 따른 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 구조를 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 토치케이블 및 토치헤드의 조립상태를 도시한 도면.
도 3은 도 1에서 도시하고 있는 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3의 정면을 도시한 도면.

본 고안에서는 토치케이블의 전선을 토치헤드에 압착시키는 압착밴드를 용접하는 과정에서 발생하는 용접열을 고압으로 분사되는 에어로 냉각처리 하여 고무 또는 PVC 재질의 가스공급호스와 토치케이블의 외피가 용접열에 의해 손상되지 않도록 함과 더불어 물을 이용한 냉각방식이 아니라 에어를 이용한 냉각방식을 채택하여 토치를 구성하는 각종 구성품의 부식을 원천적으로 차단하여 토치의 사용수명을 연장할 수 있도록 한 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치를 구현하고자 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 용접용 토치 손잡이에 대하여 1가지 실시 예를 들어 기술하기로 한다. 하지만 아래에 기술될 실시 예들은 본 고안의 특징 및 기술적 사상을 이루기 위한 최상의 실시 예를 기술하고 있다 할 것이므로, 상기 본 고안이 하기의 실시 예들에 의해 한정되는 것은 아니다.

{실시 예 1}

첨부된 도 1은 본 고안에 따른 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 구조를 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시하고 있는 토치케이블 및 토치헤드의 조립상태를 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 탄산가스용접기는 하단으로 호스연결용니플(12)이 연장 형성된 토치헤드(10)와, 상기 토치헤드(10)의 호스 연결용 니플(12)이 끼워지기 위한 가스공급용호스(22)가 센터에 구비되고, 상기 가스공급용호스(22)의 외주면을 따라 구비되는 적어도 하나 이상의 전선(24)들이 배치되며 상기 전선(24) 주위면을 포위하는 피복재인 외피(26)로 이루어진 토치케이블(20) 그리고 상기 토치헤드(10)의 외경에 끼워지며 상기 토치케이블(20)의 전선(24)을 상기 토치헤드(10)에 압착 고정시키는 압착밴드(30)를 포함하여 구성한다.

상기 토치케이블(20)의 외경에는 외피(26)를 고정하기 위한 외피고정링(28)이 끼워진다.

상기 토치케이블(20)의 전선(24)을 상기 토치헤드(10)에 압착 고정시키는 압착밴드(30)의 상면에는 링 형태의 용접봉(40)이 올려지며, 상기 용접봉(40)은 용접과정에서 브레이징용접 또는 솔드링용접을 통해 압착밴드(30) 내부로 스며들어 압착밴드(30)와 전선(24) 사이의 간극 또는 각 전선(24) 간의 공간부에 채워지며 전류의 전달이 불량하게 이루어지거나 또는 전류의 간극 저항에 의해 압착밴드(30) 부위에 고열이 발생되어 탄산가스용접기의 성능을 저하하고 수명이 단축되는 것을 방지하게 된다.

상기 브레이징 용접 또는 솔드링 용접이란 접합할 모재 보다 낮은 융점을 가진 삽입금속을 이용하여 야금학적으로 접합하는 방법을 말하며, 국제표준화기구(ISO)에서는 450℃ 이상인 삽입금속을 삽입할 경우를 브레이징 용접이라 하고, 450℃이하인 삽입금속을 삽입할 경우를 솔드링 용접이라고 한다. 본 고안에서는 전선의 재질이 동인 경우에는 납봉을 이용한 솔드링 용접을 행하고, 전선의 재질이 알루미늄인 경우에는 브레이징 용접을 시행하도록 한다.

상기 용접봉(40)이 안치되는 상기 압착밴드(30)의 상면 둘레는 상기 압착밴드(30) 보다 넓은 직경을 가지도록 확장부(32)가 연장 형성된다. 상기 확장부(32)는 용접봉(40)이 안치된 상태에서 용접되는 과정에서 압착밴드(30) 외부로 흘러내리지 않고 압착밴드(30) 내부로 쉽게 흘러들어갈 수 있도록 유도한다.

상기 압착밴드(30)에 확장부(32)를 형성하는 방법은 상기 압착밴드(30)를 토치헤드(10) 외경에 끼워넣은 후, 상기 압착밴드(30)를 압착시킬 때, 상기 압착밴드(30)의 상면 일부분을 남겨두고 압착하여 압착밴드(30)의 상면에 확장부(32)가 자연스럽게 형성되도록 한다.

한편, 상기한 탄산가스용접기는 토치헤드(10)의 압착밴드(30)를 용접할 때, 본 발명의 냉각장치에서 분사되는 에어로 냉각시켜 용접 과정에서 발생하는 용접열에 의해 고무 또는 PVC 재질의 가스공급용호스(22)와 토치케이블(20)의 외피(26)가 손상되지 않도록 하는 바, 이러한 냉각장치의 상세 구성은 아래에 구체적으로 기술하기로 한다.

첨부된 도 3은 도 1에서 도시하고 있는 탄산가스용접기의 토치케이블(20)과 토치헤드(10)의 용접을 위한 냉각장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 정면을 도시한 도면이다.

도 3과 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 고안의 냉각장치는 중앙으로 토치헤드(10)가 통과하기 위한 구멍(52)이 관통 형성된 단열플레이트(50)와, 상기 단열플레이트(50)의 위쪽에 배치되며 상기 단열플레이트(50)의 구멍(52)을 통과한 토치헤드(10)에 끼워지며 용접봉을 가열하는 유도가열기구(60), 상기 단열플레이트(50)의 위쪽에 위치한 상태에서 상기 토치헤드(10)에 관통 형성되어 있는 토출구(11)로 삽입되어 상기 토치헤드(10)의 내부 공간으로 고압의 에어를 공급하여 토치케이블(20) 내부 센터에 위치하고 있는 가스공급용호스(22)가 손상되지 않도록 냉각시키는 상부에어분사노즐(70)과, 상기 단열플레이트(50) 아래쪽에 위치하며 상기 토치헤드(10)에 연결되어 있는 토치케이블(20) 외경에 끼워진 상태에서 상기 토치케이블(20)로 고압의 에어를 분사시켜 토치케이블(20)의 외피(26)가 손상되지 않도록 냉각시키는 하부에어분사노즐(80) 및 상기 상, 하부에어분사노즐(70, 80)을 에어분사수단인 컴프레셔(100)에 연결 구성하는 연결호스(90)를 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성된 냉각장치는 압착밴드(30)에 올려진 용접봉(40)을 이용하여 용접 작업을 행하는 과정에서 상부에어분사노즐(70)은 토치케이블(20) 내부 센터에 위치하고 있는 가스공급용호스(22)가 손상되지 않도록 냉각하고, 하부에어분사노즐(80)은 토치케이블(20)의 외피(26)가 손상되지 않도록 냉각시키게 됨으로서 용접열에 의한 가스공급용호스(22) 및 토치케이블(20) 외피(26)의 손상을 방지할 수 있다.

특히, 본 고안은 냉각 수단으로 에어를 사용하게 됨으로서 냉각 과정에서 금속성 부품의 부식을 원천적으로 차단하여 토치의 사용수명을 연장할 수 있게 된다.

이하, 본 고안에 따른 탄산가스용접기의 토치케이블(20)과 토치헤드(10)의 용접을 위한 냉각장치의 작용을 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 토치헤드(10)의 호스 연결용 니플(12)을 토치케이블(20)의 가스공급용호스(22)에 끼워넣은 다음, 상기 토치헤드(10)의 외경에 전선(24)을 접촉시킨 상태에서 상기 전선(24)이 접촉된 토치헤드(10)의 외경에 압착밴드(30)를 끼워 압착하고, 이어서 압착밴드(30)의 상면에 용접봉(40)을 올려놓도록 한다.

다음, 상기 토치헤드(10)를 냉각장치인 단열플레이트(50)의 구멍(52)에 끼워넣은 다음, 유도가열기구(60)를 이용하여 용접작업을 수행한다.

상기 용접작업을 통해 용접봉(40)은 압착밴드(30) 내부로 스며들어 압착밴드(30)와 전선(24) 사이의 간극 또는 각 전선(24) 간의 공간부에 채워지며 전류의 전달이 불량하게 이루어지거나 또는 전류의 간극 저항에 의해 압착밴드(30) 부위에 고열이 발생되어 탄산가스용접기의 성능을 저하하고 수명이 단축되는 것을 방지시키게 된다.

한편, 용접작업시 발생하는 용접열은 토치케이블(20)의 가스공급용호스(22) 및 토치케이블(20)의 외피(26)를 손상시킬 수 있는 바, 이때에는 상, 하부에어분사노즐(70, 80)을 통해 고압의 에어를 분사시키게 되면 상부에어분사노즐(70)에서 분사되는 에어는 토치케이블(20) 내부 센터에 위치하고 있는 가스공급용호스(22)가 손상되지 않도록 냉각하고, 하부에어분사노즐(80)에서 분사되는 에어는 토치케이블(20)의 외피(26)가 손상되지 않도록 냉각시키게 된다.

10: 토치헤드 20: 토치케이블
22: 가스공급용호스 24: 전선
26: 외피 30: 압착밴드
40: 용접봉 50: 단열플레이트
52: 구멍 60: 유도가열기구
70: 상부에어분사노즐 80: 하부에어분사노즐

Claims (2)

1. 토치헤드(10), 상기 토치헤드(10) 하단에 결합되며 가스공급용호스(22)와 적어도 하나 이상의 전선(24)들이 외피(26)에 포위된 상태로 구성된 토치케이블(20), 상기 토치케이블(20)의 전선(24)을 상기 토치헤드(10)의 외경에 압착 고정시키는 압착밴드(30) 및 상기 압착밴드(30)의 상면에 올려지는 용접봉(40)으로 구성한 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치에 있어서,
   중앙으로 상기 토치헤드(10)가 끼워지기 위한 구멍(52)이 관통 형성된 단열플레이트(50);
   상기 단열플레이트(50)의 위쪽에 배치되며 상기 단열플레이트(50)의 구멍(52)을 통과한 토치헤드(10)에 끼워지며 용접봉을 가열하는 유도가열기구(60);
   상기 단열플레이트(50)의 위쪽에 위치한 상태에서 상기 토치헤드(10)의 내부 공간으로 삽입되어 상기 토치케이블(20) 내부 센터에 위치하고 있는 가스공급용호스(22)로 고압의 에어를 분사하는 상부에어분사노즐(70) 및 ;
   상기 단열플레이트(50) 아래쪽에 위치하며 상기토치케이블(20) 외경에 끼워진 상태에서 상기 토치케이블(20)로 고압의 에어를 분사시켜 상기 토치케이블(20)의 외피(26)로 고압의 에어를 분사하는 하부에어분사노즐(80)로 구성함을 특징으로 하는 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 압착밴드(30)의 상면 둘레면에는 상기 압착밴드(30) 보다 넓은 직경을 가지도록 확장부(32)가 연장 형성됨을 특징으로 하는 탄산가스용접기의 토치케이블과 토치헤드의 용접을 위한 냉각장치.
   
   
   
   
   

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