KR20050030943A

KR20050030943A - 금속오링 제작방법

Info

Publication number: KR20050030943A
Application number: KR1020050019706A
Authority: KR
Inventors: 이세규; 박영복
Original assignee: 이세규; 박영복
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2005-03-31

Abstract

본 발명은 금속오링 제작방법에 관한 것으로, 금속관을 원형으로 굴곡하여 일정길이로 절단시키고, 절단면을 접합가공하여 금속오링을 제작함에 있어서, 일정길이로 절단된 상기 금속관을 절단면간의 접합부를 기준으로하여 좌, 우측부로 구분하여, +, -전극간격이 상기 금속관 외경의 1~1.2배이며, 상, 하부로 각각 분리형성된 별도의 전극에 외주둘레 전체를 접속시키는 분할전극접속단계와; 상기 금속관을 절단면간에 일정 가압력으로 상호 밀착되게 맞물리는 접합부가압조정단계와; 상기 상, 하부 전극에서 각각 동시에 동일한 세기의 전류를 상기 금속관의 접합부를 통과하도록 측방향으로 흘려 상기 접합부에서 발생되는 저항열로 예열시키고, 전류세기를 보다 상승시켜 용융접합시키는 통전예열및용접단계;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 금속관 절단면간의 접합부 좌,우측에서 적절한 전극거리를 두고 상, 하부로 구분하여 외주둘레 전체를 전극에 접속시킴에 따라 절단면의 접합부에 전류가 고르게 통과되어 용접정도 및 강도를 보다 향상시킬 수 있으며, 전류의 세기를 순차적으로 조정하여 예열 및 용융시킴으로써, 금속관의 재질을 그대로 유지하면서도 금속오링 접합부의 용접품질을 현격히 향상시킬 수 있는 금속오링 제작방법에 관한 것이다.

Description

금속오링 제작방법{Process for production of metal o-ring}

본 발명은 금속오링 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원형으로 굴곡되고 일정길이로 절단된 금속관을 절단면간의 접합부를 기준으로 좌, 우, 상, 하부로 구분하여 전극에 각각 접속시키고, 금속관의 절단면간을 일정 가압력으로 맞물린 채, 상, 하부 각각의 좌우측 전극 사이로 적절한 전류세기 및 통전시간으로 동시에 통전시켜 예열 및 용융시킴으로써 금속오링의 품질에 가장 큰 영향을 미치는 접합부의 용접품질을 현격히 향상시킬 수 있는 금속오링 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 메탈오링은 재질이 금속으로 이루어진 씰을 말하여, 탄성체(Elastomer)인 NBR, FKM, Kalrez등의 재질로는 적용이 불가능한 극저온, 초고온, 초고압, 초내화학성 등 극한의 환경조건을 가지는 화학공업, 반도체, 항공기, 군수산업, 핵반응기, 자동차엔진 등에 적용되어, 화학약품, 헬륨, 질소, 스팀 등의 매체에 대한 내압(Internal Pressure), 외압(External Pressure), 축압(Axial Pressure), 진공(Ultra Vacuum)상태에서 밀폐역할을 한다.

이러한 메탈오링은 금속관의 절곡 및 절단, 용접에 의해 형성되는 바, 용접부에서의 용접강도가 메탈오링 전체의 강도 및 품질을 결정한다고 볼 수 있으나, 기존에는 메탈오링의 절단면을 상호접합시킴에 있어서 절단면의 접합부를 사이에 두고 임의의 위치에 각각 +, -전극을 연결하고 전류를 통과시킴으로써 절단면의 표면상태 및 절단형상에 따라 전류의 통전경로가 달라져 제품 각각의 용접품질이 고르지 않을 뿐만 아니라, 저온의 금속관에 금속관을 용융시킬 정도의 고압전류를 급격히 흘림에 따라 전극에 접속된 부분 및 그 인접한 부분의 성질이 변형되며, 이러한 용접불량 및 성질변형은 금속관의 두께와 사이즈가 미세할수록 급격히 증가하게되어 제작방법의 개선이 요구되고 있는 실정이다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 금속관 절단면간의 접합부를 적절한 전극거리, 전류세기 및 통전시간으로 고르게 전류를 통전시키고, 전류의 세기를 순차적으로 조정하여 예열 및 용융시킴으로써, 금속오링 접합부의 용접품질을 현격히 향상시킬 수 있는 금속오링 제작방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적달성을 위한 본 발명은, 금속관을 원형으로 굴곡하여 일정길이로 절단시키고, 절단면을 접합가공하여 금속오링을 제작함에 있어서, 일정길이로 절단된 상기 금속관을 절단면간의 접합부를 기준으로하여 좌, 우측부로 구분하여, +, -전극간격이 상기 금속관 외경의 1~1.2배이며, 상, 하부로 각각 분리형성된 별도의 전극에 외주둘레 전체를 접속시키는 분할전극접속단계와;상기 금속관을 절단면간에 일정 가압력으로 상호 밀착되게 맞물리는 접합부가압조정단계와; 상기 상, 하부 전극에서 각각 동시에 동일한 세기의 전류를 상기 금속관의 접합부를 통과하도록 측방향으로 흘려 상기 접합부에서 발생되는 저항열로 예열시키고, 전류세기를 보다 상승시켜 용융접합시키는 통전예열및용접단계;를 포함하여 구성되는 금속오링 제작방법을 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 금속오링은, 외경2~3mm의 금속관을 원자재로 하며, 상기 금속관의 접합부는 6~8N으로 가압되고, 예열전류 60~100A, 예열시간 2~3sec로 예열되며, 용접전류 215~230A, 용접시간 0.4~0.6sec로 통전되어 용융접합되는 실시예를 포함함이 바람직하다.

그리고, 상기 금속오링은, 외경 3~4mm의 금속관을 원자재로 하며, 상기 금속관의 접합부는 7~9N으로 가압되고, 예열전류 60~100A, 예열시간 2~3sec로 예열되며, 용접전류 220~250A, 용접시간 0.4~0.8sec로 통전되어 용융접합되는 다른 실시예를 포함함이 바람직하다.

따라서, 금속관 절단면간의 접합부 좌,우측에서 적절한 전극거리를 두고 상, 하부로 구분하여 외주둘레 전체를 전극에 접속시킴에 따라 절단면의 접합부에 전류가 고르게 통과되어 용접정도 및 강도를 보다 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 금속관의 외경에 따라 적절한 가압력, 전류세기, 통전시간으로 고르게 전류를 통전시키고, 전류의 세기를 순차적으로 조정하여 예열 및 용융시킴으로써, 금속관의 재질을 그대로 유지하면서도 금속오링 접합부의 용접품질을 현격히 향상시킬 수 있다는 다른 이점이 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 금속오링 제작방법의 일실시예를 도시한 플로우차트이고, 도 2는 도1에 따른 금속오링의 가공과정을 도시한 사시도이며, 도 3은 금속관 용접과정을 보인 요부사시도이다.

본 발명에 따른 금속오링 제작방법은, 금속관(10)을 원형으로 굴곡하여 일정길이로 절단시키며, 절단면간을 상호접합하여 링형상으로 고정형성시킴으로써 금속오링을 가공하는 제작과정에서, 분할전극접속단계(III), 접합부가압조정단계(IV), 통전예열단계(V), 통전용접단계(VI)를 포함하여 절단면간을 상호접합시키는 제작방법이다.

상기 분할전극접속단계(III)는 상기 금속관(10)을 상기 접합부(10a)를 기준으로 좌, 우측부로 구분하고 좌, 우측부 각각에서는 상, 하부로 구분하여, 상기 금속관(10)을 좌측, 우측, 상, 하부에서 각각 별도의 전극에 접속시키는 단계이다.

상기 금속관(10)의 좌측부와 우측부에 접속되는 전극은 좌측부에 접속된 전극에서 우측부에 접속된 전극으로 또는 그 반대로의 전류흐름이 발생되면서 전류가 상기 접합부(10a)를 통과하도록 각각 +, -로 구분되고, 상기 금속관(10)의 상, 하부에서 전류가 각각 상기 접합부(10a)를 통과하도록 좌, 우측부에 접속되는 전극은 각각 상, 하부로 분리형성된다.

상기 금속관(10)은 좌측, 우측, 상, 하부로 구분되는 4개소에서 각각 별도의 전극에 외주둘레가 접속되며, 각각의 전극은 상기 금속관(10)과의 접속부가 상기 금속관(10)의 외주 내지 굴곡형상에 대응되는 형상을 가지도록 형성하여 분할형성된 전극 전부가 상기 금속관(10)에 접속되면 상기 금속관(10)의 좌, 우측에서 각각 외주둘레 전체를 감쌀 수 있도록 한다.

전극거리가 접속대상물의 접합부 너비에 비해 짧으면 접속부 전체에 고르게 전류가 통과되지 못하여 용접상태가 불량해지며, 전극거리가 길어지면 중간에 전류가 가진 에너지가 소실되면서 용접이 효율적으로 이루어지지 못하므로, 본 발명에서는 전류가 상기 금속관의 접합부(10a)를 집중적으로 통과하면서도 고르게 통과할 수 있도록 좌, 우측 전극간의 간격은 원자재가 되는 상기 금속관(10)의 외경의 1~1.2배로 한다.

상기 접합부가압조정단계(IV)는 상기 금속관(10)을 절단면간에 일정 압력으로 상호 밀착되게 맞물려 상기 접합부(10a)에 가압력을 형성하는 단계로, 동일한 전극거리, 전류세기와 통전시간 조건하에서도 가압력의 크기에 따라 상기 접합부(10a)의 용융정도가 달라지게 되며, 가압력이 클수록 상기 절단면간을 통과하는 전류가 저항을 많이 받아 저항열이 많이 발생되므로 상기 접합부(10a)의 너비가 클수록 큰 가압력을 형성시킴이 바람직하다.

상기 분할전극접속단계(III)와 접합부가압조정단계(IV)는 상기 통전예열단계(V) 및 통전용접단계(VI) 이전에 순차적으로 이루어지되, 상기 금속관(10)을 전극에 접속시킨 상태에서 가압력을 형성하던지, 상기 금속관(10)에 가압력을 가한 상태에서 전극에 접속하던지 무관하므로, 도 1에 도시된 일실시예와 달리 상기 접합부가압조정단계(IV) 이후 상기 분할전극접속단계(III)로 순서가 뒤바뀌어도 상관없다.

상기 통전예열단계(V)와 상기 통전용접단계(VI)는 상기 금속링(10)의 좌, 우측 중 일측에 접속된 전극에서 타측에 접속된 전극으로 지정세기의 전류를 지정시간동안 흘려보내면서 상기 접합부(10a)에 저항열을 발생시키는 단계로, 상기 금속링(10)의 좌, 우측부에 접속되는 전극은 각각 상, 하부로 분리형성됨에 따라 전류는 상기 금속링(10)의 상, 하부에서 각각 상기 금속관의 접합부(10a)를 고르게 통과하도록 측방향으로 흘려진다.

상기 통전예열단계(V)는 상기 금속관(10)을 용융시킬 정도의 고압전류보다 낮은 지정된 전류세기로 지정시간동안 통전시킴으로써 상기 통전용접단계(VI)에서 고압전류가 갑자기 흘러 용접성능이 일정치 못하고, 상기 금속관(10)의 재질이 급격한 저항형성 및 온도변화에 따라 변하게 되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기 통전용접단계(VI)는 상기 금속관 접합부(10a)의 용접이 실제로 이루어지는 단계로, 상기 통전예열단계(V) 이후에 연속되게 이루어지며, 상기 통전예열단계(V)에서의 예열전류보다 전류세기를 보다 상승시켜 상기 금속관(10)을 용융시키기에 충분한 전류세기로 지정시간동안 통전시킴으로써 상기 금속관(10)의 절단면간을 용융접합하여 0형상으로 고정형성시킨다.

상기 금속오링은 외경2~3mm의 금속관을 원자재로 할 시에는, 상기 금속관 접합부(10a)를 6~8N으로 가압시킨 상태로, 예열전류 60~100A로 2~3sec동안 예열시키며, 이어서 용접전류 215~230A로 0.4~0.6sec동안 통전시켜 용융접합시킴이 바람직하다.

그리고, 상기 금속오링이 외경 3~4mm의 금속관을 원자재로 할 시에는, 상기 금속관 접합부(10a)를 7~9N으로 가압시킨 상태로, 예열전류 60~100A로 2~3sec동안 예열시키며, 이어서 용접전류 220~250A로 0.4~0.8sec동안 통전시켜 용융접합시킴이 바람직하다.

도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에서 금속관은 원형굴곡단계(I), 단위절단단계(II), 분할전극접속단계(III), 접속부가압조정단계(IV), 통전예열단계(V), 통전용접단계(VI), 용접비드연마단계(VII)를 차례로 거치면서 금속오링으로 완성되며, 여기서 상기 원형굴곡단계(I)는 도 2에 도시된 바와 같이 임의의 형태를 가지는 원형관을 0형상으로 반복되게 연속굴곡시키는 단계이고, 상기 단위절단단계(II)는 0형상으로 연속굴곡된 금속관(10)을 하나의 금속오링을 완성할 수 있는 단위길이로 절단시키는 단계이며, 상기 용접비드연마단계(VII)는 상기 통전용접단계(VI)에서 상기 금속관의 접합부(10a)에 형성된 용접비드를 제거하여 다른 부분과 매끈하게 연속되도록 연마시키는 단계이다.

상기 금속관(10)은 상기 원형굴곡단계(I) 및 단위절단단계(II)에서 원형으로 굴곡 및 단위절단되며, 상기 분할전극접속단계(III), 접속부가압조정단계(IV)에서 전극에 접속되고 일정가압력을 받아서, 상기 통전예열단계(V), 통전용접단계(VI)에서 지정된 전류세기 및 통전시간으로 전류가 흘려져 단부가 접합고정되고, 상기 용접비드연마단계(VII)에서 접합부(10a)를 연마하여 매끈한 0링 형상으로 완성된다.

도 3은 금속관의 절단면 접합과정을 보인 요부사시도로, 상기 금속관(10)의 좌측 하부에 접속되는 전극접속부를 하부좌측접속부(110), 상기 금속관(10)의 우측 하부에 접속되는 전극접속부를 하부우측접속부(120), 상기 금속관(10)의 좌측 상부에 접속되는 전극접속부를 상부좌측접속부(130), 상기 금속관(10)의 우측 상부에 접속되는 전극접속부를 상부우측접속부(140)라 한다.

도 3의 (a)는 절단된 금속관(10)을 전극에 접속시키기 전의 상태를 도시한 것이며, (b)는 상기 금속관(10)의 하부를 상기 하부좌측접속부(110) 및 하부우측접속부(120)에 안착시킨 상태를 도시한 것이고, (c)는 하부가 안착된 상기 금속관(10)에 상기 상부좌측접속부(130)와 상부우측접속부(140)를 접속하여 상기 하부좌, 우측접속부(110, 120) 사이에 끼워고정시키고, 상기 하부우측접속부(120)와 상부우측접속부(140)를 좌우로 이동하여 상기 접합부(10a)의 가압력을 조정하며, 용접이 이루어지는 상태를 도시한 것이며, (d)는 용접 후 상기 금속관(10)을 상기 접속부들(110,120, 130, 140)으로부터 접속해제 및 이탈시키는 상태를 도시한 것이다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 금속관 절단면간의 접합부 좌,우측에서 적절한 전극거리를 두고 상, 하부로 구분하여 외주둘레 전체를 전극에 접속시킴에 따라 절단면의 접합부에 전류가 고르게 통과되어 용접정도 및 강도를 보다 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 금속관의 외경에 따라 적절한 가압력, 전류세기, 통전시간으로 고르게 전류를 통전시키고, 전류의 세기를 순차적으로 조정하여 예열 및 용융시킴으로써, 금속관의 재질을 그대로 유지하면서도 금속오링 접합부의 용접품질을 현격히 향상시킬 수 있다는 다른 효과가 있다.

도 1 - 본 발명에 따른 금속오링 제작방법의 일실시예를 도시한 플로우차트.

도 2 - 도1에 따른 금속오링의 가공과정을 도시한 사시도.

도 3 - 금속관 용접과정을 보인 요부사시도.

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

10 : 금속관 10a : 접합부

110 : 하부좌측접속부 120 : 하부우측접속부

130 : 상부좌측접속부 140 : 상부우측접속부

Claims

금속관을 원형으로 굴곡하여 일정길이로 절단시키고, 절단면을 접합가공하여 금속오링을 제작함에 있어서,

일정길이로 절단된 상기 금속관을 절단면간의 접합부를 기준으로하여 좌, 우측부로 구분하여, +, -전극간격이 상기 금속관 외경의 1~1.2배이며, 상, 하부로 각각 분리형성된 별도의 전극에 외주둘레 전체를 접속시키는 분할전극접속단계와;

상기 금속관을 절단면간에 일정 가압력으로 상호 밀착되게 맞물리는 접합부가압조정단계와;

상기 상, 하부 전극에서 각각 동시에 동일한 세기의 전류를 상기 금속관의 접합부를 통과하도록 측방향으로 흘려 상기 접합부에서 발생되는 저항열로 예열시키고, 전류세기를 보다 상승시켜 용융접합시키는 통전예열및용접단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 금속오링 제작방법.
제1항에 있어서, 상기 금속오링은,

외경2~3mm의 금속관을 원자재로 하며, 상기 금속관의 접합부는 6~8N으로 가압되고, 예열전류 60~100A, 예열시간 2~3sec로 예열되며, 용접전류 215~230A, 용접시간 0.4~0.6sec로 통전되어 용융접합됨을 특징으로 하는 금속오링 제작방법.
제1항에 있어서, 상기 금속오링은,

외경 3~4mm의 금속관을 원자재로 하며, 상기 금속관의 접합부는 7~9N으로 가압되고, 예열전류 60~100A, 예열시간 2~3sec로 예열되며, 용접전류 220~250A, 용접시간 0.4~0.8sec로 통전되어 용융접합됨을 특징으로 하는 금속오링 제작방법.