KR20080107697A - Copper shoe for electro gas welding - Google Patents

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KR20080107697A
KR20080107697A KR1020070055800A KR20070055800A KR20080107697A KR 20080107697 A KR20080107697 A KR 20080107697A KR 1020070055800 A KR1020070055800 A KR 1020070055800A KR 20070055800 A KR20070055800 A KR 20070055800A KR 20080107697 A KR20080107697 A KR 20080107697A
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welding
cooling
gas
filler
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KR1020070055800A
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박상민
설신수
이동조
조영철
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현대중공업 주식회사
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Abstract

A copper shoe for an elector gas welding is provided to prevent the welding machine from being damaged when the welding machine is adjacent to the copper shoe by the forced air cooling, forced liquid cooling and natural cooling using a pin. A copper shoe for an elector gas welding comprises a gas porket(11) which provides the protective gas when fusing the composite wire and base material and progressing welding by arc generated between the composite wire and the base material; and a hotwire(12) which is connected to the means for power supply and preheats temperature to the optimal level.

Description

일렉트로 가스 용접용 동담금{Copper shoe for Electro Gas Welding} Copper shoe for Electro Gas Welding

도 1은 종래의 EGW 장치를 이용한 용접을 위한 모재의 예시도. 1 is an illustration of a base material for welding using a conventional EGW apparatus.

도 2는 종래 백킹재의 구성을 보인 단면예시도. Figure 2 is an exemplary cross-sectional view showing the configuration of a conventional backing material.

도 3은 본 발명의 일렉트로 가스 용접용 동담금을 도시한 평면도. 3 is a plan view showing a copper filler for electrogas welding of the present invention.

도 4는 본 발명의 일렉트로 가스 용접용 동담금을 도시한 측면도. Figure 4 is a side view showing a copper filler for electro-gas welding of the present invention.

도 5는 본 발명의 일렉트로 가스 용접용 동담금을 도시한 사시도. 5 is a perspective view showing a copper filler for electrogas welding of the present invention.

도 6은 동담금의 초기온도를 셋팅 할 수 있는 동담금 열선 온도 조절장치를 도시한 도면. Figure 6 is a view showing a copper immersion hot wire temperature control device that can set the initial temperature of copper immersion.

도 7은 열선을 내장한 동담금을 Al 입향 MIG 용접장비에 부착하여 용접 시작 전에 예열하는 모습을 나타낸 도면. 7 is a view showing a state of preheating before the start of welding by attaching a copper wire containing a heating wire to the Al grain-oriented MIG welding equipment.

도 8은 냉각장치가 포함되지 않은 동담금 형상을 도시한 도면. 8 is a view showing a copper alloy shape does not include a cooling device.

도 9는 압축공기를 이용한 공냉식 동담금을 도시한 도면. 9 is a view showing an air-cooled copper quench using compressed air.

도 10은 압축공기 유량에 따른 동담금의 온도 변화를 CFD 해석으로 예측한 결과 그래프. 10 is a graph showing the results of predicting the temperature change of copper quench according to the compressed air flow rate by CFD analysis.

도 11은 도 9에 도시된 동담금에 비하여 열전달 면적을 더 크게 만든 경우를 도시한 도면. FIG. 11 is a view showing a case in which the heat transfer area is made larger than that of the copper quench shown in FIG.

도 12는 공냉식 냉각방식을 적용했던 동일한 동담금에 수냉식 냉각방법을 적 용한 도면. 12 is a view of applying the water-cooled cooling method to the same copper coating applied air-cooled cooling method.

도 13은 도 12의 수냉식 동담금 냉각방법을 대용량 Al 입향 MIG 용접에 적용할 때 냉각수 유속에 따른 동담금의 온도를 CFD 해석으로 예측한 결과 그래프. FIG. 13 is a graph illustrating a result of predicting the temperature of copper coolant according to the coolant flow rate when applying the water-cooled copper coolant cooling method of FIG. 12 to a large-capacity Al grain-oriented MIG welding.

도 14는 도 12에 도시된 동담금에 비하여 냉각수와 동담금이 접촉하는 열전달 면적을 크게 줄인 경우를 도시한 도면. FIG. 14 is a view showing a case in which the heat transfer area between the coolant and the copper solution is greatly reduced compared to the copper solution shown in FIG. 12. FIG.

도 15는 냉각핀이 형성된 동담금을 도시한 도면. 15 is a view showing a copper pin formed with a cooling fin.

도 16은 냉각핀이 형성된 동담금을 실제 용접 장치에 설치한 모습. 16 is a state in which a copper fin formed with a cooling fin is installed in the actual welding device.

도 17은 약 10분 동안 실제 용접을 수행하면서 동담금 몸체와 홀더부분의 온도를 K-type 열전대를 이용하여 측정한 온도 그래프. 17 is a temperature graph measured using a K-type thermocouple the temperature of the copper immersion body and the holder portion while performing the actual welding for about 10 minutes.

본 발명은 일렉트로 가스 용접시 적정온도를 유지하여 양질의 용접 비드를 형성할 수 있도록 하는 일렉트로 가스 용접용 동담금에 관한 것이다. The present invention relates to a copper filler for electro-gas welding to maintain a proper temperature at the time of electro-gas welding to form a good quality weld bead.

통상 선박과 같은 용접을 필요로 하는 대형 구조물은 작은 판재를 이어 붙여서 제작된 많은 블록들을 상호 연결하는 조립작업을 필요로 하게 되는데, 이러한 경우 필수적으로 각각의 블록들을 모재로 하여 상방을 향하는 수직용접작업을 필요로 하게 된다. In general, a large structure that requires welding, such as a ship, requires assembling work that interconnects a number of blocks made by joining small plates. In this case, vertical welding work upwards is required using each block as a base material. You will need

이러한 대형 구조물의 수직용접작업에는 일반적으로 플럭스 코어드 아크용 접(FCAW)법과, 일렉트로가스용접(EGW)이 사용되고 있다. Flux cored arc welding (FCAW) and electrogas welding (EGW) are generally used for vertical welding of such large structures.

최근 들어 주류를 이루고 있는 상기 일렉트로 가스용접은 도 1에 도시된 바와 같이 나란히 세워진 모재의 용접부를 대향하며 모재(100,200)에 형성된 'V'형의 용접부(300)를 따라 아래에서 상방으로 상진하며, 이산화탄소를 보호가스로 이용하여 아크를 발생시키며, 이 아크열로 모재를 용융시켜 각각의 모재를 접합하는 방식으로, 세워진 상태로 설치된 모재의 전면에는 표면 동담금을 설치하고, 후면에는 백킹재를 이용하여 용접시 발생되는 용접열을 냉각하여 용융금속이 아래로 흘러내리는 것을 방지하여 양호한 이면비드를 형성하도록 되어 있다. The electro-gas welding, which has become a mainstream in recent years, faces upwardly upward from the bottom along the 'V' type welding part 300 formed in the base material 100 and 200, facing the welding part of the base material which is arranged side by side as shown in FIG. 1, The arc is generated using carbon dioxide as a protective gas, and the arc heat is used to melt the base material to join the respective base materials. The surface copper tint is installed on the front of the installed base material and the backing material is used on the back. By cooling the welding heat generated during welding to prevent the molten metal flowing down to form a good backside bead.

이때, 상기 모재의 이면에 설치되는 백킹재는 모재와의 설치 및 탈거의 용이성 및 작업의 편의성을 위해 세라믹 재질을 주로 사용하고 있으며, 상기 종래에 사용되는 백킹재(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 전면은 그 양측단이 모재에 밀착되어 고정되는 밀착부(410)와, 상기 밀착부를 사이에 두고 용접시 모재의 이면측으로 발생되는 용접열을 냉각시켜 양호한 비드를 형성시키는 형성부(420)로 이루어져 있으며, 이와 같이 구성된 백킹재(400)는 고정수단(430)에 의해 밀착되도록 부착된다. At this time, the backing material is installed on the back of the base material is mainly using a ceramic material for ease of installation and removal and work with the base material, the conventional backing material 400 is shown in FIG. As described above, the front part includes a close contact part 410 whose both ends are in close contact with the base material and a forming part 420 which cools the welding heat generated to the back side of the base material during welding with the close contact part therebetween to form a good bead. Consists of, the backing material 400 is configured to be in close contact by the fixing means 430.

그러나, 상기와 같은 백킹재는 모재의 후면에 고정 부착되어야 하므로, 별도의 고정수단이 필요하고, 'V'형의 용접부를 따라 부착되어야 하므로, 다수의 백킹재가 필요하며, 이로 인해 부품관리 및 구입/유지비용이 증가되는 문제점이 있었다. However, the backing material as described above must be fixedly attached to the rear of the base material, a separate fixing means is required, and must be attached along the 'V' type of welding, a plurality of backing material is required, thereby managing parts and purchase / There was a problem that the maintenance cost is increased.

또한, 종래의 백킹재는 모재의 후면에 고정부착하도록 되어 있어, 부착되는 백킹재와 또다른 백킹재 사이에 틈이 생기는 현상이 발생되고, 또한 모재와 백킹재 사이에 틈이 생기는 현상이 발생되어 용접품질이 저하되는 등 여러가지 문제점이 있었다. In addition, the conventional backing material is fixedly attached to the rear surface of the base material, so that a gap occurs between the backing material to be attached and another backing material, and a gap occurs between the base material and the backing material, and a welding occurs. There were various problems such as deterioration in quality.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 동담금이 상온인 상태에서 바로 용접을 시작할 경우 용접비드 상태가 불량할 수 있으므로, 내부에 전기 열선을 삽입하여 용접 초기에 동담금이 적정온도를 유지하여 정상적인 비드가 형성될 수 있도록 하는 동담금 예열 장치와 용접이 진행됨에 따라 아크로부터 발생되는 열을 효과적으로 외부로 배출하기 위하여 압축공기에 의한 강제 공냉방식, 냉각수에 의한 강제 수냉방식, 핀에 의한 자연냉각 방식 등에 적용하여 동담금 및 동담금과 접촉하고 있는 용접장치가 열적 파손이 되지 않도록 하는 동담금 냉각 장치가 내장된 일렉트로 가스 용접용 동담금을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention devised to solve the above problems, since the welding bead state may be poor when starting the welding immediately in the state that the copper alloy is at room temperature, by inserting the electric heating wire inside the copper filler maintains the proper temperature at the initial welding Forced air cooling by compressed air, forced water cooling by cooling water, and natural by fins to effectively discharge the heat generated from the arc as welding proceeds. It is an object of the present invention to provide a copper filler for electro-gas welding, in which a copper filler cooling device is incorporated, which is applied to a cooling method or the like to prevent thermal damage of the welding apparatus in contact with the copper filler and the copper filler.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복합 와이어 끝과 모재간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재를 용융하여 용접을 진행할 때 보호가스를 제공하는 가스포켓; 및 동담금 내부에 수회 절곡되어 형성되며, 전력공급수단과 연결되어 용접 초반 동담금의 온도를 적정 수준으로 예열하는 열선을 포함하는 일렉트로 가스 용접용 동담금을 제공한다. The present invention for achieving the above object, by the arc generated between the end of the composite wire and the base material, a gas pocket for providing a protective gas when melting the composite wire and the base material to proceed welding; And it is formed bent several times in the copper alloy, and is connected to the power supply to provide a copper filler for the electro-gas welding including a heating wire to preheat the temperature of the initial welding copper to an appropriate level.

바람직하게는, 상기 동담금의 소정부에 형성되어 용접 중 발생하는 열을 동담금으로부터 효과적으로 배출하기 위한 냉각 배관을 더 포함할 수 있다. Preferably, the method may further include a cooling pipe formed in a predetermined portion of the copper filler to effectively discharge heat generated during welding from the copper filler.

보다 바람직하게는, 상기 냉각 배관은 냉각 공기 배관일 수 있다. More preferably, the cooling pipe may be a cooling air pipe.

또한, 상기 냉각 배관은 냉각수 배관일 수 있다. In addition, the cooling pipe may be a cooling water pipe.

또한, 상기 동담금의 소정부에 형성되어 용접 중 발생하는 열을 동담금으로부터 효과적으로 배출하기 위한 냉각핀을 더 포함할 수 있다. In addition, it may further include a cooling fin formed in a predetermined portion of the copper filler to effectively discharge the heat generated during welding from the copper filler.

보다 바람직하게는, 상기 냉각핀은 중력방향과 일치되도록 형성될 수 있다. More preferably, the cooling fins may be formed to match the direction of gravity.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 3은 본 발명의 일렉트로 가스 용접용 동담금을 도시한 평면도, 도 4는 본 발명의 일렉트로 가스 용접용 동담금을 도시한 측면도, 도 5는 본 발명의 일렉트로 가스 용접용 동담금을 도시한 사시도이다. FIG. 3 is a plan view showing the copper filler for electrogas welding of the present invention, FIG. 4 is a side view showing the copper filler for the electrogas welding of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing the copper filler for the electrogas welding of the present invention. to be.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 일렉트로 가스 용접용 동담금(10)은 동판으로 용 접부위를 둘러싸고 그 안으로 가스포켓(11)에 형성되는 CO2를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 가이드 노즐을 통하여 복합(용접)와이어를 송급하여, 복합 와이어 끝과 모재간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재를 용융하여 용접을 진행한다. 보호가스는 모재의 재질에 따라서 사용되며 강에 대해서는 주로 CO2가 사용되지만, CO2-Ar, Ar-O2 등의 혼합가스를 사용할 때도 있다. 3 to 5, the copper filler 10 for electro-gas welding surrounds the welded portion with a copper plate and inserts CO 2 formed in the gas pocket 11 into the wire guide, thereby creating a protective gas atmosphere. The composite (welding) wire is fed through the nozzle, and the composite wire and the base metal are melted by an arc generated between the end of the composite wire and the base metal to proceed welding. The protective gas is used depending on the material of the base material, and mainly CO 2 is used for steel, but sometimes a mixed gas such as CO 2 -Ar and Ar-O 2 is used.

Al 입향 MIG 용접은 동담금을 비롯한 용접부위가 일정 온도이상 유지되어야 양호한 용접비드가 형성된다. 따라서 용접 초반부터 충분한 예열을 통하여 동담금의 온도를 일정 수준으로 올려주어야 한다. 이를 위하여 상기 일렉트로 가스 용접용 동담금(10) 내부에는 열선(12)이 수회 절곡되어 내장되며, 상기 열선을 통하여 용접 전 동담금을 일정온도 이상으로 예열한다. 상기 열선의 양 말단은 음극(14)과 양극(15)이 연결되어 상기 열선(12)으로 전력을 공급한다. 상기 동담금의 소정부에는 용접 중 발생하는 열을 동담금으로부터 효과적으로 배출하기 위한 냉각 배관(20)이 형성될 수 있다. 상기 냉각 배관(20)으로는 냉각 공기 배관(도 9의 도면부호 21 참조) 또는 냉각수 배관(도 14의 도면부호 22 참조)이 사용될 수 있으며, 냉각 배관(20) 대신 냉각 핀(도 15의 도면부호 30 참조)이 사용될 수 있다. In Al-type MIG welding, good welding bead is formed when welding part including copper tin is maintained over a certain temperature. Therefore, it is necessary to raise copper temperature to a certain level through sufficient preheating from the beginning of welding. To this end, the heating wire 12 is bent and built several times in the copper gas welding copper thin film 10, and preheats the copper thin film before welding through the heating wire to a predetermined temperature or more. Both ends of the heating wire are connected to the cathode 14 and the anode 15 to supply power to the heating wire 12. A predetermined portion of the copper filler may be formed with a cooling pipe 20 for effectively discharging heat generated during welding from the copper filler. As the cooling pipe 20, a cooling air pipe (see 21 in FIG. 9) or a cooling water pipe (see 22 in FIG. 14) may be used, and a cooling fin (see FIG. 15 in place of the cooling pipe 20). Reference numeral 30) may be used.

도 6은 동담금의 초기온도를 셋팅 할 수 있는 동담금 열선 온도 조절장치를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 상기 열선(12)에 공급되는 전력을 조절하여 동담금의 예열 온도를 조절할 수 있다. 상기 동담금은 내부의 열선(12)이 통전됨으로써 발생되는 줄열(Joule heat)에 의해 발열되며, 열선온도 조절장치는 예열된 동담 금의 온도를 반복적으로 체크하고 작업자에 의해 설정된 셋팅온도와 비교하여 전기 강도를 자동으로 제어함으로써 동담금의 온도를 조절한다. FIG. 6 is a diagram illustrating a copper immersion hot wire temperature control device capable of setting an initial temperature of copper immersion. Referring to FIG. 6, the preheating temperature of the copper charge may be adjusted by adjusting the power supplied to the heating wire 12. The copper foil is heated by Joule heat generated by the heating of the internal heating wire 12, the heating wire temperature control device repeatedly checks the temperature of the pre-heated copper alloy and compared with the setting temperature set by the operator By controlling the electrical strength automatically, the temperature of the copper alloy is adjusted.

도 7은 열선을 내장한 동담금을 Al 입향 MIG 용접장비에 부착하여 용접 시작 전에 예열하는 모습을 나타낸 도면이다. 7 is a view showing a preheating before welding starts by attaching a copper wire containing a heating wire to the Al grain-oriented MIG welding equipment.

한편, Al 입향 MIG 용접이 진행됨에 따라 용접시에 발생하는 아크열에 의해 세라믹(도 8의 도면부호 16 참조)과 동담금이 가열되게 된다. 동담금의 재료인 구리는 일반적으로 1100도 내외의 용융점을 갖으므로 용접진행 중에 냉각이 함께 이루어져야 한다. 또한 동담금에 삽입되어 있는 세라믹도 용융점은 매우 높지만 고온에서 충격에 깨지기 쉬우므로 동담금과 함께 냉각을 해주어야 한다. 이를 위하여 열선 및 동담금 열선온도 조절장치는 공냉, 수냉 등의 다양한 냉각방식과 조합하여 사용할 수 있다. 이는 이하 도면을 참조하여 보다 상세히 기술한다. On the other hand, as the Al grain-oriented MIG welding proceeds, the ceramic (see reference numeral 16 in FIG. 8) and copper filler are heated by arc heat generated during welding. Copper, the material for copper immersion, generally has a melting point of around 1100 degrees, so cooling must be done together during the welding process. In addition, the ceramic embedded in the copper quenching has a very high melting point but is fragile at high temperatures, so it must be cooled together with the copper quenching. For this purpose, the hot wire and copper immersion hot wire temperature control device can be used in combination with various cooling methods such as air cooling and water cooling. This will be described in more detail with reference to the drawings below.

도 8은 냉각장치가 포함되지 않은 동담금 형상을 도시한 도면이며, 도 9는 압축공기를 이용한 공냉식 동담금을 도시한 도면이다. FIG. 8 is a view illustrating a copper immersion shape not including a cooling device, and FIG. 9 is a view illustrating an air-cooled copper immersion using compressed air.

도 9를 참조하면, 압축공기가 동담금 몸체 내부를 고속으로 지나가면서 가열된 동담금을 강제 냉각하게 된다. 구리의 경우 열전도율이 매우 높으므로 압축공기와 접촉하는 면의 냉각효과를 동담금 몸체로 빠르게 전달할 수 있다. 도 10은 압축공기 유량에 따른 동담금의 온도 변화를 CFD 해석으로 예측한 결과 그래프이다. 압축공기 유량이 증가함에 따라 동담금의 온도가 낮아지는 것을 볼 수 있다. 따라서 압축공기 유량을 조절하면 아크열에 따라 달라지는 발열량에 맞춰 동담금의 온도를 자유롭게 조절할 수 있다. Referring to FIG. 9, compressed air is forced to cool the heated copper filler while passing through the copper filler body at high speed. In the case of copper, the thermal conductivity is very high so that the cooling effect of the surface in contact with the compressed air can be quickly transferred to the copper quenching body. 10 is a graph showing a result of predicting a temperature change of copper quench according to the compressed air flow rate by CFD analysis. It can be seen that as the compressed air flow rate increases, the temperature of the copper solution decreases. Therefore, by adjusting the compressed air flow rate, the temperature of the copper can be freely adjusted according to the amount of heat generated by the arc heat.

한편, 도 11에 도시된 냉각방법은 도 9의 경우보다 압축공기를 더 많이 공급할 수 있으며 강제냉각이 이루어지는 열전달 면적을 더 크게 만든 경우를 도시한 도면이다. 아크 발열량이 많아져서 도 9에 도시된 방법으로 동담금 냉각이 어려울 경우 도 11에 도시된 방법을 적용할 수 있다. On the other hand, the cooling method shown in FIG. 11 is a view showing a case in which more compressed air can be supplied than in the case of FIG. 9 and the heat transfer area where forced cooling is made larger. If it is difficult to cool the copper quench by the method shown in Figure 9 due to the large amount of arc calorific value can be applied to the method shown in FIG.

Al 입향 MIG 용접 방식을 두께 70t 이상의 Al 부재에 적용할 경우 더 큰 전력이 소요되며 이에 따라 아크의 발열량도 급격히 증가하여 공냉식 강제냉각 방식으로는 동담금과 세라믹을 충분히 냉각시킬 수 없을 수 있다. 이 때에는 수냉식 냉각방법을 적용해야 한다. 도 12는 공냉식 냉각방식을 적용했던 동일한 동담금에 수냉식 냉각방법을 적용한 도면이다. 작동유체로 냉각수를 사용할 경우 열전달계수가 공기보다 10배 이상 커지므로 공기를 작동유체로 사용할 때보다 더 작은 유속범위에서도 더 큰 냉각 효과를 발휘할 수 있다. When the Al-type MIG welding method is applied to the Al member having a thickness of 70t or more, a larger power is required, and thus the calorific value of the arc may increase rapidly, and the air coolant forced cooling method may not sufficiently cool the copper alloy and the ceramic. In this case, a water cooling method should be applied. 12 is a view in which the water-cooled cooling method is applied to the same copper alloy to which the air-cooled cooling method is applied. When the coolant is used as the working fluid, the heat transfer coefficient is 10 times larger than that of the air, and thus the cooling effect can be greater even at a smaller flow rate range than when the air is used as the working fluid.

도 13은 도 12의 수냉식 동담금 냉각방법을 대용량 Al 입향 MIG 용접에 적용할 때 냉각수 유속에 따른 동담금의 온도를 CFD 해석으로 예측한 결과 그래프이다. FIG. 13 is a graph of CFD analysis for predicting the temperature of copper coolant according to the cooling water flow rate when the water-cooled copper coolant cooling method of FIG. 12 is applied to a large-capacity Al grain-oriented MIG welding.

대용량 용접의 경우 냉각을 하지 않으면 동담금의 온도가 용융점 이상으로 올라가 동담금이 녹게 되고 정상적인 용접 작업이 불가능하게 된다. 그러나 냉각수를 공급함에 따라 동담금의 온도가 감소하게 되므로 냉각수의 양을 적절히 조절하면 동담금의 온도를 용접비드가 가장 양호한 온도로 맞출 수 있게 된다. In the case of large-capacity welding, if the cooling is not performed, the temperature of the copper thin film rises above the melting point, and the copper thin film melts and normal welding operation is impossible. However, as the cooling water is supplied, the temperature of the copper thin film decreases, so that the temperature of the copper thin film can be adjusted to the best temperature of the welding bead by properly adjusting the amount of cooling water.

도 14는 수냉식 냉각법의 냉각효과가 과다할 경우 대체하여 적용할 수 있는 냉각방식으로 냉각수와 동담금이 접촉하는 열전달 면적을 크게 줄여 도 12의 경우보다 냉각효과를 적게 발휘하기 위한 형상이다. 14 is a shape for exerting a cooling effect less than in the case of FIG. 12 by greatly reducing the heat transfer area in which the cooling water and copper alloy contact with the cooling method that can be applied when the cooling effect of the water-cooled cooling method is excessive.

도 12와 도 14의 수냉식 동담금 냉각방법 적용시 주의할 점은 유량이 충분하지 않을 경우 냉각수가 동담금 내부에서 상변화(boiling)를 일으키게 되는데, 상변화가 발생하면 액체상태의 냉각수가 고온 고압의 증기로 바뀌면서 냉각수관의 압력이 급격히 증가하게 되어 위험할 수 있으므로 최소한의 냉각수 유량 이상으로 공급하여 냉각수관 내에서 상변화가 일어나지 않도록 해야 한다는 점이다. 12 and 14, when the water-cooled copper quenching cooling method is applied, if the flow rate is not enough, the coolant causes a phase change (boiling) inside the copper quench, liquid phase coolant is a high temperature and high pressure Since the pressure of the coolant pipe increases rapidly as it changes to steam, it is dangerous to supply more than the minimum coolant flow rate to prevent phase change in the coolant pipe.

도 15는 냉각핀이 형성된 동담금을 도시한 도면이다. FIG. 15 is a view illustrating a copper pin on which cooling fins are formed. FIG.

도 15를 참조하면, 냉각핀(30)이 형성된 자연냉각 방식의 동담금은 자연대류에 의한 냉각을 이용한 것으로 동담금의 몸체에 냉각핀(30)을 달아 외부 공기와 접하는 전열면을 증가시킨 경우이다. 기존의 공냉식, 수냉식 냉각방식은 각각의 냉각 유체를 공급하기 위해 펌프, 압축기, 공급배관 등의 부가 장비가 필요할 뿐만 아니라 가열된 냉각수에 대한 별도의 열교환기가 필요하다는 단점을 가지고 있다. 또한 냉각수가 과열되어 배관 내에서 상변화(boiling)을 일으킬 경우 배관이 폭발하여 용접 작업자에게 치명적일 수 있다. 이에 반해 핀 자연냉각 방식 동담금은 별도의 기계장치가 필요하지 않으며 핀의 개수와 크기를 조절하여 동담금의 온도를 조절할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 도 16은 냉각핀이 형성된 동담금을 실제 용접 장치에 설치한 모습이며, 도 17은 약 10분 동안 실제 용접을 수행하면서 동담금 몸체와 홀더부분의 온도를 K-type 열전대를 이용하여 측정한 온도 그래프이다. 용접 작업 시간이 짧아 온도가 완전히 포화 되지는 않았지만, 실험 중 용접 비드는 매우 양호 하였으며, 장시간 용접 시에도 동담금의 온도가 400도를 넘지 않을 것으로 쉽게 예상할 수 있다. Referring to FIG. 15, when the cooling fin 30 is formed of a natural cooling method using natural cooling, the cooling fin 30 is attached to the body of the copper plating to increase the heat transfer surface in contact with the outside air. to be. Existing air-cooled and water-cooled cooling systems require additional equipment such as pumps, compressors, and supply pipes to supply respective cooling fluids, as well as a separate heat exchanger for heated cooling water. In addition, when the coolant overheats and causes a phase change in the pipe, the pipe may explode and may be fatal to the welding worker. On the other hand, the fin natural cooling type copper coolant does not require a separate mechanical device, and has the advantage of controlling the temperature of the copper coolant by adjusting the number and size of the fins. FIG. 16 is a view illustrating an installation of a copper fin having a cooling fin in an actual welding device, and FIG. 17 is a temperature measured by using a K-type thermocouple while performing actual welding for about 10 minutes. It is a graph. Although the welding time was not fully saturated due to the short welding time, the welding beads were very good during the experiment, and it can easily be expected that the copper tin temperature will not exceed 400 degrees even during long time welding.

주의할 점은 동담금 몸체에 냉각핀(30) 설치 시 냉각핀(30) 방향이 중력방향과 일치되게 하여 공기가 가열되어 상승할 때 가열된 공기가 냉각핀(30) 사이로 막힘 없이 빠져나갈 수 있도록 해야 한다는 점이다. It should be noted that when the cooling fins 30 are installed on the copper immersion body, the direction of the cooling fins 30 coincides with the direction of gravity so that the heated air may escape between the cooling fins 30 without being blocked when the air is heated up. Is that you should.

본 발명은 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 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명은, 동담금이 상온인 상태에서 바로 용접을 시작할 경우 용접비드 상태가 불량할 수 있으므로, 내부에 전기 열선을 삽입하여 용접 초기에 동담금이 적정온도를 유지하여 정상적인 비드가 형성될 수 있도록 하는 동담금 예열 장치와 용접이 진행됨에 따라 아크로부터 발생되는 열을 효과적으로 외부로 배출하기 위하여 압축공기에 의한 강제 공냉방식, 냉각수에 의한 강제 수냉방식, 핀에 의한 자연냉각 방식 등에 적용하여 동담금 및 동담금과 접촉하고 있는 용접장치가 열적 파손이 되지 않도록 하는 동담금 냉각 장치가 내장된 일렉트로 가스 용접용 동담금을 제공한다. According to the present invention, when welding starts immediately in a state where copper quenching is performed at room temperature, the welding bead state may be poor. Thus, by inserting an electric heating wire therein, the copper quench may be maintained at an initial temperature so that normal beads may be formed. In order to effectively discharge the heat generated from the arc to the outside as the welding is performed with the prepaid preheating device, it is applied to the forced air cooling method by the compressed air, the forced water cooling method by the cooling water, the natural cooling method by the fin, etc. Provided is a copper filler for electro-gas welding with an integrated copper cooler to prevent thermal damage of the welding device in contact with the copper filler.

Claims (6)

복합 와이어 끝과 모재간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재를 용융하여 용접을 진행할 때 보호가스를 제공하는 가스포켓; 및 A gas pocket for providing a protective gas when the composite wire and the base material are melted by an arc generated between the ends of the composite wire and the base material to perform welding; And 동담금 내부에 수회 절곡되어 형성되며, 전력공급수단과 연결되어 용접 초반 동담금의 온도를 적정 수준으로 예열하는 열선을 포함하는 일렉트로 가스 용접용 동담금. A copper filler for electro-gas welding, which is formed by bending several times inside the copper alloy, and includes a heating wire connected to the power supply means to preheat the temperature of the initial welding copper to an appropriate level. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 동담금의 소정부에 형성되어 용접 중 발생하는 열을 동담금으로부터 효과적으로 배출하기 위한 냉각 배관을 더 포함하는 일렉트로 가스 용접용 동담금. And a cooling pipe formed on a predetermined portion of the copper filler to effectively discharge heat generated during welding from the copper filler. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 냉각 배관은 냉각 공기 배관인 일렉트로 가스 용접용 동담금. The cooling pipe is a copper filler for electro-gas welding that is a cooling air pipe. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 냉각 배관은 냉각수 배관인 일렉트로 가스 용접용 동담금. The cooling pipe is a copper filler for electro-gas welding that is a cooling water pipe. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 동담금의 소정부에 형성되어 용접 중 발생하는 열을 동담금으로부터 효과적으로 배출하기 위한 냉각핀을 더 포함하는 일렉트로 가스 용접용 동담금. And a cooling fin which is formed in a predetermined portion of the copper tin to effectively discharge heat generated during welding from the copper tin. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 냉각핀은 중력방향과 일치되도록 형성되는 일렉트로 가스 용접용 동담금. The cooling fins are copper immersion for electro-gas welding is formed to match the direction of gravity.
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KR101225145B1 (en) * 2010-12-09 2013-01-22 삼성중공업 주식회사 Width adjustable copper shoe
CN107433407A (en) * 2017-07-26 2017-12-05 南通振华重型装备制造有限公司 A kind of arc plate unit manufacture craft
KR20190071217A (en) * 2017-12-14 2019-06-24 주식회사 포스코 Apparatus for slanted welding, and method for making pipe using the same

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