KR20100079549A - 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알곤가스를 주성분으로 포함하는 혼합 가스를 실드 가스로서 이용하는 펄스 아크 용접시 사용되는 마스크에 관한 것으로 특히, 용접을 위한 펄스군에 동기(同期)하여 용접 마스크의 투시창이 개폐할 수 있도록 하기 위한 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치를 제공함으로써, 용접시점에 전자셔터가 자동으로 불투명해짐에 의해 작업자의 시력을 보호하고, 용접상황에 따라 용접 마스크를 안면부에서 이탈시키지 않고 투시창을 자동으로 개폐하면서 용접상황을 파악하며 작업을 하기 때문에, 작업하기가 편리하고 작업성이 향상되는 효과가 기대 된다.

Description

펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치{vision panel opening and closing device for pulse arc welding mask}

본 발명은 알곤가스 또는 탄산가스를 주성분으로 포함하는 혼합 가스를 실드 가스로서 이용하는 펄스 아크 용접시 사용되는 마스크에 관한 것으로 특히, 용접을 위한 펄스군에 동기(同期)하여 용접 마스크의 투시창이 개폐할 수 있도록 하기 위한 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치에 관한 것이다.

일반적으로, Ar혹은 Ar5~30%의 CO₂ 혼합 가스를 실드 가스로서 이용하는 MAG 용접 방법은 용적의 세립화에 기인하여 스패터 발생량 및 퓸 발생량을 저감할 수 있기 때문에 종래에 넓은 분야에서 적용되어 왔다. 특히, 고품질 용접이 요구되는 분야에서, 용접 전류를 약 200 내지 350Hz의 펄스 전류로서 출력함으로써 1펄스 1용적 이행으로 한 펄스 MAG 용접 방법의 적용이 확대되어 왔다.

그러나 Ar 가스는 탄산가스에 비해 가격이 비싸기 때문에, 통상의 용접 시공에 있어서는 알곤가스 또는 탄산가스를 주성분으로 한 혼합 가스를 실드 가스로서 이용하는 경우가 많다.

한편, 알곤가스를 주성분으로 한 혼합 가스를 실드 가스로서 이용할 경우, MAG 용접 방법의 경우에 비해 용적이 약 10배의 크기로 조대화되고, 아크력의 작용에 의해 불규칙하게 진동 및 변형된다.

이는 모재와의 단락 및 아크 절단이 발생하기 쉽고, 용적 이행도 불규칙하게 되고, 스패터 및 퓸이 다수 발생하는 문제점을 야기하여 바람직하지 않다.

이러한 문제점을 개선하기 위한 많은 기술들이 국내외에서 상당 부분 개발되고 있는 실정으로, 지리적으로 가까운 일본의 예를 들어보면, 일본 특허공개 제1995-47473호, 일본 특허공개 제1995-290241호, 일본 특허공개 제1996-267238호, 및 일본 특허공개 제2003-236668호등에 제시되어진 기술이 대표적이라 할 것이다.

이러한 기술개발에 의해 상당부분 MAG 용접 방법은 안정되는 추세인데, 일반적으로 용접이란 게, 부재와 부재간에 접합과 분리를 위해 수행하는 작업으로, 용접을 할 경우에 용접물 및 유해한 빛을 차단하여 작업자의 안면을 보호하고 작업 효율을 증대할 목적으로 용접마스크를 안면에 착용하고 용접작업을 하게 된다.

이러한 종래의 용접마스크는 도 1 에 도시된 바와 같이, 머리와 안면부에 대응되도록 내부에 곡면부를 형성한 용접마스크(1)와, 이 용접마스크(1)를 안면부에 위치시키고 난후, 작업물의 작업상태를 파악하기 위하여 시선의 위치와 대향되도록 용접마스크(1)의 소정부위에 투시창(2)을 형성하고, 전술한 용접마스크(1)를 지지하고 이동할 수 있도록 지지부재(3)가 형성된다.

이와 같이 형성된 용접마스크(1)를 이용하여 작업할 경우에, 한쪽 손에는 용 접마스크(1)의 지지부재(3)를 잡고, 다른 한쪽 손에는 용접손잡이(도시하지 않았슴)를 잡고 작업을 하게 되는데, 작업시 용접면의 이상 유무 확인을 위하여 안면부에 위치한 용접마스크(1)의 지지부재(3)를 안면부에서 이탈시켜 확인한다.

그리고 이상 유무를 확인한 후에는 다시 원상태인 용접마스크(1)를 안면부에 위치하고, 다른 한쪽손에 쥐어진 용접손잡이를 용접면에 위치하여 작업을 하게 된다.

한편, 작업시 용접마스크(1)의 지지부재(3)를 항상 잡고있게 되어 작업의 효율이 떨어지는 결과는 방지하기 위하여, 용접마스크(1) 내부에 밴드(도시하지 않았슴)를 형성하여 머리에 밀착착용하여 사용하기도 한다. 이러한 경우에는 용접마스크(1)의 지지부재(3)를 잡고 있던 한쪽 손을 작업상황에 따라 이용할 수 있어 작업효율이 증대되는 효과를 누릴 수 있다.

그러나 이와 같은 종래의 용접마스크는, 용접상황에 따라 용접상태 확인을 목적으로 용접마스크의 지지부재를 안면부에서 이탈시켜 육안으로 확인하고 난 후, 다시 용접위치를 선정하고 용접마스크를 안면부에 위치하고, 용접봉을 이용하여 투시창으로 확인하면서 용접을 하게 되어 있는 관계로, 작업하기가 불편하고 작업성이 떨어지는 비능률적인 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해소하기 위해 제안되어진 대표적인 기술이 용접시 발생되는 빛을 감지하여 투시창을 일정시간 동안 폐쇄하는 방식인데, 이러한 방식은 감지센서의 성능과 투시장 개폐를 위한 장치의 응답속도 등등의 변수로 인해 실제적으로는 용접마스크 본연의 목적을 달성하기 어렵다는 문제점이 발생되었다.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 알곤가스 또는 탄산가스를 주성분으로 포함하는 혼합 가스를 실드 가스로서 이용하는 펄스 아크 용접시 사용되는 마스크에 관한 것으로 특히, 용접을 위한 펄스군에 동기(同期)하여 용접 마스크의 투시창이 개폐할 수 있도록 하기 위한 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치의 특징은, 부재와 부재간 접합과 분리에 사용되는 용접작업시 용접손잡이에 장착된 용접봉에 의해 발생되는 유해한 빛과 용접물이 안면부로 투입되는 것을 차단하며 시야와 대향되게 개구부가 구비된 용접마스크의 투시창 개폐장치에 있어서: 전류의 흐름에 따라 빛의 투과성이 변화하여 불투명과 투명상태로 전환이 이루어지는 편광형 LCD창을 이용하여 용접마스크의 투시창에 전자셔터를 구현하되; 용접손잡이에 위치하며 작업자의 의지에 의해 눌려지는 경우 용접 작업의 수행을 위한 요청신호가 발생되는 펄스발생 스위치와; 상기 펄스발생 스위치에서 요청신호가 발생되면 이를 감지하여 용접기 전체에 필요한 전원을 공급하는 전원 제어부와; 상기 전원 제어부의 동작상태를 감지하여 용접손잡이측에 제공할 용전용 전류의 크기를 설정하는 용접기 제어부와; 상기 용접기 제어부에서 발생되 는 제어신호에 의해 특정 주기의 펄스 신호를 발생시키는 펄스신호 발생부와; 상기 전원 제어부에서 공급되는 전원과 상기 펄스신호 발생부에서 제공되는 펄스신호를 입력받고 상기 용접기 제어부에서 입력되는 제어신호에 의해 상기 용접손잡이측에 특정 펄스 주기를 갖는 고전압 전류신호를 제공하는 펄스 아크 전원부; 및 상기 펄스신호 발생부에서 상기 펄스 아크 전원부측에 제공되는 펄스 신호를 동시에 입력받아 상기 용접마스크의 투시창에 구현되어진 전자셔터측에 펄스 아크 발생시점에 동기화된 셔터동작 제어신호를 제공하는 전자셔터 구동신호 발생부를 포함하는 데 있다.

상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 용접시점에 전자셔터가 자동으로 불투명해짐에 의해 작업자의 시력을 보호하고, 용접상황에 따라 용접 마스크를 안면부에서 이탈시키지 않고 투시창을 자동으로 개폐하면서 용접상황을 파악하며 작업을 하기 때문에, 작업하기가 편리하고 작업성이 향상되는 효과가 기대 된다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치의 구성 예시도로서, 전류의 흐름에 따라 빛의 투과성이 변화하여 불투명과 투명상태로 전환이 이루어지는 편광형 LCD창을 이용하여 용접마스크의 투시창에 전자셔터(300)를 구현하되, 펄스 아크 용접 토치(200)에서 흐르는 전류에 의해 아크가 발생하여 용접이 이루어 지는데 이때 토치가 작업물과 접촉 혹은 근접시 흐르는 전류를 발생시키는 펄스발생 스위치(111)와, 상기 펄스발생 스위치(111)에서 요청신호가 발생되면 이를 감지하여 용접기 전체에 필요한 전원을 공급하는 전원 제어부(112)와, 상기 전원 제어부(112)의 동작상태를 감지하여 상기 펄스 아크 용접 토치(200)측에 제공할 용접용 전류의 크기를 설정하는 용접기 제어부(113)와, 상기 용접기 제어부(113)에서 발생되는 제어신호에 의해 특정 주기의 펄스 신호를 발생시키는 펄스신호 발생부(115)와, 상기 전원 제어부(112)에서 공급되는 전원과 상기 펄스신호 발생부(115)에서 제공되는 펄스신호를 입력받고 상기 용접기 제어부(113)에서 입력되는 제어신호에 의해 상기 펄스 아크 용접 토치(200)측에 특정 펄스 주기를 갖는 고전압 전류신호를 제공하는 펄스 아크 전원부(114), 및 상기 펄스신호 발생부(115)에서 상기 펄스 아크 전원부(114)측에 제공되는 펄스 신호를 동시에 입력받아 상기 용접마스크의 투시창에 구현되어진 전자셔터(300)측에 펄스 아크 발생시점에 동기화된 셔터동작 제어신호를 제공하는 전자셔터 구동신호 발생부(116)으로 구성되어진다.

본 실시예에 의한 용접마스크의 투시창 개폐장치에서 전자셔터란, 전류의 흐름에 따라 빛의 투과성이 변화하는 편광형 LCD창을 이용하여 예를 들어 구동전원이 온동작하는 경우 빛의 투과를 차단하며, 구동전원의 공급이 차단되는 경우 작업자의 시야를 확보하도록 하는 것을 칭한다.

물론 그 반대의 경우로 작동하여도 무방하다.

한편, 용접을 위한 펄스아크 용접토치(200)에서 흐르는 전류가 용접봉(도시하지 않았음)을 따라 용접면에 접지되면서 용접이 이루어지게 되는데, 이때, 용접봉이 용접면과 접촉시 흐르는 전류를 발생시키는 펄스 아크 전원부(114)는 펄스 발생 스위치(111)의 온/오프 동작에 의해 전원 제어부(112)에서 공급하는 전원과 용접기 제어부(113)에서 발생되는 제어신호에 의해 특정 펄스 주기를 갖는 고전압 신호를 발생시키게 된다.

이때 상기 펄스 발생 스위치(111)는 펄스아크 용접토치(200)에 위치하며, 상기 펄스 아크 전원부(114)에서 발생되는 고전압 신호의 펄스 주기를 제어하는 주체는 상기 용접기 제어부(113)의 제어에 따라 펄스신호를 발생시키는 펄스신호 발생부(115)에 의해 이루어진다.

반면에 상기 펄스신호 발생부(115)는 상기 펄스 아크 전원부(114)에 펄스 신호를 제공함과 동시에 투시장 전자셔터 구동신호 발생부(116)측에도 동일한 펄스 신호를 제공하게 되는데, 상기 투시장 전자셔터 구동신호 발생부(116)에서는 상기 펄스신호 발생부(115)에서 발생되는 펄스 신호에 동기하여 용접마스크의 투시창에 구비되어 있는 전자셔터(300)측에 셔터 구동신호를 제공하게 된다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래 용접 마스크의 예시도

도 2는 본 발명에 따른 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치의 구성 예시도

Claims (1)

1. 부재와 부재간 접합과 분리에 사용되는 용접작업시 용접손잡이에 장착된 용접봉에 의해 발생되는 유해한 빛과 용접물이 안면부로 투입되는 것을 차단하며 시야와 대향되게 개구부가 구비된 용접마스크의 투시창 개폐장치에 있어서:

   전류의 흐름에 따라 빛의 투과성이 변화하여 불투명과 투명상태로 전환이 이루어지는 편광형 LCD창을 이용하여 용접마스크의 투시창에 전자셔터를 구현하되;

   용접손잡이에 위치하며 작업자의 의지에 의해 눌려지는 경우 용접 작업의 수행을 위한 요청신호가 발생되는 펄스발생 스위치와;

   상기 펄스발생 스위치에서 요청신호가 발생되면 이를 감지하여 용접기 전체에 필요한 전원을 공급하는 전원 제어부와;

   상기 전원 제어부의 동작상태를 감지하여 용접손잡이측에 제공할 용전용 전류의 크기를 설정하는 용접기 제어부와;

   상기 용접기 제어부에서 발생되는 제어신호에 의해 특정 주기의 펄스 신호를 발생시키는 펄스신호 발생부와;

   상기 전원 제어부에서 공급되는 전원과 상기 펄스신호 발생부에서 제공되는 펄스신호를 입력받고 상기 용접기 제어부에서 입력되는 제어신호에 의해 상기 용접손잡이측에 특정 펄스 주기를 갖는 고전압 전류신호를 제공하는 펄스 아크 전원부; 및

   상기 펄스신호 발생부에서 상기 펄스 아크 전원부측에 제공되는 펄스 신호를 동시에 입력받아 상기 용접마스크의 투시창에 구현되어진 전자셔터측에 펄스 아크 발생시점에 동기화된 셔터동작 제어신호를 제공하는 전자셔터 구동신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 아크 용접용 마스크의 투시창 개폐 장치.

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