KR20120005823U

KR20120005823U - 이산화탄소 용접기의 토치헤드

Info

Publication number: KR20120005823U
Application number: KR2020110001087U
Authority: KR
Inventors: 정은진; 안종철
Original assignee: 정은진; 안종철
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-20

Abstract

본 고안은 이산화탄소 용접기의 토치헤드에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면, 인슐레이터(Insulator)와 그 선단에 결합되는 노즐(Nozzle)의 결합구조를 원터치(One touch) 방식으로 개선함으로써 결과적으로 용접공정의 작업 효율을 재고할 수 있는 새로운 구조의 토치헤드를 제공하는 것이다.

Description

이산화탄소 용접기의 토치헤드{Touch head of carbon dioxide welder}

일반적으로 이산화탄소 용접기의 토치헤드(Touch head)는 용접기 라인에 접속된 토치바디(Touch bidy)와, 상기 토치바디의 전방에 결합되어 차폐가스, 즉 이산화탄소 가스를 분사하는 가스디퓨저(Gas diffuser)와, 상기 가스디퓨저의 선단에 결합되어 용접부위에 와이어(Wire)를 접촉시키는 컨텍트 팁(Contact tip)과, 상기 가스 디퓨저와 컨텍트 팁을 둘러싸고 가스 디퓨저에서 분사되는 차폐가스를 용접부위로 유도하는 노즐(Nozzle)과, 상기 노즐을 절연상태로 지지하는 인슐레이터(Insulator)를 포함하여 구성된다.

이처럼 토치헤드는 구조가 복잡하고, 초고온의 작업환경에 노출되어 있기 때문에 사용시한이 매우 짧고, 따라서 용접과정에서 자주 교체해 주어야 하는 소모성 부품이다. 즉, 하루 8시간 작업을 기준으로 할 때 상기 컨텍트 팁은 하루에 1~2개, 상기 노즐은 2~3일에 1개 이상 소모된다. 또한, 용접과정에서 발생하는 슬래그(Slage)가 금속 소재인 상기 노즐에 융착되면 노즐 구멍이 막혀서 작업효율이 떨어지고, 심하면 안전사고를 일으키는 원인이 되기 때문에 작업 도중에 상기 노즐에 수시로 물리적인 충격을 가하여 슬래그를 제거해야 한다.

이처럼 용접과정에서 수시로 컨텍트 팁과 노즐을 교체하고, 용접 슬래그를 제거하는 일은 작용 효율을 저하시킬 뿐 아니라, 용접비용을 상승시키는 매우 중요한 요인이 된다. 그래서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 종래에도 토치헤드의 구조에 대한 여러가지 개선안들이 제시되어 왔다.

일례를 들면, 국내 실용신안등록 제20-0423720호(등록일자 2006년 08월 04일)에는 도 1 내지 도 3과 같이 토치바디(20), 가스 디퓨저(30), 인슐레이터(40), 컨텍트 팁(50) 및 노즐(70)로 이루어지되, 상기 인슐레이터(40)와 노즐(70) 사이에 스프링 와셔(60)를 삽입한 것을 특징으로 하는 가스 용접용 토치헤드(10)가 소개되어 있다. 여기서 상기 스프링 와셔(60)는 작업 도중에 상기 노즐(70)에 부착된 슬래그를 제거하기 위하여 상기 노즐(70)에 물리적인 충격을 가할 경우, 상기 인슐레이터(40)의 외부나사부(42)에 결합된 노즐(70)이 외부 충격에 의해 저절로 풀려나오지 않도록 결합력을 강화하는 기능을 한다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 컨텍트 팁(50)과 노즐(70)은 소모품으로서 수시로 교환해 주어야 하고, 또한 컨텍트 팁(50)을 교체하기 위해서는 구조적으로 이를 둘러싸고 있는 노즐(70)을 먼저 분리해야 하기 때문에 상기 노즐(70)이 인슐레이터(40)에 너무 강하게 결합되어 있으면, 이러한 교체 작업이 매우 번거럽고 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 특히, 상기 노즐(70)을 분리하기 위하여 이를 회전시키면, 상기 토치바디(20)에 나사결합된 가스 디퓨저(30)가 분리되는 경우도 종종 발생한다.

그렇다고 상기 노즐(70)이 인슐레이터(40)에 너무 약하게 결합되어 있으면, 상기 실용신안등록 제20-0423720호에서 지적한 바와 같이, 용접 슬래그를 제거하기 위해서 노즐(70)에 충격을 가할 경우, 상기 노즐(70)이 저절로 풀려나올 우려가 있다.

이에 본 고안이 해결하고자 하는 과제는 이산화탄소 용접기의 토치헤드에 있어서, 인슐레이터(Insulator)와 그 선단에 결합되는 노즐(Nozzle)의 결합구조를 원터치(One touch) 방식으로 개선함으로써 결과적으로 용접공정의 작업 효율을 재고할 수 있는 새로운 구조의 토치헤드를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 고안은 용접기 라인에 접속된 토치바디(Touch bidy)와, 상기 토치바디의 전방에 결합되어 이산화탄소 가스를 분사하는 가스디퓨저(Gas diffuser)와, 상기 가스디퓨저의 선단에 결합되어 용접부위에 와이어(Wire)를 접촉시키는 컨텍트 팁(Contact tip)과, 상기 가스디퓨저에서 분사되는 이산화탄소 가스를 용접부위로 유도하는 노즐(Nozzle)과, 상기 노즐을 절연상태로 지지하는 인슐레이터(Insulator)를 포함하여 구성된 이산화탄소 용접기의 토치헤드에 있어서, 상기 인슐레이터는 절연성 재질로 된 원통체로서, 후방 내경부에는 상기 가스디퓨저의 외부나사에 결합되는 암나사가 형성되어 있고, 그 전방 외경부에는 둘레방향으로 결합환홈이 함몰되어 있으며, 상기 노즐은 원통체로서 후방 외경부에는 상기 인슐레이터의 선단 내경부 속으로 삽입되도록 외경이 축소된 삽입부가 형성되어 있고, 상기 삽입부의 전방 외경부에는 둘레 방향으로 결합환홈이 형성되어 있으며, 상기 인슐레이터와 노즐은 상기 결합환홈에 체결된 지지링과, 상기 지지링에서 전방으로 확장된 지지팔을 가지며, 상기 지지팔의 선단에는 상기 걸림환턱에 걸림 결합되는 걸림돌부가 형성되어 있는 탄성 연결부재에 의해서 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 이산화탄소 용접기의 토치헤드는 인슐레이터와 그 선단에 결합되는 노즐의 결합구조를 원터치 방식으로 개선함으로써 결과적으로 컨텍트 팁의 교체작업이 용이하여 용접공정의 작업효율을 재고할 수 있는 효과가 있다.

본 고안에서는 종래의 토치헤드에 비해 상기 인슐레이터의 크기를 확대하고 노즐의 크기는 축소함으로서 상기 노즐을 교체함에 따른 소모성 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 토치헤드(10)의 사시도,
도 2는 종래 토치헤드(10)의 분리 사시도,
도 3는 본 고안에 따른 토치헤드(100)의 분리 사시도,
도 4는 본 고안에 따른 토치헤드(100)의 결합 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 고안을 상세히 설명한다. 각 도면에서편의상 이산화탄소와 와이어(Wire)의 진행방향을 따라 그 앞쪽을 '전방', 또는 '선단'이라 하고, 그 반대방향을 '후방'이라 한다. 그리고, 본 고안을 이해하는데 필수적인 구성이라 하더라도 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

본 고안에 따른 이산화탄소 용접기의 토치헤드는 용접기 라인에 접속된 토치바디와, 상기 토치바디의 전방에 결합되어 이산화탄소 가스를 분사하는 가스디퓨저와, 상기 가스디퓨저의 선단에 결합되어 용접부위에 와이어를 접촉시키는 컨텍트 팁과, 상기 가스디퓨저에서 분사되는 이산화탄소 가스를 용접부위로 유도하는 노즐과, 상기 노즐을 절연상태로 지지하는 인슐레이터를 포함하여 구성된다. 상기 구성요소들 중에서 토치바디와, 가스디퓨저 및 컨텍트 팁은 종래 토치헤드의 구성과 동일하므로, 도 1 내지 도 2를 이용하여 설명한다.

먼저 토치바디(20)는 용접기 라인(도시하지 않음)의 선단에 접속되어 있는 관체로서, 그 내부로 와이어와 이산화탄소 가스가 이송된다.

다음으로 가스디퓨저(30)는 상기 토치바디(20)의 선단에 나사결합되는 관체로서, 전반부에는 외부로 이산화탄소 가스를 배출하는 배출공(34)이 관통되어 있고, 후반부에는 외주면에 외부나사(36)가 형성되어 있다.

그리고, 컨텍트 팁(50)은 상기 가스디퓨저(30)의 선단에 나사결합되는 것으로, 상기 가스디퓨저(30)를 통과한 와이어가 컨텍트 팁(50)의 중심부를 관통하는 와이어 홀(도시하지 않음)을 통과하여 용접부위로 공급된다. 이때, 상기 와이어 홀은 와이어에 의해 차단되기 때문에 상기 가스디퓨저(30)를 통과한 이산화탄소 가스는 상기 배출공(34)을 통해 가스디퓨저(30) 밖으로 배출된다.

본 고안의 특징에 대하여 설명하면, 먼저 인슐레이터(110)는 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 절연성 재질로 된 원통체로서, 후방 내경부에는 상기 가스디퓨저(30)의 외부나사(36)에 결합되는 암나사(111)가 형성되어 있고, 그 전방 외경부에는 둘레방향으로 결합환홈(112)이 함몰되어 있다.

또한, 본 고안의 노즐(120)은 원통체로서 후방 외경부에는 상기 인슐레이터(110)의 선단 내경부 속으로 삽입되도록 외경이 축소된 삽입부(121)가 형성되어 있고, 상기 삽입부(121)에서 전방으로 소정거리 이격된 위치에는 둘레 방향으로 결합환홈(122)이 형성되어 있다.

상기 노즐(120)은 상기 인슐레이터(110)에 의해서 절연상태로 지지되며, 상기 가스디퓨저(30)와 컨텍트 팁(50)의 주위를 이격 상태로 둘러싸는 구조로서, 상기 배출공(34)을 통과하여 가스디퓨저(30) 밖으로 배출된 이산화탄소 가스를 모아서 전방 용접부위로 분사하는 기능을 한다.

본 고안에서 상기 인슐레이터(110)와 노즐(120)은 탄성 연결부재(130)에 의해서 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 탄성 연결부재(130)는 상기 결합환홈(112)에 체결된 지지링(131)과, 상기 지지링(131)에서 전방으로 확장된 지지팔(132)을 가지며, 상기 지지팔(132)의 선단에는 상기 걸림환턱(122)에 걸림 결합되는 걸림돌부(133)가 형성되어 있다. 이때, 상기 지지팔(132)은 3 ~ 6개 설치되는 것이 바람직하고, 상기 걸림환턱(122)과 걸림돌부(133)는 서로 대응하는 V 자 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.

그래서 상기 인슐레이터(110)와 노즐(120)이 서로 결합되어 있는 상태에서는 상기 연결부재(130)의 지지팔(132)에 형성된 걸림돌부(133)가 탄성에 의해서 상기 걸림환턱(122) 속에 삽입되어 상기 노즐(120)이 인슐레이터(110)에서 분리되지 않도록 지지한다. 이 상태에서는 상기 노즐(120)에 부착된 슬래그를 제거하기 위하여 상기 노즐(120)에 물리적인 충격을 가해도 상기 지지팔(132)의 탄성이 이러한 충격을 흡수하기 때문에 인슐레이터(110)와 노즐(120)의 결합상태가 그대로 유지된다.

상기 노즐(120)을 분리하기 위해서는 한손으로 상기 인슐레이터(110)를 붙잡고, 다른 한손으로 상기 노즐(120)을 강하게 잡아당기면 된다. 이렇게 하면, 상기 걸림환턱(122)과 걸림돌부(133)가 서로 대응하는 V 자 형상의 빗면을 따라 이동하고, 상기 연결부재(130)의 지지팔(132)이 벌어지면서 인슐레이터(110)에서 노즐(120)이 분리된다.

반대로 인슐레이터(110)의 선단에 노즐(120)을 결합하고자 할 경우에는 상기 연결부재(130)의 지지팔(132) 안으로 상기 노즐(120)의 삽입부(121)를 집어넣고 상기 지지팔(132)의 걸림돌부(133)가 상기 노즐(120)의 걸림환턱(122)에 체결될 때까지 눌러주면 된다.

이처럼 본 고안에 따른 이산화탄소 용접기의 토치헤드는 상기 노즐(120)을 원터치 방식으로 인슐레이터(110)에 결합 또는 분리할 수 있어서 사용이 편리하고, 작업효율을 향상시킬 수 있다. 또한 종래의 토치헤드에 비해 상기 인슐레이터의 크기를 확대하고 노즐의 크기는 축소함으로서 상기 노즐을 교체함에 따른 소모성 비용을 절감할 수 있다.

10,100 ; 토치헤드(Touch head) 20 ; 토치 바디(Touch body)
30 ; 가스디퓨저(Gas diffuser) 34 ; 배출공
36 ; 외부나사 40,110 ; 인슐레이터(Insulator)
50; 컨텍트 팁(Contact tip) 70,120 ; 노즐(Nozzle)
111 ; 암나사 112 ; 결합환홈
121 ; 삽입부 122 ; 걸림환턱
130 ; 연결부재 131 ; 지지링
132 ; 지지팔 133 ; 걸림돌부

Claims

용접기 라인에 접속된 토치바디와, 상기 토치바디의 전방에 결합되어 이산화탄소 가스를 분사하는 가스디퓨저와, 상기 가스디퓨저의 선단에 결합되어 용접부위에 와이어를 접촉시키는 컨텍트 팁과, 상기 가스디퓨저에서 분사되는 가스를 용접부위로 유도하는 노즐과, 상기 노즐을 절연상태로 지지하는 인슐레이터를 포함하여 구성되는 이산화탄소 용접기의 토치헤드에 있어서,
상기 인슐레이터는 절연성 재질로 된 원통체로서, 후방 내경부에는 상기 가스디퓨저의 외부나사에 결합되는 암나사가 형성되어 있고, 그 전방 외경부에는 둘레방향으로 결합환홈이 함몰되어 있으며,
상기 노즐은 원통체로서 후방 외경부에는 상기 인슐레이터의 선단 내경부 속으로 삽입되도록 외경이 축소된 삽입부가 형성되어 있고, 상기 삽입부의 전방 외경부에는 둘레 방향으로 결합환홈이 형성되어 있으며,
상기 인슐레이터와 노즐은 상기 결합환홈에 체결된 지지링과, 상기 지지링에서 전방으로 확장된 지지팔을 가지며, 상기 지지팔의 선단에는 상기 걸림환턱에 걸림 결합되는 걸림돌부가 형성되어 있는 탄성 연결부재에 의해서 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 용접기의 토치헤드.
제1항에 있어서, 상기 걸림환턱과 걸림돌부는 서로 대응하는 V 자 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 용접기의 토치헤드.