KR20120020511A - 플럭스 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플럭스 공급 장치에 관한 것으로, 그 목적은 작업부재의 아래보기 맞대기 이음부의 편면 용접시 작업부재 하부에 위치하여 용접토치의 이동에 맞게 이동하면서 일정 용량의 챔버안에 충전된 플럭스를 상하방향으로 이동하는 푸셔 및 전후방향으로 이동하는 푸셔를 이용하여 덕트를 통해 동담금에 공급하는 간단한 구조를 가진 플럭스 공급 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 용접부재 하면에 위치하고, 내부에 플럭스가 충전된 챔버(1)와; 챔버 내 충전된 플럭스를 덕트 개방부(51)까지 상승시키는 상하푸셔(2)와; 상하푸셔에 의해 덕트 개방부에 위치한 플럭스를 덕트내부로 공급하는 전후푸셔(3)와; 전후푸셔로부터 공급받은 플럭스를 순차적으로 동담금(4)에 토출시키는 덕트(5);를 포함하여 작업부재 상면에 위치한 용접토치를 따라 이동하면서 플럭스를 공급하도록 구성된 플럭스 공급 장치를 발명의 특징으로 한다.

Description

플럭스 공급 장치{Flux supply device}

본 발명은 플럭스 공급 장치에 관한 것으로, 자세하게는 편면용접시 용접토치의 이동에 따라 작업부재 하부면과 밀착하여 이동하면서 챔버안에 미리 충전된 플럭스를 상하 이송후 수평방향으로 덕트를 통해 동담금에 공급하는 장치에 관한 것이다.

다양한 용접기법 중 작업부재의 아래보기 방향의 맞대기 이음부 용접을 위해서 SAW(Submerged Arc Welding : 잠호용접)이라는 기법이 있는데, 종래 일반적인 잠호용접 구성을 보인 정면도 및 측면 예시도를 보인 도 6에 그 기본적 구성이 나타나 있다.

이때 작업부재는 수평 또는 약각의 지면과의 경사각을 가질 수 있으나, 기본적으로 아래보기 자세(중력방향으로 용접토치가 대향하고 용접을 수행하는 자세)로 용접이 진행된다. 이때 부재의 두께에 따라서 다르나, 용접 부재의 전면 방향에서 접근해서 한번의 용접으로 작업이 끝나지 않는 경우 작업부재를 뒤짚어서 작업부재의 이면을 용접 토치쪽으로 향하게 하여 이면에 대한 용접을 추가로 실시하는 추가적인 작업이 진행되는 경우가 대부분이다.

또는 작업부재가 설치된 상태로 전면에서 용접토치가 접근하고 작업부재의 이면에는 별도의 백킹재가 용접부의 길이방향으로 길게 설치되어 용접을 진행하는 도 7 내지 9에 도시된 것과 같은 방법 등이 실용화 되어 있다. 이러한 용접을 편면 용접이라고 하고 앞서 서술한 뒤짚기 공정이 포함된 작업을 양면 용접이라고 한다.

그러나 편면 용접(일면 용접)을 위해서는 작업부재의 이면에 도 10과 같이 용접부의 길이방향으로 길게 설치된 고정식의 복잡한 장치가 설치되고, 백킹 장치의 상면에 플럭스를 살포하기 위한 또 하나의 장치가 추가되어 장치가 복잡해지고, 장치구성에 따른 점유 면적을 차지하는 문제가 있다.

즉, 아래보기 맞대기 이음으로 대형 작업부재의 용접을 위해서 양면 용접을 하는 경우 뒤집기 공정인 턴 오버(turn over)를 위한 시간과 높이 방향의 공간이 필요한 단점이 있고, 편면 용접을 하는 경우 작업부재 이면에 대한 적절한 조치를 위한 공간과 설비 구성의 단점이 있다.

또한 편면 용접시 도 10에 도시된 것과 같은 복잡한 부가 장치에 의한 플럭스 공급방식 대신에 필요한 목적에 맞게 자바라 또는 스크류 방식 등으로 플럭스를 반중력 방향으로 완전 수직 이송시켜 용접대상 작업부재 부위에 플럭스를 공급하는 기술 등이 있지만, 이 역시 이동중인 용접토치 하부에 위치한 동담금에 플럭스를 낭비 없이 안정적으로 공급하지 못한다는 구조적 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 작업부재의 아래보기 맞대기 이음부의 편면 용접시 작업부재 하부에 위치하여 용접토치의 이동에 맞게 이동하면서 일정 용량의 챔버안에 충전된 플럭스를 상하방향으로 이동하는 푸셔 및 전후방향으로 이동하는 푸셔를 이용하여 덕트를 통해 동담금에 공급하는 간단한 구조를 가진 플럭스 공급 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상하푸셔에 플럭스를 공급하는 다양한 수단을 구비한 플럭스 공급 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 용접부재 하면에 위치하고, 내부에 플럭스가 충전된 챔버와; 챔버 내 충전된 플럭스를 덕트 개방부까지 상승시키는 상하푸셔와; 상하푸셔에 의해 덕트 개방부에 위치한 플럭스를 덕트내부로 공급하는 전후푸셔와; 전후푸셔로부터 공급받은 플럭스를 순차적으로 동담금에 토출시키는 덕트;를 포함하여 작업부재 상면에 위치한 용접토치를 따라 이동하면서 플럭스를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치를 제공함으로써 달성된다.

한 실시예로 상기 챔버 내부에 충전된 플럭스를 상하푸셔에 공급하는 공급수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

한 실시예로 상기 챔버는 호퍼처럼 상부가 넓고 하부가 좁은 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.

한 실시예로 상기 덕트는 상하푸셔에 의해 플럭스가 공급되는 덕트 개방부는 하면이 낮게 그리고 동담금 쪽에 플럭스를 토출하는 덕트 입구쪽은 하면이 높게 덕트 경사부를 형성하고, 이 덕트 경사부는 요철처리하거나 쐐기 모양의 톱니 형태로 처리한 것을 특징으로 한다.

한 실시예로 상기 공급수단은 스크류 날개 형태의 회전기 형식 교반기인 것을 특징으로 한다.

한 실시예로 상기 공급수단은 컨베이어 벨트 형식 또는 스크류 피더방식으로 구성한 것을 특징으로 한다.

한 실시예로 상기 챔버는 경사진 하부 구조가 하강한 상하푸셔의 상면에 위치하게 구성하여 별도의 공급수단없이 플럭스가 공급되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 편면용접시 종래처럼 미리 용접전에 플럭스를 일정하게 도포(살포)한 상태에서 용접이 진행되는 것이 아니라, 작업부재의 아래보기 맞대기 이음부의 편면 용접시 간편한 구조로 작업부재 하부에 위치하여 용접토치의 이동 속도에 맞게 이동하면서 챔버안에 충전된 일정용량의 플럭스를 지속적으로 상하푸셔가 상부방향에 위치한 덕트의 공간부로 이동하면 이를 전후푸셔가 덕트 내부로 밀게 됨으로써 동담금쪽에 덕트를 통해 지속적으로 공급된 플럭스가 쌓여 연속적인 용접작업이 이루어질 수 있다는 장점과,

또한 일정 용량을 가지는 플럭스가 덕트를 통해 일정량이 지속적으로 공급됨으로써 불필요한 플럭스의 공급시 낭비가 없다는 장점과,

또한 본 발명에 따른 플럭스 공급구조는 용접작업시 사용되는 플럭스의 이송 뿐만 아니라 반도체 공정 또는 기타 분체 이송공정분야에서 협소 부위에 대한 미세한 고체 분말의 이송이 가능하다는 광범위한 적용이 가능하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 플럭스공급장치의 개략적인 구조를 보인 정면 예시도,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 플럭스공급장치의 개략적인 구조를 보인 평면 및 측면 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 플럭스공급장치의 작동 순서를 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 상하푸셔에 플럭스를 공급하는 다른 수단을 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 상하푸셔에 플럭스를 공급하는 또 다른 수단을 보인 예시도이고,
도 6은 종래 일반적인 잠호용접 구성을 보인 정면도 및 측면예시도이고,
도 7 내지 9는 종래의 일반적인 편면 용접방법을 보인 예시도이고,
도 10은 종래 편면용접시 용접부재 하부에 장치되는 복잡한 부가 장치 구성을 보인 예시도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 플럭스공급장치의 개략적인 구조를 보인 정면 예시도, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 플럭스공급장치의 개략적인 구조를 보인 평면 및 측면 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 플럭스 공급장치는 용접자세가 아래보기이면서 반중력방향(상부방향)으로 플럭스를 수직과 수평 이동시키면서 편면 용접을 하는 장치이다. 이러한 본 발명에 따른 장치는 전술한 종래 편면 용접시 수반되는 고정식 이면 플럭스 가압과 공급을 위한 장치 구성 대신에 간단한 구조로 이루어진 이동식 플럭스 공급장치로 편면 자동 용접이 가능하여 작업부재의 하면과 이동식 백킹 장치인 동담금 사이에 적당한 양의 플럭스를 연속적으로 공급하여 미리 일정량만큼 챔버에 충전된 플럭스가 소모되기 전까지 지속적인 용접 작업이 이루어 진다.

구체적으로 본 발명은 용접부재 하면에 위치하고, 내부에 플럭스가 충전된 챔버(1)와; 챔버 내 충전된 플럭스를 덕트 개방부(51)까지 상승시키는 상하푸셔(2)와; 상하푸셔에 의해 덕트 개방부에 위치한 플럭스를 덕트내부로 공급하는 전후푸셔(3)와; 전후푸셔로부터 공급받은 플럭스를 순차적으로 동담금(4)에 토출시키는 덕트(5);로 구성된다.

또한 챔버 내부에 충전된 플럭스를 상하푸셔에 공급하는 공급수단(6)을 더 포함하여 구성된다. 공급수단 방식은 여러 가지가 있을 수 있는데 도 1에 예시된 한예에 따르면 교반기 타입으로 구성할 수 있다.

또한 도시되지는 않았지만 이동식으로 구성된 본 발명의 플럭스 공급장치는 용접대상인 작업부재의 하부면에 위치한 챔버(1)가 레일방식에 의한 수동이동 또는 캐리지 방식 자율주행 이동에 의해 용접장치를 따라 작업부재 하부와 밀착 또는 근접된 상태로 움직이도록 구성된다.

상기 챔버(1)는 일정용량의 플럭스가 충전되는 공간으로, 호퍼처럼 상부가 넓고 하부가 좁은 구조로 구성하여 충전된 플럭스가 자중에 의해 그 사용에 따라 충정된 양이 적어지면 하부로 자연스럽게 내려가 쌓이도록 그 형상이 구성된다. 이에 따라 지속적으로 상하푸셔가 충전된 양이 소진될때까지 승하강하면서 플럭스를 상부쪽으로 이송하게 된다.

또한 챔버는 용접 진행방향 쪽이 동담금의 상부면에 공급된 플럭스가 용접후 슬래그화한 후 배출될수 있도록 작업부재와 일정 간극(약 5mm 내외 간격)을 가지게 이격 구성한다. 이때 용접 진행 방향은 도 1에서 좌에서 우로 진행되며, 동담금의 오른쪽으로 공급된 플럭스는 용접과정에서 고형화 되어 동담금의 왼쪽으로 배출되서 챔버의 왼쪽으로 배출된다.(도시생략)

상기 덕트(5)는 상면 높이는 일정하지만 하면의 높이가 다르게 형성하였다, 즉, 상하푸셔(2)에 의해 플럭스가 공급되는 덕트 개방부(51)는 그 높이가 낮고 동담금 쪽에 플럭스를 토출하는 덕트 입구(52)쪽이 높게 덕트 경사부(53)를 형성하여 전후푸셔에 의해 플럭스가 순차적으로 공급되어야만 토출되도록 구성하였다. 이와 같은 형태로 덕트 경사부가 구성되지 않고 덕트 개방부(51)쪽에서 덕트 입구(52)까지의 높낮이가 평행하거나 덕트 경사부(53)와 반대의 경사를 가지게 되면 본 발명에서 이루고자 하는 일정량씩의 순차적 플럭스 공급이 아닌 불규칙한 양의 플럭스가 공급되거나 전후푸셔의 작동이 아닌 자중에 의한 경사면을 따라 플럭스가 배출될수 있기 때문에 상기와 같은 경사형태를 가지게 구성한 것이다.

또한 상기 덕트 경사부(53)는 플럭스가 놓여지는 하부 표면을 요철처리하거나 쐐기 모양의 톱니 형태로 처리하여 플럭스가 중력방향으로 역행하지 않고 일정량씩 공급 되도록 구성할 수 있다.

상기 상하푸셔(1)는 유압 또는 공압 방식 기타 승하강 방식에 의해 승하 이동하는 것으로 상부면에 플러스가 얹혀진후 상승하게 된다. 즉 상하푸셔가 챔버하부로 내려가면 충전된 플럭스 속에 들어가게 되고 상승시 그 상면에 놓여진 플럭스가 덕트 개방부(51)까지 이송되게 되는 원리이다.

이때 좀더 플럭스가 잘 공급되도록 플럭스를 공급수단(6)을 사용할 수 있는데, 도 1에 도시된 한 실시예에 다른 교반기가 회전하게 되면 챔버내 충전된 플럭스가 움직이면서 챔버내에 공고루 위치하거나 일측에 쌓인 플럭스가 하부로 내려가게 되고, 그러면 상하푸셔에 플럭스의 공급이 원활하게 되고, 챔버내 충전도니 플럭스도 낭비없이 충전량이 최대한 소진될때까지 사용하게 된다.

상기 전후푸셔(3)는 상하푸셔(2)에 의해 덕트 개방부(51)까지 상승되면 작동된다. 이때 전후푸셔가 작동하여 상하푸셔 상면에 얹혀진 플럭스를 밀때까지 상하푸셔가 움직이지 않도록 사전에 셋팅해야 함은 물론이다.

전후푸셔는 덕트의 후방부에 삽입되어 움직이는 것으로 덕트 개방부에 위치한 플럭스하 하부로 떨어지지 않도록 덕트의 비개방부분으로 옮기는 역할을 하게 된다. 즉, 덕트를 통한 플럭스의 이동은 전후푸셔가 덕트입구(52)까지 이송하는 것이 아닌 전후푸셔가 지속적으로 플럭스를 공급하면 뒤에 공급된 플럭스가 먼저 공급되어 위치한 플럭스를 밀고, 다시 그 플럭스는 좀더 앞의 플럭스를 미는 방식으로 플럭스를 동담금에 공급하는 방식이다.

상기 동담금(4)은 챔버내에 위치시 한 실시예로 플럭스가 덕트로부터 공급되어 동담금의 진행방향쪽으로 배출되는 전후 방향을 제외한 좌우측에 상하 쿠션이 있는 가이드 블록을 설치하여 챔버내 위치시켜 구성할 수 있다. 하지만 이와 같은 동담금의 설치 위치 고정구조 자체는 한가지 예에만 한정되는 것은 아니고 다양한 형상의 지지 브라켓 등의 구조를 이용하여 볼트너트 결합이나, 억지끼움 또는 용접과 같은 통상의 체결수단을 이용하여 챔버에 설치할 수 있는 것으로, 이러한 고정구조는 본 발명의 핵심이 아니므로 구체적인 구조 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 플럭스공급장치의 작동 순서를 보인 예시도이다. 도시 편의상 챔버는 생략되어 있는데, 플럭스 공급수단(6)인 스크류 날개 형태의 회전기 형식 교반기에서 교반된 플럭스가 상하 푸셔(2)의 상면에 얹히고, 덕트(5)내로 공급되고, 전후푸셔(3)의 작동에 의해 덕트(5) 내부로 밀려 충전되어 동담금(4) 상면까지 전달되는 일련의 과정을 반복함을 보이고 있다.

도 4는 본 발명의 상하푸셔에 플럭스를 공급하는 다른 수단을 보인 예시도로 챔버내에 경사진 컨베이어 벨트 형식으로 공급하는 것과 스크류 피더방식(도시없음)이 잇을 수 있다. 이러한 구성에 의해 직접 플럭스를 상하푸셔에 직접 플럭스를 공급하게 된다. 이때 컨베이어 벨트 또는 스크류 피더의 일측단은 플럭스가 충전된 하부면쪽에 위치하고, 타측단은 하강한 상하푸셔의 상면에 위치하도록 구성한다.

도 5는 본 발명의 상하푸셔에 플럭스를 공급하는 또 다른 수단을 보인 예시도로, 상기 실시예에서 설명한 교반기와 같은 별도의 플럭스 공급수단 대신 플럭스가 쌓여 있는 챔버의 형상을 좀더 경사지게 구성하여, 상하푸셔의 하강위치에 플럭스가 모이도록 하고, 이에 따라 상하푸셔의 행정거리를 충분히 길게해서 상하 푸셔의 상면에 직접 플럭스가 얹혀 지도록 한 구성을 보이고 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 챔버 (2) : 상하푸셔
(3) : 전후푸셔 (4) : 동담금
(5) : 덕트 (6) : 공급수단
(51) : 덕트 개방부 (52) : 덕트 입구
(53) : 덕트 경사부

Claims (7)

1. 용접부재 하면에 위치하고, 내부에 플럭스가 충전된 챔버(1)와;
   챔버 내 충전된 플럭스를 덕트 개방부(51)까지 상승시키는 상하푸셔(2)와;
   상하푸셔에 의해 덕트 개방부에 위치한 플럭스를 덕트내부로 공급하는 전후푸셔(3)와;
   전후푸셔로부터 공급받은 플럭스를 순차적으로 동담금(4)에 토출시키는 덕트(5);를 포함하여 작업부재 상면에 위치한 용접토치를 따라 이동하면서 플럭스를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버 내부에 충전된 플럭스를 상하푸셔에 공급하는 공급수단(6)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버(1)는 호퍼처럼 상부가 넓고 하부가 좁은 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 덕트(5)는 상하푸셔(2)에 의해 플럭스가 공급되는 덕트 개방부(51)는 하면이 낮게 그리고 동담금 쪽에 플럭스를 토출하는 덕트 입구(52)쪽은 하면이 높게 덕트 경사부(53)를 형성하고, 이 덕트 경사부(53)는 요철처리하거나 쐐기 모양의 톱니 형태로 처리한 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 공급수단(6)은 스크류 날개 형태의 회전기 형식 교반기인 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 공급수단(6)은 컨베이어 벨트 형식 또는 스크류 피더방식으로 구성한 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치.
   
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 챔버는 경사진 하부 구조가 하강한 상하푸셔의 상면에 위치하게 구성하여 별도의 공급수단없이 플럭스가 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 플럭스 공급 장치.

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