KR20140088956A

KR20140088956A - 용접용 동당금

Info

Publication number: KR20140088956A
Application number: KR1020120158032A
Authority: KR
Inventors: 최우현; 강민식; 이동준; 이상열
Original assignee: 성동조선해양(주)
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2014-07-14

Abstract

본 발명은 용접용 동당금에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 슬래그(slag)의 배출이 원활하게 이루어지도록 함으로써 동당금에 가해졌던 압력이 현저하게 감소되도록 하고, 비드(bead)가 양호한 형상을 가지도록 하며, 언더컷(under cut)과 언더 필(under fill) 등의 결함 발생을 방지하도록 하는 용접용 동당금에 관한 것이다.
본 발명에 따른 용접용 동당금은 냉각순환라인이 마련되는 본체; 상기 본체의 상부에 보호가스를 공급하도록 마련되는 가스포켓; 상기 본체에 비드 성형을 가이드하도록 형성되는 비드홈; 및 상기 비드홈의 양측에 단턱을 이루도록 형성되는 슬래그층성형부를 포함한다.

Description

용접용 동당금{Copper shoe for welding}

본 발명은 용접용 동당금에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 용접 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 구성된 용접용 동당금에 관한 것이다.

일반적으로, 일렉트로 가스 용접(Electro Gas Welding; EGW)은 서로 대향되는 모재의 "V"자 형 용접부를 따라 아래에서 상방으로 진행하면서 이산화탄소(CO₂)를 보호가스로 하여 아크를 발생시키며, 아크열로 모재를 용융시켜서 모재를 서로 접합시키는 용접이다.

이러한 일렉트로 가스 용접시 통상 세워진 상태로 설치된 모재의 전면에 동당금을 설치하고, 모재의 후면에 백킹(backing)재를 설치하며, 동당금에 냉매를 순환 공급함으로써 용접시에 발생되는 용접열을 냉각하여 용융금속이 아래로 흘러내리는 것을 방지하도록 한다.

종래의 용접용 동당금을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 용접용 동당금의 사용 상태를 도시한 측면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 용접용 동당금(10)은 모재(20)의 용접부(21) 전면에 설치되되, 모재(20)를 향하는 측에 비드가 성형되도록 함과 아울러 슬래그(31)의 배출을 위한 비드홈(11)이 형성되고, 용접부(21)에 보호가스 분위기를 형성하기 위하여 보호가스(32)가 공급되는 가스주입관(12)이 마련되며, 용접열의 냉각을 위하여 내측에 냉매가 순환공급되기 위한 냉매관(13)이 마련된다. 한편, 모재(20)의 후면에는 백킹재(40)가 설치됨으로써 용접용 동당금(10)과 함께 용접부(21)를 전후로 둘러싸게 된다.

이와 같이, 용접용 동당금(10)과 백킹재(40) 사이에 모재(20)의 용접부(21)가 위치한 상태에서, 용접토치(50)로부터 발생되는 아크(51)에 의해 용접부(21)로 송급되는 용접와이어(미도시)와 모재(20)를 용융시킴으로써 용접을 수행하게 된다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 용접용 동당금(10)을 사용하여 용접 작업을 수행시, 동당금(10)의 가압력으로 인하여, 개선 경계면에서 용착금속(33)이 슬래그(31)로 이루어진 층에 의해서 채워지지 않고 홈(34)을 형성함으로써 언더컷(under cut)을 발생시키고, 이로 인해 용접 품질을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 언더컷(under cut)은 언더필(under fil1)과 함께 용접 품질 저하의 주요 원인이기도 하다.

또한 종래의 기술에 따른 용접용 동당금(10)은 비드홈(11)을 통한 슬래그의 배출이 원활하지 못하여 아크(51)의 안정성 확보가 어려우며, 슬래그(31)의 혼입 및 용착불량 등의 결함을 발생시키는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 언더컷(under cut)을 방지하여 용접 품질을 향상시키고, 용접 과정에서 슬래그가 원활히 배출되도록 하여 아크의 안정성을 확보하며, 슬래그의 혼입 및 용착불량 등의 결함을 미연에 방지하여 생산성 향상에 기여하도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 용접에 사용되는 동당금에 있어서, 냉각순환라인이 마련되는 본체; 상기 본체의 상부에 보호가스를 공급하도록 마련되는 가스포켓; 상기 본체에 비드 성형을 가이드하도록 형성되는 비드홈; 및 상기 비드홈의 양측에 단턱을 이루도록 형성되는 슬래그층성형부를 포함하는 용접용 동당금이 제공된다.

상기 본체는 상기 냉각순환라인이 냉매의 순환 경로를 제공하고, 내측에 지그재그로 배열될 수 있다.

상기 가스포켓은 보호가스가 공급되는 가스공급관이 내측에 삽입되도록 설치되고, 상기 가스공급관에 다수로 형성되는 가스분사홀을 통해 분사되는 보호가스가 모재의 용접부 측으로 공급되기 위해, 상기 용접부를 향하는 측에 개구가 형성될 수 있다.

상기 비드홈은 상기 본체에 상하로 형성되고, 하부에 하방으로 갈수록 깊이가 증가하는 깊이증가부가 형성될 수 있다.

상기 비드홈은 상기 본체에 상하로 형성되고, 하부에 하방으로 갈수록 폭이 증가하는 폭증가부가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 용접에 사용되는 동당금에 있어서, 본체에 비드 성형을 가이드하기 위한 비드홈이 형성되되, 상기 비드홈의 양측에 슬래그층의 성형을 가이드하는 슬래그층성형부가 단턱을 이루도록 형성되는 용접용 동당금이 제공된다.

상기 비드홈은 상기 본체에 상하로 형성되고, 하부에 하방으로 갈수록 깊이와 폭 중 어느 하나 또는 모두가 증가하도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 슬래그(slag)의 배출이 원활하게 이루어지도록 함으로써 동당금에 가해졌던 압력이 현저하게 감소되도록 하고, 비드(bead)가 양호한 형상을 가지도록 하며, 언더컷(under cut)과 언더 필(under fill) 등의 결함 발생을 방지하도록 하고, 냉각 효율을 높임으로써 비드의 품질을 향상시키도록 한다.

또한 본 발명에 따르면, 슬래그층에 덮혀 형성되었던 아크(arc)가 원활한 슬래그의 배출로 인하여 오픈(open)되면서 안정적으로 발생하게 되고, 이로 인해 육안으로 용융을 용이하게 확인할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 입력 전압의 헌팅(hunting) 현상을 감소시키며, 순간적으로 증가된 아크 포스(arc force)에 의한 용접 와이어 끝단에 대한 모재측 흡입력을 감소시키고, 스패터(spatter) 발생량을 현저하게 감소시키며, 용접 토치의 팁(tip) 손상 방지와 용접 와이어의 송급이 안정적으로 이루어지도록 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 용접용 동당금의 사용 모습을 도시한 측면도.
도 2는 종래의 기술에 따른 용접용 동당금에 대한 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금을 도시한 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금을 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금을 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금을 도시한 저면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금의 사용 모습을 도시한 측면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금의 작용을 설명하기 위한 도면.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금을 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금을 도시한 측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 동당금(100)은 본체(110), 본체(110)에 형성되는 비드홈(130) 및 비드홈(130)의 양측에 형성되는 슬래그층성형부(140)를 포함할 수 있으며, 나아가서 본체(110)의 상부에 형성되는 가스포켓(120)을 더 포함할 수 있다.

본체(110)는 냉각순환라인(111; 도 7에 도시)이 마련되고, 서로 용접되고자 하는 모재의 용접부 전면에 설치되고, 상부에 가스포켓(120)이 마련된다.

가스포켓(120)은 보호가스가 공급되는 가스공급관(121)이 내측에 삽입되도록 설치될 수 있고, 내측에 위치하는 가스공급관(121)에 다수로 형성되는 가스분사홀(122)을 통해 분사되는 보호가스가 모재의 용접부 측으로 공급되기 위해, 용접부를 향하는 측에 개구(123)가 형성될 수 있다. 여기서 보호가스는 일례로 이산화탄소(CO₂)일 수 있다.

비드홈(130)은 본체(110)에 비드(bead) 성형을 가이드하도록 형성되고, 일례로 오목하게 곡률을 이루도록 형성될 수 있으며, 모재의 용접부를 향하는 면에 상하로 연장되도록 형성될 수 있다.

비드홈(130)은 슬래그(slag)의 배출이 원활하게 이루어지기 위하여, 하부에 하방으로 갈수록 깊이와 폭 중 어느 하나 또는 모두가 증가하도록 형성될 수 있는데, 이를 위해 비드홈(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 하부에 하방으로 갈수록 깊이가 증가하는 깊이증가부(131)가 형성될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부에 하방으로 갈수록 폭이 증가하는 폭증가부(132)가 형성될 수 있으며, 이로 인해 하부가 챔퍼(chamfer) 구조를 가질 수 있다.

비드홈(130)은 언더필(under fill)의 결함을 방지할 정도의 폭을 가지도록 형성되어 모재의 용접부에 용착 금속이 충분히 채워질 수 있도록 한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 슬래그층성형부(140)는 비드홈(130)의 양측, 즉 비드홈(130)이 본체(110)의 경계를 이루는 양쪽 가장자리에 단턱을 이루도록 형성되고, 용접 과정에서 발생되는 슬래그층의 성형을 가이드하도록 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본체(110)는 냉각순환라인(111)이 냉각수와 같은 냉매의 순환 경로를 제공하도록 설치되되, 내측에 지그재그로 배열됨으로써 냉각순환라인(111)의 체적을 증가시키도록 하고, 이로 인해 냉각 효율을 높임으로써 비드의 품질을 향상시키도록 한다. 또한 냉각순환라인(111)은 외부로부터 냉각수와 같은 냉매의 순환 공급을 위하여, 냉각수공급관(112)과 냉각수배출관(113)이 양단에 연결된다.

이와 같은 본 발명에 따른 용접용 동당금의 작용을 설명하기로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 일렉트로 가스 용접(Electro Gas Welding; EGW)을 위하여, 서로 용접하고자 하는 모재(200)의 용접부(210) 전면에 용접용 동당금(100)을 설치한다. 이때, 용접부(210)의 후면에는 백킹재(400)가 설치된다. 따라서 용접용 동당금(100)과 백킹재(400)가 용접부(210)를 전후로 둘러싸게 된다. 그런 다음 모재(200)의 용접부(210)를 따라 아래에서 상방으로 진행하면서 가스포켓(120)으로부터 공급되는 이산화탄소를 보호가스(320)로 하여 용접토치(500)로부터 발생되는 아크(510)에 의해 용접부(210)로 송급되는 용접 와이어와 모재(200)를 용융시킴으로써 모재(200)를 서로 접합시키도록 한다.

용접용 동당금(100)의 가압 상태에서 용접 끝부분의 경계면에 해당하는 슬래그층의 성형구간인 슬래그층성형부(140)가 단턱을 가지도록 형성됨으로써, 도 9에 도시된 바와 같이, 슬래그층(350)의 양측(351)이 슬래그층성형부(140)에 상응한 형상을 형성하고, 이로 인해 슬래그층(350)이 분리된 비드(bead; 360)에 홈 등을 형성하지 않도록 함으로써 언더컷(under cut)의 결함을 방지하도록 한다.

용접시, 비드홈(130)의 깊이증가부(131) 및 폭증가부(132)에 의해 슬래그(310)의 배출이 원활하게 이루어지도록 함으로써 용접용 동당금(100)에 가해졌던 압력이 현저하게 감소되도록 하고, 비드가 양호한 형상을 가지도록 하며, 이로 인해 언더컷(under cut)과 언더 필(under fill) 등의 결함 발생을 억제하도록 한다.

또한 슬래그(310)로 이루어진 층에 덮혀 형성되었던 아크(510)가 원활한 슬래그(310)의 배출로 인하여 오픈(open)되면서 안정적으로 발생하게 되고, 이로 인해 육안으로 용융을 용이하게 확인할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 입력 전압의 헌팅(hunting) 현상을 감소시키며, 순간적으로 증가된 아크 포스(arc force)에 의한 용접 와이어 끝단에 대한 모재(200)측 흡입력을 감소시킨다. 이러한 아크(510)의 안정적 발생에 의하여, 스패터(spatter) 발생량을 현저하게 감소시키며, 용접 토치(500)의 팁(tip) 손상 방지와 용접 와이어의 송급이 안정적으로 이루어지도록 한다.

용접시 발생되는 열은 본체(110)에 마련된 냉각순환라인(111)에 순환 공급되는 냉매에 의해 냉각되되, 냉각순환라인(111)이 본체(110) 내에 지그재그로 배열되도록 설치됨으로써 냉각순환라인(111)의 체적 증가로 인해 냉각 효율을 높임으로써 비드의 품질을 향상시키도록 한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

110 : 본체 111 : 냉각순환라인
112 : 냉각수공급관 113 : 냉각수배출관
120 : 가스포켓 121 : 가스공급관
122 : 가스분사홀 123 : 개구
130 : 비드홈 131 : 깊이증가부
132 : 폭증가부 140 : 슬래그층성형부
200 : 모재 210 : 용접부
310 : 슬래그 320 : 보호가스
350 : 슬래그층 360 : 비드
400 : 백킹재 500 : 용접 토치
510 : 아크

Claims

용접에 사용되는 동당금에 있어서,
냉각순환라인이 마련되는 본체;
상기 본체의 상부에 보호가스를 공급하도록 마련되는 가스포켓;
상기 본체에 비드 성형을 가이드하도록 형성되는 비드홈; 및
상기 비드홈의 양측에 단턱을 이루도록 형성되는 슬래그층성형부를 포함하는 용접용 동당금.
청구항 1에 있어서, 상기 본체는,
상기 냉각순환라인이 냉매의 순환 경로를 제공하고, 내측에 지그재그로 배열되는 용접용 동당금.
청구항 1에 있어서, 상기 가스포켓은,
보호가스가 공급되는 가스공급관이 내측에 삽입되도록 설치되고, 상기 가스공급관에 다수로 형성되는 가스분사홀을 통해 분사되는 보호가스가 모재의 용접부 측으로 공급되기 위해, 상기 용접부를 향하는 측에 개구가 형성되는 용접용 동당금.
청구항 1에 있어서, 상기 비드홈은,
상기 본체에 상하로 형성되고, 하부에 하방으로 갈수록 깊이가 증가하는 깊이증가부가 형성되는 용접용 동당금.
청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 비드홈은,
상기 본체에 상하로 형성되고, 하부에 하방으로 갈수록 폭이 증가하는 폭증가부가 형성되는 용접용 동당금.
용접에 사용되는 동당금에 있어서,
본체에 비드 성형을 가이드하기 위한 비드홈이 형성되되, 상기 비드홈의 양측에 슬래그층의 성형을 가이드하는 슬래그층성형부가 단턱을 이루도록 형성되는 용접용 동당금.
청구항 6에 있어서, 상기 비드홈은,
상기 본체에 상하로 형성되고, 하부에 하방으로 갈수록 깊이와 폭 중 어느 하나 또는 모두가 증가하도록 형성되는 용접용 동당금.