KR20140089640A - Electric pressure welding apparatus and method, and system using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 압접 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대향하고 있는 금속재료의 단면에 전류, 전압을 가 후 재료 단면의 접촉, 이격을 반복함에 의해 단면을 용융시킨 후 금속재료를 압접하는 전기 압접 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrical insulation displacement device and method, and a system using the same. More particularly, the present invention relates to an electric insulation displacement insulation displacement sensor An electric pressure welding apparatus and method for pressing a metal material, and a system using the same.
접합하는 위치에 국부적으로 열을 가해 재료의 일부를 일단 용융상태로 만들어 서로 섞은 다음 냉각시켜서 굳히는 금속재료의 접합 방법을 용접(welding)이라 한다. 볼트로 조이는 기계적인 접합에 비하면 접합부분의 강도가 높고 밀폐성이 좋은 것이 특징이며, 부재(部材) 자체의 접합부를 국부 가열하여 녹여서 접합하는 융접(fusion welding)과, 접합부에 녹는점이 낮은 다른 금속을 놓고 이것을 녹여서 합금화시켜 붙이는 납땜(brazing, soldering)으로 대별된다. 이 밖에 접합하고자 하는 부재를 맞대고 가압하여 알맞게 가열해서 붙이는 압점(pressure welding)도 있다.Welding is a method of joining a metal material by locally applying heat to the joining position to make a part of the material once molten, mixing and then cooling and solidifying. Bolt tightening is characterized by high strength of joints and high airtightness compared to mechanical joints. It is characterized by fusion welding which locally fuses the joints of the member itself and fusion welding of the joints with other metals having low melting points And soldering (brazing, soldering) by melting it and alloying it. There is also a pressure welding which presses and presses properly the member to be joined.
기존의 대부분의 접합의 경우에는 아크용접(Arc Welding)을 사용하였으며 아크용접의 종류에는 SMAW(Shielded Metal Arc Welding), GTAW(Gas Tungsten Arc Welding), SAW(Submerged Arc Welding), GMAW(Gas Metal Arc Welding), FCAW(Flux cored Arc welding), PAW(Plasma Arc Welding) 등이 있다. 그리고, 철근 D19이상의 경우에는 가스압접이음을 사용하는데 시공법에 따라 반자동, 자동, 수동압접 등의 3가지로 나눌 수 있다.Arc Welding was used for most of the existing joints. Types of arc welding include Shielded Metal Arc Welding (SMAW), Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), Submerged Arc Welding (SAW), Gas Metal Arc Welding, Flux Cored Arc Welding (FCAW), and Plasma Arc Welding (PAW). In the case of reinforcing bars D19 or more, gas pressure joints are used, and they can be divided into three types according to the construction method: semiautomatic, automatic, and manual pressure welding.
그러나, 재료의 단면이 대단면일 경우에 종래의 용접 방법에 의해 작업 시 1개소 용접 당 1~2 시간 내외의 시간이 소요되어 작업자 1인당 1일 기준 10~12개소 정도 밖에 용접 작업을 할 수 없는 한계가 존재한다. 그리하여, 공기 및 원가 측면에서 불리하다. 또한, 아크용접의 경우, 용접금속을 용융시켜 접합하는 기술로써 1500℃이상의 온도가 요구되고, 개선각 등의 선 시행 작업요소가 필요하다. 그리고, 기존 용접 작업의 경우, 접합 시 이산화탄소가 발생하므로 친환경적이지 않은 문제가 있고, 용접면 온도분포의 불균일, 접합면 품질의 신뢰성이 불확실한 문제 등이 있다. 이외에 대구경 강관, 철근 및 대단면 H형강 등에 적용 가능한 압접법도 현재 개발되어 있지 않다.However, when the cross section of the material is large, it takes about 1 ~ 2 hours per welding at one place during the operation by the conventional welding method, so that only about 10 ~ 12 places can be welded per one worker There is a limit. Thus, it is disadvantageous in terms of air and cost. In addition, in the case of arc welding, a technique of melting and bonding welding metal requires a temperature of 1500 ° C or higher, and a preliminary working element such as an angle of improvement is required. In addition, in the case of existing welding work, carbon dioxide is generated at the time of bonding, which is not environmentally friendly, and there are problems such as unevenness of welding surface temperature distribution and reliability of bonding surface quality. In addition, a pressure welding method applicable to large-diameter steel pipes, reinforcing bars, and large-section H-beams has not been developed at present.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접합할 금속재료를 고정시킨 후 접합할 면을 가볍게 접촉시키면서 큰 전류를 통해 접촉면에 열을 일으키고, 그 열로 재료를 가열하면서 접합면이 활성화 상태가 될 때 순간적으로 큰 압력을 주어 압접하는 전기 압접 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, in which, after a metal material to be bonded is fixed, heat is generated on a contact surface through a large current while lightly contacting a surface to be bonded, And an electric pressure welding apparatus and method in which a large pressure is momentarily applied to press them, and a system using the same.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 재료단면에 전압을 가한 후 재료 단면의 접촉, 이격을 반복함에 의해 단면에 열을 발생시켜 낮은 온도에서 대단면 H형강 또는 대구경 강관, 철근을 압접하는 전기 압접 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템을 제공하는 것이다.Further, a problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a large-sized H-shaped steel pipe or a large-diameter steel pipe at a low temperature by generating heat in a cross section by repeatedly contacting and separating the cross- A pressure welding apparatus and method, and a system using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치는, 접합하고자 하는 금속재료를 클램핑하는 클램프; 상기 금속재료의 접합에 필요한 전류를 공급하는 용접트랜스; 및 상기 금속재료의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시키는 업셋실린더를 포함하며, 상기 업셋실린더는 상기 금속재료의 접합면이 용용되는 경우에 상기 금속재료를 전진시켜 상기 접합면에 압력을 가하여 상기 금속재료를 접합시킨다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrical insulation displacement device comprising: a clamp for clamping a metal material to be bonded; A welding transformer for supplying a current necessary for joining the metal material; And an upsetting cylinder for repeatedly contacting and separating the bonding surface of the metallic material, wherein the upsetting cylinder advances the metallic material when the bonding surface of the metallic material is used to apply pressure to the bonding surface, The material is bonded.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 방법은, 접합하고자 하는 금속재료를 클램핑하는 단계; 상기 금속재료를 접합하고자 하는 접합면에 전류를 공급하는 단계; 상기 금속재료의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시켜 상기 접합면을 용융시키는 단계; 및 상기 금속재료의 접합면이 용용되는 경우, 상기 금속재료를 전진시켜 상기 접합면에 압력을 가하여 상기 금속재료를 접합하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrical pressure welding method comprising: clamping a metal material to be bonded; Supplying a current to a bonding surface to which the metal material is to be bonded; Repeatedly contacting and separating the bonding surfaces of the metal material to melt the bonding surfaces; And joining the metal material by applying pressure to the joining surface by advancing the metal material when the joining surface of the metal material is used.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 시스템은, 전원을 공급하는 전원 공급 장치; 대향하는 금속재료의 외면을 감싸 클램핑하며, 상기 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 용접에 필요한 전류를 상기 금속재료의 접합면에 공급하고, 상기 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시켜 용융시킨 후에 상기 금속재료의 접합면을 가압하여 상기 금속재료를 용접하는 전기 압접 장치; 및 상기 전원 공급 장치 및 전기 압접 장치를 제어하여 용접 전류, 통전 시간 및 가압력을 제어하는 제어 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrical insulation displacement system comprising: a power supply for supplying power; Wherein the metal material is clamped by clamping the outer surface of the opposing metal material and supplied with electric power from the power supply device to supply a current required for welding to the bonding surface of the metal material and repeatedly contacting and separating the bonding surface, An electrical insulation displacement device for pressing the joint surface of the material to weld the metal material; And a control device for controlling the welding current, the energization time, and the pressing force by controlling the power supply device and the electric pressure welding device.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 급속 전기 압접 자동화 기술의 경우 용접금속을 용융시켜 접합하는 기술이 아닌 동일한 재료 단면에 전류, 전압을 가해 이때 발생되는 열과 압력을 이용하여 접합하는 기술이기 때문에 낮은 온도에서도 접합이 가능해 접합면의 품질 성능 향상이 가능하다. According to the present invention, in the case of a rapid electric welding automation technique, welding is performed by applying heat and pressure generated by applying current and voltage to the same material cross section instead of welding the welding metal, It is possible to improve the quality performance of the joint surface.
또한, 접합공정의 자동화로 인한 접합면 품질의 신뢰성 및 사용성을 향상 시키며 아크용접 시 선행되어야하는 개선각 작업이 불필요하게 되므로 공기 및 원가를 절감 시킬 수 있고, 기존 ARC용접의 경우에는 용접공의 숙련도에 따라 용접 품질의 영향을 많이 받지만 자동화 공정 및 사용의 편리성을 도모할 수 있다. In addition, it is possible to improve the reliability and usability of the joint surface quality by automating the joining process, and it is possible to reduce the air and the cost because the improvement work to be performed before the arc welding is unnecessary, and in the case of the existing ARC welding, Accordingly, although the welding quality is greatly affected, the automation process and the convenience of use can be achieved.
그리고, 접합 시 이산화탄소 배출이 되지 않기 때문에 친환경적인 기술이며 용접 대상을 고정시켜 접합 시 발생할 수 있는 변형을 최소화 할 수 있다.And since it does not emit carbon dioxide during bonding, it is an environmentally friendly technology, and it is possible to minimize the deformation that may occur during bonding by fixing the object to be welded.
또한, 급속 전기 압접 자동화 기술은 최초 기술로서, 국내현장에 곧바로 적용이 가능하므로 기술적 자립을 이룰 수 있고, 공정의 효율 및 생산 효율을 높일 수 있어 압접 기술에서의 선진국으로 발돋움 할 수 있다.In addition, since the rapid electric welding automation technology is the first technology, it can be applied directly to the domestic field so that it can achieve technological independence and increase the efficiency and production efficiency of the process, and it can become a developed country in pressure welding technology.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 정면 단면도이다.
도 2a는 대구경 강관에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 측면 단면도이다.
도 2b는 대단면 H형강에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 측면 단면도이다.
도 2c는 도 2b의 상세 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 사용 상태를 도시한 정면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 시스템의 구성도이다.1 is a front sectional view of an electrical insulation displacement device according to an embodiment of the present invention.
2A is a side sectional view of an electrical insulation displacement device according to an embodiment of the present invention applied to a large diameter steel pipe.
2B is a side cross-sectional view of an electrical insulation displacement device according to an embodiment of the present invention applied to a large-section H-shaped steel.
2C is a detailed sectional view of FIG. 2B.
FIGS. 3A to 3C are front sectional views showing the state of use of the electrical insulation displacement device according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of an electric-pressure welding method according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of an electric voltage-welding system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the technical spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms "comprises" and / or "made of" means that a component, step, operation, and / or element may be embodied in one or more other components, steps, operations, and / And does not exclude the presence or addition thereof.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 정면 단면도이며, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 측면 단면도이고, 도 2b는 대단면 H형강에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 측면 단면도이고, 도 2c는 도 2b의 상세 단면도이다..FIG. 1 is a front cross-sectional view of an electrical insulation displacement device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2a is a side sectional view of an electrical insulation displacement device according to an embodiment of the present invention, Sectional view of the electrical insulation displacement device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2C is a detailed sectional view of FIG. 2B.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치(100)는, 클램프(110), 용접트랜스(120), 업셋실린더(130), 후크(150)를 포함할 수 있다.The electrical
클램프(110)는 접합하고자 하는 금속재료(5)를 클램핑한다. 일반적으로, 클램프(110)에 의해 클램핑되는 금속재료(5)는 대구경 강관이나, 대단면 H형강이 될 것이나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 먼저, 도 1 및 도 2a를 참조하여 설명하도록 한다.The
클램프(110)는 대구경 강관이나 대단면 H형강 등 단면이 매우 큰 금속재료(5)를 클램핑하기 위해, 짧은 원기둥 형상을 가지는 것이 바람직하나, 이에만 한정되지 않고 다른 형상을 가질 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.The
클램프(110)는 금속재료(5)의 외부에 위치한 반원 형상으로 이루어진 두 부분이 결합하여 금속재료(5)를 클램핑하게 된다. 그리고, 클램프(110)를 지지하기 위해 클램프(110)에 후크(150)가 연결된다. 바람직하게는, 클램프(110)를 이루는 두 부분에 각각 적어도 하나 이상의 후크(150)가 연결될 수 있다.The
또한, 클램프(110)는 금속재료(5)의 미끄럼을 방지하는 클램프슈(미도시)를 더 포함할 수 있다. 클램프슈는 금속재료(5)가 접촉되는 클램프(110)의 내면에 위치하게 된다. 또한, 클램프슈는 클램프(110)의 내면에서 용접트랜스(120)를 제외한 부분에 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 클램프(110)에 용접트랜스(120)가 복수개 일정한 간격으로 위치하는 경우, 클램프슈는 클램프(110)의 내면에서 일정한 간격으로 배치될 수 있다.Further, the
그리고, 용접 작업은 같거나 다른 두 금속재료(5)를 접합시키는 것이므로, 2개의 클램프(110)가 사용되는 것이 일반적이나, 2개 이상의 클램프(110)가 동시에 이용되도록 설계 가능함은 당연하다 할 것이다.It should be appreciated that the welding operation is to bond two
용접트랜스(120)는 금속재료(5)의 접합에 필요한 전류 및/또는 전압을 공급한다. 이를 위해, 용접트랜스(120)는 클램프(110)의 외면에서 내면으로 관통하여 설치될 수 있다. 즉, 클램프(110)의 바깥쪽에 위치하는 용접트랜스(120)의 일단에 전원을 공급하는 장치가 연결되고, 클램프(110)의 바깥쪽에 위치하는 용접트랜스(120)의 타단에 금속재료(5)의 외면 부분이 접촉된다.The
용접트랜스(120)에 의해 금속재료(5)의 단면에 전류전압을 가하여 그 접촉면에 열을 전달하게 된다. 이때, 접촉면에 불꽃이 발생할 수 있고, 이 열로 금속재료(5)를 가열하면서 업셋실린더(130)에 의해 용접면의 접촉 및 이격을 반복한다.A current voltage is applied to the end surface of the
업셋실린더(130)는 금속재료(5)의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시키는 역할을 수행한다. 업셋실린더(130)는 두 클램프(110) 사이에 위치하여 구동되어 클램프(110)에 클램핑된 금속재료(5)를 왕복 이동시킨다. 즉, 업셋실린더(130)는 일단과 타단이 각각 두 클램프(110)에 연결되어 업셋실린더(130)의 구동에 의해 클램프(110) 간 간격이 줄어들었다 늘어났다 한다. 업셋실린더(130)에 의해 금속재료(5)가 왕복 이동됨에 따라, 클램프(110)에 클램핑된 금속재료(5)가 대향하고 있는 다른 재료와 접촉 및 이격된다. 그리고, 업셋실린더(130)의 왕복 운동에 따라 금속재료(5)의 접촉 및 이격도 반복적으로 일어나게 된다. 그리하여, 대향하고 있는 금속재료(5)의 단면에 전류전압을 가한 후 단면의 접촉, 이격을 반복함으로써 재료단면의 용융을 가속화시킬 수 있다.The upsetting
구체적으로, 업셋실린더(130)는 금속재료(5)의 접합면이 용용되는 경우에 상기 금속재료(5)를 빠르게 전진시켜 금속재료(5)의 접합면에 압력을 가하여 상기 금속재료(5)를 다른 재료와 접합시킨다. 이때, 다른 용접금속을 이용하는 것이 아니라, 금속재료(5)의 단면에 전류, 전압을 가해 발생되는 열과 압력을 이용하여 접합하는 기술이기 때문에 낮은 온도에서도 접합이 가능해 접합면의 품질 성능 향상이 가능하다. 또한, 접합 시 이산화탄소 배출이 되지 않기 때문에 친환경적인 기술이며, 금속재료(5)를 클램프(110) 및/또는 클램프슈에 의해 고정시킬 수 있어 접합 시 발생할 수 있는 변형을 최소화 할 수 있다.Specifically, the upsetting
후크(150)는 클램프(110)와 연결되어 클램(110)를 지지하는 역할을 한다. 후크(150)가 클램프(110)를 지지하여 클램프(110)가 업셋실린더(130)에 의해 왕복 운동 시 직선 이동이 일어나도록 지지한다.The
다음으로, 도 2b 및 도 2c를 참조하여 설명하도록 한다.Next, a description will be made with reference to Figs. 2B and 2C.
대단면 H형강의 경우에는, 단면 형상이 원형이 아닌 H 형상을 가지고 있다. 이에, 금속 재료(5)가 대단면 H형강인 경우, 금속 재료(5)의 양측 단면에 고정 지그(540)가 연결되어 상기 대단면 H형강을 고정한다. 그리고, 전원 공급 장치(200)에 의해 금속재료(5)의 단면에 전류전압을 공급하여 그 접촉면에 열을 전달하게 된다. 이 열로 금속재료(5)를 가열하면서 업셋실린더(530)에 의해 용접면의 접촉 및 이격을 반복한다.In the case of a large-section H-shaped steel, the cross-sectional shape has an H-shape instead of a circular shape. Thus, when the
특히, 용접트랜스(520)에 의해 금속재료(5)의 단면에 전류전압을 가하여 그 접촉면에 열을 전달하게 된다. 클램프(510)는 금속재료(5)의 외부에 위치하여 적어도 두 개가 결합하여 금속재료(5)를 클램핑하게 된다. 그리고, 클램프(510)를 지지하기 위해 클램프(510)에 후크(550)가 연결된다. 그리고, 용접 작업은 같거나 다른 두 금속재료(5)를 접합시키는 것이므로, 2개의 클램프(510)가 사용되는 것이 일반적이나, 2개 이상의 클램프(510)가 동시에 이용되도록 설계 가능함은 당연하다 할 것이다.Particularly, a current voltage is applied to the end surface of the
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 장치의 사용 상태를 도시한 정면 단면도이다.FIGS. 3A to 3C are front sectional views showing the use state of the electrical insulation displacement device according to an embodiment of the present invention.
도 3a에서, 클램프(110)에 의해 클램핑된 금속재료(5)가 서로 대향한 상태에서 업셋실린더(130)의 구동에 의해 서로 거리가 가까워진다. 그리고, 용접트랜스(120)에 의해 클램핑된 금속재료(5)에 전류가 가해져 금속재료(5)가 열에 의해 녹는다.3A, the distance between the
도 3b에서, 마주 본 금속재료(5) 간 간격이 서로 가까워짐에 따라 업셋실린더(130)의 구동속도를 줄여 클램프(110)를 미속 전진시킨다. 그리고, 업셋실린더(130)를 왕복 이동시켜 클램프(110) 간 간격을 줄였다 늘였다 한다. 이에 따라, 클램프(110)에 클램핑된 두 금속재료(5)가 접촉 및 이격을 반복한다. 용접트랜스(120)에 의해 금속재료(5)의 단면에 열이 가해지고, 업셋실린더(130)에 의해 대향한 두 금속재료(5)가 접촉을 반복함에 따라 금속재료(5)의 대향한 두 단면이 활성화 상태가 된다. 즉, 금속재료(5)의 접촉될 단면 부분이 금속 증기와 용융 금속으로 덮힌 상태가 된다. In FIG. 3B, as the spacing between the opposing
도 3c에서, 금속재료(5)의 접촉될 단면 부분이 금속 증기와 용융 금속으로 덮힌 활성화 상태일 때, 업셋실린더(130)에 의해 클램프(110)를 급속으로 전진시켜 접촉시킨다. 이러한 경우, 금속재료(5)의 대향한 두 단면이 빠른 속도로 접촉되어 금속재료(5)의 접촉면에 순간적으로 매우 큰 압력이 가해진다. 3C, the
이를 통해, 금속재료(5)의 접촉면에 가해지는 열과 압력을 이용하여 두 금속재료(5)의 접합이 가능하다. 순간적인 큰 압력을 가할 수 있기 때문에, 일반적인 아크용접에 필요한 온도인 1500~3000℃보다 낮은 500~900℃에서 접합이 가능해 접합면의 품질이 향상되고, 개선각 등의 선행 작업을 생략할 수 있다.Through this, it is possible to join the two
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of an electric-pressure welding method according to an embodiment of the present invention.
접합하고자 하는 금속재료를 클램핑한 후(S410), 상기 금속재료를 접합하고자 하는 접합면에 전류를 공급하고(S420), 상기 금속재료의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시켜 상기 접합면을 용융시키고(S430), 상기 금속재료의 접합면이 용용되는 경우, 상기 금속재료를 전진시켜 상기 접합면에 순간저긍로 큰 압력을 가하여 상기 금속재료를 접합한다(S440).After the metallic material to be bonded is clamped (S410), a current is supplied to the bonding surface to which the metallic material is to be bonded (S420), and the bonding surface of the metallic material is repeatedly contacted and spaced to melt the bonding surface (S430). When the bonding surface of the metal material is melted, the metal material is advanced to apply a large pressure to the bonding surface instantaneously to bond the metal material (S440).
S430 단계에서, 접합면의 용융은 접합면을 접촉시켜 전류에 의해 상기 접합면에 가해지는 열로 상기 접합면을 가열하여 이루어진다. 그리고, 금속재료의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시키는 것에 의해 금속재료 단면의 용융을 가속화시킨다.In step S430, melting of the bonding surface is performed by heating the bonding surface with the heat applied to the bonding surface by electric current in contact with the bonding surface. By repeatedly contacting and separating the bonding surface of the metal material, the melting of the cross section of the metal material is accelerated.
S440 단계에서, 접합면을 접합은 금속재료의 접합면이 금속증기와 용융금속으로 덮힌 경우, 상기 금속재료를 빠른 속도로 전진시켜 상기 금속재료를 접합시킨다.In the step S440, when the joint surface of the metal material is covered with the metal vapor and the molten metal, the metal material is advanced at a high speed to bond the metal material.
이를 통해, 기존 아크용접의 경우에는 용접공의 숙련도에 따라 용접 품질의 영향을 많이 받지만 자동화 공정을 실현하여 사용의 편리성을 도모할 수 있다. 전기 압접 방법을 수행하기 위한 구체적인 구성은 전술한 전기 압접 장치(100)와 동일하므로 생략하도록 한다.Thus, in the case of conventional arc welding, the welding quality is greatly influenced by the skill of the welder, but the automation process can be realized and the ease of use can be achieved. A specific structure for performing the electric-pressure welding method is the same as that of the electric pressure-welding
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 시스템의 구성도이다.5 is a configuration diagram of an electric voltage-welding system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 압접 시스템(10)은 전원 공급 장치(200), 전기 압접 장치(100) 및 제어 장치(300)를 포함한다.An electric
전원 공급 장치(200)는 전기 압접 장치(100)에 전원을 공급한다. 즉, 전원 공급 장치(200)에 의해 전기 압접 장치(100)의 용접트랜스(120)에 전류전압이 가해진다.The
전기 압접 장치(100)는 대향하는 금속재료(5)의 외면을 감싸 클램핑하며, 전원 공급 장치(200)로부터 전원을 공급받아 용접에 필요한 전류를 상기 금속재료(5)의 접합면에 공급하고, 상기 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시켜 용융시킨 후에 상기 금속재료(5)의 접합면을 가압하여 상기 금속재료(5)를 용접하는 장치이다.The electric
이를 위해, 전기 압접 장치(100)는 금속재료(5)를 클램핑하는 클램프(110), 금속재료(5)의 접합에 필요한 전류를 공급하는 용접트랜스(120) 및 금속재료(5)의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시키는 업셋실린더(130)를 포함할 수 있다. 여기에서, 업셋실린더(130)는 금속재료(5)의 접합면이 용용되는 경우에 대향하는 금속재료(5)를 서로 밀착시켜 금속재료(5)의 접합면을 가압시킨다.To this end, the electric
즉, 전기 압접 시스템(10)을 통해, 클램프(110)를 이용하여 접합할 대상을 고정시킨 후 접합할 면을 가볍게 접촉시키면서 큰 전류를 통해 접촉면에 열을 일으키고, 그 열로 재료를 가열하면서 접합대상의 접합면이 활성화 상태가 될 때 순간적으로 큰 압력을 주어 접합대상을 압접하는 자동화 공정을 실현한다. 여기에서, 전기 압접 장치(100)의 구성요소인 클램프(110), 용접트랜스(120) 및 업셋실린더(130) 동작은 전술한 바와 같으므로 생략하도록 한다.That is, after the object to be bonded is fixed by using the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100: 데이터베이스
110: 클램프
120: 용접트랜스
130: 업셋실린더
200: 전원 공급 장치
300: 제어 장치100: Database
110: Clamp
120: welding transformer
130: Upset cylinder
200: Power supply
300: Control device
Claims (11)
상기 금속재료의 접합에 필요한 전류를 공급하는 용접트랜스; 및
상기 금속재료의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시키는 업셋실린더를 포함하며,
상기 업셋실린더는 상기 금속재료의 접합면이 용용되는 경우에 상기 금속재료를 전진시켜 상기 접합면에 압력을 가하여 상기 금속재료를 접합시키는, 전기 압접 장치.A clamp for clamping a metal material to be joined;
A welding transformer for supplying a current necessary for joining the metal material; And
And an upsetting cylinder for repeatedly contacting and separating the bonding surface of the metal material,
Wherein the upsetting cylinder advances the metal material when the joint surface of the metal material is used to apply pressure to the joint surface to join the metal material.
상기 클램프는 금속재료를 클램핑하기 위해 반원 형상으로 이루어진 두 부분이 결합하여 형성되는, 전기 압접 장치.The method according to claim 1,
Wherein the clamp is formed by combining two parts of a semicircular shape for clamping a metal material.
상기 클램프가 연결되는 후크를 더 포함하는, 전기 압접 장치.The method according to claim 1,
And a hook to which the clamp is connected.
상기 클램프는, 클램핑되는 금속재료의 미끄럼을 방지하는 클램프슈를 포함하는, 전기 압접 장치.The method according to claim 1,
Wherein the clamp includes a clamp shoe for preventing sliding of the metal material to be clamped.
상기 클램프슈는, 상기 클램프의 내면에 배치되는, 전기 압접 장치.5. The method of claim 4,
And the clamp shoe is disposed on the inner surface of the clamp.
상기 금속재료를 접합하고자 하는 접합면에 전류를 공급하는 단계;
상기 금속재료의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시켜 상기 접합면을 용융시키는 단계; 및
상기 금속재료의 접합면이 용용되는 경우, 상기 금속재료를 전진시켜 상기 접합면에 압력을 가하여 상기 금속재료를 접합하는 단계를 포함하는, 전기 압접 방법.Clamping the metal material to be joined;
Supplying a current to a bonding surface to which the metal material is to be bonded;
Repeatedly contacting and separating the bonding surfaces of the metal material to melt the bonding surfaces; And
And joining the metal material by applying pressure to the bonding surface by advancing the metal material when the bonding surface of the metal material is used.
상기 접합면을 용융시키는 단계는, 상기 접합면을 접촉시켜 전류에 의해 상기 접합면에 가해지는 열로 상기 접합면을 가열하는 단계를 더 포함하는, 전기 압접 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of melting the bonding surface further comprises a step of heating the bonding surface with heat applied to the bonding surface by electric current in contact with the bonding surface.
상기 접합면을 접합하는 단계는, 상기 접합면이 금속증기와 용융금속으로 덮힌 경우, 상기 금속재료를 전진시켜 상기 금속재료를 접합하는 단계를 더 포함하는, 전기 압접 방법.The method according to claim 6,
The step of joining the joining surfaces further comprises joining the metal material by advancing the metal material when the joining surfaces are covered with the metal vapor and the molten metal.
대향하는 금속재료의 외면을 감싸 클램핑하며, 상기 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 용접에 필요한 전류를 상기 금속재료의 접합면에 공급하고, 상기 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시켜 용융시킨 후에 상기 금속재료의 접합면을 가압하여 상기 금속재료를 용접하는 전기 압접 장치; 및
상기 전원 공급 장치 및 전기 압접 장치를 제어하여 용접 전류, 통전 시간 및 가압력을 제어하는 제어 장치를 포함하는, 전기 압접 시스템.A power supply for supplying power;
Wherein the metal material is clamped by clamping the outer surface of the opposing metal material and supplied with electric power from the power supply device to supply a current required for welding to the bonding surface of the metal material and repeatedly contacting and separating the bonding surface, An electrical insulation displacement device for pressing the joint surface of the material to weld the metal material; And
And a controller for controlling the power supply device and the electric pressure welding device to control the welding current, the energization time, and the pressing force.
상기 전기 압접 장치는,
상기 금속재료를 클램핑하는 클램프;
상기 금속재료의 접합에 필요한 전류를 공급하는 용접트랜스; 및
상기 금속재료의 접합면을 반복적으로 접촉 및 이격시키는 업셋실린더를 포함하는, 전기 압접 시스템.10. The method of claim 9,
The electric pressure-
A clamp for clamping the metal material;
A welding transformer for supplying a current necessary for joining the metal material; And
And an upsetting cylinder which repeatedly contacts and separates the bonding surface of the metal material.
상기 업셋실린더는, 상기 금속재료의 접합면이 용용되는 경우에 상기 대향하는 금속재료를 서로 밀착시켜 상기 접합면을 가압시키는, 전기 압접 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the upsetting cylinder presses the joining surface by bringing the opposing metal material into close contact with each other when the joining face of the metal material is used.
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