KR20140122065A - 반자동 tig 용접 와이어 송급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용접 산업 현장에서 특히 비금속재료에 많이 사용 되는 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치에 관한 것으로서, 용접구조물 제작을 위한 용접작업에 필요한 용접기의 구성 장치 기구로는 전원장치, 제어장치, 보호가스 공급 장치, 냉각수순환장치, 토치 등이 있으며, 이중 제어장치 중에서 와이어 투입방법에 있어 왼손으로 투입하는 것을 자동 송급 조절할 수 있는 전류보륨을 와이어 송급 위치에서 직접 보륨을 왼손으로 조작하고 오른손은 토치를 움직여 연속용접이 가능하도록 하는 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 고안은 반자동 TIG 용접에서 와이어 가이드 송급장치의 구성체인 와이어 가이드(4)별도로 분리될 수 있도록 하고, 제어단자를 통하여 출력된 전류를 전달 받아 용접와이어의 속도를 결정하는 송급속도보륨(9)이 와이어가이드(4) 끝단에에 장착되고 송급속도보륨(7)으로 속도을 조절함으로써 용접기의 출력전압을 조정하게 되고, 와이어가이드(4)내부에 와이어가 나오도록 구성함으로써 토치스위치(14)의 조작에 의해 송급 모터 구동 및 불활성가스가 공급되고 TIG토치(2)의 전극봉에 고주파전류를 공급하고 이에 설정된 용전전원에 따라 아크가 발생되어 작업자가 원하는 연속용접이 이루어지도록 하는 특징으로 한다.

Description

반자동 TIG 용접 와이어 송급장치{Semi-automatic TIG welding wire feeder}

본 고안은 용접 산업 현장에서 특히 비금속재료에 많이 사용 되는 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치에 관한 것으로서, 용접구조물 제작을 위한 용접작업에 필요한 용접기의 구성 장치 기구로는 전원장치, 제어장치, 보호가스 공급 장치, 냉각수순환장치, 토치 등이 있으며, 이중 제어장치 중에서 와이어 투입방법에 있어 왼손으로 투입하는 것을 자동 송급 조절할 수 있는 용접속도보륨을 가이드와이어 끝단 위치에서 용접 작업하면서 직접 보륨을 왼손으로 조작하고 오른손은 토치를 움직여 연속용접이 가능하도록 하는 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치에 관한 것이다.

일반적으로 용접이라 하면 2개 혹은 그 이상의 물체나 재료를 용융 또는 반용융 상태로 하여 여기에 용가재(용접봉, 와이어)를 넣어 접합하는 것으로 재료의 종류와 두께에 따라 다양한 용접방법이 사용되어 지고 있다.

불활성가스 텅스텐 아크(inert gas tungsten arc welding)은 피복 아크 용접이나 가스용접으로 용접이 불가능한 각종 금속의 용접에 널리 사용되고 있는 중요한 용접법의 하나이다. 이 용접 방법은 약칭 TIG(Tungsten Inert Gas)용접이라 하며 혹은 GTAW이라고도 한다.

또한 그 용접 방법에 따라 토치와 용가재를 용접사가 손으로 조작하는 수동용접과 용가재의 송급은 기계적으로 자동 송급하고 토치만을 손으로 조작하는 반자동용접, 용가재의 공급과 용접진행을 자동으로 조작하는 자동용접으로 구분한다. 용가재 송급방식은 2가지 형식으로 푸시방식과 풀방식이 있다. 푸시방식은 와이어 송급장치에 의해 와이어가 롤러 작용으로 밀려나와 용접이 진행되며, 풀방식은 토치에 소형와이어 송급장치가 부착되어 릴에 감긴 와이어가 와이어 공급장치로부터 나와 용접되는 방식이다.

기존의 반자동 TIG용접법에서는 용접작업 시 용접토치에 모두 집중되어 있어 토치가 무겁고, 위빙 시 중량에 의해 움직임 작동이 어려우며, 용접하고자하는 구조물의 형상이 복잡하면 용접이 힘들며, 깊은 그루브 용접에 어려움의 한계가 있어 불편한 문제점이 있다.

또한 본 고안은 용접 시 작업조건에 따라 용접와이어 속도 조절이 어려워 용접결함이 발생하며, 이로 인해 용접시공부위가 취약해지고, 용접이 진행됨에 따라 이러한 점들은 부실한 용접시공의 배경으로서, 특히 선박, 해양구조물, 발전플랜트, 항공기, 원자로 등 정밀한 용접시공을 요하는 부분에 있어서 큰 장애로 작용함에 내구성 문제가 제기 되고 있다.

따라서, 본 고안은 작업자가 용접 중 항상 와이어 속도를 조절할 수 있도록 송급장치인 와이어 가이드 끝단에 속도조절보륨을 설치하여 용접 시공 조건에 적절한 용접을 할 수 있도록 하여 용접 시 발생하는 용접결함방지 뿐만 아니라, 이를 통해 제품의 불량을 방지하고 고품질의 용접제품을 생산할 수 있도록 하는 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 반자동 TIG 용접에서 와이어 가이드 송급장치의 구성체인 와이어가이드(4)를 별도로 분리 조작하고, 제어단자를 통하여 출력된 전류를 전달 받아 용접와이어의 속도를 결정하는 송급속도보륨(9)이 와이어가이드(4) 끝단에에 장착되고 송급속도보륨(9)으로 속도을 조절함으로써 용접기의 출력전압을 조정하게 되고, 와이어가이드(4)내부에 와이어가 나오도록 구성함으로써 토치스위치(14)의 조작에 의해 송급 모터 구동 및 불활성가스가 공급되고 TIG토치(2)의 전극봉에 고주파전류를 공급하고 이에 설정된 용전전원에 따라 아크가 발생되어 작업자가 원하는 연속용접이 이루어지도록 하는 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 고안에 따른 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치에 의하면 용접제품이 복잡하여도 용접함에 있어 고품질의 제품을 생산하고, 용접토치가 집중된 무거움을 와이어 송급과 토치로 두 개로 분리하여 작업의 편리성 향상시키며, 잦은 와이어 교환의 낭비 및 용접자의 피로를 줄이고, 위빙시 중량에 의한 작동어려움의 해결로 인하여 발생되는 언더컷 등을 수정해야 하는 불편을 미연에 방지하여 효율적인 용접을 시공할 수 있어서, 이로 인하여 원가 절감 및 생산성 증대를 확보할 수 있는 효과가 있다.

제1도은 기존 기술에 의한 반자동 TIG 용접 장치를 나타내는 표준외부 구성도.
제2도은 기존 기술에 따른 반자동 TIG 용접 와이어 송급장치을 나타내는 도면.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 제1도은 기존 기술에 의한 반자동 TIG 용접 장치를 나타내는 표준외부 구성도이고, 제2도은 본 고안에 따른 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치를 나타내는 도면이다.

한편, 각 구성도 도면에서는 주요 요소들의 결함 및 고정을 위한 볼트 및 너트 등의 기본적인 기계요소에 대하여 이 분야의 기술자들이 통상적으로 알 수 있는 부분들은 개략적으로 도시하고, 본 고안과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

특히, 기계요소들 사이의 크기비가 다소 상이하게 표현하거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현도 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현차이는 이 분야의 기술자들이 용이하게 이해하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명은 생략한다.

본 고안에 따른 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치는 제2에 도시된 바와 같이 용접기 전체 부분에서 와이어 피더 어샘블리에 부착되어 있는 송급장치를 이용하여 와이어가이드(4)의 셋팅은 라이너 스프링을 약 25mm 정도 밀어 넣은 후 (5) 너트로 공구 사용하여 빠지지 않게 꽉 돌려 잠그고. (5)의 긴 너트를 시계방향으로 돌리면 너트 내부에 탭으로 연결되어 있는 연결구가 올라가고, 반시계방향으로 돌리면 연결구가 내려온다. 상기(5)에 의해 길이 조정이 끝났으면 (6)번의 짧은 너트를 스패너로 꼭 잠근다. (8번)의 파이프를 연결대 안으로 끝까지 밀어 넣은 후(약 20mm 정도) (7)번의 잠금너트를 돌려 파이프가 움직이지 않을 때까지 잠근다.

또한, 와이어가이드(4) 끝단에 송급속도보륨(9)을 부착할 수 있도록 디자인하고, 숫자명판도 함께 포함하여 구성되었다.

이때, 숫자명판은 수리 점검 교체 시 분해 조립을 편리하게 하기 위해서 고정되게 볼트로 부착하여 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 토치손잡이(11)의 고정은 단단하게 조여질 수 있도록 구성시킨다.

상기 반자동 TIG 용접기에 적용되는 토치(2)는 용접용 토치로서, 용접작업 시 발생하는 열을 견딜 수 있는 내구성과 내화성이 높은 열경화성 수지로 절연으로 이루어진 것이 바람직하다.

즉, 용접을 시작하려면 토치스위치(14)를 조작하면 와이어 모터가 구동되고 솔레노이드 전자밸브가 개폐되어 가스가 공급되면서 용접대상에 용접을 수행함과 동시에 위치한 곳에서 직접 작업조건에 맞는 작업수행하면서 송급속도보륨(9)을 조절하여 용접되어지므로 용접결함방지 뿐만 아니라, 이를 통해 제품의 불량을 방지할 수 있도록 하고 고품질의 용접제품을 생산할 수 있다.

한편, 상기 송급속도보륨(9)을 용접 중에 와이어 속도 조절할 수 있기 때문에 용접 열영향으로 생기는 모재의 온도변화에 따른 금속조직의 변화 및 용접결함 등의 현상도 방지할 수 있다.

따라서 본 고안은 반자동 TIG 용접을 왼손으로 와이어 자동 송급하고, 오른손으로 비드를 낼 때 전반적으로 연속용접을 지속적으로 수행할 수 있어 작업인력을 최소화 할 수 있고, 작업자의 숙련 정도에 따른 큰 영향을 받지 않으며, 용접품질을 항상 일정하게 유지할 수 있어 불량률을 최소화하고 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 수동용접 시 와이어(용가재)을 교환하기위해 작업자의 잦은 이동시간을 줄여 작업자의 안전사고도 사전에 방지할 수 있게 된다.

(1) : TIG 용접기본체(수냉식) (2) : 반자동토치
(3) : 반자동토치 (4) : 송급장치
(5) : 와이어가이드 (6) : 너트
(5) : 긴너트 (8) : 파이프
(9) : 송급속도보륨 (10) : 송급모터
(11) : 토치손잡이 (12) : 토치케이블
(13) : 용접기본체 (14) : 토치스위치
(15) : 와이어가이드 팁 (16) : 하부롤러
(17) : 상부롤러

Claims (3)

1. 용접기 제어단자를 통하여 출력된 전원을 전달 받아 송급장치의 와이어속도를 결정하는 송급속도보륨(9)와;
   용접기에서 전원을 받아 송급모터를 구동하여 릴에서 와이어를 송급하는 송급장치(3)과:
   가스용기로부터 불활성가스 공급 및 고주파전류를 토치에서 발생시키는 토치스위치(14);
   용접기로부터 전원을 온 오픈되도록 연결 된 전선 케이블(12)로 구성된 것을 특징으로 하는 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치.
2. 청구 1항에 있어서,
   상기 용접기에서 와이어를 공급하는 와이어가이드(4)의 셋팅은 라이너 스프링을 약 25mm 정도 밀어 넣은 후 (5) 너트로 공구 사용하여 빠지지 않게 꽉 돌려 잠근다. (5)의 긴 너트를 시계방향으로 돌리면 너트 내부에 탭으로 연결되어 있는 연결구가 올라가고, 반시계방향으로 돌리면 연결구가 내려온다. 상기(5)에 의해 길이 조정이 끝났으면 (6)번의 짧은 너트를 스패너로 꼭 잠근다. (8번)의 파이프를 연결대 안으로 끝까지 밀어 넣은 후(약 20mm 정도) (7)번의 잠금너트를 돌려 파이프가 움직이지 않을 때까지 잠근다.
   용접전류를 전극봉에 전송시켜주고 토치를 손쉽게 작동할 수 있도록 도와주는 토치손잡이(11)와 용접하고자하는 방향으로 와이어 송급시켜주는 역할을 하는 하부롤러(16)와 상부롤러(17) 와이어 송급장치로부터 와이어가이드까지 와이어가 원활하게 송급되도록 와이어속도조절하는 역할을 하는 송급속도볼륨(9) 와아어 안내역할의 팁(15)로 구성된 것을 특징으로 하는 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치.
3. 청구 1항에 있어서,
   작업자가 용접중에 와이어 속도를 조정할 때 송급속도보륨(9)의 범위를 식별할 수 있는 숫자명판으로 구성된 반자동 TIG 용접 와이어 송급 장치.

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