KR20150058862A - 용접 흔적 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토치에 장착된 상태에서 전해 연마를 이용하여 용접의 흔적을 제거하는 카본 브러쉬에 관한 것으로, 전도성의 제1전극봉 일 측에 다수의 섬유 가닥으로 이루어진 브러쉬가 결합되는 브러쉬 팁; 일 측에는 상기 제1전극봉이 체결되고 타 측은 토치 헤드에 체결되는 전도성의 제2전극봉 외주면에 절연 피막이 감싸지는 연결봉; 중공의 관 형성으로, 상기 브러쉬 팁 및 연결봉의 외주면을 감싸도록 체결되어, 일 측 단부가 상기 섬유 가닥들이 상기 제1전극봉의 중심 축으로 집중되도록 가이드 하는 절연 재질의 가이드 부재;를 포함하며, 상기 가이드 부재는 상기 제1전극봉 및 제2전극봉을 축으로 하여 길이 방향으로 이동가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

용접 흔적 제거장치{Apparatus for flatting the welds}

본 발명은 용접 후 흔적을 제거하기 위한 브러쉬에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토치에 장착된 상태에서 전해 연마를 이용하여 용접의 흔적을 제거하는 카본 브러쉬에 관한 것이다.

일반적으로 용접이란 각종 전자부품에서 대형 항공기, 유조선, 발전시설 등에 이르기까지 1차 가공 상태의 재료로부터 높은 부가가치를 창출하는 제품의 제조, 수리, 보수에 필수적으로 요구되는 기술로, 서로 나누어진 금속재료에 열이나 압력, 또는 열과 압력을 동시에 가해서 접합하는 것을 말한다.

이러한 용접은 크게 부재 자체의 접합부를 국부 가열하여 녹여서 접합하는 융접(融接:fusion welding)과 접합부에 녹는점이 낮은 다른 금속을 놓고 이것을 녹여서 합금화 시켜 붙이는 납땜(brazing:soldering) 및 접합하려는 부재를 맞대고 강압하여 알맞게 가열해서 붙이는 압접(壓接:pressure welding)으로 구분된다. 일반적으로 좁은 뜻의 용접은 융접을 가리키는데, 이러한 용접에는 아크용 접, 가스용접, 저항용접, 특수용접 등이 있으며, 이 중에서도 아크용접과 가스용접이 가장 널리 이용된다.

상기와 같이 부재의 접합부 일부를 녹이거나 녹는점이 낮은 다른 금속을 녹여 합금화 시켜 부재를 접합하게 되면 이에 따른 용접흔적이 발생하게 되며 이렇게 발생된 용접흔적은 부재의 미관을 해치는 문제점이 있었다. 이에 따라, 용접에 의해 발생한 부재의 용접흔적을 제거하기 위하여 그라인딩(grinding)을 하거나 부식성의 화학제 등을 이용하였다. 그러나 그라인딩의 경우 표면에 마찰 자국이 남아 미관상 보기가 좋지 않고, 화학제를 이용할 경우에는 작업자가 독성이 강한 유해가스에 노출되어 건강에 좋지 않은 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 국내 등록실용신안 20-0365484호(선행문헌1)에는 전해 연마를 이용하여 용접흔적을 제거하는 장치가 소개되어 있다. 상기 선행문헌1에서의 용접 흔적 제거장치는, 전해액과 전극을 공급하는 공급유닛 및 유해가스를 흡입하여 정화하는 정화유닛과, 상기 공급유닛 및 정화유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하는 본체와, 상기 본체의 일측에 상기 정화유닛과 연통되게 설치되어 상기 공급유닛으로 부터 공급되는 전해액과 전극을 이용하여 용접흔적을 연마하고 상기 정화유닛을 이용하여 유해가스를 흡입하는 토치부와, 상기 본체와 상기 토치부에 연통되게 결합되는 연결부재를 포함한다.

그러나 상기 용접 흔적 제거장치는 토치 부재에 천으로 이루어진 클리닝 패드를 장착하여 사용하기 때문에, 전해 연마 작용이 약하고, 용접 자국이 깨끗하게 제거되지 않는 문제점이 있다. 또한, 작업자가 강제로 힘을 주어 용접 부위를 닦아야 하기 때문에 연마 작업이 어렵고, 강한 마찰에 의하여 클리닝 패드가 쉽게 마모되는 단점이 있다.

한편, 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 국내 등록특허 10-1194276호(선행문헌2)에는 카본 브러쉬를 이용한 용접 흔적 제거장치로서 전해연마용 전극봉이 소개되어 있다. 상기 선행문헌2의 전해 연마용 전극봉은 토치에 체결되는 구리소재의 원기둥 형상의 본체에 카본 브러시가 장착되고, 상기 카본 브러시는 다수개의 가닥으로 구성되며, 각각의 가닥은 탄소섬유 가닥을 꼬아 만든 것이며, 본체의 둘레는 열수축 튜브에 의해 커버되는 것을 특징으로 한다. 이러한 전해 연마용 전극봉은 토치의 선단에 연결하기 간편하고, 작업자가 카본 브러시로 용접 부위를 쓸면서 작업하기 때문에, 힘들이지 않고 용접 흔적을 제거할 수 있으며, 용접 부위가 깨끗하게 연마되는 효과가 있다. 이러한 선행문헌1의 용접 흔적 제거장치 전해액과 브러쉬를 이용함으로써, 용접 흔적을 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다.

그러나 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 용접 흔적 제거장치(1)에서 카본 브러쉬(2)는 다수의 탄소 섬유 가닥(3)으로 이루어지며, 일 측 단부는 본체(4)로부터 소정의 길이로 돌출되고, 타 측은 강한 압착으로 본체(4)의 장착 홈에 끼워진다. 이러한 카본 브러쉬(2)는 외부로 노출된 섬유 가닥(3)의 단부들이 외 측으로 휘어지면서 서로 벌어지게 된다.

이러한 현상으로 인하여 선행문헌2의 용접 흔적 제거장치는 브러쉬의 섬유 가닥들이 연마부에 집중되지 못하여 연마의 효율을 저하시키며, 브러쉬의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 또한, 상기 용접 흔적 제거장치는 전해액을 브러쉬에 묻히는 경우 섬유 가닥 전체에 전해액이 묻게 되어 불필요하게 전해액이 소모되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 용접 흔적 제거장치 연마를 위한 브러쉬가 모두 외부로 노출되므로, 브러쉬가 연마부가 아닌 다른 부재에 접촉될 수 있고, 이로 인하여 스파크 등에 의한 제품 손상을 초래할 우려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 브러쉬를 구성하는 섬유 가닥들의 벌어짐을 방지함으로써, 브러쉬의 각 섬유 가닥들을 연마부에 집중시켜 연마 효율을 향상시킬 수 있으며, 브러쉬의 수명을 연장시킬 수 있는 용접 흔적 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 브러쉬의 노출 길이를 조절하여 불필요한 전해액의 소모를 방지하고, 브러쉬가 다른 부재에 접촉되는 것을 방지할 수 있는 용접 흔적 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접 흔적 제거장치는, 전도성의 제1전극봉 일 측에 다수의 섬유 가닥으로 이루어진 브러쉬가 결합되는 브러쉬 팁; 일 측에는 상기 제1전극봉이 체결되고 타 측은 토치 헤드에 체결되는 전도성의 제2전극봉 외주면에 절연 피막이 감싸지는 연결봉; 중공의 관 형성으로, 상기 브러쉬 팁 및 연결봉의 외주면을 감싸도록 체결되어, 일 측 단부가 상기 섬유 가닥들이 상기 제1전극봉의 중심 축으로 집중되도록 가이드 하는 절연 재질의 가이드 부재;를 포함하며, 상기 가이드 부재는 상기 제1전극봉 및 제2전극봉을 축으로 하여 길이 방향으로 이동가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1전극봉은 구리(copper)로 구성되고, 상기 제2전극봉의 연결봉은 황동(brass)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절연 피막 외면 및 상기 가이드 부재의 내면에는, 서로 대응하는 가이드 돌기 및 나선형의 가이드 홈이 형성되어, 상기 가이드 부재의 회전에 의하여 상기 가이드 부재가 상기 제1전극봉 및 제2전극봉을 축으로 하여 길이 방향으로 이동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 부재는 테프론 튜브로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 용접 흔적 제거용 브러쉬 모듈은, 브러시 외부에 브러쉬의 벌어짐을 방지하기 위한 가이드 부재가 구비되어, 브러쉬의 수명을 연장시키고 브러쉬의 각 섬유 가닥들을 연마부에 집중시켜 연마 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 용접 흔적 제거용 브러쉬 모듈은, 가이드 부재가 용접 흔적 제거장치의 축방향에 대하여 전후방으로 이동 가능하도록 체결되어 외부로 노출되는 브러쉬의 폭을 조절함으로써, 불필요한 전해액의 소모를 방지하고, 브러쉬가 다른 부재에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 용접 흔적 제거장치를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 흔적 제거장치를 나타낸 측단면도,
도 3은 도 2의 용접 흔적 제거장치의 각 구성을 나타낸 분해도,
도 4는 도 2의 용접 흔적 제거장치의 가이드 부재의 동작을 나타낸 측단면도, 및
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 흔적 제거장치를 나타낸 측단면도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 흔적 제거장치를 나타낸 측단면도이고, 도 3은 도 2의 용접 흔적 제거장치의 각 구성을 나타낸 분해도이다. 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 용접 흔적 제거장치(10)는, 브러쉬 팁(100)과, 브러쉬 팁(100)을 토치(20)에 연결하는 연결봉(200) 및 브러쉬 팁(100)과 연결봉(200)을 감싸는 가이드 부재(300)로 구성된다.

여기서, 브러쉬 팁(100, brush tip)은 부재에 발생한 용접 흔적을 제거하기 위한 구성으로, 제1전극봉(110)에 브러쉬(120)가 결합된다.

제1전극봉(110)은 전도성 금속으로 이루어지며, 본 발명에서는 브러쉬(120)가 직접 결합되므로 전도성이 높은 구리로 구성된다. 이러한 제1전극봉(110)의 일 측 단부는 브러쉬(120)가 결합되기 위하 홈이 형성되고, 타 측 단부는 제2극봉(210)과 체결되기 위하여 외주면에 나사산이 형성된 체결수단(111)이 마련된다. 여기서, 제2전극봉(210)과의 체결수단(111)은 나사산을 이용한 수단 외에 다양한 수단이 적용될 수 있다.

브러쉬(120)는 다수의 섬유 가닥으로 이루어지며, 본 발명에서는 카본 섬유(carbon fiber)를 이용한 카본 브러쉬(carbon brush)로 구성된다. 카본 섬유는 우수한 전기 전도성을 나타내면서, 내열성과 내식성이 뛰어나고, 열팽창이 낮은 특징을 나타낸다. 다수의 섬유 가닥(120a)으로 구성되는 브러쉬(120)는 일 측이 상기 제1전극봉(110)의 홈에 끼워져 결합된다.

연결봉(200)은 브러쉬 팁(100)을 토치(20)에 전기적으로 연결시켜 토치(20)로부터의 전기적 신호를 브러쉬 팁(100)에 전달하고, 가이드 부재(300)를 지지하기 위한 구성으로 전도성의 제2전극봉(210) 외주면에 절연 피막(220)이 결합되어 구성된다.

제2전극봉(210)은 소정의 길이를 갖는 봉 형상의 전도성 금속으로, 본 발명에서는 구리에 비하여 비교적 저렴하고 가공이 용이한 황동(brass)으로 구성된다. 황동은 체결부위에서 스파크 발생을 최소로 하고, 전도가 우수하여 양질의 빠른 전해 연마를 수행할 수 있도록 한다. 제2전극봉(210)의 일 측에는 제1전극봉(110)과 체결되기 위한 수단으로, 제1전극봉(110)의 체결수단(111)에 대응하는 형상으로 홈의 내부에 나사산이 형성된 체결수단(211)이 형성된다. 또한, 제2전극봉(210)의 타 측에는 토치(20)에 체결되기 위한 다른 체결수단(212)이 더 마련된다.

절연 피막(220)은 전도성의 제2전극봉(210)이 다른 부재에 접촉되는 것을 방지하는 구성으로, 플라스틱이나 고무 등과 같은 절연 재질의 물질이 제2전극봉(210)의 외주면을 감싸도록 결합된다.

가이드 부재(300)는 제1전극봉(110)을 외부로부터 절연시키면서 동시에 다수의 섬유 가닥으로 이루어진 브러쉬(120)가 제1전극봉(110)의 중심축으로 집중되도록 가이드 하는 구성이다. 가이드 부재(300)는 플라스틱과 같은 절연 재질로 구성되며, 본 발명에서는 내열성 및 내구성이 우수한 테프론 튜브로 구성된다. 이러한, 가이드 부재(300)는 소정의 길이를 갖는 중공의 원통 형상을 이루고, 브러쉬 팁(100)과 연결봉(200)이 내부의 공간부에 위치하도록 이들을 감싸면서 체결되며, 선단부는 적어도 브러쉬(120)의 일부를 감싸도록 체결된다.

이때, 제1전극봉(110)과 연결봉(즉, 절연 피막)은 동일한 직경으로 형성되는 것이 바람직하며, 가이드 부재(300)의 내경은 절연 피막(220)의 외경과 거의 동일하거나 미세하게 큰 직경으로 형성된다. 이 경우 가이드 부재(300)는 내면이 절연 피막(220)의 외면과 강한 밀착력으로 접촉되어 자유로운 유동이 방지되지만, 외부에서 작용하는 강제적인 힘에 의하여 제1전극봉(110) 및 제2전극봉(210)을 축으로 하는 길이 방향으로 이동이 가능하게 된다.

상기와 같은 구성의 용접 흔적 제거장치(10)는 브러쉬 팁(100)의 제1전극봉(110)이 연결봉(200)의 제2전극봉(210) 일 측 단부에 체결되고, 연결봉(200)의 제2전극봉(210)의 타 측 단부는 토치(20)의 헤드(21)에 체결되는 구조를 이룬다. 이때, 연결봉(200)의 절연 피막(220) 외주면에는 가이드 부재(300)가 억지끼움으로 미리 체결되며, 가이드 부재(300)의 일 측 단부는 브러쉬(120)를 감싸 브러쉬(120)를 구성하는 섬유 가닥들이 외측으로 벌어지는 것을 방지한다. 이하에서는, 상기와 같은 구성의 용접 흔적 제거장치(10)에 대한 사용 예를 살펴본다.

도 4는 본 발명의 용접 흔적 제거장치에 대한 가이드 부재의 동작을 나타낸 측단면도이다.

먼저, (a)에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서는 가이드 부재(300)는 브러쉬 팁(100)과 연결봉(200)을 감싸면서 최대한 선단부에 가까운 곳에 위치하도록 체결된다. 즉, 가이드 부재(300)의 일 측 단부는 브러쉬(120)의 일부 영역까지 감싸도록 체결되며, 브러쉬(120)의 단부는 대략 10mm 이내의 길이(L)로 가이드 부재(300) 외부로 노출되는 것이 바람직하다. 이와 같이 가이드 부재(300)가 브러쉬(120)를 감싸도록 체결됨으로서, 브러쉬(120)를 구성하는 섬유 가닥(120a)들은 외 측으로 벌어지지 않고, 제1전극봉(110)의 중심 축을 향하여 집중된 형태를 유지하다.

한편, 카본 섬유의 브러쉬(120)는 잦은 연마로 점점 닳게된다. 이 경우 가이드 부재(300) 외부로 노출된 브러쉬(120)의 길이가 점차 짧아지므로, (b)와 같이 작업자는 가이드 부재(300)를 내측(즉, 연결봉 방향)으로 위치 이동시켜 외부로 노출되는 브러쉬(120)의 길이를 늘릴 수 있다. 이때, 가이드 부재(300)는 제1전극봉(110)과 연결봉(200)에 억지끼움으로 결합되어 특정 위치가 유지된다. 이와 같이 가이드 부재(300)의 위치를 변경시켜 외부로 노출되는 브러쉬(120)의 길이를 조절함으로써, 브러쉬(120)가 지속적으로 닳더라도 (c)와 같이 최종적인 단계까지 최적의 길이로 노출된 상태를 유지시키면서 연마 작업을 수행할 수 있다.

살펴본 바와 같이, 본 발명의 용접 흔적 제거장치(10)는 가이드 부재(300)에 의하여 브러쉬(120)의 일부만 노출시킬 수 있도록 구성됨으로써, 다른 부재와의 접촉 우려를 최소로 하고, 브러쉬(120)의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 가이드 부재(300)의 위치 변경으로 외부로 노출되는 브러쉬(120)의 길이를 일정하게 조절함으로써, 불필요한 전해액의 소모를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 가이드 부재(300)가 섬유 가닥(120a)들을 제1전극봉(110)의 중심축으로 집중시킴으로써, 협소한 영역의 부재 표면을 집중적으로 연마할 수 있어 연마 효율을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 흔적 제거장치를 나타낸 측단면도이다. 도 5의 실시예에 따른 용접 흔적 제거 장치에서는, 도 2의 실시예에 따른 용접 흔적 제거 장치와 비교하여 가이드 부재의 전후 방향 이동 구조를 달리하고 있다.

즉, 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 흔적 제거장치에서는, 연결봉(200)의 절연 피막 외주면에 가이드 돌기(221)가 형성되고, 가이드 부재(300)의 내면에는 가이드 홈(301)이 형성된다. 이때, 가이드 홈(301)은 원통 형의 가이드 부재(300) 내면을 따라 나선형으로 형성되며, 가이드 돌기(221)는 가이드 홈(301)에 끼워지도록 체결된다. 이러한 구조에 따라 가이드 부재(300)가 회전함에 따라 가이드 부재(300)는 연결봉(200)을 축으로 길이 방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 가이드 돌기(221)와 가이 홈(301)을 이용항 가이드 부재의 이동 수단은 가이드 부재(300)의 내면과 절연 피막(220)의 외면 사이에서 접촉력이 느슨해지는 경우에도 가이드 부재(300)가 쉽게 유동되지 않도록 하는 장점이 있다. 여기서, 가이드 돌기(221)는 적으도 하나 이상 형성될 수 있으며, 다수의 가이드 돌기(221)는 나선형으로 연결되어 일체형을 이룰 수도 있다. 또한, 가이드 돌기가 가이드 부재 내면에 형성되고, 가이드 홈이 절연 피막 외주면에 형성되는 구성도 가능하다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100 : 브러쉬 팁
110 : 제1전극봉 120 : 제2전극봉
200 : 연결봉
210 : 제2전극봉 220 : 절연 피막
300 : 가이드 부재

Claims (4)

1. 전도성의 제1전극봉 일 측에 다수의 섬유 가닥으로 이루어진 브러쉬가 결합되는 브러쉬 팁;
   일 측에는 상기 제1전극봉이 체결되고 타 측은 토치 헤드에 체결되는 전도성의 제2전극봉 외주면에 절연 피막이 감싸지는 연결봉;
   중공의 관 형성으로, 상기 브러쉬 팁 및 연결봉의 외주면을 감싸도록 체결되어, 일 측 단부가 상기 섬유 가닥들이 상기 제1전극봉의 중심 축으로 집중되도록 가이드 하는 절연 재질의 가이드 부재;를 포함하며,
   상기 가이드 부재는 상기 제1전극봉 및 제2전극봉을 축으로 하여 길이 방향으로 이동가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 흔적 제거장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 절연 피막 외면 및 상기 가이드 부재의 내면에는,
   서로 대응하는 가이드 돌기 및 나선형의 가이드 홈이 형성되어, 상기 가이드 부재의 회전에 의하여 상기 가이드 부재는 상기 제1전극봉 및 제2전극봉을 축으로 하여 길이 방향으로 이동가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 흔적 제거장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1전극봉은 구리(copper)로 구성되고, 상기 제2전극봉은 황동(brass)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 흔적 제거장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 가이드 부재는,
   테프론 튜브로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 흔적 제거장치.
   

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