KR20170124101A - 금속으로 튜브를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속으로부터 튜브를 제조하는 방법에 관한 것으로, 금속 스트립이 송출 장치에 의하여 상기 금속 스트립의 길이 방향으로 이동되고, 성형부를 통해 가이드되면서 길이 방향으로 이어진 슬롯을 가지는 슬롯 튜브로 성형된다. 금속 스트립의 두 모서리는 슬롯에서 서로 맞닿는다. 완전히 폐쇄된 튜브를 제조하기 위하여, 상기 두 개의 단부는 레이저를 구비한 용접 장치를 사용하여 서로 용접된다.상기 슬롯 튜브는 성형부를 떠난 후 처음에 레이저 영역으로 이동한 다음 정지된다. 그 후에, 서로 용접될 슬롯 튜브의 모서리 영역은 레이저에 의해 사전 처리된다. 그 후, 레이저의 전원이 용접 온도에 대응하는 용접 전원으로 설정되고, 송출 장치를 작동시킴으로써 슬롯 튜브가 동시에 슬롯 튜브의 길이 방향으로 이동된다.

Description

금속으로 튜브를 제조하는 방법{METHOD FOR PRODUCING A TUBE FROM METAL}

본 발명은 금속으로부터 튜브를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법에 의하면, 금속 스트립이 송출 장치에 의하여 상기 금속 스트립의 길이 방향으로 이동되고, 성형부로 가이드되어 길이 방향으로 이어진 슬롯을 가지는 슬롯 튜브로 성형되며, 금속 스트립의 두 에지는 슬롯에서 서로 맞닿아, 완전히 폐쇄된 튜브를 형성하도록, 레이저를 구비한 용접 장치에 의하여 서로 용접된다(DE 44 34 134 A1).

금속 튜브는 액체 또는 가스 매체를 운반할 수 있다. 이 튜브는 또한 전기 도체, 예를 들어 동축 고주파 케이블로 사용될 수 있다. 또 다른 적용분야는 금속 튜브가 폐쇄된 케이블 코어를 보호하는 역할을 할 수 있는 전기 및/또는 광케이블이다. 가능한 모든 실시 형태에서 상기 튜브는 보통의 튜브로 구현될 수 있다. 그러나, 튜브의 굽힘 특성을 향상시키기 위하여, 상기 튜브는 또한 튜브의 길이방향에 수직으로, 특히 나선형 또는 환형 방식으로 주름질 수 있다.

금속 스트립으로부터 튜브가 제조되는 방법은 상기 언급되었던 DE 44 34 134 A1에 개시되어 있는데, 이 방법에서 금속 스트립은 송출 장치에 의해 코일로부터 연속적으로 송출되고, 성형 장치로 공급된다. 성형 장치에서, 금속 스트립은 길이 방향으로 연속하여 이동되는 슬롯 튜브로 성형되고, 튜브의 측면 에지들이 길이방향으로 이어진 슬롯에서 서로 맞닿는다. 이러한 방법의 경우, 측면 에지들은 레이저 또는 레이저 용접 장치를 사용하여 서로 용접된다. 여기서 상기 금속 스트립의 재료는 양쪽 측면 에지에서 융합된다. 측면 에지들은 서로 공구에 의해 상호 압축되어, 냉각 이후에 용접 솔기를 통해 상호 고정 연결된다. 그 후, 완전히 폐쇄된 튜브는 코일에 감기거나 추가 공정에 공급될 수 있다. 금속 스트립의 측면 에지를 용접하는데 사용되는 레이저는, 일단 전원을 켜고 레이저가 금속 스트립의 측면 에지들을 효과적으로 용접하기 위해 필요한 용접 전원에 도달할 때까지 예를 들어 1-3분, 또는 더 오랜 시간이 소요된다. 재료에 따라서, 금속 스트립은 코일로부터 송출되고, 성형 장치를 통해 예를 들어 2m/min의 속도로 이동된다. 연속적으로 이동되는 금속 스트립의 측면 에지들 사이의 슬롯은 레이저가 용접 전원까지 가열되는 동안 전혀 용접되지 않거나 불충분하게 용접된다. 이렇게 제조된 튜브의 각 길이부분은 사용하기에 적합하지 않다. 따라서, 이 길이부분은 폐기된다.

본 발명은 전술한 방법으로서 표준 이하의 용접으로 인하여 사용하기에 부적합한 튜브의 길이부분을 현저히 줄일 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적은 본 발명에 의해 달성될 수 있으며, 이 방법은,

- 슬롯 튜브가 성형부를 떠난 후 처음에 레이저 영역으로 이동한 다음 정지되고;

- 그 후에, 서로 용접될 슬롯 튜브의 에지 영역은 레이저에 의해 사전 처리되며;

- 그 후에, 상기 레이저의 전원이 용접 온도에 대응하는 용접 전원으로 설정되며;

- 송출 장치를 작동시킴으로써 상기 슬롯 튜브가 동시에 길이 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

상기 방법이 적용될 때, 금속 스트립의 에지들에서의 재료가 레이저의 사전 처리에 의하여 레이저의 용접 전원에 대응하는 레이저 에너지가 용접될 에지에 결합될 수 있는 상태로 전환되자마자, 금속 스트립의 두 에지 사이의 슬롯이 용접 솔기에 의하여 폐쇄된다. 용접 솔기는 레이저가 용접 전원으로 설정되고 슬롯 튜브가 송출 장치에 의하여 동시에 이동될 때 최대한 효율적인 방식으로 즉시 생성된다. 측면 에지의 재료가 레이저에 의해 목표한 방식으로 사전 처리되고 소정의 개시 온도로 예열되기 때문에, 예를 들어 상기 레이저 전원은 용접 영역에 완전히 결합되어 금속 스트립의 에지의 재료가 직접적으로 융합된다. 그로 인하여, 불충분하게 용접되는 슬롯 튜브의 이용 불가능한 길이부분을 최소화할 수 있다.

금속 스트립 또는 슬롯 튜브의 에지가 사전 처리되는 동안, 레이저는 용접 전원에 비해 감소된 전원으로 설정될 수 있다. 감소된 레이저 전원은 예를 들어 금속 스트립의 에지를 가열하거나 금속 스트립의 표면 구조를 전환시키기 위하여 사용될 수 있다.

레이저가 용접 전원 또는 적어도 그 용접 전원에 근접하게 설정될 때에도 동일한 결과를 얻을 수 있으나, 여기서 방사되는 에너지는 펄스 방식으로 금속 스트립의 에지에만 공급된다.

레이저 전원을 설정하는 상기 두 가지 변형형태는 또한 송출 장치의 비활성화에 의해 튜브의 연속적인 제조가 중단될 때에도 적용될 수 있다. 이는 예를 들어 더 긴 길이의 튜브를 제조하기 위하여 금속 스트립의 추가 길이가 금속 스트립에 용접될 때 필요할 수 있다. 이 경우의 레이저는 유리하게는 전술한 사전 처리된 상태 중의 하나로 설정된다. 레이저의 용접 전원은 일단 금속 스트립이 길이가 연장되고 동시에 송출 장치가 다시 전원이 켜질 때 재설정된다.

상기 방법이 수행되는 동안, 용접 영역의 온도는 유리하게는 온도 센서에 의하여 측정될 수 있으며, 온도 센서는 예를 들어 적외선 온도 센서일 수 있다. 상기 온도 센서의 측정값은 소정의 공칭값에 의해 결정되는 레이저의 작동 모드가 조절될 수 있는 조절기에 업로드될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 방법을 도면을 참조한 실시예를 통하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 시스템의 개략도,
도 2는 도 1의 화살표(P1)에 대응하는 부분의 확대도,
도 3은 도 1의 화살표(P2)에 대응하는 부분의 확대도이다.

예컨대 스테인리스 강 또는 구리로 이루어진 금속 스트립(2)이 코일(1)에 감겨있다. 금속 스트립(2)은 송출 장치(3)에 의해 코일(1)로부터 송출되고, 도 1에 도시된 시스템의 조립체 또는 장치들을 통하여 화살표(4) 방향으로 각각 이동된다.

상기 장치들 중 하나는 금속 스트립(2)이 슬롯 튜브(6)로 성형되는 성형 장치(5)이다. 상기 슬롯 튜브에서, 금속 스트립(2)의 두 개의 길이방향 에지들(7, 8)은 도 2에 도시된 방식으로 길이방향으로 이어진 슬롯(9)에서 서로 맞닿는다. 또 다른 장치는 레이저 용접 장치 또는 레이저(10)이고, 본 발명의 방법이 실행됨에 따라 연속하여 이동되는 슬롯 튜브(6)는 화살표(4) 방향으로 레이저 용접 장치를 지나간다. 레이저(10)는 금속 스트립(2)의 에지들(7, 8)을 서로 용접하여, 연속하는 용접 솔기(12)를 가진 튜브(11)가 얻어진다. 예를 들어 에지(7, 8)를 압축하는 장치, 냉각 장치, 및 튜브(11)를 주름지게 하는 장치와 같은 시스템의 추가 가능한 장치들이 작은 상자(13)로 표시되어 있다. 완성된 튜브(11)는 코일(14)에 감기거나 다른 가공 또는 기계가공에 각각 공급될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 예를 들어 다음과 같이 실행된다:

금속 스트립(2)이 송출 유닛에 의해 코일(1)로부터 화살표(4) 방향으로 송출되고 성형 장치(5)로 당겨진다. 성형 장치(5)에서 상기 금속 스트립(2)은 슬롯 튜브(6)로 성형되고, 예컨대 튜브를 송출하도록 구성되는 송출 장치(3)로 계속 이동된다. 금속 스트립(2) 또는 금속 스트립(2)으로부터 성형된 슬롯 튜브(6)는 송출 유닛을 비활성화함으로써 멈춘다.

그 후에, 슬롯 튜브(6)의 슬롯(9)은 레이저(10) 영역에 놓인다. 레이저(10)는 전원에 연결될 수 있고, 원하는 동력에 상응하는 온도에 이를 때까지 가동될 수 있다. 그러나, 이러한 과정은 금속 스트립(2)의 이동이 시작되기 전 또는 금속 스트립(2)이 이동되는 동안에 행해질 수도 있다.

금속 스트립(2)의 에지들(7, 8)은 레이저(10)에 의해 사전 처리된다. 금속 스트립(2)의 에지(7, 8) 영역에서의 재료는 예컨대 레이저의 용접 온도에서 레이저(10)에 의해 생성된 에너지가 어떠한 방해 없이 상기 재료에 전달될 수 있도록 가열되거나 구조화된다. 상기 레이저(10)는 예를 들어 용접 온도에 비해 낮은 온도로 설정될 수 있다. 그러나, 상기 레이저는 또한 진동 작동 모드로 사용될 수 있다.

금속 스트립(2)의 에지들(7, 8)의 충분한 사전 처리 후에, 상기 레이저(10)는 연속 작동 모드에서 용접 전원으로 설정된다. 그로 인하여, 슬롯 튜브(6)의 에지들(7, 8)에서 재료가 융해된다. 상기 슬롯 튜브(6)는 송출 장치(3)를 작동시킴으로써 화살표(4) 방향으로 연속적으로 이동된다. 그로 인해, 용접 솔기(12)를 가진 완전 폐쇄된 튜브(11)가 생성된다.

상기한 작동 모드와 유사한 방식으로, 상기한 방법은, 예를 들어 더욱 긴 길이의 튜브(11)를 제조하기 위해 요구되는 추가적인 길이부분이 금속 스트립(2)에 용접하기 위하여 제조가 중단될 때 또한 적용될 수 있다. 레이저(10)는 이 경우에 금속 스트립(2)의 사전 처리에 대응하는 작동 모드로 설정되고, 송출 장치(3)는 정지한다. 그 이후에는, 전술한 연속적인 제조가 재개된다.

전술한 매개변수들, 특히 여러 온도들이 고수되기 위하여, 유리하게는 온도 센서(15)가 용접 영역에 배치되며, 상기 온도 센서(15)의 측정값이 평가되어 평가 유닛 또는 조절기(16)에 각각 업로드된다. 상기 온도 센서(15)는 예를 들어 적외선 온도 센서일 수 있다. 상기 조절기(16)는 소정의 공칭값에 의해 결정되는 레이저(10)의 작동 모드를 조절한다.

Claims (4)

1. 금속으로 튜브를 제조하는 방법으로서, 금속 스트립이 송출 장치에 의하여 상기 금속 스트립의 길이 방향으로 이동되고, 성형부로 가이드되어, 상기 성형부에서 상기 금속 스트립이 길이 방향으로 이어진 슬롯을 가지는 슬롯 튜브로 성형되며, 상기 금속 스트립의 두 개의 에지들이 상기 슬롯에서 서로 맞닿아 레이저를 구비한 용접 장치에 의하여 서로 용접되어 완전히 폐쇄된 튜브가 형성되는, 제조 방법에 있어서,
   - 상기 슬롯 튜브(6)는 상기 성형부(5)를 떠난 후 처음에 레이저(10) 영역으로 이동한 다음 정지되고;
   - 그 후에, 서로 용접될 슬롯 튜브(6)의 에지(7, 8) 영역은 레이저(10)에 의해 사전 처리되며;
   - 그 후에, 상기 레이저(10)의 전원이 용접 온도에 대응하는 용접 전원으로 설정되며;
   - 상기 송출 장치(3)를 작동시킴으로써 슬롯 튜브(6)가 동시에 길이 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯 튜브(6)의 에지(7, 8)가 사전 처리되는 동안, 상기 레이저(10)는 용접 온도에 대응하는 용접 전원에 비해 감소된 전원으로 설정되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯 튜브(6)가 사전 처리되는 동안, 상기 레이저(10)는 펄스를 방출하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   용접 영역의 온도가 온도 센서(15)에 의해 측정되고, 측정값이 평가 유닛 또는 조절기(16)에 각각 업로드되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

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