KR20180032398A

KR20180032398A - 트윈 용접 와이어용 송급기구

Info

Publication number: KR20180032398A
Application number: KR1020160121575A
Authority: KR
Inventors: 윤광희
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2018-03-30

Abstract

본 발명은 트윈 용접와이어를 송급하는 기구에 있어서: 용접기(20) 상에 2개의 용접와이어를 동시에 피딩하는 송급모터(23)와 송급롤러(25)를 구비하고, 상기 용접기(20)는 2개의 용접와이어를 격판(33)으로 구분된 스풀(30) 상에 권취된 상태로 수용하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 외형이 최소로 증가되어 공간활용성 측면에서 유리하고, 2개 용접와이어의 송급속도를 동일하게 유지하여 높은 용착속도 확보하며, 용접와이어 종류와 직경을 달리하여 다양한 용접의 구현이 가능하다.

Description

트윈 용접 와이어용 송급기구{Feeding device for twin welding wire}

본 발명은 용접에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 용접 과정에서 용착량을 증대하기 위해 하나의 용접팁에 2개의 와이어를 공급하는 트윈 용접 와이어용 송급기구에 관한 것이다.

플럭스코어드 아크 용접시 용착량을 증가시키는 방법으로 한대의 용접기에서 2개의 와이어를 1개의 용접팁으로 송급하여 용접하는 트윈 용접이 일반적으로 알려져 있다. 하지만 2개의 와이어가 송급시스템의 개수와는 무관하게 동일한 속도로 송급되지 않으면 아크가 불안해져 용접품질을 저하시킨다.

도 1(a)는 2개의 스풀(11)에 권취된 용접와이어가 각자의 송급기(16)에 의하여 하나의 용접팁(14)을 통해 송급되어 용접이 이루어진다. 도 1(b)는 2개의 스풀에 권취된 용접와이어가 하나의 송급기(18)에 의하여 하나의 용접팁(14)을 통해 송급되어 용접이 이루어진다. 어느 경우에나 송급기(16)(18)에서의 와이어의 미끌림과 송급선(12)에 의한 송급저항에 의해 2개의 와이어가 동일한 용접속도로 송급되지 않으므로 용접아크가 불안해져 불량을 유발한다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록실용신안공보 제0308295호는 각 와이어에 별도의 가압롤러로 가압하여 와이어의 송급 속도를 일정하게 하는 방법을 제시하고 있다. 하지만 2개의 가압롤러의 가압력에 차이가 발생하여 각 와이어의 송급속도를 동일하게 얻을 수 없어 양호한 용접품질을 기대하기 곤란하다.

또 다른 선행기술문헌으로서 한국 등록실용신안공보 제0455348호는 2개의 체결용 손잡이를 구비한 트윈와이어 송급장치에 있어서, 츌력회전축은 한쪽 단부의 원주면 상에 제1돌기와 반대쪽 단부의 원주면 상에 제2돌기를 구비한다. 이에, 편하중, 쳐짐, 유격의 방지로 송급효율의 향상을 기대하지만, 근본적으로 2개의 스풀을 사용하므로 양측 송급의 속도차가 발생할 여지가 있다.

1. 한국 등록실용신안공보 제0308295호 "탄산가스 아크용접에 이용되는 트윈와이어 송급장치" (공개일자 : 2003.03.26.) 2. 한국 등록실용신안공보 제0455348호 "트윈와이어 송급장치" (공개일자 : 2010.06.24.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 트윈 용접와이어 방식을 적용함으로 수반되는 외형의 증가를 최소화하면서 2개 용접와이어의 용접속도를 동일하게 함으로서 용접시 아크가 안정하고 양호한 용접품질을 확보하기 위한 트윈 용접 와이어용 송급기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 트윈 용접와이어를 송급하는 기구에 있어서: 용접기 상에 2개의 용접와이어를 동시에 피딩하는 송급모터와 송급롤러를 구비하고, 상기 용접기는 2개의 용접와이어를 격판으로 구분된 스풀 상에 권취된 상태로 수용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 용접기는 토치 상에 일체 구조의 송급롤러와 가스관을 지니고, 플럭스 코어드 아크 용접에 적용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 스풀은 금속재의 골격을 기반으로 절연성 수지를 몰딩하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 스풀은 중심관을 지닌 보빈의 구조로 형성되고 중심축 상에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 송급롤러는 메인롤러와 서브롤러로 구분되고, 서브롤러는 전자클러치와 구동기에 연결되어 메인롤러와 차등된 속도로 회전 가능한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 중간에 격벽을 지닌 1개의 스풀에 2개의 용접와이어를 권취한 방식을 적용함에 따라, 외형이 최소로 증가되어 공간활용성 측면에서 유리하고, 2개 용접와이어의 송급속도를 동일하게 유지하여 높은 용착속도 확보하며, 용접와이어 종류와 직경을 달리하여 다양한 용접의 구현이 가능하다.

도 1은 종래의 트윈 용접 와이어용 송급기구를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 트윈 용접와이어 송급기구를 나타내는 모식도
도 3 및 도 4는 본 발명의 변형예에 따른 기구를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 트윈 용접와이어를 송급하는 기구에 관하여 제안한다. 전술한 도 1을 참조하면 트윈 용접은 1개의 용접기에 2개의 용접와이어가 연결되는 것으로 2개의 용접와이어는 2개의 송급기 또는 1개의 송급기로 공급될 수 있다. 다만, 스풀(11)이 차지하는 공간이 넓어지고, 양측 용접와이어의 송급속도를 동일하게 유지하기 곤란하다.

본 발명에 따르면 용접기(20) 상에 2개의 용접와이어를 동시에 피딩하는 송급모터(23)와 송급롤러(25)를 구비한다. 도 2의 용접기(20)에서 부호 W의 용접와이어는 도 1의 송급선(12)에 해당한다. 송급모터(23)와 송급롤러(25)는 2개의 용접와이어를 동시에 동일한 속도로 피딩하도록 설치된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 용접기(20)는 토치(21) 상에 일체 구조의 송급롤러(25)와 가스관(27)을 지니고, 플럭스 코어드 아크 용접에 적용되는 것을 특징으로 한다. 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW. Flux Cored Arc Welding)은 토치(21), 송급모터(23), 송급롤러(25), CO₂가스를 제공하는 가스관(27) 등으로 구성되고, 토치(21)의 단부에서 나오는 용접와이어가 접지된 대상물과 접촉하는 순간 불꽃과 고열을 내는 아크(Arc)를 발생시키는 동시에 CO₂가스로 막을 형성해 융융된 모재의 공기접촉을 차단한다. 트윈 아크 용접은 기존 싱글 아크 용접에 비해 용착속도가 높아 생산성 향상에 유리한 반면, 2개의 용접와이어의 송급속도가 불일치하면 용접시 아크가 불안하여 양호한 용접품질 확보가 어렵다. 본 발명의 용접기(20)를 적용하면 산업계에서 널리 적용이 되지 않는 플럭스 코어드 아크용접의 트윈 용접와이어에 대한 송급성 문제를 해결할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 용접기(20)는 2개의 용접와이어를 격판(33)으로 구분된 스풀(30) 상에 권취된 상태로 수용하는 것을 특징으로 한다. 도 2에서 스풀(30)은 중심관(31), 외판(32), 격판(33)을 일체로 결합한 구조로 에시한다. 중심관(31)과 양측의 외판(32)은 마치 보빈과 같은 구조를 이룬다. 격판(33)은 외판(32)와 동일하거나 다소 큰 직경으로 형성한다. 이와 같이 2개로 분할된 영역에 권취된 용접와이어는 중심축(35)과 연계하여 송급속도의 동일성을 유지하기 용이하다. 이에 더하여, 2개의 분할 공간이 인접하게 배치되므로 스풀(30)이 차지하는 공간을 최적으로 축소할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 스풀(30)은 금속재의 골격을 기반으로 절연성 수지를 몰딩하여 형성되는 것을 특징으로 한다. 플럭스 코어드 아크 용접에서 용접와이어에 공급되는 전원과 모재 사이에서 스파크가 발생하여 용접 트러블이 발생하고 작업자의 안전성을 저해한다. 이를 방지하기 위해 스풀(30)은 절연성을 지닌 수지를 사용하지만 용접와이어의 하중을 지탱하면서 내구성을 높이기 위해서는 금속재 골격을 내재하는 것이 좋다. 일예로, 외판(32)과 격판(33)에 방사상의 금속재를 구성하고 인서트 몰딩 방식으로 수지와 일체화되도록 형성할 수 있다. 다만, 중심축(35)에 해당하는 부분은 절연성을 위해 수지재를 적용한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 스풀(30)은 중심관(31)을 지닌 보빈의 구조로 형성되고 중심축(35) 상에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다. 도 3에서 중심관(31)과 외판(32)으로 형성되는 보빈을 중심관(31) 상에 인접하게 대향시켜 결합한 상태를 예시한다. 볼트, 핀 등을 사용하는 체결재(37)는 중심관(31)과 중심축(35)을 결합한다. 스풀(30)의 일측과 타측에 권취되는 용접와이어의 종류와 직경을 달리하는 경우 체결재(37)를 이용하여 분리하고 교체하기 용이하다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 송급롤러(25)는 메인롤러(41)와 서브롤러(42)로 구분되고, 서브롤러(42)는 전자클러치(45)와 구동기(43)에 연결되어 메인롤러(41)와 차등된 속도로 회전 가능한 것을 특징으로 한다. 도 4에서 2개의 용접와이어가 인접하여 배치되는 메인롤러(41)와 서브롤러(42)로 송급되는 상태를 예시한다. 송급모터(23)는 메인롤러(41)와 서브롤러(42)에 동시에 연결되어 회전력을 제공한다. 다만, 서브롤러(42)는 전자클러치(45)와 구동기(43)에 연결되므로 메인롤러(41)와 단속 가능한 상태이다. 구동기(43)는 전자클러치(45)의 단속 작동과 서브롤러(42)의 독립적 구동을 구현한다. 이와 같은 구성에 의하면 스풀(30)에 권취되는 일측과 타측 용접와이어의 송급속도를 다르게 유지할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

11: 스풀 12: 송급선
14: 용접팁 16, 18: 송급기
20: 용접기 21: 토치
23: 송급모터 25: 송급롤러
27: 가스관 30: 스풀
31: 중심관 32: 외판
33: 격판 35: 중심축
37: 체결재 41: 메인롤러
42: 서브롤러 43:구동기
45: 전자클러치

Claims

트윈 용접와이어를 송급하는 기구에 있어서:
용접기(20) 상에 2개의 용접와이어를 동시에 피딩하는 송급모터(23)와 송급롤러(25)를 구비하고,
상기 용접기(20)는 2개의 용접와이어를 격판(33)으로 구분된 스풀(30) 상에 권취된 상태로 수용하는 것을 특징으로 하는 트윈 용접 와이어용 송급기구.
청구항 1에 있어서,
상기 용접기(20)는 토치(21) 상에 일체 구조의 송급롤러(25)와 가스관(27)을 지니고, 플럭스 코어드 아크 용접에 적용되는 것을 특징으로 하는 트윈 용접 와이어용 송급기구.
청구항 1에 있어서,
상기 스풀(30)은 금속재의 골격을 기반으로 절연성 수지를 몰딩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 트윈 용접 와이어용 송급기구.
청구항 1에 있어서,
상기 스풀(30)은 중심관(31)을 지닌 보빈의 구조로 형성되고 중심축(35) 상에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 트윈 용접 와이어용 송급기구.
청구항 1에 있어서,
상기 송급롤러(25)는 메인롤러(41)와 서브롤러(42)로 구분되고, 서브롤러(42)는 전자클러치(45)와 구동기(43)에 연결되어 메인롤러(41)와 차등된 속도로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 트윈 용접 와이어용 송급기구.