KR20190082358A

KR20190082358A - 티그용접용 c형 용가재 송급기구

Info

Publication number: KR20190082358A
Application number: KR1020170184584A
Authority: KR
Inventors: 박금기; 조상명
Original assignee: 박금기
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-10
Also published as: KR102046607B1

Abstract

본 발명은 티그용접용 C형 용가재 송급기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 티그용접에 사용되는 용가재가 그 단면모양이 C형으로 형성될 경우에 발생할 수 있는 용접불량을 최소화하고, 정확하면서도 연속적으로 용가재공급이 가능하도록 한 티그용접용 C형 용가재 송급기구에 과한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 티그용접용 C형 용가재 송급기구에 의하면 가이드프론트에 의해서 C형 용가재가 용접부위까지 정확히 전달되고, 스프링작용이 발생할 때에도 가이드프론트의 하단(출구)쪽은 완전히 잡아줄 수 있어서 C형 용가재의 끝단은 영향을 받지 않아서 용접불량이 발생하지 않고, C형 용가재가 용접부위에 투입될 때 가이드프론트에 완전히 가이드되어 정확한 각도로 투입되므로 가스의 흐름을 방해하지 않아서 산소를 차단할 수 있어서 용융물이 산화하지 않는 등의 효과가 발생한다.

Description

티그용접용 C형 용가재 송급기구{C-TYPE FILLER FEEDING DEVICE FOR TIG WELDING MACHINE}

본 발명은 티그용접용 C형 용가재 송급기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 티그용접에 사용되는 용가재가 그 단면모양이 C형으로 형성될 경우에 발생할 수 있는 용접불량을 최소화하고, 정확하면서도 연속적으로 용가재공급이 가능하도록 한 티그용접용 C형 용가재 송급기구에 관한 것이다.

일반적으로 발전설비, 해양플랜트 또는 석유화학 플랜트의 배관설비 등에는 저급재료인 탄소강이 주로 사용되고, 그 내면에 스테인리스강이나 니켈합금 등의 고강도의 내열성, 내구성, 내부식성 등의 성질을 가진 이종 금속으로 일정두께 덧살용접을 실시하여 사용한다.

이러한 덧살용접을 보통 육성용접이라 하는데 매우 취약한 환경에서 재료적 성질이 약한 금속이 사용될 때 금속 표면을 용접으로 코팅하여 내부식성, 내구성, 내마모성, 강도 등의 성질을 향상시키는 방법으로 비교적 낮은 단가로 높은 기계적, 화학적 특성을 얻을 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 육성용접을 위한 많은 자동화 장치들이 개발되어 사용되고 있는데, 대한민국 특허청 등록특허공보 제909596호, 제383014호 등에 개시된 바 있다.

상기 육성용접 중 주로 티그용접(TIG(Tungsten Inert Gas) Welding)이 많이 사용되는데, 티그용접이란 비소모성 텅스텐 용접봉과 모재간의 아크열에 의해 모재를 용접하는 방법으로 용접부 주위에 불활성가스를 공급하면서 텅스텐전극봉과 모재와의 사이에 아크를 발생시켜 용접하는 원리이다.

상기 티그용접은 용접부의 기계적 성질과 내부식성이 우수하며 작업환경이 청결하다는 장점이 있지만, 생산성이 낮다는 큰 문제점이 있다.

상기 티그용접의 생산성을 높이기 위해서는 전류를 높이고 용접속도를 증가 시켜야하지만 대전류를 사용하게 되면 아크 압력에 의한 강한 아크력에 의해 용융지 표면에 심한 압입현상이 생기며, 언더컷, 험핑비드, 그리고 분리비드와 같은 용접결함이 발생하게 되고, 대전류 아크의 경우 모재의 용입이 깊어져 모재와 용가재의 희석률이 증가하여 용접비드의 높이를 높게 하여야 화학성분의 요구치를 만족할 수 있으므로 용접원가가 비싸진다.

또한, 용착속도를 높여 생산성을 향상시키기 위해서는 와이어 송급 속도를 높여야 하지만 이는 1.0mm 또는 1.2 mm의 가는 와이어를 사용할 경우 높은 와이어 송급속도로 인해 아크열을 흡수할 수 있는 시간적 여유가 부족하고, 가는와이어를 고속으로 송급하면 횡진동이 심해져 아크중심에서 어긋나기 쉬워지고 이 경우 조금만 와이어가 어긋나게 송급되어도 용융되지 못하고 용융풀 밖으로 빠져나와 미용융 와이어가 형성된다.

미용융 와이어가 생길 경우 용접이 중단되어 생산성이 낮아지므로 현장에서는 충분히 높은 전류를 공급하여 용접하게 된다.

특히 플라즈마 스트림이론에 의하면 가는 와이어는 용접아크의 중심부에 형성되는 높은 아크압력과 열유속이 모재로 유입되는 것을 차단하는 면적이 좁기 때문에 가는 와이어 주변으로 유입되는 열유속으로 인해 모재의 용입이 깊어져 희석률이 증가하고 이에 따라 비드높이를 높게 하여야만 합금성분의 요구치를 만족할 수 있어서 용접원가가 높아진다.

최근에는 동일한 아크로 용가재를 많이 녹일 수 있도록 주로 원형단면으로 생상되던 것을 최근에는 용융의 양을 증가시키면서도 균일하게 용융될 수 있도록 단면형상이 'C'자 형태로 형성되는 용가재(이하, 'C형 용가재'라 함)가 제공되고 있다.

종래의 C형 용가재에 대한 기술은 대한민국공개특허공보 제2017-0051608호의 용접용 용가재(이하, '종래문헌'이라 함)로 공개되어 있다.

그러나, 종래와 같이 C형 용가재를 사용하는 티그용접기는 C형 용가재를 사용함에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 스프링라이너 내부에서 C형 용가재가 빠져나가서 대롱을 거쳐 가이드 프런트 내를 통과 할 때 C형 용가재의 품질불량으로 인해 송급 불안정이 생길 경우 스프링라이너가 횡방향으로 굽혀진 후 되돌아 올 때 튀는 현상 즉 스프링작용이 발생하여 C형 용가재가 일시적으로 급하게 송급되어 미용융 상태로 용융지에 돌진하는 현상 때문에 용접불량이 발생한다.

(2) C형 용가재의 투입이 실드가스의 토출방향과 어긋나거나 송급각도가 잘 맞지 않은 상태로 아크에 투입될 경우 실드가스의 흐름에 방해를 줄 수 있어서 실딩(shielding)이 제대로 되지 않아서 기공발생 등 용접불량이 발생할 수 있다.

(3) 기존의 C형 용가재 송급 경로에서는 곡선부를 얻기 위해 유연한 스프링라이너를 사용하고 있는데, 아크 근방에서는 직선형의 가이드프런트 상부에 직선형의 원통대롱(파이프)가 부착되어 C형 용가재가 송급될 때 등쪽면이 가이드프런트 및 대롱의 내면에 접촉하기 어렵고, 양쪽 날개가 내면에 접촉하는 구조로 되어 송급이 원활하지 못하여 용접불량이 가끔 발생한다.

상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 티그용접이 가능하도록 하는 용접전원과; 상기 용접전원에 용접케이블로 연결되는 손잡이가 형성되고, 상기 손잡이에 수직되게 내부에 토치가 내삽되는 용접토치헤드가 형성되며, 상기 용접토치헤드의 하부에 실드가스노즐이 부착되는 일반적인 티그용접기에 부착되되,

상기 실드가스노즐의 하단주연부에 형성되고, 측면에 사각형상로 파진 고정홈이 형성되는 제2노즐과;

상기 제2노즐의 고정홈에 끝단이 삽입되고, 타단이 상기 제2노즐의 끝단과 맞도록 고정되며, 전체 길이에 걸쳐 일정 곡률반경으로 휘어져 고정되고, 내부에는 전체길이에 동일한 곡률반경(R)로 휘어져서 C형 용가재가 통과할 수 있도록 내부홀이 형성된 가이드프론트로 구성되는 것을 특징으로 하는 티그용접용 C형 용가재 송급기구.

본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 티그용접용 C형 용가재 송급기구에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.

(1) 가이드프론트에 의해서 C형 용가재가 용접부위까지 정확히 전달되고, 스프링작용이 발생할 때에도 가이드프론트의 하단(출구)쪽은 완전히 잡아줄 수 있어서 C형 용가재의 끝단은 영향을 받지 않아서 용접불량이 발생하지 않는다.

(2) C형 용가재가 용접부위에 투입될 때 가이드프론트에 완전히 가이드되어 정확한 각도로 아크에 투입되므로 실드가스의 흐름을 방해하지 않아서 용접불량이 발생하지 않는다.

(3) 가이드프론트에 의해서 아크 근방에 정확하고 원활하게 송급되어 용접불량이 발생하지 않는다.

도 1은 종래의 C형 용가재의 형상을 나타낸 단면도(도면부호는 종래의 종래문헌에 사용된 것으로 본 명세서에서는 설명하지 않음).
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 티그용접용 C형 용가재 송급기구의 설치사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 티그용접용 C형 용가재 송급기구의 상부에서 바라본 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 티그용접용 C형 용가재 송급기구의 하부에서 바라본 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 티그용접용 C형 용가재 송급기구의 가이드프론트의 단면사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 티그용접용 C형 용가재 송급기구의 제2노즐의 단면도 및 평면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 티그용접용 C형 용가재 송급기구의 고정몸체의 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 티그용접용 C형 용가재 송급기구의 가이드프론트의 개념측면도.

본 발명은 티그용접이 가능하도록 하는 용접전원과; 상기 용접전원에 용접케이블로 연결되는 손잡이(30)가 형성되고, 상기 손잡이(30)에 수직되게 내부에 토치가 내삽되는 용접토치헤드(20)가 형성되며, 상기 용접토치헤드(20)의 하부에 실드가스노즐(22)이 부착되는 일반적인 티그용접기에 부착되되,

상기 용접토치헤드(20)의 하단주연부에 형성되고, 측면에 사각형상로 파진 사이드홈(220)이 형성되는 제2노즐(200)과;

상기 제2노즐(200)의 사이드홈(220)에 끝단이 삽입되고, 타단이 상기 제2노즐(200)의 끝단과 맞도록 고정되며, 전체 길이에 걸쳐 일정 곡률반경(R)으로 휘어져 고정되고, 내부에는 전체길이에 동일한 곡률반경(R)로 휘어져서 C형 용가재가 통과할 수 있도록 내부홀(150)이 형성된 가이드프론트(100)로 구성된다.

상기 티그용접기는 불활성가스를 공급하고 전기를 공급하는 용접전원부가 형성되고, 가운데에 텅스텐으로 형성되는 토치(25)가 형성되고 불활성가스가 토치 주변으로 배출될 수 있도록 하는 용접토치헤드(20)가 형성되며, 상기 용접토치헤드(20)의 하단에는 실드가스노즐(22)이 구성된다.

상기 티그용접기의 용접토치헤드(20)는 손잡이(30)가 형성되고, 상기 손잡이(30)에 수직하게 부착되어 구성된다.

상기 용접토치헤드(20)는 원형으로 형성되고, 내부에는 불활성가스가 형성되며, 가운데에는 토치(25)가 내삽된다.

상기 용접토치헤드(20)의 하단 주연부에는 제2노즐(200)이 형성되는데, 상기 제2노즐은 가운데에 용접토치헤드(20)가 삽입될 수 있도록 제2노즐홀(210)이 형성된다.

상기 제2노즐(200)의 내벽은 일측이 두껍게 형성되고, 타측은 일측보다 얇게 형성되는데, 두껍게 형성되는 부분에는 사각형태로 파진 사이드홈(220)이 형성된다.

상기 사이드홈(220)은 용접토치헤드(20)의 측면 두꺼운 벽에 파져서 형성되는데, 상부는 경사면(221)을 따라서 파지고, 후방에는 제2노즐홀(210)과 연통되도록 개방홀(225)이 형성된다.

상기 가이드프론트(100)는 일정한 곡률(R)을 가지는 사각형태의 관형상으로 형성되고, 내부에는 내부홀(150)이 형성된다.

상기 가이드프론트(100)의 곡률(R)은 내부홀(150)의 가운데를 중심으로 100mm가 적당하다.

상기 가이드프론트(100)의 사각형상의 상면(152)과 하면(151)에는 C형 용가재가 삽입되도록 연결되는 내부홀(150)이 형성된다.

상기 가이드프론트(100)의 상면(152)과 하면(151)에는 내부홀(150)의 시작과 끝인 상면C홀(152a)과 하면C홀(151a)이 형성되는데, 상기 상면C홀(152a)는 C형 용가재의 주연부보다 0.8mm ~ 1.2mm 크게 형성되고, 상기 하면C홀(151a)는 C형 용가재의 주연부보다 0.25mm ~ 0.35mm로 거의 동일한 크기로 형성된다.

상기 내부홀(150)의 파진 넓이는 상면(152)에서 하면(151)으로 갈수록 좁아지도록 형성된다.

상기 가이드프론트(100)의 상부주연부를 고정하는 고정몸체(300)가 형성될 수 있는데, 상기 고정몸체(300)의 상단에는 원형의 홀이 형성되고, 하단에는 사각형태의 고정몸체홀(312)이 형성된다.

상기 고정몸체(300)의 주연부에는 얇은 철판띠 형상의 상부고정구(250)기 용접토치헤드(20)의 주연부까지 연결되어 나사고정 된다.

상기 가이드프론트(100)는 주연부를 감싸면서 제2노즐(200)의 측면까지 얇은 철판띠 형상의 하부고정구(252)를 활용하여 나사로 고정될 수 있다.

상기 고정몸체(300)의 상부에는 스프링관 형상의 스프링라이너(400)가 형성되는데, 상기 스프링라이너(400)의 하단 끝단은 고정몸체(300)의 하단에 삽입되는 가이드프론트(100)의 상면(152)에 닿아서 결합될 수 있도록 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 티그용접용 C형 용가재 송급기구에 의하면 가이드프론트에 의해서 C형 용가재가 용접부위까지 정확히 전달되고, 스프링작용이 발생할 때에도 가이드프론트의 하단(출구)쪽은 완전히 잡아줄 수 있어서 C형 용가재의 끝단은 영향을 받지 않아서 용접불량이 발생하지 않고, C형 용가재가 용접부위에 투입될 때 가이드프론트에 완전히 가이드되어 정확한 각도로 아크에 투입되므로 실드가스의 흐름을 방해하지 않아서 용접불량이 발생하지 않으며, 가이드포론트에 의해서 아크 근방에 정확하고 원활하게 송급되어 용접불량이 발생하지 않는 등의 효과가 발생한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

20 : 용접토치헤드 22 : 실드가스노즐
25 : 토치 30 : 손잡이
50 : 용가재
100 : 가이드프론트 150 : 내부홀
151 : 하면 152 : 상면
151a: 하면C홀 152a: 상면C홀
200 : 제2노즐 210 : 제2노즐홀
220 : 사이드홈 221 : 경사면
225 : 개방홀 250 : 상부고정구
252 : 하부고정구 300 : 고정몸체
312 : 고정몸체홀 400 : 스프링라이너

Claims

티그용접이 가능하도록 하는 용접전원과; 상기 용접전원에 용접케이블로 연결되는 손잡이(30)가 형성되고, 상기 손잡이(30)에 수직되게 내부에 토치가 내삽되는 용접토치헤드(20)가 형성되며, 상기 용접토치헤드(20)의 하부에 실드가스노즐(22)이 부착되는 일반적인 티그용접기에 부착되되,
상기 용접토치헤드(20)의 하단주연부에 형성되고, 측면에 사각형상로 파진 사이드홈(220)이 형성되는 제2노즐(200)과;
상기 제2노즐(200)의 사이드홈(220)에 끝단이 삽입되고, 타단이 상기 제2노즐(200)의 끝단과 맞도록 고정되며, 전체 길이에 걸쳐 일정 곡률반경으로 휘어져 고정되고, 내부에는 전체길이에 동일한 곡률반경(R)로 휘어져서 C형 용가재가 통과할 수 있도록 내부홀(150)이 형성된 가이드프론트(100)로 구성되는 것을 특징으로 하는 티그용접용 C형 용가재 송급기구.
제 1항에 있어서,
상기 가이드프론트(100)는 일정한 곡률반경(R)을 가지는 사각형태의 관형상으로 형성되고, 내부에는 내부홀(150)이 형성되되,
상기 내부홀(150)의 상면(152)과 하면(151)에는 각각 상면C홀(152a)과 하면C홀(151a)이 연결관통되어 형성되는 되는 것을 특징으로 하는 티그용접용 C형 용가재 송급기구.
제 2항에 있어서,
상기 상면C홀과 하면C홀은 각각 C형 용가재의 주연부보다 0.8mm ~ 1.2mm, 0.25mm ~ 0.35mm 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 티그용접용 C형 용가재 송급기구.
제 1항에 있어서,
상기 가이드프론트(100)의 상면에 닿아서 결합되는 스프링라이너(400)가 형성되는 것을 특징으로 하는 티그용접용 C형 용가재 송급기구.