KR20190108916A - 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스터드 용접 건에 관한 것으로서, 특히 가이드 패널 내부에 발열체를 구비하여 용접작업시 용접결함을 예방하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건에 관한 것이다. 구성은 스터드 용접 건에 있어서, 일 측에 조작 스위치를 구비하는 손잡이가 형성되고 중앙에는 스터드 척이 형성되며 일 측면에는 현재의 온도와 설정된 온도를 나타내는 디스플레이가 형성된 본체와; 상기 본체의 양측에 장갑판재와 같은 고경화능 금속 모재에 용접되는 스터드(S)의 길이에 따라 간격을 조절하기 위해 전, 후로 슬라이딩 가능하게 결합되는 로드와; 상기 로드의 전, 후진 동작에 연동하도록 결합되고 내부에는 모재를 예열하기 위한 발열체가 형성된 가이드 패널; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

예열 기능을 갖는 스터드 용접 건{Stud Welding Gun with Preheating Function}

본 발명은 스터드 용접 건에 관한 것으로서, 특히 가이드 패널 내부에 발열체를 구비하여 용접작업시 용접결함을 예방하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건에 관한 것이다.

일반적으로 스터드 용접(stud welding)이란 스터드 등을 전극으로 사용하여 아크를 발생시키고, 스터드가 용융된 상태에서 이를 모재에 압착하여 하는 용접으로서 스터드 용접 건이 사용된다.

이러한 스터드 용접에 사용되는 스터드 용접 건은 아크열을 이용하여 순간적으로 국부를 가열하도록 구성되므로 용접 응력이 작아 용접 전, 후 처리가 필요 없는 것으로 알려져 있다.

그러나, 종래의 스터드 용접 건은 장갑판재와 같은 일부 고경화능 금속의 용접작업시 용접 후의 냉각 속도가 타 용접에 비해 빠르므로 열 충격에 의해 발생하는 용접 균열 및 조직 경화를 방지하기 위해 가스 토치와 같은 별도의 장비를 이용하여 예열 공정을 실시해야 하는 문제점이 있었다.

또, 종래의 스터드 용접 건은 예열을 위한 별도의 장비 및 공정을 추가 하여야 하므로 작업시간이 오래소요되고 비용이 증가하는 문제점이 있다.

공개특허번호 제10-2014-0085760호

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 스터드 건의 가이드 패널 내부에 발열체를 구비하여 별도의 예열장비와 공정의 추가 없이 용접결함을 방지하고 신속한 작업으로 작업성 향상을 이루도록 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스터드 용접 건에 있어서, 일 측에 조작 스위치를 구비하는 손잡이가 형성되고 중앙에는 스터드 척이 형성되며 일 측면에는 현재의 온도와 설정된 온도를 나타내는 디스플레이가 형성된 본체와; 상기 본체의 양측에 장갑판재와 같은 고경화능 금속 모재에 용접되는 스터드(S)의 길이에 따라 간격을 조절하기 위해 전, 후로 슬라이딩 가능하게 결합되는 로드와; 상기 로드의 전, 후진 동작에 연동하도록 결합되고 내부에는 모재를 예열하기 위한 발열체가 형성된 가이드 패널; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 디스플레이의 일 측에는 모재의 온도 설정을 위한 온도상승버튼과, 온도하강버튼이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 패널은 신속하고 원활한 열전달을 위해 구리로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 패널은 용접 모재의 온도를 측정하는 온도측정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 패널은 바닥판과 상판으로 형성되고 상기 발열체는 바닥판에 안착 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 발열체는 비금속 발열체인 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 패널은 중앙에 스터드 척의 원활한 이동을 위한 스터드 통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 온도측정수단은 열전대로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 패널에는 가스 배출을 위한 가스 배출구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 비금속 발열체는 탄화규소(sic)인 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명은 간단한 구성과 조작만으로 용접하고자 하는 모재의 예열을 별도의 장비 없이 신속하게 이루므로 용접작업 시간을 현저하게 단축하는 효과가 있다.

특히 별도의 장비에 의한 예열 공정을 추가하지 않아도 됨으로써 용접비용을 현저하게 줄이는 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스터드 용접 건의 요부 분해 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 조립도이다.
도 3은 도 2의 스터드 용접 건을 상부에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 배면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 좌측면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 우측면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 저면도이다.
도 10은 도 6의 A-A선 요부 단면도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 발열체를 동작하기 전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스터드 용접 건의 발열체를 동작시켜 용접 모재를 가열한 사용 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건(100)은 본체(110)와 로드(120) 및 가이드 패널(130)로 대별되어 이루어진다.

상기 본체(110)는 일 측에 작업자가 스터드 용접작업을 원활하게 수행할 수 있도록 조작 스위치(111)를 구비하는 개략 권총(gun) 형태의 손잡이(112)가 형성되고 중앙에는 스터드 척(113)이 형성되며 일 측면에는 현재의 온도와 설정된 온도를 나타내는 디스플레이(display)(114)가 형성된다.

상기 조작 스위치(111)는 본체(110)의 내부에 형성되는 코일(미도시)의 발열을 위해 조작하는 것이다.

그리고 상기 코일은 도선을 감은 것으로서 코일에 전류를 흘리면 코일에서 발생하는 열에 의해 본체(110)가 가열되는 것을 차단하면서도 열전도성을 갖는 코일 하우징(미도시)에 의해 열을 빨리 흡수하여 코일의 열을 신속하게 식혀줄 수 있도록 구성된다.

또한, 코일에서 발생되는 전자성의 약한 힘을 코일을 감싸는 하우징(미도시)에 의해 더 큰 전자성의 힘을 띄게 하여 스터드 척(113)에 강한 전류를 제공함으로써 스터드(S) 및 모재(200) 간의 강한 용입, 용착을 통해 용접성을 향상시키게 된다.

그리고 상기 스터드 척(113)은, 본 발명의 출원 전에 스터드 용접 건의 기술분야에서 널리 적용되고 있는 공지된 구성으로서 해당분야 통상의 기술자에 의해 용이하게 실시될 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 로드(120)는, 상기 본체(110)의 양측에 장갑판재와 같은 고경화능 금속 모재(200)에 용접되는 스터드(S)의 길이에 따라 스터드(S)와 금속 모재(200) 상호 간의 간격을 조절하기 위해 전, 후로 슬라이딩 가능하게 결합된다.

즉, 상기 스터드(S)와 모재(200)의 간의 간격이 멀 경우 로드(120)를 신장시키고 , 상기 스터드(S)와 모재(200) 간의 간격이 너무 가까울 경우 로드(120)를 수축시킨다.

이와 같은 상기 로드(120)는, 본 발명의 출원 전에 스터드 용접 건의 기술분야에서 널리 적용되고 있는 공지된 구성으로서 해당분야 통상의 기술자에 의해 용이하게 실시될 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또, 상기 로드(120)는 내부에 추후 설명할 발열체(133)와 온도측정수단(134)의 배선을 수용하도록 빈공간(미도시)으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 로드(120)의 한쪽에는 배선을 위한 구멍(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 배선이 로드(120)의 내부로 조립되어 외부로 노출되지 않기 때문에 미관 향상을 이룰 수 있다.

또, 상기 디스플레이(114)의 일 측에는 모재(200)의 온도 설정을 위한 삼각형으로 이루어지는 온도상승버튼(115)과, 역삼각형으로 이루어지는 온도하강버튼(116)이 형성된다.

즉, 상기 온도상승버튼(115)을 누르게 되면 추후 설명할 발열체(133)가 발열하게 되고, 상기 온도하강버튼(116)을 누르게 되면 발열체(133)의 온도가 내려가게 된다.

상기 가이드 패널(130)은 로드(120)의 전, 후진 동작에 연동하도록 결합되고 내부에는 모재(200)를 예열하기 위한 발열체(133)가 형성된다.

여기서, 상기 발열체(133)의 양단에는 발열체(133)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급단자를 갖는 전원선(미도시)이 연결된다.

또, 상기 가이드 패널(130)은 바닥판(131)과 상판(132)으로 형성되고 상기 발열체(133)는 바닥판(131)에 안착 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 발열체(133)가 상판(132)에 부착될 경우에는 바닥판(131)에 안착 형성되는 것이 비해 모재(200)에 열전달이 늦게 이루어질 수 있다.

따라서, 상기 발열체(133)를 바닥판(131)에 안착 형성하는 것이 모재(200)에 예열을 위한 열전달을 직접적으로 신속하게 이룰 수 있다.

그리고 상기 가이드 패널(130)은 바닥판(131)과 상판(132)의 중앙에 스터드 척(113)의 원활한 이동을 위한 스터드 통로(135)가 형성된다.

이에 따라, 상기 로드(120)의 신장 또는 수축 동작시 스터드 척(113)은 스터드 통로(135)를 통해 이동하면서 모재(200)에 스터드(S)가 원활하게 접촉토록 할 수 있다.

또한, 상기 가이드 패널(130)에는 용접작업시 발생하는 가스의 배출을 위한 가스 배출구멍(132a)이 형성된다.

즉, 상기 가스 배출구멍(132a)은 높이를 갖는 상판(132)에 형성되는 것이 가스의 원활한 배출을 위해 바람직하다.

그리고 상기 가이드 패널(130)은 모재(200)의 원활하고 신속한 예열을 이루도록 넓은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 가이드 패널(130)의 면적이 좁을 경우 모재(200)에 신속하고 원활한 열전달이 쉽지 않으므로 원형이나 사각형과 같이 넓은 면적으로 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 가이드 패널(130)의 바닥판(131)은 모재(200)에 신속하고 원활한 열전달을 위해 열전도성이 좋은 구리로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 바닥판(131)의 두께는 1∼3㎜ 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 바닥판(131)의 두께가 1㎜ 이하로 형성되면 열전달은 더 신속하고 원활하게 이룰 수 있으나 내구성이 저하되고, 두께가 3㎜ 이상으로 형성되면 원가상승과 신속한 열전달을 방해할 수 있으므로 1∼3㎜ 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발열체(133)는 탄화규소, 탄소, 염류와 같은 비금속 발열체인 것이 바람직하다.

특히, 상기 비금속 발열체는 규소의 탄화물인 탄화규소(화학식 SiC)로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 발열체(133)를 금속 발열체로 형성할 경우 누전이나 합선에 의한 감전이나 화재가 발생할 수 있으므로 안전하고 원활한 발열을 위해 비금속 발열체인 탄화규소로 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 가이드 패널(130)을 구성하는 바닥판(131) 또는 상판(132)의 일 측에는 용접 모재(200)의 온도를 측정하기 위한 온도측정수단(134)이 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 온도측정수단(134)을 형성함에 따라 용접하고자 하는 모재(200)에 상기 가이드 패널(130)을 접촉시 모재(200)의 현재 온도를 쉽게 감지할 수 있게 된다.

이로 인해, 상기 모재(200)의 온도가 설정된 온도보다 낮은 경우 상기 발열체(133)를 발열시켜 설정된 온도로 예열함으로써 장갑판재와 같은 고경화능 금속 모재(200)의 용접 전,후에 발생할 수 있는 열 충격에 의한 용접균열 및 조직 경화 발생을 방지하여 용접품질 향상을 이룰 수 있다.

그리고 상기 온도측정수단(134)은 열전대(thermo couple)로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 열전대(thermo couple)는 제베크효과를 이용하여 넓은 범위의 온도를 측정하기 위해 두 종류의 금속으로 만든 장치로서, 내구성이 좋아 발전소, 제철소 등과 같이 극한 상황에서 온도를 측정하기 위해 사용된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건의 사용 관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 스터드 용접 건(100)을 이용하여 장갑판재와 같은 고경화능 금속의 용접작업을 하고자 할 경우, 상기 로드(120)를 전방으로 신장시켜 용접하고자 하는 모재(200)의 용접 부위에 가이드 패널(130)의 바닥면(131)이 접촉되도록 한다.

이때, 상기 가이드 패널(130)의 일 측에 형성된 온도측정수단(134)은 모재(200)의 현재 온도를 감지하여 상기 디스플레이(114)에 표시하게 된다.

이에 따라, 작업자는 모재(200)의 용접 부위 온도가 설정된 온도에 비해 낮은 경우 상기 온도상승버튼(115)를 조작하여 상기 가이드 패널(130)에 형성된 발열체(133)를 발열시켜 용접 부위가 설정된 온도가 되도록 예열시킨다.

다음, 상기 모재(200)의 용접 부위 온도가 설정된 온도로 예열이 되면 상기 디스플레이(114)에는 현재 예열 온도를 표시하게 된다.

이를 통해 작업자는 상기 스터드 척(113)에 스터드(S)를 장착하고 로드(120)를 이용하여 스터드 척(113)에 장착된 스터드(S)와 모재(200) 간의 간격이 적절하도록 조절한다.

이때, 상기 스터드 척(113)에 장착된 스터드(S)와 용접될 모재(200)의 정확한 용접 부위에 접촉되도록 위치시킨다.

다음, 상기 본체(110)의 손잡이(112) 일 측에 형성된 조작 스위치(111)를 조작한다.

이에 따라, 상기 본체(110)에 형성된 코일(미도시)이 동작하면서 코일에 강한 열을 동반한 전류가 스터드 척(113)을 통해 스터드(S)로 흐르게 되고, 스터드(S)와 모재(200) 사이에 강한 아크를 발생시킨다.

이때, 상기 스터드(S)는 모재(200)에 용착되면서 용접되는 것이다.

이와 같이 장갑판재와 같은 고경화능 금속의 용접 작업시 용접 후의 냉각 속도가 타 용접에 비해 빠르더라도 상기 예열 작업에 의해 열 충격이 방지되므로 용접균열과 조직경화를 예방하여 용접품질을 향상할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 스터드 용접 건 110 : 본체
111 : 조작 스위치 112 : 손잡이
113 : 스터드 척 114 : 디스플레이
115 : 온도상승버튼 116 : 온도하강버튼
120 : 로드 130 : 가이드 패널
131 : 바닥판 132 : 상판
132a : 가스배출구멍 133 : 발열체
134 : 온도측정수단 135 : 스터드 통로
200 : 모재

Claims (10)

1. 스터드 용접 건에 있어서,
   일 측에 조작 스위치를 구비하는 손잡이가 형성되고 중앙에는 스터드 척이 형성되며 일 측면에는 현재의 온도와 설정된 온도를 나타내는 디스플레이가 형성된 본체와;
   상기 본체의 양측에 장갑판재와 같은 고경화능 금속 모재에 용접되는 스터드(S)의 길이에 따라 간격을 조절하기 위해 전, 후로 슬라이딩 가능하게 결합되는 로드와;
   상기 로드의 전, 후진 동작에 연동하도록 결합되고 내부에는 모재를 예열하기 위한 발열체가 형성된 가이드 패널; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
2. 제1항에 있어서,
   상기 디스플레이의 일 측에는 모재의 온도 설정을 위한 온도상승버튼과, 온도하강버튼이 형성되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 패널은 신속하고 원활한 열전달을 위해 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 패널은 용접 모재의 온도를 측정하는 온도측정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
5. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 패널은 바닥판과 상판으로 형성되고 상기 발열체는 바닥판에 안착 형성되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
6. 제1항에 있어서,
   상기 발열체는 비금속 발열체인 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 패널은 중앙에 스터드 척의 원활한 이동을 위한 스터드 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
8. 제4항에 있어서,
   상기 온도측정수단은 열전대로 형성되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
9. 제5항에 있어서,
   상기 가이드 패널에는 가스 배출을 위한 가스 배출구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.
10. 제6항에 있어서,
    상기 비금속 발열체는 탄화규소(sic)인 것을 특징으로 하는 예열 기능을 갖는 스터드 용접 건.

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