KR20200027294A - Laser welding jig - Google Patents

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KR20200027294A
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임충만
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Abstract

An object of the present invention is to provide a jig for laser welding which can improve welding quality by preventing oxidation of a welded part and corrosion caused by the same during laser welding. To implement this, the jig for laser welding of the present invention, which is a jig for laser welding for supplying an antioxidant gas to a welded part of a first welding target and a second welding target during laser welding using a laser beam, comprises: a first plate connected to a gas inlet unit into which the antioxidant gas is introduced; a second plate stacked on the first plate to block oxide from entering the welded part; and a flow path formed between the first plate and the second plate to supply the antioxidant gas to the welded part.

Description

레이저 용접용 지그{Laser welding jig}Laser welding jig

본 발명은 레이저 용접용 지그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이저 용접 시 용접부의 산화 및 이에 따른 부식을 방지함으로써 용접 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 레이저 용접용 지그에 관한 것이다.The present invention relates to a jig for laser welding, and more particularly, to a welding jig for laser welding to improve the welding quality by preventing oxidation and thus corrosion of the welding portion during laser welding.

종래에는 복수의 모재를 용접하는 방식으로 비소모성 텅스텐 용접봉과 모재 간의 아크열에 의해 모재를 용접하는 티그(TIG) 용접을 이용하였으나, 근래에는 용접부위를 높은 정밀도로 정확하고 신속하게 용접하는 레이저 용접이 널리 이용되고 있다. 레이저 용접 시, 용접부는 주변의 산화물에 의해 산화될 수 있으며, 산화에 따른 부식의 문제가 발생할 수 있다. Conventionally, as a method of welding a plurality of base materials, TIG welding, which welds the base material by arc heat between a non-consumable tungsten welding rod and the base material, has been recently used, but laser welding, which accurately and quickly welds the welding area with high precision, It is widely used. In laser welding, the welding part may be oxidized by the surrounding oxide, and corrosion problems due to oxidation may occur.

이와 같이 레이저 용접 시 용접부의 산화 및 부식을 방지하기 위한 방안으로, 용접부에 산화방지가스를 공급하여 용접부 주변을 산화방지 분위기로 조성하여 외부 공기와 같은 주변의 산화물이 용접부로 유입되는 것을 차단하는 방법을 적용하고 있다. As a method for preventing oxidation and corrosion of a welding part during laser welding, a method of preventing oxidation of surrounding oxide, such as external air, from entering the welding part by supplying an oxidation gas to the welding part to form an antioxidant atmosphere. Is applied.

일례로, 레이저 용접 시 용접노즐에 산화방지가스를 투입 및 분사하여 용접부의 산화를 방지하는 방법을 사용했으나, 레이저 용접은 티그 용접에 비해 용접속도가 3배 이상 빨라 산화방지가스가 산란되는 현상이 발생하게 된다. For example, in the case of laser welding, a method was used to prevent oxidation of a welding part by inputting and spraying an anti-oxidant gas into a welding nozzle. Will occur.

이와 같이 용접노즐에 산화방지가스를 주입하는 방법을 사용하는 경우, 용접노즐이 용접부가 형성될 위치를 따라서 이동하게 되는데, 용접재료의 형상에 따라서는 용접노즐이 용접재료와 간섭될 경우 산화방지가스를 용접부로 공급할 수 없게 되는 문제점이 있다. When the method of injecting an antioxidant gas into the welding nozzle is used as described above, the welding nozzle moves along the position where the welding part is to be formed. Depending on the shape of the welding material, when the welding nozzle interferes with the welding material, the antioxidant gas There is a problem that can not be supplied to the weld.

또한, 용접노즐 방식이 아닌 스캐너 방식의 레이저 용접의 경우, 용접부에 산화방지가스를 공급하여 산화방지 분위기를 조성하기 위하여 별도의 차폐룸 등을 적용하게 되는데, 상기 차폐룸은 레이저 프로텍션 글라스와 같은 고가의 부품을 구비함에 따라 레이저 용접 장치의 설비 비용이 상승하는 문제점이 있었다.In addition, in the case of a laser welding of a scanner type other than a welding nozzle method, a separate shielding room or the like is applied to create an oxidation atmosphere by supplying an antioxidant gas to the welding portion, and the shielding room is expensive, such as laser protection glass. There is a problem that the equipment cost of the laser welding device increases as the parts of the are provided.

대한민국 등록특허 제10-1256430호Republic of Korea Registered Patent No. 10-1256430 대한민국 공개특허 제10-2010-0036930호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0036930

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이저 용접 시 용접부의 산화 및 이에 따른 부식을 방지함으로써 용접 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 레이저 용접용 지그를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object thereof is to provide a jig for laser welding that can improve the welding quality by preventing oxidation of the welded portion and thus corrosion during laser welding.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 레이저 용접용 지그는, 레이저 빔을 이용한 레이저 용접 시, 제1용접대상물과 제2용접대상물의 용접부에 산화방지가스를 공급하기 위한 레이저 용접용 지그로서, 상기 산화방지가스가 투입되는 가스 투입부에 연결된 제1플레이트; 상기 제1플레이트에 적층되어 상기 용접부 측으로 산화물이 유입되는 것을 차단하는 제2플레이트; 및 상기 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 형성되어 상기 산화방지가스를 상기 용접부 측으로 공급하는 유로;를 포함하여 구성된다.The jig for laser welding of the present invention for realizing the object as described above is a laser welding jig for supplying an antioxidant gas to a welding part of a first welding object and a second welding object during laser welding using a laser beam. , A first plate connected to the gas input portion to which the antioxidant gas is input; A second plate stacked on the first plate to block oxide from entering the welding portion; And a flow path formed between the first plate and the second plate to supply the antioxidant gas to the welding portion.

상기 제1플레이트와 제2플레이트에는, 상기 용접부를 수용하는 관통구가 형성되고, 상기 관통구가 형성되지 않은 영역에 의해 상기 용접부 측으로의 공기 유입이 차단되도록 구성될 수 있다.In the first plate and the second plate, a through hole accommodating the welding portion may be formed, and air inflow to the welding portion may be blocked by an area where the through hole is not formed.

상기 적층된 제1플레이트와 제2플레이트 사이에는, 상기 가스 투입부를 통해 유입되는 산화방지가스가 유입되는 가스 유입유로와, 상기 가스 유입유로에 연결된 가스 분배유로, 및 상기 가스 분배유로에 연결되어 복수의 상기 용접부에 산화방지가스를 공급하는 복수의 가스 배출구가 형성될 수 있다.Between the stacked first plate and the second plate, a gas inlet flow path through which an antioxidant gas flowing through the gas inlet flows, a gas distribution flow path connected to the gas inflow path, and a plurality of gas distribution flow paths A plurality of gas outlets for supplying the antioxidant gas to the welding portion may be formed.

상기 가스 분배유로는 동심 구조로 배치된 복수의 상기 용접부의 사이의 영역에 원형으로 형성되며, 상기 복수의 가스 배출구는 원주방향으로 등간격 이격된 위치에 방사상으로 형성되어 상기 관통구의 일측으로 연결되도록 구성될 수 있다.The gas distribution flow path is formed in a circular shape in a region between the plurality of welds arranged in a concentric structure, and the plurality of gas outlets are radially spaced at equal intervals in the circumferential direction to be connected to one side of the through hole Can be configured.

상기 복수의 용접부 중 중앙에 위치하는 용접부를 수용하는 관통구에 연결되는 가스 배출구는, 상기 가스 유입유로가 상기 가스 분배유로에 연결되는 위치의 반대측 위치의 가스 분배유로에 연결되도록 구성될 수 있다.A gas outlet connected to a through hole accommodating a welding portion located at a center among the plurality of welding portions may be configured to be connected to a gas distribution flow path at a position opposite to the location where the gas inflow flow path is connected to the gas distribution flow path.

상기 제1플레이트와 제2플레이트를 지지하며 하관판의 측면을 에워싸는 측면관을 더 포함하여 구성될 수 있다.It may be configured to further include a side tube supporting the first plate and the second plate and surrounding the side surface of the lower tube.

상기 가스 투입부는 상기 제1플레이트에 1개소 이상 연결될 수 있다.The gas input part may be connected to one or more places on the first plate.

일실시예로, 상기 산화방지가스를 상기 용접부 측으로 공급하는 유로는, 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 맞닿는 면 중 적어도 하나의 면에 음각의 홈 형태로 형성되어, 상기 제1플레이트와 제2플레이트의 결합에 의해 형성될 수 있다.In one embodiment, the flow path for supplying the antioxidant gas to the side of the welding portion is formed in the form of an intaglio groove on at least one of the surfaces of the first plate and the second plate contacting the first plate and the second plate. It can be formed by the bonding of the plate.

다른 실시예로, 상기 산화방지가스를 상기 용접부 측으로 공급하는 유로는, 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 맞닿는 면 양측에 음각의 홈 형태로 형성되어, 상기 제1플레이트와 제2플레이트의 결합에 의해 형성될 수 있다.In another embodiment, the flow path for supplying the antioxidant gas to the welding portion is formed in the form of intaglio grooves on both sides of the surface where the first plate and the second plate contact each other, so as to combine the first plate and the second plate. It can be formed by.

상기 제1플레이트에는 상측으로 연장 형성된 손잡이부가 결합될 수 있다.The first plate may be formed with a handle portion extending upwardly.

본 발명에 따른 레이저 용접용 지그에 의하면, 제1플레이트와 제2플레이트를 통하여 산화방지가스를 용접부 위치까지 유입시켜 용접부 주변을 산화방지 분위기로 조성함으로써 레이저 용접 시 발생하는 용접부의 산화 및 이에 따른 부식을 효과적으로 방지하여 용접 품질을 향상시킬 수 있다.According to the jig for laser welding according to the present invention, oxidation of the welding portion generated during laser welding and corrosion thereof are generated by introducing an antioxidant gas through the first plate and the second plate to the location of the welding portion to form an anti-oxidation atmosphere around the welding portion. It can effectively prevent the welding quality.

또한, 제1플레이트와 제2플레이트에는 용접부를 수용하는 관통구가 형성되고, 관통구가 형성되지 않은 영역에 의해 용접부 측으로 주변의 산화물이 유입되는 것을 차단하여 레이저 용접 시 관판의 온도 상승에 의한 대류 현상에 의해 외부의 공기가 용접부로 유입되는 현상을 방지함으로써, 용접부의 산화를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, the first plate and the second plate are formed with a through-hole for accommodating the weld, and block the inflow of surrounding oxide into the weld by the region where the through-hole is not formed, convection due to the temperature rise of the tube during laser welding. By preventing the phenomenon of external air flowing into the welding portion due to the phenomenon, oxidation of the welding portion can be more effectively prevented.

또한, 제1플레이트와 제2플레이트 사이에는 가스 유입유로와 가스 분배유로 및 가스 배출유로를 형성함으로써, 복수의 용접부 전체 영역에 산화방지가스가 균일한 유량으로 고르게 분배될 수 있어 용접 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, by forming a gas inlet flow path, a gas distribution flow path, and a gas discharge flow path between the first plate and the second plate, the antioxidant gas can be evenly distributed at a uniform flow rate in the entire area of the plurality of welds, thereby improving welding quality. You can.

또한, 본 발명은 레이저 용접 방식의 종류에 관계 없이 용접부를 산화방지 분위기로 조성하는데 널리 적용될 수 있다.In addition, the present invention can be widely applied to create a welding portion in an antioxidant atmosphere regardless of the type of laser welding method.

도 1은 본 발명이 적용되는 용접대상물의 일실시예로서 관체형 열교환기의 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 용접용 지그가 용접대상물에 결합된 모습을 보여주는 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 레이저 용접용 지그와 용접대상물의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 용접용 지그의 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 용접용 지그에서 산화방지가스가 공급되는 유로를 보여주는 투시 사시도,
도 7은 도 3의 평면도,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 용접용 지그를 이용한 레이저 용접 상태를 보여주는 도 7의 A-A 선을 따르는 단면도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 용접용 지그가 용접대상물에 결합된 모습을 보여주는 사시도,
도 10은 도 9에 도시된 레이저 용접용 지그와 용접대상물의 분해 사시도.1 is a perspective view of a tubular heat exchanger as an embodiment of a welding object to which the present invention is applied,
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1,
3 is a perspective view showing a state in which a jig for laser welding according to a first embodiment of the present invention is coupled to a welding object,
Figure 4 is an exploded perspective view of the jig for laser welding and the welding object shown in Figure 3,
5 is an exploded perspective view of a jig for laser welding according to a first embodiment of the present invention,
Figure 6 is a perspective view showing a flow path through which the antioxidant gas is supplied from the jig for laser welding according to the first embodiment of the present invention,
7 is a plan view of FIG. 3,
8 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 7 showing a laser welding state using a jig for laser welding according to a first embodiment of the present invention,
9 is a perspective view showing a state in which a jig for laser welding according to a second embodiment of the present invention is coupled to a welding object,
10 is an exploded perspective view of the jig for laser welding and the welding object shown in FIG. 9.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명이 적용되는 용접대상물의 일실시예로서 관체형 열교환기의 구조를 설명한다.First, a structure of a tubular heat exchanger will be described as an embodiment of a welding object to which the present invention is applied with reference to FIGS. 1 and 2.

본 발명이 적용되는 관체형 열교환기(1)는, 열매체가 유입 및 유출되는 외부 자켓(10), 상기 외부 자켓(10)의 내측에 구비되어 연소가스가 내부를 통과하는 복수의 튜브(20), 상기 외부 자켓(10)의 상부에 결합되어 연소실 공간을 형성하는 상관판(30), 및 상기 외부 자켓(10)의 하부에 결합되는 하관판(40)을 포함한다.The tubular heat exchanger (1) to which the present invention is applied is provided with an outer jacket (10) through which a heating medium flows in and out, and a plurality of tubes (20) provided inside the outer jacket (10) through which combustion gas passes. , It is coupled to the upper portion of the outer jacket 10 to form a combustion chamber space 30, and includes a lower plate 40 coupled to the lower portion of the outer jacket 10.

상기 외부 자켓(10)의 하부 일측에는 열매체 유입구(11)가 형성되고, 외부 자켓(10)의 상부 일측에는 열매체 배출구(12)가 형성된다. 상기 열매체 유입구(11)를 통해 외부 자켓(10)의 내부로 유입된 열매체는 외부 자켓(10)의 내측면과 튜브(20)의 외측면 사이의 공간을 통과하며 튜브(20)의 내부를 통과하는 연소가스와 열교환 된 후에 열매체 배출구(12)를 통해 배출된다.The heating medium inlet 11 is formed on the lower side of the outer jacket 10, and the heating medium outlet 12 is formed on the upper side of the outer jacket 10. The heating medium introduced into the outer jacket 10 through the heating medium inlet 11 passes through a space between the inner surface of the outer jacket 10 and the outer surface of the tube 20 and passes through the inside of the tube 20. After the heat exchange with the combustion gas is discharged through the heating medium outlet (12).

상기 상관판(30)은, 바닥부(31)와, 바닥부(31)에 형성되어 튜브 상단(21)이 삽입되는 복수의 튜브 삽입구(32)와, 바닥부(31)의 외측단에서 상측으로 연장된 측면부(33)와, 측면부(33)의 상단에 형성되어 외부 자켓(10)의 상단부에 결합되는 플랜지부(34)로 구성된다.The correlation plate 30 is formed on the bottom portion 31, the bottom portion 31, a plurality of tube insertion ports 32 into which the tube top 21 is inserted, and the upper side from the outer end of the bottom portion 31 It is composed of a flange portion 34 formed on the upper end of the side portion 33 and the side portion 33 extended to the outer jacket 10.

상기 하관판(40)은, 바닥부(41)와, 바닥부(41)에 형성되어 튜브 하단(22)이 삽입되는 복수의 튜브 삽입구(42)와, 바닥부(41)의 외측단에서 상측으로 연장되어 외부 자켓(10)의 하단부에 결합되는 측면부(43)로 구성된다.The lower pipe 40 is formed on the bottom portion 41 and the bottom portion 41, and a plurality of tube insertion ports 42 into which the tube bottom 22 is inserted, and an upper side from the outer end of the bottom portion 41. It consists of a side portion 43 extending to the lower end of the outer jacket 10.

상기 상관판(30)의 튜브 삽입구(32)를 관통한 튜브 상단(21)의 외측면(21a)과 상관판(30)의 바닥부(31)의 상면(31a)은 레이저 용접에 의해 결합된다. 또한, 상기 하관판(40)의 튜브 삽입구(42)를 관통한 튜브 하단(22)의 외측면과 하관판(40)의 바닥부(41)의 저면은 레이저 용접에 의해 결합된다.The outer surface 21a of the tube top 21 passing through the tube insertion hole 32 of the correlation plate 30 and the upper surface 31a of the bottom portion 31 of the correlation plate 30 are joined by laser welding. . In addition, the outer surface of the lower end of the tube 22 passing through the tube insertion hole 42 of the lower tube plate 40 and the bottom surface of the bottom portion 41 of the lower tube plate 40 are joined by laser welding.

이하, 상기 튜브(20)의 상하 양단(21,22)을‘제1용접대상물’이라 지칭하고, 상기 상관판(30)과 하관판(40)을 관판(30,40)이라 통칭하며‘제2용접대상물’이라 지칭하여 설명한다.Hereinafter, the upper and lower ends 21 and 22 of the tube 20 are referred to as a 'first welding object', and the correlated plate 30 and the lower pipe 40 are collectively referred to as pipe plates 30 and 40. 2 The object to be welded 'is explained.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 용접용 지그(100)는, 레이저 빔(LB)를 이용한 레이저 용접 시, 제1용접대상물(20)과 제2용접대상물(30)의 용접부(P)에 산화방지가스를 공급하기 위한 구성으로, 산화방지가스가 투입되는 제1플레이트(110)와, 상기 제1플레이트(110)에 적층되어 상기 용접부(P) 측으로 공기와 같은 주변의 산화물이 유입되는 것을 차단하는 제2플레이트(120), 및 상기 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120) 사이에 형성되어 상기 산화방지가스를 상기 용접부(P) 측으로 공급하는 유로(123,124,125,126,127)를 포함하여 구성된다.3 to 8, the jig 100 for laser welding according to the first embodiment of the present invention, when laser welding using a laser beam LB, the first welding object 20 and the second welding object The structure for supplying the antioxidant gas to the welding portion (P) of (30), the first plate 110 to which the antioxidant gas is injected, and laminated on the first plate 110, the air toward the welding portion (P) It is formed between the second plate 120 and the first plate 110 and the second plate 120 to block the inflow of the surrounding oxide, such as to supply the antioxidant gas to the welding portion (P) side It comprises a flow path (123,124,125,126,127).

일실시예로, 상기 산화방지가스는 아르곤(Ar) 가스가 사용될 수 있으나, 산화방지가스의 종류는 이에 한정되는 것은 아니며 용접부의 산화방지를 위한 다른 종류의 가스로 대체될 수도 있다.In one embodiment, argon (Ar) gas may be used as the antioxidant gas, but the type of the antioxidant gas is not limited to this, and may be replaced with another type of gas for preventing oxidation of the weld.

본 실시예에서, 상기 용접부(P)는 튜브 상단(21)과, 튜브 삽입구(32)를 관통한 튜브 상단(21) 둘레에 위치하는 상관판(30)의 바닥부(31)에 형성된다.In this embodiment, the welding portion (P) is formed on the bottom portion (31) of the corrugated plate (30) located around the tube top (21) and the tube top (21) passing through the tube insert (32).

상기 제1플레이트(110)는 레이저 용접용 지그(100)의 상부를 이루는 것으로, 상부에는 산화방지가스 공급부(미도시됨)로부터 공급되는 산화방지가스가 투입되는 적어도 하나 이상의 가스 투입부(130)가 연결된다. 본 실시예에서는 상기 가스 투입부(130)가 제1플레이트(110)의 상면 일측부의 1개소에 연결되어 있으나, 상기 가스 투입부(130)는 제1플레이트(110)에 2개소 이상 연결되도록 구성할 수도 있다.The first plate 110 forms an upper portion of the jig 100 for laser welding, and at least one gas input unit 130 into which an antioxidant gas supplied from an antioxidant gas supply unit (not shown) is input is provided at the upper portion. Is connected. In this embodiment, the gas input unit 130 is connected to one place on one side of the upper surface of the first plate 110, but the gas input unit 130 is connected to two or more locations on the first plate 110. It can also be configured.

상기 가스 투입부(130)는 가스 투입관(131)에 의해 제1플레이트(110)에 연결될 수 있으며, 상기 가스 투입부(130)와 가스 투입관(131) 사이에는 손잡이부(132)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1플레이트(110)의 상면에는 상측으로 연장 형성된 손잡이부(140)가 결합될 수 있다. 상기 손잡이부(132,140)의 구성에 의해, 레이저 용접용 지그(100)의 이동 시, 작업자가 상기 손잡이부(132,140)를 파지하고 레이저 용접용 지그(100)를 용접대상물 상으로 간편하게 이동시킬 수 있다.The gas input unit 130 may be connected to the first plate 110 by a gas input pipe 131, and a handle unit 132 is provided between the gas input unit 130 and the gas input pipe 131. Can be. In addition, a handle portion 140 formed to extend upward may be coupled to an upper surface of the first plate 110. Due to the configuration of the handle portions 132 and 140, when moving the jig 100 for laser welding, an operator can easily grip the handle portions 132 and 140 and move the jig 100 for laser welding onto the welding object. .

상기 제2플레이트(120)는 레이저 용접용 지그(100)의 하부를 이루는 것으로, 제1플레이트(110)의 하부에 적층되며 상관판(30)의 바닥부(31) 상에 안착된다.The second plate 120 forms a lower portion of the jig 100 for laser welding, and is stacked on the lower portion of the first plate 110 and seated on the bottom portion 31 of the correlation plate 30.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 용접부(P)는 동심 구조로 배치되고, 상기 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)에는 상기 용접부(P)를 수용하는 복수의 관통구(111,112,121,122)가 형성되고, 상기 관통구(111,112,121,122)가 형성되지 않은 영역에 의해 상기 용접부(P) 측으로의 공기 유입이 차단되도록 구성된다.5 to 8, the welding part P is disposed in a concentric structure, and the first plate 110 and the second plate 120 have a plurality of through holes 111, 112, 121 and 122 accommodating the welding part P. ) Is formed, it is configured to block the inflow of air to the welding portion (P) side by the region where the through holes (111,112,121,122) are not formed.

레이저 용접 시, 용접부(P)와 그 주변의 관판(30,40)은 레이저 빔(LB)이 조사됨에 따라서 온도가 상승하여 산화방지공간(S)에서 대류 현상이 발생하게 되며, 이에 따라 외부의 공기가 용접부(P)로 유입될 수 있는데, 상기 관통구(111,112,121,122)가 형성되지 않은 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)의 영역이 관판(30,40) 상에 안착되어 용접부(P) 측으로의 공기 유입을 차단함으로써, 상기와 같은 대류 현상에 의해 외부 공기가 용접부(P)를 향해 유동하는 것을 물리적으로 차단하게 되며, 이로써 용접부(P)의 산화 및 부식을 방지할 수 있다.In the case of laser welding, the temperature of the welding part P and the surrounding pipe plates 30 and 40 rises as the laser beam LB is irradiated, thereby causing convection in the oxidation preventing space S, and thus external Air may be introduced into the welding part P, and the regions of the first plate 110 and the second plate 120 in which the through holes 111, 112, 121, and 122 are not formed are seated on the tube plates 30, 40 and welded portion ( By blocking the inflow of air to the P) side, the external air is physically blocked from flowing toward the welding portion P by the convection phenomenon as described above, whereby oxidation and corrosion of the welding portion P can be prevented.

한편, 상기 산화방지가스를 상기 용접부(P) 측으로 공급하는 유로(123,124,125,126,127)는, 상기 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)가 맞닿는 면 중 적어도 하나의 면에 음각의 홈 형태로 형성되어, 상기 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)의 결합에 의해 형성될 수 있다.On the other hand, the flow path (123,124,125,126,127) for supplying the antioxidant gas to the welding portion (P) side, the first plate 110 and the second plate 120 is formed in the form of a negative groove on at least one of the contact surface It can be formed by the combination of the first plate 110 and the second plate 120.

일실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2플레이트(120)의 상면에는, 음각의 홈 형태로 형성되어 가스 투입관(131)을 통과한 산화방지가스가 유입되는 가스 유입부(123), 상기 가스 유입부(123)로부터 제2플레이트(120)의 중앙을 향하여 직선 형태로 연결된 가스 유입유로(124), 상기 가스 유입유로(124)에 연결된 원형의 가스 분배유로(125), 및 상기 가스 분배유로(125)에 연결되어 상기 복수의 용접부(P)에 산화방지가스를 공급하는 복수의 가스 배출구(126,127)가 형성될 수 있다.In one embodiment, as shown in Figure 5, the upper surface of the second plate 120 is formed in the form of an intaglio groove, the gas inlet 123 through which the oxidation gas that has passed through the gas inlet pipe 131 flows in. ), A gas inflow passage 124 connected in a straight line from the gas inlet 123 toward the center of the second plate 120, a circular gas distribution passage 125 connected to the gas inlet passage 124, and A plurality of gas outlets 126 and 127 which are connected to the gas distribution passage 125 and supply antioxidant gas to the plurality of welding portions P may be formed.

다른 실시예로, 상기 유로(123,124,125,126,127)는, 상기 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120) 양측에 음각의 홈 형태로 형성되어, 상기 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)의 결합에 의해 형성될 수 있다.In another embodiment, the flow paths (123,124,125,126,127) are formed in the form of intaglio grooves on both sides of the first plate 110 and the second plate 120, so that the first plate 110 and the second plate 120 It can be formed by bonding.

상기 복수의 용접부(P)는 동심 구조로 배치되고, 상기 가스 분배유로(125)는 상기 동심 구조로 배치된 복수의 용접부(P)의 사이의 영역에 원형으로 형성되며, 상기 복수의 가스 배출구(126,127)는 원주방향으로 등간격 이격된 위치에 방사상으로 형성되어 상기 관통구(111,112,121,122)의 일측으로 연결된다.The plurality of welding parts (P) are arranged in a concentric structure, the gas distribution passage 125 is formed in a circular shape in the region between the plurality of welding parts (P) arranged in the concentric structure, the plurality of gas outlet ( 126,127) are formed radially at positions spaced equally in the circumferential direction and are connected to one side of the through holes 111, 112, 121, and 122.

상기 복수의 용접부(P) 중 중앙에 위치하는 용접부를 수용하는 관통구(111,121)에 연결되는 가스 배출구(126)는, 상기 가스 유입유로(124)가 상기 가스 분배유로(125)에 연결되는 위치의 반대측 위치의 가스 분배유로(125)에 연결되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 가스 유입유로(124)를 통해 유입되는 산화방지가스는 가스 분배유로(125)에 충전된 후에 가스 분배유로(125)를 경유하며 안정화 된 상태에서 상기 가스 배출구(126)를 통하여 중앙의 관통구(111,121) 측으로 공급될 수 있다. The gas outlet 126 connected to the through-holes 111 and 121 accommodating the welding portion located at the center among the plurality of welding portions P is a location where the gas inlet flow path 124 is connected to the gas distribution flow path 125 It may be configured to be connected to the gas distribution flow path 125 of the opposite position. According to this configuration, the antioxidant gas flowing through the gas inlet passage 124 passes through the gas distribution passage 125 after being filled in the gas distribution passage 125 and is stabilized through the gas outlet 126 It may be supplied to the central through-hole (111,121) side.

또한, 상기 가스 분배유로(125)에 충전된 산화방지가스는 원주방향으로 등간격 이격된 위치에 방사상으로 형성된 가스 배출구(127)를 통하여 균일한 유량으로 분배되어 외측에 위치한 복수의 관통구(112,122) 측으로 원활하게 공급될 수 있다.In addition, the antioxidant gas charged in the gas distribution passage 125 is distributed at a uniform flow rate through a gas outlet 127 formed radially at a position spaced apart in the circumferential direction, and a plurality of through holes 112 and 122 located outside. ) Can be supplied smoothly.

도 6에서 표기된 화살표시는, 산화방지가스가 가스 투입부(130)를 통해 투입되어 가스 투입관(131), 가스 유입부(123), 가스 유입유로(124), 가스 분배유로(125), 및 가스 배출구(126,127)를 경유한 후에 복수의 관통구(111,112,121,122)의 일측을 통하여 복수의 용접부(P)에 공급되는 경로를 나타낸 것이다.In the arrow mark indicated in FIG. 6, the antioxidant gas is injected through the gas input unit 130, the gas input pipe 131, the gas input unit 123, the gas input channel 124, the gas distribution channel 125, And a path supplied to the plurality of welding parts P through one side of the plurality of through holes 111, 112, 121 and 122 after passing through the gas outlets 126 and 127.

도 7과 도 8을 참조하면, 본 실시예에서, 용접부(P)의 측면 둘레에는 상관판(30)의 측면부(33)에 의해 둘러싸이고, 상기 측면부(33)의 내측에는 밀폐된 산화방지공간(S)이 형성되며, 상기 산화방지공간(S)으로 산화방지가스가 공급된다. Referring to FIGS. 7 and 8, in this embodiment, the circumferential circumference of the welding part P is surrounded by the lateral part 33 of the correlation plate 30, and the inside of the lateral part 33 is sealed with an antioxidant space. (S) is formed, and an antioxidant gas is supplied to the antioxidant space (S).

상기 산화방지공간(S)의 상부는 레이저 유닛(200)으로부터 조사된 레이저 빔(LB)이 통과하도록 개방된 구조로 이루어지고, 산화방지가스로 아르곤 가스를 사용하는 경우, 공기보다 비중이 큰 아르곤 가스는 상기 산화방지공간(S) 내에 가라앉은 상태로 잔류하게 된다. The upper portion of the anti-oxidation space (S) is made of an open structure through which the laser beam (LB) irradiated from the laser unit 200 passes, and when argon gas is used as the antioxidant gas, argon having a greater specific gravity than air Gas will remain in a sunk state in the antioxidant space (S).

상기와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 용접용 지그(100)를 적용할 경우, 종래기술에서 설명한 고가의 차폐룸과 같은 별도의 장치를 구비하지 않더라도, 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)로 이루어진 간단한 구성의 레이저 용접용 지그(100)를 이용하여 레이저 용접 시 용접부(P)의 산화 및 이에 따른 부식의 발생을 최소화 할 수 있다.When applying the jig 100 for laser welding according to the first embodiment of the present invention as described above, even if a separate device such as an expensive shielding room described in the prior art is not provided, the first plate 110 and the first By using a jig 100 for laser welding having a simple configuration consisting of a two-plate 120, it is possible to minimize the occurrence of oxidation of the welding part P and thus corrosion during laser welding.

상기 제1실시예에 따른 레이저 용접용 지그(100)는, 튜브 상단(21)과 상관판(30)을 용접하는 경우에 상관판(30)의 측면부(33)에 의해 상기 산화방지공간(S)이 형성된 구조에서 적용 가능한 구성이다. The jig for laser welding according to the first embodiment 100, when the tube top 21 and the correlated plate 30 are welded, the oxidation space (S) by the side portion 33 of the correlated plate 30 ) Is a configuration applicable to the formed structure.

이하에서는 도 9와 도 10을 참조하여 튜브 하단(22)과 하관판(40)을 용접하는 경우에 적용되는 실시예를 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 용접용 지그(100)는, 전술한 제1실시예의 구성을 모두 포함하고, 상기 외부 자켓(10)의 상단에 안착되어 상기 용접부(P)의 둘레를 에워싸는 측면관(150)을 더 포함하여 구성된다. 제2실시예에서는 제1실시예와 비교하여 관체형 열교환기(1)가 상하 반전된 상태에서 레이저 용접이 진행된다.Hereinafter, with reference to FIGS. 9 and 10, an embodiment applied to welding the lower end of the tube 22 and the lower tube 40 will be described. The jig 100 for laser welding according to the second embodiment of the present invention includes all the configurations of the first embodiment described above, and is seated on the upper end of the outer jacket 10 to surround the circumference of the welding part P. It is configured to further include a side tube 150. In the second embodiment, laser welding is performed in a state in which the tubular heat exchanger 1 is upside down compared to the first embodiment.

상기 측면관(150)은, 상기 용접부(P)의 둘레에 구비되어 용접부(P)의 측면 둘레에 밀폐된 산화방지공간(S)을 형성함으로써 산화방지공간(S)으로 공급된 산화방지가스가 측방향 외측으로 유동하여 유실되는 것을 차단하는 기능을 한다.The side tube 150 is provided around the welding portion P to form a closed antioxidant space S around the side of the welding portion P, so that the antioxidant gas supplied to the oxidation preventing space S is measured. It functions to block the loss by flowing outward.

상기 제1실시예와 제2실시예에서 레이저 용접은 상기 용접부(P)에 레이저 빔(LB)을 조사하는 레이저 유닛(200)에 의해 수행된다. In the first and second embodiments, laser welding is performed by the laser unit 200 that irradiates the laser beam LB to the welding portion P.

일실시예로, 상기 레이저 유닛(200)은 스캐너 용접 방식이 적용되는 유닛으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 레이저 유닛(200)에 장착된 스캐너(미도시됨)가 용접위치로 이동하여 제품을 스캔하고, 스캔한 제품의 위치 정보를 개별 보정하여 레이저 광학계(미도시됨)에 전송한다. 다음으로, 상기 스캐너 내부의 미러(미도시됨)에 의해 레이저빔(LB)이 조사되어 레이저 유닛(200)의 움직임 없이 복수의 튜브(20)의 양단(제1용접부)과 관판(30,40)(제2용접부)을 순차적으로 레이저 용접하게 된다.In one embodiment, the laser unit 200 may be configured as a unit to which a scanner welding method is applied. In this case, a scanner (not shown) mounted on the laser unit 200 moves to a welding position to scan the product, and individually corrects the location information of the scanned product and transmits it to a laser optical system (not shown). Next, the laser beam LB is irradiated by a mirror (not shown) inside the scanner, so that both ends (first welds) and tube plates 30 and 40 of the plurality of tubes 20 are moved without movement of the laser unit 200. ) (Second welding) is sequentially laser-welded.

다만, 상기 레이저 유닛(200)은 스캐너 용접 방식 이외에도 로봇과 비전 용접 방식, 노즐 용접 방식 등 공지된 다양한 레이저 용접 방식의 유닛으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 레이저 용접용 지그는 레이저 용접 방식의 종류에 관계없이 용접부의 산화방지를 위한 용도로 제한 없이 사용될 수 있다.However, the laser unit 200 may be composed of a variety of known laser welding method units such as a robot welding method, a vision welding method, and a nozzle welding method, in addition to the scanner welding method, and the jig for laser welding of the present invention is a type of laser welding method. Regardless, it can be used without limitation for the purpose of preventing oxidation of the weld.

또한, 본 발명이 적용되는 레이저 용접 대상은 관체형 열교환기 뿐만 아니라 복수의 용접대상물을 산화방지 분위기에서 레이저 용접하는 다양한 기술분야에 널리 적용될 수 있다.In addition, the laser welding object to which the present invention is applied can be widely applied to various technical fields of laser welding a plurality of welding objects in an antioxidant atmosphere as well as a tubular heat exchanger.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the modified implementation obviously by a person skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the technical spirit of the present invention claimed in the claims. It is possible, and such modifications are within the scope of the present invention.

1 : 관체형 열교환기 10 : 외부 자켓
11 : 열매체 유입구 12 : 열매체 배출구
20 : 튜브(제1용접대상물) 21 : 튜브 상단
22 : 튜브 하단 30,40 : 관판(제2용접대상물)
30 : 상관판 40 : 하관판
100 : 레이저 용접용 지그 110 : 제1플레이트
111,112 : 관통구 120 : 제2플레이트
121,122 : 관통구 123 : 가스 유입부
124 : 가스 유입유로 125 : 가스 분배유로
126,127 : 가스 배출구 130 : 가스 투입부
131 : 가스 투입관 132,140 : 손잡이부
150 : 측면관 200 : 레이저 유닛
LB : 레이저 빔 P : 용접부
S : 산화방지공간DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tubular heat exchanger 10 External jacket
11: Heat medium inlet 12: Heat medium outlet
20: tube (first object to be welded) 21: top of the tube
22: tube bottom 30,40: tube plate (2nd welding target)
30: correlation board 40: bottom plate
100: jig for laser welding 110: first plate
111,112: Through-hole 120: Second plate
121,122: through hole 123: gas inlet
124: gas inlet passage 125: gas distribution passage
126,127: gas outlet 130: gas input
131: gas input pipe 132,140: handle
150: side tube 200: laser unit
LB: Laser beam P: Weld
S: Anti-oxidation space

Claims (10)

레이저 빔을 이용한 레이저 용접 시, 제1용접대상물과 제2용접대상물의 용접부에 산화방지가스를 공급하기 위한 레이저 용접용 지그로서,
상기 산화방지가스가 투입되는 가스 투입부에 연결된 제1플레이트;
상기 제1플레이트에 적층되어 상기 용접부 측으로 산화물이 유입되는 것을 차단하는 제2플레이트; 및
상기 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 형성되어 상기 산화방지가스를 상기 용접부 측으로 공급하는 유로;
를 포함하는 레이저 용접용 지그.In the case of laser welding using a laser beam, as a jig for laser welding for supplying an antioxidant gas to the welding portions of the first welding object and the second welding object,
A first plate connected to a gas input part to which the antioxidant gas is input;
A second plate stacked on the first plate to block oxide from entering the welding portion; And
A flow path formed between the first plate and the second plate to supply the antioxidant gas to the welding portion;
Jig for laser welding comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트와 제2플레이트에는, 상기 용접부를 수용하는 관통구가 형성되고, 상기 관통구가 형성되지 않은 영역에 의해 상기 용접부 측으로의 공기 유입이 차단되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.According to claim 1,
The first plate and the second plate, the through-hole for accommodating the welding portion is formed, the laser welding jig, characterized in that the inflow of air to the side of the welding portion is blocked by the region where the through-hole is not formed. 제1항에 있어서,
상기 적층된 제1플레이트와 제2플레이트 사이에는, 상기 가스 투입부를 통해 유입되는 산화방지가스가 유입되는 가스 유입유로와, 상기 가스 유입유로에 연결된 가스 분배유로, 및 상기 가스 분배유로에 연결되어 복수의 상기 용접부에 산화방지가스를 공급하는 복수의 가스 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.According to claim 1,
Between the stacked first plate and the second plate, a gas inlet flow path through which an antioxidant gas flowing through the gas inlet flows, a gas distribution flow path connected to the gas inflow path, and a plurality of gas distribution flow paths A jig for laser welding, characterized in that a plurality of gas outlets for supplying an antioxidant gas to the welding portion is formed. 제3항에 있어서,
상기 가스 분배유로는 동심 구조로 배치된 복수의 상기 용접부의 사이의 영역에 원형으로 형성되며, 상기 복수의 가스 배출구는 원주방향으로 등간격 이격된 위치에 방사상으로 형성되어 상기 관통구의 일측으로 연결된 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.The method of claim 3,
The gas distribution flow path is formed in a circular shape in a region between the plurality of welds disposed in a concentric structure, and the plurality of gas outlets are radially spaced at equally spaced positions in the circumferential direction and connected to one side of the through hole A jig for laser welding. 제4항에 있어서,
상기 복수의 용접부 중 중앙에 위치하는 용접부를 수용하는 관통구에 연결되는 가스 배출구는, 상기 가스 유입유로가 상기 가스 분배유로에 연결되는 위치의 반대측 위치의 가스 분배유로에 연결된 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.According to claim 4,
Laser welding, characterized in that the gas outlet connected to the through-hole that accommodates the centrally located weld among the plurality of welds is connected to the gas distribution passage at a position opposite to the position where the gas inflow passage is connected to the gas distribution passage. Dragon jig. 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트와 제2플레이트를 지지하며 하관판의 측면을 에워싸는 측면관을 더 포함하는 레이저 용접용 지그.According to claim 1,
A jig for laser welding further comprising a side tube surrounding the side surface of the lower tube plate while supporting the first plate and the second plate. 제1항에 있어서,
상기 가스 투입부는 상기 제1플레이트에 1개소 이상 연결된 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.According to claim 1,
The gas inlet is a jig for laser welding, characterized in that at least one place is connected to the first plate. 제1항에 있어서,
상기 산화방지가스를 상기 용접부 측으로 공급하는 유로는, 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 맞닿는 면 중 적어도 하나의 면에 음각의 홈 형태로 형성되어, 상기 제1플레이트와 제2플레이트의 결합에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.According to claim 1,
The flow path for supplying the antioxidant gas to the welding portion is formed in the form of an intaglio groove on at least one of the surfaces where the first plate and the second plate abut, by the combination of the first plate and the second plate Jig for laser welding, characterized in that formed. 제1항에 있어서,
상기 산화방지가스를 상기 용접부 측으로 공급하는 유로는, 상기 제1플레이트와 제2플레이트가 맞닿는 면 양측에 음각의 홈 형태로 형성되어, 상기 제1플레이트와 제2플레이트의 결합에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.According to claim 1,
The flow path for supplying the antioxidant gas to the welding portion is formed in the form of intaglio grooves on both sides of the first plate and the second plate contacting each other, characterized in that formed by the combination of the first plate and the second plate Jig for laser welding. 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트에는 상측으로 연장 형성된 손잡이부가 결합된 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그.According to claim 1,
The first plate is a jig for laser welding, characterized in that the handle portion is formed extending upward.
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