KR20230068789A - 레이저 용접 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 레이저 용접시 형성되는 용융풀(weld pool)에 대한 유동성 밸런스를 확보하여 안정된 용접을 가능하게 하는 레이저 용접 노즐을 제공하는 것이다. 일 실시예의 레이저 용접 노즐은, 레이저 빔을 통과시키며 하단으로 가면서 직경이 감소하고 상기 하단에서 최소 직경의 빔 토출구를 형성하는 빔 가이드 부재, 및 상기 빔 가이드 부재의 외면에 내면이 대향하도록 결합되어 상기 빔 토출구의 외곽에 쉴딩 가스 라인을 형성하고 상기 빔 토출구에 연결되는 석션 라인을 형성하는 하우징을 포함하며, 상기 쉴딩 가스 라인은 상기 빔 토출구 가까이에서 원주방향을 따라 복수로 나누어지는 분기 챔버와 상기 분기 챔버로부터 반경방향으로 연장되는 분기 주입구를 포함하고, 상기 복수의 분기 챔버는 상기 빔 가이드 부재의 외면과 상기 하우징의 내면 사이 영역의 상부에서 병합되어 쉴딩 가스의 주입구에 연결되며, 상기 복수의 분기 주입구는 상기 빔 토출구의 외곽에서 원주를 따라 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.

Description

레이저 용접 노즐 {LASER WELDING NOZZLE}

본 발명은 레이저 용접 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쉴딩 가스(shielding gas)의 투입 밸런스를 확보하는 레이저 용접 노즐에 관한 것이다.

이차 전지(rechargeable battery)는 일차전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량화 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용된다. 대용량화 및 고밀도화 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원이나 에너지 저장용으로 사용된다.

일례로써, 이차 전지는 양극과 음극, 그리고 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 전극 조립체가 수용되는 케이스, 전극 조립체에 전기적으로 연결된 전극 단자를 포함한다. 이차 전지는 양극과 음극, 그리고 케이스 내부에 주입된 전해액의 전기화학적 반응을 통하여 충전과 방전 작용을 수행하게 된다. 케이스는 사용 목적에 적합하도록 원통형 또는 직사각형일 수 있다.

이차 전지를 제조하는 공정에 레이저 용접이 사용된다. 이차 전지의 레이저 용접시, 포로시티(porosity) 형성 및 금속 이물로 인한 불량을 개선하기 위하여 노력하고 있으나, 여전히 많은 레이저 스패터(laser spatter) 금속 이물이 발생한다. 금속 이물은 이차 전지 내에서 숏트(short) 불량이나 전압치의 변화(dV) 불량을 유발한다. 그리고 Cu 모재의 키홀(key hole) 용접시, 싱글빔(single beam)으로 용접의 품질 향상을 도모하였지만, Cu 모재의 열전도도 증가로 인하여 안정적인 용접 품질과 스패터 금속 이물의 제어가 요구된다.

본 발명의 일 실시예는 레이저 용접시 형성되는 용융풀(weld pool)에 대한 유동성 밸런스를 확보하여 안정된 용접을 가능하게 하는 레이저 용접 노즐을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예는 쉴딩 가스(shielding gas)의 투입 밸런스 및 배출 밸런스를 확보하여 스패터 금속 이물을 제거하는 레이저 용접 노즐을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 용접 노즐은, 레이저 빔을 통과시키며 하단으로 가면서 직경이 감소하고 상기 하단에서 최소 직경의 빔 토출구를 형성하는 빔 가이드 부재, 및 상기 빔 가이드 부재의 외면에 내면이 대향하도록 결합되어 상기 빔 토출구의 외곽에 쉴딩 가스 라인을 형성하고 상기 빔 토출구에 연결되는 석션 라인을 형성하는 하우징을 포함하며, 상기 쉴딩 가스 라인은 상기 빔 토출구 가까이에서 원주방향을 따라 복수로 나누어지는 분기 챔버와 상기 분기 챔버로부터 반경방향으로 연장되는 분기 주입구를 포함하고, 상기 복수의 분기 챔버는 상기 빔 가이드 부재의 외면과 상기 하우징의 내면 사이 영역의 상부에서 병합되어 쉴딩 가스의 주입구에 연결되며, 상기 복수의 분기 주입구는 상기 빔 토출구의 외곽에서 원주를 따라 서로 간격을 두고 배치된다.

상기 쉴딩 가스 라인은 상기 빔 토출구 측으로 내려 가면서 복수 단계로 나뉘어질 수 있다.

상기 쉴딩 가스 라인은 상기 쉴딩 가스의 주입구에 연결되고 2개로 나누어지는 제1 분기 챔버, 상기 제1 분기 챔버의 직경 방향 양측에 구비되는 2개의 제1 분기 주입구, 상기 제1 분기 주입구에 연결되고 2개로 나누어지는 4개의 제2 분기 챔버, 및 상기 제2 분기 챔버의 직경 방향 4측에 구비되어 원주를 따라 등간격으로 배치되는 4개의 제2 분기 주입구를 포함할 수 있다.

상기 빔 가이드 부재의 외면과 상기 하우징의 내면 사이에서, 상기 제1 분기 챔버 및 상기 제2 분기 챔버는 원주를 따라 형성되고, 상기 제1 분기 주입구 및 상기 제2 분기 주입구는 경사를 따라 형성될 수 있다.

상기 쉴딩 가스 라인은 상기 빔 토출구의 외면에서 상기 4개의 제2 분기 주입구를 하나로 연결하는 원형 주입구를 더 포함할 수 있다.

상기 쉴딩 가스 라인은 상기 하우징의 원추부 내면에 홈을 형성하고, 상기 내면에 결합되는 상기 빔 가이드 부재의 원추부 외면으로 설정될 수 있다.

서로 결합된 상기 빔 가이드 부재와 상기 하우징의 상하를 기준으로 할 때, 상기 쉴딩 가스 라인과 상기 석션 라인은 상기 원추부에 구비되며, 상기 쉴딩 가스 라인은 하측에 구비되고, 상기 석션 라인은 상기 쉴딩 가스 라인의 상측에 구비될 수 있다.

상기 빔 가이드 부재는 상기 빔 토출구의 반대측으로 돌출되어 격벽을 더 포함하고, 상기 격벽은 내부 공간을 중심 공간과 도우넛 구조의 주변 공간으로 구획하며, 상기 원추부에 구비되는 주 관통구는 석션 챔버를 통하여 석션 배출구에 연결될 수 있다.

상기 주 관통구는 복수로 구비되어 원주를 따라 상기 주변 공간과 석션 챔버를 등간격으로 연결할 수 있다.

상기 석션 라인은 상기 빔 토출구에 상기 중심 공간의 연결, 상기 격벽의 상단으로 상기 중심 공간에 상기 주변 공간의 연결, 및 상기 주변 공간에 상기 주 관통구로 상기 석션 챔버와 상기 석션 배출구의 연결을 포함할 수 있다.

상기 격벽은 상기 중심 공간과 상기 주변 공간을 직접 연결하는 보조 관통구를 더 구비할 수 있다.

상기 보조 관통구는 복수로 구비되어 원주를 따라 등간격으로 구비되어 상기 중심 공간과 상기 주변 공간을 연결할 수 있다.

상기 석션 라인은 상기 보조 관통구로 상기 중심 공간과 상기 주변 공간을 연결하는 보조 석션 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 빔 가이드 부재의 원추부는 상기 중심 공간과 상기 석션 배출구를 직접 연결하는 추가 관통구를 더 구비할 수 있다.

상기 추가 관통구는 복수로 구비될 수 있다.

상기 석션 라인은 상기 추가 관통구로 상기 중심 공간과 상기 석션 배출구를 연결하는 추가 석션 라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 쉴딩 가스 라인을 쉴딩 가스의 주입구에서 빔 토출구 측으로 가면서 복수의 분기 챔버로 나누고, 분기 챔버에 구비되는 분기 주입구를 빔 토출구의 외곽에서 원주를 따라 등간격으로 배치하므로 쉴딩 가스(shielding gas)의 투입 밸런스를 확보하여 스패터 금속 이물을 제거할 수 있다.

또한, 일 실시예는 레이저 용접시 형성되는 용융풀(weld pool)에 대한 유동성 밸런스를 확보하여 안정된 용접을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 용접 노즐의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 레이저 용접 노즐의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1의 레이저 용접 노즐에서 하우징과 내측 부재 사이에 설정되는 쉴딩 가스 라인과 석션 라인을 입체적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 용접 노즐의 사시도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 용접 노즐에 대한 저부를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 레이저 용접 노즐에 대한 상부를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 자른 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 용접 노즐의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 레이저 용접 노즐의 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예의 레이저 용접 노즐(100)은 빔 가이드 부재(20)와 하우징(30)을 포함한다.

빔 가이드 부재(20)는 레이저 빔을 통과시키며 하단으로 가면서 직경이 감소하는 원추부(21)를 구비하고, 원추부(21)의 하단에서 최소 직경의 빔 토출구(22)를 형성한다.

하우징(30)은 빔 가이드 부재(20)의 외면에 내면이 대향하도록 결합되어 빔 토출구(22)의 외곽에 쉴딩 가스 라인(40)을 형성하고, 쉴딩 가스 라인(40)과 독립적으로 형성되어 빔 토출구(22) 내부에 연결되는 주 석션 라인(50)을 형성한다.

평면에서 볼 때, 주 석션 라인(50)은 빔 토출구(22)의 중심에서 형성되고, 쉴딩 가스 라인(40)은 빔 토출구(22)의 외곽에서 형성된다. 따라서 쉴딩 가스로 사용되는 질소의 쉴딩 작용으로 인하여 용용풀의 산화가 방지되고, 용접 증기압, 즉 쉴딩에 사용되었던 폐쉴딩 가스 및 스패터 금속 이물은 주 석션 라인(50)으로 배출된다.

쉴딩 가스 라인(40)은 빔 가이드 부재(20)의 외면(23)과 하우징(30)의 내면(33) 사이에 설정되는 공간으로 쉴딩 가스를 공급한다. 주 석션 라인(50)은 빔 토출구(22)를 통하여 폐쉴딩 가스와 스패터 금속 이물을 석션하여 배출하며, 이를 위하여 쉴딩 가스 라인(40)과는 서로 간섭되지 않도록 독립적으로 형성된다.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 쉴딩 가스 라인(40)은 빔 가이드 부재(20)의 외면(23)과 하우징(30)의 내면(33) 사이 영역의 상부에서 하나로 병합되어 쉴딩 가스의 주입구(43)에 연결된다.

쉴딩 가스 라인(40)은 빔 토출구(22) 가까이에서 복수로 나누어지는 분기 챔버(411, 421)를 포함하고, 분기 챔버(411, 421)는 다시 복수로 나누어지는 분기 주입구(412, 422)를 포함할 수 있다. 복수의 분기 주입구(412, 422)는 빔 토출구(22)의 외곽에서 원주를 따라 등간격으로 배치될 수 있다.

도 5는 도 1의 레이저 용접 노즐에서 하우징과 내측 부재 사이에 설정되는 쉴딩 가스 라인과 석션 라인을 입체적으로 도시한 사시도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 쉴딩 가스 라인(40)은 빔 토출구(22) 측으로 내려 가면서 복수 단계로 나뉘어질 수 있다.

일 실시예로써, 쉴딩 가스 라인(40)은 2단계로 나뉘어지므로 제1 분기 챔버(411)와 제1 분기 주입구(412) 및 제2 분기 챔버(421)와 제2 분기 주입구(422)를 포함한다. 2개로 나뉘어지는 단계가 많을수록 빔 토출구(22)에서 용접부위를 쉴드하는 쉴딩 가스의 밸런스가 확보될 수 있다.

제1 분기 챔버(411)는 쉴딩 가스의 주입구(43)에 연결되고 원주를 따라 2개로 나누어진다. 제1 분기 주입구(412)는 2개로 나누어진 제1 분기 챔버(411)의 직경 방향 양측에 각각 경사를 따라 구비되며, 즉 원주를 따라 등간격으로 배치되는 2개로 구비된다.

제2 분기 챔버(421)는 2개의 제1 분기 주입구(412)에 각각 연결되고 또 원주를 따라 2개로 나누어져 모두 4개로 형성된다. 제2 분기 주입구(422)는 4개의 제2 분기 챔버(421)의 직경 방향 4측에 각각 경사를 따라 구비되어, 즉 원주를 따라 등간격으로 배치되는 4개로 형성된다.

빔 가이드 부재(20)의 외면(23)과 하우징(30)의 내면(33) 사이의 영역에서, 제1 분기 챔버(411)를 구성하는 2개의 분기 경로의 길이가 원주를 따라 동일하고, 제2 분기 챔버(421)를 구성하는 2개의 분기 경로의 길이가 원주를 따라 동일하다. 제1 분기 주입구(412) 및 제2 분기 주입구(422)는 경사를 따라 동일한 길이로 형성된다.

따라서 쉴딩 가스 주입구(43)에서 주입되는 쉴딩 가스는 양쪽으로 분기되는 2개의 제1 분기 챔버(411)로 균일하게 분배되고, 2개의 제1 분기 주입구(412)로 균일하게 주입될 수 있다. 그리고 제1 분기 주입구(412)로 주입되는 쉴딩 가스는 각각 다시 양쪽으로 분기되는 2개의 제2 분기 챔버(421)로 균일하게 분배되고, 4개의 제2 분기 주입구(422)로 균일하게 주입될 수 있다.

쉴딩 가스 라인(40)은 빔 토출구(22)의 외측에 위치하는 하우징(30) 원추부(31)의 내면(33)에 구비되는 원형 주입구(44)를 더 포함한다. 원형 주입구(44)는 빔 토출구(22)의 외측인 원추부(31)의 내면(33)에서 4개의 제2 분기 주입구(422)를 하나로 연결하여, 쉴딩 가스의 토출이 빔 토출구(22)의 외곽에서 원주를 따라 균일하게 한다.

따라서 제1 실시예에서 4개의 제2 분기 주입구(422) 및 원형 주입구(44)는 용융풀에 대한 쉴딩 가스의 토출 밸런스 및 레이저 용접시 형성되는 용융풀의 유동성을 안정시킨다.

일례로써, 쉴딩 가스 라인(40)은 하우징(30)의 원추부(31) 내면(33)에 홈, 즉 제1 분기 챔버(411), 제1 분기 주입구(412), 제2 분기 챔버(421) 및 제2 분기 주입구(422)를 형성하고, 이 내면(33)에 결합되는 빔 가이드 부재(20)의 원추부(21) 외면(23)으로 설정된다. 또한 도시하지 않았으나, 쉴딩 가스 라인은 빔 가이드 부재의 원추부 외면에 홈을 형성하고, 이 외면에 결합되는 하우징의 원추부 내면으로 설정될 수도 있다.

또한, 서로 결합된 빔 가이드 부재(20)와 하우징(30)의 상하를 기준으로 할 때, 쉴딩 가스 라인(40)과 주 석션 라인(50)은 각각의 원추부(21, 31)에 구비되며, 쉴딩 가스 라인(40)은 하측에 구비되어 용융풀에 쉴딩 가스를 안정적으로 공급하고, 주 석션 라인(50)은 쉴딩 가스 라인(40)의 상측에 구비되어 쉴딩 가스의 공급을 방해하지 않으면서 폐쉴딩 가스 및 금속 이물 스패터를 효과적으로 배출할 수 있게 한다.

구체적으로 보면, 빔 가이드 부재(20)는 빔 토출구(22)의 반대측으로 돌출되는 격벽(24)을 더 포함한다. 격벽(24)은 원추부(21)의 상단에서 신장되는 원통으로 형성된다.

따라서 격벽(24)은 빔 가이드 부재(20)의 내부 공간을 중심 공간(241)과 도우넛 구조의 주변 공간(242)으로 구획한다. 원추부(21)에 구비되는 주 관통구(51)는 석션 챔버(55)를 통하여 석션 배출구(52)에 연결된다.

석션 챔버(55)는 하우징(30) 원추부(31)의 내면에 형성되어 이 내면에 결합되는 빔 가이드 부재(20) 원추부(21)의 외면으로 설정된다. 석션 챔버(55)는 쉴딩 가스 라인(40)에서 분리 형성된다.

또한, 주 관통구(51)는 복수로 구비되어 원주를 따라 주변 공간(242)과 석션 챔버(55)를 등간격으로 연결한다. 따라서 주 석션 라인(50)은 빔 토출구(22)에 중심 공간(241)의 연결, 격벽(24)의 상단으로 중심 공간(241)에 주변 공간(242)의 연결, 및 주변 공간(242)에 주 관통구(51)로 석션 챔버(55)와 석션 배출구(52)의 연결을 포함한다.

이를 위하여, 빔 가이드 부재(20)는 격벽(24)의 상단에 이격되는 레이저 빔 투과창(53)을 구비한다. 레이저 빔 투과창(53)은 레이저 빔을 투과시키면서 주 석션 라인(50)을 통한 폐쉴딩 가스 및 스패터 금속 이물의 배출을 가능하게 한다.

등간격으로 배치되는 복수의 주 관통구들(51)은 석션 배출구(52) 및 주 석션 라인(50)으로 작용하는 흡입력을 도우넛 구조의 주변 공간(242)에 원주를 따라 균일하게 작용시키며, 이로 인하여, 격벽(24)의 상단으로 연결되는 중심 공간(242)에 원주를 따라 균일하게 작용시킨다.

따라서 주 석션 라인(50)은 빔 토출구(22)의 외곽에서 원주를 따라 균일하게 토출되는 쉴딩 가스로 인한 용접풀의 균일한 쉴딩을 방해하지 않으면서 폐쉴딩 가스 및 스패터 금속 이물을 배출시킬 수 있다.

이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1 실시예 및 기 설명된 실시예와 비교하여 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 구성에 대한 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 용접 노즐의 사시도이고, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 실시예의 레이저 용접 노즐(200)에서, 빔 가이드 부재(220)의 격벽(224)은 중심 공간(241)과 주변 공간(242)을 직접 연결하는 보조 관통구(243)를 더 구비한다.

보조 관통구(243)는 복수로 구비되어 원주를 따라 등간격으로 구비되어 중심 공간(241)과 주변 공간(242)을 연결한다. 따라서 석션 라인(250)은 격벽(224)의 상단을 통한 주 석션 라인(50), 즉 빔 토출구(22)에 중심 공간(241)의 연결, 격벽(224)의 상단으로 중심 공간(241)에 주변 공간(242)의 연결, 및 주변 공간(242)에 주 관통구(51)로 석션 챔버(55)와 석션 배출구(52)의 연결을 포함하며, 보조 관통구(243)를 통한 보조 석션 라인(251)을 더 포함한다.

이 보조 석션 라인(251)은 보조 관통구(243)를 통하여 중심 공간(241)에 주변 공간(242)의 연결로서 격벽(224)의 상단을 통한 주 석션 라인(50)의 석션 작용에 더하여 석션 능력을 더 강화할 수 있다.

보조 석션 라인(251) 및 이를 포함하는 석션 라인(250)은 빔 토출구(22)의 외곽에서 원주를 따라 균일하게 토출되는 쉴딩 가스로 인한 용접풀의 균일한 쉴딩을 방해하지 않으면서 폐쉴딩 가스 및 스패터 금속 이물을 더욱 효과적으로 배출시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 용접 노즐에 대한 저부를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 레이저 용접 노즐에 대한 상부를 도시한 사시도이며, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 자른 단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 제3 실시예의 레이저 용접 노즐(300)에서, 빔 가이드 부재(320)의 원추부(21)는 중심 공간(241)과 석션 배출구(52)를 직접 연결하는 추가 관통구(244)를 더 구비한다. 추가 관통구(244)는 복수, 즉 일측에 2개로 구비된다. 도시하지 않았으나, 추가 관통구(244)는 원추부(21)에서 등간격으로 배치될 수도 있다.

추가 관통구(244)는 복수로 구비되어 석션 챔버(55)에 연결되는 연장 석션 챔버(255)와 중심 공간(241)을 연결한다. 따라서 석션 라인(350)은 격벽(324)의 상단을 통한 주 석션 라인(50), 보조 관통구(243)를 통한 보조 석션 라인(251) 및 추가 관통구(244)를 통한 추가 석션 라인(351)을 더 포함한다.

이 추가 석션 라인(351)은 추가 관통구(244)를 통하여 중심 공간(241)에 연장 석션 챔버(255)의 연결하는 것으로써, 격벽(324)의 상단을 통한 주 석션 라인(50)의 석션 작용, 및 보조 관통구(243)를 통한 보조 석션 라인(251)의 석션 작용에 더하여 석션 능력을 더 강화할 수 있다.

추가 석션 라인(351), 보조 석션 라인(251), 및 이들을 포함하는 석션 라인(350)은 빔 토출구(22)의 외곽에서 원주를 따라 균일하게 토출되는 쉴딩 가스로 인한 용접풀의 균일한 쉴딩을 방해하지 않으면서 폐쉴딩 가스 및 스패터 금속 이물을 더욱 효과적으로 배출시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

20, 220, 320: 빔 가이드 부재 21, 31: 원추부
22: 빔 토출구 23: 외면
24, 224, 324: 격벽 30: 하우징
33: 내면 40: 쉴딩 가스 라인
43: 주입구 44: 원형 주입구
50: 주 석션 라인 51: 주 관통구
52: 석션 배출구 53: 레이저 빔 투과창
55: 석션 챔버 100, 200, 300: 용접 노즐
241: 중심 공간 242: 주변 공간
243: 보조 관통구 244: 추가 관통구
250: 석션 라인 251: 보조 석션 라인
255: 연장 석션 챔버 350: 석션 라인
351: 추가 석션 라인 411, 421: 제1, 제2 분기 챔버
412, 422: 제1, 제2 분기 주입구

Claims (16)

1. 레이저 빔을 통과시키며 하단으로 가면서 직경이 감소하고 상기 하단에서 최소 직경의 빔 토출구를 형성하는 빔 가이드 부재; 및
   상기 빔 가이드 부재의 외면에 내면이 대향하도록 결합되어 상기 빔 토출구의 외곽에 쉴딩 가스 라인을 형성하고 상기 빔 토출구에 연결되는 석션 라인을 형성하는 하우징
   을 포함하며,
   상기 쉴딩 가스 라인은
   상기 빔 토출구 가까이에서 원주방향을 따라 복수로 나누어지는 분기 챔버와 상기 분기 챔버로부터 반경방향으로 연장되는 분기 주입구를 포함하고, 상기 복수의 분기 챔버는 상기 빔 가이드 부재의 외면과 상기 하우징의 내면 사이 영역의 상부에서 병합되어 쉴딩 가스의 주입구에 연결되며,
   상기 복수의 분기 주입구는
   상기 빔 토출구의 외곽에서 원주를 따라 서로 간격을 두고 배치되는, 레이저 용접 노즐.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 쉴딩 가스 라인은
   상기 빔 토출구 측으로 내려 가면서 복수 단계로 나뉘어지는, 레이저 용접 노즐.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 쉴딩 가스 라인은
   상기 쉴딩 가스의 주입구에 연결되고 2개로 나누어지는 제1 분기 챔버,
   상기 제1 분기 챔버의 직경 방향 양측에 구비되는 2개의 제1 분기 주입구,
   상기 제1 분기 주입구에 연결되고 2개로 나누어지는 4개의 제2 분기 챔버, 및
   상기 제2 분기 챔버의 직경 방향 4측에 구비되어 원주를 따라 등간격으로 배치되는 4개의 제2 분기 주입구를 포함하는, 레이저 용접 노즐.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 빔 가이드 부재의 외면과 상기 하우징의 내면 사이에서,
   상기 제1 분기 챔버 및 상기 제2 분기 챔버는 원주를 따라 형성되고,
   상기 제1 분기 주입구 및 상기 제2 분기 주입구는 경사를 따라 형성되는, 레이저 용접 노즐.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 쉴딩 가스 라인은
   상기 빔 토출구의 외면에서 상기 4개의 제2 분기 주입구를 하나로 연결하는 원형 주입구를 더 포함하는, 레이저 용접 노즐.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 쉴딩 가스 라인은
   상기 하우징의 원추부 내면에 홈을 형성하고, 상기 내면에 결합되는 상기 빔 가이드 부재의 원추부 외면으로 설정되는, 레이저 용접 노즐.
7. 제6 항에 있어서,
   서로 결합된 상기 빔 가이드 부재와 상기 하우징의 상하를 기준으로 할 때, 상기 쉴딩 가스 라인과 상기 석션 라인은 상기 원추부에 구비되며,
   상기 쉴딩 가스 라인은 하측에 구비되고,
   상기 석션 라인은 상기 쉴딩 가스 라인의 상측에 구비되는, 레이저 용접 노즐.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 빔 가이드 부재는 상기 빔 토출구의 반대측으로 돌출되어 격벽을 더 포함하고,
   상기 격벽은 내부 공간을 중심 공간과 도우넛 구조의 주변 공간으로 구획하며,
   상기 원추부에 구비되는 주 관통구는 석션 챔버를 통하여 석션 배출구에 연결되는, 레이저 용접 노즐.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 주 관통구는
   복수로 구비되어 원주를 따라 상기 주변 공간과 상기 석션 챔버를 등간격으로 연결하는, 레이저 용접 노즐.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 석션 라인은
    상기 빔 토출구에 상기 중심 공간의 연결, 상기 격벽의 상단으로 상기 중심 공간에 상기 주변 공간의 연결, 및 상기 주변 공간에 상기 주 관통구로 상기 석션 챔버와 상기 석션 배출구의 연결을 포함하는, 레이저 용접 노즐.
11. 제8 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 중심 공간과 상기 주변 공간을 직접 연결하는 보조 관통구를 더 구비하는, 레이저 용접 노즐.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 보조 관통구는
    복수로 구비되어 원주를 따라 등간격으로 구비되어 상기 중심 공간과 상기 주변 공간을 연결하는, 레이저 용접 노즐.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 석션 라인은
    상기 보조 관통구로 상기 중심 공간과 상기 주변 공간을 연결하는 보조 석션 라인을 더 포함하는, 레이저 용접 노즐.
14. 제11 항에 있어서,
    상기 빔 가이드 부재의 원추부는
    상기 중심 공간과 상기 석션 배출구를 직접 연결하는 추가 관통구를 더 구비하는, 레이저 용접 노즐.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 추가 관통구는
    복수로 구비되는, 레이저 용접 노즐.
16. 제11 항에 있어서,
    상기 석션 라인은
    상기 추가 관통구로 상기 중심 공간과 상기 석션 배출구를 연결하는 추가 석션 라인을 더 포함하는, 레이저 용접 노즐.

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