KR820000016Y1 - 플라스마-아크(plasma-arc)용접 및 절단장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

플라스마-아크(plasma-arc)용접 및 절단장치

제1도는 본 고안에 따른 플라스마-아크 용접 및 절단장치의 세로단면도.

제2도는 본 고안에 따른 또 다른 플라스마-아크 용접 및 절단장치의 세로단면도.

제3도는 본 고안에 따라 보다 나은 방향으로 계조한 또 다른 플라스마-아크 용접 및 절단 장치의 세로단면도.

제4도는 본 고안에 따라 보다 나은 방향으로 계조한 또 다른 플라스마-아크 노즐부의 절단 단면도.

본 고안은 플라스마-아크 용접 및 절단 장치에 관한 것이며, 특히 종래의 장치보다 더 효과적이고 사용하는데 잡기 쉬운 소형이고 연필형인 플라스마-아크 용접 및 절단 장치에 관한 것이다.

종래의 플라스마-아크 용접 및 절단장치의 작동에 있어서, 상기 노즐단은 베이스 금속의 표면으로부터 용접되거나 절단되도록 어떤 간격에 의하여 분리된다.

종래 장치의 전극은 노즐에 대하여 고정된 위치에 배치되기 때문에, 전극과 베이스 금속 사이의 거리는 노즐단과 베이스 금속 사이의 거리에 따른다. 전극과 베이스 금속사이의 거리는 안정된 플라스마-아크를 얻기 위하여 어떤 레인지 내에 유지시켜야만 된다. 그 결과로 종래의 장치가 작동되기 위하여는 많은 숙련이 요구된다. 어떤 취급자가 이와같은 장치를 사용할때, 그는 베이스 금속으로부터 적당한 거리를 유지시키기 위하여 노즐단을 주시한다. 그러므로, 아크에 의하여 발생된 강렬한 빛이 그의 눈속으로 불가피하게 들어오기 때문에, 그는 차광 안경을 필요로 한다.

이 종류의 플라스마-아크 용접 및 절단 장치는 불활성 개스를 분출시키기 위한 분출로와 노즐을 냉각시키기 위한 냉각수 급수로를 내포하며, 때문에 사용중 두손으로 잡아야만 되는 대형 장치가 된다.

더구나, 베이스 금속위에서 플라스마-아크에 의하여 발생된 불꽃의 직경이 작업중 오히려 확대된다고 알려져 있으며, 그때 노즐과 베이스 금속 사이의 최적 거리가 유지된다. 그러나, 만약 상기 노즐의 직경이 불꽂 직경을 감하도록 보다 작게 만들어 진다면, 어떤 위치에 상기 노즐을 통하여 발생된 직렬아크가된다. 따라서 상기 노즐의 직경을 감하도록 원하는 만큼 작게 플라스마-아크의 직경을 만드는 것을 불가능하다.

상기 언급된 결점에 구에되지 않고 사용중 한손으로 쉽게 잡게되며, 전극과 베이스 금속 사이의 거리를 유지하기 위하여 어떤 숙련도 요구되지 않으며, 베이스 금속 위에서 플라스마-아크에 의하여 형성된 고일 불꽃의 작은 직경이 얻어지며(그러므로 매우 작은 워크 피이스가 취급될 수 있다), 취급자가 아크에 의하여 발생된 강열한 빛을 관찰할 필요가 없는 소량의 연필형 플라스마-아크 용접 및 절단 장치를 제공하는 것이 본 고안의 목적이다.

이 목적은 플라스마-아크 용접 및 절단 장치에 의하여, 본 고안에 따라 성취되고, 그 장치는 토오치(torch)본체, 토오치 본체내에 부착된 전극, 토오치 본체내에 있는 불활성 개스실, 토오치 본체내에 있는 냉각수실, 토오치 본체에 부착된 노즐 등으로, 구성되며 토오치 본체로부터 떨어진 팁(tip)과 팁으로부터 불활성 개스실까지 인도하는 개구를 갖고 있고, 개구내에서 전극이 팁에 도달하지 못하도록 파트웨이(partway)를 돌출시키며, 그곳에 있는 전극은 노즐 개구내에서 축방향으로 이동하기 위하여 토오치 본체내에서 앞뒤로 이동할 수 있게 된다.

본 고안은 도면에 도시된 실시에서 자세히 기술되어 있지만 도면에 의하여 본 고안이 제한되지는 않는다. 아래에 도면을 참조하여 설명하려 한다.

도면을 참조하면, 제1도에 본 고안에 따른 작은 크기의 연필형 플라스마-아크 용접 및 절단 장치에 대한 제1 실시예가 도시되어 있다.

속이빈 연필형 토오치본체 1은 절연물질로 만들어 졌으며, 븐체 1a, 상측부분 1b, 뽀족해진 하단부의 하측부분 1c로 구성되고, 본체 1a와 하측부분 1c 사이의 연결은 그곳을 통하여 누설되는 불활성 개스의 누설을 방지하기 위하여 O형 고리로 봉인시킨다.

냉각수 급배수 파이프 2는 토오치본체 1a 내에 고정된 그의 상단부내에 프렌지(flange) 2a와, 토오치본체 1a의 내부 표면을 부착하고 있는 프렌지 2a의 외부 표면을 갖고 있다. 중앙 개스파이프 3은 냉각수 급배수 파이프 2와, 프렌지 2a의 내부로 돌출된 내부표면을 부착하고 있는 중앙 개스 파이프 3의 외표면 상부의 내부에 배치된다.

따라서 거기에는 두 파이프 2와 3 사이의 냉각수 급배수실 4를 구성하고 있는 환상 공간이 존재하며, 그속에 있는 냉각수는 냉각수 급배수 파이프 2의 상부에 장착된 흡입 및 배출관을 통하여 흐른다.

상기 냉각수 급배수 파이프 2는 토오치 본체 1a의 내표면을 부착하고 있는 외표면의 차페 개스 파이프 6에 의하여 감싸여져 있다. 상기 차페 개스 파이프 6은 그의 하단부에 내부로 돌출된 프렌지를 갖고 있으며 프렌지에 의하여 그의 하단부와 상단부에서 냉각수 급배수 파이프 2를 부착한다.

때문에, 거기에는 두 파이프 2,6 사이의 차페개스실 7을 구성하는 환상 공간이 존재하며, 그러므로 차페개스 파이프 6의 상부에 위치된 흡입 파이프 8로부터 공급된 불활성 차페개스는 하단부에 형성된 개구 9를 통하여 흐른다. 차페개스 파이프 6의 하단 표면에 있어서, 하나의 나사가 조여지면, 그로인해 하단 토오치부 1c의 상측내표면에 꼭지가 된 암나사가 맞물리게 된다.

중앙 개스 파이프 3의 확장된 하단부 3a에 있어서, 원추형 노즐(nozzle) 10은 확장된 하단부 3a의 하단내측면에 형성된 암나사에 부착된 원추형 노즐 10의 상측 실린더부 10c 내에 형성된 숫나사를 맞물리게 하므로서 장착된다. 원추형 노즐 10의 상부 외측으로 돌출된 고리 10a의 내부 상단부는 냉각수 급배수 파이프 2의 외부 하단부에 부착되며, 차페 개스 파이프 6의 하단부에도 부착된다. 거기에는 중앙 개스 파이프 3의 하단부와 상방 외측 돌출고리 10a 사이의 환상 하단 냉각수 급배수실 4a가 있으며, 냉각수 급배수실 4에 연결된다.

두 파이프 2,6 사이의 환상 공간과 개구 9를 통하여 흘러간 불활성 차페 개스는 그뒤 하단 토오치부 1c와 노즐 10 사이의 환상 공간 11을 통하여 흐른다.

뾰족해진 노즐 하단부 10b를 갖고 있는 원추형 노즐 10은 그의 축을 따라 뻗쳐진 중앙 개구 12를 내포한다. 방사상으로 향해진 슬롯(Slot) 13은 그것이 워어크 피이스를 접하는 곳에 있는 노글의 접합 표면에 공급된다. 개구 12의 하측내표면은 노즐 10에 따라 뾰족해진다. 절연 파이프 14는 고온 저항성과 좋은 열전도체를 갖고 있는 물질로 만들어지며, 그의 외부에 있는 중앙 개구 12에 따라 작동하고, 노즐 12의 중앙 개구 12에 삽입된다. 절연파이프 14내의 중앙 구멍의 하단부는 뾰족해진다.

중앙 개스고리부품 16은 토오치 본체 1a의 상측부내에 고정되며 그 사이에 끼워져 있는 절연고리 15와 함께 냉각수급배수파이프 2의 플렌지 2a 부근에 있게 된다. 중앙 개스 공급용 흡입 파이프 17은 중앙 개스 고리 부품 16에 장착된다. 중앙 개스 고리부품 16의 상측암나사 고리부 16는 나사고리 18의 외부 삽입표면과 맞물린다.

전극 20의 지지용으로 열린 상부 공동(空洞)에 부착된 전극 지지기 19는 나사고리 18의 내부 연결표면과 전극 지지기 19의 하단 외부 연결 표면을 맞물리므로서 나사고리 18내로 삽입된다. 상측 토오치부 1b는 전극지지기 19가 통과되는 중앙구멍을 갖고 있으며, 나사고리 18이 연결된 외표면과 그의 내표면을 맞물리므로서 나사고리 18에 마개를 씌운다. 상측토오치부 1b와 전극 지지기 18 사이에 하나의 봉인인(Seal) 제1도에 도시된 바와같이 O형 고리에 의하여 형성된다. 전극 지지기 19는 전극 지지부 19a, 중앙에서 하방으로 돌출된 개스 고리 부품 16, 절연고리 15, 중앙개스 파이프 3을 전극 지지부 19a가 그들을 접촉하지 않는 방법으로 내포하고 있다. 전극 지지부 19a의 내측 하단 표면은 뾰족해진다.

척(Chuck) 부품 21은 전극 지지기 19의 공동내에 고정되며 그의 상단부는 전극 지지기 19의 상단부 이상으로 돌출한다. 척부품 21의 하단부는 몇개의 분기로 세로로 분할되며, 뾰족해진다.

전극 20은 밀판 22를 통하여 질연물질, 전극지지기 19의 상측외표면에 형성된 숫나사와 맞물리는 조정 손잡이 23의 암나사로 만들어진 조정 손잡이 23을 돌림으로서 단단하게 죄어지며, 척부품 21을 하방으로 밀므로서 단단하게 죄어지고, 전극 20의 지지용 긴 구멍을 갖고 있는 척 부품 21에 의하여서도 단단하게 죄어진다.

안내고리 24는 중앙 개스 파이프 3의 중앙 개스실 25 하단에 배치되며, 그의 축방향으로 중앙 개구를 갖고 있고, 전극이 그 구멍을 통하여 통과된다. 안내고리 24의 외표면은 중앙 개스 파이프 3과 접촉하며 이중 나선형 홈 26에 공급된다. 중앙 불활성 개스가 이중 나선형 홈 26을 통하여 통과될 때 그것은 회전운동을 하며, 그 회전 운동은 노즐에서 온 핀치효과(Pinch effect)를 조장하며, 게다가 절연 파이프 14의 개구 중앙에 아크를 보충한다.

전극 20은 나사 28에 의하여 전극 지지기 19에 장착 된 회전고리 27에 의하여 전극 지지기 19를 돌림으로서 노즐에 대해 위, 아래로 쉽게 이동된다.

본 고안에 따른 상기 장치의 용접작동은 다음과 같이 설명된다. 전극 20이 단자 30을 통하여 전원 29의 음극에 연결되어 용접될 베이스 금속 31은 전원 29의 양극에 연결된다. 전극 20은 회전 고리 27을 회전시킴으로서 노즐 10의 최하단 가까이 있는 점에 있는 베이스 금속 31을 향하여 이동된다. 냉각수는 냉각수급배수실 4로 공급된다. 아르곤 개스, 니트로겐 개스, 이들의 혼합개스, 또는 그와 유사한 개스와 같이 차페되고 중앙 불활성 개스들은 흡입 파이프 8을 통하여 차페개스실 7에 공급되며 흡입 파이프 17을 통하여 중앙 개스실 25에 공급되고, 그런 후 그들은 하단 토오치부 1C와 노즐 10과 노즐 10의 중앙 개구 12의 외부 사이에 있는 환상 공간 11의 외부로 배출된다.

그리고 나서 노즐 10의 하단은 베이스 금속 31과 접촉한 내부로 이동되며, 전극 20의 바로 밑에 있고 베이스 금속 31의 위에 있는 전극 20의 하단으로부터 아크를 점화시킨다. 전극 20은 그뒤 고리 27을 돌림으로서 베이스 금속 31로부터 멀리 이동되고 워크피이스와 접촉된 노즐 10을 유지하고, 용접하기 위하여 적당한 전극간 거리를 설치한다. 그 장치는 용접선을 따라 이동되며, 항상 노즐 10과 베이스 금속 31 사이의 접촉을 유지시킨다.

중앙 불활성 개스의 흐름 속도가 용접시보다 더 빠른 경우, 전류의 양이 절단되는 베이스 두께에 따라 변동되는 경우를 제외하고는 베이스 금속 31의 절단용 종전과 마찬가지로 이행된다.

제2도에는 본 발명에 따른 또 다른 플라스마-아크 용접 및 절단 장치가 도시되어 있다. 그의 상부단에 플렌지 43a를 갖고 있는 중앙 개스 파이프-부품 43은 토오치 1내에 고정되며 플렌지 43a의 외면은 토오치 1의 내표면에 접촉된다. 중앙 개스 파이프 부품 43은 냉각수 파이프 부품 42에 의하여 둘러싸여 있으며, 그의 외표면은 토오치 1의 내표면에 부착되고, 냉각수 파이프 부품 42의 상부단은 플렌지 43a를 부착한다. 두 파이프 부품 42,43 사이에는 냉각수실 44를 구성하는 환상 공간이 존재하며, 그속에서 냉각수가 흐른다.

냉각수 파이프 부품 42의 하방 외측단 표면에서, 나사가 조여지며, 때문에 하단 토오치부의 상측 내표면으로 뾰족해진 암나사는 맞물려진다.

그의 하부 표면에 이중의 나선형 홈을 갖고 있는 대체로 긴 안내고리 45는 중앙 개스 파이프 부품 43의 하부에 장치된다.

전극 지지부 46a를 내포하고 있는 전극 지지기 46은 중앙개스실 25내의 하방으로 돌출한 척형태로 구성되며, 제1도에 도시된 장치와 똑같은 방법으로 나사고리 18내에 삽입된다. 전극 20은 전극 지지부 46a의 뾰족해진 숫나사와 나사파이프 47의 뾰족해진 암나사를 맞물림으로서 전극지지기 46에 의하여 단단하게 지지된다.

상방 외부 돌출고리 50a, 뾰족해진 하단부 50b, 중앙 내부 실린더부 50c와 중앙개구 52를 갖고 있는 원추형 노즐 50은 상방 외부 돌출 고리 50a의 내표면 상부를 조인 암나사와 하방 토오치 본체부 하부외측면을 조인 숫나사릍 맞물림으로서 장치되며, 중앙 내부 실린더부 50c의 상방 외측 표단은 중앙 개스 파이프부품 43의 하부 내표면속으로 인입되기에 알맞게 된다. 하방 토오치부의 홈파진 하단부와 상방 외측 돌출고리 50a의 상단부는 절연 물질로 만들어진 카버 41에 의하여 덮어진다.

거기에는 환상 하부 냉각수실 44a가 있으며, 냉각수실 44에 연결되고 상방 외부 돌출고리 50a와 중앙내부 실린더부 50c 사이에 위치된다.

원추형 절연 파이프 54는 작은 실린더 개구 55 하방으로 뾰족해진 상방 원추형 컵으로 구성된 중앙 구멍을 갖고 있으며, 노즐 50의 중앙 개구 52의 하부에 삽입된다.

나머지 부품의 특성은 제1도에 나타난 부품들의 특성과 똑같으며, 그러므로 그들의 설명은 간략하게 하기 위하여 생략하려한다.

제2도의 장치는 제1도의 장치와 마찬가지로 작동된다. 전극 20과 베이스 금속 31은 각각 전원 29의 음극과 양극에 연결된다. 전극 20은 작은 개구 55에 밀접하게 아래로 이동된다. 상기 냉각수는 냉각수실 44에 공급된다. 중앙 불활성 개스는 중앙 개스실 25에 공급되며, 그후 그것은 작은 개구 55의 외부로 배출된다.

그리고 나서 노즐 50의 하단은 베이스 금속 31과 부착되며, 전극 20의 바로 밑에 있고 베이스 금속 31바로 위에 있는 전극 20의 하부단으로부터 상기 아크를 점화시킨다. 그후 전극 20은 베이스 금속 31로부터 손잡이 23을 돌림으로서 적당한 전극 거리를 유지하도록 이동된다. 베이스 금속 31의 용접이나 절단은 상기에 기술된 바와 같이 처리된다.

제3도에는 본 고안에 따른 또 다른 플라스마-아크 용접 및 절단 장치가 도시되어 있다.

이 경우 전극지지기 66은 제1도에 도시된 바와같이 나사고리 18내에 삽입되며, 중앙 개스실 25 내하방으로 깊숙히 돌출한 전극 지지부 66a를 내포하며, 그의 하단내에 척부를 갖는다. 전극 20은 전극 지지부66a의 척부에 있는 뾰족한 숫 나사와 나사 파이프 67의 뾰족한 숫나사를 맞물리므서 안전하게 지지된다.

제2도와 같은 방법으로 하방 토오치부에 장착된 원추형 노즐 70은 외부 원추형 고리부품 70a, 중앙개구 72를 갖고 있는 중앙 내부실린더 부품 70c, 그의 하단에 작은 개구 75를 갖고 있는 뾰족한 하단부 70b, 외부원추형 고리부품 70a와 그들의 하단부에 있는 중앙 내부 실린더 부품 70c 사이에 배치된 원추형 절연고리 부품 74로 구성한다. 따라서, 상기 두 부품 70a와 70c는 절연고리부품 74에 의하여 시로로부더 절연된다.

중앙 개스 파이프 부품 43의 상부는 스위치 80과 중앙개스 파이프 부품 43의 상부에 장착된 단자 82를 통하여 서로가 직렬로 연결된 저항 81에 의하여 전원 29의 양극에 연결된다. 때문에 노즐 70의 중앙 내부실린더 부품 70c는 중앙 개스 파이프 부품 43의 하단과 접촉되며, 중앙 내부실린더 부품 70은 스위치 80, 저항 81, 단자 82, 그리고 중앙 개스 파이프부품 43를 통하여 전원 29의 양극에 전기적으로 연결된다.

나머지 부품들의 특성은 제2도에 도시된 부품과 같은 특성을 갖는다. 그래서 그들의 명세내용은 간략하게 하기 위하여 생략하려 한다.

제3도에 도시된 본 고안에 따른 장치의 작동은 다음과 같다.

전극 20과 베이스 금속 31은 각각 전원 29의 음극과 양극에 연결된다. 전극 20은 베이스 금속 31을 용접 및 절단하기 위하여 적당한 전극 거리를 설치하도록 조정된다. 그후 스위치 80이 턴-언 될때, 저항 81에 의하여 약해진 전류는 전원 29의 양극으로부터 중앙 실린더부품 70c에 인도되며, 뾰족해진 하단부 70b 위에 있는 전극 20의 하단으로부터 약한 파일로트 아크에 점화시킨다.

노즐 70의 하단은 베이스 금속 31과 접촉되며 불활성 개스는 그것이 상기 노즐의 작은 개구 75의 외부로 배출되도록 중앙 개스실 25에 동시 공급되며, 그 결과 전극 20과 뾰족한 하단부 70b 사이에서 발생된 파일롯트 아크는 즉시 상기 전극의 하단으로부터 베이스 금속 31까지 이동되며, 그로인해 플라스마-아크가 점화된다.

베이스금속 31의 용접 및 또는 절단은 상기 기술된 바와 같이 실행된다.

제4도에는 본 고안에 따른 또 다른 플라스마-아크 용접 및 절단 장치의 노즐부가 도시되어 있다.

이것은 원추형 노즐 90이 상방 외측 돌출고리 90a를 내포하며 중앙 내부 실린더부 90c가 중앙 개구 92를 갖고 있으며 뾰족한 하단부 90b가 그의 하단내에 작은 개구 95를 갖고 있는 것을 제외하면 제3도에 도시된 구조와 같은 구조를 갖는다.

작은 개구 95에 인도하는 중앙개구를 갖고 있는 절연고리 94의 상부 절반은 노즐 90의 하단에 고정된다 상기 노즐이 충분히 접근될 때 중앙 내부 실린더부 90c와 워크 피이스 사이에서는 어떤 전기적 접촉도 발생할 수 없다.

상기와 같은 작용과 효과는 제3도의 그것과 같이 이 장치에서도 얻어지며, 그 작동은 제3도의 장치와 같은 빙법으로 실행된다.

비록 고 본 고안이 각각 실시예에 따라 기술되어 있지만, 그것은 다른 여러가지 가능한 기술 방면에 익숙한 사람들에게는 충분히 이해가 될 수 있으며, 그러므로 본 고안의 범위는 도면에 의하여 기술된 특별한 실시예에 의하여 제한되지는 않고 다음 특허 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (1)

1. 프라스마-아크용접 및 절단장치가 토오치본체(1)와 토오치본체내에 부착된 전극(20)과 토오치본체내에 불활성개스실(7)과 냉각수실(4)을 가지고 토오치본체(1)에 부착된 노즐(10)이 토오치본체에서 떨어진 팁과 팁부터 불활성가스실(7)로 인도하는 개구(9)를 가지고 전극(20)이 팁에 도달하지 않도록 튀어 나오는데 있어서 전극(20)은 토오치본체(1)내에서 노즐개구(12)내를 축방향으로 전후로 움직이는 것을 특징으로 하는 프라스마-아크용접 및 절단장치.