KR960004754B1 - 점용접기를 이용한 용접방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

점용접기를 이용한 용접방법

제1도는 점용접될 중첩부분에 대해 연결되어 있고 본 발명에 따라 구성된 점용접장치의 사시도.

제2도는 제1도에 도시된 접용접장치에 연결되어 있는 중첩부분을 통과하는 단면도.

제3도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 음극케이블의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 본체 8 : 메인스위치

4, 6 : 훨 10, 12 : 조절노브

16, 16a, 16b : 전극팁홀더 18, 18a, 18b : 용접전극팁

20a, 20b : 음극케이블 22 : 접지판

24, 26 : 물품

[발명 분야]

본 발명은 표면이 코팅된 금속물품이나 판금 등의 점용접(spot welding)을 수행하기 위한 점용접기(spot welder)에 관한 것이다.

[종래 기술]

제4도에서는 종래의 점용접기가 도시되어 있다.

제4도에서 인용부호 2는 거의 직사각형인 용접기의 본체를 지칭하며, 그러한 용접의 본체는 작업조건에 따라 이동될 수 있도록 하부의 좌우측에 크고 작은 훨(4,6)들이 쌍을 이루고 있다.

용접기의 본체(2)의 외부에는 용접기의 전체에 대한 전원(a power source)을 켜고 끄기 위한 메인스위치(8 : a main switch)와 용접전류치 및 용접시간 등을 조절하기위한 조절노브(10,12 : adjusting knobs)들이 제공되어 있다.

용접기의 본체(2)의 내부에는 직류저전압(a DC low voltage)과 대전류(a large current)를 발생시키는 변압기(a transformer)와 정류기(a rectifier)를 포함하는 용접전원(a welding power source : 도시 안됨)이 제공되어 있다.

용접전원의 출력측에는 양극단자(a plus side terminal : 도시 안됨)와 음극단자(a minus side terminal : 도시 안됨)가 제공되어 있다.

양극테이블(14)의 말단부는 용접전원의 출력측상의 양극단자에 대해 연결되어 있고, 양극케이블(14)은 용접기의 본체(2)의 전방쪽에서 외부로 인출되어 있다. 양극케이블(14)의 맨 끝에는 전극팁홀더(16)가 설치되어 있고, 그러한 전극팁홀더(16)의 맨 끝에는 용접전극팁(18)이 설치되어 있다.

용접전원의 출력측상의 음극단자에 대해서는 음극케이블(20)의 말단부가 연결되어 있고, 그러한 음극케이블(20)은 용접기의 본체(2)의 전방쪽으로부터 인출되어 있다.

이제, 이러한 점용접기를 이용하여 물품(24,26)에 대해 일측점용점(one-side spot welding)이 행해지는 경우의 예에 대해 설명하겠다.

우선, 접지된 평판(22)이 용접기의 본체(2)의 전방쪽으로부터 인출된 음극케이블(20)의 맨 끝에 설치된다.

그리고, 용접될 물품(24,26)의 마주보는 표면들은 접촉영역의 도전성을 향상시키도록 샌드페이퍼 등에 의해 부분적으로 연마된다. 그 후에, 용접될 물품(24,26)들이 중첩된다.

이어서, 음극케이블(20)이 접지되며, 음극케이블(20)의 맨 끝에 있는 접지판(22)은 용접될 하부의 물품(24)에 대해 클램프(28)에 의해 도전관계로 교정된다.

용접전류치(약 50A)와 용접시간(0.3 내지 0.4초)은 노브(10,12)들을 조절함으로써 설정된다. 용접기의 본체(2)의 메인스위치(8)가 켜지고 출력측의 용접전극팁(18)의 맨 끝은 용접될 물품(26)의 용접해야 할 위치(30)에 대해 가압된다.

물품(24,26)의 용접해야 할 위치(30 : 용접전극팁(18)이 가압되는 부분)로는 대량의 전류가 흘러서 상기 물품(24,26)들간의 일측점용점(one-side spot welding)을 행한다.

그러나, 종래의 점용접기는 용접전극팁(18)에 의해 가압되는 용접해야 할 위치(30)가 접지판(22)이 밀접하게 배치된 부분으로부터 이격되어 있을 때에는 전압강하가 커지고 용접해야 할 위치(30)로 흐르는 전류가 감소되어 종종 불완전한 용접이 원인이 된다는 문제가 있다. 그러므로, 앞서 설명한 바와 같은 용접해야 할 위치에서의 용접에 있어서의 용접시간이 길어진다. 용접시간이 길어지면 작업효율이 낮아지며 그러한 용접해야 할 위치의 주변에 대량의 열을 발생시켜서 그 재질인 금속을 어닐링(annealing)시킨다. 결과적으로, 용접될 물품(24,26)의 강도는 낮아지고, 또한, 상기 물품은 변형된다.

이제, 전체적인 표면이 코팅되어 있는 두개의 중첩된 철판(용접될 물품)에 대해 종래의 점용접기를 이용하여 양측점용접(both-side spot welding)이 행해지는 경우의 예를 설명하겠다.

우선, 용접기의 본체(2)의 전방쪽에서 인출된 음극케이블(20)의 맨 끝에는 전극팁홀더(도시 안됨)와 용접전극팁(도시 안됨)이 설치된다.

그리고, 두장의 철판의 앞면과 뒷면의 일부는 그러한 부분의 표면상의 코팅을 제거하기 위해 샌드페이퍼등을 이용하여 연마되고, 그러한 두장의 철판들은 연마된 부분들이 서로 맞닿도록 중첩되며, 도전관계를 이루고 있는 그러한 연마부분에 대해 양측점용점이 이루어진다.

용접전극팁은 그러한 용접과정에서 뜨겁게 가열되어 그러한 뜨거운 용접전극팁에 의해 코팅부분을 녹여서 파괴하고 양측점용점이 수행되게 한다.

코팅부분이 용접을 수행하기에는 지나치게 단단하거나 억센 경우에는 점용접선을 끌질(gouging)을 하듯이 좌우로 흔들어서 코팅부를 파괴시킴으로써 양측점용점이 수행된다.

이러한 종래의 양측점용접기는 전체적인 표면이 코팅되어 있는 두장의 철판에 대한 양측점용접이 짧은 시간 동안에 이루어질 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 점용접기의 경우에는 점용접은 대량의 용접전류가 거의 지속적으로 흘러서 용접전극팁을 강제적으로 가열하는 방식으로 수행되며, 그럼으로써, 수용단부의 서키트브레이커나 퓨즈의 용량이 작은 경우에는 녹아버리기 쉬우므로 대용량의 수용단부의 서키트브레이커나 퓨즈가 이용되어야 한다.

또한, 종래의 양측점용접기의 경우에는 대량의 전류가 거의 지속적으로 가해져서 케이블과 변압기와 다이오드 및 기타의 부분들이 가열되고, 그에 따라, 수명이 단축되며, 또한, 이러한 가열에 기인하여 용접기의 본체가 퇴화되어 용접기의 본체의 수명도 단축된다.

또한, 이러한 종래의 양측점용접기를 이용하여 철판을 점용접하는 경우에는 용접전극팁에 의해 코팅부분이 파괴될 때에 용접전극팁의 맨 끝에서 스파크가 발생되어 철판을 천공시키거나, 스파크열에 기인하여 철판의 물성(the material quality)이 변화되고, 그에 따라, 점용접부위의 강도가 약화되거나 용접전극팁의 맨 끝이 짧은 시간에 마모되어 버린다.

또한, 종래의 양측점용접기들 중에는 점용접건과 변압기가 일체식 구조로 배치된 것이 있다. 이러한 점용접기의 경우에는 무거운 용접기의 전체를 손으로 들고 용접전극팁이 냉각되기전에 신속하게 용접작업을 수행해야 하며, 그러므로, 작업자가 매우 피곤해진다.

[발명의 개요]

본 발명의 목적은 앞서 설명한 문제들을 극복하기 위한 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 용접해야 할 위치의 근처를 어닐링시키거나 변형시킴이 없이 짧은 시간 동안에 양호한 일측점용접이나 양측점용접을 수행할 수 있고, 수용측의 서키트브레이커나 퓨즈의 용량이 작더라도 양호하게 이용될 수 있으며, 용접기의 본체의 수명이 길어지고, 용접전극팁의 맨 끝이 짧은 시간 동안에 마모되어 버리는 것을 방지할 수 있는 점용접기를 제공하려는 것이며, 또한, 그러한 점용접기를 이용한 용접방법을 제공하려는 것이기도 하다.

이러한, 본 발명에 따른 방법은 저전압과 대전류를 발생시키는 용접전원을 이용하며, 상기 용접전원의 출력측상의 제너레이터 단자들에 대해서는 다수의 출력 케이블들이 연결되어 있다. 하나의 제너레이터 단자에 대해서 적어도 두개 이상의 출력 케이블들이 연결되어 있다.

또한, 앞서 설명한 목적을 달성하기 위하여 앞서 설명한 점용접기를 이용하는 용접방법에서는, 중첩된 물품의 접촉면들의 용접해야 할 위치에 있는 코팅부분을 제거하며, 3개 이상의 상기 케이블들 중에서 적어도 하나 이상을 용접해야 할 중첩된 물품들중의 하나에 대해 전기적으로 연결하고, 상기 제2의 출력측 케이블에 대해 연결된 용접팁과 제3의 출력측 케이블에 대해 연결된 또다른 용접팁의 사이에 용접 물품의 일부를 중첩시키며, 이러한 상태에서 전류를 가한다.

본 발명에 따른 방법을 이용함으로써 용접될 물품의 외면상의 모든 코팅부가 제거되고 금속이 노출된다. 그러므로, 용접전극은 노출된 금속과 전기적으로 양호하게 접속되어 대량의 전류가 짧은 시간 동안에 흐르게 된다.

[실시예]

이제, 도면을 보면서 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하겠다.

제1도에서 인용부호 2는 거의 직사각형인 용접기의 본체를 지칭하며, 그러한 용접기의 본체(2)의 하부에는 좌우측에 크고 작은 훨(4,6)들이 제공되어 용접기의 본체는 작업조건에 따라 이동될 수도 있을 것이다.

용접기의 본체(2)의 외부에는 용접기의 전체에 대한 전원을 켰다 껐다하는 메인스위치(8)와 용접전류치 및 용접시간 등을 조절하기 위한 조절노브(10,12)들이 제공되어 있다.

용접기의 본체(2)의 내부에는 직류저전압 및 대전류를 발생시키는 변압기 및 정류기를 포함하는 용접전원(도시 안됨)이 제공되어 있다. 용접전원의 출력측에는 양극단자(도시 안됨) 및 음극단자(도시 안됨)가 제공되어 있다.

양극케이블(14)의 말단부는 용접전원의 출력측상의 양극단자에 연결되어 있으며, 상기 양극케이블(14)은 용접기의 본체(2)의 전방쪽에서 인출되어 있다. 양극케이블(14)의 맨 끝에는 전극팁홀더(16a)가 설치되어 있으며, 그러한 전극팁홀더(16a)의 맨 끝에는 용접전극팁(18a)이 설치되어 있다.

두개의 음극케이블(20a,20b)의 말단부는 용접전원의 출력측상의 음극단자에 대해 연결되어 있으며, 그러한 음극케이블(20a,20b)은 용접기의 본체(2)의 전방쪽에서 인출되어 있다.

제2도는 본 발명의 주요부분의 단면도이다. 제2도에 보이듯이, 음극케이블(20a,20b)들중의 하나의 음극케이블(20a)의 맨 끝에는 접지판(22)이 설치되어 있다. 다른 음극케이블(20b)의 맨 끝에는 전극팁홀더(16b)를 통해 용접전극팁(18b)이 설치되어 있다.

본 발명의 따른 점용접기를 이용함에 있어서는, 용접될 물품(24,26)의 마주보는 표면들이 샌드페이퍼 등에 의해 연마되어 용접해야 할 위치의 상기 용접될 물품(24,26)의 부분들이 도전관계를 이루게 한다. 용접될 물품(24,26)들은 연마된 영역에서 접촉하도록 서로 중첩되어 있다.

용접될 물품(24,26)들 중에서 상부의 물품의 외면상의 용접해야 할 위치(30)의 근처는 샌드페이퍼 등에 의해 길쭉한 띠를 이루게 연마되어 금속면이 노출됨으로써 도전성이 향상된다.

그리고, 음극케이블(20a)의 맨 끝에 부착되어 있는 접지판(22)을 클램프(28)에 의해 용접될 물품(24,26)들 중에서 하부의 물품의 예정된 위치에 밀접하게 배치되어 있다.

제2도에 보이듯이, 용접될 물품(24,26)들의 용접해야 할 위치(30)는 상기 다른 음극케이블(20b)에 대해 연결된 용접전극팁(18b)과 양극케이블(14)에 대해 연결된 용접전극팁(18a)의 사이에 연결되어 있다.

그리고, 용접전류치와 용접시간(0.3 내지 0.4초)이 조절노브(10,12)들에 의해 설정되고, 용접기의 본체(2)의 메인스위치(8)가 켜져서 전류를 공급한다.

앞서 설명한 실시예에서는 용접해야 할 위치(30)가 상기 물품(24)에 대해 연결된 접지판(22)과 용접해야 할 위치(30)와 사이에서 점선(A)으로 도시하듯이 흐르는 전류에 의해 가열되고, 상기 부분의 외면에 있는 모든 코팅 등이 제거되며, 금속면이 노출된다.

이러한 상태에서, 한 용접전극팁(18a)과 또다른 용접전극팁(18b)의 사이의 저항은 그러한 용접전극팁(18a)과 접지판(22)의 사이의 저항보다 작다. 그러므로, 한 용접전극팁(18a)과 또다른 용접전극팁(18b)의 사이에는 짧은 시간동안에 대량의 전류가 흘러서 단단한 점용접이 이루어진다.

그리고, 용접전류치와 용접시간(0.3 내지 0.4초)이 용접기의 본체(2)의 조절노브(10,12)에 의해 설정된다.

그리고, 메인스위치(8)가 켜지며 용접전극팁(18)의 맨 끝이 용접해야 할 위치(30)에 대해 가압된다. 용접전극팁(18)에 의해 가압되는 용접해야 할 위치(30)로 정해진 시간 동안에 대량의 전류가 흘러서 물품(24)이 가열되어 용접해야 할 위치(30)에서 용접된다.

용접해야 할 위치(30)에서 전류는 제3도에 점선(A,B)들로 도시하듯이 두개의 접지판(22)들로 분기되므로 용접해야 할 위치(30)의 근처에서 좀더 적은 열이 발생되며, 그러므로 용접될 금속의 열악화로 인해 강도가 약해지거나 변형되는 것이 회피된다. 앞서 설명한 용접기에서는 두개의 음극케이블(20a, 20b)이 용접기의 본체(2)의 밖으로 직접 인출되어 나오지만 제4도에 보이듯이 하나의 음극케이블이 용접기의 본체에서 인출되어 나오고 그러한 음극케이블이 두개 이상으로 분기될 수도 있을 것이다.

앞서 설명한 실시예에서는 음극케이블이 용접될 물품의 접지측에 고정되었었다. 물론, 그것들을 역순으로 고정하여도 유사한 효과가 얻어질 수 있을 것이다.

직류전원을 얻기 위한 전원으로서의 변압기 및 정류기에 대하여 설명하였지만 본 발명은 교류전원을 이용할 수도 있음을 당분야의 숙련자라면 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면 용접될 물품에 대해 전류가 공급될 때에 용접될 물품의 뒷면에서의 용접해야 할 위치의 코팅부분 등은 양극전극에서 상기 접지판으로 흐르는 전류에 의해 발생된 열에 의해 제거되어 저항을 감소시킨다. 용접해야 할 위치의 외면상의 코팅부분 등을 제거하는 것은 열이 상기 코팅부분을 태워버림으로써 이루어진다. 그리고, 저저항의 용접해야 할 위치를 통해 상기 음극케이블에 연결된 용접전극으로부터 음극케이블에 연결된 용접전극으로 짧은 시간 동안에 대량의 전류가 흐른다. 그러므로, 열의 발생으로 인해 용접될 물품이 변형되거나 열악해짐이 없이 단단한 용접이 이루어진다.

또한, 본 발명에 따르면 접지측의 케이블의 직경이 감소될 수 있으므로 접지측의 케이블은 용이하게 이동될 수 있고, 그러므로, 용접기의 효율적인 작동이 가능해진다.

수용측의 서키트브레이커는 약 30A의 용량을 가지며, 그정도면 본 발명에 따른 3케이블 시스템에 충분하다.

또한, 본 발명에 따르면 용접될 물품의 외면이나 뒷면상의 코팅부분은 앞서 설명했듯이, 태워 없어지므로 손이 닿기 어려운 용접될 물품의 뒷부분의 코팅부분을 연마하지 않고도 양측점용접이 수행될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 용접해야 할 위치의 뒷부분의 코팅부분은 접지측의 케이블과 용접전극팁의 사이에 흐르는 전류로 인한 열에 의해 제거되므로 용접전극팁을 억지로 가열하기 위해 용접전극팁에 대해 대량의 전류를 공급할 필요가 없으며, 그러므로, 수용축의 서키트브레이커나 퓨즈는 용량이 작아도 되며 용접기의 본체의 수명도 길어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 용접전극팁과 접지케이블 및 선행단계의 용접에서의 용접전극팁간에 전류가 흘러서 스파크가 경감되며, 그러므로, 용접될 물품이 천공되는 것이 방지되고, 열로 인해 점용접의 강도가 약해지는 것이 방지되며, 용접전극팁의 맨 끝이 짧은 시간 동안에 닳아버리는 것이 방지된다.

Claims (1)

1. 저전압과 대전류를 발생시키는 용접전원(a welding power source)과 상기 용접전원의 단자(T₁,T₂,T₃)로부터 용접될 물품(the article to be welded)으로 이어지는 적어도 3개 이상의 출력 케이블(at least three output cables)들을 포함하는 점용접기(a spot welder)를 이용한 용접방법에 있어서, 코팅되어 있는 용접될 상하부의 물품들을 중첩되게 제공하는 단계와, 상기 용접될 물품의 용접해야 할 위치의 마주보는 표면들의 코팅부분을 제거하기 위해 연마하는 단계와, 상기 전원의 음극이나 양극의 단자(T₂)로나 또는 접지단자(T₁)로 이어지는 상기 케이블들 중의 적어도 하나 이상을 상기 용접될 물품들 중의 하나에 대해 전기적으로 접속시키는 단계와, 하나는 상기 전원의 한 단자(T₂)에 이어지고 다른 것은 상기 전원의 다른 단자(T₃)에 이어지는 상기 케이블들의 외부의 단부들에 대해 연결되어 있고 상기 용접될 물품의 외면과 접촉하게 될 한쌍의 용접전극의 사이에 상기 용접될 물품들을 중첩시켜 배치하는 단계와, 한 단부는 용접될 물품들 중의 하나에 대해 연결되어 있고 다른 단부는 단자(T₁,T₃)들 중의 어느 하나에 대해 연결되어 있는 적어도 하나 이상의 케이블에 대해 다른 단자(T₂)에 연결된 전극으로부터 제1전류를 흘려서 용접될 물품의 용접해야 할 위치의 외면상의 코팅부분을 태워 없앰으로써 그러한 외면과 접촉하는 전극이 그러한 외면과의 양호한 전기적 접촉을 이루게 하는 단계 및, 상기 다른 단자(T₂)에 연결된 용접전극으로부터 상기 한 단자(T₃)에 연결된 용접전극으로 대량의 제2전류를 흘림으로써 상기 물품들의 사이에 단단한 용접이 이루어지게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접방법.