KR101530908B1

KR101530908B1 - 분기관 용접장치

Info

Publication number: KR101530908B1
Application number: KR1020130155982A
Authority: KR
Inventors: 이진성; 고흥식; 한광진
Original assignee: 이진성; 고흥식; 한광진
Priority date: 2013-12-14
Filing date: 2013-12-14
Publication date: 2015-06-23

Abstract

본 발명은 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)를 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 위치되게 하는 한편, 각 용접토치(112a)(114a)의 선단이 지관(12)과 분기관(14)의 중심에서 양쪽에 동일한 거리를 두고 위치되게 하여, 181°회전에 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레가 용접되게 함으로써, 연속 작업성과 용접품질을 향상시킬 수 있게 하는 분기관 용접장치에 관한 것이다.

Description

분기관 용접장치{WELDING APPARATUS FOR BRANCHED TUBE}

본 발명은 주관에 성형된 지관에 분기관을 용접하는 장치에 관한 것으로, 특히, 용접토치 2개를 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 위치되게 하는 한편, 각 용접토치의 선단이 지관과 분기관의 중심에서 양쪽에 동일한 거리를 두고 위치되게 하여, 181°회전에 지관과 분기관이 맞닿은 원둘레가 용접되게 함으로써, 연속 작업성과 용접품질을 향상시킬 수 있게 하는 분기관 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 도 1 도시와 같이 주관(10)에 지관(12)이 성형되게 하는 장치는 국내 실용신안등록 제0265666호에 개시되어 있는데, a) 주관에 지관이 성형되어야 할 곳에 드릴로 구멍이 성형되게 하는 단계, b) 상기 구멍의 주변을 가열되게 하는 단계, c) 상기 구멍이 형성된 주관의 양쪽이 가압되게 하는 단계, d) 금속 볼을 가열된 구멍 바로 밑쪽에 위치되게 하는 단계, e) 진공 흡입하여 상기 금속 볼이 구멍을 통과하여 나오게 하는 단계를 거쳐 성형되게 한다.

상기와 같이 주관(10)에 지관(12)이 성형되게 한 후에는 도 2 도시와 같이 지관(12)에 분기관(14)이 용접에 의해 결합되게 한다.

상기 용접에 사용되는 용접토치는 국내 실용신안등록 제0101493호에 개시되어 있는데, 본체의 선단에 노즐이 결합되게 하고, 이 노즐의 내부에 용접팁(welding tip)이 설치되게 하며, 상기 용접팁의 선단으로 용접와이어가 공급되게 하는 한편, 오리피스(orifice) 또는 디퓨저(diffuser)를 통해 보호가스가 공급되게 한다.

그리고 노즐 선단으로 용접와이어가 공급되면 아크가 발생되어 용융됨으로써, 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레를 용접되게 하는데, 상기 보호가스는 상기 노즐을 통해 분사되어 상기 용접팁 주변을 감쌈으로써 용접분위기를 형성되게 한다.

종래에는 작업자가 용접토치를 손에 들고 지관(10)과 분기관(12)이 맞닿은 원둘레의 1/2을 먼저 용접되게 한 후, 용접된 부위의 반대편 쪽으로 이동하여, 나머지 1/2을 용접되게 하고 있는데, 상기와 같이 수작업에 의해 지관(12)에 분기관(14)이 용접되게 할 때, 발생되는 유해가스를 작업자가 직접 흡입하게 되는 문제점과, 반복되는 이동에 따른 연속 작업성이 떨어지는 문제점이 발생되었다.

그리고 작업자의 숙련도에 따라 용접품질이 균일하지 않게 되는 문제점도 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 그 목적은 용접토치 2개를 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 위치되게 하는 한편, 각 용접토치의 선단이 지관과 분기관의 중심에서 양쪽에 동일한 거리를 두고 위치되게 하여, 181°회전에 지관과 분기관이 맞닿은 원둘레가 용접되게 함으로써, 연속 작업성과 용접품질을 향상시킬 수 있게 하는 분기관 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 분기관 용접장치는 모터축(146)에 체인스프로킷(148)이 축설되는 모터(142)와, 원동축(124), 조(122), 종동축(126)이 동일 중심을 이루면서 상부에서 하부로 순차적으로 결합되고, 원동축(124)에 체인스프로킷(128)이 축설되는 클러치(120)와, 상기 체인스프로킷(128)(148)을 연결하여 상기 모터(142)의 구동에 의해 상기 체인스프로킷(128)(148)을 정역 회전시키게 되는 체인(130)과, 상기 클러치(120)의 종동축(126) 일측에 제1브래킷(112)이 설치되는 한편, 상기 제1브래킷(112)의 단부에 결합되는 제1용접토치(112a)로 되고, 용접와이어(W)와 보호가스(G)가 공급되는 한편, 아크가 발생되어 용접와이어가 용융되게 하는 상기 제1용접토치(112a)로 주관(10)의 지관(12)에 분기관(14)이 용접되게 하는 용접장치에 있어서, 상기 클러치(120)의 종동축(126)을 중심으로 상기 제1브래킷(112)과 직교하는 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 제2브래킷(114)이 설치되게 하되, 상기 제2브래킷(114)의 단부에 제2용접토치(114a)가 설치되게 하고, 상기 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)를 지관(12)과, 분기관(14)이 맞닿은 원둘레의 중심에 대해 동일한 거리를 두고 위치되게 하여, 상기 모터(142)의 구동에 의해 181°회전으로 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레가 용접되게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제1용접토치(112a)와 제2용접토치(114a)를 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 위치되게 하는 한편, 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)의 선단이 지관(12)과 분기관(14)의 중심에서 양쪽에 동일한 거리를 두고 위치되게 하여, 181°회전에 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레가 용접되게 함으로써, 연속 작업성과 용접품질을 향상시킬 수 있게 하는 효과가 있는 것이다.

도 1은 일반적인 주관에 지관이 성형된 상태의 사시도,
도 2는 도 1의 지관에 분기관이 용접 결합된 상태의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 장치의 일 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 장치의 주요부 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 장치에 용접와이어와 보호가스가 공급되는 경로를 보인 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 주관받침대에 주관이 설치된 상태의 일 측면도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 장치로 분기관과 지관의 경계면을 용접하는 상태의 평면도이다.

다음 본 발명을 도면에 의거하여 설명하겠다.

도 3 및 도 4 에는 본 발명에 분기관 용접장치가 도시되어 있는데, 이 분기관 용접장치 본체(100)는 토치브래킷(110)과, 클러치(120)와, 구동부브래킷(140)과, 메인프레임(150)과, 너트브래킷(158) 및 주관받칩대(160)로 구성된다.

상기 토치브래킷(110)은 상기 클러치(120)의 종동축(126) 양쪽에 제1브래킷(112)과, 제2브래킷(114)이 종동축(126)을 중심으로 직교하는 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 벌어져 위치되고, 제1브래킷(112)의 하단부에는 제1용접토치(112a)가 결합되며, 제2브래킷(114)의 하단부에는 제2용접토치(114a)가 결합된다.

상기에 있어, 상기 제1용접토치(112a)와 제2용접토치(114a)는 도 2 도시와 같은 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레의 중심에서 양쪽에 동일한 거리를 두고 위치되는 한편, 지관(12)과 분기관(14)의 중심에 대해 직교하는 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 위치되고, 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)의 각 선단은 지관(12)과 분기관(14)의 중심에 대해 45°각도 경사져 위치되며, 각각에는 호스(116a)가 연결된 공급지관(116)이 형성된다.

상기 토치브래킷(110)에는 상기 분기관(14)이 상기 지관(12)에 올려져 위치되게 하는 지관가이드(118)가 더 형성되는데, 상기 제1브래킷(112)과 제2브래킷(114)의 중앙에 위치하여, 상단부가 상기 종동축(126)에 결합된다.

그리고 지관가이드(118)의 하단부에는 용접시 분기관(14)이 지관(12)에 동일중심을 이루면서 유지되게 하는 영구자석으로 된 지관홀더(118a)가 결합된다.

상기 클러치(120)는 원동축(124), 조(122), 종동축(126)이 동일 중심을 이루면서 상부에서 하부로 순차적으로 결합되고, 원동축(124)에는 체인스프로킷(128)이 축설된다.

상기 구동브래킷(140)은 금속판체로 수평을 이루면서 위치하게 되고, 한 쪽에 상기 클러치(120)의 원동축(124)의 상단부가 축설되며, 반대편 쪽에는 상부에 기어박스(144)를 구비하는 모터(142)가 설치된다.

그리고 상기 모터(142)가 설치되는 쪽의 단부가 상기 너트브래킷(158)에 직교하게 고정된다.

상기에 있어, 모터(142)의 모터축(146)에는 체인스프로킷(148)이 축설되는데, 상기 체인스프로킷(148)과 상기의 클러치(120) 원동축(124)에 축설된 체인스프로킷(128)에는 체인(128)이 연결된다.

따라서 상기 모터(142)가 구동되면, 기어박스(144) - 체인스프로킷(148) - 체인(128) - 체인스프로킷(128)이 회전 동작됨으로써, 상기 클러치(120)의 조(122) 하부에 결합되는 종동축(126)이 회전 동작되고, 제1 및 제2브래킷(112)(114)과 지관가이드(118)가 함께 회전 동작된다.

상기 메인프레임(150)은 상기 너트브래킷(158)이 수직상으로 위치되게 하는데, 지면에 고정될 수 도 있고, 바퀴가 설치되어 이동될 수 도 있다.

상기 너트브래킷(158)은 구동부브래킷(140)이 결합되는 반대쪽 면에 상, 하로 동일 중심을 이루는 스크류너트(158a)가 상, 하로 일정한 거리를 두고 이격되어 설치된다.

상기 너트브래킷(158)은 스크류봉브래킷(152)에 의해 상기 메인프레임(150)에 수직상으로 위치하게 되는데, 상기 스크류봉브래킷(152)의 상부면과 하부면에는 수직상으로 스크류봉(154)이 설치된다.

상기 스크류봉(154)은 상기의 스크류너트(158a)에 나사 결합되고, 하단부에 스크류핸들(156)이 축설된다.

따라서 상기 스크류핸들(156)을 회전시키면 스크류봉(154)이 회전되어, 이 스크류봉(154)에 나사결합 된 스크류너트(158a)에 의해 너트브래킷(158)이 상부 또는 하부로 이동되고, 너트브래킷(158)에 결합된 구동부브래킷(140)이 동일한 방향으로 동일한 거리만큼 이동되며, 토치브래킷(110) 역시 동일한 방향으로 동일한 거리만큼 이동된다.

상기 주관받침대(160)는 주관(10)이 올려지게 되는데, 높낮이가 조절된다.

상기 주관(10)이 올려지는 "Ｖ"자 형상의 캐스터받침(162)의 내측면에는 상기 주관(10)을 균일하게 받쳐주게 되는 볼캐스터(164)가 설치되고, 하부 정점에는 수직상으로 받침봉(166)이 설치된다.

그리고 상기 받침봉(166)은 지면에 고정판(168b)으로 고정되는 수납봉(168)의 내부에 수납되고, 수납봉(168)의 내부에서 출몰하여 높낮이가 조절되는데, 수납봉(168)의 입구에 나사 결합되는 조임구(168a)의 조임에 따라 출몰하거나 또는 인출된 상태에서 위치가 고정된다.

이렇게 구성되는 본 발명은 클러치(120)의 종동축(126)에 제1브래킷(112)과 제2브래킷(114)이 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 위치되는 한편, 제1 및 제2브래킷(112)(114)의 사이에는 지관가이드(118)가 현가 되고, 상기 제1브래킷(112)의 하단부에는 제1용접토치(112a)가, 제2브래킷(114)의 하단부에는 제2용접토치(114a)가 결합되며, 상기 토치브래킷(110)은 구동모터(142)의 동작에 의해 회전되는 한편, 너트브래킷(158)의 상, 하 동작에 따라 동일하게 동작된다.

그리고 상기 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)에는 도 5 도시와 같이 용접와이어(W)와 보호가스(G)가 각각 공급되는데, 상기 용접와이어(W) 중 제1스풀(170)에 감겨진 용접와이어(W)는 고정롤러(174)와 가동롤러(176) 및 송급기(178)를 경유하여 제1용접토치(112a)에 공급되고, 제2스풀(172)에 감겨진 용접와이어(W)는 고정롤러(174)와 가동롤러(176) 및 송급기(178)를 경유하여 제2용접토치(114a)에 공급되며, 각각의 보호가스(G) 역시 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)에 공급되는데, 각각의 호스(116a)와 공급지관(116)을 통해 공급된다.

주관(10)에 성형된 지관(12)에 분기관(14)을 용접하기 위해 도 3 및 도 6 도시와 같이 주관(10)을 주관받침대(160)에 올려놓고, 지관(12)에 분기관(14)을 올려놓되, 상기 분기관(14)이 지관가이드(118)의 지관홀더(118a)에 의해 지지되게 하며, 스크류핸들(156)을 돌려 너트브래킷(158)이 상, 하 이동되게 하여, 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)의 단부가 도 7 도시와 같이 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레에 위치되게 한 후, 모터(142)를 동작시키면서 아크를 발생시키면, 보호가스(G)가 용접분위기를 형성시키면서 용접와이어(W)가 용융되어 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레를 용접하게 된다.

상기에 있어, 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)는 도 8 도시와 같이 181°회전에 의해 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레가 한번에 용접되는데, 도 7 도시와 같이 각각의 용접 시작점에 대해 1°각도만큼 더 용접하게 된다.

용접 후에는 다음 지관(12)에 분기관(14)이 동일중심을 이루면서 올려지게 한 후 모터(142)를 역회전시켜 용접작업을 연속으로 수행하게 된다.

10 ... 주관 12 ... 지관
14 ... 분기관 100 ... 본체
110 ... 토치브래킷 112 ... 제1브래킷
112a ... 제1용접토치 114 ... 제2브래킷
114a ... 제2용접토치 116 ... 공급지관
116a ... 호스 118 ... 지관가이드
118a ... 지관홀더 120 ... 클러치
122 ... 조 124 ... 원동축
126 ... 종동축 128 ... 체인스프로킷
130 ... 체인 140 ... 구동부브래킷
142 ... 모터 144 ... 기어박스
146 ... 모터축 148 ... 체인스프로킷
150 ... 메인프레임 152 ... 스크류봉브래킷
154 ... 스크류봉 156 ... 스크류핸들
158 ... 너트브래킷 158a ... 스크류너트
160 ... 주관받침대 162 ... 캐스터받침
164 ... 캐스터 166 ... 받침봉
168 ... 수납봉 168a ... 조임구
170 ... 제1스풀 172 ... 제2스풀
G ... 보호가스 W ... 용접와이어

Claims

모터축(146)에 체인스프로킷(148)이 축설되는 모터(142)와, 원동축(124), 조(122), 종동축(126)이 동일 중심을 이루면서 상부에서 하부로 순차적으로 결합되고, 원동축(124)에 체인스프로킷(128)이 축설되는 클러치(120)와, 상기 체인스프로킷(128)(148)을 연결하여 상기 모터(142)의 구동에 의해 상기 체인스프로킷(128)(148)을 정역 회전시키게 되는 체인(130)과, 상기 클러치(120)의 종동축(126) 일측에 제1브래킷(112)이 설치되는 한편, 상기 제1브래킷(112)의 단부에 결합되는 제1용접토치(112a)로 되고, 용접와이어(W)와 보호가스(G)가 공급되는 한편, 아크가 발생되어 용접와이어가 용융되게 하는 상기 제1용접토치(112a)로 주관(10)의 지관(12)에 분기관(14)이 용접되게 하는 용접장치에 있어서,
상기 클러치(120)의 종동축(126)을 중심으로 상기 제1브래킷(112)과 직교하는 동일선상에 일정한 거리를 두고 대칭상태로 제2브래킷(114)이 설치되게 하되, 상기 제2브래킷(114)의 단부에 제2용접토치(114a)가 설치되게 하고, 상기 제1 및 제2용접토치(112a)(114a)를 지관(12)과, 분기관(14)이 맞닿은 원둘레의 중심에 대해 동일한 거리를 두고 위치되게 하여, 상기 모터(142)의 구동에 의해 181°회전으로 지관(12)과 분기관(14)이 맞닿은 원둘레가 용접되게 하는 것을 특징으로 하는 분기관 용접장치.
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