KR101937830B1

KR101937830B1 - 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드

Info

Publication number: KR101937830B1
Application number: KR1020170043608A
Authority: KR
Inventors: 조정호; 정훈철; 박경배; 최성효
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2019-01-11
Also published as: KR20180112481A

Abstract

본 발명은 소모성 전극인 비피복 금속 용접봉을 사용하고, 상기 용접봉 주위로 보호가스를 배출시키는 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드에 관한 것으로서, 특히 토치핸들의 선단에 설치된 인슐레이터와; 상기 인슐레이터에 설치된 인서트와; 상기 인서트에 체결되고, 보호가스를 이송하는 가스 디퓨저와; 상기 가스 디퓨저가 관통하고, 보호가스가 통과하는 메쉬망 형태의 가스렌즈가 선단에 설치된 소켓과; 상기 소켓의 선단에 체결되어 상기 용접봉을 용접부위에 접촉시키는 컨택트 팁과; 상기 소켓과 컨택트 팁의 외측면을 둘러싸고, 보호가스를 용접부위로 유도하는 노즐;로 구성되어, 보호가스 유동을 안정화시켜 용접 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드{Gas metal arc welding torch head with gas lens}

본 발명은 용접 토치헤드에 관한 것으로서, 특히 소모성 전극인 비피복 금속 용접봉을 사용하고 그 용접봉 주위로 보호가스를 배출시키는 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드에 관한 것이다.

아크용접이란 전극과 모재의 표면사이에 발생하는 전기적 아크와 열에 의해 두 금속을 접합(coalescence)하는 방법이다.

아크 용접에는 Shielded Metal Arc Welding(SMAW), Gas Tungsten Arc Welding(GTAW), Gas Metal Arc Welding(GMAW), Submerged Arc Welding(SAW), Plasma Arc Welding(PAW) 등 매우 다양한 종류가 있다.

그 중에서 가스 메탈 아크 용접(Gas Metal Arc Welding, GMAW)은 비소모성 전극인 텅스텐봉을 사용하는 가스 텅스텐 아크 용접과 달리 소모성 전극인 비피복 금속 용접봉을 사용한다. 그리고, 가스 메탈 아크 용접은 용접을 하면서 용접봉 주위에 보호가스를 공급하여 용접부위를 주위의 대기로부터 보호함으로써 용접 품질을 높이고자 한다.

그러나, 종래의 가스 메탈 아크 용접 방법에서 사용되는 토치헤드는 보호가스를 분사하였을 때 그 분사된 보호가스가 안정적으로 유동하지 못하기 때문에 기대만큼 용접 품질이 향상되지 않는 한계가 있었다.

출원번호:10-2014-0006721 (등록번호:10-1500631, 발명의 명칭 : 용접용 토치)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보호가스 유동을 안정화시켜 용접 품질을 향상시킬 수 있는 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드는 소모성 전극인 비피복 금속 용접봉을 사용하고, 상기 용접봉 주위로 보호가스를 배출시키는 것으로서; 토치핸들의 선단에 설치된 인슐레이터와; 상기 인슐레이터에 설치된 인서트와; 상기 인서트에 체결되고, 보호가스를 이송하는 가스 디퓨저와; 상기 가스 디퓨저가 관통하고, 보호가스가 통과하는 메쉬망 형태의 가스렌즈가 선단에 설치된 소켓과; 상기 소켓의 선단에 체결되어 상기 용접봉을 용접부위에 접촉시키는 컨택트 팁과; 상기 소켓과 컨택트 팁의 외측면을 둘러싸고, 보호가스를 용접부위로 유도하는 노즐;로 구성된다.

여기서, 상기 가스렌즈의 중앙에는 상기 용접봉이 지나가는 관통홀이 형성된다.

그리고, 상기 소켓은 외주면에 나선이 형성되고, 상기 노즐은 소켓 외주면의 나선에 결합되도록 내주면에 나선이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드는 보호가스가 메쉬망 형태의 가스렌즈를 통과하도록 함으로써, 보호가스 유동을 안정화시켜 용적 이행을 안정화시킴과 아울러 용접 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드의 부분 절개도.
도 3은 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드의 단면도.
도 4는 보호가스의 유동을 보인 도로서, (a)는 가스렌즈가 설치되지 않은 종래의 용접 토치헤드이고, (b)는 본 발명에 의한 가스렌즈가 적용된 가스 메탈 아크 용접 토치헤드.

이하, 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드의 부분 절개도이며, 도 3은 본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드의 단면도이다.

본 발명에 의한 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드는 가스 메탈 아크 용접(Gas Metal Arc Welding Torch, GMAW)에서 사용되는 용접 토치헤드에 관한 것으로서, 가스 메탈 아크 용접은 소모성 전극인 비피복 금속 용접봉(R)을 사용하고, 상기 용접봉(R) 주위로 보호가스(G)를 배출시킨다.

이러한 가스 메탈 아크 용접에 사용되는 본 발명의 용접 토치헤드는 인슐레이터(10)와, 인서트(20)와, 가스 디퓨저(30)와, 소켓(40)과, 컨택트 팁(50)과, 노즐(60)을 포함하여 구성된다.

상기 인슐레이터(10)는 용접기 라인에 연결되는 토치핸들(H)의 선단에 설치되어 노즐(60)을 절연 상태로 지지한다.

상기 인서트(20)는 너트 형태로 인슐레이터(10)의 선단 내측에 설치된다.

상기 가스 디퓨저(30)는 후단이 인서트(20)에 나선 결합방식으로 체결되고, 보호가스를 이송한다. 부연하면, 가스 디퓨저(30)에는 중앙 부분에 길이방향을 따라 길게 용접봉(R)이 지나가기 위한 구멍이 형성되어 있고, 일측에는 보호가스(G)를 배출하기 위한 다수의 배출홀(30a)이 형성되어 있다.

상기 소켓(40)은 가스 디퓨저(30)가 중앙 부분을 관통하고, 내부에 빈 공간이 형성되며, 보호가스(G)가 통과하는 가스렌즈(Gas Lens,41)가 선단에 설치된다.

좀 더 부연하면, 상기 소켓(40)은 외주면 후단에 나선이 형성되고, 가스 디퓨저(30)가 설치되었을 때 가스 디퓨저(30)의 배출홀(30a)이 소켓(40)의 내부 공간상에 위치된다. 따라서, 가스 디퓨저(30)에서 배출되는 보호가스(G)는 외부로 배출되기 전에 먼저 소켓(40)의 내부 공간에 채워진다.

그리고, 가스 디퓨저(30)의 내부 공간에 채워진 가스는 일정 압력으로 상승한 후 메쉬망 형태인 가스렌즈(41)를 통해 강한 압력으로 균일하게 배출되기 때문에 용접 부위를 보다 안정적으로 보호할 수 있어서 용접 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

도 4를 참조로 설명하면, 도 4의 (a)는 가스렌즈(41)가 설치되지 않은 종래의 용접 토치헤드이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 의한 가스렌즈가 적용된 가스 메탈 아크 용접 토치헤드를 보인 경우인데, 도 4 (a)의 경우에는 보호가스(G)의 유동이 안정적이지 않은데 반하여, 도 4의 (b)는 보호가스(G)가 가스렌즈(41)를 통과하면서 안정적으로 유동되어 균일하게 배출되는 것을 볼 수 있다.

상기 가스렌즈(41)는 선단 중앙에 관통홀(41a)이 형성된다. 이 관통홀(41a)을 통하여 가스 디퓨저(30)를 통과한 용접봉(R)이 지나간다.

상기 컨택트 팁(50)은 소켓(40)의 선단에 체결되어 용접봉(R)을 용접부위에 접촉시킨다. 즉, 컨택트 팁(50)은 외주면 후단이 가스 디퓨저(30)의 내주면 선단에 나선결합방식으로 체결되고, 중앙 부분에 길이방향으로 구멍이 길게 형성되어 이 구멍을 통해 용접봉(R)이 지나간다.

상기 노즐(60)은 소켓(40)과 컨택트 팁(50)의 외측면을 둘러싸고, 메쉬망 형태의 가스렌즈(41)를 통과한 보호가스(G)를 용접부위로 유도한다.

이러한 노즐(60)은 내주면 중간 부분에 나선이 형성되는데, 이 노즐(60)의 나선은 소켓(40)의 외주면에 형성된 나선과 결합된다. 그리고, 노즐(60)은 후단 부분이 인슐레이터(10)에 연결된다.

10: 인슐레이터 20: 인서트
30: 가스 디퓨저 30a: 재출홀
40: 소켓 41: 가스렌즈
41a: 관통홀 50: 컨택트 팁
60: 노즐
G: 보호가스 H: 토치핸드
R: 용접봉

Claims

소모성 전극인 비피복 금속 용접봉(R)을 사용하고, 상기 용접봉(R) 주위로 보호가스(G)를 배출시키는 가스 메탈 아크 용접 토치헤드에 관한 것으로서,
토치핸들(H)의 선단에 설치된 인슐레이터(10);
상기 인슐레이터(10)의 선단 내측에 설치된 너트 형태의 인서트(20);
상기 인서트(20)에 후단이 나선 결합방식으로 체결되고, 보호가스(G)를 이송하는 가스 디퓨저(30);
상기 가스 디퓨저(30)가 관통하고, 보호가스(G)가 통과하는 메쉬망 형태의 가스렌즈(Gas Lens,41)가 선단에 설치된 소켓(40);
상기 소켓(40)의 선단에 체결되어 상기 용접봉(R)을 용접부위에 접촉시키는 컨택트 팁(50); 및
상기 소켓(40)과 컨택트 팁(50)의 외측면을 둘러싸고, 보호가스(G)를 용접부위로 유도하는 노즐(60);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드.
청구항 1에 있어서,
상기 가스렌즈(41)의 중앙에는 상기 용접봉(R)이 지나가는 관통홀(41a)이 형성된 것을 특징으로 하는 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드.
청구항 1에 있어서,
상기 소켓(40)은 외주면에 나선이 형성되고, 상기 노즐(60)은 소켓(40) 외주면의 나선에 결합되도록 내주면에 나선이 형성된 것을 특징으로 하는 가스렌즈를 적용한 가스 메탈 아크 용접 토치헤드.