KR100343857B1 - 차폐가스 적정유지용 용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스공급라인에서 누설되는 가스를 감지하여 적절한 조치를 취할 수 있게 함으로써 용접불량을 사전에 방지할 수 있는 차폐가스 적정유지용 용접기에 관한 것으로, 그 기술적 구성은 그 내부에 가스를 내장하는 가스공급원(10)과, 상기 가스공급원(10)에서 공급되는 가스의 압력을 조절하는 압력레귤레이터와, 가스솔레노이드밸브(11)를 통하여 조작스위치(12)에 연결되는 가스공급라인(13)과, 상기 가스공급라인(13)으로부터 가스를 공급받는 용접토치(14)와, 상기 용접토치(14)에 냉각수 인입라인(15) 및 인출라인(16)이 각기 연결되는 용접전원부(17)로 구성되는 것에 있어서, 상기 용접토치(14) 인입부에 가스흐름에 방해가 되지 않게 압력감지센서(18)를 부착한 케이블(19)을 용접조작부(20)에 연결하되 상기 조작스위치배선(21)과 병행하게 연결하고, 상기 압력레귤레이터는 전자적으로 가변되는 전자압력레귤레이터(22)를 설치하되 상기 용접조작부(20)와 연결되고 용접토치(14)인입라인(15)에서의 압력에 의해 상하 작동 범위를 갖는 압력스위치(23)를 연동되게 설치하고 가스공급라인 출구에 가변유량조절밸브(24)를 설치함을 특징으로 하는 것이다.

Description

차폐가스 적정유지용 용접기{Welder for maintaining the state of shielding gas}

본 발명은 용접 중 차폐가스를 이용하여 용착금속을 보호하는 아크용접에 있어 가스공급라인에서 누설되는 가스를 감지하여 적절한 조치를 취할 수 있게 함으로써 용접불량을 사전에 방지할 수 있는 차폐가스 적정유지용 용접기에 관한 것이다.

금속의 접합에 대한 접합법 중에서 용접은 폭넓게 적용되고 있으며 그에 대한 용접 방법이나 용접재도 크게 발전하고 있다. 용접 방법중 대부분의 용접 방법은 아크용접이며 아크 용접은 전기 에너지를 이용하여 아크를 발생시키고 발생한 고온의 아크열에 모재와 용가재를 녹여 접합하는 용접방법으로 용접의 건전성을 확보하기 위하여는 용융금속을 대기 특히 산소에 대하여는 차단을 하여야 건전성이 보장된다. 따라서 아크용접에서 차폐의 부족이나 과다는 용접불량의 원인이 되어 용접 건전성을 확보할 수 없게 되므로 대부분의 아크 용접은 대부분의 용융금속을 아르곤 같은 불황성 가스나 이산화탄소 등으로 차폐를 하게 된다.

종래의 차폐가스 용접기의 실시예로 도2에서와 같이, 그 내부에 가스를 내장하는 가스공급원(1)과, 상기 가스공급원(1)에서 공급되는 가스의 압력을 조절하는 수동압력레귤레이터(2)와, 가스솔레노이드밸브(3)를 통하여 조작스위치(9)에 연결되는 가스공급라인(4)과, 상기 가스공급라인(4)으로부터 가스를 공급받는 용접토치(5)와, 상기 용접토치(5)에 냉각수 인입라인(6) 및 인출라인(7)이 각기 연결되는 전원부(8)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래 기술은 가스공급원(1)이나 가스공급라인(4)에서 1차로 소정의 압력으로 유지한 소정의 가스용 호스나 케이블의 길이나 재질에 관계없이 보호덮개를 설치하여 손실이나 누설에 관계 없이 용접토치(5)로 공급되어 용융금속 차폐 후에는 대기로 방출하고 있어 용접불량 방지의 주 목적인 용접부 차폐에 대한 적정가스의 압력 및 유량은 파악하지 못하고 있고 차폐가스의 누설에 대한 대책도 없는 상태이다.

나아가 기존의 용접 차폐 기술에 의한 최근의 수동용접이나 개발되는 연속자동 용접에서는 가스 공급 라인의 길이가 길어지고 장시간 사용으로 인한 마모, 열화가 심하여 차폐가스가 누설되어도 확인이 불가능하며 이러한 차폐가스가 부적절한 상태에서의 연속용접을 하게 됨으로 연속된 용접불량을 초래하게 되며, 용접생산성 향상을 위하여 차폐가스에 가연성 가스인 산소, 수소를 혼합하여 사용하는 혼합가스의 적용시 이러한 가스의 누설은 산업안전의 위험도를 증가하게 함으로 이에 대한 적정한 용접 차폐 가스의 누설확인 및 유지기술이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 공급라인에서 누설되는 차폐가스를 감지하여 적절한 조치를 취할 수 있게 함으로써 차폐가스의 부적절한 상태에서의 용접불량을 방지하여 주는 차폐가스 적정유지용 용접기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 구성에 비하여 아크용접 공정에 적용시 전반적인 원가를 절감할 수 있는 차폐가스 적정유지용 용접기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가연성 및 조연성 가스의 사용시 누설에 의한 작업 안전의 위험도를 크게 줄일 수 있는 차폐가스 적정유지용 용접기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 용접장비의 가스 공급라인 내장화 및 원거리화로 자동용접장치에 적용할 수 있는 차폐가스 적정유지용 용접기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 차폐가스 적정유지용 용접기의 예시도,도 2는 종래의 차폐가스 용접기의 예시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:가스공급원, 14:용접토치,

16:인출라인, 17:용접전원부,

18:압력감지센서, 20:용접조작부,22:전자가변압력레귤레이터, 23:압력스위치,

24:가변유량조절밸브.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차폐가스 적정유지용 용접기는 그 내부에 가스를 내장하는 가스공급원과, 상기 가스공급원에 가스공급라인으로 연결되고 가스의 압력을 조절하는 가스솔레노이드 밸브가 설치되는 용접전원부와, 상기 용접전원부에 상기 가스공급라인으로 연결됨과 동시에 케이블로 연결되는 조작스위치가 구비되어 있으며 냉각제 인입라인 및 인출라인이 각기 연결되어 있는 용접토치와, 상기 가스공급원에 케이블로 연결되며 고장시 경고음을 발생함과 동시에 모니터가 설치되어 있는 용접조작부를 포함하는 용접기에 있어서, 상기 용접토치의 인입부에 상기 용접조작부와 케이블로 연결되는 압력감지센서를 구비하며, 상기 가스공급원의 인출부에 전자적으로 가변되는 전자압력레귤레이터를 설치하되, 상기 용접조작부와 연결되고 용접토치의 인입라인에서의 압력에 의해 상하 작동 범위를 갖는 압력스위치와 연동되게 설치하는 한편, 상기 가스공급라인의 인입부에 상기 전자압력레귤레이터와 케이블로 연결되는 가변유량조절밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.도 1은 본 발명의 차폐가스 적정유지용 용접기의 개략적인 예시도이다.본 발명의 용접기는 가스공급원(10)과, 용접전원부(17)와, 용접토치(14)와, 용접조작부(20)를 포함하고 있다.

여기서, 상기 용접토치(14) 인입부에 가스흐름에 방해가 되지 않게 압력감지센서(18)를 부착하고 케이블(19)로 가스공급 스위치배선(21)과 병행하게 용접조작부(20)에 연결하는 이유는 가스공급라인(13)을 통하여 흐르는 가스의 압력이 압력감지센서(18)에서 감지하여 용접조작부(20)에 표시되게 하기 위함이다. 따라서 용접토치(14) 말단부에 나오는 가스가 항시 적정한 압력으로 나오는 지를 압력감지센서(18)에서 감지한다.

또한 가스압력스위치(23)의 감지신호는 전자압력레귤레이터(22)에 연동되어 압력스위치(23)의 허용범위 내의 가스공급원(10)의 가스공급압력을 상승시켜 가스가 누설되더라도 설정된 가스 최대 압력을 유지하도록 한다. 허용범위내 최대 압력을 갖는 차폐가스는 전자가변압력레귤레이터(22)를 통과하지만 가스공급라인(13) 출구에 가변유량조절밸브(24)를 설치하여 다시 소요가스 공급 유량 설정범위 내에서 적정한 가스 유량이 유지되면서 압력도 적정하도록 한다.

또한 용접토치(14)와 전원부(17) 및 조작부(20)의 구성이 가스공급라인(13) 및 가스공급원(10)과 연결되어 적정 차폐가스의 가스압과 가스량의 유지가 가능한 구조로 된다.

아크용접을 시작하면 용접토치(14) 또는 용접조작부(20)에서 용접 시작과 동시에 차폐가스 공급스위치(12)가 작동되어 용접 차폐가스가 공급되기 시작하며 정상적 설정치의 가스압력이나 가스유량의 공급시는 용접조작부(20)나 가스공급원(10)의 압력스위치(23)와 가변유량조절밸브(24), 전자가변압력레귤레이터(22)의 작동은 초기 설정치와 같이 변화가 없다.

공급라인(13)의 누설이나 용접토치(14)의 체결부에서 누설이 발생되면 일단 가스공급원(10)의 가스 압력이나 유량은 누설의 상태에 따라 저하하게 된다. 이때 토치(14) 하단부의 가스압력감지센서(18)는 설정치 이하의 압력을 감지하여 용접조작부(20)에 전달하고 초기 설정된 값과의 차이 발생에 의하여 압력 비교회로의 작동과 연계하여 용접조작부(20)는 이상 신호를 발생한다.

이상 발생시 용접 작업이 단속적이면 가스공급라인(13)의 이상유무를 점검하여 이상 원인을 제거 후 재작업을 수행한다. 그렇지만 가연성 가스의 혼합가스를 사용하면 반드시 이상원인의 제거가 필요하다. 연속 용접작업의 경우나 이상을 미인지한 조건이 유지되면 설정값 하한치를 벗어난 설정 차이가 용접조작부(20)의 압력비교회로를 통해 전류신호로 압력스위치(23)에 전달되고 압력스위치(23)는 다시 설정범위 내의 전기 신호를 전자가변압력레귤레이터(22)에 전달하여 초기 설정치 상한 범위까지 압력 상승을 허용하는 작동을 유지하게 하므로 이에 따른 허용 최대 압력가스가 공급되지만 가스 공급량은 최대 압력 가스 공급라인 전단의 가변유량조절밸브(24)에 의해 기 설정된 유량을 초과하지 못하게 함으로써 다시 과도한 압력의 상승이 제한되어 적정한 유량에 의한 압력을 지속적으로 유지하게 됨으로써 차폐가스 부족에 의한 자동적 용접불량 방지와 누설에 의한 조치를 신속히 할 수 있다.

한편, 본 발명의 용접조작부(20)는 음향 방출을 통하여 가스공급 이상 유무를 알려 줄수도 있고, 모니터를 통하여 가스공급 이상 유무를 알려 줄 수도 있다. 용접조작부(20)에서 가스공급 이상 유무를 음향 방출하는 경우는 수동 용접시에 적합하고, 모니터를 통하여 가스공급 이상 유무를 알려 주는 경우는 자동 용접시에 적합하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 차폐가스 적정유지용 용접기는, 용접토치 인입부에 가스 압력감지센서를 부착하여 용접조작부에 연결하고 가스공급원에 전자가변압력레귤레이터, 압력스위치 및 가변유량조절밸브를 설치하여 공급라인에서 누설되는 차폐가스를 감지하여 적절한 조치를 취할 수 있게 함으로써, 차폐가스의 부적절한 상태에서의 용접불량을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

나아가, 본 발명은 용접공정의 특수성에 비추어 종래의 구성에 비하여 아크용접 공정에 적용시 많은 원가절감의 효과를 나타낸다. 즉, 용접의 자동화와 더불어 용접공정의 무인화 진행으로 발생된 용접결함은 그 범위가 매우 크므로 보수비용의 증대 및 용접 신뢰성 감소로 연결되며 제작비용보다 보수추가비용이 더 소요되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가지며,

작업자로 하여금 주변 환경의 영향에 의한 피로도를 감소시키며 용접 생산성 향상을 위해 산소나 수소 등의 가연성 및 조연성 가스의 사용시 누설에 의한 작업 안전의 위험도를 크게 줄일 수 있는 효과를 가지며,

구성 자체가 용접방법중 사용빈도가 많은 아크 용접에 적용이 가능하므로 활용도가 높으며 특히 용접장비의 가스 공급라인 내장화 및 원거리화로 자동용접장치에 적용시 장비의 자동화를 실현할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 그 내부에 가스를 내장하는 가스공급원(10)과, 상기 가스공급원(10)에 가스공급라인(13)으로 연결되고 가스의 압력을 조절하는 가스솔레노이드 밸브(11)가 설치되는 용접전원부(17)와, 상기 용접전원부(17)에 상기 가스공급라인(13)으로 연결됨과 동시에 케이블(21)로 연결되는 조작스위치(12)가 구비되어 있으며 냉각제 인입라인(15) 및 인출라인(16)이 각기 연결되어 있는 용접토치(14)와, 상기 가스공급원(10)에 케이블로 연결되며 고장시 경고음을 발생함과 동시에 모니터가 설치되어 있는 용접조작부(20)를 포함하는 용접기에 있어서,

   상기 용접토치(14)의 인입부에 상기 용접조작부(20)와 케이블(19)로 연결되는 압력감지센서(18)를 구비하며,

   상기 가스공급원(10)의 인출부에 전자적으로 가변되는 전자 압력 레귤레이터(22)를 설치하되, 상기 용접조작부(20)와 연결되고 용접토치(14)의 인입라인(15)에서의 압력에 의해 상하 작동 범위를 갖는 압력스위치(23)와 연동되게 설치하는 한편,

   상기 가스공급라인(13)의 인입부에 상기 전자 압력 레귤레이터(22)와 케이블로 연결되는 가변유량조절밸브(24)를 설치하는 것을 특징으로 하는 차폐가스 적정유지용 용접기.
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