KR101205250B1

KR101205250B1 - A Tube Welding Apparatus

Info

Publication number: KR101205250B1
Application number: KR20100090204A
Authority: KR
Inventors: 홍재근; 염종택; 김정한; 김승언; 정임근
Original assignee: 정임근; 한국기계연구원
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-11-27
Also published as: KR20120028156A

Abstract

본 발명은 튜브 용접 장치에 관한 것으로, 그 구성은, 튜브의 접촉부를 용접하는 용접부와, 상기 용접부에서 상기 튜브에 불활성기체를 분사하는 제 1보호부와, 상기 용접이 완료된 상기 튜브의 용접면에 상기 불활성기체를 분사하는 제 2보호부를 포함하고, 상기 제 2보호부는, 상기 튜브가 이동할 수 있는 공간이 마련되는 관부와, 상기 관부 내부에서 상기 튜브의 용접면이 이동하는 경로상에 공간이 마련되고 상기 관부의 길이방향으로 형성되는 분배부와, 상기 분배부의 상기 불활성기체가 투입되는 가스투입구를 포함하며, 상기 분배부에는 상기 튜브에 상기 불활성기체가 고르게 분포되도록 망상구조체가 마련되고, 상기 분배부의 공간에는 다수개의 금속칩이 더 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다. The present invention relates to a tube welding apparatus, the configuration of which comprises: a welding portion for welding the contact portion of the tube, a first protective portion for injecting an inert gas into the tube from the welding portion, and a welding surface of the tube where the welding is completed. And a second protection part for injecting the inert gas, wherein the second protection part includes a pipe part in which a space for moving the tube is provided, and a space is provided in a path through which the welding surface of the tube moves inside the pipe part. And a distribution part formed in the longitudinal direction of the pipe part, and a gas inlet port through which the inert gas is injected, wherein the distribution part is provided with a network structure so that the inert gas is evenly distributed in the tube. The negative space may be characterized in that a plurality of metal chips are further provided.

Description

Tube Welding Apparatus {A Tube Welding Apparatus}

본 발명은 튜브 용접 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고반응성, 산화성 소재인 타이타늄 및 지로코늄 합금의 용접시 외부의 공기와 접촉을 차단하는 튜브 용접 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a tube welding apparatus, and more particularly, to a tube welding apparatus for blocking contact with external air during welding of titanium and zirconium alloys, which are highly reactive and oxidizing materials.

두 금속을 연결하는 용접방법 중에서 불활성가스를 분사시키면서 아크(ARC)를 일으키는 전극봉으로 텅스텐을 사용하는 티그(TIG)용접이 있다. 상기 티그 용접에서 상기 불활성 가스를 분출시키는 이유는 용접 전에는 도관이나 토치에 있는 공기를 배출시키기 위해서이고, 용접 후에는 가열된 상태의 용접부가 산화 또는 질화되는 것을 방지하는 역할을 한다. Among welding methods connecting two metals, there is a TIG welding using tungsten as an electrode that generates arc (ARC) while injecting an inert gas. The reason why the inert gas is blown out in the TIG welding is to discharge the air in the conduit or the torch before welding, and after welding, the weld in the heated state is prevented from being oxidized or nitrided.

타이타늄 등의 고반응성 금속은 426℃ 이상의 온도에서는 산화 및 취화되기 때문에 용융부는 315℃ 이하까지는 대기로부터 즉 산소와 접촉되는 것을 차단되어야 한다. 이에 따라 종래에는 타이타늄의 용접시 용접면에 산소의 접근을 차단하도록 1차보호, 용접후 용접부의 산화를 방지하기 위한 2차보호, 그리고 토치의 반대쪽을 보호하기 위한 후면보호가 요구된다. Since highly reactive metals such as titanium are oxidized and embrittled at temperatures above 426 ° C., the melt must be blocked from contacting the atmosphere, ie oxygen, up to 315 ° C. or below. Accordingly, conventionally, the primary protection to block the access of oxygen to the welding surface during welding of titanium, the secondary protection to prevent oxidation of the weld after welding, and the rear protection to protect the opposite side of the torch.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-described prior art has the following problems.

타이타늄의 용접 후 산소의 접근을 차단하도록 하는 2차보호 장치가 큰 박스의 형상으로 대형으로 제조되어 보호가스 즉 불활성기체를 과도화게 소비하게 되는 문제점이 있었다. The secondary protection device for blocking the access of oxygen after welding of titanium is manufactured in a large box shape, there is a problem that excessive consumption of the protective gas, that is, inert gas.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소량의 불활성기체로 타이타늄의 용접면에 산소가 접근하는 것을 차단하는 튜브 용접 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to provide a tube welding apparatus that blocks oxygen from approaching the welding surface of titanium with a small amount of inert gas.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 튜브 용접 장치는, 튜브의 접촉부를 용접하는 용접부와, 상기 용접부에서 상기 튜브에 불활성기체를 분사하는 제 1보호부와, 상기 용접이 완료된 상기 튜브의 용접면에 상기 불활성기체를 분사하는 제 2보호부를 포함하고, 상기 제 2보호부는, 상기 튜브가 이동할 수 있는 공간이 마련되는 관부와, 상기 관부 내부에서 상기 튜브의 용접면이 이동하는 경로상에 공간이 마련되고 상기 관부의 길이방향으로 형성되는 분배부; 그리고, 상기 분배부의 상기 불활성기체가 투입되는 가스투입구를 포함하며,상기 분배부에는 상기 튜브에 상기 불활성기체가 고르게 분사되도록 망상구조체가 마련되고, 상기 분배부의 공간에는 다수개의 금속칩이 더 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the tube welding apparatus of the present invention, the welding portion for welding the contact portion of the tube, the first protection portion for injecting inert gas to the tube in the welding portion, And a second protection part for injecting the inert gas into the welding surface of the tube where welding is completed, wherein the second protection part includes a pipe part having a space in which the tube can move, and a welding surface of the tube inside the pipe part. A distribution part provided on the moving path and formed in the longitudinal direction of the pipe part; And a gas inlet through which the inert gas is injected into the distribution unit, wherein the distribution unit is provided with a network structure so that the inert gas is evenly injected into the tube, and a plurality of metal chips are further provided in the space of the distribution unit. It may be characterized by.

본 발명에 의한 튜브 용접 장치는 다음과 같은 효과가 있다. Tube welding apparatus according to the present invention has the following effects.

타이타늄 등의 고반응성 금속를 튜브로 제작할 때, 상기 용접이 완료된 튜브가 관부 내부로 이동하도록 하고, 상기 용접면에 집중적으로 불활성기체를 분사하여 불활성기체를 소량만 사용하더라도 용접면의 산화를 방지할 수 있어, 제작비용의 감소와 뛰어난 대기 차폐효과가 있다. When fabricating a highly reactive metal such as titanium into a tube, the welded tube moves to the inside of the tube, and inert gas is intensively sprayed on the welding surface to prevent oxidation of the welding surface even when only a small amount of inert gas is used. There is a reduction in manufacturing cost and excellent air shielding effect.

도 1은 본 발명에 의한 튜브 용접 장치의 구성을 보인 구성도.
도 2는 본 발명인 튜브 용접 장치를 구성하는 용접부와 제 1보호부의 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명인 튜브 용접 장치를 구성하는 제 2보호부의 구성을 보인 사시도. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a tube welding apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the welding portion and the first protective portion constituting the tube welding apparatus of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing the configuration of a second protective portion constituting the tube welding apparatus of the present invention.

이하, 본 발명에 의한 튜브 용접 장치의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the tube welding apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 튜브 용접 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 튜브(T)의 접촉부를 용접하는 용접부(10)와, 상기 용접부(10)에서 상기 튜브(T)의 불활성기체를 분사하는 제 1보호부(20)와, 상기 용접이 완료된 상기 튜브(T)의 용접면(W)에 상기 불활성기체를 분사하는 제 2보호부(30)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 1, a tube welding apparatus according to the present invention includes a welding part 10 for welding a contact part of a tube T, and a first injection part of the inert gas of the tube T from the welding part 10. It may include a protection unit 20 and a second protection unit 30 for injecting the inert gas on the welding surface (W) of the tube (T), the welding is completed.

먼저, 본 발명인 튜브 용접 장치에는 용접되는 튜브(T)를 이동시키는 롤러부(2)가 마련된다. 상기 롤러부(2)는 판상의 튜브 재료를 관 형상으로 가공시키면서, 이동시키는 역할을 한다. First, the tube welding apparatus of this invention is provided with the roller part 2 which moves the tube T to be welded. The roller portion 2 serves to move while processing the plate-like tube material in a tubular shape.

상기 롤러부(2)의 일측에는 용접부(10)가 마련된다. 상기 용접부(10)는 판상의 금속재료가 관 형상으로 절곡될 때, 접촉부(S)를 용접시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 판상의 금속재료는 타이타늄(Ti) 또는 지르코늄(Zr)과 같은 고반응성 금속재료로 구성될 수 있다. One side of the roller portion 2 is provided with a weld 10. The welding part 10 serves to weld the contact part S when the plate-shaped metal material is bent in a tubular shape. Here, the plate-shaped metal material may be composed of a highly reactive metal material such as titanium (Ti) or zirconium (Zr).

상기 용접부(10)에는 제 1보호부(20)가 마련된다. 상기 제 1보호부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부보호부(22)와 하부보호부(24)로 구분될 수 있다. The welding part 10 is provided with a first protection part 20. As shown in FIG. 2, the first protection part 20 may be divided into an upper protection part 22 and a lower protection part 24.

상기 상부보호부(22)는 상기 용접부(10)가 상기 튜브(T)의 접촉면(S)을 용접할 때, 상기 튜브(T)의 용접부위(W)에 불활성기체를 분사하여 상기 튜브(T)의 용접부위(W)가 산화되는 것을 방지시키는 역할을 한다. The upper protective part 22 sprays an inert gas onto the welding part W of the tube T when the welding part 10 welds the contact surface S of the tube T to the tube T. ) Serves to prevent oxidation of the welding portion (W).

또한, 상기 하부보호부(24)는 상기 튜브(T)를 중심으로 상기 용접부(10)의 타측에 마련된다. 상기 튜브(T)의 용접부위(W)의 반대쪽에서 불활성기체를 분사하여 상기 튜브(T)의 용접부위(W)가 산화되는 것을 방지시키는 역할을 한다. In addition, the lower protection part 24 is provided on the other side of the welding part 10 with respect to the tube T. The inert gas is injected from the opposite side of the welding portion W of the tube T to prevent the welding portion W of the tube T from being oxidized.

그리고, 제 2보호부(30)가 마련된다. 상기 제 2보호부(30)는, 상기 용접이 완료된 상기 튜브(T)의 용접부위(W)가 산화되는 것을 방지시키는 역할을 한다. And the 2nd protection part 30 is provided. The second protection part 30 serves to prevent the welding portion W of the tube T on which the welding is completed, to be oxidized.

상기 제 2보호부(30)는 용접이 완료된 상기 튜브(T)의 전체를 냉각시키면서 외부의 산소와 접촉하지 않도록 차단시키는데, 그 기능을 위해 여러가지로 구성될 수 있으며, 예를 들면 다음과 같이 구성될 수 있다. The second protection part 30 blocks the welding of the tube T, which is completed, so that it does not come into contact with external oxygen, and may be configured in various ways for the function thereof. For example, the second protection part 30 may be configured as follows. Can be.

상기 제 2보호부(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(T)가 이동할 수 있는 공간(32s)이 마련되는 관부(32)와, 상기 관부(32) 내부에서 상기 튜브(T)의 용접부위(W)가 이동하는 경로상에 공간(34s)이 마련되고 상기 관부(32)의 길이방향으로 형성되는 분배부(34)와, 상기 분배부(34)로 외부의 불활성기체가 투입되는 가스투입구(39)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the second protection part 30 includes a pipe part 32 having a space 32s through which the tube T can move, and the tube inside the pipe part 32. A space 34s is provided on a path along which the welding portion W of T) moves, and a distribution part 34 formed in the longitudinal direction of the pipe part 32 and an inert gas external to the distribution part 34. It may be configured to include a gas inlet 39 is injected.

상기 제 2보호부(30)에는 관부(32)가 마련된다. 상기 관부(32)는 내부에 공간(32s)이 형성되어, 상기 튜브(T)가 상기 관부(32) 내부를 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 관부(32) 내부의 공간(32s)은 상기 튜브(T)의 형상에 대응되도록 형성된다. The second protection part 30 is provided with a pipe part 32. The pipe part 32 may have a space 32s formed therein, such that the tube T moves along the inside of the pipe part 32. That is, the space 32s inside the pipe part 32 is formed to correspond to the shape of the tube T.

상기 관부(32)의 일측에는 길이방향으로 분배부(34)가 마련된다. 상기 분배부(34)는, 도3 에 도시된 바와 같이, 내부에 마련되는 공간(34s)이 상기 관부(32)의 공간(32s)과 연통되고, 상기 튜브(T)의 용접부위(W)가 상기 분배부(34)를 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 이는, 상기 분배부(34)를 통하여 상기 불활성기체가 상기 튜브(T)의 용접부위(W)에 분사되도록 하기 위함이다. One side of the pipe portion 32 is provided with a distribution portion 34 in the longitudinal direction. As shown in FIG. 3, the distribution part 34 has a space 34s provided therein so as to communicate with the space 32s of the pipe part 32, and a welding portion W of the tube T. May be configured to move along the distribution section 34. This is to allow the inert gas to be injected to the welding portion W of the tube T through the distribution part 34.

한편, 상기 분배부(34) 내부에는 상기 튜브(T)의 용접부위(W)로 상기 불활성기체가 고르게 분포되도록 망상구조체(36)가 마련된다. 상기 망상구조체(36)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분배부(34)의 공간(34s)과 상기 관부(32)의 공간(32s) 사이에 마련되어, 상기 분배부(34)로 유입된 불활성기체가 상기 관부(32) 내부로 고르게 분사되도록 망 형상으로 형성된다. 물론, 상기 망상구조체(36)는 다공체로 구성될 수도 있다. Meanwhile, the network structure 36 is provided in the distribution part 34 so that the inert gas is evenly distributed to the welding portion W of the tube T. As shown in FIG. 3, the network structure 36 is provided between the space 34s of the distribution part 34 and the space 32s of the pipe part 32 and flows into the distribution part 34. An inert gas is formed in a mesh shape so that the inert gas is evenly injected into the pipe part 32. Of course, the network structure 36 may be composed of a porous body.

그리고, 상기 분배부(34) 내부에는 상기 불활성기체가 더욱 고르게 분포되도록 다수개의 금속칩(38)들이 실장될 수 있다. 상기 금속칩(38)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분배부(34) 내부에 실장되어, 아래에서 설명될 가스투입구(39)를 통하여 유입되는 불활성기체를 더욱 고르게 분산시킨다. In addition, a plurality of metal chips 38 may be mounted in the distribution part 34 so that the inert gas is more evenly distributed. As shown in FIG. 3, the metal chips 38 are mounted in the distribution part 34 to more evenly distribute the inert gas introduced through the gas inlet 39 to be described below.

또한, 상기 망상구조체(36)와 상기 금속칩(38)은 여러가지 금속재질로 구성될 수 있으며, 예를 들면 타이타늄(Ti) 또는 지르코늄(Zr) 재질로 구성될 수 있다. In addition, the network structure 36 and the metal chip 38 may be made of various metal materials, for example, may be made of titanium (Ti) or zirconium (Zr) material.

그리고, 상기 제 2보호부(30) 내부로 불활성기체를 주입시키는 가스투입구(39)가 마련된다. In addition, a gas inlet 39 for injecting an inert gas into the second protection part 30 is provided.

또한, 상기 제 2보호부(30)에는 유입구(40)와 유출구(42)가 마련된다. 상기 유입구(40)와 유출구(42)는 상기 제 2보호부(30) 내부에 마련되는 유로(미도시)와 연통되어, 상기 유입구(40)와 유출구(42)를 통하여 냉각물질이 이동할 수 있도록 하여, 상기 용접된 튜브(T)가 냉각되도록 한다. In addition, the second protection part 30 is provided with an inlet 40 and an outlet 42. The inlet 40 and the outlet 42 communicate with a flow path (not shown) provided in the second protection part 30 so that the cooling material can move through the inlet 40 and the outlet 42. Thus, the welded tube (T) is cooled.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 튜브 용접 장치를 이용한 튜브제조과정을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a tube manufacturing process using the tube welding apparatus according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail.

먼저, 판상의 타이타늄(Ti) 또는 지르코늄(Zr) 재질의 금속판이 본 발명인 튜브 용접 장치 내부로 유입된다. 상기 금속판은 도 1에 도시된 바와 같이, 롤러부(2)를 따라 이동하면서, 튜브 형상으로 절곡된다. First, a plate-like metal plate made of titanium (Ti) or zirconium (Zr) is introduced into the tube welding apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the metal plate is bent into a tube shape while moving along the roller portion 2.

상기 튜브 형상으로 절곡된 상기 금속판의 접촉부(S)는 용접부(10)에서 용접이 이루어진다. 이때, 제 1보호부(20)는 상기 튜브(T)의 용접부위(W)의 상하방에서 불활성기체를 분사하여, 상기 튜브(T)의 용접부위(W)가 산화되는 것을 방지한다. The contact portion S of the metal plate bent in the tube shape is welded at the weld portion 10. In this case, the first protective part 20 sprays an inert gas above and below the welding portion W of the tube T to prevent the welding portion W of the tube T from being oxidized.

그리고, 상기 용접이 완료된 상기 튜브(T)는 바로 제 2보호부(30)로 이송된다. 상기 제 2보호부(30)의 관부(32) 내부의 공간(32s)을 따라 상기 튜브(T)는 삽입되면서, 상기 튜브(T)의 용접부위(W)가 상기 분배부(32)에 위치된다. In addition, the tube T after the welding is completed is immediately transferred to the second protection part 30. The tube T is inserted along the space 32s inside the tube part 32 of the second protection part 30, and the welding part W of the tube T is positioned at the distribution part 32. do.

이때, 상기 가스투입구(39)를 통하여 불활성기체가 분배부(34) 내부로 유입된다. 상기 불활성기체는 분배부(34) 내부의 금속칩(38)과 망상구조체(36)에 의해 상기 분배부(34)의 공간(34s) 전반에 고르게 분포되어, 상기 튜브(T)의 용접부위(W) 전체를 길이방향을 따라 고르게 분사하게 된다. At this time, the inert gas is introduced into the distribution part 34 through the gas inlet 39. The inert gas is evenly distributed throughout the space 34s of the distribution part 34 by the metal chip 38 and the network structure 36 inside the distribution part 34, and thus the welding portion of the tube T ( W) The whole is sprayed evenly along the longitudinal direction.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다. The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

2: 롤러부 10: 용접부
20: 제 1보호부 22: 상부보호부
24: 하부보호부 30: 제 2보호부
32: 관부 34: 분배부
36: 망상구조체 38: 금속칩
T: 튜브 S: 접촉부
W: 용접부위2: roller portion 10: welding portion
20: first protective part 22: upper protective part
24: lower protective part 30: second protective part
32: tube 34: distribution
36: network structure 38: metal chip
T: Tube S: Contact
W: welded area

Claims

A welding part for welding the contact part of the tube;
A first protective part for injecting an inert gas into the tube from the welding part;
And a second protective part for spraying the inert gas on the welding surface of the tube where the welding is completed.
The second protective part,
A pipe part provided with a space for moving the tube;
A distribution part provided on a path through which the weld surface of the tube moves within the pipe part and formed in the longitudinal direction of the pipe part; And,
And a gas inlet through which the inert gas is injected into the distribution unit.
The distribution unit is provided with a network structure so that the inert gas is evenly sprayed on the tube,
Tube welding apparatus, characterized in that a plurality of metal chips are further provided in the space of the distribution part.

delete

The method of claim 1,
The network structure and the metal chip is a tube welding apparatus, characterized in that composed of titanium.

The method of claim 1,
A flow path is provided inside the second protective part, an inlet is provided on one side of the flow path, the outlet is provided on the other side of the flow path to allow the cooling material to flow.