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KR102010043B1 - Apparatus and method to welding - Google Patents

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KR102010043B1
KR102010043B1 KR1020160177449A KR20160177449A KR102010043B1 KR 102010043 B1 KR102010043 B1 KR 102010043B1 KR 1020160177449 A KR1020160177449 A KR 1020160177449A KR 20160177449 A KR20160177449 A KR 20160177449A KR 102010043 B1 KR102010043 B1 KR 102010043B1
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KR
South Korea
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laser
welding
heat transfer
laser beam
laser head
Prior art date
Application number
KR1020160177449A
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Korean (ko)
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Inventor
이원배
김청하
Original Assignee
주식회사 포스코
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Publication date
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Abstract

본 발명은 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접 장치는 소재가 놓이는 가공대를 구비하는 장치몸체;와, 상기 장치몸체에 구비되어 상기 소재를 지지하고 고정하는 클램핑수단;과, 상기 가공대에서 상기 소재에 레이저 빔(laser beam)을 조사하도록 이동되게 구비되는 레이저헤드부를 포함하는 레이저수단; 및 상기 소재의 용접부를 사이에 두고 상기 레이저헤드부와 대향되게 배치되는 열전달수단;을 포함하되, 상기 레이저헤드부는, 상기 소재의 외부에서 레이저 빔을 출사하고, 레이저 빔을 출사한 상태에서 상기 소재 상으로 진입하여 상기 소재의 용접부에 레이저 빔을 조사하게 구비되고, 상기 열전달수단은, 구리를 포함하는 재질로 구비되고, 전면과 후면을 포함하는 열전달플레이트;를 포함하며, 상기 열전달플레이트는, 상기 소재의 중공부에서 상기 소재에 접촉하되, 전면이 상기 소재에 접촉하여 상기 소재를 예열할 수 있다.The present invention relates to a welding apparatus and method.
Welding apparatus according to an embodiment of the present invention is a device body having a work table on which the material is placed; and the clamping means provided on the device body to support and fix the material; and the work material to the material Laser means including a laser head portion provided to be moved to irradiate a laser beam; And heat transfer means disposed to face the laser head portion with the welded portion of the material interposed therebetween, wherein the laser head portion emits a laser beam from the outside of the material and emits the laser beam. It is provided to enter a phase to irradiate a laser beam to the welding portion of the material, the heat transfer means, is provided with a material containing copper, including a heat transfer plate comprising a front and a rear; and the heat transfer plate, While contacting the material in the hollow portion of the material, the front surface may be in contact with the material to preheat the material.

Description

용접 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD TO WELDING}Welding apparatus and method {APPARATUS AND METHOD TO WELDING}

본 발명은 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a welding apparatus and method.

일반적으로 세탁기나 건조기 드럼 센터(Drum Center)에 적용되는 튜브(Tube)를 제작할 때, 스테인리스강, Al 도금 탄소강 등을 주로 사용하게 된다. 그런데 이들 소재가 적용된 강판을 이용하여 판 끝을 성형하고, 원형의 튜브로 이어 제작할 때에는 통상 기계적 체결법인 락 시밍(Lock-Seaming)법이 사용되어 왔다.In general, when manufacturing a tube (Tube) applied to the drum center (washer or dryer), stainless steel, Al-plated carbon steel, etc. are mainly used. By the way, when forming the end of the plate by using the steel sheet to which these materials are applied, and then to produce a round tube, a lock-seaming method, which is a mechanical fastening method, has been generally used.

그런데, 이러한 튜브의 이음 작업을 수행할 때, 기계적인 체결법이 아닌 플라스마(Plasma) 및 레이저(Laser)를 이용한 용접법을 적용하면 원형의 튜브의 이음부의 강도 및 내식성을 더욱 향상시킬 수 있다.By the way, when performing the joint operation of the tube, by applying a welding method using a plasma (laser) and a laser (Laser) rather than a mechanical fastening method can further improve the strength and corrosion resistance of the joint portion of the circular tube.

그런데 레이저와 같은 높은 에너지를 강판의 이음부에 적용하게 되면 용접이 시작되는 부위와 종료되는 부위에서 응고수축현상이 발생하여 용접부의 강도가 저하될 우려가 있고, 이는 용접부 내부 기공 등의 결함으로 이어지게 된다.However, if high energy such as laser is applied to the joints of the steel sheet, solidification shrinkage may occur at the beginning and the end of the welding, which may reduce the strength of the weld, which may lead to defects such as pores inside the weld. do.

따라서, 이를 방지하기 위해 용접 후에 변형이 집중되는 용접의 시작부와 종료부를 헤밍(Hemming) 가공에 의해 접어 마무리하는 방법이 적용되었다. 그런데, 이와 같은 헤밍 가공 중에는 소재 용접부가 터지는 현상이 빈번하게 일어나기 때문에 후공정에서 보수 용접을 재실시해야하는 문제가 있다.Therefore, in order to prevent this, a method of folding and finishing the beginning and the end of the welding in which deformation is concentrated after welding by a hemming process has been applied. However, during such a hemming process, a phenomenon in which the raw material welding part bursts frequently occurs, which causes a problem of re-welding repair in a later step.

따라서, 이를 개선하기 위해 도 1에서 보이듯이, 강판인 소재(10)의 양단부 즉, 용접의 시작부와 종료부가 되는 여유부(11)를 형성하고, 이들을 맞대어 마주하는 모서리 또는 모서리 면에 레이저 빔(laser beam)을 조사함으로써 용접부(12)를 형성하고 소재를 이은 뒤, 응고수축현상이 발생한 여유부(11)를 절단하여 마감부(13)를 형성하는 방법이 적용되어 왔다.Therefore, in order to improve this, as shown in Figure 1, both ends of the material 10, which is a steel sheet, that is, the marginal portion 11 which is the start and end of the welding is formed, the laser beam on the edge or the edge face facing them The method of forming the finishing part 13 by forming the welding part 12 by irradiating a laser beam, connecting the raw material, and cutting off the margin part 11 which the coagulation shrinkage phenomenon generate | occur | produced has been carried out.

그런데 이와 같은 방법은 공정을 복잡하게 하고, 소재의 손실을 유발하기 때문에 생산성 향상을 저해하는 원인이 될 뿐만 아니라, 원가상승을 유발하는 원인이 된다는 문제가 있다.
However, such a method complicates the process and causes a loss of material, thereby not only causing a decrease in productivity but also causing a cost increase.

KR 10-1665873 B1 (2016.10.06)KR 10-1665873 B1 (2016.10.06)

본 발명은 용접 시작부와 종료부에 발생하는 응고 수축부를 최소화하고, 용접부의 강도를 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to minimize the solidification shrinkage occurring in the start and end of the welding, and to improve the strength of the weld.

또한, 공정의 효율성을 향상시키고, 생산성을 향상 및 원가절감에 기여하는 것을 일 목적으로 한다.
In addition, it aims to improve the efficiency of the process, to improve the productivity and to reduce the cost.

본 발명은 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a welding apparatus and method.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접 장치는 소재가 놓이는 가공대를 구비하는 장치몸체;와, 상기 장치몸체에 구비되어 상기 소재를 지지하고 고정하는 클램핑수단;과, 상기 가공대에서 상기 소재에 레이저 빔(laser beam)을 조사하도록 이동되게 구비되는 레이저헤드부를 포함하는 레이저수단; 및 상기 소재의 용접부를 사이에 두고 상기 레이저헤드부와 대향되게 배치되는 열전달수단;을 포함하되, 상기 레이저헤드부는, 상기 소재의 외부에서 레이저 빔을 출사하고, 레이저 빔을 출사한 상태에서 상기 소재 상으로 진입하여 상기 소재의 용접부에 레이저 빔을 조사하게 구비되고, 상기 열전달수단은, 구리를 포함하는 재질로 구비되고, 전면과 후면을 포함하는 열전달플레이트;를 포함하며, 상기 열전달플레이트는, 상기 소재의 중공부에서 상기 소재에 접촉하되, 전면이 상기 소재에 접촉하여 상기 소재를 예열할 수 있다.Welding apparatus according to an embodiment of the present invention is a device body having a work table on which the material is placed; and the clamping means provided on the device body to support and fix the material; and the work material to the material Laser means including a laser head portion provided to be moved to irradiate a laser beam; And heat transfer means disposed to face the laser head portion with the welded portion of the material interposed therebetween, wherein the laser head portion emits a laser beam from the outside of the material and emits the laser beam. It is provided to enter a phase to irradiate a laser beam to the welding portion of the material, the heat transfer means, is provided with a material containing copper, including a heat transfer plate comprising a front and a rear; and the heat transfer plate, While contacting the material in the hollow portion of the material, the front surface may be in contact with the material to preheat the material.

바람직하게, 상기 열전달수단은, 상기 레이저헤드부 보다 먼저 상기 용접부에 대면 또는 접촉하도록 상기 소재의 용접부를 따라 배치될 수 있다.Preferably, the heat transfer means may be disposed along the welded portion of the material to face or contact the welded portion before the laser head portion.

보다 바람직하게, 상기 열전달플레이트는, 상기 소재의 외주바깥에도 존재하도록 연장되어 상기 소재의 외부에서도 상기 레이저헤드부와 대면하게 구비될 수 있다.More preferably, the heat transfer plate may extend to exist outside the outer circumference of the material, and may be provided to face the laser head portion even outside of the material.

한편 바람직하게, 상기 레이저수단은, 레이저를 발생시키는 레이저발생부; 및 상기 레이저발생부와 연결되어 레이저 빔을 출사 또는 조사하는 레이저헤드부;를 포함할 수 있다.On the other hand, preferably, the laser means, the laser generating unit for generating a laser; And a laser head unit connected to the laser generation unit to emit or irradiate a laser beam.

그리고 바람직하게, 상기 소재는, 강판이며, 상기 레이저헤드부는, 상기 강판을 말아서 상기 강판의 일측 단부와 타측 단부가 접촉하는 영역에 레이저를 조사하게 구비될 수 있다.Preferably, the material is a steel sheet, and the laser head portion may be provided to irradiate a laser to an area where one end portion and the other end portion of the steel sheet are in contact with the rolled steel sheet.

또한 바람직하게, 상기 레이저헤드부는, 상기 소재의 단부로부터 0.2mm이상 0.4mm이하 떨어진 곳에서 레이저 빔을 출사하고, 레이저 빔을 출사한 상태에서 상기 소재 상으로 진입하게 구비될 수 있다.Also preferably, the laser head unit may emit a laser beam at a distance of 0.2 mm or more and 0.4 mm or less from an end of the material, and may be provided to enter the material in a state where the laser beam is emitted.

한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 상기 용접 장치로 소재를 레이저 용접하는 방법으로, 상기 소재의 외부에 레이저헤드부를 위치시킨 상태에서 레이저 빔을 출사하는 준비단계; 및 상기 소재의 용접부를 따라 상기 레이저헤드부를 이동시키며 상기 소재의 용접부에 레이저 빔을 조사하는 용접단계;를 포함하는 용접 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention as another aspect of the present invention is a method of laser welding the material with the welding device, the preparing step of emitting a laser beam in a state in which the laser head portion is located outside the material; And a welding step of irradiating a laser beam to the welding portion of the material while moving the laser head portion along the welding portion of the material.

또한 바람직하게, 상기 용접단계 이전에 상기 소재의 용접부에 상기 열전달플레이트를 대면 또는 접촉시키는 예열단계;를 더 포함할 수 있다.Also preferably, a preheating step of facing or contacting the heat transfer plate to the welding portion of the material before the welding step.

또한 상기 예열단계는, 상기 소재의 외부에서 상기 레이저헤드부와 상기 열전달플레이트를 대면시키고, 상기 열전달플레이트에 레이저 빔을 조사할 수 있다.
In the preheating step, the laser head portion and the heat transfer plate may face each other from the outside of the material, and the laser beam may be irradiated onto the heat transfer plate.

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본 발명에 따르면 용접 시작부와 종료부의 응고수축현상이 최소화되고, 용접부 품질이 향상된다.According to the present invention, the solidification shrinkage phenomenon of the welding start and the end is minimized, and the weld quality is improved.

또한, 공정의 효율성 및 생산성이 향상되고, 제조원가가 절감된다.
In addition, process efficiency and productivity are improved and manufacturing costs are reduced.

도 1은 통상의 튜브 용접 공정을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 용접 장치의 개념을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 용접 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 용접 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 용접 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의해 제조된 튜브의 표면을 도시한 것이다.
도 7은 레이저 용접에 의한 응고수축발생 실험 결과를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 용접 방법의 개념을 개략적으로 도시한 것이다.1 illustrates a conventional tube welding process.
2 schematically illustrates the concept of a welding apparatus according to the invention.
3 schematically shows a welding device according to the invention.
Figure 4 schematically shows a welding apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 schematically shows a welding apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 shows the surface of a tube made according to the invention.
7 shows the results of solidification shrinkage generation experiments by laser welding.
8 schematically illustrates the concept of a welding method according to the invention.

본 발명의 실시예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다. In order to facilitate understanding of the description of the embodiments of the present invention, the elements described with the same reference numerals in the accompanying drawings are the same elements, and the related elements among the components that will act the same in each embodiment may be represented by the same or extension numbers. Notation.

또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.Further, in order to clarify the gist of the present invention, a description of elements and techniques well known by the prior art will be omitted, and hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and may be proposed in other forms in which specific elements have been added, changed, or deleted by those skilled in the art, but are also included within the scope of the same spirit as the present invention. Leave it on.

먼저, 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접 장치의 개념이 도시되어 있다.First, FIG. 2 illustrates the concept of a welding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 용접의 대상이 되는 소재(10)의 일측 단부(15)와 타측 단부(16)를 마주보게 맞대어 이 맞댐부에 레이저 빔(132)을 조사함으로써 중공부(14)를 구비하는 튜브 형태로 제조하는 것에 관한 것이다. 이때, 소재(10)의 일측 단부(15)와 타측 단부(16)에는 용접부(A)가 형성될 수 있다.The present invention is a tube form having a hollow portion 14 by irradiating a laser beam 132 to one of the end portion 15 and the other end portion 16 of the material 10 to be welded to face each other facing each other. It is about manufacturing with. At this time, the welded portion A may be formed at one end 15 and the other end 16 of the material 10.

그리고, 이 용접부(A)에는 레이저발생부(133)에 연결된 레이저헤드부(131)에서 출사되는 레이저 빔(132)이 조사된다. 이때, 레이저헤드부(131)는 일정 이송수단(미도시)에 의해 소재(10)의 용접부(A) 상을 이동하게 구비될 수 있고, 용접부(A)에 레이저 빔을 조사하는 동안 상기 소재(10)의 용접부(A)를 따라 이동하게 구비될 수 있다.The welding portion A is irradiated with a laser beam 132 emitted from the laser head portion 131 connected to the laser generation portion 133. At this time, the laser head portion 131 may be provided to move on the welding portion (A) of the material 10 by a constant transfer means (not shown), the material (a) while irradiating the laser beam to the welding portion (A) It may be provided to move along the welding portion (A) of 10).

그러나 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니며 당업자에 의해 적절히 변경되어 적용될 수 있는 사항이다.However, this is not necessarily limited to the present invention and is a matter that can be appropriately changed and applied by those skilled in the art.

이때, 본 발명의 레이저헤드부(131)는 소재(10)의 단부 즉, 용접 시작부로부터 일정거리 이격된 곳에서 레이저 빔을 출사할 수 있다. In this case, the laser head unit 131 of the present invention may emit a laser beam at an end portion of the material 10, that is, a predetermined distance away from the welding start portion.

또한, 상기 레이저헤드부(131)는 소재(10)의 외부에서 일정 시간 레이저 빔의 출사를 유지한 뒤, 그 상태로 소재(10)의 용접부(A) 상으로 진입하여 소재의 용접부(A)에 레이저를 조사하도록 구비될 수 있다.In addition, the laser head part 131 maintains the laser beam output for a predetermined time outside of the material 10, and then enters the welding part A of the material 10 in that state, thereby welding the material A. It may be provided to irradiate the laser.

이와 같이 레이저헤드부(131)와 소재(10) 사이에 일정 이격거리(D)를 형성하고, 일정 이격거리(D) 상에서 레이저 빔의 출사를 시작하면 소재(10)의 용접 시작부에 레이저 빔으로부터 발생한 열이 전달되고, 소재(10)의 용접 시작부를 포함한 일정 영역까지를 예열하는 효과가 있다.As such, a predetermined distance D is formed between the laser head 131 and the material 10, and when the laser beam is emitted on the predetermined distance D, the laser beam is formed at the start of welding the material 10. Heat generated from the heat is transmitted, and there is an effect of preheating up to a predetermined region including the start of welding of the raw material 10.

그러면, 소재(10)에 풀림 열처리(Annealing)하는 효과를 부여하여 이후 가공에 적당한 정도로 조직이 연해져 가공성이 향상되는 효과가 있다.Then, to give the effect of annealing heat treatment (Annealing) to the material 10, there is an effect that the structure is softened to a suitable degree for the subsequent processing to improve the workability.

이때 바람직하게, 상기 이격거리(D)는 소재(10)의 단부로부터 레이저헤드부(131)의 레이저 빔이 조사되는 위치까지의 직선 거리로서, 0.2mm이상 0.4mm이하의 값이 될 수 있다.In this case, preferably, the separation distance D is a linear distance from an end of the material 10 to a position where the laser beam of the laser head 131 is irradiated, and may be a value of 0.2 mm or more and 0.4 mm or less.

도 7에는 이격거리(D)에 따른 용접부 수축량이 도시되어 있다. 이를 참조하면 이격거리(D)가 0.2mm이상 0.4mm이하의 값일 때 용접부 수축량의 편차가 적으면서도 그 값이 최소화됨을 알 수 있다.
Figure 7 shows the weld shrinkage according to the separation distance (D). Referring to this, it can be seen that when the separation distance D is 0.2 mm or more and 0.4 mm or less, the value of the weld shrinkage is small and the value is minimized.

도 3을 참조로 하여 본원발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접 장치를 보다 구체적으로 설명하면 본 발명에 따른 용접 장치는 소재(10)가 놓이는 가공대(미도시)를 구비하는 장치몸체(110), 상기 장치몸체에 구비되어 상기 소재를 지지하고 고정하는 클램핑수단(120) 및 상기 가공대에서 상기 소재에 레이저 빔(laser beam)을 조사하도록 이동되게 구비되는 레이저헤드부(131)를 포함하는 레이저수단(130)을 포함할 수 있다.Referring to Figure 3 in more detail the welding device according to a preferred embodiment of the present invention the welding device according to the invention device 110 having a working table (not shown) on which the material 10 is placed And a clamping means (120) provided on the apparatus body to support and fix the material, and a laser head portion (131) provided to be moved to irradiate a laser beam on the material from the processing table. Means 130 may be included.

이때, 상기 레이저헤드부(131)는 레이저발생부(133)에 연결되며, 전술한 것처럼 소재(10)의 외부에서 레이저 빔(132)을 출사하고, 레이저 빔 출사 상태를 유지하면서 소재(10)의 용접 시작부로 진입하게 제공될 수 있다.At this time, the laser head unit 131 is connected to the laser generating unit 133, and emits the laser beam 132 from the outside of the material 10, as described above, the material 10 while maintaining the laser beam output state Can be provided to enter the start of welding.

용접 시작부로 진입한 레이저헤드부(131)는 소재(10)의 용접부(도 2의 A)를 따라 이동하면서 상기 용접부(도 2의 A)에 레이저 빔을 조사하게 제공될 수 있다.The laser head portion 131 entering the welding start portion may be provided to irradiate a laser beam to the weld portion (A of FIG. 2) while moving along the weld portion (A of FIG. 2) of the material 10.

여기서, 레이저헤드부(131)가 소재(10)의 외부에서 레이저 빔을 출사하는 시간은 소재 특성, 작업 환경 등에 따라 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이며, 필요에 따라서는 레이저헤드부(131)가 레이저 빔의 출사를 유지하는 시간인 출사유지시간 없이 곧바로 소재 용접 시작부에 진입할 수도 있다.Here, the time for the laser head 131 to emit the laser beam from the outside of the material 10 is a matter that can be appropriately selected and applied according to the material characteristics, the working environment, and the like. It is also possible to enter the start of material welding immediately without exit holding time, which is the time for maintaining the laser beam exit.

한편, 판형의 소재를 원형의 튜브 형태로 가공하기 위해서 상기 소재(10)를 양측에서 지지하는 제1클램핑부재(121) 및 제2클램핑부재(122)가 구비될 수 있다. 이들은 소재(10)의 용접부(도 2의 A)의 가공이 원만하게 진행될 수 있도록 소재(10)를 적절한 형태로 고정하고, 장치몸체(110) 상에서 지지하는 역할을 수행한다.Meanwhile, the first clamping member 121 and the second clamping member 122 may be provided to support the material 10 from both sides in order to process the plate-shaped material into a circular tube shape. They serve to fix the material 10 in an appropriate shape and support it on the device body 110 so that the processing of the welded portion (A of FIG. 2) of the material 10 can be smoothly progressed.

바람직하게는 제1클램핑부재(121) 및 제2클램핑부재(122)는 소재(10)의 곡선 외주에 대응되는 곡선부를 포함하는 롤러로 구비될 수도 있다. 다만, 클램핑부재의 개수, 배치되는 위치, 소재와의 접촉 위치 등은 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니고 가공되는 제품의 특성을 고려하여 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.
Preferably, the first clamping member 121 and the second clamping member 122 may be provided as a roller including a curved portion corresponding to the outer circumference of the material 10. However, the number of clamping members, the position of the clamping member, the position of contact with the material, etc. are not limited by the present invention and are appropriately selected and applied by those skilled in the art in consideration of the characteristics of the processed product.

한편, 본 발명은 도 4에서 보이듯이 소재(10)의 용접부를 사이에 두고 상기 레이저헤드부(131)와 대향되게 배치되는 열전달수단(140)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the present invention may further include heat transfer means 140 disposed to face the laser head portion 131 with the welded portion of the material 10 interposed therebetween as shown in FIG. 4.

열전달수단(140)은 상기 레이저헤드부(131) 보다 먼저 소재 용접부 또는 용접 시작부에 대면하거나 접촉하도록 구비되며, 소재의 용접부를 따라 일정구간 연속되게 구비될 수 있다.The heat transfer means 140 may be provided to face or contact the material welding part or the welding start part before the laser head part 131, and may be provided continuously along a welding part of the material.

그리고 상기 열전달수단(140)은 소재(10)의 외부에서 상기 레이저헤드부(131)와 먼저 대면하고, 레이저헤드부(131)에서 출사되는 레이저 빔(132)을 소재의 외부에서 받도록 구비될 수 있다.In addition, the heat transfer means 140 may be provided to face the laser head portion 131 first at the outside of the material 10 and to receive the laser beam 132 emitted from the laser head part 131 from the outside of the material. have.

바람직하게, 상기 열전달수단(140)은 레이저헤드부(131)가 레이저 빔(132)의 출사를 유지하는 시간인 출사유지시간 동안 레이저 빔(132)을 받도록 구비될 수 있다. 다만, 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며 소재 특성, 작업환경 등을 고려하여 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있다.Preferably, the heat transfer means 140 may be provided to receive the laser beam 132 during the emission maintenance time, which is the time for the laser head portion 131 to maintain the emission of the laser beam 132. However, this is not necessarily limited to the present invention and may be appropriately selected and applied by those skilled in the art in consideration of material properties, working environment, and the like.

이때, 상기 열전달수단(140)은 구리(Cu)를 포함하는 재질로 구비되는 열전달플레이트(141)로 제공될 수 있는데 이에 따르면 열전도율이 좋은 구리에 의하여 레이저헤드부(131)에서 발생한 열이 소재(10)에 원활하게 전달될 수 있다.In this case, the heat transfer means 140 may be provided as a heat transfer plate 141 provided with a material containing copper (Cu), according to which the heat generated from the laser head portion 131 due to the good thermal conductivity of copper material ( 10) can be delivered smoothly.

그러면 소재(10)의 용접 시작부 뿐만 아니라 소재 용접부 전체 영역을 용이하게 예열할 수 있는 효과가 있다.Then, there is an effect of easily preheating the entire region of the material welding portion as well as the welding start portion of the material 10.

바람직하게는 도 5에서 보이듯이 상기 열전달플레이트(141)는 소재(10)의 용접부에 대응되는 곡선부(142)를 포함할 수 있다.Preferably, as shown in FIG. 5, the heat transfer plate 141 may include a curved portion 142 corresponding to the welded portion of the material 10.

상기 곡선부(142)는 소재(10)로 원형의 튜브를 제조할 때 더욱 용이할 수 있는데, 곡선부를 형성하도록 맞대어지는 소재 일측 단부(15)와 타측 단부(16)에 대응되게 구비됨으로써 소재(10)의 용접부 형상이 더욱 잘 유지되게 하는 효과가 있고, 곡선부를 보다 용이하게 클램핑하는 효과가 있다.The curved portion 142 may be easier when manufacturing a circular tube from the material 10, and the curved portion 142 is provided to correspond to the one end 15 and the other end 16 of the material to be joined to form the curved portion. There is an effect that the shape of the welded portion of 10) is better maintained, there is an effect of clamping the curved portion more easily.

또한, 상기 열전달플레이트(141)는 소재(10)에 완전 접촉하게 구비될 수도 있고, 일정거리 이격되게 구비될 수도 있는데 이 또한 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니며 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.In addition, the heat transfer plate 141 may be provided to be in complete contact with the material 10, or may be provided to be spaced apart a certain distance, which is not necessarily limited by the present invention and may be appropriately selected and applied by those skilled in the art. It is.

이와 같이 본 발명에 따른 용접 장치에 의해 소재의 용접을 실시하면 도 6에서 보이듯이 용접부(A)의 응고수축변형이 최소화되어 용접부의 품질이 향상되는 효과가 있다.
As described above, when welding the material by the welding device according to the present invention, as shown in FIG.

한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 도 8에서 보이듯이, 레이저용접기로 소재를 용접하는 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention as another aspect provides a method for welding a material with a laser welding, as shown in FIG.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접 방법은 소재의 외부에 레이저헤드부를 위치시킨 상태에서 레이저 빔을 출사하는 준비단계(S210) 및 상기 소재의 용접부를 따라 상기 레이저헤드부를 이동시키며 상기 소재의 용접부에 레이저 빔을 조사하는 용접단계(S230)를 포함할 수 있다.In a welding method according to an exemplary embodiment of the present invention, a preparation step (S210) of emitting a laser beam in a state in which a laser head part is positioned outside of a material and moving the laser head part along the welding part of the material and welding the material It may include a welding step (S230) for irradiating a laser beam to the.

보다 바람직하게는 상기 용접단계(S230) 이전에 상기 소재의 용접부에 열전달물질을 대면 또는 접촉시키는 예열단계(S220)를 포함할 수 있다.More preferably, prior to the welding step (S230) may include a preheating step (S220) for facing or contacting the heat transfer material to the welding portion of the material.

이때, 상기 예열단계(S220)는 상기 소재의 외부에서 상기 레이저헤드부와 상기 열전달물질을 대면시키고, 상기 열전달물질에 레이저 빔을 조사하여 상기 열전달물질에 의하여 소재에 열을 전달하고 소재의 풀림 열처리를 실시할 수 있다.At this time, the preheating step (S220) is to face the laser head portion and the heat transfer material from the outside of the material, and to irradiate the laser beam to the heat transfer material to transfer heat to the material by the heat transfer material and the heat treatment of the material Can be carried out.

바람직하게, 상기 열전달물질은 구리(Cu) 또는 구리를 포함하는 재질로 구비될 수 있으며, 이에 따르면 소재의 예열 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.
Preferably, the heat transfer material may be provided with a material containing copper (Cu) or copper, thereby further increasing the preheating effect of the material.

이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
The matters described above have been described with respect to an embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art.

10 : 소재 110 : 장치몸체
120 : 클램핑수단 121 : 제1클램핑부재
122 : 제2클램핑부재 130 : 레이저수단
131 : 레이저헤드부 133 : 레이저발생부
140 : 열전달수단 141 : 열전달플레이트10 material 110 device body
120: clamping means 121: first clamping member
122: second clamping member 130: laser means
131: laser head unit 133: laser generating unit
140: heat transfer means 141: heat transfer plate

Claims (11)

소재가 놓이는 가공대를 구비하는 장치몸체;
상기 장치몸체에 구비되어 상기 소재를 지지하고 고정하는 클램핑수단;
상기 가공대에서 상기 소재에 레이저 빔(laser beam)을 조사하도록 이동되게 구비되는 레이저헤드부를 포함하는 레이저수단; 및
상기 소재의 용접부를 사이에 두고 상기 레이저헤드부와 대향되게 배치되는 열전달수단;을 포함하되,
상기 레이저헤드부는,
상기 소재의 외부에서 레이저 빔을 출사하고, 레이저 빔을 출사한 상태에서 상기 소재 상으로 진입하여 상기 소재의 용접부에 레이저 빔을 조사하게 구비되고,
상기 열전달수단은,
구리를 포함하는 재질로 구비되고, 전면과 후면을 포함하는 열전달플레이트;를 포함하며,
상기 열전달플레이트는,
상기 소재의 중공부에서 상기 소재에 접촉하되, 상기 전면이 상기 소재에 접촉하여 상기 소재를 예열하는 용접 장치.
An apparatus body having a working table on which a material is placed;
Clamping means provided on the apparatus body to support and fix the material;
A laser means including a laser head portion provided to be moved to irradiate a laser beam on the material at the work table; And
And heat transfer means disposed to face the laser head portion with the welding portion of the material interposed therebetween.
The laser head unit,
Emits a laser beam from the outside of the material, enters onto the material in a state where the laser beam is emitted, and irradiates a laser beam to a welding part of the material,
The heat transfer means,
It is provided with a material containing copper, including a heat transfer plate including a front and rear;
The heat transfer plate,
The welding device in contact with the material in the hollow portion of the material, the front surface is in contact with the material to preheat the material.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 열전달수단은,
상기 레이저헤드부 보다 먼저 상기 용접부에 대면 또는 접촉하도록 상기 소재의 용접부를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
The method of claim 1,
The heat transfer means,
And a welding device disposed along the welding portion of the material to face or contact the welding portion before the laser head portion.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 열전달플레이트는,
상기 소재의 외주바깥에도 존재하도록 연장되어 상기 소재의 외부에서도 상기 레이저헤드부와 대면하게 구비되는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
The method of claim 1,
The heat transfer plate,
And extending to exist outside the outer circumference of the material so as to face the laser head portion even outside of the material.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 레이저수단은,
레이저를 발생시키는 레이저발생부; 및
상기 레이저발생부와 연결되어 레이저 빔을 출사 또는 조사하는 레이저헤드부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
The method according to claim 1 or 3,
The laser means,
A laser generator for generating a laser; And
A laser head unit connected to the laser generator to emit or irradiate a laser beam;
Welding device comprising a.
제5항에 있어서,
상기 소재는,
강판이며,
상기 레이저헤드부는,
상기 강판을 말아서 상기 강판의 일측 단부와 타측 단부가 접촉하는 영역에 레이저를 조사하게 구비되는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
The method of claim 5,
The material,
Steel plate,
The laser head unit,
And rolling the steel sheet to irradiate a laser to a region where one end portion and the other end portion of the steel sheet come into contact with each other.
제5항에 있어서,
상기 레이저헤드부는,
상기 소재의 단부로부터 0.2mm이상 0.4mm이하 떨어진 곳에서 레이저 빔을 출사하고, 레이저 빔을 출사한 상태에서 상기 소재 상으로 진입하게 구비되는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
The method of claim 5,
The laser head unit,
And a laser beam is emitted from the end of the material at a distance of 0.2 mm or more and 0.4 mm or less, and enters onto the material in a state where the laser beam is emitted.
제1항의 상기 용접 장치로 소재를 레이저 용접하는 방법으로,
상기 소재의 외부에 레이저헤드부를 위치시킨 상태에서 레이저 빔을 출사하는 준비단계; 및
상기 소재의 용접부를 따라 상기 레이저헤드부를 이동시키며 상기 소재의 용접부에 레이저 빔을 조사하는 용접단계;
를 포함하는 용접 방법.
The method of laser welding a material with the welding device of claim 1,
A preparation step of emitting a laser beam in a state where the laser head portion is positioned outside the material; And
A welding step of moving the laser head portion along the weld portion of the material and irradiating a laser beam to the weld portion of the material;
Welding method comprising a.
제9항에 있어서,
상기 용접단계 이전에 상기 소재의 용접부에 상기 열전달플레이트를 대면 또는 접촉시키는 예열단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
The method of claim 9,
A preheating step of facing or contacting the heat transfer plate to the welding portion of the material before the welding step;
Welding method characterized in that it further comprises.
제10항에 있어서,
상기 예열단계는,
상기 소재의 외부에서 상기 레이저헤드부와 상기 열전달플레이트를 대면시키고, 상기 열전달플레이트에 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
The method of claim 10,
The preheating step,
And the laser head portion and the heat transfer plate face each other from the outside of the material, and irradiate a laser beam to the heat transfer plate.
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