KR102298986B1

KR102298986B1 - Welding method of plate type heat exchangers

Info

Publication number: KR102298986B1
Application number: KR1020140186183A
Authority: KR
Inventors: 김성욱; 천창근
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: KR20160077321A

Abstract

본 발명은 복수 개의 전열판을 적층하는 단계; 및, 적층된 상기 전열판의 연결부분의 단부방향에 제공되는 와이어에 레이저빔을 조사하여 용접하는 레이저 용접단계;를 포함하는 판형 열교환기의 용접방법을 제공한다.
본 발명은 복수 개의 전열판을 용접하여 판형 열교환기를 제조시 발생할 수 있는 변형을 최소화하고, 용접부의 폭을 충분히 확보하여 용접부의 구조적 강성을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.The present invention comprises the steps of stacking a plurality of heat transfer plates; and a laser welding step of welding by irradiating a laser beam to the wire provided in the end direction of the connecting portion of the laminated heat transfer plate.
The present invention has the effect of minimizing the deformation that may occur when manufacturing a plate heat exchanger by welding a plurality of heat transfer plates, and sufficiently securing the structural rigidity of the welded portion by sufficiently securing the width of the welded portion.

Description

WELDING METHOD OF PLATE TYPE HEAT EXCHANGERS

본 발명은 판형 열교환기의 용접방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형 열교환기를 제조시 발생할 수 있는 변형을 최소화하고, 용접부의 구조적 강성을 충분히 확보할 수 있는 판형 열교환기의 용접방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a welding method for a plate heat exchanger, and more particularly, to a welding method for a plate heat exchanger capable of minimizing deformation that may occur during manufacturing of a plate heat exchanger and sufficiently securing structural rigidity of a welded part.

일반적으로, 열교환기는 하나의 유체(또는 가스)로부터 다른 유체로 물리적인 접촉이 없이 열을 전달하기 위한 것이다. 즉, 유체가 서로 섞이지 않고 열만 전달하는 것으로, 하나의 유체를 간접적으로 가열하거나 냉각하고자 할 때 사용하는 장치이다. In general, a heat exchanger is intended to transfer heat from one fluid (or gas) to another without physical contact. That is, the fluids do not mix with each other and only transfer heat, which is a device used to indirectly heat or cool one fluid.

따라서, 열교환기는 크기가 큰 것이 효과적이며, 크기에 비례하여 열 교환기의 단가가 클 수 있다. Therefore, it is effective that the size of the heat exchanger is large, and the unit cost of the heat exchanger may be large in proportion to the size.

판형 열교환기는 높은 성능을 갖는 열전달 플레이트에 의하여 높은 열전달 능력을 가지며, 특히 Shell & Tube 입의 열교환기에 비하여 3~5배의 열전달 특성을 가지며, 상대적으로 체적이 작아서 시스템의 용적을 줄여 공간절약을 할 수 있다. 또한, 제작 단가가 상대적으로 적으며, 열교환기의 운송 및 설치가 용이하며, 시스템의 운용 조건 변동에 따른 열교환기의 특성 변경이 용이한 장점이 있다.The plate heat exchanger has high heat transfer capability due to its high-performance heat transfer plate, and in particular, it has three to five times the heat transfer characteristics compared to the shell & tube mouth heat exchanger. can In addition, the manufacturing cost is relatively low, transport and installation of the heat exchanger is easy, and it is easy to change the characteristics of the heat exchanger according to changes in operating conditions of the system.

도 1에 도시된 바와 같이, 판형 열교환기는 얇은 박판을 성형한 후 전열판을 겹친 상태에서 용접 등에 의해 접합으로써 내부에 유체가 이송될 수 있는 구조를 형성한다. As shown in FIG. 1 , the plate heat exchanger forms a structure in which a fluid can be transferred by forming a thin plate and then joining by welding or the like in a state in which the heat transfer plates are overlapped.

각각의 전열판은 다시 여러장으로 쌓아올려 고온의 유체와 저온의 유체가 최대한 접촉할 수 있는 구조를 형성한다. Each heat transfer plate is stacked again in several sheets to form a structure in which a high-temperature fluid and a low-temperature fluid can contact as much as possible.

종래에는 전열판을 밀착시키고 밀봉하는 하나의 방법으로, 고무재질의 가스켓을 사용하는 방식이 있었으나, 고무재질의 가스켓 등의 열화 등으로 인해 밀봉려이 약화되는 문제점이 있다.Conventionally, there is a method of using a rubber gasket as a method of closely adhering and sealing the heat transfer plate, but there is a problem in that the sealing efficiency is weakened due to deterioration of the rubber gasket or the like.

따라서, 고온 및 고압의 조건에서 사용되는 판형 열교환기의 경우에는 전열판을 용접을 통하여 밀봉하는 방법을 고려할 수 있고, 용접공정으로는 아크 또는 저항 용접하는 방법이 적용될 수 있으나, 아크 용접은 과도한 입열로 인하여 얇은 전열판이 변형되는 문제점이 발생할 수 있다.Therefore, in the case of a plate heat exchanger used in high temperature and high pressure conditions, a method of sealing the heat transfer plate through welding can be considered, and arc or resistance welding can be applied as a welding process, but arc welding is a method of excessive heat input. Due to this, a problem in that the thin heat transfer plate is deformed may occur.

또한, 저항용접의 경우에는 적층되는 전열판의 간격이 좁다는 점에서 용접부의 충분한 용입깊이를 확보하는 것이 힘들어 용접부가 충분한 강도를 발휘할 수 없는 문제점이 있다.In addition, in the case of resistance welding, since it is difficult to secure a sufficient penetration depth of the welded portion because the distance between the stacked heat transfer plates is narrow, there is a problem that the welded portion cannot exhibit sufficient strength.

또한, 용접부의 접합이 불량하여, 판형 열교환기 내부의 열교환 유체가 누설이 발생할 가능성이 높다는 문제점이 있다.
In addition, there is a problem in that there is a high possibility that the heat exchange fluid inside the plate heat exchanger may leak due to poor bonding of the welded portion.

JP 2013-528780 AJP 2013-528780 A

본 발명은 상기와 같은 종래의 판형 열교환기의 용접방법에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.The present invention has been made in recognition of at least one of the demands or problems occurring in the welding method of the conventional plate heat exchanger as described above.

본 발명은 일 측면으로서, 판형 열교환기의 제조시 발생할 수 있는 변형을 최소화하고, 용접부의 폭을 충분히 확보하여 용접부의 구조적 강성을 충분히 확보할 수 있는 판형 열교환기의 용접방법을 제공하고자 한다.An aspect of the present invention is to provide a welding method for a plate-type heat exchanger capable of minimizing deformation that may occur during manufacture of the plate-type heat exchanger and sufficiently securing the width of the welded portion to sufficiently secure the structural rigidity of the welded portion.

본 발명은 일 측면으로서, 판형 열교환기의 용접시의 기밀성을 높여 판형 열교환기 내부의 열교환 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있는 판형 열교환기의 용접방법을 제공하고자 한다.
An aspect of the present invention is to provide a welding method of a plate heat exchanger capable of preventing leakage of heat exchange fluid inside the plate heat exchanger by increasing airtightness during welding of the plate heat exchanger.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 복수 개의 전열판을 적층하는 단계; 및, 적층된 상기 전열판의 연결부분의 단부방향에 제공되는 와이어에 레이저빔을 조사하여 용접하는 레이저 용접단계;를 포함하고, 상기 전열판은, 내부에 열교환 유체가 이동하는 유로가 형성된 본체판과, 상기 본체판의 단부에서 절곡 형성되어, 상기 전열판의 연결부분을 제공하는 적층판을 포함하고, 상기 레이저 용접단계는, 용접부를 형성하는 인접한 상기 적층판의 단부를 통해 겹쳐진 상기 적층판의 사이의 틈새를 메우도록 와이어가 공급되면서, 상기 용접부를 형성하는 겹쳐진 상기 적층판의 단부로 레이저빔을 조사하여 용접 접합되고, 상기 레이저 용접단계는, 상기 적층판의 내측 단부까지 용입부가 형성되도록 수평방향으로 레이저빔을 조사하는 단계; 및, 상기 레이저빔을 조사하면서 상기 용접부에 와이어를 공급하여 상기 적층판의 용접부를 밀폐하는 단계;를 포함하고, 상기 본체판 및, 상기 적층판은 0.4 ~ 0.6 mm 의 두께를 가지고, 상기 적층판이 상기 본체판의 경사진 단부로부터 돌출된 길이는 3 ~ 4.5 mm 의 범위로 구비되고, 상기 용접부로 레이저빔을 조사하는 레이저열원은 1~ 2KW의 출력값을 가지고, 상기 용접부의 용접속도는 4 ~ 5 m/min 로 구비되고, 상기 와이어의 직경은, 상기 용접부를 형성하는 2개의 상기 적층판 높이의 0.67 ~ 1.0 배의 범위로 구비되고, 상기 와이어는, 티타늄 성분이 상기 와이어의 조성의 99.2% ~ 99.7%의 범위의 값을 가지는 순티타늄으로 구비되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 용접방법을 제공한다.As an aspect for achieving the above object, the present invention comprises the steps of stacking a plurality of heat transfer plates; and a laser welding step of welding by irradiating a laser beam to the wire provided in the end direction of the connecting portion of the laminated heat transfer plate, wherein the heat transfer plate includes a body plate having a flow path through which a heat exchange fluid moves; and a laminated plate bent at an end of the main body plate to provide a connection portion of the heat transfer plate, wherein the laser welding step fills a gap between the laminated plates overlapping through the ends of the adjacent laminated plates forming a welded part. While the wire is supplied, welding is performed by irradiating a laser beam to the end of the laminated sheet overlapping to form the weld, and the laser welding step includes irradiating a laser beam in a horizontal direction to form a penetration portion to the inner end of the laminated sheet. ; and supplying a wire to the welding part while irradiating the laser beam to seal the welding part of the laminated plate; including, the main body plate and the laminated plate having a thickness of 0.4 to 0.6 mm, and the laminated plate is the main body The length protruding from the inclined end of the plate is provided in the range of 3 to 4.5 mm, the laser heat source irradiating the laser beam to the welding part has an output value of 1 to 2KW, and the welding speed of the welding part is 4 to 5 m/ min, and the diameter of the wire is provided in the range of 0.67 to 1.0 times the height of the two laminates forming the weld, and the wire has a titanium component of 99.2% to 99.7% of the composition of the wire It provides a welding method of a plate heat exchanger, characterized in that it is provided with pure titanium having a value in the range.

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이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 전열판을 용접하여 판형 열교환기를 제조시 발생할 수 있는 변형을 최소화하고, 용접부의 폭을 충분히 확보하여 용접부의 구조적 강성을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention as described above, by welding a plurality of heat transfer plates to minimize deformation that may occur when manufacturing a plate heat exchanger, the width of the welded portion is sufficiently secured to ensure sufficient structural rigidity of the welded portion. there is

본 발명의 일 실시예에 의하면, 용접부에 수평방향으로 레이저빔을 조사하여 용접부의 용입부를 균일하게 형성할 수 있어, 용접부의 구조적 강성을 균일하게 확보할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to uniformly form the penetration portion of the welding portion by irradiating the laser beam in the horizontal direction to the welding portion, there is an effect of uniformly securing the structural rigidity of the welding portion.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 레이저빔을 조사하면서, 상기 용접부에 와이어를 공급하여 상기 적층판의 용접부를 밀폐함으로써, 판형 열교환기의 용접시의 기밀성을 높여 판형 열교환기 내부의 열교환 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있는 판형 열교환기의 용접방법을 제공하고자 한다.
According to one embodiment of the present invention, while irradiating a laser beam, by supplying a wire to the welding portion to seal the welding portion of the laminate, the airtightness during welding of the plate heat exchanger is increased and the heat exchange fluid inside the plate heat exchanger is leaked. An object of the present invention is to provide a welding method of a plate heat exchanger that can prevent the

도 1은 저항용접 방식이 적용된 판형 열교환기를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 적용된 저항용접 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 용접과정을 거쳐 형성된 판형 열교환기의 적층판의 돌출길이와 용접부의 용입깊이를 도시한 도면이다.
도 4는 레이저 용접방식이 적용된 판형 열교환기의 용접과정을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 용접과정을 거쳐 형성된 판형 열교환기의 적층판의 돌출길이와 용접부의 용입깊이를 도시한 도면이다.1 is a view showing a plate heat exchanger to which a resistance welding method is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a resistance welding process applied to FIG. 1 .
FIG. 3 is a view showing the protrusion length of the laminate of the plate heat exchanger formed through the welding process of FIG. 2 and the penetration depth of the welded portion.
4 is a view illustrating a welding process of a plate heat exchanger to which a laser welding method is applied.
FIG. 5 is a view showing the protrusion length of the laminated plate of the plate heat exchanger formed through the welding process of FIG. 4 and the penetration depth of the welded portion.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 용접방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, a welding method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5 .

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 복수 개의 전열판을 적층하여 판형 열교환기를 제조할 수 있다.1 to 5 , a plate heat exchanger may be manufactured by stacking a plurality of heat transfer plates.

이때, 상하로 대응되는 형태로 전열판을 겹친 후에 겹쳐진 전열판의 단부를 용접할 수 있다.
In this case, after overlapping the heat transfer plates in a shape corresponding to the top and bottom, the ends of the overlapping heat transfer plates may be welded.

고온 및 고압의 조건에서 사용되는 판형 열교환기의 경우에는 전열판을 용접을 통하여 밀봉하는 방법을 고려할 수 있고, 용접공정으로는 아크용접, 저항 용접및, 레이저 용접 방법이 적용될 수 있다.In the case of a plate heat exchanger used in high temperature and high pressure conditions, a method of sealing the heat transfer plate through welding may be considered, and arc welding, resistance welding, and laser welding methods may be applied as a welding process.

다만, 아크 용접은 과도한 입열로 인하여 얇은 전열판이 변형되는 문제점이 발생할 수 있다.
However, arc welding may cause a problem in that the thin heat transfer plate is deformed due to excessive heat input.

도 2 및, 도 3에 도시된 바와 같이, 저항용접은 전열판(2)이 적층된 간격이 좁고, 이로 인하여 부피가 큰 저항용접용 전극(6)의 접근이 힘들어 적층판(4)의 단부의 일부만이 용접 접합됨에 따라 용접부의 폭이 좁고, 충분한 용입깊이(D)를 형성할 수 없이 용접부가 충분한 강도를 발휘할 수 없는 문제점이 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, in resistance welding, the gap between the stacked heat transfer plates 2 is narrow, which makes it difficult to access the bulky resistance welding electrode 6, so only a part of the end of the laminate plate 4 There is a problem in that the width of the welded portion is narrow as the welding joint is performed, and the welded portion cannot exhibit sufficient strength without being able to form a sufficient penetration depth (D).

도 2에 도시된 바와 같이, 저항용접방식에 의해 판형 열교환기(1)를 용접할 경우, 용접부의 접합이 불량하여 용접부(W)를 형성하는 전열판(2)의 본체판(3)의 단부에 형성된 적층판(4) 사이가 완벽하게 고정되지 못하여, 열교환기의 내부에 투입되는 유체의 누설이 발생할 가능성이 높아질 수 있다.
As shown in FIG. 2 , when the plate heat exchanger 1 is welded by the resistance welding method, the welding portion is poorly joined to the end of the body plate 3 of the heat transfer plate 2 forming the welded portion W. Since the formed laminates 4 are not completely fixed, the possibility of leakage of the fluid injected into the heat exchanger may increase.

따라서, 본 발명은 저항용접방식에 의해 전열판(2)을 용접하여 판형 열교환기(1)를 용접하는 방법에서 발생할 수 있는 다수의 문제점들을 해결하기 위해, 레이저 용접방식을 도입하여 문제점들을 해소하고자 한다.
Therefore, the present invention is to solve the problems by introducing a laser welding method in order to solve a number of problems that may occur in the method of welding the plate heat exchanger 1 by welding the heat transfer plate 2 by the resistance welding method. .

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 열교환기의 용접방법은 전열판(100)을 적층하는 단계와, 레이저 용접단계를 포함할 수 있다.
4 and 5 , the welding method of a plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention may include laminating the heat transfer plates 100 and laser welding.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 판형 열교환기의 용접방법은 복수 개의 전열판(100)을 적층하는 단계 및, 적층된 상기 전열판(100)의 연결부분의 단부방향에 제공되는 와이어(300)에 레이저빔을 조사하여 용접하는 레이저 용접단계를 포함할 수 있다.
4 and 5, the welding method of the plate heat exchanger includes stacking a plurality of heat transfer plates 100, and a wire 300 provided in the end direction of the connection portion of the stacked heat transfer plates 100. It may include a laser welding step of welding by irradiating a laser beam to the.

본 발명의 판형 열교환기(10)는 복수 개의 전열판(100)이 적층되어 형성될 수 있다.The plate heat exchanger 10 of the present invention may be formed by stacking a plurality of heat transfer plates 100 .

판형 열교환기의 용접방법은 내부에 열교환 유체가 이동하는 유로가 형성된 복수 개의 전열판(100)을 적층하는 단계와, 적층된 상기 전열판(100)의 단부에 구비되어, 상기 전열판(100)의 연결부분를 형성하는 적층판(130)의 단부방향으로 레이저빔을 조사하여 용접하는 레이저 용접단계를 포함할 수 있다.
The welding method of the plate heat exchanger includes the steps of stacking a plurality of heat transfer plates 100 having a flow path through which a heat exchange fluid moves therein, and is provided at the end of the stacked heat transfer plates 100 to connect the heat transfer plate 100 to the connecting portion. It may include a laser welding step of welding by irradiating a laser beam in the direction of the end of the laminated plate 130 to be formed.

도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 용접장치(200)에서 레이저빔을 용접부(W)를 형성하는 겹쳐진 적층판(130)의 단부에 수평방향으로 조사하여 상하방향으로 겹쳐진 적층판(130)을 접합할 수 있다.4, by irradiating a laser beam in the horizontal direction to the end of the overlapping laminated plate 130 forming the welding portion (W) in the laser welding apparatus 200, the vertically overlapped laminated plate 130 can be bonded have.

즉, 상하로 대응되는 형태로 전열판(100)을 겹친 후에 겹쳐진 전열판(100)의 2개의 적층판(130)의 단부에 레이저가 조사되면서 용접될 수 있다.That is, after overlapping the heat transfer plates 100 in a shape corresponding to the top and bottom, the ends of the two laminated plates 130 of the overlapping heat transfer plates 100 may be welded while irradiating a laser.

본 발명의 판형 열교환기의 용접방법은 열교환기의 전열판(100)을 용접하는데 있어, 레이저빔의 조사와 동시에 와이어(300)를 공급하여 용융시키면서 용접함으로써, 용접부(W)의 면적을 증가시키고 내압성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the welding method of the plate heat exchanger of the present invention, in welding the heat transfer plate 100 of the heat exchanger, by welding while supplying and melting the wire 300 at the same time as the laser beam irradiation, the area of the welded portion W is increased and the internal pressure is increased. It has the effect of improving performance.

또한, 용접부(W)에 수평방향으로 레이저빔을 조사하여 용접부(W)의 용입부를 균일하게 형성할 수 있어, 용접부(W)의 구조적 강성을 균일하게 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, by irradiating the laser beam to the welding portion (W) in the horizontal direction, the penetration portion of the welding portion (W) can be uniformly formed, so that the structural rigidity of the welding portion (W) can be uniformly secured.

이때, 전열판(100), 적층판(130) 및, 상기 와이어(300)는 동일한 성분조성비율을 가지는 소재로 구성될 수 있다.In this case, the heat transfer plate 100 , the laminated plate 130 , and the wire 300 may be made of a material having the same composition ratio.

와이어(300)는 적층판(130)의 사이의 틈새를 메우는 역할을 하며, 용접부(W)가 용접지그 등에 의해 충분한 압력으로 눌러지지 않는 경우에 용접부(W)의 기밀을 확보하는 역할을 한다.The wire 300 serves to fill the gap between the laminated plates 130 , and serves to secure the airtightness of the welding portion W when the welding portion W is not pressed with sufficient pressure by a welding jig or the like.

특히, 레이저 용접의 경우에는 용접지그 등에 의해 용접부(W)에 압력이 가해지지 않는 용접방식인바, 레이저빔의 조사와 동시에 공급되거나, 용접부(W)에 미리 적치된 와이어(300)에 레이저빔을 조사하여 용접부(W)의 기밀을 확보할 수 있다.
In particular, in the case of laser welding, a welding method in which pressure is not applied to the welding part W by a welding jig, etc. It is possible to secure the airtightness of the welding portion (W) by irradiation.

도 4 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 전열판(100)은, 본체판(110)과, 적층판(130)을 포함할 수 있다.4 and 5 , the heat transfer plate 100 may include a body plate 110 and a laminate plate 130 .

도 4에 도시된 바와 같이, 전열판(100)은 내부에 열교환 유체가 이동하는 유로가 형성된 본체판(110)과, 상기 본체판(110)의 단부에서 절곡 형성되어, 상기 전열판(100)의 연결부분을 제공하는 적층판(130)을 구비할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the heat transfer plate 100 includes a body plate 110 having a flow path through which a heat exchange fluid moves therein, and is bent at an end of the body plate 110 to connect the heat transfer plate 100 . It may be provided with a laminate 130 providing a portion.

그리고, 레이저 용접단계는, 용접부(W)를 형성하는 인접한 적층판(130)의 단부에 와이어(300)를 공급하면서, 상기 용접부(W)의 수평방향으로 레이저빔을 조사하여 용접 접합할 수 있다. In the laser welding step, while supplying the wire 300 to the end of the adjacent laminate 130 forming the welding portion (W), by irradiating a laser beam in the horizontal direction of the welding portion (W) can be welded.

다만, 여기서 수평방향이라 함은 반드시 수평방향에 한정되는 것은 아니며, 수평방향과, 수평방향에서 상하방향으로 약간 경사진 방향을 포함하는 개념이다.
However, the horizontal direction is not necessarily limited to the horizontal direction, and is a concept including a horizontal direction and a direction slightly inclined upward and downward from the horizontal direction.

도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 용접단계는 상기 적층판(130)의 내측 단부까지 용입부가 형성되도록 수평방향으로 레이저빔을 조사하는 단계 및, 상기 레이저빔을 조사하면서 상기 용접부(W)에 와이어(300)를 공급하여 상기 적층판(130)의 용접부(W)를 밀폐하는 단계를 포함할 수 있다.As shown in Figure 4, the laser welding step is a step of irradiating a laser beam in the horizontal direction so that a penetration portion is formed up to the inner end of the laminated plate 130, and irradiating the laser beam with a wire ( 300) to seal the welding portion W of the laminated plate 130 .

이와 같이, 와이어(300)를 공급하면서 동시에 레이저빔의 조사할 수 있다. In this way, it is possible to simultaneously irradiate the laser beam while supplying the wire 300 .

도 4에 도시된 바와 같이, 적층판(130)은 전열판(100)의 본체판(110)의 외부테두리에 형성될 수 있고, 포개진 적층판(130)에 레이저빔이 조사되어 적층판(130)이 용접되면서 상하로 대응되는 형태로 포개진 전열판(100)이 일체화될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the laminated plate 130 may be formed on the outer periphery of the body plate 110 of the heat transfer plate 100 , and a laser beam is irradiated to the stacked laminated plate 130 to weld the laminated plate 130 . The heat transfer plates 100 that are stacked in a shape corresponding to the top and bottom can be integrated.

용접부(W)에 수평방향으로 레이저빔을 조사하여 용접부(W)의 용입부를 균일하게 형성할 수 있어, 용접부(W)의 구조적 강성을 균일하게 확보할 수 있는 효과가 있다.By irradiating the laser beam in the horizontal direction to the welding portion (W), the penetration portion of the welding portion (W) can be uniformly formed, so that the structural rigidity of the welding portion (W) can be uniformly secured.

또한, 공급된 와이어(300)로 용접부(W)를 밀폐하여 판형 열교환기(10)의 용접부(W)의 기밀성을 향상시켜 판형 열교환기(10) 내부의 열교환 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
In addition, by sealing the welding portion (W) with the supplied wire (300) to improve the airtightness of the welding portion (W) of the plate heat exchanger (10), it is possible to prevent the heat exchange fluid inside the plate heat exchanger (10) from leaking. It works.

도 4에 도시된 바와 같이, 본체판(110) 및, 적층판(130)은 0.4 ~ 0.6 mm 의 두께를 가지고, 상기 적층판(130)이 상기 본체판(110)의 경사진 단부로부터 돌출된 길이(L)는 3 ~ 4.5 mm 의 범위로 구비될 수 있다.As shown in FIG. 4, the body plate 110 and the laminated plate 130 have a thickness of 0.4 to 0.6 mm, and the length ( L) may be provided in the range of 3 to 4.5 mm.

상기 본체판(110) 및, 상기 적층판(130)은 0.4 ~ 0.6 mm 의 두께를 가질 경우, 포개진 2개의 적층판(130)이 적층된 높이는 0.8 ~ 1.2 mm 정도로 구성될 수 있다.When the body plate 110 and the laminated plate 130 have a thickness of 0.4 to 0.6 mm, the stacked height of the two stacked laminates 130 may be about 0.8 to 1.2 mm.

이때, 2개의 적층판(130)이 적층된 높이는 용접부(W)의 높이에 대응되는바, 용접부(W)의 높이는 0.8 ~ 1.2 mm 정도로 구성될 수 있다. At this time, the stacked height of the two laminated plates 130 corresponds to the height of the welded portion W, and the height of the welded portion W may be about 0.8 to 1.2 mm.

적층판(130)은 본체판(110)의 경사진 단부로부터 3 ~ 4.5 mm 돌출될 수 있고, 2개의 포개진 적층판(130)은 용접될 수 있다.
The laminated plate 130 may protrude 3 to 4.5 mm from the inclined end of the body plate 110 , and the two overlapping laminated plates 130 may be welded.

도 1 내지 도 3에 도시된, 저항용접 방식의 경우는 적층판(130) 상기 본체판(110)의 경사진 단부로부터 돌출된 길이(L)가 10mm 정도로, 본 발명의 용접방식은 돌출된 길이(L)가 3 ~ 4.5 mm에 비해 과도하게 적층판(130)의 길이가 길어지는 문제점이 있다.1 to 3, in the case of the resistance welding method, the length (L) protruding from the inclined end of the laminated plate 130 and the body plate 110 is about 10 mm, and the welding method of the present invention is the protruding length ( L) has a problem in that the length of the laminated plate 130 is excessively long compared to 3 to 4.5 mm.

이로 인해, 도 2에 도시된 바와 같이, 저항용접의 경우에는 적층되는 전열판(100)의 간격이 좁아서, 저항용접을 위한 저항용접 전극이 적층판(130) 깊숙히 진입될 수 없어 적층판(130)의 외측 단부측에 용접이 행해져서, 용접부(W)의 충분한 용입깊이(D)를 확보하는 것이 힘들어 용접부(W)가 충분한 강도의 확보가 힘들다.
For this reason, as shown in FIG. 2 , in the case of resistance welding, the distance between the heat transfer plates 100 to be laminated is narrow, so that the resistance welding electrode for resistance welding cannot enter deep into the laminate plate 130 , so the outside of the laminate plate 130 . Since welding is performed on the end side, it is difficult to secure a sufficient penetration depth D of the welded portion W, and it is difficult to secure sufficient strength of the welded portion W.

반면에, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 저항용접 방식에 비해 본체판(110)의 단부로부터 적층판(130)이 돌출된 길이(L)를 단축시킨 이점이 있다. On the other hand, as shown in Figure 4, the present invention has the advantage of shortening the length (L) of the laminated plate 130 protruding from the end of the body plate 110 compared to the resistance welding method.

도 4의 점선으로 표시된 부분은 도 1 내지 3과 같은 저항용접 방식의 적용을 위해 본체판(110)의 단부로부터 적층판(130)이 돌출된 길이(L)를 도시한 것이다.The portion indicated by the dotted line in FIG. 4 shows the length L of which the laminated plate 130 protrudes from the end of the body plate 110 for the application of the resistance welding method as shown in FIGS. 1 to 3 .

저항용접 방식의 돌출된 길이(L)가 10mm 내외인데 반해, 본 발명의 경우는 돌출된 길이(L)가 3 ~ 4.5 mm 정도로 적층판(130)의 길이가 상당히 단축되었음을 알 수 있다.It can be seen that the protruding length L of the resistance welding method is about 10 mm, whereas in the present invention, the protruding length L is 3 to 4.5 mm, and the length of the laminate 130 is considerably shortened.

이와 같이, 본 발명은 레이저빔을 겹쳐진 적층판(130)의 단부에 수평방향으로 조사하는 방식과 더불어, 적층판(130)의 돌출된 길이(L)를 단축시킴으로써, 용접부(W)에 충분한 용입깊이(D)를 확보하는 것이 가능하여 충분한 용접강도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
As such, the present invention provides a method of irradiating a laser beam to the end of the laminated sheet 130 in a horizontal direction, and shortening the protruding length L of the laminated sheet 130, thereby providing a sufficient penetration depth ( It is possible to secure D), which has the effect of securing sufficient welding strength.

도 4 및, 도 5에 도시된, 본체판(110) 및, 적층판(130)은 0.4 ~ 0.6 mm 의 두께를 가지고, 상기 용접부(W)로 레이저빔을 조사하는 레이저열원은 1~ 2KW의 출력값을 가지고, 상기 용접부(W)의 용접속도는 4 ~ 5 m/min 로 구비될 수 있다.
4 and 5, the main body plate 110 and the laminated plate 130 have a thickness of 0.4 to 0.6 mm, and the laser heat source irradiating a laser beam to the welding portion W is an output value of 1 to 2KW. , and the welding speed of the welding portion W may be 4 to 5 m/min.

레이저빔을 조사하는 레이저열원은 1~ 2KW의 출력값을 가질 필요가 있는 이유는, 레이저빔을 조사하는 레이저열원의 출력값이 1KW 미만일 경우는 용접부(W)의 입열량이 부족하여 미용융 용접부(W)를 형성할 수 있고, 레이저열원의 출력값이 2KW 를 초과할 경우, 용접부(W)에 가해지는 입열량이 과대해져 모재인 적층판(130)이 용락되거나 변형되는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.
The reason that the laser heat source irradiating the laser beam needs to have an output value of 1 to 2KW is that when the output value of the laser heat source irradiating the laser beam is less than 1KW, the amount of heat input of the welding part (W) is insufficient and the unmelted welding part (W) ) can be formed, and when the output value of the laser heat source exceeds 2KW, the amount of heat input applied to the welding portion W is excessive, so that the laminated plate 130, which is the base material, melts or deforms.

또한, 용접부(W)의 용접속도는 4 ~ 5 m/min 를 유지할 필요가 있는 이유는, 용접부(W)의 용접속도가 4 m/min 보다 느릴 경우 생산성이 떨어지는 문제점이 있고, 5 m/min 을 초과할 경우 용접부(W)가 충분히 용융되지 않아 용접부(W)의 결합이 발생할 수 있는 문제점이 있기 때문이다.
In addition, the reason why it is necessary to maintain the welding speed of the welding part (W) is 4 ~ 5 m/min, when the welding speed of the welding part (W) is slower than 4 m/min, there is a problem that productivity is lowered, and 5 m/min This is because, when exceeding , there is a problem that the welding portion (W) is not sufficiently melted, so that the bonding of the welding portion (W) may occur.

그리고, 레이저빔의 조사와 동시에 와이어(300)를 공급하는 경우, 용접부(W)의 용접속도는 4 ~ 5 m/min 일 때, 상기 와이어(300)의 공급속도 역시 4 ~ 5 m/min 으로 구비되는 것이 바람직할 수 있다.
And, when the wire 300 is supplied simultaneously with the irradiation of the laser beam, when the welding speed of the welding part W is 4 to 5 m/min, the supply speed of the wire 300 is also 4 to 5 m/min. It may be desirable to be provided.

와이어(300)의 직경은, 상기 용접부(W)를 형성하는 2개의 상기 적층판(130) 높이의 0.67 ~ 1.0 배의 범위로 구비되는 것이 바람직할 수 있다.
The diameter of the wire 300 may be preferably provided in the range of 0.67 to 1.0 times the height of the two laminated plates 130 forming the welding portion (W).

예를 들어, 전열판(100)을 형성하는 판재의 두께가 0.4 ~ 0.6mm 일 경우 용접부(W)를 형성하는 2개의 적층판(130) 두께는 0.8 ~ 1.2 mm 가 될 수 있다. 이때, 와이어(300)의 직경은 0.8 ~ 1.2 mm 정도가 적당하다. 다만, 와이어(300)의 직경이 용접부(W)를 형성하는 2개의 적층판(130)이 겹쳐진 두께보다는 적게 형성되는 것이 바람직하다.
For example, when the thickness of the plate material forming the heat transfer plate 100 is 0.4 to 0.6 mm, the thickness of the two laminated plates 130 forming the welded portion W may be 0.8 to 1.2 mm. At this time, the diameter of the wire 300 is suitable about 0.8 ~ 1.2 mm. However, it is preferable that the diameter of the wire 300 is formed less than the thickness of the two laminated plates 130 overlapping the welding portion (W).

즉, 2 개의 적층판(130) 두께인 용접부(W)의 높이가 0.8 mm(용접부(W)의 높이의 하한값)일 경우, 와이어(300)의 직경(0.8 ~ 1.2mm)은 용접부(W)의 높이(0.8 mm)의 1 ~ 1.5 배의 값을 가지나, 와이어(300)의 직경이 용접부(W)를 형성하는 2개의 적층판(130)이 겹쳐진 두께보다는 적게 형성되는 것이 바람직하기 때문에, 와이어(300)의 직경은 용접부(W)의 높이의 1배 이하가 될 수 있다.That is, when the height of the welding portion W, which is the thickness of the two laminates 130, is 0.8 mm (the lower limit of the height of the welding portion W), the diameter (0.8 ~ 1.2 mm) of the wire 300 is the thickness of the welding portion W It has a value of 1 to 1.5 times the height (0.8 mm), but since it is preferable that the diameter of the wire 300 is formed less than the thickness of the two laminated plates 130 overlapping the welding portion W, the wire 300 ) diameter may be less than or equal to 1 times the height of the weld (W).

즉, 용접부(W)의 높이의 상한값으로 2 개의 적층판(130) 두께인 용접부(W)의 높이가 1. 2 mm(용접부(W)의 높이의 상한값)일 경우, 와이어(300)의 직경(0.8 ~ 1.2mm)은 용접부(W)의 높이(1.2 mm)의 0.67 ~ 1배의 값을 가질 수 있다.
That is, when the height of the welded portion W, which is the thickness of the two laminated plates 130 as the upper limit of the height of the welded portion W, is 1.2 mm (the upper limit of the height of the welded portion W), the diameter of the wire 300 ( 0.8 ~ 1.2mm) may have a value of 0.67 ~ 1 times the height (1.2 mm) of the welding portion (W).

이는, 와이어(300)의 직경이 상기한 수치범위의 값보다 작을 경우에는 와이어(300)의 정밀한 공급이 어려운 문제점이 있고, 그 보다 클 경우에는 와이어(300)를 용융시키기 위한 입열량이 부족할 수 있는 문제점이 있다.When the diameter of the wire 300 is smaller than the value of the numerical range, it is difficult to precisely supply the wire 300, and when it is larger than that, the amount of heat input for melting the wire 300 may be insufficient. there is a problem with

따라서, 양자를 고려할 때, 와이어(300)의 직경은 용접부(W)를 형성하는 2개의 상기 적층판(130) 높이의 0.67 ~ 1.0 배의 범위로 구비되는 것이 바람직할 수 있다.
Therefore, in consideration of both, the diameter of the wire 300 may be preferably provided in the range of 0.67 to 1.0 times the height of the two laminated plates 130 forming the welding portion (W).

와이어(300)는, 티타늄 성분이 상기 와이어(300)의 조성의 99.2% ~ 99.7%의 범위의 값을 가지는 순티타늄으로 구비될 수 있다.The wire 300 may be made of pure titanium in which the titanium component has a value in the range of 99.2% to 99.7% of the composition of the wire 300 .

와이어(300)는 99.2% ~ 99.7% 범위의 티타늄(Titanium)를 가지는 순티타늄으로 구성될 수 있다. The wire 300 may be made of pure titanium with titanium in the range of 99.2% to 99.7%.

이러한 순티타늄에 티타늄합금은 배제되는데, 이와 같이 티타늄합금이 배제되는 이유는 와이어(300)가 티타늄합금으로 구성될 경우, 전열판(100)의 용접부(W)에서 부식이 발생할 수 있기 때문이다.The titanium alloy is excluded from such pure titanium. The reason why the titanium alloy is excluded is that, when the wire 300 is made of a titanium alloy, corrosion may occur in the welding portion W of the heat transfer plate 100 .

와이어(300)가 상기한 범위의 값을 가질 때 와이어(300)의 재질적인 특성으로 인해 적층되는 전열판(100)의 용접부(W)를 형성하는 인접한 적층판(130) 단부 간의 융착이 견고하게 이루어질 수 있어 용접부(W)가 견고하게 밀폐될 수 있다.When the wire 300 has a value in the above range, fusion between the ends of the adjacent laminated plate 130 forming the welded portion W of the heat transfer plate 100 to be laminated due to the material properties of the wire 300 can be made firmly. Therefore, the welding portion (W) can be tightly sealed.

하지만, 와이어(300)가 상기한 티타늄의 조성비를 벗어나게 되면 판형 열교환기(10)의 내식성 또는 가격경쟁력 면에서 효과가 현저하게 저하되는 문제점이 있다.However, when the wire 300 deviates from the composition ratio of titanium, there is a problem in that the effect in terms of corrosion resistance or price competitiveness of the plate heat exchanger 10 is significantly reduced.

구체적으로, 와이어(300)는 티타늄의 값이 99.2% 미만의 값을 가질 경우에는 용접부(W)에서의 국부적으로 내식성이 저하될 우려가 있고, 티타늄의 값이 99.7%를 초과할 경우에는 와이어(300)의 제작에 대한 비용이 과도해질 수 있어 판형 열교환기(10) 자체의 제조비용이 급격히 증가할 수 있는 문제점이 있다.
Specifically, when the value of the titanium wire 300 has a value of less than 99.2%, there is a fear that the local corrosion resistance in the welding portion W is lowered, and when the value of titanium exceeds 99.7%, the wire ( 300) may become excessively expensive, so there is a problem in that the manufacturing cost of the plate heat exchanger 10 itself may rapidly increase.

먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 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.First, the embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope 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.

1: 판형열교환기 2: 전열판
3: 본체판 4: 적층판
5: 하우징 6: 저항용접용 전극
10: 판형열교환기 100: 전열판
110: 본체판 130; 적층판
200: 레이저용접장치 300: 와이어
W: 용접부 D: 용입깊이
L: 돌출된 길이1: Plate heat exchanger 2: Heat transfer plate
3: Body plate 4: Laminate plate
5: Housing 6: Electrode for resistance welding
10: plate heat exchanger 100: heat transfer plate
110: body plate 130; laminate
200: laser welding device 300: wire
W: Weld D: Penetration Depth
L: protruding length

Claims

stacking a plurality of heat transfer plates; and,
A laser welding step of welding by irradiating a laser beam to the wire provided in the end direction of the connecting portion of the laminated heat transfer plate;
The heating plate is
A body plate having a flow path through which the heat exchange fluid moves therein;
and a laminated plate bent at an end of the body plate to provide a connection portion of the heat transfer plate,
The laser welding step is
While the wire is supplied to fill the gap between the overlapping laminates through the ends of the adjacent laminates forming the welded part, the laser beam is irradiated to the ends of the overlapping laminated plates forming the welded part to be welded,
The laser welding step is
irradiating a laser beam in a horizontal direction to form a penetration portion to the inner end of the laminate; and,
Containing; supplying a wire to the welding portion while irradiating the laser beam to seal the welding portion of the laminated plate;
The body plate and the laminated plate have a thickness of 0.4 to 0.6 mm,
The length of the laminated plate protruding from the inclined end of the body plate is provided in the range of 3 to 4.5 mm,
The laser heat source irradiating the laser beam to the welding part has an output value of 1 to 2 KW,
The welding speed of the welding part is provided with 4 ~ 5 m / min,
The diameter of the wire is
It is provided in the range of 0.67 to 1.0 times the height of the two laminates forming the weld,
The wire is
The welding method of a plate heat exchanger, characterized in that the titanium component is provided with pure titanium having a value in the range of 99.2% to 99.7% of the composition of the wire.

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