KR102470169B1 - 프로젝션 용접 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 프로젝션 용접 장치에 관한 것으로, 상하부 전극을 띠 형태로 형성하고, 고전압을 인가하여 복수의 용접부위를 동시에 용접할 수 있는 프로젝션 용접 장치를 제공한다.

Description

프로젝션 용접 장치{PROJECTION WELDING APPARATUS}

본 발명은 프로젝션 용접 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극을 연속적으로 형성하여 복수의 용접부위를 동시에 용접할 수 있는 프로젝션 용접 장치에 관한 것이다.

프로젝션 용접(projection welding)은 용접하려는 모재에 형성된 돌기에 압력을 가하면서 전류를 인가하여 돌기에 발생된 저항열에 의하여 모재를 용융 및 용접하는 저항 용접 중 하나이다.

프로젝션 용접기는 돌기가 형성된 금속 모재의 일측 및 타측에 각각 배치된 한 쌍의 전극들을 구비하며, 용접기 구동부를 통해 전극들 중 어느 하나는 금속 모재에 접촉된 상태로 위치 고정시킨 후, 전극들 중 나머지 하나를 상하 방향으로 이동시킨다.

그리고 한 쌍의 전극들로 전류를 일시 도통시켜 용접 동작이 실제 수행되도록 한다.

이러한 프로젝션 용접의 경우 용접부위가 여러 군데인 경우에 각각의 부위별로 용접을 해야 하므로 작업 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.

예를 들어, 보일러 버너의 경우 프레임에 메쉬형태의 메탈화어버가 결합되어 형성되는데, 프레임에 메탈화이버를 결합하기 위해서는 용접 부위가 많아서 작업에 많은 시간이 소요된다.

특허문헌 1에는 다수개의 용접점을 용접할 수 있는 멀티 스폿용접기가 개시되어 있으나, 여전히 보일러 버너와 같은 메쉬형태의 모재를 용접하기에는 부적합하다.

대한민국 공개특허 10-2007-0056355호, 멀티스폿용접기, 공개일 : 2007.06.04 대한민국 등록특허 10-1954405호, 가스버너 설치대의 상판 전용 자동 용접기, 등록일 : 2019.02.26

본 발명의 목적은 보일러 버너의 메탈화이버를 한번의 공정으로 용접할 수 있는 프로젝션 용접 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 프로젝션 용접 장치는 몸체의 하부에 부착된 하부다이; 상기 하부다이의 상부에 고정된 하부지지대; 상기 하부지지대 상에 고정되고, 모재가 안착되도록 하는 오목부를 포함하고 전원이 공급되는 하부전극유닛; 상기 몸체의 상부에 부착되어 상기 하부다이에 대응하도록 배치되어 구동부에 의해 용접시 하강하는 상부고정대; 상기 상부고정대의 하부에 고정된 상부지지대; 상기 상부지지대에 고정되고, 상기 하부전극유닛에 대응되도록 배치되고 저원이 공급되는 상부전극유닛; 외부 전원에 연결되어, 상기 하부전극유닛 및 상부전극유닛에 고전압을 제공하고 용접시에는 방전되고 용접후에는 충전되는 전원공급부; 및 상기 전원공급부의 전원공급 및 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,

상기 하부전극유닛은, 소정의 폭을 가진 띠형태로 양쪽 끝단이 서로 연결되어 폐곡선을 형성하는 하부전극; 및 상기 하부전극의 내측에 형성되어 모재를 지지하는 하부패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 상부전극유닛은, 상기 상부지지대에 고정되고 상기 하부전극에 대응되도록 하부전극과 동일한 형상을 가진 상부전극; 및 상기 상부전극의 내측에 하부패드에 대응되도록 하부패드와 동일한 형상을 가진 상부패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하부전극유닛은, 상기 하부전극을 포위하고 하부전극보다 높게 형성되어 모재의 이탈을 방지하는 이탈방지테두리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하부다이의 모서리에 설치되어 상부고정대를 지지하고, 용접시 하부전극과 상부전극이 맞닿는 경우 충격을 흡수하는 탄성지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 상부지지대의 내부에는 용접시 하부전극과 상부전극이 맞닿는 경우 충격을 흡수하도록 상부패드를 가압하는 스프링이 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하부전극은 장방형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하부전극의 일측면에는 용접후 모재에 공기를 분사하는 노즐이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 몸체와 분리되어 설치되고, 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 프로젝션 용접 장치의 온/오프를 제어하는 스위치 모듈을 더 포함하고,

본 발명의 실시예에서, 상기 스위치 모듈을 2개의 온버튼을 포함하며, 2개의 동시에 눌려질 때 상기 제어부가 동작하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 전원공급부의 최대 충전전압은 970V 내지 990V인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 보일러 버너의 메탈화이버를 한번의 공정으로 용접할 수 있는 작업 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 고전압을 공급함으로써 용접시간을 단축할 수 있어 전극이 가열되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 모재의 열변형이 거의 없어 정밀 용접이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면, 전극의 마모가 적어 전극 수명이 길어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프로젝션 용접 장치의 외관을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 프로젝션 용접 장치의 주요부의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 프로젝션 용접 장치의 하부전극유닛을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 프로젝션 용접 장치의 모재로 사용되는 보일러용 버너를 나타낸 것이다.
도 5는 모재가 프로젝셕 용접 장치에 안착된 상태를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 프로젝션 용접기는 하부다이(10), 하부지지대(20), 하부전극유닛(30), 상부고정대(4)), 상부지지대(50), 상부전극유닛(60), 전원공급부(70), 제어부(80), 및 스위치모듈(90)을 포함할 수 있다.

상기 하부다이(10)는 몸체(1)의 하부에 부착될 수 있다. 용접시 상부전극유닛이 프레스되어 충격이 가압되므로 바닥에서 소정 간격 이격되어 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 하부다이(10)의 하부는 바닥면과 이격되어 소정 공간이 형성될 수 있다.

상기 하부지지대(20)는 하부다이의 상부에 고정된다. 볼트와 같은 체결부재로 결합될 수 있으며, 하부다이에서 소정 높이로 돌출되어 결합될 수 있다. 그리고 하부지지대의(20)의 상부 내부에서는 공간이 형성되어 하부전극유닛(30)이 결합될 수 있다.

상기 하부전극유닛(30)은 상기 하부지지대 상에 고정되고, 모재가 안착되도록 하는 오목부를 포함한다.

상기 하부전극유닛(30)은 소정의 폭을 가진 띠형태로 양쪽 끝단이 서로 연결되어 폐곡선을 형성하는 하부전극(31) 및 상기 하부전극의 내측에 형성되어 모재를 지지하는 하부패드(32)를 포함할 수 있다. 상기 하부전극을 포위하고 하부전극보다 높게 형성되어 모재의 이탈을 방지하는 이탈방지테두리(33)를 더 포함할 수 있다.

상기 하부전극(31)은 도시된 것과 장방형으로 형성될 수 있으며, 전기가 통할 수 있도록 금속소재로 이루어진다. 하부전극(31)은 상부는 노출되어 있으며 하부는 하부지지대(20)에 묻혀 고정될 수 있다.

하부전극(31)이 분리되어 있지 않고 띠 형태로 연속적으로 연결되어 있으므로 모재가 하부전극(31)에 올려진 상태에서 고전압을 인가하면 용접부위가 복수인 경우에도 동시에 용접이 이루어질 수 있다. 특히 가스 버너와 같이 용접 부위가 그물형태도 되어 용접부위가 많은 경우에도 한번의 용접만으로 용접이 가능해 작업 속도를 높일 수 있다.

상기 하부패드(32)는 하부전극(31) 내부에 위치하고 하부전극과 평평하게 형성된다. 하부패드(32)는 모재를 지지한다. 하부패드(32) 역시 하부전극과 마찬가지로 상부는 노출되어 있으며 하부는 하부지지대(20)에 묻혀 고정될 수 있다.

상기 이탈방지테두리(33)는 하부전극을 둘러싸고 하부전극보다 높이 형성되어 있다. 따라서 하부전극과 하부패드 부분이 오목부를 형성하게 되어 모재가 안착될 수 있고 용접 작업시 모재가 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

그리고 하부전극유닛(30)의 일측면에는 공기분사노즐(35)이 배치될 수 있다. 공기분사노즐(35)을 통해 공기를 분사하여 용접작업후 발생될 수 있는 용접 찌꺼기를 제거할 수 있다.

그리고 하부지지대(20)의 양쪽 측면에는 하부전극을 고정하는 하부전극고정부(34)가 결합될 수 있다. 하부전극고정부(34)는 서로 대향되도록 하부지지대의 양쪽에 설치되어 하부전극을 고정할 수 있다.

상기 상부고정대(40)는 상기 몸체의 상부에 부착되어 상기 하부다이에 대응하도록 배치되어 구동부(2)에 의해 용접시 하강할 수 있다. 구동부(2)는 유압 또는 공압프레스가 사용될 수 있다.

상기 상부지지대(50)는 상부고정대(40)에 볼트와 같은 체결부재로 고정될 수 있다.

상기 상부전극유닛(60)은 상기 상부지지대에 고정되고, 상기 하부전극유닛에 대응되도록 배치된다.

상부전극유닛(60)은 하부전극와 동일한 형상을 가진 상부전극(61)과 하부패드와 동일한 형상을 가진 상부패드(62)를 포함할 수 있다. 상부전극(61)과 상부패드(62)는 하부전극과 하부패드에 각각 대응되도록 위치한다. 따라서 하강시에 하부전극 및 하부패드에 접촉하게 된다. 상기 상부지지대(50)의 측면에는 상부전극(61)을 고정하는 상부전극고정부(64)가 결합될 수 있다.

상기 상부지지대(50)의 내부에는 스프링(51)이 결합될 수 있다. 상기 스프링(51)은 용접시 하부전극과 상부전극이 맞닿는 경우 충격을 흡수하도록 상부패드를 가압하도록 결합된다. 스프링(51)은 상부패드(62)의 상부에 배치되고, 스프링의 안쪽에는 스프링이 옆으로 휘거나 변형되지 않도록 지지축(52)이 관통하여 결합되고, 지지축은 상부고정대에 볼트 등으로 고정될 수 있다.

그리고 상기 하부다이(10)의 모서리에 설치되어 상부고정대(40)를 지지하고, 용접시 하부전극과 상부전극이 맞닿는 경우 충격을 흡수하는 탄성지지대(11)가 배치될 수 있다. 탄성지지대(110)는 하부다시의 네 모서리에 각각 하나씩 4개가 설치될 수 있다. 탄성지지대는 스프링이 사용될 수 있다.

상기 전원공급부(70)는 외부 전원에 연결되어, 상기 하부전극유닛 및 상부전극유닛에 고전압을 제공하고 용접시에는 방전되고 용접후에는 충전되는 배터리를 포함할 수 있다. 상기 전원공급부(70)는 최대 충전전압은 970V 내지 990V의 고전압을 제공하여 용접이 짧은 시간이 이루어지도록 하고, 용접부위가 많은 경우에도 요접이 동시에 이루어질 수 있도록 한다.

전원공급부(70)의 최대 출력이나 동작은 몸체의 일측면에 부착되어 있는 제어부(80)에 의해 제어될 수 있다.

상기 스위치 모듈(90)은 몸체와 분리되어 설치되고, 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 프로젝션 용접 장치의 온/오프를 제어한다. 즉, 스위치 모듈(90)의 온/오프 스위치를 누르면 제어부를 통해 전원공급부 및 구동부의 공작을 제어하게 된다. 상기 스위치 모듈을 2개의 온버튼(91)과 하나의 오프버튼(92)을 포함할 수 있다. 상기 오프버튼(92)은 온버튼(91) 사이에 배치되어 온버튼 두개의 한손으로는 동시에 누를 수 없는 구조이다. 두개의 온버튼이 동시이 눌려질때에만 스위치가 온되도록 하여 프레스 동작시 사람이 손이 끼는 사고를 방지할 수 있다. 온버튼(91)눌러 동작시키기 위해서는 두손으로 두개의 버튼은 동시에 눌러야 하므로 모재를 하부전극유닛에 두면서 동시에 버튼을 누르는 일을 방지하여 사고를 방지할 수 있다.

그리고 하부지지대(20)와 상부지지대(50)의 일측면에는 냉각수를 공급하고 배출하는 냉각호스(21)가 연결될 수 있다. 본 발명에서는 고압으로 용접작업을 수행하고 열이 국부적으로 발생하여 냉각의 필요성이 많지는 않지만 안전을 위해 냉각호스를 연결할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해 복수의 용접 부위를 한 번의 용접 작업으로 완료할 수 있다.

도 4는 모재의 일예로 보일러용 버너를 나타낸 것이고, 도 5는 보일러용 버너가 하부전극유닛에 안착된 상태를 나타낸 것이다.

보일러용 버너는 프레임(3)과 프레임에 용접으로 결합되는 메탈화이버(4)로 구성된다. 그리고 프레임에는 메탈화이버가 안착되어 결합되는 안착부(5)가 형성되어 있다.

메탈화이버(4)가 안착부(5)에 안착된 상태로 보일러용 버너를 하부전극유닛(30)에 안착하고 상부전극유닛(60)을 가압하여 전압을 가하여 용접 작업을 한번에 수행할 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (9)

1. 몸체의 하부에 부착된 하부다이;
   상기 하부다이의 상부에 고정된 하부지지대;
   상기 하부지지대 상에 고정되고, 모재가 안착되도록 하는 오목부를 포함하고 전원이 공급되는 하부전극유닛;
   상기 몸체의 상부에 부착되어 상기 하부다이에 대응하도록 배치되어 구동부에 의해 용접시 하강하는 상부고정대;
   상기 상부고정대의 하부에 고정된 상부지지대;
   상기 상부지지대에 고정되고, 상기 하부전극유닛에 대응되도록 배치되고 저원이 공급되는 상부전극유닛;
   외부 전원에 연결되어, 상기 하부전극유닛 및 상부전극유닛에 고전압을 제공하고 용접시에는 방전되고 용접후에는 충전되는 전원공급부; 및
   상기 전원공급부의 전원공급 및 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 하부전극유닛은,
   소정의 폭을 가진 띠형태로 양쪽 끝단이 서로 연결되어 폐곡선을 형성하는 하부전극; 및
   상기 하부전극의 내측에 형성되어 모재를 지지하는 하부패드를 포함하고,
   상기 상부지지대에 고정되고 상기 하부전극에 대응되도록 하부전극과 동일한 형상을 가진 상부전극; 및
   상기 상부전극의 내측에 하부패드에 대응되도록 하부패드와 동일한 형상을 가진 상부패드를 포함하고,
   상기 하부전극유닛은,
   상기 하부전극을 포위하고 하부전극보다 높게 형성되어 모재의 이탈을 방지하는 이탈방지테두리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 하부다이의 모서리에 설치되어 상부고정대를 지지하고, 용접시 하부전극과 상부전극이 맞닿는 경우 충격을 흡수하는 탄성지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 상부지지대의 내부에는 용접시 하부전극과 상부전극이 맞닿는 경우 충격을 흡수하도록 상부패드를 가압하는 스프링이 결합된 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 하부전극은 장방형으로 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 하부전극의 일측면에는 용접후 모재에 공기를 분사하는 노즐이 더 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 몸체와 분리되어 설치되고, 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 프로젝션 용접 장치의 온/오프를 제어하는 스위치 모듈을 더 포함하고,
   상기 스위치 모듈을 2개의 온버튼을 포함하며, 2개의 동시에 눌려질 때 상기 제어부가 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 전원공급부의 최대 충전전압은 970V 내지 990V인 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접 장치.
   

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