KR0171162B1 - 강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법 및 저항용접재료 - Google Patents

강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법 및 저항용접재료 Download PDF

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후미노리 마쯔다
가쯔또시 우에노
고로 와따나베
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미노루 다나까
신니뽄세이데스 가부시끼가이샤
아끼히로 와다
도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 녹방지를 위해 도금된, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판 사이의 스폿용접시 사용하기 적절한 저항용접하는 저항용접방법에 관한 것으로, 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판을 지나 전류가 높은 밀도로 흐르도록 하여, 양질의 용접을 실현한다.
철부를 가지는 강철층과 알루미늄층으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판이 서로 용접되어질 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입된다. 전극은 교류 파워서플라이로부터 예정된 용접전류로 통전된다. 전류경로는 철부의 영역을 제한하고, 도금을 용융하여 형성된 용융된 금속은 철부사이에 수용되어, 전류-이동 지역이 증가되는 것을 방지한다. 그 결과, 도금된 강판과, 알루미늄-클래드 강판의 인터페이스의 온도는 효율적으로 상승될 수 있으므로, 알루미늄-클래드 강판의 양면에 적절한 너깃을 형성하는 결과를 가져온다.

Description

강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법 및 저항용접재료
제1도는 본 발명의 실시예 1의 저항용접(抵抗鎔接)방법을 설명하는 개념도.
제2a도는 실시예 1의 주요부로서 알루미늄-클래드 강판의 구성을 도시한 평면도이고, 제2b도는 제2a도에 도시한 알루미늄-클래드 강판의 단면도.
제3도는 실시예 1의 저항용접방법의 효과를 설명하는 도면.
제4도는 실시예 1의 저항용접방법의 부가적인 효과를 설명하는 도면.
제5도는 본 발명에 따른 저항용접방법의 다른 실시예를 설명하는 개념도.
제6a도 내지 제6c도는 실시예 1의 저항용접방법의 적당한 알루미늄-클래드 강판의 다른 구성을 도시한 도면.
제7도는 실시예 1의 저항용접방법에 적당한 알루미늄-클래드 강판의 또 다른 구성을 도시한 도면.
제8도는 실시예 1의 저항용접방법의 응용예를 설명하는 도면.
제9도는 본 발명의 실시예 2와 실시예 3의 저항용접방법을 설명하는 개념도.
제10a도와 제10b도는 본 발명의 제4 내지 실시예 8의 저항용접방법을 설명하는 개념도.
제11a도는 CF-형 전극의 형상을 도시한 도면이고, 제11b도는 P-형 전극의 형상을 도시한 도면이며, 제11c도는 R-형 전극의 형상을 도시한 도면이고, 제11d도는 F-형 전극의 형상을 도시한 도면이며, 제11e도는 DR-형 전극의 형상을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,2,37,45,46 : 전극 3 : 교류 파워서플라이
4 : 강판(접합되어질 용접부재) 5 : 도금
6,33,39 : 알루미늄계 금속판
7,12,18,19,21,23,25,36,42 : 알루미늄-클래드 강판
8,13,34,40 : 강철층 9,14,35,41 : 알루미늄층
10,17,20,22 : 철부(凹部) 11 : 용융된 도금
15,47,29,31 : 철부(凸部) 16,32 : 도금된 강판
24 : 리세스 26 : 강판
28,30 : 롤러 38 : 냉연강판
43 : 접촉영역이 적은 전극 44 : 접촉영역이 큰 전극
본 발명은 자동차, 철도차량, 선박, 건축구조물 등의 조립시 사용되는 강계(鋼系) 금속판과 알루미늄계 금속판과 같이 다른 종류의 금속을 저항용접하는 방법 및 이러한 방법에서 사용되는 재료에 관한 것으로, 특히, 강계 금속판을 알루미늄계 금속판에 저항용접하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 도금에 의해 녹방지처리를 한 강계 금속판과 알루미늄계 금속판사이, 그리고 상기 방법에 적당한 알루미늄-클래드 강판사이에서 스폿(spot) 용접을 하기에 적당하다.
강철과 알루미늄 사이에서와 같은, 다른 종류의 금속사이에 저항용접은 다른 종류의 금속사이에 합금결과에 따라 금속간 화합물(intermetallic compound)을 종종 생성하고, 그러한 금속간 화합물은 부서지기 쉽기 때문에 금속간 화합물의 형성은 기계적인 특성을 저하시키는 결과를 가져오는 것으로 알려졌다. 특히, 강계 재료와 알루미늄계 재료가 결합하는 경우, 금속간 화합물이 형성될 것이며, 그밖에, 전기적인 특성과 열특성은 전류조건에 큰 제한을 가할 것이다.
최근에, 다른 금속사이에서 접합을 하기 위한 많은 요구가 있어왔다. 예를 들면, 자동차체를 스폿용접하거나 다른 형태로 용접하는 경우, 녹방지목적을 위해 도금된(이하 도금된 강판이라 함) 강계 금속판과, 알루미늄계 금속판사이에 저항용접을 실현할 수 있는 기술이 요구되었다.
이러한 저항용접은 종래기술의 연구서에서 개시된 통상적인 저항용접과 동일하며, 용접되어질 재료에서 같은 것은 강판과 알루미늄판이다. 따라서, 방법은 알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되는 것으로 여겨지고, 이러한 상태에서 저항용접이 수행된다.
그러나, 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판의 강철측사이에 중간면에서, 전기적인 저항으로 유도된 열에 의해 발생되는 온도상승은 알루미늄-클래드 강판의 알루미늄측과 강판측위에 너깃(nugget)의 성장이전에 도금을 하게 되어 도금 금속의 용융이 차례로 일어난다. 그 결과, 용융된 도금 금속이 도금된 강판과 알루미늄-강판의 강판사이에 끼워져, 전류-이동 영역을 증가시킨다. 이러한 영역에서, 전류는 분산되어, 전류밀도를 낮게 한다.
이러한 이유로, 만족스러운 강도를 보장할 수 있는 너깃을 형성하기 위하여, 많은 양의 전류가 흐르도록 제조되어야 한다. 큰 전류의 흐름은 전극을 도금하거나 또는 알루미늄의 용착(溶着)을 일으키는 용융된 금속의 분산(접합표면이 떨어지는 것)을 일으킨다. 따라서, 전류값은 증가될 수 없으므로, 적절한 용접조건의 가능한 범위는 매우 제한적이 된다.
이러한 분야에 있어서, 예를 들면, 일본 미심사 특허공보(Kokai) 제5-111778호는 알루미늄계 금속판과 비-알루미늄 금속판으로 구성된 2층의 구조를 가지는 비-알루미늄/알루미늄-클래드판이 비-알루미늄 금속판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되고, 스폿용접이 특별한 식에 의해 유도된 전류조건하에서 수행되는 방법이 개시되어 있다. 여기서, 알루미늄계 금속판은 규정된 판두께와 판두께비율(박판두께는 모든 비-알루미늄 금속박판, 알루미늄계 금속박판 및 클래드박판의 경우에는 2,0mm를 넘지 않으며, 비-알루미늄 금속박판:알루미늄계 금속박판 두께비율=4:1 내지 1:7)을 가진다.
일본 미심사 특허공보(Kokai) 제4-55066호와 제4-253578호는 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판을 사용하여 강계 금속판과 알루미늄계 금속판사이를 스폿용접하는 것을 개시하였다. 그러나, 이러한 통상적인 방법은 2단계의 통전 필요성과 과도전류의 필요성과 같은 문제점이 있다. 이러한 방법에서는, 넓은 범위의 전류값에서의 높은 접합강도를 보장하는 방법과 도금된 강판 및 알루미늄계 금속판사이에 스폿용접을 하는 방법을 제공하는 것을 고려하지 않았다. 더욱이, 다른 종류의 금속을 접합하는 이러한 방법에서, 전극형상의 변형과 철부의 사용을 고려하지 않았다.
예를 들면, 알루미늄계 금속판:강계 금속판 두께의 비율이 1:1.3 내지 1:5.0인 알루미늄-클래드 강판을 사용하는 스폿용접은 기술적으로 이미 공지되어있다. 그러나, 접합부분의 피로강도가 저하되는 것을 방지하는 방법은 기술적으로 공지되어 있지 않다. 그밖에, 전극상에 알루미늄 용착 또는 도금을 최소화하는 동안 넓은 범위의 전류값에 필요한 높은 정도의 접합강도를 보장하는 방법도 기술적으로 공지되어 있지 않다.
삽입재로서 알루미늄-클래드 강판을 사용하여 강계 금속판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접을 하는 통상적인 방법은 2단계의 통전시 전류 흐름방향을 변화시키는 번거로운 단계를 포함한다. 그 밖에, 통상적인 용접방법에 따라서, 예를 들면, 도금된 강판의 경우, 대략 9 내지 11kA의 용접전류 범위내에서, 도금된 강판쪽을 도금은 방해가 되어 너깃이 형성되기 어렵고, 높은 전류를 필요로 한다. 용접강도를 증대시키기 위하여, 용접전류를 증가시켜야 한다. 그러나, 전류값의 증가는 알루미늄계 금속판쪽의 전극상에 알루미늄을, 도금된 강판쪽의 전극상에 도금을 용착하는 것은 박판과 전극사이에 용접을 일으키며, 전극의 팁(tip)의 수명을 짧게 하고, 불안정한 전류흐름을 일으켜 강도가 변화되고, 결과적으로는 강도를 저하시키는 문제점을 제기한다.
상술한 바와 같이, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판을 사용하여 강판 또는 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이를 스폿용접하는데 있어서, 넓은 범위의 전류값으로 높은 접합강도를 보장하고, 전극에 알루미늄의 용착 또는 도금을 최소화하며, 접합부분의 피로강도가 저하되는 것을 최소화할 수 있는 어떠한 방법도 개발되지 않았다. 특히, 도금된 강판이 대응재로 사용되는 용접에 있어서, 도금된 강판쪽에 효과적인 열발생이 중요하다. 통상적인 방법은 이 모두를 고려하지 않았다.
본 발명의 일목적은 넓은 범위의 전류값으로 높은 접합강도를 보장하고, 전극에 알루미늄의 용착 또는 도금을 최소화하며, 접합부분의 피로강도가 저하되는 것을 최소화할 수 있는, 다른 종류의 금속을 저항용접하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입된 알루미늄-클래드 강판으로 저항용접을 할 때, 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판사이에 접합지역을 감소함으로써 통전의 초기단계에서 높은 전류밀도를 보장하여, 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 저항용접하는 방법과 상술한 문제점을 해결할 수 있는 저항용접을 하기 위한 재료를 제공하는데 있다.
위의 목적을 달성할 수 있는 본 발명의 주요내용은 다음과 같다.
(1) 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판의 합판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계 및 저항용접으로 결과적인 조립을 하는 단계로 구성되는, 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 알루미늄-클래드 강판과 접합될 면쪽의 도금된 강판 표면 및 도금된 강판과 접합되어질 면쪽의 알루미늄-클래드 강판 표면 중 하나의 표면 또는 두 표면 모두에 불규칙적인 요철이 형성되어, 전류-이동 지역을 감소하는 것을 특징으로 한다.
(2) 동일한 종류 금속끼리 서로 마주하도록, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판 사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판의 합판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 저항용접으로 결과적인 조립을 하는 단계로 구성되는, 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 개구부를 가지는 강계 금속판이 상기 접합될 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판사이에 삽입되어 전류-이동 지역을 감소하는 것을 특징으로 한다.
(3) 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 강계 금속판 또는 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 0.2 내지 1.2mm 두께의 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 한 번의 통전으로 강계 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 단계로 구성되는, 강계의 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판과 같이 다른 종류의 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 상기 접합될 강계 금속판 또는 도금된 강판은 직경이 2.0 내지 5.0mm이고 높이가 0.6 내지 1.5mm인 철부(凸部)를 가지며, 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms(milisecond; 1/1000ch)인 조건하에서 용접이 수행되는 것을 특징으로 한다.
(4) 상기 (3)에 의한 저항용접방법에서, 전단부 굴곡부의 반경이 80mm 이상인 R-형 전극 또는 F-형 전극이 알루미늄계 금속쪽에 배치되는 것을 특징으로 한다.
(5) 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 도금된 강판과 알루미늄계 금속판이 서로 용접되는 경우, 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되는, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 구성하는 저항용접재료에 있어서, 상기 알루미늄-클래드 강판은 알루미늄계 금속판 대 강계 금속판의 두께비율이 1:1.3 내지 1:5.0의 범위내에 있고, 두께는 0.2 내지 1.2mm이며, 강계 강판쪽 표면에는 소정 면적비율로 철부가 제공되는 것을 특징으로 한다.
(6) 강계 금속판 또는 도금된 강판과, 알루미늄계 금속판 사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 동일한 금속종류끼리 마주하도록 삽입하고, 소정의 용접조건에서 한 번의 통전으로 상기 강계 금속판 또는 도금된 강판을 상기 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 저항용접공정에 사용하기 위한 저항용접재료에 있어서, 상기 강계 금속판 또는 도금된 강판은, 직경이 2.0 내지 5.0mm이고 높이가 0.6 내지 1.5mm인 철부를 가지는 것을 특징으로 한다.
(7) 상기 (5)에 의한 저항용접재료에서, 상기 철부의 면적비율은 알루미늄-클래드 강판의 전체표면적의 10 내지 90%이며, 철부의 높이는 0.02 내지 1.0mm인 것을 특징으로 한다.
(8) 상기 (5)에 의한 저항용접재료에서, 상기 철부는 원형의 원통형, 삼각형의 프리즘 또는 프리즘의 형태이며, 그 피치는 3mm 이하로 제공되는 것을 특징으로 한다.
(9) 상기 (5)에 의한 저항용접재료에서, 상기 철부는 압착금형, 기계가공, 식각(etching) 또는 레이저빔 기계가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
(10) 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 0.2 내지 1.2mm 두께의 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 한 번의 통전으로 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 단계로 구성되는, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판과 같이 서로 다른 종류의 금속을 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 상기 알루미늄-클래드 강판은 알루미늄계 금속판 대 강계 금속판의 두께비율이 1:1.3 내지 1:5.0의 범위내에 있으며, 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 용접이 수행되는 것을 특징으로 한다.
(11) 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 강계 금속판 또는 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 0.2 내지 1.2mm 두께의 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 한 번의 통전으로 강계 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 단계로 구성되는, 강계 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판과 같이 다른 종류의 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 전단부의 접촉영역 직경이 2.0 내지 5.0mm인 CF-형 또는 P-형 전극이 강계 금속판쪽 또는 도금된 강판쪽에 배치되고, 전단부 굴곡부의 반경이 80mm 이상인 R-형 전극 또는 F-형 전극이 알루미늄계 금속판쪽상에 배치되며, 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 용접이 수행되는 것을 특징으로 한다.
(12) 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 도금된 강판과 알루미늄계 금속판이 서로 용접되는 경우, 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되는, 상기 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판으로 이루어지는 저항용접재료에 있어서, 상기 알루미늄-클래드 강판은 알루미늄계 금속판 대 강계 금속판의 두께비율이 1:1.3 내지 1:5.0의 범위내에 있고, 두께는 0.2 내지 1.2mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적인 특성은 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판사이 감소된 접합표면에 의해, 전류가 도금된 강판과 알루미늄계 금속판을 흐르는 경우 초기단계의 통전에서 높은 전류밀도를 보장할 수 있다는 것이다. 따라서, 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판의 간섭온도는 효과적으로 상승되어, 적절한 용접너깃이 알루미늄-클래드 강판의 양측면상에 형성되어진다.
도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판중 어느 하나의 접합지역상에는 요철이 제공되어 전류-이동지역을 감소하는 실시예에 있어서, 도금된 강판의 표면상에 도금 금속이 용융되면, 용융된 도금은 용융된 도금에 의해 발생된 전류-이동지역에서의 증가를 방지하는, 리세스부에 수용된다.
개구부를 가지는 강계 금속판이 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판사이에 삽입되어 전류-이동지역을 감소하는 실시예에 있어서, 전류-이동지역은 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판 그 자체로서의 특별한 작업없이 감소될 수 있다.
예정된 비율의 지역에, 요철이 있는 알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되는 실시예에 있어서, 저항용접이 수행되는 장소에 관계없이, 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판사이에서 적절한 전류-이동지역이 항상 보장된다.
알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되는 실시예에 있어서, 이러한 상태에서, 저항용접이 수행되고, 도금된 강판쪽에 열을 효과적으로 발생하기 위하여 알루미늄-클래드 강판의 박판 두께비율이 중요하다.
본 발명에 따라서, 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접을 할 때, 강계 금속판의 큰 두께비율(알루미늄계 금속판:강계 금속판=1:1.3 내지 1:5.0)을 가지는 알루미늄-클래드 강판이 삽입재로 사용되어 통전시 도금된 강철판쪽에 발생되는 열의 양을 증가시킨다.
이러한 이유는, 강계 금속판의 전기적인 저항이 알루미늄계 금속판의 전기적인 저항보다 크기 때문에, 발생된 열의 양은 강계 금속판의 박판 두께비율을 증가함으로써 증가된다. 이 경우, 본 발명에 따라서, 알루미늄-클래드 강판의 박판 두께비율은 알루미늄계 금속판:강계 금속판=1:1.3 내지 1:1.5로 제한된다. 왜냐하면, 강계 금속판의 박판 두께비율이 위의 범위보다 낮기 때문이다. 강계 금속판상에 열의 발생에 의해 성취된 위와 같은 효과는 더욱 적어진다.
이때 발생된 열은 또한 알루미늄-클래드 강판의 알루미늄계 금속판에 전달된다.
알루미늄계 금속층의 박판 두께비율이 상술한 범위보다 크다면, 냉각효과가 증대되고 강계 금속판쪽의 열발생 효과는 감소되어 접합강도는 더욱 낮아진다. 이와는 달리, 강계 금속판의 박판 두께비율이 상술한 범위보다 크다면, 접합표면이 떨어지는 것을 포함하는 문제점은 알루미늄계 금속판에서 일어날 것이며 박판 그 자체의 중량 감소효과가 감소된다.
삽입재를 사용하여 강판 또는 도금된 강판과 알루미늄계 강판사이를 스폿용접할 때, 전단부의 직경이 2.0 내지 5.0mm인 CF-형 또는 P-형 전극을 강계 금속판쪽 또는 도금된 강판쪽에 배치한다.
이와는 달리, 직경이 2.0 내지 5.0mm이고 높이가 0.6 내지 1.5mm인 철부를 가지는 강계 금속판 또는 도금된 강판을 사용하여 강계 금속판 또는 도금된 강판쪽에 통전시 전류를 집중시켜 발생된 열의 양을 증가시킨다. 이것은 저전류 영역(7.5 내지 11.0kA)에서 강계 금속판 또는 도금된 강판쪽에 너깃의 형성 및 성장을 조장하는 것이 가능하다.
이때 발생된 열은 열전도에 의해 알루미늄계 금속판쪽에 영향을 미치고, 그 결과, 알루미늄쪽에 너깃의 형성 및 성장을 조장하여, 용접강도를 향상시킨다. 알루미늄계 금속판쪽에서 인장시험에서의 파괴가 일어나기 때문에, 알루미늄쪽에 너깃의 형성은 접합강도의 개선에 이바지한다.
이러한 이유 때문에, 저전류영역에도 높은 강도가 제공될 수 있으므로, 넓은 범위의 전류값에 걸쳐 높은 접합강도를 보장한다. 용접전류의 증가는 알루미늄계 금속판쪽의 전극에 배치된 알루미늄의 양 또는 도금된 강판의 전극에 배치된 도금의 양을 증가시켜, 전류가 불안정하고, 접합강도가 변화하며, 연속적인 스포팅(spotting)이 나빠지는 문제점을 제기한다.
반대로, 본 발명의 저항용접방법에 따라서, 비교적 낮은 저전류영역(7.5 내지 13.0kA)에서 높은 접합강도를 제공할 수 있기 때문에, 알루미늄 또는 도금의 용착이 현저하게 일어나지 않으므로, 위와 같은 전류영역에서 용접을 수행하는 것이 가능하며, 동시에, 높은 접합강도를 제공하는 것이 가능하다. 그 밖에, 알루미늄 또는 도금의 용착량이 적기 때문에, 개선된 연속적인 스포팅이 실현될 수 있다.
도금된 강판에 있어서, 알루미늄계 금속판:강계 금속판의 두께비율=1:1.3 미만인 알루미늄-클래드 강판으로 구성된 것을 사용하는 경우, 통상 도금된 강판상에 너깃을 형성하기 어렵기 때문에, 높은 용접전류를 필요로 한다. 본 발명의 방법에 따라서, 저전류영역에서의 용접이 가능하여, 전극의 알루미늄 또는 도금의 용착이 최소화되는 것이 가능하다. 그밖에, 알루미늄계 금속판:강계 금속판 두께비율이 1:1.3 내지 1:5.0이고 0.2 내지 1.2mm의 두께를 가지는 알루미늄-클래드 강판을 사용하는 실시예에 있어서 또는, 철부가 형성된 강계 금속판 또는 도금된 강판이 사용되는 실시예에 있어서, 알루미늄계 금속판측의 전단부에 곡선면 굴곡부의 반경이 80mm 이상인 R-형 또는 F-형 전극을 사용하는 것은 전류를 분산하게 되어, 접합표면이 떨어지거나, 과도한 열발생에 의한 알루미늄계 금속판의 변형을 방지한다. 이것은 높은 접합강도를 보장한다.
본 발명에 따른 저항용접방법과 저항용접에 필요한 재료에 있어서, 알루미늄-클래드 강판의 두께가 0.2 내지 1.2mm로 제한되는 이유는, 박판 두께가 상술한 범위보다 적으면, 만족스러운 크기의 어떠한 너깃도 형성될 수 없으므로, 강도의 개선 또는 과도한 열입력에 의한 중간재 화합물의 형성도 일어나지 않기 때문이다.
반대로, 박판 두께가 상술한 범위보다 크면, 알루미늄-클래드 강판의 제공은 용접되어질 강계 금속판과 알루미늄계 금속판 사이에 정도의 차이를 일으켜, 이용위치의 제한, 높은 접합강도를 제공하기 위한 높은 전류의 필요성 또는 현저하게 저하된 접합의 피로강도와 같은 문제점을 일으킨다.
저하된 피로강도의 중점이 중요하며, 피로강도가 저하하는 것을 피하기 위하여, 알루미늄-클래드 강판의 두께는 가능한 얇은 것이 바람직하다. 그러나, 열이 충분히 발생되는 것을 보장하고 너깃을 만족스럽게 성장시키기 위하여 일정한 두께가 필요하다. 알루미늄-클래드 강판의 두께가 증대되면 피로강도가 저하되는 이유는 다음과 같이 생각된다. 접합이 알루미늄-클래드 강판을 사용하는 3중구조이기 때문에, 하중의 편심이 커지게 된다. 이것은 너깃부근에 작용하는 모멘트를 2중구조 경우의 모멘트보다 크게 함으로써, 삽입재의 두께가 증대되어 응력이 증가한다.
피로강도를 향상시키기 위하여, 알루미늄-클래드 강철판의 두께는 가능한 얇은 것이 바람직하다. 그러나, 이 두께가 너무 얇게되면, 용접시 열의 발생에 의해 성취된 상술한 효과가 저하된다. 이러한 이유 때문에, 알루미늄-클래드 강판의 두께는 실제적으로 피로강도의 문제점이 일어나지 않는, 1.2mm 또는 그 미만인 것이 바람직하며, 0.4 내지 1.0mm가 더욱 바람직하다.
용접전류는 7.5 내지 15.5kA로 제한된다. 왜냐하면, 전류가 이 범위보다 적을 경우에는, 접합강도가 저하되고, 반면에, 전류가 이 범위보다 클 경우에는, 접합표면이 떨어지기 쉬우며 또는, 전극의 알루미늄의 양 또는 도금이 증가되기 때문이다.
용접시간은 80 내지 280ms로 제한된다. 용접시간이 이 범위 미만일 경우에는, 너깃의 성장이 만족스럽지 못하며, 결과적으로 강도가 저하된다. 이와는 반대로, 용접시간이 이 범위를 초과할 경우에는, 강도가 최대한도로 향상된다. 실제적으로, 용접시간은 안정한 강도를 제공하는 견지에서는, 140 내지 240ms가 바람직하다. 박판두께에 따라서, 용접하중은 2.45·t kN로 결정된다(여기서, t는 강계 금속판, 도금된 강판, 알루미늄-클래드 강판 및 알루미늄계 금속판중에서 가장 얇은 박판 두께를 나타낸다.)(예를 들면, 대략 1.47 내지 3.43kN 정도). 용접하중이 위의 범위의 밖에 있는 경우, 예를 들면, 용접하중이 위의 범위보다 낮으면, 용접전류는 불안정해지고, 반면, 용접하중이 위의 범위보다 높으면, 접촉저항이 낮아지는 등의 바람직하지 못한 현상이 발생되어 열발생의 양이 감소되고, 박판의 변형이 증대되며, 특히, 알루미늄계 금속판은 전극과의 접촉에 의해, 강도가 더욱 낮아지게 된다. 이러한 이유 때문에, 본 표준범위에 따른 용접하중을 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 저항용접방법에 있어서, 강계 금속판측 또는 도금된 강판측상의 CF-형 또는 P-형 전극의 전단부에 접촉면의 직경이 2.0 내지 5.0mm로 제한된다. 이러한 이유는 다음과 같다. 직경이 위의 범위 미만이면, 불안정한 전류, 과도한 열의 발생에 의한 박판에 대한 전극의 용접 및 전극에 의해 과도한 깊이를 가지는 압인의 형성과 같은 바람직하지 못한 현상이 일어난다. 이와는 반대로, 직경이 위의 범위보다 크면, 전류밀도를 개선하는 효과가 저하된다.
본 발명의 저항용접방법에 있어서, 알루미늄계 금속판측의 R-형 전극의 전단부에 곡선면의 굴곡부 반경은 80mm 이상으로 제한된다. 왜냐하면, 굴곡부 반경이 위의 값 미만이면, 전류밀도를 저하하여 접합표면이 떨어지게 되는 발생을 방지하는 효과가 낮아지게 된다.
본 발명에 따른 저항용접방법과 저항용접에 필요한 재료에 있어서, 철부의 크기는 직경이 2.0 내지 5.0mm이고 높이가 0.6 내지 1.5mm로 제한된다. 철부가 위의 범위보다 적다면, 전류가 불안정하게 되고, 철부가 내려앉게 되고 또는 단독으로 철부가 접촉하는 것이 어려워지는 현상을 포함하는 바람직하지 못한 현상이 일어난다. 이와는 반대로, 철부가 위의 범위보다 크다면, 전류밀도를 개선하는 효과는 적어질 것이다.
철부 용접의 경우에 있어서, 용접하중은 철부의 크기에 따라서, 대략 0.68 내지 4.41kN의 범위내에서 적절하게 선택될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 강계 금속판, 도금된 강판 및 알루미늄계 금속판의 두께는 열발생효과의 효율적인 활용을 통해 높은 접합강도를 유지하는 견지에서 0.5 내지 2.0mm의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 강계 금속판에 제공된 도금은 전도성이 있는 한 어떠한 도금(즉, Zn, Zn-Fe, Zn-Al 또는 Zn-Ni과 같은)이라도 무방하다. 피복도(coverage)(양면을 기본으로)는 100/100g/m2이하인 것이 요구된다. 여기서, 피복도(coverage)란 도금될 재료 표면 1평방미터당 증착되는 도금물질의 양을 의미하는 것이다. 그 밖에, 본 발명에 따른 용접방법에서 사용된 알루미늄-클래드 강판은 압연, 폭발성 클래딩, HIP, 또는 확산접합법과 같은 야금학적인 방법인 어떠한 방법에 의해서라도 제조될 수 있다.
본 발명은 후속하는 실시예를 참고로 하여 더욱 상세히 공지될 것이다.
[실시예 1]
제1도는 강판과 알루미늄계 금속판사이에 저항용접을 수행하기 위한 저항용접방법을 설명하는 개념도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 교류 파워서플라이(3), 전극(1,2)에 연결되어 있다. 교류 파워서플라이(3)는 미리 설정된 조건하에서, 예정주기와 예정전압의 교류전압을 예정된 주기동안 전극(1,2)에 공급하는데 사용한다.
전극(1,2)은 전단부의 직경이 6mm이고 반경이 40mm인 돔(dome)형(DR-형) 전극이며, 전극사이에 예정된 하중을 생성하는 도시하지 않은 암(arm)으로, 서로 교체한다.
전극(1)과 접하는 용접부재는 그 양면에 아연도금에 의해 제공된 도금(5)을 가지는 녹방지 도금된 강판(4)이다. 이와는 반대로, 전극(2)과 접하는 용접부재는 알루미늄계 금속으로 형성된 알루미늄판(6)이다.
강철층(8)과 알루미늄층(9)의 합판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판(7)이 도금된 강판(4)과 알루미늄판(6)사이에 삽입된다. 강철층(8)과 알루미늄층(9)은 압축용접과 같은 고상(固狀)접합에 의해 나머지의 상부에 적층된다.
제2도는 알루미늄-클래드 강판의 평면도(제2a도)이고, 전단면도(제2b도)이다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 알루미늄-클래드 강판(7)에 있어서, 강철층(8)의 표면에는 예정된 높이와 예정된 피치의 예정된 지역을 가지는 다수의 철부(10)가 있다.
본 실시예에서 사용되는 저항용접은 용접되어질 금속사이에 예정된 하중이 인가되는 용접방법으로서, 이러한 상태에서, 전류는 저항가열에 의해 금속사이에 인터페이스에서 열이 발생하도록 하며, 이 열은 인터페이스 영역에 용접너깃을 형성하고 성장시키기 위한 열원으로 사용된다.
이러한 경우, 저항가열에 의해 발생된 열의 양은 전극(1,2)을 가로지르는 전력소모와 동일하며 단위체적당 발생된 열의 양은 전류밀도의 제곱에 비례한다. 따라서, 이상적인 전력소모를 기본으로 하는 용접부분에서 전류상의 양을 증대시키기 위하여 저항용접과 동시에 전류밀도를 증대할 필요가 있다.
이와는 반대로, 표면상에 도금(5)을 가지는 도금된 강판(4)에 있어서, 도금은 저항용접을 하는 동안 용융되며, 상술한 바와 같이, 어떠한 방법도 도금의 용융에 반대하지 않는다면, 용접지역은 증대되어, 안정한 전류밀도를 보장하는 것이 어렵게 된다.
본 실시예에 있어서, 용접시 도금(5)의 용융의 역효과를 피하는 관점에서 알루미늄-클래드 강판(7)에 철부(10)가 제공된다. 특히, 제3도에 도시한 바와 같이, 도금된 강판(4)과 알루미늄-클래드 강판(7)사이에 적은 전류-이동지역을 형성하기 위하여 철부가 제공된다.
특히, 본 실시예에서 사용된 저항용접에 있어서, 용접되어질 재료 또는 도금된 강판(4), 알루미늄판(6) 및 알루미늄-클래드 강판(7)을 지나는 예정된 전류에 의해 형성되는 전류 이동지역은 전극(1,2)을 지나는 예정된 교류전압의 인가에 의해, 알루미늄-클래드 강판(7)에서의 철부(10)의 지역으로 제한된다.
이러한 이유로 인하여, 전류에 의해 일어난 저항가열은 알루미늄-클래드 강판(7)의 철부(10)와 도금된 강판(4)사이에 접합영역으로 집중된다. 그 밖에, 발생된 열에 의해 용융된 도금(11)은 철부(10)를 제외한 알루미늄-클래드 강판(7)의 표면에 용착된다. 따라서, 도금된 강판(4)과 알루미늄-클래드 강판(7)사이의 접합된 영역 또는 전류-이동지역이 용융된 도금에 의해 증가될 가능성은 없다.
그래서, 본 실시예에서 사용된 본 발명에 따라서, 표면에 도금(5)을 가지는 도금된 강판(4)이 용접되는 경우라도, 높은 전류밀도를 안정적으로 발생할 가능성이 있다. 위와 같은 높은 전류밀도의 발생은 안정한 용접너깃이 알루미늄-클래드 강판(7)(강철층(8))과 도금된 강판(4)의 인터페이스와 알루미늄-클래드 강판(7)(알루미늄층(9))과 도금된 강판(4)의 인터페이스에서 형성되도록 한다.
본 실시예에 있어서, 저항용접은 강판을 사용하여 수행되는 바, 전극사이의 용접하중이 1.96kN이고, 용접시간이 167ms(60Hz 교류 파워서플라이에서의 10사이클에 대응하는)인 조건하에서, 강판으로는 양면이 60/60g/m2의 피복강도로 아연도금된 도금된 강판(4)을 사용하고 알루미늄판(6)으로는 A5052(JIS 표준)를 사용해서, 철부(10)의 형상 및 용접 전류값을 변경시킨다. 결과적인 용접의 질은 인장(引張)전단강도(剪斷强度)에 의하여 평가된다. 이 결과를 표 1 내지 표 4에 제시하였다. 표 각각에 제시된 응력 전단강도는 표 4에 제공된 29번째의 데이타를 제외하고는 2회 반복시 평균은 n=2이다.
시험순서 1 내지 3과 시험번호 4 내지 6은 본 발명의 저항용접방법에 대한 비교데이타를 도시한 것이다. 이러한 시험에 있어서, 시험번호 1 내지 3의 경우, 도금(5)이 없는 본 실시예의 강판을 사용하고 시험번호 4 내지 6의 경우, 철부(10)가 없는 알루미늄-클래드 강판(7)과 조합하여 도금(5)이 있는 강판을 사용하여 용접이 수행된다.
비교결과 도금되지 않은 강판의 경우에 용접과 비교하여, 도금된 강판의 경우에 용접은 전체적으로 더 낮은 인장 전단강도를 가지며, 이러한 경향은 낮은 전류밀도에서 낮은 용접전류 조건하에서 특히 현저하다.
표 2 내지 표 4는 알루미늄-클래드 강판(7)에서의 철부(10)의 높이, 철부(10)의 면적비율 및 파라미터에 따라 변화하는 철부(10)의 피치를 가지고 저항용접을 하는 시험결과를 도시한 것이다. 이러한 모든 경우, 철부(10)의 공급은 어떠한 철부도 제공되지 않는 경우보다 더 나은 결과를 제공한다.
이 결과를 이하 더욱 상세히 개정하기로 한다. 표 2에 제공된 시험번호 7 내지 9, 시험번호 10 내지 12 및 시험번호 13 내지 15로부터, 철부(10)의 높이의 경우, 철부(10)의 높이가 1.0mm 미만인 경우 철부(10)의 높이를 더욱 증가시키는 결과가 나타난다는 것이 명백하다. 철부의 높이범위에 있어서, 더욱 높은 높이는 용융된 도금(11)을 수용하는 철부의 더욱 큰 능력을 제공하여 용접의 질을 유리하게 개선할 수 있다. 이러한 이유 때문에, 본 발명에서 사용된 저항용접에 있어서, 철부(10)의 높이가 대략 0.05 내지 1.0mm의 범위내에 있는 경우, 양호한 결과를 얻을 수 있다.
그러나, 얇은 강판의 경우에 있어서는, 철부의 높이는 0.05mm 미만이며, 높이가 0.02 내지 1.0mm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.5mm이다. 그밖에, 시험번호 13 내지 15 시험번호 16 내지 18 및 시험번호 19 내지 21로부터, 철부(10)의 면적비율의 경우, 대략 20 내지 85% 범위의 어떠한 면적비율에서도 양호한 질의 용접을 보장할 수 있다는 것이 명백하다. 그러나, 철부(10)의 면적비율이 매우 낮으면, 저항용접 공정동안 인가된 하중은 철부(10)를 변형시킨다. 이와는 반대로, 하중이 매우 크면, 용융된 도금(11)을 수용할 수 있는 철부의 능력은 저하되어, 전류-이동영역이 증가되는 것을 방지하는 효과를 성취하기 어렵게 된다. 이러한 이유 때문에, 면적비율은 대략 10 내지 90%의 범위가 안정적인 것으로 간주된다.
표 4에 있어서, 시험번호 22 내지 24, 시험번호 13 내지 15, 시험번호 25 내지 27 및 시험번호 28 내지 30은 본 실시예에서 사용된 조건하에서 철부의 피치를 독립적으로 얻을 수 있는 양호한 결과를 증명하고, 본 발명에서 사용된 전극(1,2)의 직경에 있어서, 예를 들면, 철부 피치의 상한은 대략 3.0mm이다.
특히, 표 4에 있어서, 시험번호 29의 괄호내 2개의 수치는 반복횟수 1(n=1)로 데이타를 평균하지 않고 나타내진 것이다. 이 수치중 하나인 2.7kN은 다른 조건하에서 얻어진 결과와 알맞게 비교한 것이다. 그러나, 다른 강도 1.9kN은 다른 조건하에서 얻어진 결과보다 매우 적다.
이것은 전극(1,2)의 전단부가 직경이 6mm인 반구형상이기 때문에, 용접이 수행되는 위치는 철부사이에 있어서, 특정한 철부(10)를 통해 전류가 집약적으로 흐르기 어렵다는 사실로부터 유도된다고 생각된다. 이러한 이유로 인하여, 본 실시예에서 사용된 저항용접에 있어서, 철부는 전극(1,2)의 크기와의 관계를 고려함으로써 3.0mm 이하의 피치로 제공되는 것이 바람직하다.
전류를 집중하기 위한 프레스단계에서 용접되어질 재료에 철부를 제공함으로써 강판의 용접가능성을 개선할 수 있다. 이러한 기술이 도금된 강판의 저항용접에 인가된다면, 제4도에 도시한 바와 같이, 알루미늄-클래드 강판(12)에 철부(15)를 제공하는 것이 고려된다. 그러나, 이 경우에 있어서, 용접은 알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판(4)과 알루미늄판(6)사이 중간에 삽입되는 상태에서 철부(15)를 수집하면서 수행되어야 하는바, 이는 실행가능성을 저하한다.
반대로, 본 실시예에서 사용된 저항용접에 따라서, 전류는 알루미늄-클래드 강판이 존재하는 어떠한 영역에 전극(1,2)의 접합면에서 적절하게 집중될 수 있으므로, 양호한 실행가능성을 가지는 저항용접을 실현한다.
위의 실시예에 있어서, 도금된 강판(4)과 알루미늄-클래드 강판(7)사이에 생성된 전류-이동 경로의 증가를 방지하는 것은 알루미늄-클래드 강판(7)상에 철부(10)를 제공함으로써 실현된다. 본 발명은 이러한 구성으로만 제한되지 않으며, 전류-이동 지역의 증가를 방지하는 어떠한 구성이라도 채택될 수 있다. 예를 들면, 제5도에 도시한 바와 같은 실시예를 사용하는 것이 또한 가능하다. 여기서, 철부(16)는 도금된 강판(16)에 형성되며, 평평한 알루미늄-클래드 강판(18)이 사용된다. 그러나, 알루미늄-클래드 강판에 철부를 제공하는 것이 편리하고 단가면에서 효율적이어서 유리하다. 제2도에 도시한 바와 같이, 알루미늄-클래드 강판(7)은 정사각형 기둥 모양의 철부(10)를 가진다. 철부(10)의 기능은 도금된 강판(4)과 알루미늄-클래드 강판(7)사이에 접촉영역을 감소시키는데 있으며, 철부의 형태는 철부가 위의 기능을 수행하는 한 특별하게 제한되지는 않는다. 동일한 효과가 예를 들어 제6a도에 도시한 바와 같이, 원통형 철부(20)를 가지는 알루미늄-클래드 강판(19), 제6b도에 도시한 바와 같이, 삼각형의 프리즘형태의 철부를 가지는 알루미늄-클래드 강판(21) 및 제6c도에 도시한 바와 같이, 정사각형 기둥의 리세스(24)를 가지는 알루미늄-클래드 강판(23)을 사용함으로써 얻을 수 있다.
철부는 원주모양일 수 있으며, 또는 전단부를 향해서 단면지역이 감소되는 형태일 수 있다. 리세스는 원주모양일 수 있으며, 또는 리세스의 하부를 향해서 리세스의 단면지역이 감소되는 형태일 수 있다.
철부 또는 리세스(10,17,20,22,24)는 알루미늄-클래드 강판(7,19,21,23), 도금된 강판(16)에 형성될 수 있으며, 이와 같은 것은 부조(浮彫) 패턴이 어떠한 부조패턴도 가지지 않은 알루미늄-클래드 강판 또는 도금된 강판의 강철층상에 압축롤에 의해 압축형성되는 방법 또는, 그루브가 기계가공, 식각(etching), 레이저빔 기계가공 및 이와 같은 것에 의해 형성되는 방법에 의해 형성될 수 있다.
그밖에, 제7도에 도시한 바와 같이, 개구부(27)를 가지는 그물형태의 얇은 강판(26)이 어떠한 부조패턴도 가지지 않은 알루미늄-클래드 강판(25)(또는 도금된 강판(4))에 압축접합되고, 저항용접을 하기전에, 얇은 강판이 알루미늄-클래드 강판(25)과 도금된 강판(4)사이에 삽입되는 방법을 사용하는 것이 또한 가능하다. 이러한 방법에 있어서, 알루미늄-클래드 강판(25)와 도금된 강판(4)에 부조를 형성할 필요가 없으므로, 본 실시예의 저항용접은 매우 쉽게 수행될 수 있다.
위의 실시예가 스폿용접에 대한 본 발명의 저항용접방법의 응용을 증명하였음에도 불구하고, 본 발명의 저항용접방법의 응용은 스폿용접으로만 제한되지 않는다. 특히, 본 발명의 저항용접방법은 예를 들면, 제8도에 도시한 바와 같이, 다수의 대응하는 철부(29,31)를 가지는 한쌍의 롤(28,30)은 스폿용접을 연속적으로 수행하는데 사용되는 롤스폿용접 또는, 용접되어질 재료가 어떠한 철부도 가지지 않는 한쌍의 롤사이의 중간에 삽입되는 봉합(seam)용접에도 또한 적용할 수 있다.
[실시예 2]
제9도는 본 발명의 다른 실시예를 예시하는 개략적인 단면도이다.
제9도에 도시한 바와 같이, 30×60×0.80mm의 크기를 가지는 아연도금된 강판(32)(양면 도금된 강판, 피복강도:60/60g/m )을 크기가 30×30×0.97mm이고 두께가 0.67mm인 냉연 강판(34)과 두께가 0.30mm인 알루미늄 박판(박5)(A1050)(알루미늄-클래드 강판(A); 강판에 대한 알루미늄판의 판 두께비율=1:2.2)으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판(36)의 강철층에 배치하고, 크기가 30×60×1.00mm인 알루미늄 바판(33)(A5052)을 알루미늄-클래드 강판(36)의 알루미늄층에 배치하였다. 이러한 상태에서는, 표 5에 규정된 조건(시험번호 31 내지 34)하에서 교류용접기를 사용하여 스폿용접을 수행한다. 용접하중은 1.96kN이고, 용접시간은 200ms(10사이클)이다. DR-형 전극(제11e도, d=6mm, R=40mm)은 도금된 강판측과 알루미늄 강판측 양쪽을 위한 용접전극으로 사용되었다. 비교를 위하여, 스폿용접은 표 5에 규정된 것과 같은 조건(시험번호 35 내지 38)을 제외한, 앞서와 같이 동일한 방식으로 수행된다. 크기가 30×30×0.79mm이며, 두께가 0.39m인 냉연강판(34)과 두께가 0.40mm인 알루미늄판(35)(A1050)(알루미늄-클래드 강판(B):강판에 대한 알루미늄판의 판 두께비율=1:1)으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판(36)이 알루미늄-클래드 강판(A) 대신에 삽입재로 사용되었다.
도금된 강판측상에 너깃의 직경, 알루미늄 강판상에 너깃의 직경, 인장 전단강도 및 전극상에 용착된 알루미늄과 도금의 용착량을 표 5에 제시하였다. 모든 시험의 경우, 알루미늄판쪽에서 인장시험에서의 파괴가 일어난다.
알루미늄-클래드 강판(B)의 사용과 비교하여, 알루미늄-클래드 강판(A)을 사용하는 것은 전류값을 저하시키는 결과를 가져오며, 저하된 전류값에서 너깃은 도금된 강판쪽에 형성되고, 큰 너깃은 저전류값에서 도금된 강판쪽과 알루미늄판쪽에 형성되어 큰 인장의 전단강도를 가져온다. 즉, 알루미늄-클래드 강판(A)의 사용하는 것은 알루미늄-클래드 강판(B)의 사용하는 것보다 넓은 범위의 전류값에서 더 높은 접합강도를 제공하였다.
그 밖에, 알루미늄-클래드 강판(B)이 사용되는 경우, 높은 강도를 제공하기 위하여 높은 전류값을 필요로 하며, 알루미늄과 도금의 용착량을 증가시키게 된다. 반대로, 알루미늄-클래드 강판(A)이 사용되는 경우, 알루미늄-클래드 강판(B)의 경우와 같이 동일한 강도를 제공하는데 필요한 전류는 더 적으며, 알루미늄과 도금의 적은 용착량만을 일으키는 전류범위에서 용접을 수행하는 것이 가능하다.
즉, 용착된 알루미늄과 도금의 용착량을 최소화하면서 높은 접합강도를 보장하는 것이 가능하다.
시험번호 31 내지 34(본 발명의 실시예)에 있어서, 도금된 강판/알루미늄-클래드 강판/알루미늄판의 접합은 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(A)의 경우와 마찬가지로 동일한 인장 전단강도를 제공할 수 있는 조건하에서, 알루미늄-클래드 강판(A) 대신에, 알루미늄-클래드 강판을 사용하는 스폿용접에 의해 수행된다. 이러한 알루미늄-클래드 강판은 크기가 30×30×1.50mm이고, 두께가 1.00mm인 냉연강판과 두께가 0.50mm인 알루미늄판(A1050)(알루미늄-클래드 강판(C); 강판 대 알루미늄판의 판 두께비율=1:3.0)으로 이루어진 것이다. 따라서, 얻어진 접합은 10Hz의 하중율과 0.02의 응력비율하에서 가변적인 하중의 인장 전단 피로특성으로 평가되고, L-N곡선은 데이타를 근거로 수행되었다.
그 결과, 1×10 사이클에서 피로강도의 비교는 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(A)을 사용하는 접합의 피로강도가 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 대략 20% 정도 낮은 것에 반하여, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 접합의 피로강도는 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 50% 낮은 것으로 판명되었다. 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 접합의 피로강도는 매우 낮으므로, 이러한 접합은 실제사용시 부적절한 것이 된다.
[실시예 3]
크기가 30×60×0.80mm인 아연도금 강판(32)(양면 도금된 강판, 피복강도:60/60g/m )을 알루미늄-클래드 강판(A)에서 강철층상에 배치하고, 크기가 30×60×1.00mm인 알루미늄판(A5052)을 알루미늄-클래드 강판(A)상에 배치하고, 스폿용접은 전단부(R)(제11c도, R=100mm)의 곡선면의 굴곡부 반경이 100mm인 R-형 전극이 알루미늄판쪽에서 사용되는 것을 제외하고는, 실시예 2에서와 동일한 방식으로 수행된다. 이 결과를 표 5에 제시하였다(시험번호 39 내지 42).
또한, R-형 전극이 알루미늄판쪽에 사용되는 경우에는, 알루미늄-클래드 강판(B)의 사용과 비교하여, 알루미늄-클래드 강판(A)을 사용하는 것은 전류값을 저하시키는 결과를 가져오며, 저하된 전류값에서 너깃은 도금된 강판쪽에 형성되고, 저전류값에서 큰 너깃의 형성은 큰 인장의 전단강도를 가져온다.
즉, 알루미늄-클래드 강판(A)의 사용은 알루미늄-클래드 강판(B)의 상용보다 전류값의 넓은 범위에서 더 높은 접합강도를 제공하였다.
그 밖에, R-형 전극이 알루미늄판쪽에서 사용되는 경우, 알루미늄판쪽에서 접합부분이 떨어질때(접합강도의 분산 또는 강도저하의 원인이 되는)의 전류값은 DR-형 전극이 도금된 강판쪽과 알루미늄판쪽에서 사용되는 경우의 전류값보다 적어도 4.0kA 높다.
직경이 16mm인 F-형 전극(제11d도, D=16mm)이 알루미늄판쪽에서 사용되는 경우 또한 동일한 효과를 성취할 수 있다. 시험번호 30 내지 42(본 발명의 실시예)에 있어서, L-N 곡선은 알루미늄-클래드 강판(C)이 알루미늄-클래드 강판 대신에 삽입재로 사용되는 것을 제외하고는, 실시예 2에서와 동일한 방식으로 수행된다. 이 결과는 실시예 2에서와 동일하다.
[실시예 4]
제10a도에 도시한 바와 같이, 크기가 30×60×0.80mm인 냉연강판(38)을 크기가 30×30×0.79mm이고, 두께가 0.39mm인 냉연강판(40)과 두께가 0.40mm인 알루미늄강판(41)(A1050)으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판(알루미늄-클래드 강판(B))에 강철층에 배치하고, 크기가 30×60×1.00mm인 알루미늄판(39)(A5052)을 알루미늄-클래드 강철판에 알루미늄층에 배치한다. 이러한 상태에 있어서, 냉연강판쪽에서는 전단부(d)(제11a도, d=3.6mm)에서의 접촉면의 직경이 3.6mm인 CF-형 전극(43)을 사용하고, 알루미늄판쪽에서는 전단부(R)(제11c도, R=100mm)에서의 곡선면의 굴곡부 반경이 100mm인 R-형 전극(44)을 사용하여 스폿용접을 수행한다. 그 결과를 표 6에 제시하였다(시험번호 43 내지 46).
비교를 위하여, 용접은 DR-형 전극(제11e도, d=6mm와 R=40mm)을 강판쪽과 알루미늄쪽 모두에서 사용하는 것을 제외하고는, 위의 공지된 것과 동일한 방식으로 수행된다. 그 결과를 표 6에 제시하였다(시험번호 47 내지 50).
너깃 직경, 인장 전단강도 및 표지된 용접전류로 강철층쪽과 알루미늄층쪽에 용착된 알루미늄의 용착량을 표 6에 제시하였다.
강철쪽과 알루미늄쪽 모두에서 DR-형 전극을 사용하는 것과 비교하여, 강판쪽에 CF-형 전극을 사용하고 알루미늄판쪽에 R-형 전극을 사용하는 것은 낮아진 전류(8.5kA)와 높아진 인장 전단강도로 큰 너깃을 제공한다.
특히, CF-형 전극과 R-형 전극의 조합은 DR-형 전극과 DR-형 전극의 조합과 비교하여, 넓은 범위의 전류값에서 높은 접합강도를 제공하는 것이 가능하다. 그 밖에, DR-형 전극과 DR-형 전극의 조합은 높은 강도를 제공하기 위하여 높은 전류(13.5kA)를 필요하게 되어, 용착된 알루미늄의 양을 증가시키는 결과를 가져온다. 반대로, CF-형 전극과 R-형 전극의 조합은 동일한 강도를 제공하는데 더 낮은 전류를 필요로 하여, 용착된 알루미늄의 적은 용착량만을 일으키는 전류범위에서 용접을 수행하는 것이 가능하다.
즉, 용착된 알루미늄의 용착량을 최소화하면서 접합강도를 보장하는 것이 가능하다. 그 밖에, CF-형 전극과 R-형 전극이 조합하는 경우, 접합부분은 15.5kA의 용접전류시 알루미늄판쪽에서 떨어지게 되고, 반면에, R-형 전극을 DR-형 전극과 교체하여 CF-형 전극과 DR-형 전극의 조합을 사용하는 경우, 접합부분은 12.5kA에서 떨어지게 된다.
위의 결과로부터, 전단부(R)의 곡선면에서 굴곡부의 큰 반경을 가지는 R-형 전극의 사용하는 것은 알루미늄판쪽에서 접합부분이 떨어지게 되는 것을 방지하는데 효과적인 것으로 알 수 있다. 시험번호 43 내지 46(본 발명의 실시예)에 있어서, 강판/알루미늄-클래드 강판/알루미늄판의 접합은 알루미늄-클래드 강판(B)의 경우와 마찬가지로 동일한 인장 전단강도를 제공할 수 있는 조건하에서, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B) 대신에, 실시예 2에서 사용된 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 스폿용접에 의해 수행된다. 이러한 접합을 구현하기 위하여, L-N 곡선은 실시예 2에서와 동일한 방식으로 수행된다.
그 결과, 1×10 사이클에서 피로강도의 비교는 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B)을 사용하는 접합의 피로강도가 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 대략 14% 정도 낮은 것에 반하여, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 접합의 피로강도는 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 50% 낮은 것으로 판명되었다.
P-형 전극의 냉연강판쪽에서 사용되는 경우 또한 동일한 효과를 성취할 수 있다.
[실시예 5]
실시예 4에 있어서, 도금된 강판(양면 도금된 강판, 피복강도:60/60g/m )을 알루미늄-클래드 강판(B)의 강철층에 배치하고, 크기가 30×60×1.00mm인 알루미늄판(A5052)을 알루미늄-클래드 강판(B)에 배치한다. 이러한 상태에서는, 도금된 강판쪽 전단부에서의 접촉지역의 직경이 3.6mm인 CF-형 전극(제11a도, d=3.6mm)과 전단부의 곡선면에서 굴곡부의 반경이 100m인 R-형 전극(제11c도, R=100mm) 또는 알루미늄판쪽에서의 직경이 16mm인 F-형 전극(제11d도, D=16mm)을 사용하는 교류용접기에 의해 스폿용접을 수행한다. 그 결과를 표 6에 제시하였다(시험번호 51 내지 54 및 시험번호 55 내지 58).
비교를 위하여, 용접은 DR-형 전극(제11e도, d=6mm와 R=40mm)을 강판쪽과 알루미늄쪽 모두에서 사용하는 것을 제외하고는, 위의 공지된 것과 동일한 방식으로 수행된다. 그 결과를 표 6에 제시하였다(시험번호 59 내지 62).
용접하중은 1.96kN이고, 용접시간은 200ms(10사이클)이었다. 너짓직경, 인장전단강도, U-인장강도 및 표시된 용접전류시 강철층쪽과 알루미늄층쪽에 용착된 알루미늄과 도금의 용착량을 표 6에 제시하였다.
강철쪽과 알루미늄쪽 모두에서 DR-형 전극을 사용하는 것과 비교하여, 강판쪽에 CF-형 전극을 사용하고 알루미늄판쪽에 R-형 전극 또는 F-형 전극을 사용하는 것은 너깃을 형성하기 위하여 전류값이 낮아지는 결과를 가져오며, 큰 너깃은 모든 시험의 경우, 낮아진 전류와 높아진 인장 전단강도에서 형성된다.
특히, CF-형 전극과 R-형 전극의 조합과 CF-형 전극과 F-형 전극의 조합은 DR-형 전극과 DR-형 전극의 조합과 비교하여, 넓은 범위의 전류값에서 높은 접합강도를 제공하는 것이 가능하다.
그 밖에, DR-형 전극과 DR-형 전극의 조합은 높은 강도를 제공하기 위하여 높은 전류를 필요하게 되어, 용착된 알루미늄과 도금의 양을 증가시키는 결과를 가져온다. 반대로, CF-형 전극과 R-형 전극의 조합 또는 CF-형 전극과 F-형 전극의 조합은 동일한 강도를 제공하는데 더 낮은 전류를 필요로 하여, 용착되어질 알루미늄과 도금의 적은 용착량만을 일으키는 전류범위에서 용접을 수행하는 것이 가능하다.
즉, 용착된 알루미늄과 도금의 용착량을 최소화하면서 접합강도를 보장하는 것이 가능하다. 그 밖에, CF-형 전극과 F-형 전극이 조합하는 경우, 접합부분을 CF-형의 전극과 R-형 전극을 조합하는 경우보다 3.5kA 더 높은 전류값에서 접합부분이 떨어지게 됨으로써, 접합부분이 떨어지게 되는 현상을 감소한다.
그 밖에, CF-형 전극과 F-형 전극을 조합하는 경우, 용접시 알루미늄판의 변형은 CF-형 전극과 R-형 전극을 조합하는 경우보다 적으므로(판 두께의 감소에서 보다 적은), U-인장강도를 더욱 높게하는 결과를 초래한다. 시험번호 51 내지 54 및 55 내지 58(본 발명의 실시예)에 있어서, 도금된 강판/알루미늄-클래드 강판/알루미늄판의 접합은 알루미늄-클래드 강판(B)의 경우와 마찬가지로 동일한 인장 전단강도를 제공할 수 있는 조건하에서, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B)대신에, 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 스폿용접에 의해 수행된다. 이러한 접합을 구현하기 위하여, L-N 곡선은 실시예 2에서와 동일한 방식으로 수행된다.
그 결과, 1×10 사이클에서 피로강도의 비교는 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B)을 사용하는 접합의 피로강도가 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 대략 16% 정도 낮은 것에 반하여, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 접합의 피로강도는 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 47% 낮은 것으로 판명되었다.
P-형 전극이 CF-형 전극대신에 도금된 강판쪽에서 사용되는 경우 또한 동일한 효과를 성취할 수 있다.
[실시예 6]
제10b도에 도시한 바와 같이, 크기가 30×60×0.80mm이고, 직경이 2.6mm이고 철부높이가 0.8mm인 철부(47)가 제공된 강판(38)을 크기가 30×30×0.79mm이고, 두께가 0.39mm인 냉연강판(40)과 두께가 0.40mm인 알루미늄 강판(41)으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판(42)(알루미늄-클래드 강판(B))에서 강철층위에 배치하고, 크기가 30×60×1.00mm인 알루미늄판(39)을 알루미늄-클래드 강판에서 알루미늄층에 배치한다. 이러한 상태에서는 강철쪽에서는 직경이 16mm인 F-형 전극(45)(제11d도, D=16mm)을 사용하고 알루미늄판쪽에서는 DR-형 전극(46)(제11e도, d=6과 R=40mm)을 사용하여 스폿용접을 수행한다.
용접하중은 0.98kN이고, 용접시간은 140ms(7사이클)이었다. 이 결과를 표 6에 제시하였다(시험번호 63 내지 66).
어떠한 철부도 가지지 않은 강판을 사용하는 것과 비교하여, 철부를 가지는 강판을 사용하는 것은 너깃을 형성하기 위하여 전류값이 낮아지는 결과를 가져오며, 큰 너깃은 모든 시험의 경우, 낮아진 전류와 높아진 인장 전단강도에서 형성된다. 특히, 철부를 가지는 강판을 사용하는 것은 어떠한 철부도 가지지 않은 강판을 사용하는 것과 비교하여, 넓은 범위의 전류값에서 높은 접합강도를 제공하는 것이 가능하다. 그 밖에, 어떠한 철부도 가지지 않는 강판은 높은 접합강도를 제공하기 위하여 높은 전류를 필요하게 되어, 용착된 알루미늄의 용착량을 증가시키는 결과를 가져온다. 반대로, 철부를 가지는 강판은 동일한 강도를 제공하는데 더 낮은 전류를 필요로 하여, 용착되어질 알루미늄의 적은 용착량만을 일으키는 전류범위에서 용접을 수행하는 것이 가능하다.
즉, 용착된 알루미늄의 용착량을 최소화하면서 접합강도를 보장하는 것이 가능하다. 시험번호 63 내지 66(본 발명의 실시예)에 있어서, 도금된 강판/알루미늄-클래드 강판/알루미늄판의 접합은 알루미늄-클래드 강판(B)의 경우와 마찬가지로 동일한 인장 전단강도를 제공할 수 있는 조건하에서, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B) 대신에, 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 스폿용접에 의해 수행된다.
이러한 접합을 구현하기 위하여, L-N 곡선은 실시예 2에서와 동일한 방식으로 수행된다. 그 결과, 1×10 사이클에서 피로강도의 비교는 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B)을 사용하는 접합의 피로강도가 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 대략 14% 정도 낮은 것에 반하여, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 접합의 피로강도는 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 50% 낮은 것으로 판명되었다.
[실시예 7]
실시예 6에 있어서, 크기가 30×60×0.80mm이고, 직경이 2.6mm이고 철부 높이가 0.8mm인 철부가 제공된 아연도금 강판을 알루미늄-클래드 강판에서 강철층위에 배치하고, 크기가 30×60×1.00mm인 알루미늄판(A5052)을 알루미늄-클래드 강판(B)에서 알루미늄층에 배치한다. 이러한 상태에서는 도금된 강판쪽에는 직경이 16mm인 F-형 전극(제11d도, D=16mm)을 사용하고 알루미늄판쪽에서는 DR-형 전극(제11e도, d=6과 R=40mm)을 사용하는 교류용접기에 의해 스폿용접을 수행한다.
용접하중은 0.98kN이고, 용접시간은 140ms(7사이클)이었다. 이 결과를 표 6에 제시하였다(시험번호 67 내지 70).
어떠한 철부(시험번호 59 내지 62)도 가지지 않은 도금된 강판을 사용하는 것과 비교하여, 철부를 가지는 도금된 강판을 사용하는 것은 너깃을 형성하기 위하여 전류값이 낮아지는 결과를 가져오며, 큰 너깃은 모든 시험의 경우, 낮아진 전류와 높아진 인장 전단강도에서 형성된다.
특히, 철부를 가지는 도금된 강판을 사용하는 것은 어떠한 철부도 가지지 않은 도금된 강판을 사용하는 것과 비교하여, 넓은 범위의 전류값에서 높은 접합강도를 제공하는 것이 가능하다. 그 밖에, 어떠한 철부도 가지지 않는 도금된 강판은 높은 접합강도를 제공하기 위하여 높은 전류를 필요하게 되어, 용착된 알루미늄과 도금의 용착양을 증가시키는 결과를 가져온다. 반대로, 철부를 가지는 강판은 동일한 강도를 제공하는데 더 낮은 전류를 필요로 하여, 용착되어질 알루미늄과 도금의 적은 용착량만을 일으키는 전류범위에서 용접을 수행하는 것이 가능하다.
즉, 용착된 알루미늄과 도금의 용착량을 최소화하면서 접합강도를 보장하는 것이 가능하다.
시험번호 67 내지 70(본 발명의 실시예)에 있어서, 도금된 강판/알루미늄-클래드 강판/알루미늄판의 접합은 알루미늄-클래드 강판(B)의 경우와 마찬가지로 동일한 인장 전단강도를 제공할 수 있는 조건하에서, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B) 대신에, 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 스폿용접에 의해 수행된다. 이러한 접합을 구현하기 위하여, L-N 곡선은 실시예 2에서와 동일한 방식으로 수행된다. 그 결과, 1×10 사이클에서 피로강도의 비교는 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(B)을 사용하는 접합의 피로강도가 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 대략 16% 정도 낮은 것에 반하여, 삽입재로서 알루미늄-클래드 강판(C)을 사용하는 접합의 피로강도는 알루미늄판사이의 용접에 의해 수행되어진 접합의 피로강도보다 50% 낮은 것으로 판명되었다.
[실시예 8]
실시예 7의 철부를 가지는 강판이 알루미늄 강판쪽에서 전단부의 곡선면에서의 굴곡부 반경이 100mm인 R-형 전극(R)(제11c도, R=100mm)을 사용하는 경우, 실시예 7에서 보다 2.5 내지 3.0kA 높은 전류값에서 접합부분이 떨어지게 된다. 피로강도는 실시예 7와 동일하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 강계 금속판 또는 도금된 금속판과 알루미늄-클래드 강판사이에 높은 밀도로 전류가 흐를 수 있음으로써, 저항용접에 의해 용접되어질 위치를 높은 효율을 가지고 국부적으로 가열할 수 있다. 이것은 비교적 낮은 전류에서 용접너깃을 안정하게 성장시킬 수 있어서, 비교적 넓은 용접조건하에서 안정적인 용접강도가 제공될 수 있다.
그 밖에, 저항용접에 있어서, 도금된 강판의 표면위에 도금금속이 용융되더라도, 용융된 도금은 리세스에 수용되어 알루미늄-클래드 강판과 도금된 강판의 접합지역이 증가하는 것을 방지한다. 이것은 전류-이동 지역을 감소시켜 위의 효과를 증대시킨다.
또한, 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판자체에 어떠한 부조도 제공할 필요가 없으며, 단지 개구부를 가지는 강계 금속판을 삽입함으로써 예측된 효과를 성취할 수 있으며, 이로써, 저항용접에 의해 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 매우 쉽게 용접할 수 있다.
또한, 적절한 전류-이동지역이 도금된 강판과 알루미늄 강판사이에서 저항용접에 의해 용접되어질 용접재료의 위치와는 무관하게 보장될 수 있음으로써, 용접위치를 매우 정확하게 할 필요없이 예측된 효과를 성취할 수 있다.

Claims (12)

  1. 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판의 합판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계 및 저항용접으로 결과적인 조립을 하는 단계로 구성되는, 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 알루미늄-클래드 강판과 접합될 면쪽의 도금된 강판 표면 및 도금된 강판과 접합되어질 면쪽의 알루미늄-클래드 강판 표면 중 하나의 표면 또는 두 표면 모두에 불규칙적인 요철이 형성되어, 전류-이동 지역을 감소하는 것을 특징으로 하는 강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법.
  2. 동일한 종류 금속끼리 서로 마주하도록, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판 사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판의 합판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 저항용접으로 결과적인 조립을 하는 단계로 구성되는, 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 개구부를 가지는 강계 금속판이 상기 접합될 도금된 강판과 알루미늄-클래드 강판사이에 삽입되어 전류-이동 지역을 감소하는 것을 특징으로 하는 강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법.
  3. 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 강계 금속판 또는 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 0.2 내지 1.2mm 두께의 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 한 번의 통전으로 강계 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 단계로 구성되는, 강계의 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판과 같이 다른 종류의 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 상기 접합될 강계 금속판 또는 도금된 강판은 직경이 2.0 내지 5.0mm이고 높이가 0.6 내지 1.5mm인 철부(凸部)를 가지며, 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 용접이 수행되는 것을 특징으로 하는 강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법.
  4. 제3항에 있어서, 전단부 굴곡부의 반경이 80mm 이상인 R-형 전극 또는 F-형 전극이 알루미늄계 금속쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법.
  5. 용접전류가 7.5 내지 1.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 도금된 강판과 알루미늄계 금속판이 서로 용접되는 경우, 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되는, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 구성하는 저항용접재료에 있어서, 상기 알루미늄-클래드 강판은 알루미늄계 금속판 대 강계 금속판의 두께비율이 1:1.3 내지 1:5.0의 범위내에 있고, 두께는 0.2 내지 1.2mm이며, 강계 강판쪽 표면에는 소정 면적비율로 철부가 제공되는 것을 특징으로 하는 저항용접재료.
  6. 강계 금속판 또는 도금된 강판과, 알루미늄계 금속판 사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판을 동일한 금속종류끼리 마주하도록 삽입하고, 소정의 용접조건에서 한 번의 통전으로 상기 강계 금속판 또는 도금된 강판을 상기 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 저항용접공정에 사용하기 위한 저항용접재료에 있어서, 상기 강계 금속판 또는 도금된 강판은, 직경이 2.0 내지 5.0mm이고 높이가 0.6 내지 1.5mm인 철부를 가지는 것을 특징으로 하는저항용접재료.
  7. 제5항에 있어서, 상기 철부의 면적비율은 알루미늄-클래드 강판의 전체표면적의 10 내지 90%이며, 철부의 높이는 0.02 내지 1.0mm인 것을 특징으로 하는 저항용접재료.
  8. 제5항에 있어서, 상기 철부는 원형의 원통형, 삼각형의 프리즘 또는 프리즘의 형태이며, 그 피치는 3mm 이하로 제공되는 것을 특징으로 하는 저항용접재료.
  9. 제5항에 있어서, 상기 철부는 압착금형, 기계가공, 식각(etching) 또는 레이저빔 기계가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 저항용접재료.
  10. 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 0.2 내지 1.2mm 두께의 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 한 번의 통전으로 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 단계로 구성되는, 도금된 강판과 알루미늄계 금속판과 같이 서로 다른 종류의 금속을 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 상기 알루미늄-클래드 강판은 알루미늄계 금속판 대 강계 금속판의 두께비율이 1:1.3 내지 1:5.0의 범위내에 있으며, 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 용접이 수행되는 것을 특징으로 하는 강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법.
  11. 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 강계 금속판 또는 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에, 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 0.2 내지 1.2mm 두께의 알루미늄-클래드 강판을 삽입하는 단계와, 한 번의 통전으로 강계 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판에 스폿용접하는 단계로 구성되는, 강계 금속판 또는 도금된 강판을 알루미늄계 금속판과 같이 다른 종류의 금속판에 저항용접하는 저항용접방법에 있어서, 전단부의 접촉영역 직경이 2.0 내지 5.0mm인 CF-형 또는 P-형 전극이 강계 금속판쪽 또는 도금된 강판쪽에 배치되고, 전단부 굴곡부의 반경이 80mm 이상인 R-형 전극 또는 F-형 전극이 알루미늄계 금속판쪽상에 배치되며, 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 용접이 수행되는 것을 특징으로 하는 강계 금속판과 알루미늄계 금속판과의 저항용접방법.
  12. 용접전류가 7.5 내지 15.5kA이고 용접시간이 80 내지 280ms인 조건하에서 도금된 강판과 알루미늄계 금속판이 서로 용접되는 경우, 동일한 종류의 금속끼리 서로 마주하도록, 알루미늄-클래드 강판이 도금된 강판과 알루미늄계 금속판사이에 삽입되는, 상기 강계 금속판과 알루미늄계 금속판으로 이루어진 알루미늄-클래드 강판으로 이루어지는 저항용접재료에 있어서, 상기 알루미늄-클래드 강판은 알루미늄계 금속판 대 강계 금속판의 두께비율이 1:1.3 내지 1:5.0의 범위내에 있고, 두께는 0.2 내지 1.2mm인 것을 특징으로 하는 저항용접재료.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010068100A (ko) * 2001-04-23 2001-07-13 부윤정 김치냉장고의 냉각효율을 높이기 위한 동파이프 및 그 권취방법
KR100983960B1 (ko) * 2007-03-30 2010-09-27 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 이종 금속 재료의 접합 방법 및 그 접합 구조
KR101436112B1 (ko) * 2012-10-19 2014-09-01 희성금속 주식회사 스트립형상의 전기접점재와 납재간 전기저항용접 방법 및 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100548015B1 (ko) * 1999-01-25 2006-02-01 삼성테크윈 주식회사 전기저항용접용 전극부재
US8541110B2 (en) 2011-01-19 2013-09-24 GM Global Technology Operations LLC Resistance spot welding manufacture and method of forming same
DE102012214163A1 (de) * 2012-08-09 2014-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Leichtbau-Schienenfahrzeug mit hochfesten Anbauteilen
DE102014114335B4 (de) 2013-10-04 2023-05-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Aluminiumlegierung-an-stahl-schweissverfahren
US20150352659A1 (en) 2014-06-10 2015-12-10 GM Global Technology Operations LLC Cover plate with intruding feature to improve al-steel spot welding

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE740695C (de) * 1937-04-23 1943-10-27 Siemens Ag Verfahren zum Verbinden von Kupfer- mit Leichtmetallteilen durch elektrisches Widerstandsstumpf- oder Abbrennschweissen
FR2162317A1 (en) * 1971-12-06 1973-07-20 Bennes Marrel Composite sheet with lightweight material - esp for vehicle bodies containers and material handling skips
JP2672182B2 (ja) * 1990-07-19 1997-11-05 株式会社神戸製鋼所 鋼系材料とアルミニウム系材料との接合方法
CA2069386A1 (en) * 1991-06-25 1992-12-26 Donald A. Rhoda Counterweight attachment technique
JP2531052B2 (ja) * 1991-10-22 1996-09-04 住友金属工業株式会社 異種金属の抵抗溶接方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010068100A (ko) * 2001-04-23 2001-07-13 부윤정 김치냉장고의 냉각효율을 높이기 위한 동파이프 및 그 권취방법
KR100983960B1 (ko) * 2007-03-30 2010-09-27 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 이종 금속 재료의 접합 방법 및 그 접합 구조
KR101436112B1 (ko) * 2012-10-19 2014-09-01 희성금속 주식회사 스트립형상의 전기접점재와 납재간 전기저항용접 방법 및 장치

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