KR100242927B1 - 연료 탱크의 제조방법과 레이저 용접체 및 연료탱크 - Google Patents

연료 탱크의 제조방법과 레이저 용접체 및 연료탱크 Download PDF

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Abstract

알루미늄 도금 강판을 용접하여 탱크 등을 제조할 경우에, 도장(塗裝)의 후처리공정이 불가결하여 내면측의 내식성(耐食性)에 문제가 있다. 본 발명에 따르면, 양면이 알루미늄으로 도금된 알루미늄 도금 강판으로 된 상하 한쌍의 반각체(半殼體)(2, 3)의 주변 플랜지부(2a, 3a)를 용접하여 연료 탱크(1)를 제조함에 있어, 한쪽의 플랜지부(3a,)에 계단부(d)를 마련하고, 이 계단부(d)에 의하여 형성된 틈부분으로 향하여 레이저 광을 조사하여 용접한다. 그리고, 겹쳐 맞추어진 면측(대향면측)에서 발생하는 Al 등의 불요 성분을 상기 틈으로 도피시켜, 용접부(y)에 혼입되는 Al 등의 양을 저감시켜 용접 강도의 향상을 도모한다.

Description

연료 탱크의 제조방법과 레이저 용접체 및 연료 탱크
본 발명은, 예를 들어, 차량용 연료 탱크를 용접하여 제조하는 기술의 개량에 관한 것이다.
종래, 스쿠터 등의 인너(inner) 탱크는, 내면 방청의 목적으로 일반적으로 주석-납 도금 강판과 같은 소재나, 아연-니켈 도금 강판은 같은 소재가 사용되고 있다. 그러나, 납을 사용한 도금은, 현재, 공해 문제로 인하여 법적으로 규제되는 경향이므로, 새로운 소재에 의한 연료 탱크가 요망됨에 따라, 양면에 알루미늄 도금이 행해진 양면 용융 알루미늄 도금 강판을 사용하고, 이 양면 용융 알루미늄 도금 강판을 겹쳐 맞추어진 접합부를 용접하는 것으로, 내면 방청과 함께 외면 방청을 간략화하는 방법이 고려된다.
그러나, 연료 탱크를 구성하는 강판의 용접에는, 종래, 저항 시임(seam) 용접이 일반적이고, 이 저항 시임 용접을 양면 용융 알루미늄 도금 강판의 용접방법으로 사용한 경우, 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 첫째는, 용접시에 표면의 알루미늄 도금이 전극에 부착하기 때문에, 전극 정형(整形)을 빈번히 행하지 않으면 안된다.
둘째는, 표면에 알루미늄 도금을 하였기 때문에 열전도가 좋고, 더욱이 도전성(導電性)도 양호하므로, 예를 들어, 보통의 강판의 1.5배~2.0배의 큰 전류가 아니면 용접을 할 수 없다.
셋째는, 투입 열량이 많고 표면 처리가 파괴되는 면적이 크기 때문에, 탱크내면의 내식성능이 저하된다.
그리하여, 내면 방청, 외면 도장 등의 공정을 대폭 생략하면서 용접부의 접합 강도를 향상시키고, 이때, 전극에 알루미늄 도금이 부착하는 것과 같은 문제가 발생하지 않고, 더욱이 표면 처리의 파괴 면적을 최소한으로 억제할 수 있는 용접기술이 요망된다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 연료 탱크의 제조방법은, 한쌍의 반각체(半殼體)를 그들의 플랜지부에서 겹쳐 맞추고, 그 플랜지부들을 레이저 비임으로 접합하는 연료 탱크의 제조방법에 있어서, 상기 한쌍의 반각체를 앞뒤 양면이 알루미늄 도금된 강판으로 구성하고, 이들 한쌍의 반각체의 플랜지부들중 한쪽에 계단부를 마련하여 상기 플랜지부들을 겹쳐 맞춘 상태에서 틈을 형성하고, 이 틈으로 용접부에서 생기는 Al 성분을 함유한 불요(不要) 성분을 도피시키면서 용접하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 알루미늄 도금 강판을 레이저 비임(전자 비임을 포함한다)으로 접합하는 것에 의해, 용접부는, 투입 열량이 매우 작아지고 또한 가열 범위가 한정되기 때문에, 도금 부분의 파괴가 거의 없고, 탱크 내면에 내식성능 또한 거의 저하하지 않는다. 또한, 국부적으로 급속히 가열할 수 있으므로 고속 용접이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 연료 탱크 제조방법에 있어서는, 알루미늄 도금 강판의 겹쳐 맞추어진 플랜지부로서 레이저 비임이 집중하는 부분의 주위에, 용접부에서 발생하는 불요 성분을 도피시키는 틈을 형성하도록 하였기 때문에, 이들 불요성분이 용접부의 용융 금속안으로 들어가 용접 강도를 저하시키는 문제가 방지된다.
일반적으로, 아연 도금 강판을 겹쳐 맞추고 레이저 비임 용접하는 경우, 도금재의 비점이 낮기 때문에, 도금재의 금속 증기가 원인이 되어 용접부에 블로 홀(blow hole)이 형성된다. 그 대책으로, 피접합재 사이에 금속 증기를 도피시키기 위한 틈을 마련하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 일본국 특공평 4-13077호 공보 참조).
그러나, 알루미늄 도금 강판의 경우에는, 비점이 높기 때문에 용접부에 도금재의 금속 증기에 의한 블로 홀의 발생은 보이지 않으나, 용접부의 금속 조성에 의하여 강도가 크게 변화하는 것이 판명되었다.
여기서, 알루미늄 도금 강판의 레이저 비임이 집중하는 부분의 주위에 틈을 형성하고, 이 틈으로, 용접부에서 발생하는 불요 성분을 도피시키는 것에 의해, 이들 불요 성분이 용융금속안으로 들어가 용접 강도를 저하시키는 문제를 방지하도록 하였다. 그 틈은, 한쪽의 알루미늄 도금 강판, 즉, 한쪽 반각체의 플랜지부에 계단부를 형성함으로써 형성할 수 있다. 여기서, 불요 성분이란, 예를 들어 용접부로 들어가면 용접 강도를 저하시키는 Al 등을 가리킨다.
그리고, 상기 알루미늄 도금 강판의 레이저 용접방법을 탱크 등의 용기의 제조에 적용하는 경우에는, 틈을 용기의 내측 또는 외측으로 향하여 개방시킨다.
용기의 내측으로 향하여 틈을 개방시키면, 용접시 외측의 밀착부를 직접 클램프(clamp)할 수 있어, 클램프 조작이 간단해지고, 용기의 외측으로 향하여 틈을 개방시키면, 틈으로 들어가 응고한 불요 성분이 용접부로부터 분리하여도 용기의 외측으로 배출되어 내부로 들어가지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면, 강판을 겹쳐 맞추고, 이 겹쳐 맞춘 부분을 레이저 비임으로 용접하여 이루어진 용접체에 있어서, 상기 강판은 앞뒤 양면에 알루미늄 도금이 실행되고, 용접부에는 틈이 그에 인접하여 마련되고, 이 틈으로 용접부로부터의 Al 성분을 함유한 불요 성분이 들어가 Al 성분을 함유한 상기 불요 성분이 상기 용접부로부터 빠져나감으로써 상기 용접부의 용융금속 중의 Al 비율이 0.65wt% 이하로 된 것을 특징으로 하는 용접체가 제공된다. 이와 같이 Al 성분의 비율을 0.65wt% 이하로 함으로써, 소정의 용접 강도를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법으로 제조된 연료 탱크의 일 예를 나타내는 사시도.
도 2는 용접방법의 각종 양태를 나타내는 설명도로서, 화살표 방향은 레이저 광 조사(照射)방향을 나타낸다.
도 3은 한쪽의 알루미늄 도금 강판에 계단부를 형성하여, 내측으로 개방된 틈을 형성한 상태의 설명도.
도 4는 한쪽의 알루미늄 도금 강판에 계단부를 형성하여, 외측으로 개방된 틈을 형성한 상태의 설명도.
도 5는 시험편의 용접상태의 설명도.
도 6은 시험편 사이에 간격을 두고 용접한 때의 용접부의 단면도.
도 7은 시험편 사이에 간격을 두지 않고 용접한 때의 용접부의 단면도.
도 8은 접합 강도를 조사하기 위하여 인장 시험을 행한 결과를 나타내는 그래프로서, 횡축은 시험편들 사이의 간격(mm)(간격이 0일 때는 가압력 kg/㎠)을 나타내고, 종축은 박리파단응력(kgf/㎟)을 나타낸다.
도 9는 용접부의 Al 성분의 양과 박리파단응력과의 관계를 나타내는 그래프.
도 10(a)는 인장 시험용 시험편의 정면도.
도 10(b)는 상기 시험편의 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연료 탱크 2, 3 : 반각체
2a, 3a : 플랜지부 d : 계단부
T : 알루미늄 도금 강판의 시험편 y : 용접부
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명에 따른 제조방법으로 성형한 알루미늄 도금 강판으로 된 연료탱크의 일 예를 나타내는 사시도, 도 2는 용접방법의 각종 양태를 나타내는 설명도, 도 3은 한쪽의 알루미늄 도금 강판에 계단부를 형성하여 내측으로 개방된 틈을 형성한 상태의 설명도, 도 4는 외측으로 개방된 틈을 형성한 상태의 설명도이다.
연료 탱크(1)는 알루미늄 도금 강판을 프레스 성형한 상하 한쌍의 반각체(半殼體)(2,3)의 플랜지부(2a, 3a)를 전체 둘레에 걸쳐 레이저 비임으로 용접하고, 용접부를 기밀(氣密) 상태로 유지시키고, 이들 반각체(2, 3)의 소정 부분에는, 급유용 구금(口金)(4)이나 지주 등의 여러 부품이 레이저 용접 또는 납땜 등으로 부착된다.
상기 알루미늄 도금 강판은, 예를 들어, SAlE60 강, 또는 이 SAlE60 강을 크로메이트(chromate) 처리한 SAlE60Y 강의 앞뒷면에 알루미늄 도금층을 형성한 것으로, 상기 SAlE60 강 또는 SAlE60Y 강은 탄소 외에 정련(精鍊)상 필요에 따라 부가되는 Si, Mn, 및 불순물로서의 P, S등의 성분을 함유하고 있다.
이와 관련하여, Fe의 용점은 1540℃, 비점은 2750℃이며, Al의 융점은 660℃, 비점은 2470℃이다.
상기와 같은 알루미늄 도금 강판으로 된 반각체(2, 3)의 플랜지부(2a, 3a)를 겹쳐 맞추어 용접하는 방법으로서, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같은 각종 방법을 이용할 수 있다. 즉, 도 2의 (a)는 레이저의 조사(照射)방향을 플랜지면 방향에 대하여 대략 직각 방향으로 하고, 레이저 용접기를 둘레에 따라 전체 둘레에 걸쳐 이동시키면서 용접하는 방법이며, 레이저 조사의 위치 어긋남에 강한 한편, 용접후, 외관 품질을 유지시키기 위하여 용접 비드 상면부에 방청 도장을 행할 필요가 있다.
또, 도 2의 (b)는 레이저 조사방향을 플랜지면에 대략 평행하게 하고, 플랜지부(2a, 3a)의 끝의 접합면 단부를 향하여 조사하면서 용접기를 둘레에 따라 이동시키면서 전체 둘레를 용접하는 방법이다. 이 방법은, 레이저 조사의 위치 어긋남에 그다지 강하지 않으나, 용접후, 용집 비드의 방청 도장이 불필요하다고 하는 특성이 있다.
또한, 도 2의 (c)는 플랜지부(2a, 3a)의 연장 폭을 변화시키고, 그 폭이 좁은 쪽의 접합단부를 향하여 경사진 방향에서 레이저 광을 조사하는 방법이며, 용접비드의 방청 도장이 필요하게 되는 반면에, 레이저 조사의 위치 어긋남에 약간 강하다고 하는 특성을 가진다.
그런데, 도 2의 (a)에 나타내는 용접방법을 채용하는 경우, 플랜지부(2a, 3a)끼리를 밀착시켜 레이저 용접하면, 접합 강도가 현저하게 저하하는 것으로 나타났다. 또한, 이 접합 강도는 레이저 용접기의 이동 속도에도 관계하는 것으로 나타났다.
즉, 본 발명자들은, 도 5에 나타내는 바와 같은 알루미늄 도금 강판제의 시험편(T, T)을 사용하고, 양 시험편(T, T) 사이의 간격을 스페이서(S)에 의해 변화시키고 레이저 용접기의 이동 속도를 변화시키면서 레이저 용접하고, 그후, 인장시험을 행하여 접합 강도를 시험한 결과, 도 8에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다.
여기서, 간격이 0인 때는 클램퍼(C)에 의한 가압력을 변화시켜 시험하고, 또한, 간격의 변화는 스페이서(S)의 높이를 바꾸는 것으로 행하여졌다. 그리고, 도8의 횡축은 시험편들 사이의 간격(mm)(간격이 0인 때는 가압력 kg/㎠)을 나타내고, 종축은 박리파단응력(kgf/㎟)을 나타낸다. 또한, △와 ■는, 시임 용접 등과 동등한 이동속도의 레이저 용접기로 용접한 예를 나타내고, △는 레이저 용접기의 이동속도가 3.5m/min이고, 레이저 광의 초점이 윗쪽의 시험편(T)의 4mm 상방에 맺히도록 하여 용접한 샘플 예이며, ■는 레이저 용접기의 이동속도가 4.0m/min이고, 레이저 광의 초점이 윗쪽의 시험편(T)의 상면에 맺히도록 하여 용접한 샘플 예이다. 또, ◆는 레이저 용접기의 이동속도를 충분히 느리게 한 경우의 샘플 예를 나타내며, 그 이동속도는 1.5m/min이고, 레이저 광의 초점이 윗쪽의 시험편(T)의 4mm상방에 맺히도록 하여 용접하였다.
인장 시험은, 도 10(a) 및 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 L자 형상으로 굴곡시킨 각각의 짧은 변부(邊部)를 겹쳐 맞추어 용접한 각 시험편(T, T)의 각각의 긴 변부를 반대방향(도 10(b)의 화살표 방향)으로 인장하는 방법으로 행하였다. 이 결과에서 보면, 예를 들어, 간격이 0인 경우(가압력이 5kg/㎠)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 인장 시험에 있어서의 박리파단응력은, △이 5~10kgf/㎟이고, ■에 있어서는 그 이하(도면에 나타내지 않음)이며, 극히 취약하였다. 한편, ◆는, 가압력이 10kg/㎠인 때, 22~27kgf/㎟이며, 비교적 큰 박리파단응력이 얻어졌다. 이것에 대하여, 간격을 두었을 경우는, 용접기의 이동속도 및 레이저 광의 초점 위치에 관계없이, 모재(母材)파단응력에 가까운 큰 박리파단응력이였다.
이와 같은 간격에 의한 박리파단응력의 변화는 용접부의 금속 조직도로부터 분명하게 되었다. 즉, 금속 조직도를 모사(模寫)한 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 간격이 0인 때는, 도 7과 같이 주로 겹쳐 맞추어진 면측의 알루미늄 도금층으로부터 용출한 Al성분 등의 불요 성분(g)이 외부로 빠져나가지 못하여 용접부(y)에 혼입하여 응고하고, 한편, 도 6에 나타낸 바와 같이 간격이 있을 때는, 응고 온도의 차이 등에 의하여 Al성분 등의 불요 성분(g)이 용접부(y)의 틈 사이로 밀려나와 응고하는 것으로 생각된다.
이상의 결과로부터, 간격을 마련하는 것으로, 알루미늄 도금 강판에 충분한 접합 강도가 얻어지는 것으로 나타났고, 한편, 간격을 마련하지 않은 경우에는, 레이저 용접기의 이동속도를 충분히 느리게, 즉, 단위 면적당 레이저 비임의 열량을 크게 하지 않으면 소정의 접합 강도가 얻어지지 않는 것으로 나타났다.
여기서, 본 발명자들은 용접부(y)에 포함된 Al성분이 인장 강도에 관계하는 것은 아닌가를 생각하여, 용접부 중앙(용접 금속 중심부)의 Al성분의 함유량과 박리파단응력과의 관계를 조사하였다. 그 결과는 도 9에 나타내는 바와 같다. 도 9는, 도 8과 같은 조건하에서 간격을 변화시켜 레이저 용접하여 얻은 시험편(T)에 관하여, 도 8의 시험과 같은 인장시험을 행하여 접합 강도를 조사한 결과를 나타낸 것이다. 그리고, 횡축은 용접부에 있어서의 Al성분의 함유량, 그리고, 종축은 박리파단응력을 나타낸다. 여기서, 용접부 중앙이라 함은 도 6의 용접부(y)의 중앙의 a부이다.
도 9에 나타난 시험결과로부터, 용접부(y)에 있어서의 Al성분의 비율이 0.65wt% 이하일 경우에는, 모재의 인장응력(27~28kgf/㎟)과 동등한 박리파단응력이 얻어지는 한편, 용접부(y)의 Al성분의 비율이 0.65wt% 이상일 경우에는, 모재의 인장응력보다 작은 박리파단응력으로 되는 것이 판명되었다. 상기와 같은 것으로부터, 용접부(y)에 있어서의 Al성분이 인장 강도에 관계하고, 용접부에 있어서의 Al성분의 함유량이 작아지면 접합 강도가 향상되는 것을 알게 된다. 또한, 도 8 및 도 9에 나타난 결과로부터, 소정의 접합 강도를 얻기 위하여 용접부(y)에 있어서의 Al성분의 함유량을 낮게 억제하는데는, 용접부에 간격을 마련하는 것, 또는, 레이저 용접기의 이동을 느리게 하는 것 등으로 하여 단위 면적당 레이저 비임의 열량을 크게 하는 것이 유효한 것으로 판명된다.
그리고, 이상과 같은 시험결과로부터, 레이저 조사의 위치 어긋남에 강한 도 2의 (a)의 용접방법을 채용하여 연료 탱크(1)를 제조할 때는, 반각체(2, 3)의 플랜지부(2a, 3a)들중 한쪽에 계단부(d)를 형성하는 것으로 틈을 형성하여 용접하도록 하였다. 즉, 도 3은 하측 반각체(3)의 플랜지부(3a)에 계단부(d)를 형성하고, 틈을 탱크 내부측으로 향하여 개방하는 형태로 함과 동시에, 계단부(d)의 근방에서 틈이 형성된 부분에 화살표 방향에서 레이저 광을 조사하여 용접하도록 하였다.
이 경우에는, 플랜지부(2a, 3a)를 클램프할 단부끼리가 밀착되어 있기 때문에 클램프가 용이하다.
또한, 도 4는 하측 반각체(3)의 플랜지부(3a)에 계단부(d)를 형성하고, 틈을 탱크 외측으로 향하여 개방하는 형태로 함과 동시에, 계단부(d)의 근방에서 틈이 형성된 부분에 화살표 방향으로 레이저 광을 조사하여 용접하도록 한 것이다.
이 경우는, 플랜지부(2a, 3a)의 단부를 클램프할 때, 스페이서 등을 사용하여 클램프하지 않으면 안되기 때문에 클램프에 난점이 있는 반면, Al 등의 불요 성분이 용접부(y)로부터 분리되어도 탱크내로 들어가지 않고, 외부로 간단하게 배출되는 이점이 있다.
그리고, 틈형성 수단으로서, 한쪽의 플랜지부(3a)(또는 2a)에 계단부(d)를 형성하도록 하면 극히 용이하게 틈을 형성할 수 있다.
또한, 연료 탱크 소재로서 알루미늄 도금 강판을 사용하면, 용접부는 알루미늄의 희생방식(犧牲防食)작용에 의하여 보호되고, 연료 탱크로서 문제로 되는 내면방식성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 이 알루미늄 도금 강판을 레이저 용접함에 있어서, 비임 폭이 좁기 때문에 표면처리층이 파괴되는 면적을 최소한으로 억제할 수 있다. 더욱이, 국소적으로 급속하게 열을 부가할 수 있어 고속용접이 가능하다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 알루미늄 도금 강판으로 된 한쌍의 반각체를 레이저 비임 용접으로 접합하여 연료 탱크를 성형하도록 하였기 때문에, 도장 등의 후처리공정이 불요하게 됨과 동시에, 특히 연료 탱크에서 문제로 되는 내면측의 내식성을 크게 향상시킬 수가 있다. 또, 비접촉 용접방식이기 때문에 알루미늄 도금이 전극에 부착하는 문제가 없고, 또, 국부적으로 급속히 가열할 수 있기 때문에 고속 용접이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 알루미늄 도금 강판의 대향면측에, 용접부에서 발생하는 불요 성분을 도피시키는 틈을 형성하도록 하였기 때문에, 불요 성분이 용융금속안으로 들어가 용접 강도를 저하시키는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 틈을, 한쪽의 알루미늄 도금 강판에 계단부를 형성하는 것으로 형성하면, 틈을 용이하게 형성할 수 있다.
그리고, 틈을 용기의 내측으로 향하여 개방하면 용접시의 클램프가 용이하게 되고, 또, 틈을 용기의 외측으로 향하여 개방하면 그 틈에서 응고한 불요 성분이 용기의 내부로 떨어져 들어가는 문제가 없다.
더욱이, 용접부의 용융 금속중의 Al의 비율을 0.65wt% 이하로 하였기 때문에, 용접 강도를 확보할 수 있다.

Claims (6)

  1. 한쌍의 반각체(半殼體)를 그들의 플랜지부에서 겹쳐 맞추고, 그 플랜지부들을 레이저 비임으로 접합하는 연료 탱크의 제조방법에 있어서, 상기 한쌍의 반각체를 앞뒤 양면이 알루미늄 도금된 강판으로 구성하고, 이들 한쌍의 반각체의 플랜지부들중 한쪽에 계단부를 마련하여 상기 플랜지부들을 겹쳐 맞춘 상태에서 틈을 형성하고, 이 틈으로 용접부에서 생기는 Al 성분을 함유한 불요(不要) 성분을 도피시키면서 용접하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플랜지부들을 겹쳐 맞춘 상태에서 형성되는 틈은 연료 탱크의 내측으로 향하여 개방되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플랜지부들을 겹쳐 맞춘 상태에서 형성되는 틈은 연료 탱크의 외측으로 향하여 개방되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크의 제조방법.
  4. 강판을 겹쳐 맞추고, 이 겹쳐 맞춘 부분을 레이저 비임으로 용접하여 이루어진 용접체에 있어서, 상기 강판은 앞뒤 양면에 알루미늄 도금이 실행되고, 용접부에는 틈이 그에 인접하여 마련되고, 이 틈으로 상기 용접부로부터의 Al 성분을 함유한 불요 성분이 들어가 Al 성분을 함유한 상기 불요 성분이 상기 용접부로부터 빠져나감으로써 상기 용접부의 용융금속 중의 Al 비율이 0.65wt% 이하로 된 것을 특징으로 하는 레이저 용접체.
  5. 한쌍의 반각체를 그들의 플랜지부에서 겹쳐 맞추고, 그 플랜지부들을 레이저 비임으로 용접하여 된 연료 탱크에 있어서, 상기 반각체는 앞뒤 양면에 알루미늄 도금을 실행한 강판으로 이루어지고, 상기 플랜지부들을 겹쳐 맞춘 상태에서 틈이 형성되고, 이 틈으로 용접부에서 생긴 Al 성분을 함유한 불요 성분이 들어가 Al 성분을 함유한 상기 불요 성분이 상기 용접부로부터 빠져나감으로써 상기 용접부의 용융금속 중의 Al 비율이 0.65wt%이하로 된 것을 특징으로 하는 연료 탱크.
  6. 제5항에 있어서, 상기 틈은 상기 한쌍의 반각체의 플랜지부들중 한쪽에 전체 둘레에 걸쳐 계단부를 마련함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3377649B2 (ja) * 1995-05-18 2003-02-17 株式会社キーレックス 段差付き燃料タンク
WO1998004760A1 (fr) * 1996-07-31 1998-02-05 Nippon Steel Corporation Plaque en acier de protection ayant des caracteristiques de soudage de haute resistance, une resistance elevee a la corrosion et aptitude a la formation a la presse pour des reservoirs de carburant de vehicules automobiles
DE19959292A1 (de) * 1999-12-09 2001-06-13 Rolls Royce Deutschland Verfahren zum Herstellen einer Brennkammer eines Gasturbinen-Triebwerks
JP4615087B2 (ja) * 2000-03-30 2011-01-19 富士重工業株式会社 めっき鋼板の重ねレーザ溶接構造
JP3533450B2 (ja) * 2000-09-25 2004-05-31 新日本製鐵株式会社 アルミめっき鋼板の重ね合わせレーザ溶接方法
TW516981B (en) * 2000-12-22 2003-01-11 Koninkl Philips Electronics Nv Method of laser welding
JP2003021012A (ja) * 2001-07-10 2003-01-24 Futaba Industrial Co Ltd 燃料タンク及びその製造方法
DE10235856A1 (de) * 2002-08-05 2004-02-26 Abb Research Ltd. Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen
US6794603B1 (en) * 2003-03-03 2004-09-21 Dana Corporation Laser joint welding metal material
JP4299705B2 (ja) * 2003-03-19 2009-07-22 新日本製鐵株式会社 SnまたはPb系めっき鋼板のヘリ継ぎ手レーザー溶接方法
KR20040110249A (ko) * 2003-06-18 2004-12-31 (주) 동희산업 차량용 연료탱크의 용접장치 및 그 용접방법
JP2005273475A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Sanoh Industrial Co Ltd フューエルインジェクションレール
CN100436803C (zh) * 2004-04-12 2008-11-26 财团法人金属工业研究发展中心 胶合油箱及其制造方法
CN100411901C (zh) * 2004-04-12 2008-08-20 财团法人金属工业研究发展中心 胶合油箱及其制造方法
JP4532984B2 (ja) * 2004-05-14 2010-08-25 新日本製鐵株式会社 めっき鋼板のヘリ継手レーザー溶接方法
KR100761155B1 (ko) * 2006-04-28 2007-10-04 엘지전자 주식회사 김치냉장고 인너케이스
JP5076359B2 (ja) * 2006-05-16 2012-11-21 日産自動車株式会社 燃料電池スタックおよび燃料電池セパレータ並びにその製造方法
CA2721548C (en) * 2008-04-14 2017-10-17 A123 Systems, Inc. Flexible voltage nested battery module design
US8261931B2 (en) * 2008-10-28 2012-09-11 Caterpillar Inc. Fluid tank having a heat-activated adhesive joint
CN103128444A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 三河世原汽车科技有限公司 镀锌钢板搭接激光焊接法及利用该方法制作的车体部件
JP5880032B2 (ja) * 2011-12-27 2016-03-08 トヨタ自動車株式会社 レーザー溶接方法
JP2013244879A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Yamaha Motor Co Ltd 燃料タンク及び鞍乗型車両
JP6076049B2 (ja) * 2012-11-12 2017-02-08 シロキ工業株式会社 縦サッシュを備えた車両用ドアフレーム
US8684388B1 (en) * 2012-11-26 2014-04-01 Specialized Bicycle Components, Inc. Head tube weld joint
JP6762151B2 (ja) * 2016-07-05 2020-09-30 株式会社エンビジョンAescジャパン ケース用組立体およびケースの製造方法
DE102017105900A1 (de) * 2017-03-20 2018-09-20 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zum stirnseitigen Laserschweißen
JP6973172B2 (ja) * 2018-02-26 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 接合構造

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1174459A (en) * 1966-11-10 1969-12-17 Danfoss As Housing for a Refrigerator Compressor Unit.
JPS5361537A (en) * 1976-11-16 1978-06-02 Toyota Motor Co Ltd Exhaust system device for engine and its prepabation
JPS5662688A (en) * 1979-10-24 1981-05-28 Toshiba Corp Laser welding method
JPS57149083A (en) * 1981-03-09 1982-09-14 Toshiba Corp Production of panel type heat radiatior
JPS58103988A (ja) * 1981-12-14 1983-06-21 Toyota Motor Corp 板状部の連続溶接方法
JPS58212880A (ja) * 1982-06-04 1983-12-10 Nissan Motor Co Ltd タンクの製造方法
JPS5947083A (ja) * 1982-09-09 1984-03-16 Toyota Motor Corp 高エネルギ−ビ−ムによる溶接方法
DE3407770A1 (de) * 1984-03-02 1985-09-12 Adam Opel AG, 6090 Rüsselsheim Verfahren zum verschweissen von blechflanschen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
JPS60255294A (ja) * 1984-05-31 1985-12-16 Kubota Ltd レ−ザ溶接方法
JPS6127189A (ja) * 1984-07-17 1986-02-06 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ溶接方法
JPS6231402A (ja) * 1985-07-31 1987-02-10 Toshiba Corp 画像形成装置
JPH0686230B2 (ja) * 1985-10-07 1994-11-02 本田技研工業株式会社 車両用フレ−ム
JPS62192287A (ja) * 1986-02-18 1987-08-22 Mazda Motor Corp 高エネルギ−ビ−ムによるフランジ溶接方法
US4713520A (en) * 1986-03-24 1987-12-15 Tektronix, Inc. Method and apparatus for interconnecting and hermetically sealing ceramic components
JPH0220676A (ja) * 1988-07-08 1990-01-24 Nissan Motor Co Ltd ヘミング接合部の結合方法
US5107952A (en) * 1989-04-12 1992-04-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Saddle type off-road vehicle
US5083632A (en) * 1989-04-12 1992-01-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Saddle type off-road vehicle having a storage receptacle
US5064016A (en) * 1989-04-12 1991-11-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Saddle type vehicle having a storage receptacle
US5060748A (en) * 1989-04-12 1991-10-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Saddle type vehicle having a storage receptacle
JP2543421B2 (ja) * 1990-01-29 1996-10-16 東洋鋼鈑株式会社 アルミニウム積層鋼板の製造法
JP2898447B2 (ja) * 1991-08-06 1999-06-02 新日本製鐵株式会社 電子ビーム溶接特性の優れた圧力容器用鋼板
US5330028A (en) * 1991-10-11 1994-07-19 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Saddle-riding type vehicle
KR940011261B1 (ko) * 1991-12-28 1994-12-03 주식회사 금성사 겹이음 레이저 용접방법
JP2511766B2 (ja) * 1992-04-17 1996-07-03 本田技研工業株式会社 燃料タンクの製造方法
JP3109261B2 (ja) * 1992-07-03 2000-11-13 株式会社安川電機 レーザ溶接ユニット
JPH0679484A (ja) * 1992-07-14 1994-03-22 Mitsubishi Electric Corp レーザ溶接方法
FR2704470B1 (fr) * 1993-04-27 1995-07-21 Lorraine Laminage Procédé de soudage par faisceau laser d'un récipient constitué de deux demi-coquilles présentant une collerette et dispositif pour sa mise en Óoeuvre.
JPH0716776A (ja) * 1993-06-29 1995-01-20 Dengensha Mfg Co Ltd 重ね継手部のレーザー溶接方法及び装置
AT402981B (de) * 1993-12-03 1997-10-27 Electrovac Mehrfach-thermostat
US5616261A (en) * 1995-06-07 1997-04-01 Chrysler Corporation Laser welding system

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Publication number Publication date
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