KR100660221B1 - 맞대기 용접장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

용접 이음부 간극이 최소화되도록 피용접재를 고정시킨 후 용접선을 추적하며 용접을 하고 용접 시 발생되는 용접 흄을 제거함으로써 용접 품질을 향상시킬 수 있는 맞대기 용접장치 및 그 방법이 제공된다.

본 발명에 의한 맞대기 용접장치는, 서로 다른 피용접재를 용접하기 위한 레이저빔을 발생시키는 발진기; 상기 피용접재가 용접되는 부위로 첨가금속을 공급하기 위한 첨가금속 송급대; 및 상기 서로 다른 피용접재가 각각 안착되는 둘 이상의 하부플레이트와, 상기 피용접재 각각의 상면에 위치되는 상부플레이트와, 상기 피용접재가 상기 하부플레이트에 고정되도록 상기 각 상부플레이트에 압력을 인가하는 실린더를 구비하는 클램프를 포함하도록 구성된다.

본 발명에 의한 맞대기 용접장치 및 그 방법을 이용하면, 레이저 반사율이 높고, 열전도도가 높아 용접이 어렵고, 특히 마그네슘의 증발에 의하여 용접불량이 발생하기 쉬운 마그네슘 혹은 마그네슘 합금을 보다 용이하게 용접할 수 있다는 장점이 있다.

용접, 레이저, 맞대기, 마그네슘, 언더컷

Description

맞대기 용접장치 및 그 방법 {Device and methode for butt welding}

도1은 종래의 용접장치를 이용하여 용접한 마그네슘판의 측면을 촬영한 확대 사진이다.

도2는 본 발명에 의한 맞대기 용접장치의 개략도이다.

도3은 본 발명에 의한 맞대기 용접장치에 적용되는 클램프의 사시도이다.

도4는 본 발명에 의한 맞대기 용접장치에 적용되는 클램프의 측면도이다.

도5는 본 발명에 의한 맞대기 용접장치의 사용예를 도시한다.

도6은 본 발명에 의한 맞대기 용접장치를 이용하여 용접한 마그네슘판의 측면을 촬영한 확대사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 발진기 11 : 전송기

21 : 피용접재 30 : 집속헤드

31 : 광학렌즈 32 : 집속렌즈

33 : 조명수단 34 : 촬영수단

35: 필터 36: 배기수단

37: 롤러 38: 첨가금속 송급대

39: 보호가스 송급수단 50 : 클램프

본 발명은 레이저를 이용하여 맞대기 용접을 하도록 구성되는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 이음부 간극이 최소화되도록 피용접재를 고정시킨 후 용접선을 추적하며 용접을 하고 용접 시 발생되는 용접 흄을 제거함으로써 용접 품질을 향상시킬 수 있는 맞대기 용접장치 및 그 방법에 관한 것이다.

마그네슘 및 그 합금은 밀도가 낮기 때문에 중량 대비 강도 즉, 비강도가 높은 소재이다. 최근 자동차에서는 연비 절감이 가장 큰 이슈의 하나이므로, 마그네슘 합금의 적용이 크게 증가하고 있다. 한편 차체의 경량화를 위하여 강도 혹은 두께가 서로 다른 판재를 용접으로 결합한 후, 성형하는 테일러드 블랭크(TWB) 기술이 사용되고 있다. 차체 판넬에 마그네슘 판재를 사용하기 위해서는 이러한 테일러드 블랭크 기술이 요구된다.

이와 같은 테일러드 블랭크 기술을 이용하여 판재를 제조하는 방법이 현재까지 다양하게 고안되고 있다. 예를 들어, 미국특허 US 4,650,954호에서는 자기력을 이용하여 테일러드 블랭크 판재를 제조하는 방법이 제안된 바 있고, 일본특허 JP 1991-252,817호에서는 두께가 다른 금속판재를 레이저 용접하는 방법이 제안된 바 있다. 이와 같이 테일러드 블랭크 판재를 용접하기 위한 수많은 특허들이 제안되었으나, 이들 대부분은 철강판재의 용접에 관한 것으로 마그네슘이나 마그네슘 합금 등의 소재를 용접하는 기술은 매우 부족한 실정이다.

마그네슘 판재는 열전도도가 빠르고, 레이저빔의 반사율이 높으며, 융점이 낮고 특히 기화온도가 낮으므로 용접이 매우 어렵다는 특성이 있다. 따라서 일반적인 용접방법으로 두 개의 마그네슘 판재를 용접하면, 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 마그네슘 판재(1a, 1b) 사이의 용접부는 용접 시 피용접재가 증발됨으로써 용융량(W) 부족이 심하게 발생된다는 문제점이 있다. 이때, 두 개의 마그네슘 판재 사이의 간극이 커질수록 상기와 같은 용융량 부족현상은 더욱 심화된다. 이와 같이 용융량 부족 현상이 발생되면 용접부의 두께가 감소되므로, 강도가 저하될 뿐만 아니라 용접부에 응력이 집중되는 현상이 발생한다는 단점이 있다.

또한, 종래의 용접 장치는, 용접선을 따라 정확하게 용접할 수 있도록 용접선과 용접지점을 감지하기 위한 별도의 감지수단이 없고, 용접 시 발생되는 용접 흄이 용접부위에 분진으로 낙하되므로, 용접 제품의 품질이 저하된다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 피용접재 사이의 이음부 간극을 최소화시키고 용접부의 산화를 저지함으로써 용융량 부족현상을 방지할 수 있으며, 용접라인을 따라 정확하게 용접을 할 수 있고, 용접 흄이 분진으로 되어 용접부로 낙하하는 현상을 방지함으로써 용접 품질을 향상시킬 수 있는 맞대기 용접장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 맞대기 용접장치는,

서로 다른 피용접재를 용접하기 위한 레이저빔을 발생시키는 발진기;

상기 피용접재가 용접되는 부위로 첨가금속을 공급하기 위한 첨가금속 송급대; 및

상기 서로 다른 피용접재가 각각 안착되는 둘 이상의 하부플레이트와, 상기 피용접재 각각의 상면에 위치되는 상부플레이트와, 상기 피용접재가 상기 하부플레이트에 고정되도록 상기 각 상부플레이트에 압력을 인가하는 실린더를 구비하는 클램프를 포함하도록 구성되며,

상기 실린더 중 적어도 어느 하나는 서로 다른 피용접재 사이의 간격이 좁아지도록 일정 각도 경사지게 상기 상부플레이트에 압력을 인가하도록 구성된다.

상기 실린더는,

상기 상부플레이트로의 가압방향이 수평방향으로부터 45도 내지 85도 경사지도록 구성된다.

상기 발진기에서 발생되는 레이저를 집속시켜 용접부위로 전달하는 집속헤드 를 더 포함한다.

상기 집속헤드는,

피용접재 두께의 0.5 내지 3.0배 거리만큼 피용접재의 저면으로부터 하향으로 이격된 지점에 레이저의 초점을 맞추도록 구성된다.

상기 피용접재의 용접부위로 불활성가스를 공급하는 보호가스 공급수단을 더 포함한다.

상기 피용접재 용접 시 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위한 배기수단을 더 포함한다.

상기 레이저빔과 가시광선 중 어느 하나는 반사시키고 다른 하나는 투과시키도록 구성되어, 상기 레이저빔의 경로상에 마련되는 필터; 및

상기 필터를 통해 반사 또는 투과되는 용접부위의 형상을 촬영하는 촬영수단을 더 포함한다.

상기 서로 다른 피용접재가 맞닿는 부위를 가압하여 단차를 줄이는 롤러를 더 포함한다.

상기 피용접재를 향해 상기 롤러에 탄성력을 인가하는 탄성수단을 더 포함한다.

본 발명에 의한 맞대기 용접방법은,

피용접재를 용접위치에 정렬하여 고정하는 단계;

상기 피용접재의 용접부위를 확인하여 용접선을 선정하는 단계;

상기 용접부에 보호가스를 취입하는 단계;

피용접재의 내부에 레이저 초점이 위치하도록 레이저를 조사하는 단계;

용융부위의 용융물을 보충하기 위하여 첨가금속을 용접부위에 송급하는 단계; 및

상기 용접에 의하여 형성된 기체를 흡입 및 배출하는 단계;

를 포함한다.

상기 피용접재를 용접위치에 정렬하여 고정하는 단계는,

서로 다른 피용접재 사이에 고정대를 위치시키는 단계와, 피용접재를 고정대에 접촉될때까지 삽입하는 단계와, 일측 피용접재를 고정하는 단계와, 고정대를 제거한 후, 일측 피용접재에 밀착될 때까지 타측 피용접재를 삽입하는 단계, 타측 피용접재를 고정하는 단계를 포함한다.

상기 용접선을 선정하는 단계는,

조명수단을 이용하여 용접부위를 조명하는 단계와, 촬영수단을 이용하여 용접부위를 감지하는 단계와, 둘 이상의 용접점을 선정하여 용접선을 설정하는 단계를 포함한다.

피용접재를 용접위치에 정렬하여 고정한 후, 롤러를 이용하여 용접부위를 가압함으로써 용접부위의 단차를 제거하는 단계를 더 포함한다.

상기 레이저를 조사하는 단계는,

피용접재 두께의 0.5 내지 3.0배 거리만큼 피용접재의 저면으로부터 하향으로 이격된 지점에 레이저의 초점을 맞추도록 실시된다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 예시된 실시 예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 맞대기 용접장치의 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 마그네슘 판재 레이저 맞대기 용접 장치는, 크게 나누어 레이저빔을 발생하는 발진기(10)와, 발진기(10)에서 발생된 레이저빔을 이용하여 용접을 수행하는 용접장치(20)로 구성된다.

발진기(10)에서 발생된 레이저빔은 전송기(11)에 의하여 용접장치(20)로 전송되며, 전송기(11)의 끝단에 장착된 레이저빔 집속장치(30)에 의하여 피용접재(21)에 집속된다. 피용접재(21)는 클램프(50) 내부로 진입하다가 정지대(22)에 간 섭됨으로써 일정한 위치로 정렬되며, 유압발생장치(40)를 통해 구동되는 클램프장치(50)에 의하여 고정된다.

2장의 피용접재(21)를 맞닿는 이음부 즉, 용접이 이루어지게 되는 용접부위는 촬영수단을 통하여 모니터(60)로 출력되며, 이음부 중 두 군데 이상을 계산기(70)에 입력하여 용접선을 선정하고, 이송부를 작동하여 용접을 행한다.

본 실시예에서는 피용접재(21)가 마그네슘으로 이루어지는 경우를 설명하는데, 마그네슘 용접 중에는 다량의 마그네슘 증기가 발생하여 용접부위 혹은 클램프에 분진으로 낙하됨으로써 용접불량을 초래하게 된다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여, 본 발명에 의한 맞대기 용접장치에는 용접 시 발생되는 마그네슘 증기를 연속적으로 배출시키기 위한 배기수단이 더 포함된다.

도 3은 본 발명에 의한 맞대기 용접장치에 적용되는 클램프의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 맞대기 용접장치에 적용되는 클램프의 측면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 클램프(50)에는 피용접재(21) 장착 시 피용접재(21)가 항상 일정한 위치에 배치되도록 피용접재(21)의 위치를 가이드하는 정지대(22)가 설치되어 있다. 이 정지대(22)는 모터 및 볼스크류에 의해 상하로 이송되도록 구성될 수도 있고, 유압실린더 혹은 공압실린더에 의해 상하로 이송되도록 구성될 수도 있으며, 전자석에 의해 상하로 이송되도록 구성될 수도 있다. 그러나 가장 저렴하고 간편한 방법은 공압실린더를 이용하는 것이다.

클램프(50)는, 위치가 고정되는 한 쌍의 하부플레이트(51)와 상하방향으로 이동 가능한 구조로 구성되는 한 쌍의 상부플레이트(52)로 구성되며, 상부플레이트(52)는 길이가 긴 박판을 균일하게 고정할 수 있도록 일측에 2개 이상으로 이루어질 수 있다. 상기 상부플레이트(52)는 실린더(53)에 의하여 상승 및 하강되어 피용접재(21)를 고정하게 된다. 상기 실린더(53)는 유압실린더나 공압실린더로 적용될 수 있으며, 볼스크류와 모터를 이용하여 상부플레이트(52)를 이동시키는 이송수단 또는 자기력을 이용하여 상부플레이트(52)를 이동시키는 이송수단 등으로 대체될 수 있지만, 공간활용도를 높이고 클램프 압력을 확보하기 위해서는 유압실린더로 적용됨이 바람직하다.

일측 클램프(50a)는 실린더(53a)의 중심축이 하부플레이트(51a)에 수직하도록 구성되어 있지만, 타측 클램프(50b)의 실린더(53b)는 피용접재 고정 시 각 클램프(53a, 53b)에 결합되는 피용접재 사이의 이음부 간극을 줄이기 위하여 일정각도 경사지도록 설치된다. 이와 같이 실린더(53b)가 경사지게 형성되면, 하부플레이트(51b)와 상부플레이트(52b) 사이에 위치된 피용접재를 향해 상부플레이트(52b)가 이동될 때, 상부플레이트(52b)는 피용접재를 하부플레이트(51b)의 상면에 압착시킴과 동시에 일측 클램프(50a)를 향해 밀게 되므로 각 클램프(50a, 50b)에 결합되는 피용접재 사이의 이음부 간극은 좁아지게 된다.

이때 클램프(50b)의 실린더(53b) 경사각이 45도 미만인 경우에는 클램프(50b)에 하중이 크게 걸리고, 공간을 많이 차지하게 되며, 피용접재와 상부플레이트(52b) 간에 미끄럼이 발생하여 밀착이 곤란해진다. 또한 클램프(50b)의 실린더 (53b) 경사각이 85도 이상인 경우는 상부플레이트(52b)의 수평방향 변위가 적어 피용접재 간의 밀착 효과가 떨어진다. 따라서 타측 클램프(50b)의 실린더(53b) 경사각은 45도 이상 85도 이하로 설정됨이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 의한 맞대기 용접장치의 사용예를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이 발진기에서 발생된 레이저빔은 전송기(11)를 통하여 집속헤드(30)로 전송된다. 집속헤드(30) 내부에는 레이저빔을 모으기 위한 광학렌즈(31)와 집속렌즈(32)가 구비되어 있어, 전송기(11)에서 출사되어 집속헤드(30) 내부로 확산되는 레이저빔은 광학렌즈(31)에 의하여 평행빔으로 변환된 후 집속렌즈(32)에 의하여 피용접재에 집속되어 조사된다.

이와 같이 집속된 레이저빔은 작은 지점에 높은 에너지 밀도(105~106W/㎠)로 집속되어 피용접재(21)의 이음부에 흡수되어 용접부를 형성하게 된다. 이때 피용접재 사이에 언더컷이 발생되지 아니하도록 피용접재 사이의 이음부 간극은 레이저빔 직경의 10%이내로 유지되어야 하며, 각 피용접재가 고르게 용접될 수 있도록 빔 중심과 이음부 중심 사이의 거리는 빔직경의 30%이내로 유지되어야 한다. 이를 위해서 본 발명에 의한 맞대기 용접장치는 용접부위를 조명하기 위한 조명수단(33)과 용접부위를 촬영하기 위한 촬영수단(34)을 더 포함한다.

이때 촬영수단(34)의 촬영방향은 용접부위의 수평면과 직각을 이루도록 구성됨이 바람직하지만 레이저빔의 발광방향과 일치할 수 없으므로, 용접부위의 수평면을 관찰할 수 있도록 레이저빔의 파장을 갖는 빛은 투과시키고 가시광선의 파장 (400~700nm)은 반사시키는 필터(35)가 레이저빔의 경로 상에 마련된다. 따라서 촬영수단은 필터(35)에 의해 반사되는 용접부위의 수평면 형상을 촬영할 수 있게 된다.

마그네슘의 레이저 용접 시에는 다량의 금속 증기가 형성되며, 이 증기는 응축되어 분진으로 낙하되어 용접불량을 초래한다. 이와 같은 증기를 배출시키기 위하여 본 발명에 의한 맞대기 용접장치는 배기수단(36)을 구비한다. 상기 배기수단(36)은 외부의 환기팬에 연결되어 용접 시 발생되는 흄을 흡입 및 배출하도록 구성된다.

또한 배기수단(36)의 하측 선단에는 롤러(37)가 장착되어 피용접재 사이의 이음부를 가압함으로써 이음부의 단차를 감소시킨다. 롤러(37)의 고정 축은 상하 이송이 가능하며, 상기 롤러(37)가 일정한 힘으로 판재를 누를 수 있도록 피용접재 사이의 이음부를 향해 상기 롤러(37)에 탄성력을 인가하는 탄성수단이 추가로 구비될 수 있다. 이때 롤러는 배기수단(36)과 별도의 고정기구에 의해 장착될 수도 있다.

한편 마그네슘의 용접에서는 마그네슘의 증발 혹은 이음부 간극에 의하여 용융물부족 혹은 언더컷이 발생하는데, 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 용접부위에 첨가금속을 공급하는 첨가금속 송급대(38)가 추가로 구비될 수 있다.

본 실시예에서 첨가금속 송급대(38)는 첨가금속으로 금속 와이어를 제공하도록 구성되어 있는데, 이때 첨가금속으로 사용되는 와이어는 피용접재의 용융물과 용이하게 혼합될 수 있도록 피용접재와 동일한 금속으로 적용됨이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 맞대기 용접장치는, 마그네슘 용접부가 공기와 반응하여 급격히 산화되는 현상을 방지하기 위하여 보호가스를 취입하는 보호가스 공급수단(39)을 더 포함한다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 맞대기 용접방법을 설명한다.

먼저, 서로 다른 클램프(50) 사이로 고정대(22)를 상승시킨 후 용접하고자하는 피용접재(21)를 고정대(22)에 간섭될 때까지 클램프(50) 내부로 삽입하고, 피용접재(21)가 고정대(22)에 간섭되면 클램프(50)를 작동하여 피용접재(21)를 고정한 후 고정대(22)를 하강시킨다. 고정대(22)의 하강이 완료되면, 어느 하나의 피용접재(21)를 다른 하나의 피용접재(21)에 밀착될 때까지 삽입하고, 클램프(50)를 작동하여 삽입된 피용접재(21)를 고정한다.

종래에는 이 과정에서 피용접재(21)가 움직이는 것을 방지하기 위하여 자석 혹은 진공을 이용하여 예비 고정을 하였으나, 피용접재(21)가 마그네슘 판재로 적용되는 경우 마그네슘은 자성을 띄지 않기 때문에 자석을 사용할 수 없으므로 크램프(50)로 고정시킴이 바람직하다.

피용접재(21)의 정렬 및 고정이 완료되면, 조명수단(33)을 작동하여 용접부위를 비추고, 촬영수단(34)을 이용하여 용접부위를 감지한 후, 피용접재(21)의 폭방향 양단 측의 둘 이상 이음부 지점을 선정하여 용접선을 추출하고, 용접선을 따라 레이저빔을 조사함으로써 용접을 실시한다. 이때 레이저빔의 초점위치는 피용접 재 표면 직하에 위치시키는 것이 좋다. 이때 레이저빔의 초점위치가 피용접재(21)의 저면으로부터 피용접재(21) 두께의 0.5배보다 짧은 거리만큼 하향으로 이격된 저점에 위치하게 되면 에너지 밀도가 높아 금속증기의 발생이 과대해지고, 이 금속증기에 의해 레이저빔의 흡수 및 산란이 발생하여 이면비드의 형성이 불균일해진다. 반대로 레이저빔의 초점위치가 피용접재(21)의 저면으로부터 피용접재(21) 두께의 3배보다 긴 거리만큼 하향으로 이격된 저점에 위치하게 되면 에너지 밀도가 현저히 감소하여 용접부를 충분히 형성하지 못하게 된다.

따라서 발진기(10)는 피용접재(21)의 저면으로부터 피용접재(21) 두께의 0.5배 내지 3배의 거리만큼 하향으로 이격된 지점에 초점이 형성되도록 레이저빔을 발광함이 바람직하다.

레이저빔의 흡수에 의하여 피융착모재(21)는 가열 및 용융되어 용접부를 형성하는데, 이때 용접부 표면은 공기와 반응하여 급격한 산화가 형성된다. 이와 같은 산화를 방지하기 위하여 보호가스 공급수단(39)을 통하여 보호가스를 공급함이 바람직하다. 이때 보호가스로는 아르곤(Ar) 혹은 헬륨(He)과 같은 불활성가스가 좋으며, 공급방식은 통상적인 가스용기에 배관을 하여 공급하도록 구성된다.

그러나 보호가스로 용접부를 보호하여도 피용접재의 증발은 방지하기 어려우며, 이 증기는 용접부 혹은 주위를 오염시켜 용접불량을 초래하므로, 용접 시 발생하는 증기를 흡입하여 외부로 배출하기 위한 배기수단(36)을 추가로 구비함이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 맞대기 용접장치는, 피용접재가 증발되거나 이음부 간 극이 과대함에 의해 용융물 부족 또는 언더컷이 발생되는 현상을 방지하기 위하여, 용접부위로 첨가금속을 공급하는 첨가금속 송급대(38)를 더 포함한다. 이때 첨가금속의 성분은 피용접재와 동일한 것이 일반적이지만 용접부 강도를 향상시키기 위하여 피용접재와 다른 재료를 사용할 수도 있다.

또한 서로 다른 피용접재 사이에 단차가 형성되는 경우 용접효율이 저하되므로, 피용접재를 향해 스프링 장력이 작용하고 피용접재의 높이에 따라 수직으로 이동 가능한 롤러(37)를 이용하여 피용접재 이음부의 두께 방향 단차를 제거하여 준 후 용접을 실시함이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 의한 맞대기 용접장치를 이용하여 용접한 마그네슘판의 측면을 촬영한 확대사진이다.

도 6에 도시된 마그네슘판은 1.5mm의 두께를 갖도록 형성되며, 본 발명에 의한 맞대기 용접방법에 따라 레이저 출력을 1.5kW, 용접속도를 3m/min, 보호가스로 20ℓ/min유량의 아르곤가스를 사용하여 용접한 것이다. 이와 같이 본 발명에 의한 용접방법을 따라 용접을 하면, 용접부 기공 및 균열발생이 없고 용융물 부족이나 언더컷이 없는 양호한 용접제품을 얻을 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 맞대기 용접장치 및 그 방법을 이용하면, 레이저 반사율이 높고, 열전도도가 높아 용접이 어렵고, 특히 마그네슘의 증발에 의하여 용접불량이 발생하기 쉬운 마그네슘 혹은 마그네슘 합금을 보다 용이하게 용접할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 맞대기 용접장치 및 그 방법을 이용하면, 저렴한 비용으로 용접부 품질이 우수한 용접 제품을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 서로 다른 피용접재를 용접하기 위한 레이저빔을 발생시키는 발진기;

   상기 피용접재가 용접되는 부위로 첨가금속을 공급하기 위한 첨가금속 송급대; 및

   상기 서로 다른 피용접재가 각각 안착되는 둘 이상의 하부플레이트와, 상기 피용접재 각각의 상면에 위치되는 상부플레이트와, 상기 피용접재가 상기 하부플레이트에 고정되도록 상기 각 상부플레이트에 압력을 인가하는 실린더를 구비하는 클램프를 포함하도록 구성되며,

   상기 실린더 중 적어도 어느 하나는 서로 다른 피용접재 사이의 간격이 좁아지도록 일정 각도 경사지게 상기 상부플레이트에 압력을 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실린더는,

   상기 상부플레이트로의 가압방향이 수평방향으로부터 45도 내지 85도 경사지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 발진기에서 발생되는 레이저를 집속시켜 용접부위로 전달하는 집속헤드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 집속헤드는,

   피용접재 두께의 0.5 내지 3.0배 거리만큼 피용접재의 저면으로부터 하향으로 이격된 지점에 레이저의 초점을 맞추도록 구성되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 피용접재의 용접부위로 불활성가스를 공급하는 보호가스 공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 피용접재 용접 시 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위한 배기수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 레이저빔과 가시광선 중 어느 하나는 반사시키고 다른 하나는 투과시키도록 구성되어, 상기 레이저빔의 경로상에 마련되는 필터; 및

   상기 필터를 통해 반사 또는 투과되는 용접부위의 형상을 촬영하는 촬영수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 서로 다른 피용접재가 맞닿는 부위를 가압하여 단차를 줄이는 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 피용접재를 향해 상기 롤러에 탄성력을 인가하는 탄성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접장치.
10. 피용접재를 용접위치에 정렬하여 고정하는 단계;

    상기 피용접재의 용접부위를 확인하여 용접선을 선정하는 단계;

    상기 용접부에 보호가스를 취입하는 단계;

    피용접재의 내부에 레이저 초점이 위치하도록 레이저를 조사하는 단계;

    용융부위의 용융물을 보충하기 위하여 첨가금속을 용접부위에 송급하는 단계; 및

    상기 용접에 의하여 형성된 기체를 흡입 및 배출하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 피용접재를 용접위치에 정렬하여 고정하는 단계는,

    서로 다른 피용접재 사이에 고정대를 위치시키는 단계와, 피용접재를 고정대에 접촉될때까지 삽입하는 단계와, 일측 피용접재를 고정하는 단계와, 고정대를 제거한 후, 일측 피용접재에 밀착될 때까지 타측 피용접재를 삽입하는 단계, 타측 피용접재를 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접방법.
12. 제10항에 있어서,

    상기 용접선을 선정하는 단계는,

    조명수단을 이용하여 용접부위를 조명하는 단계와, 촬영수단을 이용하여 용 접부위를 감지하는 단계와, 둘 이상의 용접점을 선정하여 용접선을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접방법.
13. 제10항에 있어서,

    피용접재를 용접위치에 정렬하여 고정한 후, 롤러를 이용하여 용접부위를 가압함으로써 용접부위의 단차를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접방법.
14. 제10항에 있어서,

    상기 레이저를 조사하는 단계는,

    피용접재 두께의 0.5 내지 3.0배 거리만큼 피용접재의 저면으로부터 하향으로 이격된 지점에 레이저의 초점을 맞추도록 실시되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접방법.

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