KR101153531B1 - 접합방법 및 접합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 스터드(2)와 워크(3) 사이에 융점저하부재(54)가 배치된다. 이 융점저하부재(54)는, 스터드(2) 및 워크(3)를 형성하는 금속재료와 공정반응하는 금속재료에 의해 형성된다. 융점저하부재(54)를 개재해서 스터드(2)를 워크(3)에 압압된 상태에서 스터드(2)를 회전시켜 마찰열을 생기게 하고, 스터드(2) 및 워크(3)의 접속부위와 융점저하부재(54)를 공정반응에 의해 용융되도록 하고서, 스터드(2)의 회전을 정지시켜, 스터드(2)를 워크(3)에 접합한다. 이에 의해, 작은 압압력으로, 신뢰성이 높고 또한 작업 환경을 악화시키지 않고서 접합물을 피접합물에 접합할 수가 있다.

Description

접합방법 및 접합장치 {METHOD OF JOINING AND JOINING APPARATUS}

본 발명은, 접합물을 피접합물에 접합하는 접합방법 및 접합장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 접합방법 및 접합장치의 구체적인 이용분야로는, 예컨대, LNG 탱크와 같은 대형 알루미늄 구조물에다 소품 부재를 부착할 때, 철도차량, 자동차 등의 알루미늄 부재에다 소품 부재를 부착할 때, 선박, 교량 등의 철 강부재에다 소품 부재를 부착할 때와 것과 같은 경우를 들 수 있다.

본 출원은, 일본국 특허출원 2007-89735호에 기해 우선권을 주장하는바, 상기 일본국 특허출원의 전 내용을 참조해서 여기에 포함되는 것으로 한다.

접합물을 피접합물에 접합하는 종래의 방법으로서 아크 스터드법 이 있다. 아크 스터드법에서는, 먼저 접합물과 피접합물 사이에 아크 방전을 발생시켜, 이 아크 방전에 의해 접합물과 피접합물을 용융시켜, 접합물과 피접합물 사이에 용융물로 이루어진 용융지(熔融池)를 형성시킨다. 다음에 용융지를 형성시킨 상태에서 접합물을 피접합물에 압압하여, 접합물을 피접합물에 접합하도록 되어 있다.

접합물을 피접합물에 접합하는 다른 종래의 방법으로서는 마찰압접법이 있다. 마찰압접법에서는, 접합물을 피접합물에 밀어붙인 상태에서 접합물을 회전시켜, 접합물과 피접합물 사이에 마찰열을 생기게 해서, 접합물과 피접합물의 접합부 에 소성변형이 생기게 함으로써 접합물과 피접합물을 접합시키고 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).

접합물을 피접합물에 접합하는 또 다른 종래의 방법으로서는, 납땜 접합이 있다. 납땜 접합에서는, 접합물과 피접합물과의 사이에, 접합물 및 피접합물보다도 융점이 낮은 납땜재료를 배치하고, 이 납땜재료를 용융시켜 접합물과 피접합물을 접합하고 있다(예컨대 특허문헌 2 참조).

[특허문헌 1] 일본국 특개 2002-153979호 공보

[특허문헌 2] 일본국 특개 2002-290068호 공보

그러나, 아크 스터드법에서는, 용융지가 응고하는 과정에서 갈라지거나 또는 프로어 홀 등의 결함이 생겨, 용접부의 품질 및 접합강도의 편차가 커지게 되기 쉬워, 접합의 신뢰성이 낮아진다고 하는 문제가 있다. 또, 아크 스터드법을 실행하려면, 용접을 행하기 위한 암, 전압을 인가하기 위한 용접 전원 및 산화 등을 막기 위한 차폐 가스를 공급하는 장치와 같은 부대기기(附帶機器)와, 이들 부대기기의 배선 및 배관 등이 필요하게 된다. 또, 접합전의 산화 피막 제거공정?스터드 접합공정?페룰(ferrule) 제거공정이 필요해서, 공정수가 많아지게 된다.

마찰압접법은, 자세 변화의 영향을 받지 않는 안정된 공법이지만, 소성변형을 생기게 하기 때문에, 수백 kg에서 톤 오더의 압압력으로 접합물을 피접합물에 압압할 필요가 있다. 따라서, 이와 같은 압압력에 견딜 수 있는 접합물 및 피접합물의 접합에만 마찰압접법을 적용할 수가 있어서, 예컨대 압압력으로 좌굴(座屈)하도록 된 강도가 작은 접합물을 마찰압접법으로는 접합할 수가 없다고 하는 문제가 있다. 또, 접합장치가 대형화되어, 기존에 설치된 구조물에 장치를 옮겨 시공하는 것이 곤란해지게 된다. 또, 발생하는 마찰열은 상대속도와 압압력의 적(積)에 비례한다. 접합물이 작은 직경인 경우는 상대속도가 낮아지기 때문에, 특히 큰 압압력 또는 초고속 회전이 필요하게 된다.

알루미늄의 납땜접합에서는, 접합물 및 피접합물 중의 납땜재료가 부착되는 부분의 산화 피막을 제거하는 공정이 필요하게 된다. 산화 피막의 제거에는 강활성 프럭스(flux)가 많이 쓰인다. 이 강활성(强活性) 프럭스는, 잔류하게 되면 접합부분의 부식의 원인으로 되기 때문에, 납땜에서는, 강활성 프럭스를 제거하는 공정이 더 필요하게 되어, 공정 수가 증가한다고 하는 문제가 있다. 또 납땜재료와 모재는 융점의 차이가 작기 때문에, ±5℃ 정도의 온도범위 내에서 납땜을 실행할 필요가 있다. 따라서 납땜접합은, 용융온도 범위가 좁고, 납땜재료와의 융점의 차이가 비교적 큰 알루미늄 합금에 일반적으로 적용되고, 용융온도 범위가 넓고 납땜재료와의 융점의 차이가 비교적 작은 Cu, Mg, Zn, Si 등의 함유량이 많은 고력(高力) 알루미늄합금 등에 적용하는 것은 곤란하다.

따라서 본 발명의 목적은, 작은 압압력으로, 신뢰성이 높으면서도 작업 환경을 악화시키지 않고 접합물을 피접합물에 접합할 수 있는 접합방법 및 접합장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 접합방법은,

각각이 금속재료로 형성되는 접합물 및 피접합물 사이에, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽인 융점저하부재를 배치하고,

상기 융점저하부재를 개재시켜 상기 접합물을 상기 피접합물에 압압한 상태에서, 상기 접합물과 상기 피접합물과의 사이에 상대운동을 부여함으로써 마찰열을 생기게 해서, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 융점 미만의 온도로, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽과 상기 융점저하부재와의 접속부위를 용융시키고,

상기 접합물과 상기 피접합물과의 사이의 상대운동을 정지시켜, 상기 접합물을 상기 피접합물에 접합하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 상기 접합물 및 상기 피접합물이, 같은 종류의 금속재료로 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 상기 금속재료가, 알루미늄인 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 상기 접합물을 회전시킴으로써, 상기 접합물과 상기 피접합물 사이에 상대운동을 부여하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 상기 접합물이 원주상(圓柱狀)으로써, 상기 피접합물에 압압되는 선단부가 뾰족하게 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 상기 접합물과 상기 피접합물의 상대운동을 생기게 할 때의 부하를 검출하고,

검출한 부하에 기해, 상기 접합물과 상기 피접합물과의 상대운동을 정지시키도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의한 접합장치는, 금속재료로 형성되는 접합물을 파지하는 파지수단과, 상기 접합물을 파지한 상태에서, 상기 파지수단을 회전구동하는 회전구동수단과, 상기 접합물을 파지한 상태에서, 상기 파지수단을 변위 구동하는 변위구동수단과, 상기 회전구동수단 및 상기 변위구동수단의 구동을 제어하는 제어수단을 포함하되,

상기 제어수단은,

상기 접합물 및 금속재료에 의해 형성되는 피접합물 사이에, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 융점저하부재가 배치된 상태에서, 상기 회전구동수단을 제어해서 상기 파지수단을 회전시키면서 상기 파지수단이 상기 접합물을 상기 피접합물에 압압하도록 상기 변위구동수단을 제어해서 양자 사이에 마찰열을 생기게 하여, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 융점 미만의 온도로, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽과, 상기 융점저하부재와의 접속부위를 용융시키고, 상기 회전구동수단을 제어해서 회전구동을 정지시켜, 상기 접합물을 상기 피접합물에 접합하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 상기 회전구동수단이 상기 파지수단을 회전구동할 때의 부하를 검출하는 부하검출수단을 더 포함하고,

상기 제어수단은, 상기 부하검출수단이 검출한 부하에 기해, 상기 회전구동수단을 제어해서 회전구동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 상기 융점저하부재를 상기 접합물과 상기 피접합물의 사이에 배치하는 공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 본 발명은, 연직방향에 대한 기울기를 검출하는 자세검출수단을 더 포함하고,

상기 제어수단은, 상기 자세검출수단의 검출결과에 기해, 중력과 상기 변위구동수단에 의해 가해지는 힘과의 합력이 미리 정해진 힘으로 되도록 상기 변위구동수단을 제어하는 것을 특징으로 한다.

앞에서 설명한 본 발명의 접합방법 및 접합장치에 의하면, 먼저 금속에 의해 형성되는 접합물과, 금속에 의해 형성되는 피접합물과의 사이에, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 융점저하부재가 배치된다. 이 융점저하부재는, 접합물과 피접합물의 적어도 한쪽과 공정반응(共晶反應)하는 금속재료에 의해 형성된다. 다음에 융점저하부재가 개재된 상태에서, 접합물을 피접합물에 압압하면서, 접합물과 피접합물과의 사이에 상대운동을 부여한다. 이에 의해, 접합물과 피접합물이 맞대어진 부분에 마찰열이 생긴다. 이 마찰열에 의해 마찰면의 온도가 상승하여, 접합물 및 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽과 융점저하부재가 접하는 부위만이 공정반응에 의해 액상을 생기게 한다. 접합물과 피접합물 사이에 충분히 액상이 생긴 후, 상대운동을 정지시킨다. 또, 임의의 공정으로서, 변위구동수단을 제어해서 업셋 가압을 실행할 수도 있다 이에 의해, 마찰면의 액상이 배출되어, 접합물과 피접합물의 활성(活性)이 된 신생면(新生面)끼리가 맞대어짐으로써 양자가 접합될 수가 있다.

본 발명에서는, 마찰이 생기는 부위를 국소적으로 가열하고, 용융하는 범위를 국소적으로 한정할 수가 있기 때문에, 종래의 기술인 아크 스터드법과 같이 형성된 용융지가 응고할 때에, 갈라짐 및 블로우홀(blowhole)과 같은 결함이 발생하는 것을 억제할 수가 있어, 신뢰성이 높은 접합을 실현할 수가 있다. 또, 아크 스터드법과 같이 아크 방전을 생기게 하는 아크 방전을 생기게 하기 위한 전원 및 차폐 가스를 공급하는 장치 등을 필요로 하지 않기 때문에, 접합방법을 실현하기 위한 장치의 코스트를 대폭 절감할 수가 있게 된다. 그리고, 아크 스터드법에 비하면, 아크 방전을 발생시키지 않고 접합할 수가 있기 때문에, 에너지를 절약해서 접합을 실행할 수 있다. 그리고, 아크 방전에 의해 생기는 유해한 자외선 및 휴무 등이 발생하지 않기 때문에, 작업 환경의 악화를 막을 수가 있어서, 청정한 환경에서 접합작업을 실행할 수 있다.

또 종래의 기술의 마찰압접법에서는, 소성변형을 생기도록 하기 위해 큰 압압력을 필요로 하지만, 본 발명에서는 융점을 저하시켜, 접합물을 형성하는 금속재료의 융점 및 피접합물을 형성하는 금속재료의 융점 중의 적어도 어느 한쪽의 융점 미만의 온도에서 접합물과 피접합물을 용융시킬 수가 있기 때문에, 마찰압접법에 비해,(ⅰ) 회전속도를 낮추는 것, (ⅱ) 압압력을 작게 하는 것, 또는, (ⅲ) 회전속도를 낮게 하고서 압압력을 작게 하는 것을 실현하기가 유리해서, 큰 압압력을 발생시키기 위한 대규모의 장치를 필요로 하지 않는다. 그리고 본 발명에서는 마찰압접법에 비하면 작은 압압력으로 접합을 실현할 수가 있기 때문에, 마찰압접법으로는, 압압력에 견딜 수가 없어 마찰압접법을 적용할 수가 없는 작은 접합물이더라도 피접합물에 접합할 수가 있다. 그리고 마찰이 생기는 부위를 국소적으로 가열해서 용융하는 범위를 국소적으로 한정할 수가 있기 때문에, 접합물과 피접합물과의 접합면의 형상이 다른 경우에도 접합물을 피접합물에 접합할 수가 있다.

또 본 발명에 의하면, 예컨대 같은 종류의 금속재료에 의해 형성되는 접합물과 피접합물과의 접합을, 앞에서 설명하였듯이 장치의 코스트를 대폭 절감하면서도 에너지를 절약해서 실행할 수가 있고, 또 마찰압접을 실행하는 장치와 같이 장치의 구성이 대규모이지 않고, 마찰압접법에서는 접합될 수 없는 작은 접합물을 접합할 수가 있고, 또 접합물과 피접합물과의 형상이 다른 경우이더라도, 접합물을 피접합물에 접합할 수가 있고, 작업 환경의 악화를 방지해서 청정한 환경에서 신뢰성이 높은 접합을 실행할 수가 있다.

또 본 발명에 의하면, 예컨대, 알루미늄으로 형성되는 접합물과 피접합물의 접합을, 앞에서 설명하였듯이 장치의 코스트를 대폭 절감하면서도 에너지를 절약해서 실행할 수가 있고, 또 마찰압접을 실행하는 장치와 같이 장치의 구성이 대규모 되지 않아, 마찰압접법으로는 접합할 수 없는 작은 접합물을 접합할 수가 있고, 또 접합물과 피접합물과의 형상이 다른 경우라도, 접합물을 피접합물에 접합할 수가 있고, 작업 환경의 악화를 막아 청정한 환경에서 신뢰성이 높은 접합을 실행할 수가 있다.

또 본 발명에 의하면, 예컨대, 접합물을 회전시킴으로써 상대운동을 부여하기 때문에, 피접합물의 마찰열이 생기는 영역을 가능한 한 좁게 할 수가 있어, 접합의 영향이 생기는 영역을 가능한 한 좁게 할 수가 있다. 예컨대 접합물을 피접합물에 압압한 상태에서 슬라이드 이동시켜 왕복운동을 하는 경우에 비해, 마찰열이 발생하는 영역을 좁게 할 수가 있다. 이에 의해 접합의 영향이 생기는 영역을 가능한 한 작게 할 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 예컨대, 접합물은 원주상으로서, 피접합물에 압압되는 선단부가 뾰족하게 형성된다. 이는, 마찰면에 발생하는 마찰열을 균일하게 하기 위해서이다. 만일 접합물이 완전히 원주상으로서, 선단이 평면으로 형성되어 있는 경우, 접합물을 회전시킬 때에, 반경방향의 안쪽과 바깥쪽에서는 회전속도가 바깥쪽 편이 높아진다. 마찰열은 압압되는 압력, 상대속도, 마찰 시간의 적으로 나타내어지기 때문에, 회전속도가 높은 반경방향의 바깥쪽 편이 회전속도가 낮은 안쪽보다도 가열되어, 접합할 때의 온도에 편차가 생겨, 접합의 신뢰성이 저하된다. 끝이 뾰족한 형상의 접합물에서는, 먼저 선단이 가열되어 용융되고, 순차로 반경 바깥쪽의 영역이 피접합물에 압압되어 마찰열에 의해 용융되어, 용융 해야 할 부위의 모두를 용융시킬 수가 있다. 즉, 회전속도가 낮은 반경방향의 안쪽은 높은 압력으로 장시간 마찰이 되고, 회전속도가 높은 반경방향의 바깥쪽은 저압력으로 단시간 마찰이 된다. 이에 의해 접합시의 온도의 편차를 억제할 수가 있어, 신뢰성이 높은 접합을 실현할 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 예컨대 먼저 접합물과 피접합물과 사이에 상대운동을 부여할 때의 부하를 검출하고, 다음에 이 검출한 부하에 기해 접합물과 피접합물 사이의 상대운동을 정지시킨다. 접합물과 피접합물 사이의 상대운동을 부여할 때의 부하는, 접합물과 피접합물과의 용융상태에 의존한다. 본 발명에서는, 부하를 검출하는 것만으로 간접적으로 용융상태를 확인할 수가 있기 때문에, 온도 및 용융 부위 등의 용융상태를 직접적으로 검출하지 않고 상대운동을 정지시키는 타이밍을 결정할 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 예컨대 접합물은 파지수단에 파지되고, 제어수단에 의해 구동이 제어되는 회전구동수단 및 변위구동수단이 파지수단을 구동함에 따라, 앞에서 설명한 접합방법을 실행하는 접합장치가 실현된다. 이 접합장치는, 앞에서 설명한 본 발명의 접합방법을 실행하기 때문에, 앞에서 설명하였듯이 장치의 코스트를 대폭 절감하면서도, 에너지를 절약해서 접합을 실행하게 되고, 마찰압접을 실행하는 장치와 같이 장치의 구성이 대규모로 되지 않아, 마찰압접법에서는 접합될 수 없는 것과 같은 작은 접합물을 접합할 수가 있고, 또 접합물과 피접합물과의 형상이 다른 경우이더라도 접합물을 피접합물에 접합할 수가 있고, 작업 환경의 악화를 방지하여 청정한 환경에서 신뢰성이 높은 접합을 실행할 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 예컨대, 부하검출수단에 의해, 변위구동수단이 파지수단을 회전구동할 때의 부하를 검출한다. 제어부는, 부하검출수단이 검출한 부하에 기해, 회전구동수단을 제어해서 회전구동을 정지시킨다. 접합물과 피접합물 사이의 상대운동을 부여할 때의 부하는, 접합물과 피접합물과의 용융상태에 의존한다. 본 발명에서는, 부하를 검출하는 것만으로 간접적으로 용융상태를 확인할 수가 있기 때문에, 온도 및 용융 부위 등의 용융상태를 직접적으로 검출하는 검출수단을 갖추지 않고도 상대운동을 정지하는 타이밍을 결정할 수가 있어, 장치가 복잡해지게 되는 것을 막을 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 예컨대, 공급수단이, 융점저하부재를 접합물과 피접합물 사이에 배치함으로써, 작업자가 융점저하부재를 배치하지 않고, 본 발명의 접합방법을 실행하는 접합장치를 실현할 수가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 예컨대, 연직방향에 대한 기울기를 검출하는 자세검출수단을 포함하고, 제어수단은, 자세검출수단의 검출결과에 기해, 중력과 변위구동수단에 의해 접합물에 가해지는 힘이 미리 정해진 힘으로 되도록 변위구동수단을 제어한다. 이에 의해, 접합장치가 연직방향에 대해 어떤 자세이더라도, 접합물을 피접합물에 압압할 수가 있어, 거의 같은 접합강도로 접합물을 피접합물에 접합할 수가 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의한 접합장치는, 접합물을 파지하는 파지수단과,

상기 접합물을 파지한 상태인 상기 파지수단을 회전구동하는 회전구동수단과,

상기 접합물을 파지한 상태인 파지수단을 변위구동시켜 상기 접합물을 피접합물에 압압하는 변위구동수단과,

상기 회전구동수단 및 상기 변위구동수단의 구동을 제어하는 제어수단과,

상기 회전구동수단이 상기 파지수단을 회전구동할 때에 상기 회전구동수단의 회전축에 가해지는 부하를 검출하는 부하검출수단을 갖추되,

상기 제어수단은, 상기 부하검출수단의 검출결과에 기해 상기 회전구동수단에 의한 상기 접합물의 회전을 정지시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하기는, 상기 회전구동수단과는 별도로 상기 접합물의 회전을 정지시키는 회전정지수단을 더 구비하도록 되어 있다.

바람직하기는, 상기 피접합물과 상기 접합장치를 상대적으로 고정하는 고정수단을 더 구비하도록 되어 있다.

바람직하기는, 상기 접합물과 상기 피접합물과의 사이에 융점저하 물질을 공급하는 공급수단을 더 포함한다.

바람직하기는, 상기 회전정지수단이, 상기 회전구동수단과 상기 파지수단을 분리하기 위한 클러치 및 상기 파지수단을 제동하는 브레이크의 적어도 어느 한쪽을 구비하도록 되어 있다.

바람직하기는, 상기 고정수단이, 상기 피접합물의 형상에 따른 형상을 갖추거나, 또는 상기 피접합물과 접촉하는 부분이 탄성재료에 의해 형성되어 있다.

바람직하기는, 상기 고정수단이, 고진공흡착 패드, 또는 자석을 포함한다.

바람직하기는, 상기 공급수단이, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽 접합면에 대해, 상기 융점저하물질을 분무형상으로 분사하는 분무기를 포함한다.

바람직하기는, 상기 공급수단이, 박판상의 상기 융점저하물질을 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 접합면에 고정하는 클램프 또는 홀더를 포함한다.

바람직하기는, 상기 회전구동수단이, 전동기를 포함한다.

바람직하기는, 상기 변위구동수단이, 공기 실린더를 포함한다.

본 발명에 의한 접합장치에 의하면, 종래의 아크 스터드 용접장치와 비교해서, 접합에 수반되는 용융역(熔融域)이 필요 최소한이기 때문에, 용융에 수반해서 발생하는 갈라짐이나 프로어홀 등의 결함이 생기기 어렵다. 또, 큰 전력을 필요로 하지 않는 에너지 절약형의 장치이다. 또, 아크를 생기게 하지 않기 때문에 사전의 산화 피막 제거도 필요 없어, 유해 자외선이나 흄(fumes)도 발생하지 않는다. 또, 시공 자세의 변화에 의한 이음부재 성능에의 영향이 적어, 작업자의 기량에의 의존도가 낮다.

또, 종래의 마찰압접 장치와 비교하면, 금속간 화학반응을 이용해서 접합 계면을 용융하기 때문에, 용융에 필요한 에너지가 낮아, 마찰압접법에 비해, (i) 회전속도를 낮은 것, (ii) 압압력을 작게 하는 것, 또는 (iii) 회전속도를 낮게 하면서 압압력을 작게 하는 것을 실현하기에 유리하다. 이 때문에, 접합물이 작은 직경인 경우이더라도 비교적 낮은 회전수와 비교적 작은 압압력으로 접합을 실행할 수 있다. 또, 피접합물(워크)에 볼트 구멍 등의 가공을 하지 않고, 흡착 페드 등의 고정수단에 의해 접합장치를 피접합물에 대해 확실하게 고정할 수가 있다. 접합장치를 피접합물에 고정시킨 상태에서는, 임의의 자세로 접합을 실행할 수 있다. 또, 장치를 대폭 소형화할 수 있기 때문에, 기설 구조물에 접합장치를 옮겨 용이하게 시공을 행할 수 있다. 또, 간단한 보조기구만으로 임의로 핸드링할 수가 있다.

도 1은, 본 발명의 1 실시형태의 접합장치(1)를 나타내는 정면도이다.

도 2는, 접합장치(1)를 도 1의 오른쪽에서 바라본 측면도이다.

도 3은, 접합장치(1)를 도 2의 Ⅲ-Ⅲ에서 바라본 단면도이다.

도 4는, 도 1의 절단면선 Ⅳ-Ⅳ에서 바라본 단면도이다.

도 5는, 융점저하부재(54)를 스터드(2)의 표면상에 형성하는 공정을 나타낸 도면이다.

도 5a는, 융점저하부재(54)를 고정구(55A)에 의해 소정 위치에 고정하는 공정을 나타낸 도면이다.

도 6은, 스터드(2)와 워크(3)를 접합할 때의 제어수단(8)의 접합 처리를 나타내는 플로차트이다.

도 7은, 스터드(2)와 워크(3)를 접합하는 접합 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 8은, 서보모터(23)로 흐르는 전류의 시간 변화를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 9는, 제1 ~ 제4 스터드(61 ~ 64)를 각각 알루미늄 기판에 접합시킨 접합체의 인장강도를 나타내는 도면이다.

도 10은, 제4 스터드(64)를 업셋 가압시의 압압력을 변화시켜 알루미늄 기판에 접합시킨 접합체의 각각의 인장강도를 나타내는 도면이다.

도 11은 제4 스터드(64)를 워크(3)에 접합한 접합체의 단면도이다.

도 11a는, 상단은, 워크(3)와 제4 스터드(64)와 파단면에서, 제4 스터드(64) 측의 상태를 주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과이고, 비교예로서, 융점 저하부재(Zn)를 사용하지 않고 접합한 경우의 관찰 결과를 하단에 나타내고 있다.

도 11b는, 도 11a의 상단(실시예)의 확대도 2를 다시 확대한 도면이다.

도 11c는, 도 11a의 하단(비교예)의 확대도 2를 다시 확대한 도면이다.

도 12는, 굽힘 시험을 실행한 후의 제4 스터드(64)를 워크(3)에 접합한 접합체의 평면도이다.

도 13은, 시공 자세의 변화에 따른 이음부재 인장강도에의 영향을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시의 1형태로서의 접합장치(1) 및 동 장치를 이용한 접합방법에 대해 이하에서 설명한다.

한편, 본 실시예에서는, 도 1의 지면에 수직인 방향을 제1 방향(Xl, X2; 「X1, X2」를 총괄해서 X 라 기재한다)으로 하고, 도 1의 좌우방향을 제2 방향(Y1, Y2; 「Y1, Y2」를 총괄해서 Y 라 기재한다)으로 하고, 도 1의 상하방향을 제3 방향(Zl, Z2; 「Z1, Z2」를 총괄해서 Z 라 기재한다)으로 한다. 또 제3 방향의 한쪽 방향(Z1)을 상방(Zl)이라 하고, 제3 방향 다른 쪽 방향(Z2)을 하방(Z2)이라 할 경우가 있다. 제1 ~ 제3 방향(X, Y, Z)는, 상호 직교한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이 접합장치(1)는, 금속재료로 형성되는 접합물에 상당하는 스터드(2)를, 금속재료로 형성되는 피접합물에 상당하는 워크(3)에 접합한다. 구체적으로는, 스터드(2)를 워크(3)에 압압함과 더불어, 스터드(2)를 회전시켜 마찰열에 의해 스터드(2) 및 워크(3)를 용접한다. 워크(3)는, 예컨대 액화천연가스(LiquefiedNatural Gas: 약칭 LNG)를 수용하는 LNG 탱크의 일부를 구성하는바, 이는 구형(球形)으로 되어 있다. 접합장치(1)는, 구형의 워크(3)의 외표면에 대해 스터드(2)의 축선이 수직으로 되도록 스터드(2)를 접합한다. 접합장치(1) 는, 지지대(4)와, 스터드(2)를 파지하고, 제3 방향(Z)으로 뻗은 파지수단(5)과, 파지수단(5)을 제3 방향(Z)으로 변위 구동하는 변위구동수단(6)과, 파지수단(5)을 제3 방향(Z)으로 뻗은 기준 축선(L) 주위에 대해 회전구동시키는 회전구동수단(7)과, 변위구동수단(6) 및 회전구동수단(7)의 구동을 제어하는 제어수단(8)을 포함하고서, 본 발명의 접합방법을 이용해서 스터드(2)를 워크(3)에 접합시킨 접합체를 제조한다.

회전구동수단(7)은, 파지수단(5)을 보유지지하고서 파지수단(5)을 회전구동한다. 이 회전구동수단(7)은, 변위구동수단(6)에 보유지지된다. 변위구동수단(6)은, 회전구동수단(7)을 제3 방향(Z)으로 변위 구동한다. 변위구동수단(6)이, 회전구동수단(7)을 제3 방향(Z)으로 변위 구동함으로써, 회전구동수단(7)에 보유지지된 파지수단(5)과, 파지수단(5)에 파지된 스터드(2)가 제3 방향(Z)으로 변위한다. 변위구동수단(6)은, 워크(3)에 붙여져 고정되는 지지대(4)에 연결된다. 이와 같은 접합장치(1)에서는, 파지수단(5)이 스터드(2)를 파지하고, 또한 변위구동수단(6)이 회전구동수단(7)을 하방(Z2)으로 변위 구동해서 스터드(2)를 워크(3)에 압압한 상태에서, 회전구동수단(7)이 파지수단(5)을 회전구동함으로써, 스터드(2)를 워크(3)에 압압하면서 회전운동를 생기게 해서, 당접부분에 마찰열을 발생시킬 수가 있다.

지지대(4)는, 볼트 부재, 접착제, 자석 및 진공흡착 등에 의해 워크(3)에 첩부되어 고정되는바, 본 실시형태에서는, 진공흡착에 의해 워크(3)에 첩부된다. 지지대(4)는, 탄성부재로 이루어진 고진공흡착 패드(4A)와 배기관(4B)을 포함한 고정수단을 갖고서, 별도로 구비되는 배기수단에 의한 배기에 의해 흡착 패드(4A)가 워 크(3)에 흡착되어 고정된다. 배기수단은 이젝터, 진공펌프 등에 의해 실현된다. 흡착 패드(4A)의 탄성에 의해, 워크(3)의 표면(3A)이 평탄, 평활하지 않은 경우라도, 접합장치(1)를 확실하게 워크(3)에 고정할 수가 있다. 본 실시형태에서는, 배기수단을 진공펌프로 실현하고, 워크(3)의 표면(3A)의 기준 축선(L) 상에서의 법선(法線)이 뻗는 방향이, 제3 방향(Z)에 일치하게 된다.

변위구동수단(6)은, 전동기, 유압장치 및 공압장치 등에 의해 실현되는바, 본 실시형태에서는 공압장치에 의해 실현된다. 변위구동수단(6)은, 2개의 복동공기실린더(15A, 15B)를 포함한다. 복동공기실린더(15A, 15B)의 각 로드(16A, 16B)는, 각 실린더 튜브(17A, 17B)로부터 각각 하방(Z2)으로 뻗고서, 하방(Z2)의 단부가 지지대(4)에 각각 연결된다. 변위구동수단(6)은, 2개의 실린더 튜브(17A, 17B)에 끼워지도록 설치되고, 파지수단(5)이 제3 방향(Z)으로 관통해서 안내되는 제1 안내부(18)를 더 포함한다. 제1 안내부(18)에는, 제3 방향(Z)으로 관통하는 관통구멍이 형성되어, 이 관통구멍에 파지수단(5)이 제3 방향(Z)으로 안내된다. 변위구동수단(6)은, 압축공기 공급원, 전자절환밸브 및 압축공기를 통하게 하는 유로를 더 포함한다.

회전구동수단(7)은, 전동기에 의해 실현되는바, 본 실시형태에서는 서보모터(23)에 의해 실현된다. 서보모터(23)는, 기준 축선(L)과 공통인 축선을 가진 구동 출력 축(24)을 포함한다. 회전구동수단(7)은, 구동 출력 축(24)에 연결되는 연결축(25)과, 파지수단(5)의 축(21)의 상방(Zl)의 단부를 연결축(25)에 연결하는 클러치(26)를 더 포함한다. 이 클러치(26)는, 본 실시형태에서는 건식 단판전자 클러 치에 의해 실현된다. 클러치(26)는, 연결축(25)과 파지수단(5)을 연결할까 끊을까가, 코일에 흐르는 전류에 의해 절환되어, 서보모터(23)의 회전동력이, 구동 출력 축(24) 및 연결축(25)을 거쳐 파지수단(5)에 전달시킬지 여부를 절환하게 된다. 접합장치(1)는, 파지수단(5)의 회전방향과는 역의 방향으로 힘을 가하는 제동기(34)를 더 포함한다. 본 실시형태에서는, 제동기(34)는, 건식 단판전자 브레이크에 의해 실현된다. 이 제동기(34)는, 제1 안내부(18)의 하방(Z2)의 단부에 볼트 부재(35)에 의해 고정되고서, 중심을 파지수단(5)이 통과하게 된다.

한편, 변형 예로는, 모터를 브레이크 기능을 갖춘 것으로 함으로써, 전자 클러치 및 전자 브레이크를 필요로 하지 않아, 장치의 소형화를 도모할 수도 있다.

회전구동수단(7)은, 변위구동수단(6)의 상방(Zl)에 복수의 볼트 부재(27)로 고정되는 제2 안내부(28)를 더 포함한다. 이 제2 안내부(28)에는, 기준 축선(L)을 중심으로 해서 제3 방향(Z)으로 관통하는 관통구멍(31)이 형성되어, 이 관통구멍(31)에 파지수단(5)의 상방(Zl)의 단부 및 연결축(25)이 안내되어 기준 축선(L) 주위를 회전할 수 있게 지지한다.

접합장치(1)는, 접합 중의 접합대상물의 계면의 용융상태를 파악하는 용융상태 파악수단(43)을 더 포함한다. 용융상태 파악수단(43)은, 회전구동수단(7)이 파지수단(5)을 회전구동할 때의 부하를 검출하는 부하검출수단, 접합 중의 스터드(2)와 워크(3)와의 계면 근방의 온도를 계측하는 온도계 및, 접합 중의 스터드(2)와 워크(3)와의 변형량을 계측하는 변형량 검출수단 등에 의해 실현된다. 변형량 검출수단은, 예컨대 스터드(2)를 파지하는 파지수단의 변위량에 기해 변형량을 산출한 다. 본 실시형태에서의 용융상태 파악수단(43)은, 부하검출수단으로서 회전구동수단(7)으로 흐르는 전류를 검출하는 검류계에 의해 실현되고, 회전구동수단(7)에 설치되어, 회전구동수단(7)의 일부를 구성한다. 용융상태 파악수단(43)은, 회전구동수단(7)으로 흐르는 전류를 검출해서, 검출한 전류를 나타내는 정보를 제어수단(8)에 부여한다. 용융상태 파악수단(43)으로부터 제어수단(8)에 부여되는 정보는, 회전구동수단(7)을 실현하는 서보모터(23)로 흐르는 전류를 나타내는 정보로서, 파지수단(5)을 회전시킬 때의 토크의 크기에 대응하는 정보, 즉 회전구동수단(7)이 파지수단(5)을 회전구동할 때의 부하를 나타낸다.

접합장치(1)는, 연직방향에 대한 기울기를 검출해서, 자신의 자세를 검출하는 자세검출수단(44)을 더 포함한다. 자세검출수단(44)은, 제2 안내부(28)에 제2 방향 다른 쪽 방향(Y2)으로부터 설치된다. 자세검출수단(44)은, 원판 형상의 분도기(45)와, 각도를 지시하는 지시부(46)와, 지시부(46)를 자유로이 회전할 수 있게 지지하는 중심축(47)을 포함한다.

접합장치(1)는, 원환상(圓環狀)의 조륜(弔輪; 48)을 더 포함한다. 이 조륜(48)은, 제2 안내부(28)의 제1 방향 한쪽 편(Xl)에 설치된다. 이 조륜(48)은, 예컨대 접합장치(1)의 중심을 통하면서 제1 방향(X)에 평행하게 뻗은 직선상으로 배치된다. 이에 의해 조륜(48)을 지지한 경우에는, 기준 축선(L)이 수평방향으로 평행을 이루게 된다.

접합장치(1)는, 원환상의 조륜(48) 및, 1개 또는 복수의 손잡이를 더 포함하는바, 본 실시형태에서는 2개의 제1 손잡이(51)와 제2 손잡이(52)를 포함한다. 작 업자는, 이 제1 손잡이(51)와 제2 손잡이(52)를 파지함으로써, 접합장치(1)를 자유로이 변위시킬 수 있게 지지할 수가 있다.

제어수단(8)은, 변위구동수단(6) 및 회전구동수단(7)의 구동을 제어한다. 제어수단(8)은, 예컨대 마이크로컴퓨터 및 PLC(Programmable Logic Controller) 등에 의해 실현된다. 미리 기억된 제어 프로그램으로, 제어수단(8)이 변위구동수단(6) 및 회전구동수단(7)의 구동을 제어한다. 접합장치(1)는, 숫자 패드 등을 포함한 입력수단을 더 포함한다. 작업자가 입력수단을 조작함으로써, 이 조작에 대응하는 지령이 제어수단(8)에 부여되고, 제어수단(8)은, 부여된 지령에 기해 제어를 실행한다. 예컨대 입력수단의 조작에 따라 제어프로그램을 변경한다. 이와 같이 작업자가 입력수단을 조작해서 제어 프로그램을 변경함으로써, 회전구동수단(7)이 회전구동할 때의 회전속도 및 변위구동수단(6)이 변위구동 할 때의 제3 방향(Z)의 구동력을 설정할 수가 있다.

제어수단(8)은, 스터드(2)가 미리 정해진 힘으로 워크(3)를 압압하도록 변위구동수단(6)을 제어한다. 스터드(2)가 워크(3)를 압압하는 힘은, 변위구동수단(6)에 의해 제3 방향(Z)으로 인가되는 힘과, 2개의 실린더 튜브(17A, 17B) 및 변위구동수단(6)이 지지하는 부재(파지수단(5), 회전구동수단(7), 자세검출수단(44), 조륜(48), 제1 손잡이(51) 및 제2 손잡이(52))에 가해지는 중력의 제3 방향(Z)의 성분과의 합력(合力)이다. 본 실시형태에서의 제어수단(8)은, 접합장치(1)의 자중(自重)에 의해 스터드(2)에 가해지는 힘과, 변위구동수단(6)에 의해 스터드(2)에 가해지는 힘과의 합력이, 미리 정해진 힘이 되도록 변위구동수단(6)의 압축공기 공급원 을 제어한다. 본 실시형태에서 2개의 실린더 튜브(17A, 17B) 및 변위구동수단(6)이 지지하는 부재의 합계의 질량을 M으로 하고, 중력 가속도를 g로 한다. 접합장치(1)의 자중에 의해 스터드(2)에 가해지는 힘은, 제3 방향(Z)과 연직방향과의 이루는 각도의 여현(餘弦)과, M과, g를 적산한 값이다. 예컨대 분도기(45)의 두께 방향의 1 표면이 연직방향으로 평행하게 되도록 접합장치(1)가 배치된 경우에, 접합장치(1)의 자중에 의해 스터드(2)에 가해지는 힘은, 지시부(46) 가 지시하는 각도의 여현과, M와, g을 적산한 값이다. 본 실시형태에서의 접합장치(1)는, 분도기(45)의 두께 방향의 1 표면이 연직방향에 평행하도록 접합장치(1)가 배치된 상태에서 사용된다고 가정해서 설명한다.

작업자는, 지시부(46)가 가리키는 각도를 읽어들여, 입력수단을 조작함으로써 독해각도를 제어수단(8)에 부여한다. 한편 지시부(46)가 가리키는 각도는, 작업자를 매개로 하지 않고 자세검출수단(44)으로부터 제어수단(8)에 부여하여도 좋다. 제어수단(8)은, 변위구동수단(6)에 의해 제3 방향(Z)으로 인가되는 힘과, 입력된 각도의 여현, M 및 g의 적산치와의 합계가, 미리 정해진 힘이 되도록 변위구동수단(6)의 압축공기 공급원을 제어한다. 이에 의해, 접합장치(1)가 연직방향에 대해 어떤 자세이더라도, 스터드(2)를 워크(3)에 압압할 수가 있다. 이 미리 정해지는 힘은, 작업자가 입력수단을 조작함으로써 설정할 수가 있다.

도 5는, 융점저하부재(54)를 스터드(2)의 표면상에 형성하는 공정을 나타낸 도면이다. 스터드(2)는, 원주상의 축부(2a)와, 축부(2a)의 축선방향의 단부로부터 원주방향으로 돌출하는 원주상의 원주부(2b)와, 이 원주부(2b)로부터 테이퍼상으로 뻗은 선단부(2c)를 포함한다. 본 실시형태에서의 융점저하부재(54)는, 원추형상의 선단부(2c)의 측면 상에 적층되어 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 예컨대 지지대(4)에 배치된 분무장치(55)로부터 Zn의 함유량이 95%인 분무형상의 융점저하부재(54a)를 선단부(2c)를 향해 분무함으로써, 융점저하부재(54)가 스터드(2)의 표면에 적층된다.

융점저하부재(54)는, 스터드(2)와 워크(3)를 접합할 때에, 스터드(2)와 워크(3)의 사이에 배치된다. 본 실시형태에서는 스터드(2)의 표면에 융점저하부재(54)를 배치함으로써, 스터드(2)와 워크(3)의 사이에 융점저하부재(54)를 배치하고 있으나, 다른 실시예로는, 워크(3)의 표면상에 융점저하부재(54)를 적층시켜 형성하여도 좋고, 또 다른 실시형태로는 스터드(2) 및 워크(3)의 표면에 적층해서 배치하지 않고, 스터드(2)와 워크(3)의 사이에 박판상의 융점저하부재(54)를 배치해서, 스터드(2)와 워크(3)에 의해 융점저하부재(54)를 사이에 끼워지도록 하여도 좋다(도 5a 참조).

융점저하부재(54)는, 스터드(2) 및 워크(3)를 형성하는 금속재료와의 공정반응(共晶反應)에 의해, 스터드(2) 및 워크(3)를 형성하는 금속재료의 융점보다도 낮은 온도에서 액상을 생기게 해서 스터드(2) 및 워크(3)를 형성하는 금속재료와 용해되어 합해지도록 한다. 본 실시형태에서의 스터드(2) 및 워크(3)는, 같은 종류의 금속재료로 형성되는바, 알루미늄에 의해 형성된다. 스터드(2)에는, 예컨대 JIS 규격의 A5356, A5052, 또는 A5056을 이용하고, 워크(3)에는, JIS 규격의 A5083을 이용할 수가 있다. 융점저하부재(54)는, 알루미늄과 공정반응함으로써 알루미늄의 융 점보다도 낮은 온도에서 액상을 생기게 하는 Zn, Cu, Si 및 Mg 등의 금속재료로 이루어지는바, 본 실시형태에서는 Zn으로 이루어진다.

다음에는, 도 6 내지 도 8을 참조해서, 접합장치(1)를 이용해서 스터드(2)와 워크(3)를 접합하는 방법에 대해 설명한다.

제어수단(8)은, 스터드(2)와 워크(3) 사이에 융점저하부재(54)가 배치되면, 그 상태에서 회전구동수단(7)을 제어해서 파지수단(5)을 회전시키고, 파지수단(5)이 스터드(2)를 워크(3)에 압압하도록 변위구동수단(6)을 제어하여 마찰열을 생기게 해서, 스터드(2)를 형성하는 금속재료의 융점 및 워크(3)를 형성하는 금속재료의 융점 중의 적어도 어느 한쪽의 융점 미만의 온도로, 스터드(2) 및 워크(3)와, 융점저하부재(54)와의 접속부위(56)에 공정반응에 의한 액상를 생기게 하고, 회전구동수단(7)을 제어해서 회전구동을 정지시킴과 더불어 업셋 가압을 실행하여 스터드(2)를 워크(3)에 접합시킨다. 한편, 업셋 가압은 반드시 필수의 공정은 아니고, 접합조건에 대응해서 적의 실시하는 것이다.

스터드(2)가 파지수단(5)에 설치된 상태에서, 접합장치(1)를 워크(3)에 대해 고정하고, 작업자가 입력수단을 조작하여 스터드(2)와 워크(3)의 접합을 개시하라는 지령을 제어수단(8)에 입력하면, 단계 sO으로부터 단계 s1로 이행한다.

단계 s1에서는, 제어수단(8)은, 회전구동수단(7)을 제어해서 파지수단(5)의 회전구동을 개시하도록 한다. 본 실시형태에서는, 예컨대 6000rpm으로 파지수단(5)을 기준 축선(L) 주위에 회전시킨다. 다음에 단계 s2에서 제어수단(8)은, 변위구동수단(6)을 제어해서 하방(Z2)으로의 변위구동을 개시하도록 한다. 이에 의해 도 7(1)에 도시된 것과 같이, 파지수단(5)1에 파지된 스터드(2)가 기준 축선(L) 주위를 회전하면서, 하방(Z2)으로 하강한다. 스터드(2)가 기준 축선(L) 주위를 회전하면서 워크(3)에 압압됨으로써 마찰열이 생겨, 스터드(2)의 선단부와 워크(3)의 스터드(2)가 맞닿아지는 부분이 용융된다.

다음에 단계 s3에서 제어수단(8)은, 회전구동수단(7)이 파지수단(5)을 회전구동할 때의 부하가 미리 정해진 부하 이상인지 여부를 판정해서, 미리 정해진 부하 이상이면 단계 s4로 이행하고, 미리 정해진 부하 미만이면 단계 s3의 처리를 되풀이한다.

스터드(2)와 워크(3)의 용융상태에 대응해서 일정한 회전속도로 파지수단(5)을 회전시킬 때의 서보모터(23)로 흐르는 전류가 변화한다. 서보모터(23)로 흐르는 전류가 미리 설정한 접합 종료 전류로 되면, 미리 정해진 부하 이상으로 되었다고 판단하여, 단계 s4로 이행한다. 이 설정된 접합 종료 전류는, 접합을 종료했을 때에, 가장 접합강도가 높아지도록 실험적으로 설정된다.

다음에 단계 s4에서는, 제어수단(8)은, 회전구동수단(7)의 클러치(26)와 제동기(34)를 제어해서 회전구동을 급정지시킨다. 이에 의해, 접합물과 피접합물이 접합된다. 도 8에는, 회전구동수단(7)의 회전구동을 정지시키지 않은 경우의 서보모터(23)로 흐르는 전류를 파선으로 나타내고 있다.

다음에 단계 s5에서 제어수단(8)은, 변위구동수단(6)을 제어해서 상방(Zl)으로의 변위 구동을 개시하게 해서, 파지수단(5)을 상방(Zl)으로 변위시켜 스터드(2)를 파지수단(5)으로부터 개방시킨다. 다음에 단계 s6으로 이행하여, 접합 처리를 종료한다.

한편, 단계 s4의 다음에 실시하는 임의의 공정으로서, 제어수단(8)이 변위구동수단(6)을 제어해서, 회전구동 정지로부터 1 ~ 3초 정도 파지수단(5)에 하방(Z2)으로 가해지는 힘을 5% ~ 150% 증가시켜, 스터드(2)에 업셋 가압을 가하도록 하여도 좋다. 이와 같이 회전구동 정지로부터 1 ~3초 정도 업셋 가압을 실행함으로써, 접합 계면의 공정액상이 배출되어, 접합물과 피접합물과의 활성인 신생면(新生面)끼리가 맞닿게 됨으로써, 스터드(2)가 워크(3)에 접합되게 된다.

이상 설명한 본 실시형태의 접합장치(1)에 의하면, 융점저하부재(54)가 스터드(2)와 워크(3)의 사이에 개재된 상태에서, 스터드(2)를 워크(3)에 압압하면서 스터드(2)와 워크(3) 사이의 상대운동을 부여한다. 이에 의해 스터드(2) 및 워크(3)의 융점보다도 낮은 온도에서, 공정반응에 의해 스터드(2) 및 워크(3)의 접속부위(56)가 용융된다. 스터드(2)와 워크(3)가 용융된 후에 상대운동을 정지함으로써, 상호 같은 종류의 금속재료로 형성된 스터드(2)를 워크(3)에 접합할 수가 있다.

본 실시형태에서는, 마찰이 생기는 부위를 국소적으로 가열해서, 용융되는 범위를 국소적으로 한정할 수가 있기 때문에, 종래의 기술의 아크 스터드법과 같이 형성된 용융지가 응고할 때에, 갈라지거나 프로어 홀 등의 결함의 발생하는 것을 억제할 수가 있어, 신뢰성이 높은 접합을 실현할 수가 있다. 또 아크 스터드법과 같이 아크 방전을 생기도록 하기 위한 전원 및 차폐가스를 공급하는 장치 등을 필요로 하지 않기 때문에, 접합방법을 실현하기 위한 접합장치(1)의 코스트를 대폭 절감할 수가 있다. 그리고, 아크 스터드법에 비하면, 아크 방전을 발생시키지 않고 접합할 수가 있기 때문에, 에너지를 절약해서 접합을 실행할 수 있다. 그리고, 아크 방전에 의해 생기는 유해한 자외선 및 휴무 등이 발생하지 않기 때문에, 작업 환경의 악화를 막을 수가 있어서, 청정한 환경에서 접합작업을 실행할 수 있다.

또 종래 기술인 마찰압접법에서는, 소성변형을 생기도록 하기 위한 큰 압압력을 필요로 하지만, 본 발명에서는 공정반응을 이용해서 스터드(2) 및 워크(3)를 형성하는 금속재료의 융점 중의 적어도 어느 한쪽의 융점 미만의 온도로 스터드(2)와 워크(3)를 용융시킬 수가 있기 때문에, 마찰압접법에 비해 작은 압압력으로 접합을 실현할 수가 있어서, 큰 압압력을 발생하기 위한 대규모의 장치를 필요로 하지 않는다. 그리고 마찰압접법에 비하면, (i) 회전속도를 낮추는 것, (ii) 압압력을 작게 하는 것, 또는 (iii) 회전속도를 낮게 하면서 압압력을 작게 하는 것을 실현하기에 유리하기 때문에, 마찰압접법을 적용할 수가 없는 작은 스터드(2)라도 워크(3)에 접합할 수가 있다. 그리고 마찰이 생기는 부위를 국소적으로 가열헤서 용융하는 범위를 국소적으로 한정할 수가 있기 때문에, 스터드(2)와 워크(3)와의 접합면의 형상이 다른 경우라 하더라도 스터드(2)를 워크(3)에 접합할 수가 있게 된다.

또 본 실시형태의 접합장치(1)에 의하면, 납땜을 실행하지 않기 때문에, 납땜의 적용이 곤란하고, 용융온도 범위가 넓고, 납땜재료와의 융점의 차이가 비교적 작은 Cu, Mg, Zn, Si 등의 함유량이 많은 고력(高力) 알루미늄합금 등의 접합을 실행할 수 있다.

또 본 실시형태의 접합장치(1)에 의하면, 스터드(2)를 회전시킴으로써 상대 운동을 부여하기 때문에, 마찰열이 생기는 영역을 가능한 한 좁게 할 수가 있어, 접합의 영향이 생기는 영역을 가능한 한 좁게 할 수가 있다. 예컨대 스터드(2)를 워크(3)에 압압한 상태에서 슬라이드시켜 왕복운동을 하는 경우에 비해, 마찰열이 발생하는 영역을 좁게 할 수가 있다. 이에 의해 접합의 영향이 생기는 영역을 가능한 한 작게 할 수가 있다.

그리고 본 실시형태의 접합장치(1)에 의하면, 스터드(2)는 원주상으로서, 워크(3)에 압압되는 선단부(2c)가 뾰족하게 형성된다. 만일 스터드(2)가 완전히 원주형상으로서, 선단이 평면으로 형성되어 있는 경우, 접합물을 회전시킬 때에 반경방향의 안쪽과 바깥쪽에서는, 상대속도가 바깥쪽 편이 높아지게 된다. 마찰열은 압압되는 압력, 상대속도, 마찰 시간의 적으로 나타내어지기 때문에, 회전속도가 높은 반경방향의 바깥쪽 편이 회전속도가 낮은 안쪽보다도 가열되어, 접합할 때의 온도로 편차가 생겨, 접합의 신뢰성이 저하된다. 앞이 뾰족한 형상의 스터드(2)에서는, 먼저 선단이 가열되어 용융되고, 순차로 반경 바깥쪽의 영역이 피접합물에 압압되어 마찰열에 의해 용융되어, 용융해야 할 부위의 모두를 용융시킬 수가 있다. 즉, 회전속도가 낮은 반경방향의 안쪽은 높은 압력으로 장시간 마찰이 되고, 회전속도가 높은 반경방향의 바깥쪽은 저압력으로 단시간 마찰이 된다. 이에 의해 접합시의 온도의 편차를 억제할 수가 있어서, 신뢰성이 높은 접합을 실현할 수가 있다.

그리고 본 실시형태에서의 스터드(2)는, 원주부(2b)가 축부(2a)에 대해 반경방향으로 돌출해서 형성된다. 예컨대 원주부(2b)가 축부(2a)에 대해 반경방향으로 돌출하지 않고, 축부(2a)의 선단으로부터 뾰족하게 형성되어 있는 경우와 비교하 면, 원주부(2b)가 축부(2a)에 대해 반경방향으로 돌출해서 형성됨으로써, 스터드(2)를 워크(3)에 접합했을 때에, 접합부위에서의 축선방향으로 수직인 단면이 커지게 되어, 접합강도가 커지게 된다. 한편, 본 발명이 적용될 수 있는 스터드의 형상은, 이 예로 한정되는 것은 아니다.

그리고 본 실시형태의 접합장치(1)에 의하면, 스터드(2)와 워크(3)의 사이에 상대운동을 부여했을 때 회전구동수단(7)의 부하를 용융상태 파악수단(43)이 검출하고, 검출한 부하에 기해 스터드(2)와 워크(3)의 사이의 상대운동을 정지시킨다. 스터드(2)와 워크(3)의 사이에 상대운동을 부여할 때의 부하는, 스터드(2)와 워크(3)의 용융상태에 의존한다. 본 발명에서는, 부하를 검출하는 것만으로 간접적으로 용융상태를 확인할 수가 있기 때문에, 온도 및 용융부위 등의 용융상태를 직접적으로 검출하는 검출수단을 갖추지 않고 상대운동을 정지하는 타이밍을 결정할 수가 있어서, 장치가 복잡해지는 것을 막을 수가 있다.

그리고 본 실시형태의 접합장치(1)에 의하면, 제어수단(8)은, 변위구동수단(6)에 의해 제3 방향(Z)으로 인가되는 힘과, 입력된 각도의 여현, M 및 g의 적산치의 합계가, 미리 정해진 힘이 되도록, 변위구동수단(6)의 압축공기 공급원을 제어한다. 이에 의해, 접합장치(1)가 연직방향에 대해 어떤 자세가 되더라도, 스터드(2)를 워크(3)에 압압할 수가 있다. 예컨대 LNG 탱크의 일부를 구성하는 구형의 워크(3)에 스터드(2)를 접합하는 경우에는, 연직방향의 위쪽으로 향해 스터드(2)를 워크(3)에 압압하거나, 수평방향으로 스터드(2)를 워크(3)에 압압하거나 한다. 이와 같은 경우이더라도 접합장치(1)의 연직방향으로 대한 자세에 관계없이 미리 정 해진 힘으로 스터드(2)를 워크(3)에 압압할 수가 있기 때문에, 스터드(2)를 접합하는 워크(3) 상의 위치에 관계없이 거의 같은 접합강도로 스터드(2)를 워크(3)에 접합할 수가 있게 된다.

본 실시형태의 접합장치(1)에서는, 융점저하부재(54)를 스터드(2)와 워크(3)의 사이로 공급하는 공급수단으로서, 지지대(4)에 분무장치(55)가 배치되어 있는바, 이 분무장치(55)로부터 스터드(2) 또는 워크(3)를 향해 분무형상의 융점저하부재(54a)가 분출된다. 분무장치(55) 이외에도, 도 5a에 도시된 것과 같이, 박판상의 융점저하부재(54)를 스터드(2)와 워크(3)의 사이에 고정하는 클램프 또는 홀더로 이루어진 고정구(55A)로 공급수단을 구성하여도 좋다. 이에 의해 작업자가 융점저하부재(54)를 배치하지 않고, 본 발명의 접합방법을 실행하는 접합장치(1)를 실현할 수가 있다.

본 실시형태에서의 스터드(2)의 선단부(2c)는, 원추형상으로 되어도, 앞이 뾰족한 형상이면 좋은바, 예컨대 반구상과 같은 원추형상에 대해 측면이 돌출한 형상, 또는 원추형상에 대해 측면이 안쪽으로 들어간 형상이어도 좋다. 또 스터드(2)는, 거의 원주형상이기는 하지만, 삼각 기둥 및 5각 기둥 등의 다각 기둥 형상이어도 좋다.

또 본 실시형태의 접합장치(1)는, 스터드(2)를 기준 축선(L) 주위에 회전시키도록 되어 있다 하더라도, 회전에 한하지 않고 스터드(2)의 선단을 워크(3)에 압압한 상태에서, 예컨대 슬라이드 운동을 해서, 접합물과 피접합물 사이의 상대운동을 부여하여 마찰열을 생기게 하여도 좋다.

또 본 실시형태의 접합장치(1)는, 자세검출수단(44)을 1개 포함하고 있지만, 다른 실시예로서 2개의 자세검출수단을 포함하되, 접합장치(1)가 어떤 자세로 되어 있어도 연직방향과 기준 축선(L)이 이루는 각도를 검출할 수 있도록 하여도 좋다. 예컨대 두께 방향의 1 표면이 제1 방향(X)에 수직인 분도기와, 두께 방향의 1 표면이 제2 방향(Y)에 수직인 분도기를 갖추되, 2개의 분도기에 설치되는 각 지시부의 각 각도에 기해, 연직방향와 기준 축선(L)이 이루는 각도를 검출하여도 좋다. 이에 의해 접합장치(1)가 어떤 자세이더라도, 기준 축선(L)과 연직방향이 이루는 각도의 여현, M, 및 g를 적산해서, 접합장치(1)의 자중에 의해 스터드(2)에 가해지는 힘을 산출할 수가 있어서, 앞에서 설명하였듯이 스터드(2)가 미리 정해진 힘으로 워크(3)를 압압하도록 변위구동수단(6)을 제어할 수가 있게 된다.

또 본 실시형태의 접합장치(1)는, 작업자가 제1 및 제2 손잡이(51, 52)를 파지해서 운반할 수 있도록 되어 있지만, 제1 및 제2 손잡이(51, 52) 및 조륜(48) 등을 설치하지 않고, 미리 정해진 작업 위치에 고정되어 있어도 좋다.

또 본 실시형태에서의 스터드(2) 및 워크(3)는 같은 종류의 금속재료인 알루미늄으로 형성되고, 융점저하부재(54)는 Zn으로 형성되어 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 스터드(2) 및 워크(3)를 철로 형성한 경우는, 융점저하부재(54)를 Mn, Si으로 형성되도록 하여도 좋다. 또 스터드(2)와 워크(3)는 다른 금속재료로 형성되어도 좋은바, 예컨대 스터드(2) 및 워크(3)의 어느 한쪽을 철로 형성하고, 다른 쪽을 알루미늄으로 형성하고, 융점저하부재(54)를 Si로 형성하여도 좋다.

[실시예]

실시예로서, 앞에서 설명한 실시형태의 접합장치(1)를 이용해서, 도 9에 도시된 4개의 제1 ~ 제4 스터드(61 ~ 64)를 각각 동일한 조건에서 워크(3)에 접합시켰다. 또, 제4 스터드(64)를 업셋 가압시의 압압력이 다른 2가지의 조건에서 각각 워크(3)에 접합시켰다.

도 9는, 제1 ~ 제4 스터드(61 ~ 64)의 각 인장강도를 나타내는 도면이다. 도 9에서는, 제1 ~ 제4 스터드(61 ~ 64)에 대해 각각 6회의 인장시험을 하여, 인장강도의 평균치를 막대 그래프로 나타내었다. 또 각 인장시험에서의 인장강도의 최대치와 최소치를 기호(◆)로 나타내고, 이 최대치와 최소치 사이를 실선으로 연결하였다.

제1 스터드(61)는, 직경이 6mm인 원주형상이다. 제2 및 제3 스터드(62, 63)는 동일한 형상으로서, 직경이 6mm인 원주형상의 축부(62A, 63A)와, 축부(62A, 63A)의 선단으로부터 원추형상으로 뻗은 선단부(62B, 63b)를 갖고 있다. 이 선단부(62B, 63b)의 높이는 2mm이다. 제4 스터드(64)는, 앞에서 설명한 실시형태의 스터드(2)와 같게 되어 있고, 축부(64A)의 직경이 6mm, 원주부(64b)의 직경이 8mm, 원주형상의 선단부(64c)의 높이가 2mm이다. 제1 및 제2 스터드(61, 62)에는 융점저하부재(54)가 형성되어 있지 않고, 제3 및 제4 스터드(63, 64)의 단부의 표면에는 융점저하부재(54)가 형성되어 있다. 즉, 본 발명의 접합방법을 이용하지 않고 제1 및 제2 스터드(61, 62)를 워크(3)에 접합하고, 본 발명의 접합방법을 이용해서 제3 및 제4 스터드(63, 64)를 워크(3)에 접합한다. 워크(3)는 알루미늄으로 이루어지는바, JIS 규격의 A5083를 이용한다. 또 제1 ~ 제4 스터드(61 ~ 64)는 알루미늄으로 이루어지는바, JIS 규격의 A5356를 이용한다. 또 융점저하부재(54)는, Zn의 함유량이 95%인 스프레이를 분무해서 형성한 제1 ~ 제4 스터드(61 ~ 64)를 워크(3)에 압압하는 힘은, 마찰시의 압압력을 1000 뉴턴(N), 업셋 가압시의 압압력을 1900N으로 하였다. 제1 및 제2 스터드(61, 62)의 접합방법은, 종래 기술의 마찰압접법과 같지만, 통상φ6mm 정도의 원주형 스터드에 마찰압접법을 적용하는 경우, 마찰 시의 압압력은 4000N 정도, 업셋 가압시의 압압력은 5500N 정도임에 대해, 압압하는 힘이 작다.

도 9에 도시된 것과 같이, 인장강도는, 제1, 제2, 제3 및 제4 스터드(61, 62, 63, 64)의 순으로 크다. 이와 같이 본 발명의 접합방법을 이용해서 접합한 제3 및 제4 스터드(63, 64)의 쪽이, 제1 및 제2 스터드(61, 62) 보다도 인장강도가 커지게 되는 것이 나타나 있다. 또 제1 스터드(61)보다도 제2 스터드(62)의 인장강도가 크게 되어 있는 점으로부터, 단부를 뾰족하게 함으로써 인장강도가 커지게 되는 것이 나타내어져 있다. 또 제2 스터드(62)보다도 제3 스터드(63)의 인장강도가 크게 되어 있는 점으로부터, 융점저하부재(54)를 배치함으로써, 즉 본 발명의 접합방법을 이용함으로써 인장강도가 커지게 되는 것이 나타내어져 있다. 그리고, 제3 스터드(63)보다도 제4 스터드(64)의 인장강도가 크게 되어 있는 점으로부터, 선단부(63b, 64c)의 저변의 직경이 크고, 접합하는 영역의 단면적이 클수록 인장강도가 커지게 되는 것이 나타내어져 있다.

도 10은, 제4 스터드(64)를 업셋 가압시의 압압력이 다른 2가지 조건으로 각각 워크(3)에 접합시킨 경우의, 각각의 인장강도를 나타낸 도면이다. 도 10에서는 마찰시의 압압력을 1000N으로 하고, 마찰시와 업셋 가압시의 압압력이 같은 1000N인 경우와, 업셋 가압시에 마찰 시보다 90% 증가시킨 1900N을 부하시키고 있는 경우에 대해 각각 6회의 인장시험을 실행하고서, 인장강도의 평균치를 막대그래프로 나타내었다. 또 각 인장시험에서의 인장강도의 최대치와 최소치를 기호(◆)로 나타내고서, 이 최대치와 최소치의 사이를 실선으로 연결하였다.

도 10에 도시된 것과 같이, 업셋 시의 압압력이 마찰 시와 같은 경우에 비해, 업셋 가압시에 마찰 시로보다 90% 증가시켜 1900N을 부하한 경우 쪽이 인장강도가 커지게 되는 것을 알 수 있다.

도 11은, 제4 스터드(64)를 워크(3)에 접합한 접합체의 단면도이다. 도 11에 도시된 것과 같이, 본 발명의 접합방법을 이용함으로써, 접합 과정에서 제4 스터드(64)의 선단부(64c)의 대부분 및 원주부(64b)의 일부 및, 워크(3)의 표면부가 소성 유동(塑性流動)해 있음을 알 수 있다.

도 11a의 상단(上段)은, 워크(3)와 제4 스터드(64)의 접합면의 파단면(破斷面)으로서, 제4 스터드(64) 측의 상태를 주사형(走査型) 전자현미경(SEM)으로 관찰한 것이다. 접합면 중심부 영역에서는 응고된 액체방울이 관찰되지 않았으나, 접합면 외주부의 영역(도 11에서 X로 나타낸 부분)에서는 도 11a의 상단에 SEM 사진으로 나타낸 것과 같이 응고된 액체방울이 관찰되었다(확대도 2를 다시 확대한 도 11b 참조). 따라서, 접합시에 재료가 용융되어, 소성 유동에 의해 외주부로 배출되어 있음을 알 수 있다.

도 11a의 하단은, 비교예로서, 융점저하부재(Zn)를 사용하지 않은 경우의 관 찰 결과를 나타내고 있는바, 이 비교예에서는 응고된 액체방울이 관찰되지 않았다(확대도 2를 다시 확대한 도 11c 참조).

도 12는, 굽힘 시험을 실행한 후의 제4 스터드(64)를 워크(3)에 접합한 접합체의 평면도이다. 도 12에 도시된 것과 같이, 본 발명의 접합방법을 이용해서 제4 스터드(64)를 접합하면, 굽힘 시험에 의해 워크(3)의 표면의 법선과 제4 스터드(64)가 이루는 각도가 90°이상이 되어도, 제4 스터드(64)가 워크(3)로부터 벗겨지지 않음이 나타났다. 예컨대 규격 MIL-S-24149B에는, 굽힘 시험에서 스터드가 벗겨지지 않고 15°이상 구부러지는 것이 기준으로서 규정되어 있다. 본 발명의 접합방법을 이용하면, 종래의 기술의 마찰압접법을 적용하는 경우의 통상적인 압압력보다도 작은 압압력에도 불구하고, 규격 MIL-S-24149B에 규정되어 있는 기준을 만족시키는 것이 확인되었다.

도 13은, 시공 자세(施工姿勢)의 변화에 의해 이음부재의 인장강도에 끼쳐지는 영향을 나타낸 도면으로서, 연직 하향 방향으로 접합한 경우와, 수평 횡방향으로 접합한 경우에, 이음부재 인장강도에 큰 변화는 없음을 알 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 예에 대해 어느 정도 특정적으로 설명하였으나, 그들에 대해 여러 가지 변경을 할 수 있는 것은 명확하다. 따라서, 본 발명의 범위 및 정신에서 벗어나지 않고, 본 명세서 중에서 특정적으로 기재된 태양과는 다른 태양으로 본 발명을 실시할 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (21)

1. 각각이 금속재료로 형성되는 접합물 및 피접합물 사이에, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽과 같은 융점저하부재를 배치하고,

   상기 융점저하부재를 개재시켜 상기 접합물을 상기 피접합물에 압압한 상태에서, 상기 접합물과 상기 피접합물과의 사이에 상대운동을 부여함으로써 마찰열를 생기게 해서, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 융점 미만인 온도로, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽과 상기 융점저하부재와의 접속부위를 용융시키고,

   상기 접합물과 상기 피접합물 사이의 상대운동을 정지시켜, 상기 접합물을 상기 피접합물에 접합하는 것을 특징으로 하는 접합방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 접합물 및 상기 피접합물이, 같은 종류의 금속재료로 형성된 것임을 특징으로 하는 접합방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 금속재료가 알루미늄임을 특징으로 하는 접합방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합물을 회전시킴으로써, 상기 접합물과 상기 피접합물 사이에 상대운동을 부여하는 것을 특징으로 하는 기재된 접합방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 접합물은, 원주형상으로 되고서, 상기 피접합물에 압압되는 선단부가 끝이 뾰족하게 형성된 것임을 특징으로 하는 접합방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 접합물과 상기 피접합물 사이에 상대운동을 부여할 때의 부하를 검출하여,

   검출한 부하에 기해, 상기 접합물과 상기 피접합물과의 상대운동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 접합방법.
7. 금속재료로 형성되는 접합물을 파지하는 파지수단과,

   상기 접합물을 파지한 상태에서, 상기 파지수단을 회전구동하는 회전구동수단과,

   상기 접합물을 파지한 상태에서, 상기 파지수단을 변위구동하는 변위구동수단과,

   상기 회전구동수단 및 상기 변위구동수단의 구동을 제어하는 제어수단을 포함하되,

   상기 제어수단은, 상기 접합물 및 금속재료에 의해 형성되는 피접합물 사이에, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽과 같은 융점저하부재가 배치된 상태에서, 상기 회전구동수단을 제어해서 상기 파지수단을 회전시키면서 상기 파지수단이 상기 접합물을 상기 피접합물에 압압시키도록 상기 변위구동수단을 제어해서 양자 사이에 마찰열를 생기게 하여, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 융점 미만인 온도에서, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽과 상기 융점저하부재와의 접속부위를 용융시키고, 상기 회전구동수단을 제어해서 회전구동을 정지시켜, 상기 접합물을 상기 피접합물에 접합하도록 하는 것을 특징으로 하는 접합장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 회전구동수단이 상기 파지수단을 회전구동할 때의 부하를 검출하는 부하검출수단을 더 포함하고,

   상기 제어수단은, 상기 부하검출수단이 검출한 부하에 기해, 상기 회전구동수단을 제어해서 회전구동을 정지시키는 것임을 특징으로 하는 접합장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 융점저하부재를 상기 접합물과 상기 피접합물 사이에 배치하는 공급수단을 더 포함한 것을 특징으로 하는 접합장치.
10. 제7항에 있어서, 연직방향에 대한 기울기를 검출하는 자세검출수단을 더 포함하고,

    상기 제어수단은, 상기 자세검출수단의 검출결과에 기해, 중력과 상기 변위구동수단에 의해 상기 접합물에 가해지는 힘이 미리 정해진 힘으로 되도록 상기 변위구동수단을 제어하는 것임을 특징으로 하는 접합장치.
11. 접합물을 파지하는 파지수단과,

    상기 접합물을 파지한 상태에서, 상기 파지수단을 회전구동하는 회전구동수단과,

    상기 접합물을 파지한 상태에서, 상기 파지수단을 변위구동시켜 상기 접합물을 피접합물에 압압하는 변위구동수단과,

    상기 회전구동수단 및 상기 변위구동수단의 구동을 제어하는 제어수단과,

    상기 회전구동수단이 상기 파지수단을 회전구동할 때에 상기 회전구동수단의 회전축에 가해지는 부하를 검출하는 부하검출수단을 갖추되,

    상기 제어수단은, 상기 부하검출수단의 검출결과에 기해 상기 회전구동수단에 의한 상기 접합물의 회전을 정지시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 회전구동수단과는 별도로 상기 접합물의 회전을 정지시키는 회전정지수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 접합장치.
13. 제11항 또는 12항에 있어서, 상기 피접합물과 상기 접합장치를 상대적으로 고정하는 고정수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 접합장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 접합물과 상기 피접합물과의 사이에 융점저하물질을 공급하는 공급수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 접합장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 회전정지수단이, 상기 회전구동수단과 상기 파지수단을 분리하기 위한 클러치 및 상기 파지수단을 제동하는 브레이크의 적어도 어느 한쪽을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 접합장치.
16. 제13항에 있어서, 상기 고정수단이, 상기 피접합물의 형상에 따른 형상을 하고 있거나 또는 상기 피접합물과 접촉하는 부분이 탄성재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합장치.
17. 제13항에 있어서, 상기 고정수단이, 고진공흡착 패드 또는 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합장치.
18. 제14항에 있어서, 상기 공급수단이, 상기 접합물 및 상기 피접합물 중의 적어도 어느 한쪽의 접합면에 대해, 상기 융점저하물질을 분무형상으로 분사하는 분무기를 포함하는 것을 특징으로 하는 접합장치.
19. 제14항에 있어서, 상기 공급수단이, 박판상의 상기 융점저하물질을 상기 접합물과 상기 피접합물 사이에 고정하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 접 합장치.
20. 제11항에 있어서, 상기 회전구동수단이, 전동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 접합장치.
21. 제11항에 있어서, 상기 변위구동수단이, 공기 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 접합장치.

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