KR101172676B1 - Welding condition creation method of spot welding - Google Patents

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본 발명은 점용접의 용접 조건 설정 방법에 관한 것이며, 상세하게는 생산가공 제품의 다양한 변화에 따라 점용접시 판재의 두께변화에 대응하여 해당 점용접 동작에 따른 최적의 점용접 작업 조건을 제시할 수 있도록 데이터베이스를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a method for setting the welding conditions of spot welding, and in detail, it is possible to present the optimum spot welding working conditions according to the corresponding spot welding operation in response to the change in the thickness of the plate during spot welding according to various changes of the processed product. It is intended to provide a database.

본 발명은 점용접 시의 용접 상태를 실시간 검출하여 용접 상태의 적정성 여부를 판별하는 점용접 품질 평가 시스템을 구비하고; 소정의 용접 전류를 공급하며 일정 가압력이 주어지는 용접 환경에서 특정 두께의 금속 판재를 용접 시간을 점차 증가시켜 용접하며, 상기 점용접 품질 평가 시스템을 통해 해당 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 임의의 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 전류를 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 2과정과; 상기 제 2과정을 통해 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 가압력을 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 3과정; 및 상기 제 3과정을 통해 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득 한 이후 용접 판재의 두께를 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 4과정을 포함하여 구성된다.The present invention includes a spot welding quality evaluation system for detecting the welding state at the time of spot welding in real time to determine the appropriateness of the weld state; The welding time range is welded by gradually increasing the welding time of a metal plate of a certain thickness in a welding environment that supplies a predetermined welding current and is subjected to a constant pressing force, and the spot welding quality evaluation system performs proper welding in the corresponding welding environment. A first step of acquiring data for the first step; After acquiring data on the range of welding time for proper welding in any welding environment through the first process, the welding current is increased by a predetermined value to change the welding environment, and the process proceeds to the first process in the changed welding environment. A second process of acquiring data on a range of welding time at which proper welding is performed; After acquiring data on the range of welding time for proper welding in the changed welding environment through the second process, the welding pressure is increased by a predetermined value to change the welding environment, and the process proceeds to the first process in the changed welding environment. A third step of acquiring data on a range of welding times at which proper welding is made; And after acquiring data on the range of welding time at which the proper welding is performed in the changed welding environment through the third process, changing the welding environment by increasing a predetermined thickness of the weld plate, and proceeding to the first process. And a fourth process of acquiring data on the range of welding time at which proper welding is performed in the welding environment.

점용접, 가압력, 용접전류, 시간, 적정성 Spot welding, pressing force, welding current, time, adequacy

Description

점용접의 용접 조건 설정 방법 {WELDING CONDITION CREATION METHOD OF SPOT WELDING}How to set welding conditions for spot welding {WELDING CONDITION CREATION METHOD OF SPOT WELDING}

도 1은 본 발명의 적용을 위한 점용접 품질 평가 시스템의 구성 예시도1 is an exemplary configuration of a spot welding quality evaluation system for the application of the present invention

도 2는 도 1을 이용한 측정예를 나타내는 그래프2 is a graph showing a measurement example using FIG.

도 3은 도 1에 도시되어 있는 점용접 품질 평가 시스템의 동저항의 변화에 따른 품질 평가 원리를 나타내는 예시도3 is an exemplary view showing a principle of quality evaluation according to the change of dynamic resistance of the spot welding quality evaluation system shown in FIG.

도 4는 본 발명에 따른 점용접 품질 향상을 위한 용접 조건 설정 과정의 동작 순서도4 is an operation flowchart of a welding condition setting process for improving the spot welding quality according to the present invention

도 5는 종래 점용접에 있어 박리시험을 통하여 용접 품질을 검사하는 과정을 나타내는 개략도Figure 5 is a schematic diagram showing a process of inspecting the weld quality through the peel test in the conventional spot welding

본 발명은 점용접의 용접 조건 설정 방법에 관한 것이며, 상세하게는 생산가공 제품의 다양한 변화에 따라 점용접시 판재의 두께변화에 대응하여 해당 점용접 동작에 따른 최적의 점용접 작업 조건을 제시할 수 있도록 데이터베이스를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a method for setting the welding conditions of spot welding, and in detail, it is possible to present the optimum spot welding working conditions according to the corresponding spot welding operation in response to the change in the thickness of the plate during spot welding according to various changes of the processed product. It is intended to provide a database.

일반적으로, 점용접(스폿 용접: spot welding)은 전기저항 용접에 속하는 용접 방법으로서, 금속에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 압력을 주면서 용접하는 방법을 말한다. 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이며, 이는 자동차의 차체 조립에 매우 많이 쓰이는 용접 방법이다.In general, spot welding (spot welding) is a welding method belonging to the electric resistance welding, a method of welding while applying pressure using heat generated when the current flows through the metal. When the two metals to be joined to each other are flowed while applying an appropriate mechanical pressure, heat of resistance is generated, which uses the property of joining the pressure parts, which is a very popular welding method for automobile body assembly.

현재 점용접은 승용차 1대의 총 용접 수 3500~4000 요소 중 약 95% 를 차지할 정도로 널리 사용되고 있는 용접법이다.Spot welding is a welding method that is widely used, accounting for about 95% of the total number of 3500 ~ 4000 elements in a passenger car.

그러나 자동차 차체의 방청화 규제에 의하여 여러 종류의 표면처리 도금강판이 널리 사용됨에 따라 도금 층의 영향으로 인해 점용접성이 현저하게 저하되고 있으며, 이러한 이유로 차체 강도를 유지하기 위한 용접 품질과 용접성의 평가는 중요한 문제로 부각되고 있다.However, as various kinds of surface-treated plated steel sheets are widely used due to the anti-rusting regulation of automobile bodies, the spot weldability is remarkably degraded due to the influence of the plating layer. For this reason, the evaluation of weld quality and weldability to maintain the body strength Is an important issue.

한편, 자동차 제조라인에서 판금부품조립에 사용되고 있는 점용접에 있어, 그 용접성 평가는 접합 강도와 관련된 박리 시험(Peel Test)이나 인장-전단 시험 (Tensile Shear Test), 십자 인장 시험(Cross Tensile Test), 그리고 점용접부의 너겟 직경 측정 등과 같은 실험결과에 전적으로 의존하고 있다.On the other hand, in spot welding used for assembling sheet metal parts in automobile manufacturing lines, the evaluation of weldability includes peel test, tensile shear test, and cross tensile test related to joint strength. And the results of experiments such as measuring the nugget diameter of spot welds.

첨부한 도 5는 종래 점용접에 있어 박리시험을 통하여 용접 품질을 검사하는 단계를 나타내는 개략도로서, 도시하는 바와 같이, 용접된 두 재료(1, 2)에 너겟 (3)이 드러나도록 기계적 힘을 가하여, 이때 나타나는 너겟(3)의 크기와 파단 상태를 육안으로 관측하여 용접 품질을 판단하게 된다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a step of inspecting welding quality through a peel test in conventional spot welding. As shown, mechanical force is applied to expose the nugget 3 to two welded materials 1 and 2. In addition, the weld quality is determined by visually observing the size and fracture state of the nugget 3 appearing at this time.

그러나 상기와 같은 용접 품질 검사는 파괴 샘플 검사가 될 수밖에 없고, 만일 불량으로 판단된다고 할지라도 수정이 불가능하며, 품질불량의 원인파악이 불가능하여 용접 품질의 개선이 어려울 뿐 아니라, 품질 검사에 많은 인력과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.However, the welding quality inspection as described above is destructive sample inspection, and even if it is judged to be defective, it is impossible to correct, and it is difficult to improve the quality of welding because it is impossible to identify the cause of the quality defect, There was a time consuming problem.

더욱이 일반적으로 점용접은 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이므로, 판재의 두께가 일정하다고 가정하면 용접 조건은 가압력, 시간, 흐르는 전류량으로 나타날 수 있다.Moreover, in general, spot welding generates resistance heat when a current is flowed while putting two metals to be joined together under an appropriate mechanical pressure. This is because the pressure portion is bonded to each other. Conditions can be expressed as pressing force, time, and amount of current flowing.

반면에, 판재의 두께에 따라 상기 용접 조건 역시 변화하게 되는데, 상술한 종래의 검사방식은 용접 품질이 우수하다 할지라도 해당 용접을 수행한 조건에 대한 자료를 데이터베이스화하기가 어렵고, 더욱이 종래에는 판재의 재질과 두께에 따라 적정하다고 판단되는 점용접 시스템의 매뉴얼을 기준으로 용접 조건을 설정하는 수준이기 때문에 생산가공 제품의 다양한 변화에 적응할 수 있는 기준이 없다는 문제점이 발생되었다.On the other hand, the welding conditions are also changed according to the thickness of the plate, the above-mentioned conventional inspection method, even if the welding quality is excellent, it is difficult to database the data on the conditions for performing the welding, moreover, the plate Since the welding condition is set based on the manual of the spot welding system judged to be appropriate according to the material and the thickness of the material, there is a problem that there is no standard that can be adapted to various changes in the processed product.

즉, 점용접 시스템의 용접 조건을 세팅하고자 하는 경우 숙련자의 숙련도로 용접 조건을 설정하고 상기 도 5에 도시되어 있는 바와 같은 테스트를 통해 조건을 재설정하는 방식이기 때문에 용접 조건이 바뀔 때마다 번거로운 테스트 등이 파괴방식으로 이루어지게 되어 작업 손실을 가져오는 문제점이 발생되며, 따라서 공법서 작성 과정에서도 대강의 용접 조건만 기록할 뿐 현실적인 용접 조건 기록은 불 가능하였다.That is, when the welding condition of the spot welding system is to be set, the welding condition is set by the skilled person and the condition is reset by the test as shown in FIG. This breakdown method causes a problem of loss of work. Therefore, only a rough welding condition is recorded in the process of preparing a method, and a realistic welding condition cannot be recorded.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 점용접 품질 평가 시스템을 이용하여 임의의 재질을 갖는 판재의 두께를 변화(예를 들어 0.5t 에서 10t 까지)시켜가면서 각각의 두께에서 해당 판재의 점용접 적정영역에 대한 용접 조건을 실험적으로 얻어 이를 데이터베이스화하여 점용접시 판재의 두께변화에 대응하여 해당 점용접 동작에 따른 최적의 점용접 작업 조건을 제시할 수 있도록 하기 위한 점용접 품질 향상을 위한 점용접의 용접 조건 설정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention corrects the problems described above, and uses a spot welding quality evaluation system to change the thickness of a plate having any material (for example, from 0.5 t to 10 t) while applying the spot welding of the plate at each thickness. We have obtained the welding conditions for the area experimentally, and made a database to respond to the change in the thickness of the plate during spot welding, so that the optimum spot welding work conditions can be suggested according to the spot welding operation. It is an object to provide a method for setting welding conditions.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일정한 기계적 압력이 가해지는 상태에서 일정 전류를 도통시켜 가압되는 부분에서 발생되는 열에 의해 접합하고자 하는 두 금속을 접합시키는 점용접 시의 용접 조건 설정 방법에 있어서, 용접 상태를 실시간 검출하여 용접 상태의 적정성 여부를 판별하는 점용접 품질 평가 시스템을 구비하고; 소정의 용접 전류를 공급하며 일정 가압력이 주어지는 용접 환경에서 특정 두께의 금속 판재를 용접 시간을 점차 증가시켜 용접하며, 상기 점용접 품질 평가 시스템을 통해 해당 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 임의의 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 전류를 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 2과정과; 상기 제 2과정을 통해 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 가압력을 소정 치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 3과정; 및 상기 제 3과정을 통해 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 판재의 두께를 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 4과정을 포함하여 구성한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for setting welding conditions in spot welding for joining two metals to be joined by heat generated at a portion pressurized by conducting a constant current under a constant mechanical pressure. A spot welding quality evaluation system for detecting a welding state in real time to determine whether the welding state is appropriate; The welding time range is welded by gradually increasing the welding time of a metal plate of a certain thickness in a welding environment that supplies a predetermined welding current and is subjected to a constant pressing force, and the spot welding quality evaluation system performs proper welding in the corresponding welding environment. A first step of acquiring data for the first step; After acquiring data on the range of welding time for proper welding in any welding environment through the first process, the welding current is increased by a predetermined value to change the welding environment, and the process proceeds to the first process in the changed welding environment. A second process of acquiring data on a range of welding time at which proper welding is performed; After acquiring data on the range of welding time for proper welding in the changed welding environment through the second process, the welding pressure is increased by a predetermined value to change the welding environment, and the process proceeds to the first process in the changed welding environment. A third step of acquiring data on a range of welding times at which proper welding is made; And after acquiring data on the range of welding time at which the proper welding is performed in the changed welding environment through the third process, changing the welding environment by increasing the thickness of the weld plate by a predetermined value, and proceeding to the first process to change the welding. It comprises the 4th process of acquiring the data about the range of the welding time which a suitable welding is performed in environment.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

우선 본 발명은 이하에서 설명하는 것에 국한되지 않고 유한요소법(finite element method; FEM)에 의해 해석될 수도 있음을 미리 밝혀두며, 이하에서는 대한민국등록특허 10-0482487호에 기재되어 있는 점용접 품질 평가 시스템의 구성을 이용하는 예이다.First of all, the present invention is not limited to the description below, but may be interpreted in advance by a finite element method (FEM), and in the following, the spot welding quality evaluation system described in Korean Patent No. 10-0482487 This is an example of using the configuration.

첨부한 도 1은 본 발명의 적용을 점용접 품질 평가 시스템의 구성 예시도이며, 도 2는 도 1을 이용한 측정예를 나타내는 그래프이고, 도 3은 도 1에 도시되어 있는 점용접 품질 평가 시스템의 동저항의 변화에 따른 품질 평가 원리를 나타내는 예시도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a spot welding quality evaluation system according to the present invention, FIG. 2 is a graph showing a measurement example using FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the spot welding quality evaluation system shown in FIG. 1. It is an exemplary figure which shows the principle of quality evaluation by the change of a copper resistance.

첨부한 도 1에 도시되어 있는 점용접 품질 평가 시스템의 구성을 살펴보면, 접합하고자 하는 피용접재(10)를 맞대어 놓고, 두 개의 마주보는 전극(20)을 이용 하여 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하여, 압력을 받는 부위를 용접하는 용접에 적용하는 것으로, 상기 두 개의 전극의 양단에 와이어(30)를 부착하여 상기 전극 양단간의 전압을 측정하고, 상기 전극에 전류 센서(210)를 부착하여 전류를 측정한 후에 상기 전압신호를 전류신호를 기준으로 용접시 발생하는 저항의 변동을 측정하도록 하는 것이다.Referring to the configuration of the spot welding quality evaluation system shown in FIG. 1, the current to be welded 10 is joined to each other, and two current electrodes 20 are used to flow a current while applying an appropriate mechanical pressure. By applying a welding to the site under pressure, the wire 30 is attached to both ends of the two electrodes to measure the voltage between the both ends of the electrode, the current sensor 210 is attached to the electrode to the current After measuring the to measure the variation in resistance generated when welding the voltage signal based on the current signal.

보다 상세하게는, 상기 전극의 양단에 연결되어 전압을 측정하는 전압측정부 (100)와; 상기 전극 중 일측의 전극에 연결되어 전류를 측정하는 전류측정부(200)와; 상기 전압측정부(100)와 전류측정부(200)에 연결되어, 전압신호와 전류신호를 나누어주어 저항값을 산출하는 디바이더(300)로 구성된다.More specifically, the voltage measuring unit 100 is connected to both ends of the electrode to measure the voltage; A current measuring unit 200 connected to one of the electrodes to measure current; The divider 300 is connected to the voltage measuring unit 100 and the current measuring unit 200 and divides the voltage signal and the current signal to calculate a resistance value.

상기 구성 중 상기 전압측정부(100)는 상기 전극의 양단에 연결되는 차동증폭기(differential amplifier: 110)와; 상기 차동증폭기(110)에 연결되는 변화이득증폭기(variable gain amplifier: 120)와; 상기 변화이득증폭기(120)에 연결되는 전파장정류기(full wave rectifier: 130)로 구성된다.The voltage measuring unit (100) of the configuration includes a differential amplifier (110) connected to both ends of the electrode; A variable gain amplifier (120) connected to the differential amplifier (110); It consists of a full wave rectifier (130) connected to the change gain amplifier (120).

또한, 상기 전류측정부(200)는, 상기 전극의 일측에 설치되는 전류 센서 (210)와; 상기 전류 센서(210)에 연결되는 감쇠기/전압 폴러워(attenuator/voltage follower: 220)와; 상기 감쇠기/전압 폴러워(220)에 연결되는 적분기(integrator: 230)와; 상기 적분기(230)에 연결되는 변화이득증폭기(240)와; 상기 변화이득증폭기(240)에 연결되는 전파장정류기(250)로 구성되어, 상기 디바이더(300)에서 상기 전압측정부(100)와 전류측정부(200)의 출력신호를 나누어줄 수 있도록 파워를 조절하고 정류시킨다.In addition, the current measuring unit 200, the current sensor 210 is provided on one side of the electrode; An attenuator / voltage follower 220 connected to the current sensor 210; An integrator 230 connected to the attenuator / voltage follower 220; A change gain amplifier 240 connected to the integrator 230; It is composed of a full-wave rectifier 250 connected to the change gain amplifier 240, so that the divider 300 to divide the output signal of the voltage measuring unit 100 and the current measuring unit 200 Adjust and rectify.

한편, 상기 디바이더(300)의 타측단에는, 상기 측정한 저항값 중 필요한 신호만을 필터링하는 저역통과필터(400)와; 상기 신호를 디스플레이하는 출력부(500)를 추가 구성하고, 상기 출력부(500)에서는 시간에 따른 저항의 변화를 그래프로 디스플레이하도록 함(도 2 참조)으로써, 용접시에 실시간으로 저항의 변화를 알 수 있도록 한다.On the other hand, the other end of the divider 300, the low pass filter 400 for filtering only the necessary signal of the measured resistance value; An output unit 500 for displaying the signal is further configured, and the output unit 500 displays a change in resistance over time as a graph (see FIG. 2), thereby changing the resistance in real time during welding. Make sure you know.

이때, 첨부한 도 3을 참조하여 본 발명에서 이용하는 점용접 품질 평가 시스템의 동저항의 변화에 따른 품질평가원리를 살펴보면, 동저항(dynamic resistance)이란 용접 사이클이 진행됨에 따라서 용접부의 저항변화를 시간에 따라 고찰한 것으로서, 상기 도 3에서 도시하는 동저항 값은 용접의 진행과정을 보여줌으로써 실제 용접부의 품질의 지표가 된다.At this time, referring to the accompanying drawings, the quality evaluation principle according to the change in the dynamic resistance of the spot welding quality evaluation system used in the present invention, the dynamic resistance (dynamic resistance) is a time change in the resistance of the weld as the welding cycle proceeds As discussed above, the dynamic resistance value shown in FIG. 3 is an indicator of the quality of the actual welded portion by showing the progress of welding.

상기 도 3의 I 단계에서는 초기전류의 통전과 동시에 금속 표면의 오염물질이 붕괴되면서 급격한 저항 감소를 보이게 된다. 이 구간은 수 ms 이내에 발생되므로 예열이 없는 일반적인 용접 조건의 경우에는 관찰하기가 어렵다.In the step I of FIG. 3, as the initial current is energized, contaminants on the metal surface collapse, thereby rapidly decreasing resistance. This interval occurs within a few ms and is difficult to observe in typical welding conditions without preheating.

이후, II 단계 및 III 단계에서는 접촉면의 요철부가 사라지면서 전류가 흐르는 접촉 면적이 증가하여 저항이 감소함과 동시에 접촉부의 온도 상승으로 비저항이 증가한다. 따라서 두 저항변화가 평형을 이루어 극점이 된 후에 비저항의 증가로 동저항이 다시 증가한다.Subsequently, in stages II and III, as the uneven portion of the contact surface disappears, the contact area through which current flows increases, the resistance decreases, and the specific resistance increases due to the temperature rise of the contact portion. Therefore, after the two resistance changes are equilibrated and become the poles, the copper resistance increases again due to the increase in the specific resistance.

이후, IV 단계에서는 접촉부의 용융이 시작되고, 온도 증가에 의한 비저항의 증가가 용융부의 확장에 따른 통전영역 증가 및 소성변형에 따른 통전거리 단축으로 인한 저항 감소와 평형을 이루어 극점을 이룬다.Subsequently, in step IV, melting of the contact portion starts, and an increase in specific resistance due to temperature increases and becomes equilibrium with a decrease in resistance due to an increase in the conduction area due to the expansion of the melt part and a shortening of the conduction distance due to plastic deformation.

마지막으로 V 단계에서, 상기 IV 단계의 피크를 지나면서 용융 너겟의 성장과 소성변형에 의한 두께 감소가 두드러져 동저항이 현저히 감소하게 된다. 이후 가압력을 받고 있는 너겟 주위의 고상 금속이 더 이상 용융 금속을 지탱하지 못하게 되면 중간날림(expulsion)이 발생하고 이로 인하여 순간적인 동저항의 불연속적인 감소를 유발한다.Finally, in the V stage, the thickness reduction due to the growth and plastic deformation of the melt nugget is noticeable as the IV peak passes, and the dynamic resistance is significantly reduced. After that, when the solid metal around the nuggets under pressure can no longer support the molten metal, an intermediate explosion occurs, which causes a discontinuous decrease in dynamic resistance.

이러한 일반적인 저항변화에 따른 용접 상태의 분석을 토대로 실제 동저항 값의 측정치를 이용하여 용접의 품질을 평가할 수가 있는 것이다.Based on the analysis of the welding state according to the general resistance change, the quality of the welding can be evaluated by using the measurement of the actual dynamic resistance value.

즉, 첨부한 도 2의 1번 신호는 적정 용접 품질이 되었을 때의 동저항 신호를 나타내는 것으로서, 중간 정도의 피크치에 완만한 경사를 보이나, 2번 신호는 저항열이 부족하여 너겟이 제대로 형성되지 못한 상태를 나타내고 있다.That is, the signal 1 of FIG. 2 shows a dynamic resistance signal at the time of proper welding quality, and shows a moderate slope to a moderate peak value, but the signal 2 lacks a resistance string so that nuggets cannot be formed properly. It indicates a bad state.

또한, 3번 신호는 과다 열량으로 스패터가 발생하여 용접 품질에 이상이 발생한 것으로 해석된다.In addition, signal 3 is interpreted as an abnormality in welding quality due to spattering caused by excessive heat.

이상과 같이, 동저항의 측정치를 이용하여 용접된 상태의 품질을 평가할 수 있는 것이다.As mentioned above, the quality of the welded state can be evaluated using the measured value of a copper resistance.

그러므로 첨부한 도 2의 1번 신호가 검출되는 경우의 점용접 조건(흐르는 전류의 크기, 시간, 가압력)에 대한 데이터가 하나의 판재에 대해 취득될 수 있는 것이다.Therefore, the data on the spot welding condition (magnitude of current, time, pressing force) when the signal # 1 of FIG. 2 is detected can be obtained for one sheet.

이렇게 취득되는 데이터를 판재의 두께를 변경 예를 들어 0.5t 에서 10t 까지 변경시켜가면서 각 두께에 대한 최적 점용접 조건을 취득하여 데이터베이스화시키는 것이다.The data obtained in this way is changed to a thickness of, for example, 0.5t to 10t, and the optimum spot welding condition for each thickness is obtained and made into a database.

이러한 데이터베이스 형성 과정을 첨부한 도 5를 참조하여 살펴보면, 스텝 S101에서 점용접 작업을 위한 최적의 용접 조건을 취득하기 위한 시험 모델을 세팅하게 된다.Referring to FIG. 5 attached to the database formation process, a test model for acquiring an optimum welding condition for spot welding operation is set in step S101.

점용접은 일정한 기계적 압력이 가해지는 상태에서 일정 전류를 도통시켜 가압되는 부분에서 발생되는 열에 의해 접합하고자 하는 두 금속을 접합시키는 것이므로, 스텝 S102에서는 용접 판재의 두께를 초기 세팅시키고, 스텝 S103에서는 용접 판재의 가압력을 초기 세팅시키며, 스텝 S104에서는 판재의 용접을 위한 용접 전류를 초기 세팅시키고, 스텝 S105에서는 판재의 용접 시간을 초기 세팅시키게 된다.Spot welding is to join two metals to be joined by heat generated at a portion which is pressurized by applying a constant current under constant mechanical pressure. In step S102, the thickness of the welding plate is initially set, and in step S103, welding is performed. The pressing force of the sheet is initially set. In step S104, the welding current for welding the sheet is initially set, and in step S105, the welding time of the sheet is initially set.

상기 스텝 S102 내지 S105의 과정을 통해 용접 작업 환경에 대한 초기 세팅이 완료되어지면 스텝 S106으로 진행하여 점용접 동작을 수행하게 된다.When the initial setting for the welding working environment is completed through the process of steps S102 to S105, the process proceeds to step S106 to perform a spot welding operation.

이때 상기 스텝 S106의 과정을 진행하는 가운데, 스텝 S107에서는 상기 도 1내지 도 3을 참조하여 설명하였던 점용접 품질 평가 시스템을 통하여 용접 상태가 적정 상태로 인정되는 범위로 진입하였는가를 판단하여 아직은 용접이 제대로 이루어지지 않았다고 판단되는 경우 상기 스텝 S108로 진행하여 용접 시간을 증가시켜 스텝 S105로 진행하여 판재의 용접 시간을 종전의 세팅값에서 변경시키게 된다.At this time, while the process of step S106 is being performed, it is determined in step S107 whether or not the welding state has entered a range recognized as an appropriate state through the spot welding quality evaluation system described with reference to FIGS. 1 to 3. If it is determined that it is not properly made, the process proceeds to step S108 to increase the welding time, and the process proceeds to step S105 to change the welding time of the sheet material from the previous setting value.

반면에 상기 스텝 S107에서 현재 용접 상태가 적정 상태로 인정되는 범위로 진입하였다고 판단되는 경우 스텝 S109로 진행하여 상기 스텝 S102 내지 S105의 과정을 통해 세팅되어진 작업 환경에 대한 데이터를 저장한다.On the other hand, if it is determined in step S107 that the current welding state has entered a range recognized as an appropriate state, the process proceeds to step S109 to store data on the working environment set through the processes of steps S102 to S105.

이후, 상술한 과정을 통한 용접 상태가 적정 상태로 인정되는 범위를 벗어났 는가를 스텝 S110에서 판단하는데, 이는 해당 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하기 위한 것으로 결국 용접의 적정 범위를 용접 시간의 범위로 검출이 이루어진다.Subsequently, it is determined in step S110 whether the welding state through the above-described process is out of a range recognized as an appropriate state, which is to acquire data on the range of welding time at which proper welding is performed in the corresponding welding environment. An appropriate range of welding is detected in the range of welding time.

이때 이미 상기 스텝 S102 내지 스텝 S104의 과정을 통해 용접 판재의 두께, 용접 판재의 가압력 및 용접을 위한 용접 전류의 데이터는 용접 작업 환경에 대한 선행조건의 값으로 취득되어져 있다.At this time, the data of the thickness of the welding plate, the pressing force of the welding plate, and the welding current for welding have already been obtained as values of the preceding conditions for the welding working environment through the processes of steps S102 to S104.

이후, 스텝 S112의 과정을 통해 용접 작업 환경에 대한 선행조건으로 용접 전류에 대한 변화에 대해서도 모든 데이터를 통해 데이터 취득이 이루어졌는가를 판단하여 완료되지 않았다고 판단되면 스텝 S113으로 진행하여 용접 시간에 대한 데이터를 초기화시키고 용접 전류는 증가시킨 후 스텝 S104로 진행하게 된다.Thereafter, as a prerequisite for the welding working environment through the process of step S112, it is determined whether the data has been acquired through all the data regarding the change in the welding current, and when it is determined that the data is not completed, the process proceeds to step S113 and the data on the welding time. Is initialized and the welding current is increased to proceed to step S104.

따라서 변화된 용접 전류에 대한 용접 시간에 대한 데이터를 취득하게 된다.Therefore, the data on the welding time for the changed welding current is obtained.

반면에 스텝 S112의 과정을 통해 용접 전류에 대한 가능 범위의 데이터를 모두 취득하였다고 판단되는 경우 스텝 S114로 진행하여 용접 작업 환경에 대한 선행조건으로 가압력에 대한 변화에 대해서도 모든 데이터를 통해 데이터 취득이 이루어졌는가를 판단하여 완료되지 않았다고 판단되면 스텝 S115로 진행하여 용접 시간과 용접 전류에 대한 데이터를 초기화시키고 가압력은 증가시킨 후 스텝 S103으로 진행하게 된다.On the other hand, if it is judged that all the data of the possible range for the welding current have been acquired through the process of step S112, the process proceeds to step S114 and data is acquired through all the data regarding the change in the pressing force as a prerequisite for the welding working environment. If it is judged that it has not been completed and judged that it has not been completed, the process proceeds to step S115 to initialize the data on the welding time and the welding current, and increases the pressing force, and then proceeds to step S103.

따라서 변화된 가압력에 대한 용접 전류와 용접 시간에 대한 데이터를 취득하게 된다.Therefore, the welding current and the welding time for the changed pressing force are acquired.

반면에 스텝 S114의 과정을 통해 가압력 조건의 변화에 대한 가능 범위의 데 이터를 모두 취득하였다고 판단되는 경우 스텝 S116으로 진행하여 용접 작업 환경에 대한 선행조건으로 판재의 두께에 대한 변화에 대해서도 모든 데이터를 통해 데이터 취득이 이루어졌는가를 판단하여 완료되지 않았다고 판단되면 스텝 S117로 진행하여 용접 시간과 용접 전류 및 용접 가압력에 대한 데이터를 초기화시키고 판재의 두께를 증가시킨 후 스텝 S103로 진행하게 된다.On the other hand, if it is judged that all the data in the possible range for the change in the pressing conditions have been acquired through the process of step S114, the process proceeds to step S116 and all the data for the change in the thickness of the plate as a prerequisite for the welding working environment are obtained. If it is determined that the data acquisition has been completed, and it is determined that the data has not been completed, the process proceeds to step S117 to initialize the data on the welding time, the welding current and the welding force, increases the thickness of the plate, and then proceeds to step S103.

따라서 변화된 가압력에 대한 용접 전류와 용접 시간에 대한 데이터를 취득하게 된다.Therefore, the welding current and the welding time for the changed pressing force are acquired.

이러한 과정을 통해 스텝 S118의 과정에서 판재의 두께의 변화에 대한 용접 전류, 시간 및 가압력에 대한 3차원적인 용접 조건의 데이터를 취득하게 된다.Through this process, in the process of step S118, data of three-dimensional welding conditions for welding current, time, and pressing force with respect to the change in the thickness of the plate is acquired.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it will be appreciated that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.

이상과 같이 본 발명은 생산가공 제품의 다양한 변화에 따라 점용접시 판재의 두께변화에 대응하여 해당 점용접 동작에 따른 최적의 점용접 작업 조건을 제시할 수 있도록 데이터베이스를 제공할 수 있음으로 차량의 개발기간을 단축하고 품질의 균일성을 유지할 수 있는 것이다.As described above, the present invention can provide a database for presenting an optimum spot welding operation condition according to the spot welding operation in response to the thickness change of the spot welding plate according to various changes in the production process product. It can shorten the period and maintain the uniformity of quality.

Claims (1)

일정한 기계적 압력이 가해지는 상태에서 일정 전류를 도통시켜 가압되는 부분에서 발생되는 열에 의해 접합하고자 하는 두 금속을 접합시키는 점용접 시의 용접 조건 설정 방법에 있어서,In the welding condition setting method for spot welding in which two metals to be joined are joined by heat generated at a portion pressurized by applying a constant current while a constant mechanical pressure is applied, 용접 상태를 실시간 검출하여 용접 상태의 적정성 여부를 판별하는 점용접 품질 평가 시스템을 구비하고;A spot welding quality evaluation system for detecting a welding state in real time to determine whether the welding state is appropriate; 소정의 용접 전류를 공급하며 일정 가압력이 주어지는 용접 환경에서 특정 두께의 금속 판재를 용접 시간을 점차 증가시켜 용접하며, 상기 점용접 품질 평가 시스템을 통해 해당 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 1과정과;The welding time range is welded by gradually increasing the welding time of a metal plate of a certain thickness in a welding environment that supplies a predetermined welding current and is subjected to a constant pressing force, and the spot welding quality evaluation system performs proper welding in the corresponding welding environment. A first step of acquiring data for the first step; 상기 제 1과정을 통해 임의의 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 전류를 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 2과정과;After acquiring data on the range of welding time for proper welding in any welding environment through the first process, the welding current is increased by a predetermined value to change the welding environment, and the process proceeds to the first process in the changed welding environment. A second process of acquiring data on a range of welding time at which proper welding is performed; 상기 제 2과정을 통해 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 가압력을 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 3과정; 및After acquiring data on the range of welding time for proper welding in the changed welding environment through the second process, the welding pressure is increased by a predetermined value to change the welding environment, and the process proceeds to the first process in the changed welding environment. A third step of acquiring data on a range of welding times at which proper welding is made; And 상기 제 3과정을 통해 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득한 이후 용접 판재의 두께를 소정치 증가시켜 용접 환경을 변경시키고, 상기 제 1과정으로 진행하여 변경된 용접 환경에서의 적정 용접이 이루어지는 용접 시간의 범위에 대한 데이터를 취득하는 제 4과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 점용접의 용접 조건 설정 방법.After acquiring data on the range of welding time for proper welding in the changed welding environment through the third process, the thickness of the welding plate is increased by a predetermined value to change the welding environment, and the process proceeds to the first process. And a fourth process of acquiring data on the range of welding time at which the proper welding is performed in the welding process.
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