KR101286682B1

KR101286682B1 - 강판의 접합방법

Info

Publication number: KR101286682B1
Application number: KR1020120031436A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 김래형
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-07-16

Abstract

강판의 접합방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판의 접합방법은 상호 접합할 2장의 강판 사이에 일정간격으로 접착패드를 부착하고, 각 접착패드에 대응하는 강판의 외면을 스팀 가열기를 통하여 상호 가압하면서 상기 접착패드에 대응하는 강판의 외면에 스팀을 제공하여 스팀열에 의해 일정온도범위내의 순간적인 표면 열처리를 진행하여 상기 접착패드를 경화시켜 상기 2장의 강판을 상호 접착 접합한다.

Description

강판의 접합방법{WELDING METHOD FOR STEEL SHEETS}

본 발명은 강판의 접합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산화성이 강하고, 증발온도 및 연신률이 낮아 용융접합 또는 기계적 접합이 어려운 합금 강판간의 이상적인 접합을 가능하게 하는 강판의 접합방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업분야에서 두 강판을 상호 겹치기 접합하기 위해서는 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 이용한 레이저 용접이나, 스폿 용접기를 이용한 전기저항 용접이 주로 적용된다.

도 1에서는 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도로써, 레이저빔(LB)을 이용하여 강판 소재를 용접하기 위한 일반적인 레이저 용접 시스템은 로봇(1)의 아암(3) 선단에 레이저 헤드(5)가 설치되고, 이 레이저 헤드(5)는 레이저 발진기(7)와 연결된다.

상기 로봇(1)은 로봇 제어기(C)에 의해 거동 제어되어 상기 레이저 헤드(5)를 소재(9)의 용접패턴을 따라 이동시키면서 레이저빔(LB)이 조사되도록 하여 용접작업을 진행하게 된다.

그러나 이러한 레이저 용접과 같은 용융접합이나 스폿 용접과 같은 아크 용접 및 볼트 너트 등을 이용하는 기계적 접합은 마그네슘 합금 강판과 같이, 산화성이 강하고, 증발온도 및 연신률이 낮은 합금강판의 접합에는 적용하기 어려운 단점이 있다.

특히, 상기 마그네슘 합금 강판은 스폿 용접과 같은 아크 용접이나 레이져 용접과 같은 용융 접합 시, 용접 잔류 응력과 기공 발생 및 폭발 등으로 인하여 용접이 어려워 새로운 접합방법의 연구개발이 시급한 문제이다.

본 발명의 실시 예는 마그네슘 합금 강판과 같이, 산화성이 강하고, 증발온도 및 연신률이 낮아 용융접합, 아크용접 또는 기계적 접합이 어려운 합금 강판간의 이상적인 접합을 가능하게 하는 강판의 접합방법을 제공하고자 한다.

즉, 마그네슘 합금 강판 사이에 테이프형 접착패드를 먼저 부착하고, 접착패드에 대응하는 마그네슘 합금 강판의 상면을 가압하면서 고온의 스팀열을 이용하여 접착패드의 활성화 온도로 가열하여 접착 접합함으로써 접합품질을 확보할 수 있도록 하는 강판의 접합방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 상호 접합할 2장의 강판 중, 하나의 강판 단면상에 이웃하여 일정간격으로 접착패드를 부착하는 제1단계; 상기 제1단계에서, 상기 접착패드가 부착된 강판에 다른 강판을 겹쳐서 상기 접착패드를 통하여 상호 접착된 상태로 지그 상에 로딩하는 제2단계; 상기 제2단계에서, 상기 각 강판 사이의 상기 접착패드에 대응하는 상기 다른 강판의 상면에 스팀 가열기를 이용하여 가압력을 제공하는 제3단계; 및 상기 제3단계의 가압 상태에서, 상기 스팀 가열기를 통하여 상기 접착패드에 대응하는 상기 다른 강판의 상면에 스팀을 제공하여 스팀열에 의한 일정온도범위 내의 순간적인 표면 열처리를 진행하여 상기 접착패드를 경화시키는 제4단계를 포함하는 강판의 접합방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 접착패드는 그 두께가 0.1mm ~ 0.2mm 범위 내의 테이프형 패드로 구성될 수 있다.

또한, 상기 접착패드는 에폭시 접착패드로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제4단계의 일정온도범위는 100℃ 내지 200℃ 사이일 수 있다.

또한, 상기 강판은 마그네슘 합금 강판일 수 있다.

본 발명의 실시 예는 마그네슘 합금 강판과 같이, 산화성이 강하고, 증발온도 및 연신률이 낮아 용융접합, 아크용접 또는 기계적 접합이 어려운 합금 강판간에도 접합흔적을 남기지 않아 접합 품질을 높여줄 수 있다.

또한, 별도의 전용지그가 불필요하고, 접합 후에는 접착패드에 의한 응력의 분산과 함께 충분한 접합 강도를 유지할 수 있다.

또한, 접착패드를 별도의 오븐 등에서 경화공정을 거치지 않고도 경화시킬 수 있어 공정상의 이점도 있다.

도 1은 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 강판의 접합방법에 따른 공정도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 강판의 접합방법을 설명함에 있어, 적용되는 소재를 마그네슘 합금 강판으로 하여 설명하나, 마그네슘 합금 강판 또는 이종의 합금 강판을 적용할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 강판의 접합방법에 따른 공정도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 강판의 접합방법은 상호 겹치기 용접할 2장의 마그네슘 합금 강판(11,13) 중, 하나의 마그네슘 합금 강판(11)의 단면상에 이웃하여 일정간격으로 접착패드(15)를 먼저 부착한다.(S1)

여기서, 상기 접착패드(15)는 두께가 0.1mm ~ 0.2mm의 범위 내에서 설정되는 테이프형 패드로 구성된다.

이러한 접착패드(15)의 두께(t)는 상호 접합될 각 마그네슘 합금 강판(11,13) 사이의 갭(G)을 최소화하기 위하여 더 얇게 할 수 있으나, 접착력을 유지하기 위한 최소한의 두께(t)는 유지해야 한다.

또한, 상기 접착패드(15)는 에폭시소재로 된 에폭시 접착패드로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 상태로, 상기 접착패드(15)가 부착된 마그네슘 합금 강판(11)에 접합할 다른 마그네슘 합금 강판(13)을 겹쳐서 상기 접착패드(15)를 통하여 상호 접착된 상태로 지그(17) 상에 로딩한다.(S2)

이어서, 상기 각 마그네슘 합금 강판(11,13) 사이의 상기 접착패드(15)에 대응하는 상부 마그네슘 합금 강판(13)의 상면에 스팀 가열기(19)를 이용하여 가압력(F)을 제공한다.(S3)

여기서, 상기 스팀 가열기(19)는 로봇 또는 전용지그 상의 승하강 장치에 설치된 상태로, 스팀공급라인(L)과 연결되어 상기 2장의 마그네슘 합금 강판(11,13)을 가압하거나 스팀(Steam)을 제공할 수 있도록 하는 구성이면 적용이 가능하다.

이와 같이, 지그(17) 상에 로딩된 상태로, 상기 스팀 가열기(19)에 의해 2장의 마그네슘 합금 강판(11,13)이 상호 가압 상태에서, 상기 스팀 가열기(19)를 통하여 상기 접착패드(15)에 대응하는 상부의 마그네슘 합금 강판(13)의 상면에 고온의 스팀(Steam)을 제공한다.

이에 따라, 상기 접착패드(15)에 대응하는 2장의 마그네슘 합금 강판(11,13)은 스팀열에 의해 일정온도범위 내에서 순간적으로 표면 열처리되어 내부의 접착패드를 경화시키게 되며, 상기 2장의 마그네슘 합금 강판(11,13)은 서로 접착 접합된다.(S4)

이때, 상기 일정온도범위는 에폭시 접착패드의 경화온도 범위인 100℃ 내지 200℃ 사이인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 스팀 가열기(19)에 의해 제공되는 스팀은 마그네슘 합금 강판(11,13) 내부의 접착패드(15)의 넓이만큼 상부의 마그네슘 합금 강판(13)에 국부적으로 제공되어 한번에 접착패드(15)를 경화시키기 위한 열원으로 제공된다.

따라서 상기한 바와 같은 강판의 접합방법에 의해 2장의 마그네슘 합금 강판(11,13)의 접착 접합을 진행하게 되며, 이러한 강판의 접합방법은 반드시 마그네슘 합금 강판(11,13)이 아니더라도 산화성이 강하고, 증발온도 및 연신률이 낮아 용융접합, 아크용접 또는 기계적 접합이 어려운 합금 강판간의 이상적인 접합방법으로 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 강판의 접합방법은 별도의 전용지그가 불필요하며, 접합을 위하여 제공되는 열원이 스팀에 의한 스팀열로 접합되는 강판 상에 용접, 압접 등에 의한 접합흔적을 남기지 않아 접합 품질을 확보해 준다.

또한, 이러한 강판의 접합방법에 의해 접합된 2장의 마그네슘 합금 강판(11,13)은 접착패드(15)의 두께에 의해 최적의 강판 접착 두께를 유지하고, 접착패드(15)에 의한 응력의 분산과 함께 충분한 접합 강도를 유지할 수 있다.

또한, 접착패드(15)를 별도의 오븐 등에서 경화공정을 거치지 않고도 경화시킬 수 있어 공정상의 이점도 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

11,13: 마그네슘 합금 강판 15: 접착패드
17: 지그 19: 스팀 가열기
G: 갭 t: 두께

Claims

강판의 접합방법에 있어서,
상호 접합할 2장의 강판 중, 하나의 강판 단면상에 이웃하여 일정간격으로 접착패드를 부착하는 제1단계;
상기 제1단계에서, 상기 접착패드가 부착된 강판에 다른 강판을 겹쳐서 상기 접착패드를 통하여 상호 접착된 상태로 지그 상에 로딩하는 제2단계;
상기 제2단계에서, 상기 각 강판 사이의 상기 접착패드에 대응하는 상기 다른 강판의 상면에 스팀 가열기를 이용하여 가압력을 제공하는 제3단계; 및
상기 제3단계의 가압 상태에서, 상기 스팀 가열기를 통하여 상기 접착패드에 대응하는 상기 다른 강판의 상면에 스팀을 제공하여 스팀열에 의한 일정온도범위 내의 순간적인 표면 열처리를 진행하여 상기 접착패드를 경화시키는 제4단계를 포함하는 강판의 접합방법.
제1항에 있어서,
상기 접착패드는
그 두께가 0.1mm ~ 0.2mm 범위 내의 테이프형 패드로 구성되는 강판의 접합방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접착패드는
에폭시 접착패드로 구성되는 강판의 접합방법.
제1항에 있어서,
상기 제4단계의 일정온도범위는
100℃ 내지 200℃ 사이인 것을 특징으로 하는 강판의 접합방법.
제1항에 있어서,
상기 강판은
마그네슘 합금 강판인 것을 특징으로 하는 강판의 접합방법.
강판의 접합방법에 있어서,
상호 접합할 2장의 강판 사이에 일정간격으로 접착패드를 부착하고, 각 접착패드에 대응하는 강판의 외면을 스팀 가열기를 통하여 상호 가압하면서 상기 접착패드에 대응하는 강판의 외면에 스팀을 제공하여 스팀열에 의해 일정온도범위내의 순간적인 표면 열처리를 진행하여 상기 접착패드를 경화시켜 상기 2장의 강판을 상호 접착 접합하는 강판의 접합방법.
제6항에 있어서,
상기 강판의 상호 가압은
상기 접착패드에 의해 접착된 2장의 강판을 지그 상에 로딩한 상태로, 스팀 가열기를 통하여 가압하는 것을 특징으로 하는 강판의 접합방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 접착패드는
그 두께가 0.1mm ~ 0.2mm 범위 내의 테이프형 패드로 구성되는 강판의 접합방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 접착패드는
에폭시 접착패드로 구성되는 강판의 접합방법.
제6항에 있어서,
상기 일정온도범위는
100℃ 내지 200℃ 사이인 것을 특징으로 하는 강판의 접합방법.
제6항에 있어서,
상기 강판은
마그네슘 합금 강판인 것을 특징으로 하는 강판의 접합방법.