KR101360661B1 - 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재 - Google Patents

테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재는 서로 다른 두께 및 소재로 제공되는 제1부재와 제2부재를 결합하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 있어서, 제1부재, 상기 제1부재보다 경도가 큰 제2부재 및 상기 제1부재와 상기 제2부재를 용접결합시키는 용접부를 포함하며, 상기 용접부의 경도와 두께의 곱(multiplication)이 상기 제1부재 또는 상기 제2부재의 경도와 두께의 곱보다 크게 제공될 수 있다.

Description

테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재{Hot stamping member having connecting structure of tailored blank}
본 발명은 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 두께 및 소재로 제공되는 부재를 용접결합하여, 고온까지 가열하고 프레스를 통한 성형 및 냉각을 포함하는 핫스탬핑 공정을 통해 제조된 부재의 용접부에서 파단이 발생하지 않는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 관한 것이다.
최근 자동차산업의 비용절감 및 연비향상 요구 등에 따른 경량화 등으로 테일러드 블랭크(tailored blank)에 의한 프레스(press) 성형품의 적용이 증가하고 있다.
일반적으로 테일러드 블랭크에 의한 프레스 성형품은 재질이나 두께가 다른 둘 이상의 판재의 단부를 맞대고, 그 맞댐 부위에 연속 용접을 행하여 연결한 테일러드 블랭크에 대하여 냉각 프레스 가공을 하여 성형된 제품을 의미한다.
하지만, 종래의 테일러드 블랭크 프레스 성형품의 경우 연결된 소재에 따른 가공 경화의 불균일성으로 인한 인장강도의 관리가 어렵고, 특히 고장력 강판을 사용하는 경우 냉간 프레스 후 잔류 응력에 의한 스프링백(spring back) 현상 및 지연파괴 발생 등으로 제품의 품질 확보가 곤란하다는 문제가 있었다.
한편, 자동차용 테일러드 블랭크의 새로운 시도로, 국부적인 고강도화가 요구되는 센터필러(center pillar) 등의 차량용 충돌부재의 제조를 위해 담금질용 강판 부분과 일반 강판부분을 연속용접으로 연결한 테일러드 블랭크를 담금질이 가능한 온도 영역까지 가열하고, 이 상태에서 상대적으로 저온의 프레스 금형을 이용하여 프레스 가공함으로써, 의도한 형상의 성형 및 담금질을 일시에 행하는 공정이 적용되고 있다.
이와 같이 담금질용 강판과 일반 강판이 연속용접된 테일러드 블랭크를 고온 성형 및 급냉을 하는 핫스탬핑에 의해 제조된 부재의 경우, 담금질용 강판은 핫스팸핑 공정에 의해 매우 높은 강도를 가질 수 있어 충돌시 원래 구조를 유지할 수 있으며, 일반 강판은 저강도인 반면 충돌에너지를 흡수하는 역할을 함으로써, 탑승자의 안전을 보장할 수 있게 된다.
한편, 대부분의 고강도 강판과 저강도 강판의 조합인 테일러드 블랭크의 경우 저강도의 일반 강판의 두께가 고강도의 담금질용 강판에 비하여 두껍게 제공되는 관계를 보이는데, 이러한 소재를 결합한 용접부는 두께 관계에 따라 파단에 약하게 되는 문제점이 있다.
즉, 일반적으로 용접부만의 강도 평가가 곤란하므로, 경도 측정을 통해 용접부의 강도를 추론하는 방법이 많이 사용되고 있는데, 서로 두께가 다른 두 소재의 경도측정에 의하면, 두께 차이에 따른 혼합비율에 따라 용접부의 경도는 두 소재의 경도값들의 사이값으로 제공되어 용접부의 강도는 문제가 없는 것으로 판단될 수 있다.
그러나, 상기 두께 차이가 어느 수준이상이 되면, 최종 부품의 외부 충돌과 같은 상황에서 용접부에 파단이 발생하여 충격흡수 및 승객 안전 확보가 불가능할 수 있는 문제가 있다.
도 1을 참조하면, 담금질용 고강도강판과 저강도의 일반강판의 테일러드 블랭크 구조를 핫스탬핑 공정에 의해 열처리를 한 것과 열처리 전의 용접부의 경도 분포와 열처리 후의 인장결과를 나타낸 것이다.
도 1의 (a)에서 보는 바와 같이 열처리 전의 경도는 두 소재에 비해 용접부가 매우 높은 반면, 열처리 후의 용접부 경도는 고경도의 고강도강판과 저경도의 일반강판의 사이에 있음을 알 수 있다. 하지만, 이러한 경우에서도 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이 파단이 용접부에서 발생하는 문제가 있는 것이다.
따라서, 서로 다른 두께 및 소재로 제공되는 테일러드 블랭크에 대하여 용접부에서 파단이 발생하는 원인을 분석하여, 상기 용접부에서 파단이 발생하지 않는 발명에 관한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 서로 다른 두께 및 소재로 제공되는 부재 사이의 용접부가 외력에 의해 파단이 발생하지 않도록, 상기 부재의 경도와 두께 관계를 조절하여 제공되는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재는 서로 다른 두께 및 소재로 제공되는 제1부재와 제2부재를 결합하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 있어서, 제1부재, 상기 제1부재보다 경도가 큰 제2부재 및 상기 제1부재와 상기 제2부재를 용접결합시키는 용접부를 포함하며, 상기 용접부의 경도와 두께의 곱(multiplication)이 상기 제1부재 또는 상기 제2부재의 경도와 두께의 곱보다 크게 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 제1부재의 경도는 170 ~ 230Hv이고, 상기 제2부재의 경도는 450 ~ 510Hv이며, 상기 제1부재의 두께는 상기 제2부재의 두께보다 0 ~ 23% 두껍게 제공될 수 있다. 단, 여기서 경도(Hv)는 200g의 하중으로 측정되었다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 용접부는 상기 제1부재보다 경도가 큰 용접재료에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 용접부는 두께를 증가시키도록 부가층를 더 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 용접부는 상기 제2부재의 포함량이 더 많도록, 용융지점을 상기 제1부재보다 상기 제2부재에 치우쳐 형성되게 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재는 경도와 두께의 곱으로 정의될 수 있는 파괴강도를, 결합되는 제1부재 또는 제2부재보다 용접부에서 크게 제공할 수 있다.
이에 의해, 외력이 작용하는 경우에 상기 용접부에서 파단이 발생하지 않게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 용접부에서의 파단을 방지함으로써, 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재가 적용된 부재의 핫스탭핑 공정에 의해 완성된 프레스 제품의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 발생한다.
도 1의 (a) 및 (b)는 각각 기존의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 대한 열처리 전후의 경도를 나타낸 그래프 및 파단이 발생한 부분을 나타낸 사진이다.
도 2는 기존의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 대한 단면 사진 및 열처리 후 경도와 파괴강도를 나타낸 그래프이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 대한 열처리 후의 경도와 파괴강도를 나타낸 그래프 및 파단이 발생한 부분을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에서 부가층을 더 포함한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에서 용융지점의 변형 실시예를 도시한 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재는 서로 다른 두께 및 소재로 제공되는 부재의 용접 결합시에 용접부(30)에서의 파단이 발생하지 않게 제공되는 발명에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재는 경도(H)와 두께(t)의 곱으로 정의될 수 있는 파괴강도(fracture strength: S)를, 결합되는 제1부재(10) 또는 제2부재(20)보다 용접부(30)에서 크게 제공하여, 외력이 작용하는 경우에 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하지 않게 할 수 있다.
또한, 용접부(30)에서의 파단을 방지함으로써, 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재가 적용된 부재의 핫스탭핑 공정에 의해 완성된 프레스 제품의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 최종적으로 고강도를 보이는 담금질용 강판이 저강도의 일반 강판 대비 상대적으로 얇은 이(異) 두께 조합인 경우에, 외력이 작용할 때, 용접부(30)에서 파단이 발생하는 문제점을 해결하기 위해 제시된 발명인 것이다.
이와 같이, 본 발명에서 상기 용접부(30)에서의 파단이 발생하지 않도록 제시되기 위해서, 우선 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하는 원인을 규명하였다.
이는 도 2에 나타낸 바와 같이, 열처리 후 인장강도 600MPa이고 두께가 1.5mm인 저강도 강판과 열처리 후 인장강도가 1.5GPa이고 두께가 1.0mm인 고강도 강판을 용접결합한 경우의 경도(H) 및 파괴강도(FS)를 분석하여 실시되었다.
즉, 상기 저강도 강판과 고강도 강판의 용접부분인 용접부(30)가 제공되며, 상기 용접부(30)의 경도(H)는 상기 저강도 강판과 상기 고강도 강판의 사이값을 가지게 된다는 것을 알 수 있다.
그러나, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 외력에 의한 파단은 상기 용접부(30)에서 발생하며, 이와 같이 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하는 원인을 소재의 경도(H)와 두께(t)의 곱(multiplication)으로 정의 되는 파괴강도(FS)를 비교하여 판단할 수 있었다.
즉, 도 2에 도시된 파괴강도(FS) 그래프에서 나타낸 바와 같이 파괴강도(FS)는 용접부(30)에서 최저값을 가지게 되며, 이는 파단이 발생하는 부분과 일치하였음을 알 수 있었다.
이에 의해, 상기 파괴강도(FS)를 조절하면, 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있었다.
구체적으로, 도 3은 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 대한 열처리 후의 경도(H)와 파괴강도(FS)를 나타낸 그래프 및 파단이 발생한 부분을 나타낸 사진이며, 도 4는 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 대한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재는 서로 다른 두께(t) 및 소재로 제공되는 제1부재(10)와 제2부재(20)를 결합하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 있어서, 제1부재(10), 상기 제1부재(10)보다 경도(H)가 큰 제2부재(20) 및 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20)를 용접결합시키는 용접부(30)를 포함하며, 상기 용접부(30)의 경도(H)와 두께(t)의 곱이 상기 제1부재(10) 또는 상기 제2부재(20)의 경도(H)와 두께(t)의 곱보다 크게 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 용접부(30)는 상기 제1부재(10)보다 경도(H)가 큰 용접재료(s)에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 제1부재(10)의 경도(H)는 170 ~ 230Hv이고, 상기 제2부재(20)의 경도(H)는 450 ~ 510Hv이며, 상기 제1부재(10)의 두께(t1)는 상기 제2부재(20)의 두께(t2)보다 0 ~ 23% 두껍게 제공될 수 있다. 단, 여기서 경도(H)는 200g의 하중으로 측정되었다.
상기 제1부재(10)는 기존의 일반적인 강판인 저강도 강판에 대응하는 구성요소이며, 상기 제2부재(20)는 기존의 담금질용 강판인 고강도 강판에 대응하는 구성요소이다. 여기서 상기 제1부재(10)는 상기 제2부재(20)보다 열처리 후의 경도(H)가 작게 제공된다.
한편, 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20)를 용접 결합한 부분인 용접부(30)는 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20)의 사이값인 경도(H)를 가지는 소재 특성을 보일 수 있다.
즉, 열처리 후의 경도값은 상기 제1부재(10)가 가장 작고, 상기 제2부재(20)가 가장 크며, 상기 용접부(30)의 경도(H)는 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20)의 사이값을 가지게 되는 것이다.
상기 경도(H)는 비커스 경도(Vicker's hardness)에 의해 측정하였다. 즉, 대면각이 136도인 피라미드형 다이아몬드 압자를 소재의 면에 하중을 주어 피트(pit)를 만들고, 하중을 제거한 후에 남은 영구 피트의 표면적으로 하중을 나눈값으로 측정한 것이다.
구체적으로는 하중을 P kg, 피트의 대각선의 길이를 d mm 라고 하면, 경도(H)는 이하의 수학식 1과 같이 측정될 수 있는 것이다.
(수학식 1)
H = 1.854×P/d2
또한, 상기 제1부재(10)의 두께(t1)는 상기 제2부재(20)의 두께(t2)보다 두껍게 제공될 수 있다. 상기 제1부재(10), 제2부재(20) 및 용접부(30)에 대하여 외력에 의해 파단이 발생여부를 판단하는 값으로써, 소재의 경도(H)와 두께(t)의 곱인 파괴강도(FS)를 정의하였다. 즉, 파괴강도(FS)는 이하의 수학식 2로 정의될 수 있는 것이다.
(수학식 2)
FS = H×t
한편, 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재는 상기 파괴강도(FS)를 조절하여 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 용접부(30)의 경도(H)와 두께(t)의 곱인 파괴강도(FS)를 상기 제1부재(10) 또는 제2부재(20)의 파괴강도(FS)보다 크게 제공하여 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제1부재(10)의 경도(H)가 작기 때문에 일반적으로는 상기 제1부재(10)에서 파단이 발생하게 된다. 즉, 두께(t)가 상기 제1부재(10)가 상기 제2부재(20)보다 두껍게 제공되나, 경도(H)의 차이가 더 크기 때문에, 상기 제1부재(10)의 파괴강도(FS)가 제2부재(20)보다 작아서, 일반적으로는 외력이 작용할 때 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20) 중에서 상기 제1부재(10)에서 파단이 발생하게 되는 것이다.
이와 같이, 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하지 않고 상기 제1부재(10)에서 파단이 발생하게 하도록 유도한 것은, 기존에는 상기 제1부재(10)의 파괴강도(FS)가 상기 용접부(30)보다 크게 제공되었기 때문이라는 분석에 의한 것이다.
상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 상기 제1부재(10)의 파괴강도(FS)보다 크게 설정하기 위한 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재로는 상기 용접부(30)의 두께(t)를 조절하여 제공되는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재가 있다.
즉, 상기 제1부재(10)의 두께(t1)를 상기 제2부재(20)의 두께(t2)보다 0 ~ 23% 두껍게 제공하는 것이다. 다만, 이와 같이 상기 제1부재(10)의 두께(t1)를 일정 크기보다 작게 제공하는 경우에는 상기 제1부재(10) 내지 제2부재(20)의 경도(H)에 대한 제한도 필요하다.
다시 말해, 상기 제1부재(10)의 경도(H)는 170 ~ 230Hv이고, 상기 제2부재(20)의 경도(H)는 450 ~ 510Hv로 제시하는 동시에, 상기 제1부재(10)의 두께(t1)는 상기 제2부재(20)의 두께(t2)보다 0 ~ 23% 두껍게 제공하는 것이다. 여기서 경도(H)는 200g의 하중으로 측정되었다.
상기 제1부재(10)의 두께(t1)가 상기 제2부재(20)의 두께(t2)보다 0 ~ 23% 두껍게 제공되는 것은, 일례로써 상기 제2부재(20)의 두께(t2)가 1.3mm로 제공되는 경우에 상기 제1부재(10)의 두께(t1)가 1.6mm로 제공되는 것이 상기 용접부(30)에서 파단이 발생하지 않기 위한 최대 두께이기 때문이다.
이와 같이 제시된 두께(t) 및 경도(H)의 수치범위에서 파괴강도(FS)를 측정하면, 기존의 파괴강도(FS)를 측정한 그래프인 도 2에서와는 다르게, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 파괴강도(FS)의 최저점이 용접부(30)가 아닌 제1부재(10)에 형성되는 것을 알 수 있다. 이는 파단 결과를 나타낸 사진인 도 3의 (b)에서도 확인할 수 있다.
즉, 전술한 수치범위는 경도(H)가 정해진 제1부재(10) 및 제2부재(20)의 두께(t) 관계를 조절하여 제시된 것으로써, 상기 두께(t) 관계를 벗어나는 경우에는 용접부(30)에서 파단이 발생하는 것을 피할 수 없는 임계적인 수치값으로 제안된 것이다.
한편, 상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 상기 제1부재(10)의 파괴강도(FS)보다 크게 설정하기 위한 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재로써, 상기 용접부(30)의 두께(t)를 조절하여 제공하기 위하여 상기 용접부(30)에 부가층(32)을 형성하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재를 제시할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
또한, 상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 상기 제1부재(10)의 파괴강도(FS)보다 크게 설정할 수 있는 다른 방법으로는 상기 용접부(30)의 경도(H)를 조절하여 제공하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재가 있다. 즉, 상기 용접부(30)를 상기 제1부재(10)보다 큰 경도(H)의 용접재료(s)로 형성하도록 제공하는 것이다.
이와 같이, 상기 용접부(30)의 경도(H)를 조절하여 제공하는 경우에는 상기 제1부재(10) 및 제2부재(20)의 두께비에 상관없이 상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 높일 수 있는 이점이 있다.
이는 상기 용접부(30)가 상기 제1부재(10) 및 상기 제2부재(20)의 용융에 의하여 형성되지만, 사용되는 용접재료(s)도 용융되어 섞이기 때문에, 상기 용접재료(s)의 경도(H)를 조절하여 상기 용접부(30)의 경도(H)를 상기 제1부재(10)보다 크게 조절하여 제공할 수 있기 때문이다.
다만, 상기 용접부(30)의 경도(H)를 크게 하더라도, 경도(H)와 두께(t) 관계 모두를 고려한 최종적인 파괴강도(FS)는 상기 용접부(30)가 상기 제1부재(10)보다 크게 제공될 수 있는 용접재료(s)인 것이 바람직하다.
한편, 상기 용접부(30)를 형성하는 과정에서 경도(H)가 큰 제2부재(20)의 포함량을 증가시켜, 상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 상기 제1부재(10)의 파괴강도(FS)보다 크게 설정하도록, 용접장치(w)에 의한 용융지점(P)을 상기 제2부재(20)에 치우쳐 형성하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재를 제시할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 6을 참조하여 후술한다.
도 5는 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에서 부가층(32)을 더 포함한 실시예를 도시한 단면도이며, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 용접부(30)는 두께(t)를 증가시키도록 부가층(32)를 더 형성할 수 있다.
이와 같이, 상기 용접부(30)에 부가층(32)을 제공하는 경우에는 상기 제1부재(10) 및 제2부재(20)의 두께비에 상관없이 상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 높일 수 있는 이점이 있다.
이는 상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 상기 제1부재(10)보다 크게 설정하기 위해 제시된 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재로써, 상기 파괴강도(FS)가 소재의 두께(t)와 경도(H)의 곱으로 정의되기 때문에, 상기 용접부(30)의 파괴강도(FS)를 증가시키기 위해, 상기 용접부(30)의 두께(t)를 증가시킬 수 있는 부가층(32)을 더 형성한 것이다.
상기 부가층(32)은 상기 용접부(30)의 기본층(31) 상에 덧대어 형성할 수 있으며, 상기 기본층(31)과 동일한 용접재료(s)를 사용하여 형성할 수 있다. 즉, 상기 기본층(31)을 형성하여 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20)가 용접결합된 이후에, 용접재료(s)를 덧대어 상기 기본층(31) 상에 형성하여 상기 부가층(32)을 형성할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에서 용융지점(P)의 변형 실시예를 도시한 단면도이며, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재의 상기 용접부(30)는 상기 제2부재(20)의 포함량이 더 많도록, 용융지점(P)을 상기 제1부재(10)보다 상기 제2부재(20)에 치우쳐 형성되게 제공될 수 있다.
즉, 일반적으로 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20)를 용접하는 경우에는 용접장치(w)를 상기 제1부재(10)와 상기 제2부재(20)의 중앙에서 용접재료(s)를 대고 용접을 수행하게 된다.
그러나, 이러한 경우에는 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에서 용융지점(P)을 상기 제2부재(20)에 치우쳐 제공하는 경우보다, 경도(H)가 작은 상기 제1부재(10)의 포함량이 커지기 때문에 최종적으로 형성된 용접부(30)의 경도(H)가 작게 된다.
즉, 본 발명의 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에서는 용접부(30)의 경도(H)를 증가시키기 위해서, 용융지점(P)을 상기 제2부재(20)에 치우쳐 제공하는 것이다.
이에 의해, 일반적으로 용접부(30)를 형성하는 경우보다 경도(H)를 더 크게 형성할 수 있어, 경도(H)와 두께(t)의 곱으로 정의된 파괴강도(FS)도 크게 설정할 수 있게 되어, 파단이 상기 용접부(30)에서 일어나지 않게 방지할 수 있는 것이다.
10: 제1부재 20: 제2부재
30: 용접부 31: 기본층
32: 부가층

Claims (5)

  1. 서로 다른 두께 및 소재로 제공되는 제1부재와 제2부재를 결합하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재에 있어서,
    제1부재;
    상기 제1부재보다 경도가 큰 제2부재; 및
    상기 제1부재와 상기 제2부재를 용접결합시키는 용접부;
    를 포함하며,
    상기 용접부의 경도와 두께의 곱(multiplication)이 상기 제1부재 또는 상기 제2부재의 경도와 두께의 곱보다 크게 제공되는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재의 경도는 170 ~ 230Hv이고, 상기 제2부재의 경도는 450 ~ 510Hv이며,
    상기 제1부재의 두께는 상기 제2부재의 두께보다 0 ~ 23% 두껍게 제공되는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재.
    단, 여기서 경도(Hv)는 200g의 하중으로 측정되었다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용접부는 상기 제1부재보다 경도가 큰 용접재료에 의해 형성된 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용접부는 두께를 증가시키도록 부가층를 더 형성하는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용접부는 상기 제2부재의 포함량이 더 많도록, 용융지점을 상기 제1부재보다 상기 제2부재에 치우쳐 형성되게 제공되는 테일러드 블랭크 결합구조를 갖는 핫스탬핑 부재.
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