KR101421812B1 - 레이저 용접을 위한 클램핑 다이 - Google Patents

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Abstract

레이저 용접을 위한 클램핑 다이가 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 스트립을 고정시키는 상부 다이(110)와 하부 다이(120)로 구성된 클램핑 장치 본체(100); 상기 상,하부 다이(110,120)가 스트립을 매개로 일정한 각도로 경사지게 맞물려지도록 스트립 진행방향의 상향으로 이루어진 각도가 00 보다 크고 10 이하로 설치된 입측경사부(200); 및 상기 상부 다이(110)의 하부 저면에 스트립 진행방향의 하향으로 이루어진 각도가 -20 이상 00 미만인 출측상부편(310)과 상기 하부 다이(120)의 상부에 상기 하향 경사진 출측상부편(310)과 맞물리도록 동일한 각도로 하향 경사진 출측하부편(320)으로 구성된 출측경사부(300); 를 포함하되, 상기 스트립을 클램핑시 상기 클램핑 장치 본체(100) 내에 위치한 스트립이 상방향으로 휘어지는 것을 방지하기 위해 상기 출측상부편(310)이 출측하부편(320) 보다 스트립의 진행 방향으로 일정한 길이만큼 연장형성된 연장편(330)이 상기 출측상부편(310)의 일측에 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 용접을 위한 클램핑 다이{CLAMPING DEVICE FOR LASER WELDING}
본 발명은 연속 소둔 라인에 적용되는 레이저 용접을 위한 클램핑 다이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 용접을 위해 스트립을 클램핑시 발생 되는 클램핑 하중의 급격한 증가와 이로 인한 클램핑 효율이 감소 되는 것을 방지하고, 전체적으로 스트립에 소성변형이 발생 되는 것을 방지하기 위해 상,하부 다이가 일정한 각도로 경사지게 설치될 수 있는 클램핑 다이에 관한 것이다.
일반적으로 연속 프로세스 라인에 있어서, 선행하는 스트립과 후행하는 스트립의 단부가 서로 접합된 후에 후행하는 프로세스 라인에 있어 소정의 처리가 행해진다. 이때, 접합은 선행 스트립의 끝단부와 후행 스트립의 끝단부를 각각 절단한 뒤, 이들 끝단부들 사이를 레이저 빔에 의해 용접하거나, 이들 끝단부들을 서로 상하에 포개고 전극 간에 끼워 넣어 용접하는 저항용접 등이 가능하다.
즉, 스트립의 제조작업라인에서 스트립을 압연하거나 기타 처리의 연속화를 기하기 위해, 종래부터 스트립의 연속처리과정에서 연속으로 흐르는 스트립의 각 마주보는 끝 부위가 맞대어지도록 하면서 용접으로 접합시켜 그 연속화를 기하고 있는 것이다. 이러한 용접은 통상적으로 TGI 또는 MIG 용접으로 이루어지고 있다.
한편, 도 1a 에 도시된 바와 같이, 연속 소둔 공정에서 레이저 용접은 핀치롤(상부 핀치롤(1), 하부 핀치롤(2))을 이용하여 냉간상태의 스트립을 클램프 장치(6) 내로 안내하여 위치시키는 공정과 유압실린더(3)를 구비한 상부 클램프 장치가 아래로 하향 이동되어 스트립의 테일(tail)부를 클램핑 하는 공정 및 컷팅 장치(5)를 이용하여 스트립의 테일(tail)부를 절단하는 공정, 클램핑 장치로 스트립을 클램핑 한 채 레이저 용접장치(4)로 이송시키는 공정, 두 개의 스트립의 테일(tail)부를 용접하는 공정 등으로 이루어진다.
참고로, 도 1b를 이용하여 일반적인 냉연공정의 소둔라인에 대하여 개략적으로 설명하면, 용접을 통하여 스트립을 연속적으로 피딩하여 소둔 처리하도록 2개의 언코일러(7)가 구비되어 있고, 이 언코일러(7)의 후방에는 간지롤(8)이 구비되어 언코일러(7)부터 풀린 간지를 감으며, 언코일러(7)의 전방에는 핀치롤(9)이 구비되어 언코일러(7)로부터 공급되는 스트립의 진행을 안내하며, 이 스트립을 절단하는 컷팅 장치(5) 및 아이들롤(10) 및 피딩롤(11), 그리고 스트립의 탑부 또는 테일부를 용접하는 용접기(4)가 설치되어 있다.
이 용접기를 지난 스트립은 스티어링롤(12)과 디플렉터롤(13)의 지지를 받으면서 탈지탱크(14), 린스탱크(15), 그리고 드라이탱크(16)를 순차적으로 지나면서 소둔 처리된다.
본 발명은 상기 과정 중 스트립을 절단하는 단계와 이를 용접하는 과정에서 스트립을 고정시키는 클램핑 장치에 관한 것이다.
이때, 레이저 용접공정에서 스트립의 컷팅과 용접시에 스트립의 이동을 방지하는 클램핑 장치의 효율은 연속 소둔 공정 중 스트립 용접부의 파단과 밀접하게 관련된다.
즉, 클램핑 장치에 의해 스트립이 정밀하게 고정되지 않고, 레이저 용접이 진행되거나, 혹은 정확히 고정되지 않은 상태에서 절단이 되거나, 스트립의 클램핑시 발생 되는 클램프의 과도한 하중에 의한 클램핑 장치의 효율 저하로 인해 용접부위가 미려하지 못하고 후에는 이 부분에 크랙이 발생 되어 이로 인한 응력 집중으로 파단이 되는 문제가 발생 된다.
더군다나, 최근 차량경량화에 따른 고강도 스트립을 요구하는 수요자 요구의 변화를 고려하고, 생산성의 증가를 위해 용접이 요구되는 스트립의 두께 및 재질(강도)는 증가하고 있는 추세인바,(참고로, 종래에는 2mm 이하였으나, 최근에는 7mm이하로 증가 되었다.) 이러한 수요자 요구에 따라 클램핑 장치의 설비하중의 증가가 요청되고 있는 상황에 직면하였다.
그러나, 클램핑 장치의 설비하중의 증가에도 불구하고, 여전히 도 1c 에 도시된 바와 같이, 스트립 테일부 부분의 자체 하중에 의해 하 방향으로의 처짐에 의한 클램핑 장치 내세 위치한 스트립의 경우 상방향으로 들리는 상향벤딩의 문제점이 발생 되고, 그 결과 상향벤딩 된 스트립으로 인해 이 스트립을 고정시키는 클램프 다이각의 각도와 스트립의 기울기가 맞지 않아 클램프의 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.
이러한 클램핑 장치 내의 상향벤딩은 스트립의 두께가 두껍고, 고강도 소재 인 경우 그 정도가 심해지며, 이로 인해 클램핑 장치의 효율도 저하되고 있는 것이다.
일반적인 클램핑 장치에 의한 스트립 클램핑의 메커니즘을 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 스트립을 클램핑 하기 전에 이 스트립은 하부 클램핑 다이(20)와 접촉되어 있으며, (b) ~ (f) 과정을 거치면서 클램핑을 위해 상부 클램핑 장치(30)가 하강함에 따라 스트립이 본체와 우선 접촉하고, 최종적으로 입/출측 다이와 접촉하는 것을 알 수 있다,
특히, 도 2의 (f)는 클램핑을 완료하기 위해 계속하여 상부클램핑 장치(30)가 하강할 때 스트립은 다이와의 접촉부에서 소성변형되며, 이때의 클램핑 하중은 수천톤이 요구됨을 알 수 있으나, 종래의 클램핑 장치의 설비하중은 수톤 이내인바, 이러한 차이는 클램핑 효율을 감소시키는 원인이 된다.
참고로, 소성 변형이란 재료에 외력을 가하면 재료는 변형하는데, 어느 한도를 넘으면 가했던 하중을 제거하여도 변형은 그대로 남아 원래의 형태로는 돌아가지 않게 된다. 이러한 현상을 소성이라 하고, 소성에 의해 생긴 변형을 소성변형이라 한다. 이러한 소성 변형은 스트립의 재질 및 품질에 있어서 치명적이며, 후에 진행되는 공정에서도 악영향을 미치는 것은 자명하다.
이에 본 발명은 종래에는 두께가 두꺼운 스트립의 클램핑 효율 증가에 한계가 있음을 인식하여, 스트립에는 소성변형이 발생하지 않고, 일반적으로 적은 설비하중을 갖는 클램핑 설비로 클램핑 효율의 증가가 도모되는 클램핑 다이를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
이와 관련된 종래기술로 미국등록특허 제5932117호 인 'Clamping system for sheet material in a welding system' 과 일본공개특허 제1998-244383호인 '레이저 빔 용접기의 클램프 장치의 진단 방법 및 그 장치' 가 소개된다.
그러나, 상기 종래기술에 의하더라도 본 발명처럼 입/출측 클램핑 다이 형상을 최적으로 하는 설계는 구체적으로 개시되어 있지 않음은 물론이고, 클램핑 다이 형상에 따른 클램핑 장치의 효율에 가장 큰 영향을 미치는 클램프 하중은 고려하지 않아 실제적인 현장에 사용하는데 있어서 문제점이 도출되어 왔다.
(선행 기술 1) 미국등록특허 제5932117호 'Clamping system for sheet material in a welding system' (선행 기술 2) 일본공개특허공보 제1998-244383호 '레이저 빔 용접기의 클램프 장치의 진단 방법 및 그 장치' (선행 기술 3) 한국등록특허공보 제10-1048166호 '그리퍼 가이드 클램프 장치'
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 출측 클램핑 다이 형상을 설계하는 기술과 이에 상응하여 입측 클램핑 다이 형상을 설계하는 기술 및 동시에 입/출측 다이 형상을 최적 설계하는 장치를 제안하여, 스트립에 소성 변형이 발생되는 것을 최소화하고, 상대적으로 적은 클램핑 설비 하중하에서도 클램핑 효율의 증가가 도모되는 클램핑 다이를 제시하고자 함에 그 목적이 있다.
레이저 용접을 위한 클램핑 다이가 소개 된다.
이를 위해 본 발명은, 스트립을 고정시키는 상부 다이(110)와 하부 다이(120)로 구성된 클램핑 장치 본체(100); 상기 상,하부 다이(110,120)가 스트립을 매개로 일정한 각도로 경사지게 맞물려지도록 스트립 진행방향의 상향으로 이루어진 각도가 00 보다 크고 10 이하로 설치된 입측경사부(200); 및 상기 상부 다이(110)의 하부 저면에 스트립 진행방향의 하향으로 이루어진 각도가 -20 이상 00 미만인 출측상부편(310)과 상기 하부 다이(120)의 상부에 상기 하향 경사진 출측상부편(310)과 맞물리도록 동일한 각도로 하향 경사진 출측하부편(320)으로 구성된 출측경사부(300); 를 포함하되, 상기 스트립을 클램핑시 상기 클램핑 장치 본체(100) 내에 위치한 스트립이 상방향으로 휘어지는 것을 방지하기 위해 상기 출측상부편(310)이 출측하부편(320) 보다 스트립의 진행 방향으로 일정한 길이만큼 연장형성된 연장편(330)이 상기 출측상부편(310)의 일측에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 스트립의 입측경사부(200)에는 상기 상부 다이(110)의 하부 저면에 스트립의 진행 방향으로 일정한 각도로 상향 경사지게 설치된 입측상부편(210)이 형성되고, 상기 하부 다이(120)의 상부에는 이 상향 경사진 입측상부편(210)과 맞물리도록 동일한 각도로 상향 경사진 입측하부편(220)이 형성된 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 의하면 아래와 같은 다양한 이점이 제공된다.
첫째, 전체적으로 클램핑 하중은 감소되면서, 클램핑 효율이 증가 되는 이점이 있다.
둘째, 츨측부의 상부 다이가 하부 다이보다 길게 설계되어 클램핑시 스트립의 상향벤딩을 방지하는 이점이 있다.
셋째, 실제적인 실험을 통해 입측과 츨측의 상하부 다이 각도를 제시하여 실제 공정에서의 활용도가 높은 클램핑 다이를 제공하는 등의 다양한 이점이 있다.
도 1a는 연속 소둔 공정에서 일반적인 레이저 용접기와 컷팅 장치등을 나타내는 전체 구성도.
도 1b는 스테인레스 냉연공장의 소둔라인의 구성도.
도 1c는 레이저 용접을 위한 클램핑 장치 및 종래의 다이형태를 나타낸 구성도.
도 2는 스트립을 클램핑하는 메커니즘을 나타내는 순서도.
도 3의 (a)는 본 발명에 따라 클램핑 장치의 출구측 다이형상을 변화시킬 때 다이와 스트립의 접촉부 각도편차와 이에 따른 클램핑 장치의 하중을 나타내는 그래프.
도 3의 (b)는 본 발명에 따라 클램핑 장치의 입구측 다이형상을 변화시킬 때 다이와 스트립의 접촉부 각도편차와 이에 따른 클램핑 장치의 하중을 나타내는 그래프.
도 4의 (a)는 본 발명에 따른 레이저 용접기를 위한 클램핑 다이의 구성도이고, 도 4의 (b)는 그 실질적인 적용에 있어서, 구체적인 수치를 도입한 구성도.
도 5 (a)는 본 발명에 따르는 경우 종래 기술과 비교 그 클램프 하중의 차이점을 나타내는 그래프이고, 도 5 (b)는 본 발명에 따르는 경우 다이 접촉부와 스트립이 이루는 각도와의 편차를 종래 기술과 비교하는 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 4(a)는 본 발명에 따른 레이저 용접기를 위한 클램핑 다이의 구성도이고, 도 4(b)는 그 실질적인 적용에 있어서, 본 발명으로 구현되는 일 실시예인 구체적인 수치를 도입한 구성도이다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 클램핑 장치 본체(100)와 일정한 각도로 각각 경사지게 설치된 입측경사부(200)와 출측경사부(300)를 포함할 수 있다.
클램핑 장치 본체(100)는 스트립을 고정시킨 후 레이저(4)로 용접하기 위한 상부 다이(110)와 하부 다이(120)가 한 쌍으로 이루어져 있으며, 상부 다이(110)의 일측에는 이 상부 다이(110)를 하부 다이(120) 쪽으로 이동시켜 스트립을 고정시키도록 구동력을 전달하는 유압실린더(3)가 설치되어 있다.
그리고, 클램핑 장치 본체(100) 내로 이 스트립을 이동시키는 상부 핀치롤(1)과 하부 핀치롤(2)이 마련된다.
한편, 상,하부 다이(110,120)에 의해 스트립을 클램핑한 후, 이 스트립을 컷팅 및 용접하는 경우 스트립의 이동을 방지하고, 클램핑 하중은 감소시키고 클램핑의 효율이 증가 되도록 일정한 각도로 경사지게 설치된 입측경사부(200)와 출측경사부(300)가 설치된다.
이하 후술하겠지만, 이 입측경사부(200)와 출측경사부(300)는 일정한 각도로경사지되, 이 경사직 각도로 인해 스트립을 클램핑 하는 경우 스트립의 이동이 방지됨과 동시에 적은 클램핑 설비 하중하에서도 클램핑 효율의 증가가 가능하도록 최적 설계된 것이다.
다시 도 4(a)를 참조하면, 스트립의 출측경사부(300)에는 상부 다이(110)의 하부 저면에 스트립의 진행 방향으로 일정한 각도로 하향 경사지게 설치된 출측상부편(310)이 형성되고, 하부 다이(120)의 상부에는 이 하향 경사진 출측상부편(310)과 맞물리도록 동일한 각도로 하향 경사진 출측하부편(320)이 형성되어 있다.
이러한 출측경사부(300)에 마련된 출측상부편(310)과 출측하부편(320)이 특정한 각도 범위내로 기울어진 이유를 설명하기 위해 도 3(a)를 참조한다.
도 3(a)는 본 발명에 따라 클램핑 장치의 출구측 다이 형상을 변화시킬 때 다이와 스트립의 접촉부 각도편차와 이에 따른 클램핑 장치의 하중을 나타내는 그래프이다.
다만, 이는 스트립의 두께가 7mm, 폭이 1000mm 인 경우 상향 들림이 40mm인 고강도 소재를 실험한 그래프이며, 상향 들림이란 이미 설명하였지만, 스트립의 선단부의 하중에 의한 클램핑 장치 본체 내부에 위치한 스트립의 상향 들림 현상을 말한다.
이때, 클램핑 장치의 입구측의 다이형상은 종래처럼 평탄(flat)하고, 클램핑 장치의 출구측에 마련된 출측상부편(310)과 출측하부편(320)의 기울기의 각도를 변화시킬 때, 이 각도와 클램핑 하중과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3(a)의 그래프 해석시 클램핑의 효율은 다이 접촉부에서의 스트립의 기울기와 다이각이 일치할수록 높아지는바, 이에 의하면 각도편차가 0에 가까울수록 높은 것으로 정의된다.
구체적으로는, 출측상부편(310)과 출측하부편(320)이 하향 경사진 각도와 스트립의 경사진 각도가 일치할수록 클램핑의 효율이 증가한다. 그 이유는 출측상부편(310)과 출측하부편(320)이 하향 경사진 각도와 스트립의 경사진 각도가 크다는 것은 그만큼 스트립을 클램핑 하는데 있어서 정확도가 떨어지고, 이 각도를 일치시키기 위해 상부 다이에 과도한 하중이 가해지기 때문이다.
도 3(a)의 중앙부에 점선으로 나타낸 부분은 종래에 설치된 다이를 나타낸 것이며, 이에 의하면 출구측 상하부 다이 각도의 범위에서 다이 접촉부의 스트립의 각도와 다이각의 편차가 대략 -0.10로 측정되는 것을 확인할 수 있다.
이때, 클램핑의 효율은 출구측 다이의 기울기가 -(마이너스) 값을 가질수록 클램핑 장치의 입구측과 출구측에서 모두 현저하게 증가함을 확인할 수 있다.
즉, 입구측 다이가 종래처럼 평탄한 경우에도 본 발명의 출측상부편(310)과 출측하부편(320)을 하향 방향으로 경사지게 설치하면, 입구측의 다이 접촉부 스트립 각도와 다이각의 편차도 점점 0에 가까워져서 클램핑의 효율이 증가함은 물론이고, 출구측에서의 다이 접촉부 스트립 각도와 다이각의 편차는 입구측보다 더욱 현저하게 0에 가까워지는바 클램핑 장치의 효율이 더욱 증가함을 확인할 수 있다.
이러한 실험으로 본 출원인은 출구측 구체적으로는 출측경사부(300)에 마련된 출측상부편(310)과 이에 맞물리는 출측하부편(320)이 하향 경사지게 설치하는 경우 클램핑 장치의 효율이 증가 됨을 확인하였다.
이는, 도 3(a)의 우측에 도시된 그래프에서도 확인되며, 이 그래프에 의하면, 출구측 상하부 다이 각도가 -(마이너스)값을 가질수록 클램핑 장치 자체에 부하되는 클램프 하중도 감소 되어 클램핑의 효율이 증가 되고 있음이 확인된다.
이러한 구체적인 형상이 도 4(a)에 도시되어 있으며, 다만, 스트립 입측에 마련된 입측상부편(210)과 입측하부편(220)의 경우 종래의 평탄한 형상에서 클램핑 효율의 증대를 위해 상방향으로 경사지게 설치하였다.
그리고, 도시된 바와 같이, 출측상부편(310)에는 출측하부편(320)보다 스트립의 진행 방향으로 일정한 길이만큼 연장형성된 연장편(330)이 마련된 것을 특징으로 한다.
이 연장편(330)은 스트립을 클램핑시 클램핑 장치 본체 내에 위치한 스트립이 상방향으로 휘어지는 것을 방지하기 위한 것으로, 스트립을 매개로 상부 다이(110)가 하방향으로 이동하는 경우 스트립과 접촉하는 출측상부편(310)의 면적을 증가시킴으로써 이러한 스트립의 상향을 방지하도록 구현하였다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기와 같이 출구측 구체적으로는 출측상부편(310)과 출측하부편(320)을 하향 경사지게 설치한 것과 맞물려서, 클램핑의 효율을 증가시키기 위해 입구측 구체적으로는 입측상부편(210)과 입측하부편(220)이 일정한 각도로 경사지게 설치되는 것이다.
즉, 본 발명은 종래의 상부다이(110)와 하부다이(120)의 형상을 전체적으로 상부다이(110)와 하부다이(120)를 일정한 각도로 경사지게 스트립을 클램핑 시킴으로써 클램핑 효율을 증대시키고자 하는 것이다.
다시 도 4(a)를 참조하면, 스트립의 입측경사부(200)에는 상부 다이(110)의 하부에 스트립의 진행 방향으로 일정한 각도로 상향 경사지게 설치된 입측상부편(210)이 형성되고, 하부 다이(120)의 상부에는 이 상향 경사진 입측상부편(210)과 맞물리도록 동일한 각도로 상향 경사진 입측하부편(220)이 형성되어 있다.
이러한 입측경사부(200)에 마련된 입측상부편(210)과 입측하부편(220)이 기울어진 각도를 설명하기 위해 도 3 (b)를 참조하면,
도 3의 (b)는 본 발명에 따라 클램핑 장치의 입구측 다이 형상을 변화시킬 때 다이와 스트립의 접촉부 각도편차와 이에 따른 클램핑 장치의 하중을 나타내는 그래프이다.
도 3의 (b)는 스트립의 두께가 7mm, 폭이 1000mm 인 경우 상향 들림이 40mm인 고강도 소재를 실험한 그래프이다.
이때, 클램핑 장치의 출구측의 다이형상은 종래처럼 평탄하고, 클램핑 장치의 입출구측에 마련된 입측상부편(210)과 입측하부편(220)의 기울기의 각도를 변화시킬 때, 이 각도와 클램핑 하중과의 관계를 나타낸 그래프이다.
구체적으로는, 입측상부편(210)과 입측하부편(220)이 상향 경사진 각도와 스트립의 경사진 각도가 일치할수록 클램핑의 효율이 증가함은 이미 설명하였으며, 이는 입측상부편(210)과 입측하부편(220)이 상향 경사진 각도와 스트립의 경사진 각도가 크다는 것은 그만큼 스트립을 클램핑 하는데 있어서 정확도가 떨어지고, 이 각도를 일치시키기 위해 상부 다이(110)에 과도한 하중이 가해지기 때문이다.
도 3(b)의 중앙부에 점선으로 나타낸 부분은 종래에 설치된 다이를 나타낸 것이다.
이때, 클램핑의 효율은 입구측 다이의 기울기가 (+)값을 가질수록 클램핑 장치의 입구측과 출구측에서 모두 현저하게 증가함을 확인할 수 있다.
즉, 출구측 다이가 종래처럼 평탄한 경우에도 본 발명의 입측상부편(210)과 입측하부편(220)을 상향 방향으로 경사지게 설치하면, 출구측의 다이 접촉부 스트립 각도와 다이각의 편차도 점점 0에 가까워져서 클램핑의 효율이 증가함은 물론이고, 입구측에서의 다이 접촉부 스트립 각도와 다이각의 편차는 출구측보다 더욱 현저하게 0에 가까워지는바 클램핑 장치의 효율이 더욱 증가함을 확인할 수 있다.
이러한 실험으로 본 출원인은 입구측 구체적으로는 입측경사부(200)에 마련된 입측상부편(210)과 이에 맞물리는 입측하부편(220)이 상향 경사지게 설치하는 경우 클램핑 장치의 효율이 증가함을 확인하게 되었다.
이는, 도 3(b)의 우측에 도시된 그래프에서도 다시 한번 확인되며, 이 그래프에 의하면, 입구측 상하부 다이 각도가 (+)값을 가질수록 클램핑 장치 자체에 부하 되는 클램프 하중도 감소 되어 클램핑의 효율이 증가 되고 있음을 나타내며, 이러한 구체적인 형상이 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시되어 있다.
본 발명은 상기와 같이, 스트립의 입측경사부(200)와 출측경사부(300)의 기울기를 조정 및 산정하여 종래에 비하여 클램핑 다이의 형상을 최적화하여 클램핑의 효율을 증대시키고자 하는 것으로, 이에 의하면 입측경사부(200)와 출측경사부(300)를 동시에 일정한 기울기를 가지도록 형성하는 것을 제시하고 있다.
이에 의하면, 클램핑 장치의 입구측 다이는 (+) 방향, 구체적으로는 스트립의 입측에 상부 다이(110)와 하부 다이(120)에 각각 형성된 입측상부편(210)과 입측하부편(220)을 상향으로 00 ~ 10 이내로 하고, 클램핑 장치의 출구측 다이는 -(마이너스)방향, 구체적으로는 스트립의 출측에 상부 다이(110)와 하부 다이(120)에 각각 형성된 출측상부편(310)과 출측하부편(320)을 하향으로 -20 ~ 00 이내로 하는 것이 소개된다.
상기와 같은 각도 형성은 이미 도 3 (a)와 도 3(b)의 그래프를 이용하여 설명하였듯이, 스트립의 입측 다이와 스트립의 출측 다이의 경사 각도가 상기와 같은 범위내인 경우 연속 소둔 라인의 입측에 설치되어 두 개의 스트립을 연속적으로 자동 용접하는 레이저 용접기의 클램핑 장치에 있어서, 클램핑 하중은 감소시키면서, 클램핑 효율은 증가시킬 수 있는 것이다.
또한, 이러한 각도로 형성된 상,하부 다이에 형성된 각각의 상부편과 하부편에 부가하여 출측상부편(310)이 출측하부편(320) 보다 스트립의 진행 방향으로 일정한 길이만큼 연장형성된 연장편(330)이 이 출측상부편(310) 일측에 형성되는 것이 바람직하며, 이에 의하면 상기와 같은 효과 이외에 클램핑 장치 본체 내에 위치한 스트립이 상방향으로 휘어지는 상향벤딩을 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 5(a)와 도 5(b)는 본 발명의 바람직한 일 실시예로 종래발명과 비교한 그래프로, 스트립의 두께가 7mm, 폭이 2000mm이고, 스트립의 상향 들림이 40mm 인 고강도 소재의 경우 종래발명과 본 발명의 각도 범위 내인 출측 다이각, 구체적으로는 출측상부편(310)과 출측하부편(320)의 하향 각도는 -20이고, 입측 다이각, 구체적으로는 입측상부편(210)과 입측하부편(220)의 상향 각도는 00인 경우에 적용시 클램프 하중 및 클램핑 효율을 나타내는 것이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 종래 발명에 비해 본 발명에 의하면 클램프 하중은 21% 가 감소하고, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 다이 접촉부 스트립 각도와 다이각의 편차가 본 발명의 경우 0에 가까워지는바 그 효율도 증가함을 알 수 있다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 클램핑 장치 본체 110 : 상부 다이
120 : 하부 다이 200 : 입측경사부
210 : 입측상부편 220 : 입측하부편
300 : 출측경사부 310 : 출측상부편
320 : 출측하부편 330 : 연장편

Claims (5)

  1. 스트립을 고정시키는 상부 다이(110)와 하부 다이(120)로 구성된 클램핑 장치 본체(100);
    상기 상,하부 다이(110,120)가 스트립을 매개로 일정한 각도로 경사지게 맞물려지도록 스트립 진행방향의 상향으로 이루어진 각도가 00 보다 크고 10 이하로 설치된 입측경사부(200); 및
    상기 상부 다이(110)의 하부 저면에 스트립 진행방향의 하향으로 이루어진 각도가 -20 이상 00 미만인 출측상부편(310)과 상기 하부 다이(120)의 상부에 상기 하향 경사진 출측상부편(310)과 맞물리도록 동일한 각도로 하향 경사진 출측하부편(320)으로 구성된 출측경사부(300); 를 포함하되,
    상기 스트립을 클램핑시 상기 클램핑 장치 본체(100) 내에 위치한 스트립이 상방향으로 휘어지는 것을 방지하기 위해 상기 출측상부편(310)이 출측하부편(320) 보다 스트립의 진행 방향으로 일정한 길이만큼 연장형성된 연장편(330)이 상기 출측상부편(310)의 일측에 형성된 것을 특징으로 하는, 레이저 용접을 위한 클램핑 다이.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스트립의 입측경사부(200)에는 상기 상부 다이(110)의 하부 저면에 스트립의 진행 방향으로 일정한 각도로 상향 경사지게 설치된 입측상부편(210)이 형성되고, 상기 하부 다이(120)의 상부에는 이 상향 경사진 입측상부편(210)과 맞물리도록 동일한 각도로 상향 경사진 입측하부편(220)이 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 용접을 위한 클램핑 다이.
  4. 삭제
  5. 삭제
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