KR101482390B1 - 저항 용접 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

저항 용접 장치 및 방법이 제공된다. 저항 용접 장치는, 피용접재를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및 생성된 통전 패턴에 따라 피용접재에 접한 상하부 전극에 전류를 인가하는 전류 인가부를 포함하며, 통전 패턴은, 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 피용접재를 용접하기 위한 본 통전 패턴; 및 본 통전 패턴 이전에 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함함으로써, 충분한 너깃 성장이 일어나기 전에 발생되는 중간 날림(Expulsion)을 방지할 수 있다.

Description

저항 용접 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF RESISTANCE WELDING}
본 발명은 저항 용접에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 산업에서 차체 경량화 및 충돌 안정성 향상의 강력한 요구에 의해 적용 소재가 점점 고강도화 되어 최근에는 인장강도 1000MPa급의 강재 적용이 크게 증가하고 있다. 그러나 이러한 초고강도강은 연신율이 매우 낮기 때문에 높은 성형성을 요구하는 부품에 대해서는 적용이 제한적이다.
최근에는 이러한 어려움을 해결하기 위해 성형성을 충분히 확보할 수 있는 약 900oC의 온도로 가열한 후, 열간 성형과 동시에 금형냉각을 함으로써 인장강도 1500MPa의 급냉조직을 얻는 열간성형강(HPF강, Hot Press Forming)의 적용이 크게 확대되고 있다. 현재까지 주로 내식성이 크게 요구되지 않는 A/B-pillar 등의 Upperbody 부품에 비도금재나 Al-Si 도금재가 사용되어 왔으나, 최근 습윤(wet) 환경에 노출되는 Underbody 부품에 HPF강 적용 요구가 증가하여, 내식성이 우수한 아연(Zn) 도금강판에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, Al-Si 도금에 비해 융점이 낮은 아연(Zn) 도금재의 경우, Zn 도금 자체의 내열성 부족과 성형 과정 중의 액상금속취화(Liquid Metal Embrittlement) 균열 등의 문제점으로 인하여 실적용이 지연되고 있었다. 하지만 성형 공정 개선, 도금층 물성 개선 등을 통하여 이러한 문제는 어느 정도 해결되었다.
하지만, 열간 성형된 아연도금 HPF강의 도금층은 900oC의 고온으로 가열되었기 때문에 도금층에는 산화물이 형성되어 있다. 따라서, 이러한 도금층의 변화로 인하여 일반적인 아연 도금재에 비해 스폿용접성이 문제로 제기되고 있다.
구체적으로, 스폿용접에서는 용접부 강도 확보를 위하여 소재 두께에 따라서 일정 크기(직경) 이상의 용접부 크기(너깃, Nugget)가 요구된다. 통상적으로 너깃의 크기가
Figure 112013032601392-pat00001
(t: 판재 두께)가 되는 전류값으로부터 너깃의 크기가 과다하게 되면 용융금속이 밖으로 배출되는 중간 날림(Expulsion)이 발생한다. 여기서, 너깃의 크기가
Figure 112013032601392-pat00002
(t: 판재 두께)가 되는 전류값으로부터 중간 날림(Expulsion)이 발생할 때까지의 전류값까지의 범위를 '적정 용접 전류 범위'라고 하며, 스폿용접에서는 적정 용접 전류 범위가 중요한 용접품질 지표로 활용되고 있다. 일반적으로 자동차사나 부품사에서 요구하는 수준은 1.0kA 이상이다.
그러나 아연(Zn) 도금 HPF강에 대해서는, 도 1의 (a)나 (b)과 같은 통상적인 통전 패턴을 적용할 경우, 적정 용접 전류 범위는 1.0kA 미만으로 제한된다(좁아진다). 이와 같이 적정 용접 전류 범위가 제한되는 이유는 열처리에 의해 도금층이 산화되면서 전도도가 낮은 아연(Zn) 산화물이 표층에 생성되었기 때문이다. 전도도가 낮은 산화물층이 존재함으로 해서 용접전류가 통전되었을 때 통전되는 영역에서 불균일한 용융이 발생하면서 용융금속 생성 및 성장이 불안정하게 이루어진다. 이로 인하여 충분한 너깃 성장이 일어나기 전에 중간 날림(Expulsion)이 발생하여 전체적인 적정 용접 전류 범위가 좁아지는 특징을 보이게 되는 것이다.
따라서, 아연(Zn) 도금 HPF강의 적정 용접 전류 범위를 확대하려면 중간 날림(Expulsion)의 발생을 지연시켜야 한다. 이를 위해서는 표층 산화물을 물리적으로 제거하여 용접시의 접촉저항을 낮추어 줌으로써 중간 날림(Expulsion)을 지연시킬 수 있다. 실제로 샷 블라스팅(Shot blasting)이나 드라이아이스 분사 등을 이용하여 표층 산화물을 제거하는 방법을 통하여 적정 용접 전류 범위가 개선된 예가 있다. 그러나 이러한 물리적 제거 방법은 HPF 제조 공정상에서 추가 공정이 요구되며, 생산성 및 비용이 증가하는 문제점이 있다. 표층 아연산화물과 함께 고온 열처리에 의해 합금화된 고융점의 도금층이 중간 날림(Expulsion) 발생을 촉진시키는 것으로 판단된다. 도금층은 상술한 물리적 방법으로 제거하는데 한계가 있다. 따라서, 현재 적용하고 있는 스폿용접 공정 조건 변화, 예를 들면 통전 패턴의 변화를 통해 용접공정 프로세스 윈도우(적정 용접 전류 범위)를 확대시키는 것이 가장 바람직하다.
본 발명은 통전 패턴의 변화를 통해 적정 용접 전류 범위를 확대할 수 있는 저항 용접 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 피용접재를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및 상기 생성된 통전 패턴에 따라 상기 피용접재에 접한 상하부 전극에 전류를 인가하는 전류 인가부를 포함하며, 상기 통전 패턴은, 상기 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 상기 피용접재를 용접하기 위한 본 통전 패턴; 및 상기 본 통전 패턴 이전에 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함하는 저항 용접 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 폭발시켜 비산시키기 위한 제1 통전 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 예열하기 위한 제2 통전 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 통전 패턴 및 상기 제2 통전 패턴은, 펄스 형태일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 통전 패턴은, 하기의 수학식 1:
0.01ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.2ㆍ106을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 7000A 이상이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제2 통전 패턴은, 하기의 수학식 1:
0.05ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.1ㆍ106을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 4000A 이하이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 피용접재는, 아연 도금 열간성형강을 포함하며, 상기 박막층은, 상기 아연 도금 열간성형강의 도금층 표면에 형성된 산화물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 피용접재를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 제1 단계; 및 상기 생성된 통전 패턴에 따라 상기 피용접재에 접한 상하부 전극에 전류를 인가하는 제2 단계를 포함하며, 상기 통전 패턴은, 상기 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 상기 피용접재를 용접하기 위한 본 통전 패턴; 및 상기 본 통전 패턴 이전에 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함하는 저항 용접 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 폭발시켜 비산시키기 위한 제1 통전 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 예열하기 위한 제2 통전 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 통전 패턴 및 상기 제2 통전 패턴은, 펄스 형태일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 통전 패턴은, 하기의 수학식 1:
0.01ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.2ㆍ106을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 7000A 이상이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제2 통전 패턴은, 하기의 수학식 1:
0.05ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.1ㆍ106을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 4000A 이하이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 피용접재는, 아연 도금 열간성형강을 포함하며, 상기 박막층은, 상기 아연 도금 열간성형강의 도금층 표면에 형성된 산화물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃의 성장을 위한 본 통전 패턴 전에 사전 통전 패턴에 따라 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거함으로써 용접시 접촉 저항을 낮출 수 있으며, 이를 통해 적정 용접 전류 범위를 확대하여 충분한 너깃 성장이 일어나기 전에 발생되는 중간 날림(Expulsion)을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 저항 용접시 적용된 통전 패턴을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 저항 용접 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 통전 패턴을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 통전 패턴에 따라 천이 저항이 44mΩ이며, 두께 1.3mm의 아연 도금된 HPF1470 소재에 표 1과 같은 조건으로 저항 용접을 실시한 경우의 적정 용접 전류 범위를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 저항 용접 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 저항 용접 장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 통전 패턴을 도시한 도면이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 통전 패턴에 따라 천이 저항이 44mΩ이며, 두께 1.3mm의 아연 도금된 HPF1470 소재에 저항 용접을 실시한 경우의 적정 용접 전류 범위를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 저항 용접 장치는, 피용접재(201, 202)를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 패턴 생성부(210)와, 생성된 통전 패턴에 따라 피용접재(201, 202)에 접한 상하부 전극(203, 204)에 전류를 인가하는 전류 인가부(220)를 포함하며, 통전 패턴은, 피용접재(201, 202)의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 피용접재(201, 202)를 용접하기 위한 본 통전 패턴 이전에 피용접재(201, 202)의 표면에 형성된 박막층(201a, 202a)을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 의한 저항 용접 장치를 상세하게 설명한다.
우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 스폿 용접(spot welding), 프로젝션 용접(projection welding), 저항벗 용접(resistance butt welding), 저항시임 용접(resistance seam welding) 등과 같은 저항 용접은 용접시 가압력을 수kgf에서 수백 kgf로 가한 상태에서 용접 전류를 수A에서 수만A까지 흘려 피용접재(201, 202)를 접합하게 된다.
즉, 두 장의 피용접재(201, 202)의 상하부에 각각 상부 전극(203), 하부 전극(204)을 두고, 피용접재(201, 202)의 상하부를 가압한 상태에서 용접 전류를 흘려서 그 중심부에서 너깃(Nugget)(205)을 형성시켜 피용접재(201, 202)를 접합한다.
여기서, 피용접재(201, 202)는 아연(Zn) 도금 열간성형강(HPF강, Hot Press Forming)을 포함할 수 있으며, 피용접재(201, 202)에 형성된 박막층(201a, 202a)은, 예를 들면 HPF강의 고온 처리 과정에서 형성된 산화물층일 수 있다.
패턴 생성부(210)는 피용접재(201, 202)의 용접을 위한 통전 패턴을 생성할 수 있다. 생성된 통전 패턴은 전류 인가부(220)로 전달될 수 있다.
여기서, 통전 패턴은, 피용접재(201, 202)의 접합부에 형성되는 너깃(205)을 성장시켜 피용접재(201, 202)를 용접하기 위한 본 통전 패턴(320)과, 본 통전 패턴(320) 이전에 피용접재(201, 202)의 표면에 형성된 박막층(201a, 202a)을 제거하기 위한 사전 통전 패턴(310)을 포함할 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 통전 패턴을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 통전 패턴을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 통전 패턴은 사전 통전 패턴(310)과 본 통전 패턴(320)를 포함할 수 있다.
여기서, 사전 통전 패턴(310)은 피용접재(201, 202)의 표면에 형성된 박막층(201a, 202a)을 제거하기 위한 것으로, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 통전 패턴(311) 하나만으로 구성되거나, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 통전 패턴(311)과 제1 통전 패턴(312) 이전에 인가되는 제2 통전 패턴(312)을 포함할 수 있다. 한편, 본 통전 패턴(320)은 피용접재(201, 202)의 접합부에 형성되는 너깃(205)을 성장시키기 위한 패턴이다. 이러한 본 통전 패턴(320)은, 실시 형태에 따라 교류 등 다양한 형태 및 크기로 인가될 수 있으며, 본 통전 패턴(320)은 본 발명의 범위를 벗어나므로 구체적인 설명은 생략한다.
이하에서는 0.1~0.3%C-1.0~3.0%Mn-0~2%Si의 성분을 가지는 두께 1.0~3.0mm의 철강 소재에 도금량 20~100g/m2의 아연(Zn) 도금 강판을 대기 분위기에서 850~950℃, 3~20분간 가열한 후 성형한 강판을 스폿 용접할 경우 제1 통전 패턴(311)과 제2 통전 패턴(313)의 구체적인 실시 형태를 설명한다.
구체적으로, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 사전 통전 패턴(310)이 제1 통전 패턴(311) 하나만으로 구성되는 경우 제1 통전 패턴(311)은 하기의 수학식 1을 만족하도록 생성될 수 있다.
[수학식 1]
0.01ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.2ㆍ106
여기서, I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 7000A 이상이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)일 수 있다.
상술한 제1 통전 패턴(311)은, 단시간에 큰 용접 전류를 인가함으로써, 박막층(201a, 202a)을 폭발시켜 비산(飛散, scattering)시키기 위한 것이다.
한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 사전 통전 패턴(310)은 제1 통전 패턴(311) 이전에 인가되는 제2 통전 패턴(312)을 더 포함할 수 있다.
이 경우 제1 통전 패턴(311)은 상술한 수학식 1에 따라 생성할 수 있으며, 제2 통전 패턴(312)은 하기의 수학식 2를 만족하도록 생성될 수 있다.
[수학식 2]
0.05ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.1ㆍ106
여기서, I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 4000A 이하이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)일 수 있다.
상술한 제2 통전 패턴(313)은 피용접재(201, 202) 및 피용접재(201, 202)의 표면에 형성된 박막층(201a, 202a)을 예열하여 모재인 피용접재(201, 202)와 박막층(201a, 202a)을 소프트하게 함으로써, 상하부 전극(203, 204)의 접촉 면적을 확대시키기 위한 것이다.
한편, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 사전 통전 패턴(310)과 본 통전 패턴(320) 사이에는 소정의 냉각 시간(Cooling Time, CT)을 둘 수 있으며, 이 경우 냉각 시간(CT)은 20~100ms 정도의 값일 수 있다. 또한, 도 3의 (b)에서는 제1 통전 패턴(311)과 제2 통전 패턴(312) 사이에 냉각 시간이 없는 경우를 도시하고 있으나, 실시 형태에 따라서는 제1 통전 패턴(311)과 제2 통전 패턴(312) 사이에도 냉각 시간을 둘 수 있으며, 이 경우 제1 통전 패턴(311)과 제2 통전 패턴(312) 사이의 냉각 시간은 20ms 이하의 짧은 값일 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 ISO 18594:2007에 의해 측정된 천이 저항이 44mΩ이며, 두께(t) 1.3mm의 아연 도금된 HPF1470 소재에 하기의 표 1과 같은 조건으로 저항 스폿 용접을 실시한 결과, 측정한 적정 용접 전류 범위를 도시한 도면이다.
하기의 표 1에 도시된 바와 같이, 가압력은 4.5kN, 제1 통전 패턴의 인가 시간은 2 싸이클, 전류값은 10kA, 제2 통전 패턴의 인가 시간은 10 싸이클(한 싸이클은 1/60초를 의미함), 전류값은 2.5kA, 냉각 시간은 5 싸이클, 본 통전 패턴의 인가 시간은 20 싸이클이며(본 통전 패턴의 크기는 실시 형태에 따라 다르게 인가될 수 있으므로, 구체적인 수치로 나타내지는 않음), 본 통전 패턴이 적용된 후 홀딩 시간은 2 싸이클이며, AC 주파수 60Hz, Cu-Cr 8mm 직경의 팁(tip)을 사용하였다.
Figure 112013032601392-pat00003
도 4에 도시된 바와 같이, 표 1과 같은 조건으로 저항 스폿 용접을 실시한 경우, 너깃의 크기가
Figure 112013032601392-pat00004
(t: 판재 두께)가 되는 시점(401)의 전류값과 중간 날림(Expulsion)이 발생한 시점(402)의 전류값의 차이인 적정 용접 전류 범위(403)가 대략 2.0kA로, 자동차 용접에서 요구하는 1.0kA를 충분히 만족시킴을 알 수 있다.
마지막으로, 전류 인가부(220)는 패턴 생성부(201)로부터 전달받은 통전 패턴에 따라 피용접재(201, 202)에 접한 상하부 전극(203, 204)에 전류를 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃의 성장을 위한 본 통전 패턴 전에 사전 통전 패턴에 따라 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거함으로써 용접시 접촉 저항을 낮출 수 있으며, 이를 통해 적정 용접 전류 범위를 확대하여 충분한 너깃 성장이 일어나기 전에 발생되는 중간 날림(Expulsion)을 방지할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 저항 용접 방법을 설명하는 흐름도로, 이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 의한 저항 용접 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 2 내지 도 4와 관련하여 중복된 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 우선 패턴 생성부(210)는 피용접재(201, 202)를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성할 수 있다(S501). 생성된 통전 패턴은 전류 인가부(220)로 전달될 수 있다.
여기서, 통전 패턴은, 피용접재(201, 202)의 접합부에 형성되는 너깃(205)을 성장시켜 피용접재(201, 202)를 용접하기 위한 본 통전 패턴(320) 이전에 피용접재(201, 202)의 표면에 형성된 박막층(201a, 202a)을 제거하기 위한 사전 통전 패턴(310)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 사전 통전 패턴(310)은 피용접재(201, 202)의 표면에 형성된 박막층(201a, 202a)을 제거하기 위한 것으로, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 통전 패턴(311) 하나만으로 구성되거나, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 통전 패턴(311)과 제1 통전 패턴(311) 이전에 인가되는 제2 통전 패턴(312)을 포함할 수 있다.
마지막으로, 전류 인가부(220)는 패턴 생성부(210)로부터 전달받은 통전 패턴에 따라 피용접재(201, 202)에 접한 상하부 전극(203, 204)에 전류를 인가할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃의 성장을 위한 본 통전 패턴 전에 사전 통전 패턴에 따라 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거함으로써 용접시 접촉 저항을 낮출 수 있으며, 이를 통해 적정 용접 전류 범위를 확대하여 충분한 너깃 성장이 일어나기 전에 발생되는 중간 날림(Expulsion)을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
201: 상부 피용접재 201a: 상부 피용접재의 박막층
202: 하부 피용접재 202a: 하부 피용접재의 박막층
203: 상부 전극 204: 하부 전극
205: 너깃 210: 패턴 생성부
220: 전류 인가부 310: 사전 통전 패턴
311: 제1 통전 패턴 312: 제2 통전 패턴
320: 본 통전 패턴
401: 너깃의 크기가
Figure 112013032601392-pat00005
(t: 판재 두께)가 되는 시점
402: 중간 날림(Expulsion)이 발생한 시점
CT: 냉각 시간

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 피용접재를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및
    상기 생성된 통전 패턴에 따라 상기 피용접재에 접한 상하부 전극에 전류를 인가하는 전류 인가부를 포함하며,
    상기 통전 패턴은, 상기 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 상기 피용접재를 용접하기 위한 본 통전 패턴; 및 상기 본 통전 패턴 이전에 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함하며,
    상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 폭발시켜 비산시키기 위한 제1 통전 패턴 및 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 예열하기 위한 제2 통전 패턴을 포함하고,
    상기 제1 통전 패턴은,
    하기의 수학식 1:
    0.01ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.2ㆍ106
    을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 7000A 이상이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)인 저항 용접 장치.
  6. 피용접재를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및
    상기 생성된 통전 패턴에 따라 상기 피용접재에 접한 상하부 전극에 전류를 인가하는 전류 인가부를 포함하며,
    상기 통전 패턴은, 상기 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 상기 피용접재를 용접하기 위한 본 통전 패턴; 및 상기 본 통전 패턴 이전에 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함하며,
    상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 폭발시켜 비산시키기 위한 제1 통전 패턴 및 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 예열하기 위한 제2 통전 패턴을 포함하고,
    상기 제2 통전 패턴은,
    하기의 수학식 1:
    0.05ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.1ㆍ106
    을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 4000A 이하이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)인 저항 용접 장치.
  7. 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피용접재는, 아연 도금 열간성형강을 포함하며,
    상기 박막층은, 상기 아연 도금 열간성형강의 도금층 표면에 형성된 산화물층을 포함하는 저항 용접 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 피용접재를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 제1 단계; 및
    상기 생성된 통전 패턴에 따라 상기 피용접재에 접한 상하부 전극에 전류를 인가하는 제2 단계를 포함하며,
    상기 통전 패턴은, 상기 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 상기 피용접재를 용접하기 위한 본 통전 패턴; 및 상기 본 통전 패턴 이전에 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함하고,
    상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 폭발시켜 비산시키기 위한 제1 통전 패턴 및 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 예열하기 위한 제2 통전 패턴을 포함하며,
    상기 제1 통전 패턴은,
    하기의 수학식 1:
    0.01ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.2ㆍ106
    을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 7000A 이상이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)인 저항 용접 방법.
  13. 피용접재를 용접하기 위한 통전 패턴을 생성하는 제1 단계; 및
    상기 생성된 통전 패턴에 따라 상기 피용접재에 접한 상하부 전극에 전류를 인가하는 제2 단계를 포함하며,
    상기 통전 패턴은, 상기 피용접재의 접합부에 형성되는 너깃을 성장시켜 상기 피용접재를 용접하기 위한 본 통전 패턴; 및 상기 본 통전 패턴 이전에 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 제거하기 위한 사전 통전 패턴을 포함하고,
    상기 사전 통전 패턴은, 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 폭발시켜 비산시키기 위한 제1 통전 패턴 및 상기 피용접재의 표면에 형성된 박막층을 예열하기 위한 제2 통전 패턴을 포함하며,
    상기 제2 통전 패턴은,
    하기의 수학식 1:
    0.05ㆍ106≤I2ㆍRㆍT≤0.1ㆍ106
    을 만족하도록 생성되며, 여기서 I는 용접 전류의 크기(단위: A)로 4000A 이하이며, R은 접촉 저항(단위: Ω), T는 용접 시간(단위: 초)인 저항 용접 방법.
  14. 제12항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피용접재는, 아연 도금 열간성형강을 포함하며,
    상기 박막층은, 상기 아연 도금 열간성형강의 도금층 표면에 형성된 산화물층을 포함하는 저항 용접 방법.
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