KR101501894B1 - Temperature Measurement Apparatus for Friction Stir Welding and Method Using the Same - Google Patents

Temperature Measurement Apparatus for Friction Stir Welding and Method Using the Same Download PDF

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김인주
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Abstract

The present invention relates to a friction stir welding temperature measurement apparatus which precisely measures more the maximum temperature of a friction stir welding part. The friction stir welding temperature measurement apparatus includes: a welding tool which moves while rotating to friction stir weld an object to be welded; a backing plate supporting the object welded on the lower side of the welding tool; a through hole vertically penetrating the backing plate, and installed in a portion adjacent to a welding line of the object on the backing plate; and a temperature sensor inserted from the lower side of the backing plate to the lower side of the object through the through hole, measuring the welding temperature.

Description

마찰교반접합 온도측정 장치 및 방법{Temperature Measurement Apparatus for Friction Stir Welding and Method Using the Same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a friction stir welding method and a friction stir welding method,

본 발명은 마찰교반접합 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 용접툴, 백킹플레이트, 관통홀 및 온도센서를 구비하여 마찰교반접합을 수행할 때 용접대상물 마찰교반접합부의 최고도달 온도를 측정할 수 있는 마찰교반접합 온도측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction stir welding apparatus, and more particularly, to a welding apparatus, a backing plate, a through hole and a temperature sensor capable of measuring a maximum reaching temperature of a friction stir welding object To a friction stir welding junction temperature measuring apparatus.

마찰교반접합은 영국의 TWI가 개발한 새로운 개념의 접합 방법으로 핀(Pin)과 숄더(Shoulder)로 구성되는 툴(Tool)을 고속으로 회전시키면서 용접하고자 하는 재료에 삽입하여 재료의 표면과 내부에서 발생하는 마찰열을 이용하여 재료를 연화함과 동시에 고온 소성 유동을 일으켜 툴의 좌우에 배치된 재료의 일부를 상호간에 맞은편 영역에 교반 혼입시켜 접합을 실현하는 고상 접합 방법이다.The friction stir welding is a new concept of joining method developed by TWI in England. It is a tool which is composed of a pin and a shoulder at high speed while inserting it into the material to be welded, The present invention relates to a solid-state bonding method for realizing bonding by softening a material by using generated frictional heat and causing a high-temperature plastic flow to stir and mix a part of materials disposed on the left and right sides of the tool with each other.

위와 같은 마찰교반접합은 재료의 용융점 이하에서 접합이 이루어지므로 용융용접시 발생하는 여러 결함들의 발생을 방지할 수 있는 특징이 있다.Since the friction stir welding is performed at a temperature lower than the melting point of the material, it is possible to prevent the occurrence of various defects occurring during melting welding.

또한, 기존의 마찰교반접합기술은 알루미늄, 마그네슘 등과 같은 융점이 낮은 비철금속계열의 경량합금을 주요 분야로 하였으나, 최근에는 이종재 및 철강재료의 접합 영역까지 확대 되고 있는 추세다.In addition, the conventional friction stir welding technique has been mainly applied to a light alloy of a non-ferrous metal series such as aluminum or magnesium having a low melting point, but recently it has been spreading to a junction region of a dissimilar material and a steel material.

이러한 마찰교반접합 기술은 온도가 중요한 요소가 되므로 정확한 마찰교반접합 장치의 정밀한 제어나 또는 마찰교반접합에 관련된 많은 연구에서 마찰교반접합부의 정확한 온도측정이 요구된다. Since the temperature of the friction stir welding technique becomes an important factor, accurate temperature measurement of the friction stir welding part is required in many studies related to precise control of the friction stir welding device or friction stir welding.

하지만 기존의 온도측정 방식은 용접대상물의 표면에 용접툴이 이동하는 경로 근처에 온도센서를 구비하거나, 용접대상물을 지지하는 백킹 플레이트 내에 온도센서를 구비하는 경우가 많다.However, in the conventional temperature measuring method, a temperature sensor is provided near a path where the welding tool moves on the surface of the object to be welded, or in many cases, a temperature sensor is provided in the backing plate for supporting the object to be welded.

하지만 용접대상물의 표면에 온도센서를 구비하면 마찰교반접합의 마찰발열에 의한 접합부 표층의 온도만 측정 가능하여 마찰교반접합부 중심의 실제적인 최고도달온도는 추정을 하여야 하는 문제점이 있다. However, if a temperature sensor is provided on the surface of the object to be welded, only the temperature of the surface of the joint due to the friction heat of the friction stir welding can be measured, so that the actual maximum reaching temperature of the center of the friction stir welding must be estimated.

나아가 한국등록특허 제10-1288475호와 같이 백킹 플레이트 내에 온도센서를 구비하면 용접대상물에서 발생한 마찰열이 백킹 플레이트로 전달된다. 그리고 백킹 플레이트 내부에 배치되는 온도센서는 마찰교반접합부에서 백킹 플레이트에 전달된 열을 측정하게 되어 용접대상물 마찰교반접합부 중심의 실제적인 최고도달 온도를 측정하기 어렵다는 문제점 역시 있다.
Furthermore, if a temperature sensor is provided in the backing plate as in Korean Patent No. 10-1288475, frictional heat generated in the object to be welded is transferred to the backing plate. Also, the temperature sensor disposed inside the backing plate measures the heat transferred to the backing plate at the friction stir joining portion, so that it is difficult to measure the actual maximum reaching temperature of the center of the friction stir welding object.

[문헌 1] 한국등록특허, 제10-1288475호, 2010년 12월 02일
[Patent Document 1] Korean Registered Patent No. 10-1288475, December 02, 2010

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용접툴, 백킹 플레이트, 관통홀 및 온도센서로 구성된 마찰교반접합 온도측정 장치를 이용하여 보다 정밀하게 마찰교반접합부의 최고도달 온도를 측정할 수 있는 마찰교반접합 온도측정 장치를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a friction stir welding apparatus capable of measuring a maximum reaching temperature of a friction stir welding part more precisely using a friction stir welding temperature measuring device composed of a welding tool, a backing plate, And a friction stir welding junction temperature measuring device.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 마찰교반접합 온도측정 장치는 회전하면서 이동하여 용접대상물을 마찰교반접합하는 용접툴, 상기 용접툴의 하부에서 용접되는 용접대상물을 지지하는 백킹 플레이트, 상기 백킹 플레이트를 상하로 관통하며, 상기 백킹 플레이트에서 상기 용접대상물의 용접라인에 인접한 부위에 구비된 관통홀 및 상기 관통홀을 통해 상기 백킹 플레이트의 하부에서 상기 용접대상물의 하부까지 삽입되어 용접온도를 측정하는 온도센서를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a friction stir welding temperature measuring apparatus comprising: a welding tool rotating and moving to frictionally stir and bond a welding object; a backing plate for supporting a welding object welded from a lower portion of the welding tool; A through hole provided in a portion adjacent to the welding line of the welding object on the backing plate and a temperature for measuring a welding temperature inserted from the lower portion of the backing plate to the lower portion of the welding object through the through hole, Sensor.

그리고, 상기 관통홀이 상기 용접라인 상에 적어도 하나 이상 구비된다.At least one through-hole is provided on the welding line.

또한, 상기 관통홀이 상기 용접라인을 중심으로 양쪽 방향에 대칭되게 일정한 간격으로 배치되어 복수개로 형성될 수 있다.In addition, the through holes may be formed in a plurality of positions spaced at regular intervals symmetrically with respect to the welding line in both directions.

그리고, 상기 용접대상물의 하면에 상기 관통홀의 배치와 대응되는 측정홀을 형성하여, 상기 온도센서가 상기 관통홀을 통해 상기 측정홀에 삽입될 수 있다.A measurement hole corresponding to the arrangement of the through hole may be formed on the lower surface of the object to be welded, and the temperature sensor may be inserted into the measurement hole through the through hole.

이때, 상기 측정홀은 상기 관통홀 중 상기 용접라인 상에 형성된 관통홀을 제외하고, 용접라인을 중심으로 양쪽 방향에 대칭되게 복수개로 형성된 관통홀의 배치에 대응하여 형성된다.In this case, the measurement holes are formed corresponding to the arrangement of the plurality of through holes formed symmetrically in both directions about the welding line, excluding the through holes formed on the welding line among the through holes.

또한, 상기 측정홀은 상기 용접대상물의 두께보다 작은 깊이로 형성될 수 있다.In addition, the measurement hole may be formed to a depth smaller than the thickness of the object to be welded.

그리고, 마찰교반접합에서 마찰교반접합부 최고도달 온도를 측정하는 방법은 용접대상물의 하면에 백킹 플레이트에 형성된 관통홀의 배치와 대응되는 측정홀을 형성하고, 상기 관통홀과 상기 측정홀이 일치하도록 상기 용접대상물을 상기 백킹 플레이트 상에 셋팅하는 용접대상물 셋팅단계, 상기 백킹 플레이트의 관통홀을 통해 상기 용접대상물의 측정홀 내에 온도센서를 구비하는 온도센서설치단계, 상기 용접대상물의 용접라인을 따라 용접툴이 회전하면서 이동하여 상기 용접대상물을 용접하는 용접단계 및 용접이 진행되는 동안 상기 온도센서를 통해 용접부위의 최고도달 온도를 측정하는 온도측정단계를 포함한다.
The method for measuring the maximum reaching temperature of the friction stir welding part in the friction stir welding is characterized in that a measurement hole corresponding to the arrangement of the through holes formed in the backing plate is formed on the lower surface of the object to be welded, A welding object setting step of setting an object on the backing plate, a temperature sensor mounting step of providing a temperature sensor in the measurement hole of the welding object through the through hole of the backing plate, And a temperature measuring step of measuring the maximum reaching temperature of the welded part through the temperature sensor during the welding process.

상기한 구성을 가지는 본 발명의 마찰교반접합 온도측정장치는 다음과 같은 효과가 있다. The friction stir welding temperature measuring apparatus of the present invention having the above-described configuration has the following effects.

첫째, 마찰교반접합에 있어서 보다 정확하게 마찰교반접합부의 실제적인 최고도달온도를 측정할 수 있다.First, the actual maximum reachable temperature of the friction stir welding part can be measured more precisely in the friction stir welding.

둘째, 보다 정확한 용접부위의 온도 측정에 따라 효과적인 용접결과를 위한 용접장치의 제어가 용이하다는 장점이 있다. Second, there is an advantage that it is easy to control the welding device for effective welding result according to the temperature measurement of the welding part more accurately.

본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 마찰교반접합 용접의 전체적인 구성을 나타내는 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치의 백킹 플레이트에 관통홀이 배치되는 형태를 나타내는 평면도;
도 3은 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치의 관통홀 및 측정홀이 형성되는 상태를 나타내는 정면도; 및
도 4는 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치를 이용하여 마찰교반접합부 최고도달 온도를 측정하는 방법을 나타내는 순서도.1 is a perspective view showing the overall structure of friction stir welding;
FIG. 2 is a plan view showing a configuration in which a through hole is disposed in a backing plate of a friction stir joining temperature measuring apparatus according to the present invention; FIG.
3 is a front view showing a state in which a through hole and a measurement hole are formed in the apparatus for measuring a friction stir welding temperature according to the present invention; And
FIG. 4 is a flowchart showing a method for measuring the maximum reaching temperature of a friction stir joint using a friction stir welding temperature measuring apparatus according to the present invention. FIG.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.

마찰교반접합 온도측정 장치의 구성Configuration of friction stir welding temperature measurement device

도 1은 마찰교반접합의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치의 백킹 플레이트(200)에 관통홀(300)이 배치되는 형태를 나타내는 평면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a friction stir joining, and FIG. 2 is a plan view showing a form in which a through hole 300 is disposed in a backing plate 200 of an apparatus for measuring a friction stir junction temperature according to the present invention.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치는 용접툴(Tool)(100), 백킹 플레이트(200)(Backing Plate), 관통홀(300) 및 온도센서(400)로 구성된다.1 and 2, the friction stir welding temperature measuring apparatus according to the present invention includes a welding tool 100, a backing plate 200, a through hole 300, and a temperature sensor 400 ).

용접툴(100)은 용접대상물(A)을 용접하는 장치이며, 핀(Pin)(110)과 숄더(Shoulder)(120)를 포함한다.The welding tool 100 is a device for welding the object A and includes a pin 110 and a shoulder 120.

핀(110)은 용접툴(100)의 최하부에 위치하고 있는 원기둥 형태의 돌기로 용접대상물(A)의 두께와 같은 길이로 형성되거나 용접대상물(A)의 두께보다 작게 형성된다. The fin 110 is a cylindrical protrusion located at the lowermost part of the welding tool 100 and is formed to have the same length as the thickness of the object A or smaller than the thickness of the object A to be welded.

숄더(120)는 핀(110)의 상부에 연결되는 원기둥의 형태로 핀(110)의 형태보다 비교적 큰 폭을 가진다.The shoulder 120 has a relatively larger width than the shape of the pin 110 in the form of a cylinder connected to the top of the pin 110.

이러한 용접툴(100)은 회전하며 용접대상물(A)과 마찰을 일으켜 발생하는 열을 이용하여 용접대상물(A)을 용접하게 된다.The welding tool 100 is rotated and welded to the object A using heat generated by friction with the object A to be welded.

백킹 플레이트(200)는 용접툴(100)의 하부에 구비되어 용접툴(100)이 압력을 가하면서 용접대상물(A)을 용접하는 동안 용접대상물(A)을 지지하는 장치이다.The backing plate 200 is provided under the welding tool 100 and is a device for supporting the object A while welding the object A while the welding tool 100 applies pressure.

백킹 플레이트(200)는 소정의 면적을 가지며 바람직하게는 용접대상물(A)의 면적보다 크게 형성된다.The backing plate 200 has a predetermined area and is preferably formed larger than the area of the object A to be welded.

또한, 백킹 플레이트(200)는 용접과정에서 발생하는 열과 압력을 견딜 수 있는 강도를 지니고 있다. 본 실시예에서 백킹 플레이트(200)는 스테인레스강으로 형성되어 있으나, 충분한 내열성과 강도를 지니고 있다면 어떠한 소재도 무방하다.In addition, the backing plate 200 has a strength enough to withstand the heat and pressure generated during the welding process. In this embodiment, the backing plate 200 is made of stainless steel, but any material can be used as long as it has sufficient heat resistance and strength.

이러한 백킹 플레이트(200)에는 관통홀(300)이 형성되어 있다.The backing plate 200 has a through-hole 300 formed therein.

관통홀(300)은 후술하는 온도센서(400)를 삽입하기 위한 구성으로, 온도센서(400)가 삽입될 수 있는 크기로 백킹 플레이트(200)를 상하로 관통하여 형성되어 있으며 용접이 이루어지는 용접라인(L)에 인접한 부위에 구비된다.The through hole 300 has a structure for inserting a temperature sensor 400 to be described later. The through hole 300 is formed to penetrate the backing plate 200 up and down to a size where the temperature sensor 400 can be inserted. (L).

즉, 백킹 플레이트(200) 상에서 용접툴(100)이 이동하면서 용접공정을 수행할 때 시작점(W1)에서 종료점(W2)까지 이어지는 용접라인(L)을 포함한 인접한 영역 내에서 상하 관통되는 관통홀(300)이 형성된다.That is, when performing the welding process while moving the welding tool 100 on the backing plate 200, through-holes (not shown) penetrating the upper and lower portions in the adjacent region including the welding line L extending from the starting point W1 to the ending point W2 300 are formed.

관통홀(300)은 적어도 한 개 이상이 형성되며 복수로 형성될 수 있다.At least one through hole 300 is formed and a plurality of through holes 300 may be formed.

본 실시예에서 관통홀(300)은 용접라인(L) 상에 적어도 하나 이상이 형성되어 있고, 용접라인(L)을 중심으로 양쪽 방향에 대칭되게 일정한 간격으로 배치되어 더 형성되어 있다.In the present embodiment, at least one through-hole 300 is formed on the welding line L and further formed at regular intervals symmetrically with respect to the welding line L in both directions.

온도센서(400)는 용접과정의 온도를 측정하기 위한 장치로 백킹 플레이트(200)의 하부에서 전술한 관통홀(300)을 통해 삽입된다. 즉, 관통홀(300)이 백킹 플레이트(200)를 상하로 관통하여 형성되어 있기 때문에 온도센서(400)는 용접대상물(A)의 하면에 접촉하여 용접과정 중 온도측정을 할 수 있다.The temperature sensor 400 is inserted through the above-described through hole 300 at the bottom of the backing plate 200 as a device for measuring the temperature of the welding process. That is, since the through hole 300 is formed so as to penetrate the backing plate 200 up and down, the temperature sensor 400 can make contact with the lower surface of the object A to perform temperature measurement during the welding process.

관통홀(300)이 복수로 형성되는 경우에는 온도센서(400)도 관통홀(300)의 수량에 대응하여 복수개가 구비된다.When a plurality of through holes 300 are formed, a plurality of temperature sensors 400 are provided corresponding to the number of through holes 300.

본 실시예에서 온도센서(400)는 k-type 열전대를 적용하고 있으나, 고온을 측정하기 위한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 센서를 사용하여도 무방하다.In this embodiment, the temperature sensor 400 applies a k-type thermocouple, but any sensor may be used as long as it can achieve the purpose of measuring a high temperature.

도 3은 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치의 관통홀(300) 및 측정홀(500)이 형성되는 상태를 나타내는 정면도이다.3 is a front view showing a state in which a through hole 300 and a measurement hole 500 are formed in the apparatus for measuring a friction stir welding temperature according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치는 보다 정밀하게 용접온도를 측정하기 위하여 용접대상물(A)에 측정홀(500)을 형성할 수도 있다.As shown in FIG. 3, in the apparatus for measuring a friction stir welding temperature according to the present invention, a measurement hole 500 may be formed in a welding object A to more precisely measure a welding temperature.

측정홀(500)은 용접대상물(A)의 하면에 형성되며, 용접대상물(A)이 백킹 플레이트(200) 상에 셋팅될 때 백킹 플레이트(200)에 형성된 관통홀(300)의 배치와 대응되도록 측정홀(500)이 형성된다.The measurement hole 500 is formed on the lower surface of the object A and corresponds to the arrangement of the through hole 300 formed in the backing plate 200 when the object A is set on the backing plate 200 A measurement hole 500 is formed.

즉, 용접대상물(A)이 백킹 플레이트(200) 상에 셋팅되면 관통홀(300)이 용접대상물(A)까지 연장된 형태가 되어 전술한 온도센서(400)가 백킹 플레이트(200)의 하부에서 관통홀(300)을 지나 용접대상물(A)의 내부까지 삽입되어 온도를 측정할 수 있게 구성된다.That is, when the welding object A is set on the backing plate 200, the through hole 300 is extended to the welding object A so that the temperature sensor 400 described above is positioned at the bottom of the backing plate 200 Through the through hole (300) to the inside of the object (A) to measure the temperature.

이러한 측정홀(500)은 백킹 플레이트(200)에 형성된 관통홀(300) 중에 용접라인(L) 상에 형성된 관통홀(300)을 제외하고, 용접라인(L)을 중심으로 양쪽 방향에 대칭되게 복수개로 형성된 관통홀(300)의 배치에 대응하여 형성된다.The measurement holes 500 are symmetric with respect to the welding line L in both directions except for the through holes 300 formed in the welding lines L in the through holes 300 formed in the backing plate 200 And is formed corresponding to the arrangement of a plurality of through holes (300).

용접라인(L)을 따라 용접툴(100)이 이동하면서 용접대상물(A)을 연화시키기 때문에 용접라인(L) 상에 형성된 관통홀(300)에 삽입되는 온도센서(400)는 용접대상물(A)의 내부에서 온도를 측정하는 것이 불가능하다.Since the welding tool 100 moves along the welding line L to soften the object A to be welded, the temperature sensor 400 inserted into the through-hole 300 formed on the welding line L is positioned on the welding object A It is impossible to measure the temperature in the inside of the heat exchanger.

따라서 용접라인(L) 상에 형성된 관통홀(300)은 제외하고 나머지 관통홀(300)에 대응되는 측정홀(500)을 형성하게 된다.Therefore, the measurement holes 500 corresponding to the through holes 300 are formed except for the through holes 300 formed on the welding line L. FIG.

또한, 측정홀(500)은 용접대상물(A)의 상면까지 개구부를 형성될 수 있고, 본 실시예에서는 용접대상물(A)의 두께보다 작은 깊이로, 바람직하게는 용접대상물(A) 두께의 절반만큼의 깊이로 형성되어 온도센서(400)가 용접대상물(A)의 내부에서 용접온도를 측정할 수 있게 구성된다.
The measurement hole 500 may have an opening up to the upper surface of the object A and in this embodiment a depth smaller than the thickness of the object A is preferable and preferably half of the thickness of the object A So that the temperature sensor 400 is configured to measure the welding temperature inside the object A to be welded.

마찰교반접합 온도측정 장치의 사용양태와 기능Usage and function of friction stir joining temperature measuring device

전술한 마찰교반접합 온도측정 장치를 이용하여 마찰교반접합부 최고도달 온도를 측정하는 방법은 다음과 같다.A method of measuring the maximum reaching temperature of the friction stir joint using the above-described friction stir welding temperature measuring apparatus is as follows.

도 4는 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 장치를 이용하여 마찰교반접합부 최고도달 온도를 측정하는 방법을 나타내는 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart showing a method for measuring a maximum reaching temperature of a friction stir joint using a friction stir joining temperature measuring apparatus according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 마찰교반접합 온도측정 방법은 용접대상물 셋팅단계(S100), 온도센서설치단계(S200), 용접단계(S300) 및 온도측정단계(S400)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the friction stir welding temperature measurement method according to the present invention includes a welding object setting step S100, a temperature sensor mounting step S200, a welding step S300, and a temperature measuring step S400.

용접대상물 셋팅단계(S100)는 용접대상물(A)의 하면에 백킹 플레이트(200)에 형성된 관통홀(300)의 배치와 대응되는 측정홀(500)을 형성하고, 관통홀(300)과 측정홀(500)이 일치하도록 용접대상물(A)을 백킹 플레이트(200) 상에 셋팅하는 단계이다.In the welding object setting step S100, a measurement hole 500 corresponding to the arrangement of the through-hole 300 formed in the backing plate 200 is formed on the lower surface of the object A, and the through- The welding object A is set on the backing plate 200 so that the welding object 500 coincides with the welding object A. [

용접대상물(A)의 하면에 백킹 플레이트(200)에 형성된 관통홀(300) 중에 용접라인(L) 상에 형성된 관통홀(300)을 제외하고, 용접라인(L)을 중심으로 양쪽 방향에 대칭되게 복수개로 형성된 관통홀(300)의 배치에 대응하여 일정 깊이, 바람직하게는 용접대상물(A) 두께의 절반만큼 측정홀(500)을 형성한다.Except for the through hole 300 formed in the welding line L in the through hole 300 formed in the backing plate 200 on the lower surface of the object A to be symmetrical with respect to the welding line L in both directions The measurement hole 500 is formed at a predetermined depth, preferably half the thickness of the object A, corresponding to the arrangement of the plurality of through-holes 300.

측정홀(500)이 형성된 용접대상물(A)을 측정홀(500)과 관통홀(300)의 위치가 일치하게끔 백킹 플레이트(200) 상에 배치하여 셋팅한다.The welding object A on which the measurement hole 500 is formed is set on the backing plate 200 so that the positions of the measurement hole 500 and the through hole 300 are aligned with each other.

온도센서설치단계(S200)는 백킹 플레이트(200)의 관통홀(300)을 통해 용접대상물(A)의 측정홀(500) 내부로 온도센서(400)를 삽입하는 단계이다. The temperature sensor installation step S200 is a step of inserting the temperature sensor 400 into the measurement hole 500 of the welding object A through the through hole 300 of the backing plate 200.

백킹 플레이트(200)의 하부에 형성된 관통홀(300)의 하면개구부를 통해서 온도센서(400)를 삽입한다. 이때, 용접라인(L)상에 형성된 관통홀(300)에 삽입하는 온도센서(400)는 용접대상물(A)의 하면까지 삽입되고, 용접라인(L)을 중심으로 양쪽에 대칭되도록 형성된 관통홀(300)에는 관통홀(300)을 지나 용접대상물(A)에 형성된 측정홀(500)의 내부까지 온도센서(400)를 삽입한다.The temperature sensor 400 is inserted through the lower opening of the through hole 300 formed in the lower portion of the backing plate 200. The temperature sensor 400 inserted into the through hole 300 formed on the welding line L is inserted into the lower surface of the welding object A and is inserted into the through hole 300 formed to be symmetrical with respect to the welding line L The temperature sensor 400 is inserted into the measurement hole 500 formed in the welding object A through the through hole 300. [

용접단계(S300)는 용접대상물(A)의 용접라인(L)을 따라 용접툴(100)이 회전하면서 이동하여 용접대상물(A)을 용접하는 단계이다.The welding step S300 is a step of welding the welding object A by moving the welding tool 100 along the welding line L of the welding object A.

용접툴(100)의 핀(110)과 숄더(120)는 용접대상물(A)을 강한 압력(P)으로 누르고 평면상에 수직하는 용접툴(100)의 회전축과 같은 축을 기준으로 회전(R)하며 용접대상물(A)의 용접라인(L)을 따라 이동(T)한다.The pin 110 and the shoulder 120 of the welding tool 100 are pressed against the welding object A at a strong pressure P and rotated (R) about the same axis as the rotation axis of the welding tool 100, (T) along the welding line (L) of the welding object (A).

즉, 핀(110)은 두 용접대상물(A)의 사이에서 회전하며 마찰열을 발생시키고, 숄더(120)는 회전하면서 숄더(120)의 하면이 용접대상물(A)의 상면과 마찰하여 열을 발생시킨다. 이러한 마찰열에 의해 용접부위의 용접대상물(A)이 연화되고 용접툴(100)의 양측이 교반되며 용접이 이루어진다.That is, the pin 110 rotates between the two welding objects A to generate frictional heat, and while the shoulder 120 rotates, the lower surface of the shoulder 120 rubs against the upper surface of the object A to generate heat . By this frictional heat, the object A to be welded at the welded portion is softened, and both sides of the welding tool 100 are agitated and welded.

온도측정단계(S400)는 용접이 진행되는 동안 온도센서(400)를 이용하여 마찰교반접합부의 최고도달 온도를 측정하는 단계이다.The temperature measuring step S400 is a step of measuring a maximum reaching temperature of the friction stir welding part using the temperature sensor 400 during welding.

전술한 과정을 통해 마찰교반접합이 진행되는 동안 설치된 온도센서(400)를 통해 마찰교반접합부의 최고도달 온도를 측정하여 데이터를 얻을 수 있다.Data can be obtained by measuring the maximum reaching temperature of the friction stir welding part through the temperature sensor 400 installed during the friction stir welding process.

이러한 방법은 기존의 방식보다 더욱 정확한 값을 측정할 수 있기 때문에, 측정된 데이터를 마찰교반접합 장치를 정밀하게 제어하거나 용접 효율을 상승시키는데 사용할 수 있고, 또는 마찰교반접합에 관련된 연구 등에 데이터를 이용하는 것도 가능하다.
Since this method can measure more accurate values than conventional methods, the measured data can be used to precisely control the friction stir joining device or to increase the welding efficiency, or to use data such as those relating to friction stir joining It is also possible.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100: 용접툴
110: 핀
120: 숄더
200: 백킹 플레이트
300: 관통홀
400: 온도센서
500: 측정홀
A: 용접대상물
P: 용접툴의 압력방향
R: 용접툴의 회전방향
T: 용접툴의 이동방향
L: 용접라인
W1: 용접시작점
W2: 용접종료점100: Welding tool
110: pin
120: Shoulder
200: backing plate
300: Through hole
400: Temperature sensor
500: Measuring hole
A: object to be welded
P: pressure direction of the welding tool
R: Direction of rotation of the welding tool
T: Direction of movement of the welding tool
L: Welding line
W1: Starting point of welding
W2: Welding end point

Claims (7)

회전하면서 이동하여 용접대상물을 마찰교반접합하는 용접툴;
상기 용접툴의 하부에서 용접되는 용접대상물을 지지하는 백킹 플레이트;
상기 백킹 플레이트를 상하로 관통하며, 상기 백킹 플레이트에서 상기 용접대상물의 용접라인에 인접한 부위에 구비된 관통홀; 및
상기 관통홀을 통해 상기 백킹 플레이트의 하부에서 상기 용접대상물의 하부까지 삽입되어 용접온도를 측정하는 온도센서;
를 포함하되,
상기 용접대상물의 하면에 상기 관통홀의 배치와 대응되는 측정홀을 형성하여, 상기 온도센서가 상기 관통홀을 통해 상기 측정홀에 삽입되는 마찰교반접합 온도측정 장치.A welding tool rotating and moving to friction stir weld the object;
A backing plate for supporting a welding object to be welded at a lower portion of the welding tool;
A penetrating hole penetrating the backing plate vertically and provided at a portion of the backing plate adjacent to the welding line of the object to be welded; And
A temperature sensor inserted from a lower portion of the backing plate through the through hole to a lower portion of the object to be welded to measure a welding temperature;
, ≪ / RTI &
Wherein a measurement hole corresponding to the arrangement of the through hole is formed on a lower surface of the object to be welded and the temperature sensor is inserted into the measurement hole through the through hole. 제1항에 있어서,
상기 관통홀이 상기 용접라인 상에 적어도 하나 이상 구비되는 마찰교반접합 온도측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein at least one through hole is provided on the welding line. 제1항에 있어서,
상기 관통홀이 상기 용접라인을 중심으로 양쪽 방향에 대칭되게 일정한 간격으로 배치되어 복수개로 형성되는 마찰교반접합 온도측정 장치The method according to claim 1,
And a plurality of through-holes arranged symmetrically in both directions about the welding line at regular intervals, 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측정홀은 상기 관통홀 중 상기 용접라인 상에 형성된 관통홀을 제외하고, 용접라인을 중심으로 양쪽 방향에 대칭되게 복수개로 형성된 관통홀의 배치에 대응하여 형성되는 마찰교반접합 온도측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the measurement holes are formed corresponding to the arrangement of the through holes formed symmetrically in both directions about the welding line except the through holes formed on the welding line among the through holes. 제1항에 있어서,
상기 측정홀은 상기 용접대상물의 두께보다 작은 깊이로 형성되는 마찰교반접합 온도측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the measurement hole is formed at a depth smaller than the thickness of the welding object. 마찰교반접합식 용접에서 마찰교반접합부 최고도달 온도를 측정하는 방법에 있어서,
용접대상물의 하면에 백킹 플레이트에 형성된 관통홀의 배치와 대응되는 측정홀을 형성하고, 상기 관통홀과 상기 측정홀이 일치하도록 상기 용접대상물을 상기 백킹 플레이트 상에 셋팅하는 용접대상물 셋팅단계;
상기 백킹 플레이트의 관통홀을 통해 상기 용접대상물의 측정홀 내에 온도센서를 구비하는 온도센서설치단계;
상기 용접대상물의 용접라인을 따라 용접툴이 회전하면서 이동하여 상기 용접대상물을 용접하는 용접단계; 및
용접이 진행되는 동안 상기 온도센서를 통해 용접부위의 최고도달 온도를 측정하는 온도측정단계;
를 포함하는 마찰교반접합 온도측정 방법.A method of measuring a maximum reaching temperature of a friction stir welding part in friction stir welding,
A welding object setting step of forming a measurement hole corresponding to the arrangement of the through hole formed in the backing plate on the lower surface of the object to be welded and setting the object to be welded on the backing plate so that the through hole and the measurement hole are aligned;
A temperature sensor mounting step of providing a temperature sensor in a measurement hole of the welding object through a through hole of the backing plate;
A welding step of moving the welding tool while rotating along a welding line of the welding object to weld the welding object; And
A temperature measuring step of measuring a maximum reaching temperature of the welded part through the temperature sensor while welding is proceeding;
Wherein the friction stir welding temperature is measured by a friction stir welding method.
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