KR101532563B1 - 도금소재의 용접방법 - Google Patents

도금소재의 용접방법 Download PDF

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Abstract

도금소재의 용접방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 도금소재의 용접방법은: 도금소재의 용접방법은: 제1도금소재에 열원을 가하여 간격 유지부를 돌출되게 형성하는 단계; 제1도금소재와 제2도금소재가 겹쳐짐에 따라 간격 유지부에 의해 제1도금소재와 제2도금소재 사이에 간격을 형성하는 단계; 및 제1도금소재와 제2도금소재를 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

도금소재의 용접방법{WELDING METHOD OF PLATING MEMBER}
본 발명은 도금소재의 용접방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접시 발생되는 가스를 원활하게 배출할 수 있는 도금소재의 용접방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 다양한 형태의 부품이 조립됨에 따라 제조된다. 부품은 강판을 프레스 등의 가공을 이용하여 다양한 형태로 형성되는 도금소재이다.
차량의 경량화 및 저연비화를 구현하기 위해 고강도 도금소재가 이용된다. 고강도 도금소재는 도금강판을 가공함에 의해 형성된다. 고강도 도금소재는 부식방지를 위해 이용된다. 또한, 고강도 도금소재는 차량의 경량화 및 저연비화를 구현하기 위해 이용된다. 도금소재는 겹치기 용접에 의해 서로 연결된다. 겹치기 용접시 도금소재의 도금물질이 기화됨에 따라 가스가 발생된다. 겹치기 용접시 발생된 가스는 도금소재 사이의 간격을 통해 배출된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0092684호(2010. 08. 23 공개, 발명의 명칭: 아연도금강판의 레이저 용접에 적합한 클램핑 방법)에 개시되어 있다.
도금소재가 겹치기 용접될 때에 용접 가스의 배출을 원활하게 하기 위해 도금소재의 간격이 일정하게 유지되는 것이 요청된다. 용접 가스가 원활하게 배출되지 않을 경우 용접 가스가 용접부에 혼합되어 용접부에 기공이 발생될 수 있다. 용접부에 기공이 발생됨에 따라 용접 불량이 발생될 수 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 도금소재의 간격이 일정하게 유지됨에 따라 용접 가스가 원활하게 배출되도록 하는 도금소재의 용접방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용접가스가 원활하게 배출됨에 따라 용접불량이 감소될 수 있는 도금소재의 용접방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도금소재의 간격을 용이하게 형성할 수 있는 도금소재의 용접방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 도금소재의 용접방법은: 제1도금소재에 열원을 가하여 간격 유지부를 돌출되게 형성하는 단계; 상기 제1도금소재와 제2도금소재가 겹쳐짐에 따라 상기 간격 유지부에 의해 상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재 사이에 간격을 형성하는 단계; 및 상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재를 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 간격 유지부를 돌출되게 형성하는 단계에서는, 상기 간격 유지부의 높이는 상기 제1도금소재 또는 상기 제2도금소재 중 용접방향의 도금소재 두께의 5-15% 로 형성될 수 있다.
상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재의 용접할 부분의 둘레에 2개 이상 형성될 수 있다.
상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재의 일면에서 볼록한 형태로 형성될 수 있다.
상기 간격 유지부는 중심부가 상기 제1도금소재의 일면보다 깊고, 둘레부가 상기 제1도금소재의 일면보다 높게 형성될 수 있다.
상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재는 아연도금강판일 수 있다.
상기 제1도금소재에 간격 유지부를 형성하는 단계에서는, 티그 용접기를 이용하여 상기 제1도금소재에 열원을 가할 수 있다.
상기 티그 용접기는 1-200 암페어의 용접 전류에 의해 열원을 형성할 수 있다.
상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재가 용융됨에 따라 형성될 수 있다.
상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재와 용가재가 용융됨에 따라 형성될 수 있다.
상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재를 용접하는 단계에서는, 레이저 용접기를 이용하여 상기 제1도금소재 또는 상기 제2도금소재에 열원을 가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 간격 유지부가 도금소재 사이의 간격을 일정하게 유지하므로, 겹치기 용접시 용접 가스가 원활하게 배출될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 용접가스가 원활하게 배출될 수 있으므로, 도금소재가 겹치기 용접될 때에 용접 불량이 감소될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 도금소재에 열원을 가하여 간격 유지부를 형성하므로, 도금소재의 간격을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 도금소재의 용접방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도금소재에 간격 유지부를 형성하는 것을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도금소재에 형성되는 간격 유지부의 제1실시예를 도시한 확대 단면도이다.
도 4은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도금소재의 일측에 제2도금소재가 배치된 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1도금소재와 제2도금소재가 용접되는 상태를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재에 간격 유지부를 형성하는 것을 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재에 형성되는 간격 유지부를 도시한 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재의 일측에 제2도금소재가 배치된 상태를 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재와 제2도금소재가 용접되는 상태를 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 도금소재의 용접방법의 실시예들을 설명한다. 도금소재의 용접방법을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 도금소재의 용접방법에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 도금소재의 용접방법을 도시한 플로우 차트이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예 따른 제1도금소재에 간격 유지부의 제1실시예를 형성하는 것을 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예 따른 제1도금소재에 형성되는 간격 유지부의 제1실시예를 도시한 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)는 프레스 등의 가공에 의해 제조된 차량의 부품이다. 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)는 다양한 도금물질에 의해 도금된 강판이다. 예를 들면, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)는 표면에 아연을 포함한 도금물질이 도포된 아연도금강판일 수 있다. 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)는 아연과 같은 도금물질에 의해 도금 처리된 강판이므로, 강도가 향상되고 내식성 및 내마모성 등이 향상된다.
제1도금소재(110)가 용접 위치에 배치된다(S11). 용접 위치는 티그 용접기(10), 플라즈마 용접기, 레이저 용접기 또는 초음파 집속 용접기 등의 미세열원이 접근하여 용접을 수행할 수 있는 위치이다. 아래에서는 미세열원 중에서 티그 용접기를 기준으로 설명하기로 한다.
제1도금소재(110)에 열원을 가하여 간격 유지부(131)를 돌출되게 형성한다(S12). 이때, 티그 용접기(10)(TIG welding apparatus)를 이용하여 제1도금소재(110)에 열원을 가할 수 있다. 티그 용접기(10)를 이용하여 제1도금소재(110)에 간격 유지부(131)를 형성하므로, 레이저 용접기를 사용하는 것에 비해 저가의 용접기를 이용할 수 있다. 레이저 용접기와 달리 티그 용접기(10)는 국내에서 기술을 보유하고 있기 때문에, 티그 용접기(10)에 문제가 발생되었을 때에 백업라인(backup line)의 구축 및 에프터 서비스가 용이하다.
티그 용접기(10)는 1-200 암페어(Ampere)의 용접 전류에 의해 미세 열원을 형성할 수 있다. 용접 전류는 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 두께, 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 티그 용접 적용 시간, 텅스텐 전극과 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 사이의 거리 등에 따라 적절하게 변경된다.
일반적으로 모재의 두께가 6mm 이상인 경우, 모재를 티그 용접하기 위해 400 암페어 이상의 용접 전류가 공급된다. 모재가 원활하게 티그 용접되기 위해서는 모재의 용융량이 충분히 많으면서도 용융 속도도 빨라야 하므로, 400 암페어 이상의 용접 전류가 공급된다. 즉, 모재를 티그 용접할 경우 모재의 용융량과 용융 속도가 충분히 확보되어야 하므로, 상대적으로 큰 용접 전류가 텅스텐 전극에 공급된다.
그런데, 본 발명과 같이 간격 유지부(131)를 형성하기 위해 제1도금소재(110)의 미소한 부분을 용융시킬 경우, 제1도금소재(110)의 용융량이 제1도금소재(110)를 용접할 때보다 현저히 적어도 된다. 따라서, 티그 용접기(10)의 용접 전류는 1-200 암페어 정도 공급되더라도 간격 유지부(131)를 형성하기에는 충분하다. 또한, 용접 전류가 200 암페어를 초과하면, 용융 물질이 제1도금소재(110)의 일면에서 흩어지거나 납작하게 퍼지므로, 간격 유지부(131)를 볼록하게 형성하기 어려울 수 있다.
티그 용접기(10)는 아르곤 또는 헬륨 등의 분위기 속에서 텅스텐 전극과 제1도금소재(110) 사이에 아크를 발생시킨다. 티그 용접기(10)는 텅스텐 전극이 비소모성이므로, 용가재(예: 용접봉)를 사용하지 않고 아크열에 의해 제1도금소재(110)를 녹일 수 있다. 티그 용접기(10)는 제1도금소재(110)의 용해 조작과 용가재의 용해 조작을 독립적으로 수행할 수 있으므로, 제1도금소재(110)의 용융양을 용이하게 조절할 수 있다.
간격 유지부(131)는 제1도금소재(110)에서 용접할 부분의 둘레에 2개 이상 형성될 수 있다. 간격 유지부(131)가 용접할 부분의 둘레에 2개 이상 형성되므로, 제2도금소재(120)가 간격 유지부(131)에 의해 안정되게 지지될 수 있다.
간격 유지부(131)의 높이는 제1도금소재(110)의 두께 또는 제2도금소재(120)의 두께의 5-15% 범위에서 형성된다. 간격 유지부(131)는 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격을 결정한다.
간격 유지부(131)는 제1도금소재(110)의 일면에서 볼록한 형태로 형성된다(도 3 참조). 간격 유지부(131)는 제1도금소재(110)의 일면이 용융되면서 부풀어 올라 볼록한 형태로 형성된다.
간격 유지부(131)는 제1도금소재(110)가 용융됨에 따라 형성될 수 있다. 이때, 간격 유지부(131)의 물성은 제2도금소재(120)의 물성과 거의 유사하다.
또한, 간격 유지부(131)는 제1도금소재(110)와 용가재가 함께 용융됨에 따라 형성될 수 있다. 이때, 간격 유지부(131)는 제1도금소재(110)와 용가재의 용융 물질이 혼합되어 이루어지므로, 간격 유지부(131)의 물성은 제1도금소재(110)의 물성과 다소 달라진다.
도 4은 본 발명의 제1실시예 따른 제1도금소재의 일측에 제2도금소재가 배치된 상태를 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예 따른 제1도금소재와 제2도금소재가 용접되는 상태를 도시한 측면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1도금소재(110)의 일측에 제2도금소재(120)를 배치함에 따라 간격 유지부(131)에 의해 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)을 형성한다(S13). 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 겹치기 용접될 때에 용접 가스가 간격(G)을 통해 배출된다.
제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)에 열원을 가하여 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 용접한다(S14). 즉, 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)에서 간격 유지부(131)에 의해 둘러싸인 부분에 열원이 가해진다. 이때, 레이저 용접기(20)는 레이저 열원를 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)에 가하여 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 레이저 용접할 수 있다. 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 레이저 열원에 의해 용접되므로, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 0.1-10㎲의 짧은 시간에 2800℃ 이상의 온도에 도달될 수 있다.
제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)이 아연도금강판인 경우, 아연도금강판이 열원에 의해 용융됨에 따라 아연 도금층이 기화되면서 아연 가스가 발생된다. 아연 가스는 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)을 통해 외부로 배출된다. 아연 가스가 원활하게 배출되므로, 아연도금강판의 용접부(140)에 아연 가스가 침투되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용접부(140)에 기공이 발생되거나 용접부(140)가 터짐에 따라 용접불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)은 간격 유지부(131)의 높이에 의해 결정된다. 간격 유지부(131)의 높이는 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 두께(T)의 5-15% 로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 용접할 때에 제1도금소재(110)에 열원이 가해지는 경우, 간격 유지부(131)의 높이(G)는 제1도금소재(110) 두께(T)의 5-15% 로 형성될 수 있다. 또한, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 용접할 때에 제2도금소재(120)에 열원이 가해지는 경우, 간격 유지부(131)의 높이는 제2도금소재(120) 두께(T)의 5-15% 로 형성될 수 있다.
간격 유지부(131)의 높이가 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 두께(T)의 5% 미만인 경우, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)이 너무 작게 형성되어 가스의 배출 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 용접부(140)의 강성이 감소되거나 용접불량이 발생될 개연성이 높아질 수 있다.
간격 유지부(131)의 높이가 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 두께(T)의 15% 초과인 경우, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)이 너무 크게 형성된다. 이 경우, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 너무 멀리 떨어져 용접하기 곤란하거나 용접부(140)의 강도가 저하될 수 있다.
이와 같이, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)이 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 두께(T)의 5-15% 범위 내에서 형성되므로, 가스의 배출 성능과 용접성을 충족시킬 수 있다.
또한, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 두께(T)가 두꺼울수록 간격 유지부(131)의 높이를 상대적으로 높게 형성하고, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 두께(T)가 얇을수록 간격 유지부(131)의 높이를 상대적으로 낮게 형성할 수도 있다. 이때에도, 간격 유지부(131)의 두께는 열원에 의해 가열되는 도금소재(110,120)의 두께(T)의 5-15% 범위 내에서 형성된다.
상기와 같이, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격 유지부(131)가 개재되어 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)을 형성하므로, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 겹치기 용접될 때에 도금 가스가 원활하게 배출되도록 할 수 있다. 또한, 도금 가스가 원활하게 배출됨에 따라 용접부(140)에 도금 가스가 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용접부(140)에 기포가 발생되거나 용접 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용접부(140)가 정상적으로 형성되므로, 용접부(140)의 강성이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 간격(G)이 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 두께(T)의 5-15% 로 형성되므로, 용접부(140)가 정상적으로 형성될 정도의 간격(G)이 유지되면서도 가스가 원활하게 배출되도록 할 수 있다. 따라서, 도금소재(110,120)가 정상적으로 용접되도록 할 수 있다.
또한, 티그 용접기(10)가 제1도금소재(110)에 열원을 가하여 간격 유지부(131)를 돌출되게 형성하므로, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)이 간편하게 형성될 수 있다. 또한, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)을 유지하기 위해 별도의 지그를 사용하지 않아도 된다.
또한, 고강도의 도금강판이 용접되어 차체에 적용될 경우, 차체를 경량화 시키면서도 고강도를 유지할 수 있다. 또한, 저연비의 차량을 제조할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 도금소재의 용접 방법에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 도금소재의 용접방법을 도시한 플로우 차트이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재에 간격 유지부를 형성하는 것을 도시한 측면도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재에 형성되는 간격 유지부를 도시한 확대 단면도이다.
도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1도금소재(110)가 용접 위치에 배치된다(S11). 용접 위치는 용접기의 용접토치가 접근하여 용접을 수행할 수 있는 위치이다.
제1도금소재(110)에 열원을 가하여 간격 유지부(135)를 돌출되게 형성한다(S12). 이때, 티그 용접기(10)(TIG welding apparatus)를 이용하여 제1도금소재(110)에 열원을 가할 수 있다. 티그 용접기(10)를 이용하여 제1도금소재(110)에 간격 유지부(135)를 형성하므로, 레이저 용접기를 사용하는 것에 비해 저가의 용접기를 이용할 수 있다.
티그 용접기(10)는 1-200 암페어(Ampere)의 용접 전류에 의해 열원을 형성할 수 있다. 용접 전류는 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 두께, 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 용융 속도, 텅스텐 전극과 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 사이의 거리 등에 따라 적절하게 변경된다.
모재의 두께가 6mm 이상인 경우, 모재를 티그 용접하기 위해 400 암페어 이상의 용접 전류가 공급된다. 모재가 원활하게 티그 용접되기 위해서는 모재의 용융량이 충분히 많으면서도 용융 속도도 빨라야 하므로, 400 암페어 이상의 용접 전류가 공급된다. 즉, 모재를 티그 용접할 경우 모재의 용융양과 용융 속도가 충분히 확보되어야 하므로, 상대적으로 큰 용접 전류가 텅스텐 전극에 공급된다.
그런데, 본 발명과 같이 간격 유지부(135)를 형성하기 위해 제1도금소재(110)의 미소한 부분을 용융시킬 경우, 제1도금소재(110)의 용융량이 제1도금소재(110)를 티그 용접할 때보다 현저히 적어도 된다. 따라서, 티그 용접기(10)의 용접 전류는 1-200 암페어 정도 공급되더라도 간격 유지부(135)를 형성하기에는 충분하다. 또한, 용접 전류가 200 암페어를 초과하면, 용융 물질이 제1도금소재(110)의 일면에서 흩어지거나 납작하게 퍼지므로, 간격 유지부(135)를 볼록하게 형성하기 어려울 수 있다.
티그 용접기(10)는 아르곤 분위기 속에서 텅스텐 전극과 제1도금소재(110) 사이에 아크를 발생시킨다. 티그 용접기(10)는 텅스텐 전극이 비소모성이므로, 용가재(예: 용접봉)를 사용하지 않고 아크열에 의해 제1도금소재(110)를 녹일 수 있다. 티그 용접기(10)는 제1도금소재(110)의 용해 조작과 용가재의 용해 조작을 독립적으로 수행할 수 있으므로, 제1도금소재(110)의 용융양을 용이하게 조절할 수 있다.
간격 유지부(135)는 제1도금소재(110)에서 용접할 부분의 둘레에 2개 이상 형성될 수 있다. 간격 유지부(135)가 용접할 부분의 둘레에 2개 이상 형성되므로, 제2도금소재(120)가 간격 유지부(135)에 의해 안정되게 지지될 수 있다.
간격 유지부(135)의 높이(G)는 제1도금소재(110)의 두께 또는 제2도금소재(120)의 두께의 5-15% 범위에서 형성된다. 간격 유지부(135)는 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격을 결정한다.
간격 유지부(135)는 중심부(135a)가 제1도금소재(110)의 일면보다 깊고, 둘레부(135b)가 제1도금소재(110)의 일면보다 높게 형성된다(도 7 참조). 오목한 형태의 간격 유지부(135)는 제1도금소재(110)의 용융물질이 아크가 발진되는 부분의 둘레 측으로 밀려남에 따라 형성될 수 있다. 간격 유지부(135)는 둘레부(135b)가 제1도금소재(110)의 일면보다 높게 형성되므로, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 간격을 형성할 수 있다. 간격 유지부(135)의 높이(G)는 제1도금소재(110)의 일면과 간격 유지부(135)의 둘레부(135b) 상단 사이의 거리이다.
간격 유지부(135)는 제1도금소재(110)가 용융됨에 따라 형성될 수 있다. 이때, 간격 유지부(135)의 물성은 제2도금소재(120)의 물성과 거의 유사하다.
또한, 간격 유지부(135)는 제1도금소재(110)와 용가재가 함께 용융됨에 따라 형성될 수 있다. 이때, 간격 유지부(135)는 제1도금소재(110)와 용가재의 용융 물질이 혼합되어 이루어지므로, 간격 유지부(135)의 물성은 제1도금소재(110)의 물성과 다소 달라진다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재의 일측에 제2도금소재가 배치된 상태를 도시한 측면도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 제1도금소재와 제2도금소재가 용접되는 상태를 도시한 측면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1도금소재(110)의 일측에 제2도금소재(120)를 배치함에 따라 간격 유지부(135)에 의해 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)을 형성한다(S13). 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 겹치기 용접될 때에 용접 가스가 간격(G)을 통해 배출된다.
제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)에 열원을 가하여 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 용접한다(S14). 즉, 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)에서 간격 유지부(135)에 의해 둘러싸인 부분에 열원이 가해진다. 이때, 레이저 용접기(20)는 레이저 열원를 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)에 가하여 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 레이저 용접할 수 있다. 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 레이저 열원에 의해 용접되므로, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 0.1-10㎲의 짧은 시간에 2800℃ 이상의 온도에 도달될 수 있다.
제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)이 아연도금강판인 경우, 아연도금강판이 열원에 의해 용융됨에 따라 아연 도금층이 기화되면서 아연 가스가 발생된다. 아연 가스는 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)을 통해 외부로 배출된다. 아연 가스가 원활하게 배출되므로, 아연도금강판의 용접부(140)에 아연 가스가 침투되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용접부(140)에 기공이 발생되거나 용접부(140)가 터짐에 따라 용접불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)은 간격 유지부(135)의 높이에 의해 결정된다. 간격 유지부(135)의 높이(G)는 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 두께(T)의 5-15% 로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 용접할 때에 제1도금소재(110)에 열원이 가해지는 경우, 간격 유지부(135)의 높이(G)는 제1도금소재(110) 두께(T)의 5-15% 로 형성될 수 있다. 또한, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)를 용접할 때에 제2도금소재(120)에 열원이 가해지는 경우, 간격 유지부(135)의 높이(G)는 제2도금소재(120) 두께(T)의 5-15% 로 형성될 수 있다.
간격 유지부(135)의 높이가 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 두께(T)의 5% 미만인 경우, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)이 너무 작게 형성되어 가스의 배출 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 용접부(140)의 강성이 감소되거나 용접불량이 발생될 개연성이 높아질 수 있다.
간격 유지부(135)의 높이(G)가 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 두께(T)의 15% 초과인 경우, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)이 너무 크게 형성된다. 이 경우, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 너무 멀리 떨어져 용접하기 곤란하거나 용접부(140)의 강도가 저하될 수 있다.
이와 같이, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이의 간격(G)이 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120) 두께(T)의 5-15% 범위 내에서 형성되므로, 가스의 배출 성능과 용접성을 충족시킬 수 있다.
또한, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 겹쳐진 면적이 클수록 간격 유지부(135)의 높이를 상대적으로 높게 형성하고, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 겹쳐진 면적이 작을수록 간격 유지부(135)의 높이를 상대적으로 낮게 형성할 수도 있다. 이때에도, 간격 유지부(135)의 두께(G)는 열원에 의해 가열되는 도금소재(110,120)의 두께(T)의 5-15% 범위 내에서 형성된다.
또한, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 두께(T)가 두꺼울수록 간격 유지부(135)의 높이(G)를 상대적으로 높게 형성하고, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 두께(T)가 얇을수록 간격 유지부(135)의 높이를 상대적으로 낮게 형성할 수도 있다. 이때에도, 간격 유지부(135)의 두께는 열원에 의해 가열되는 도금소재(110,120)의 두께(T)의 5-15% 범위 내에서 형성된다.
상기와 같이, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격 유지부(135)가 개재되어 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)을 형성하므로, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)가 겹치기 용접될 때에 도금 가스가 원활하게 배출되도록 할 수 있다. 또한, 도금 가스가 원활하게 배출됨에 따라 용접부(140)에 도금 가스가 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용접부(140)에 기포가 발생되거나 용접 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용접부(140)가 정상적으로 형성되므로, 용접부(140)의 강성이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
제1도금소재(110)와 제2도금소재(120)의 간격(G)이 열원이 가해지는 제1도금소재(110) 또는 제2도금소재(120)의 두께(T)의 5-15% 로 형성되므로, 용접부(140)가 정상적으로 형성될 정도의 간격(G)이 유지되면서도 가스가 원활하게 배출되도록 할 수 있다. 따라서, 도금소재가 정상적으로 용접되도록 할 수 있다.
또한, 티그 용접기(10)가 제1도금소재(110)에 열원을 가하여 간격 유지부(135)를 돌출되게 형성하므로, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)이 간편하게 형성될 수 있다. 또한, 제1도금소재(110)와 제2도금소재(120) 사이에 간격(G)을 유지하기 위해 별도의 지그를 사용하지 않아도 된다.
또한, 고강도의 도금강판이 용접되어 차체에 적용될 경우, 차체를 경량화 시키면서도 고강도를 유지할 수 있다. 또한, 저연비의 차량을 제조할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 티그 용접기 20: 레이저 용접기
110: 제1도금소재 120: 제2도금소재
131,135: 간격 유지부 135a: 중심부
135b: 둘레부 140: 용접부

Claims (11)

  1. 제1도금소재에 열원을 가하여 간격 유지부를 돌출되게 형성하는 단계;
    상기 제1도금소재와 제2도금소재가 겹쳐짐에 따라 상기 간격 유지부에 의해 상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재 사이에 간격을 형성하는 단계; 및
    상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재를 용접하는 단계를 포함하고,
    상기 간격 유지부를 돌출되게 형성하는 단계에서는,
    상기 간격 유지부의 높이는 상기 제1도금소재 또는 상기 제2도금소재 중 용접방향의 도금소재 두께의 5-15% 로 형성되며,
    상기 간격 유지부는 중심부가 상기 제1도금소재의 일면보다 깊고, 둘레부가 상기 제1도금소재의 일면보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재의 용접할 부분의 둘레에 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재의 일면에서 볼록한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재는 아연도금강판인 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  7. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1도금소재에 간격 유지부를 형성하는 단계에서는,
    티그 용접기를 이용하여 상기 제1도금소재에 열원을 가하는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 티그 용접기는 1-200 암페어의 용접 전류에 의해 열원을 형성하는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  9. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재가 용융됨에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  10. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간격 유지부는 상기 제1도금소재와 용가재가 용융됨에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1도금소재와 상기 제2도금소재를 용접하는 단계에서는,
    레이저 용접기를 이용하여 상기 제1도금소재 또는 상기 제2도금소재에 열원을 가하는 것을 특징으로 하는 도금소재의 용접방법.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990050922A (ko) * 1997-12-17 1999-07-05 이구택 스테인레스 박강판 용접부의 노치 인성 평가방법
JP2009072799A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Nisshin Steel Co Ltd 亜鉛系めっき鋼板のレーザー溶接方法
KR20120073382A (ko) * 2010-12-27 2012-07-05 주식회사 새한산업 강판의 3겹 레이저 용접방법

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