KR101558208B1 - Spot welding method of panel - Google Patents
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Abstract
패널의 스폿 용접 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법은 복합소재로 형성된 복합패널에 용접홀을 가공하는 용접홀 가공단계와, 복합패널의 하부에 금속소재의 금속패널을 위치시키는 패널 배치단계와, 용접홀의 주변에서 복합패널의 상면에 접합부재를 도포하는 접합부재 도포단계와, 용접홀의 상부에서 복합패널에 용접부재를 장착하는 용접부재 장착단계와, 용접부재와 금속패널을 스폿 용접하는 용접단계를 포함한다.A method of spot welding a panel is disclosed. A spot welding method for a panel according to an embodiment of the present invention includes a welding hole processing step of processing a welding hole in a composite panel formed of a composite material, a panel disposing step of disposing a metallic panel of a metal material in a lower portion of the composite panel, A welding member applying step of applying a welding member to the upper surface of the composite panel in the periphery of the hole, a welding member mounting step of mounting the welding member to the composite panel at the upper portion of the welding hole, and a welding step of spot welding the welding member and the metal panel do.
Description
본 발명은 패널의 스폿 용접 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복합소재로 형성된 복합패널과 금속소재로 형성된 금속패널을 스폿 용접하여 상호 결합하는 패널의 스폿 용접 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a spot welding method for a panel, and more particularly, to a spot welding method for a panel that combines a composite panel formed of a composite material and a metal panel formed of a metal material by spot welding.
일반적으로, 차체를 이루는 패널은 충돌시의 안전성을 강화할 목적으로, 두께를 늘리거나 또는 패널에 보강용 패널(소위, 보강재)을 설치하여 전체적인 강도 및 강성을 높이는 한편 충격 에너지 흡수성 향상시키고 있다.In general, a panel constituting a vehicle body is provided with a reinforcing panel (so-called reinforcing material) to increase the thickness or increase the overall impact strength and stiffness of the panel, while improving the impact energy absorption property, in order to enhance safety at the time of collision.
이를 위하여 2 장의 패널을 상호 접합시켜 하나의 접합패널로 사용하고 있는 바, 이러한 차체 패널의 접합공법에는 레이저 용접, 스폿 용접, 셀프 피어싱 리벳이음, 본딩 접합 등이 주로 적용된다.For this purpose, two panels are bonded together to form a joining panel. Laser joining, spot welding, self-piercing rivet joining, and bonding joining are mainly applied to joining methods of such a body panel.
상기한 접합방법 중, 스폿 용접은 패널 표면에 압력을 가하면서 통전을 통하여 전기저항을 형성해서 용접열을 발생시켜 용접하는 전기 저항 용접으로 통상적으로 용접용 로봇에 장착된 스폿 용접건을 통해 실시되고 있다.Among the above bonding methods, spot welding is an electric resistance welding in which electric resistance is formed by energizing while applying pressure to the surface of a panel to generate welding heat to be welded, and is usually carried out through a spot welding gun mounted on a welding robot have.
이러한 스폿 용접건은 상, 하부 용접건으로 구성되어 용접되어야 할 2장의 패널을 상부 용접건과 하부 용접건의 사이에 끼워서 용접을 실시하는 것으로, 금속소재로 이루어진 패널에 전기저항을 형성해 용접해야만 하여 복합소재로 이루어진 패널과 금속 패널의 접합에는 본딩 접합이 적용되고 있는 실정이다.The spot welding gun is composed of upper and lower welding guns, and the two panels to be welded are sandwiched between the upper welding gun and the lower welding gun to weld the panel. The bonding between the panel and the metal panel is applied.
여기서, 복합소재의 패널은 2개 또는 그 이상의 물질이 결합되어 기존의 소재보다 더 강한 구조를 형성하는 소재로서, 무게에 비해 강도가 높고, 유연성이 크고 진동에 강해서 금속소재의 피로응력 문제를 해소하며, 부식이 되지 않는 장점이 있어 금속소재인 차체의 패널이나 구조물 등에 복합소재를 적용하여 강성을 증대키게 된다.Here, a composite panel is a material having two or more materials combined to form a stronger structure than a conventional material, and has a high strength, a high flexibility, and a strong vibration resistance to weight, thereby eliminating the fatigue stress problem of a metal material And it has a merit that it is not corroded, so that the rigidity is increased by applying a composite material to a panel or a structure of a vehicle body, which is a metal material.
이러한 복합소재의 패널은 본딩 접합을 통해 금속소재의 패널에 접합되는데, 본딩 접합은 접착제를 이용해 각 패널을 상호 접합하여 강성 및 충돌성능 향상시키면서 구조적 강성을 보강하는 것으로서, 용접 또는 기계적 체결이 어려운 복합소재로 이루어진 패널과 알루미늄 또는 스틸 소재로 형성된 패널의 접합에 주로 이용되고 있다.This composite material panel is bonded to a panel of metallic material through bonding bonding. The bonding bonding is to reinforce the structural rigidity while improving the rigidity and collision performance by bonding the panels together using an adhesive, And is mainly used for joining a panel made of a material and a panel made of an aluminum or steel material.
그러나, 상기와 같이 각기 다른 소재로 구성된 패널이 접착제를 통해 접합되어 형성된 접합패널은 접착제의 특성상, 계면 접착력이 약 30MPa ~ 50MPa 정도로 형성됨에 따라, 각 패널의 인장강도에 못 미치는 접합강도로 그 한계가 발생함으로써, 각 패널 사이의 접착력을 충분히 확보하기 어려운 문제점이 있다.However, since the bonding panel formed by bonding the panels made of different materials through the adhesive as described above has the interfacial adhesive force of about 30 MPa to 50 MPa due to the nature of the adhesive, the bonding strength, which is less than the tensile strength of each panel, There is a problem that it is difficult to sufficiently secure the adhesion between the respective panels.
또한, 접합패널의 각 패널이 접착력을 충분히 확보하지 못한 상태에서 충돌 부품으로 제작할 경우, 구조적 강성이 저하되고, 충돌 발생 시에는 순간적으로 높은 충격력에 의해 각 패널 사이에서 박리가 발생될 수 있어 접합패널의 충돌강성이 저하되는 문제점도 있다.In addition, when the panels are made of impact parts in a state in which the panels do not secure sufficient adhesive force, the structural rigidity is deteriorated, and when a collision occurs, peeling may occur between the panels due to a momentary high impact force, There is also a problem that the collision stiffness of the vehicle is deteriorated.
이러한 문제점들을 해소하기 위해, 종래에는 복합소재의 패널과 금속소재의 패널 접착제를 사용해 본딩으로 접합한 후, 볼트나 리벳 등을 이용한 기계적 체결을 적용해 체결하였으나, 볼트나 리벳 등을 이용한 기계적 체결은 충격력을 경화된 접착제에 진동으로 전달하게 되는 바, 본딩된 접착제에서 미세한 크랙이 발생되고, 이 미세 크랙을 중심으로 파단이 발생하여 시간이 흐르면서 볼트나 리벳의 체결력 저하로 인해 접합된 패널의 전체적인 강성이 저하되는 등의 단점이 있다.In order to solve these problems, conventionally, a composite material panel and a metal material panel adhesive were bonded by bonding, followed by mechanical fastening using bolts or rivets, but mechanical fastening using bolts or rivets The impact force is transmitted to the hardened adhesive by vibration. As a result, fine cracks are generated in the bonded adhesive, breakage occurs around the fine crack, and the overall stiffness of the bonded panel due to deterioration of the fastening force of the bolt or rivet over time And the like.
본 발명의 실시예는 용접부재를 이용하여 복합소재로 형성된 복합패널과 금속소재로 형성된 금속패널을 스폿 용접함으로써, 복합패널과 금속패널 간의 결합성이 향상되는 패널의 스폿 용접 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a spot welding method of a panel in which a composite panel formed of a composite material and a metal panel formed of a metal material are spot-welded using a welding member to improve the coupling property between the composite panel and the metal panel.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 복합소재로 형성된 복합패널에 용접홀을 가공하는 용접홀 가공단계와, 상기 복합패널의 하부에 금속소재의 금속패널을 위치시키는 패널 배치단계와, 상기 용접홀의 주변에서 상기 복합패널의 상면에 접합부재를 도포하는 접합부재 도포단계와, 상기 용접홀의 상부에서 상기 복합패널에 용접부재를 장착하는 용접부재 장착단계와, 상기 용접부재와 상기 금속패널을 스폿 용접하는 용접단계를 포함하는 패널의 스폿 용접 방법을 제공할 수 있다.According to one or more embodiments of the present invention, there is provided a method of manufacturing a composite panel, comprising: a welding hole processing step of processing a welding hole in a composite panel formed of a composite material; a panel disposing step of disposing a metallic panel of a metal material in a lower portion of the composite panel; A welding member mounting step of mounting a welding member to the composite panel at an upper portion of the welding hole; a step of welding the welding member and the metal panel to a spot welding A spot welding method of a panel including a welding step can be provided.
또한, 상기 접합부재는 상기 용접홀의 내주면 둘레를 따라 상기 복합패널의 상면 가장자리에 도포될 수 있다.Further, the bonding material may be applied to the upper surface edge of the composite panel along the inner circumferential surface of the weld hole.
또한, 상기 용접부재는 상기 용접홀의 내부로 삽입되어 상기 금속패널에 접촉되는 삽입부와, 상기 삽입부로부터 상부를 향하여 절곡 형성되어 상기 용접홀의 상부에서 상기 복합패널에 접촉되는 접촉부로 이루어질 수 있다.The welding member may include an insertion portion inserted into the welding hole to be in contact with the metal panel, and a contact portion bent upward from the insertion portion and contacting the composite panel at an upper portion of the welding hole.
또한, 상기 용접부재는 원판 형상으로 형성되되, 중앙이 상기 용접홀로 삽입되도록 하부를 향하여 단차지게 성형될 수 있다.The welding member may be formed in a disc shape, and may be formed so as to be stepped downward so that the center is inserted into the welding hole.
또한, 상기 용접부재는 그 재질이 금속소재로 이루어질 수 있다.In addition, the welding member may be made of a metal material.
또한, 상기 접합부재는 상기 용접단계에서 스폿 용접건에 의한 스폿 용접 시, 발생하는 고온의 열에 의해 경화되어 상기 용접부재를 상기 복합패널에 접합할 수 있다.Further, the bonding material can be cured by high-temperature heat generated during spot welding by a spot welding gun in the welding step, and the welding member can be bonded to the composite panel.
또한, 상기 접합부재는 구조용 접착제로 이루어질 수 있다.In addition, the bonding material may be made of a structural adhesive.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 복합소재로 형성된 복합패널에 용접홀을 가공하고, 상기 용접홀이 가공된 상기 복합패널의 하부에 금속소재의 금속패널을 위치시킨 후, 상기 용접홀의 주변에서 외주면 둘레를 따라 상기 복합패널의 상면에 접합부재를 도포하고, 상기 접합부재가 도포된 상기 복합패널의 상부에서 원판으로 형성되되, 중앙이 단차지게 형성되어 상기 용접홀로 삽입되는 용접부재를 장착한 상태에서, 스폿 용접건을 이용해 상기 용접부재와 상기 금속패널을 스폿 용접하여 상기 복합패널과 상기 금속패널을 스폿 용접할 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a welding hole is formed in a composite panel formed of a composite material, a metal panel of a metal material is placed on a lower portion of the composite panel on which the welding hole is formed, A method of manufacturing a composite panel, comprising the steps of: applying a welding member to an upper surface of the composite panel along an outer circumferential surface of the composite panel; forming a circular plate at an upper portion of the composite panel coated with the welding member; , The composite panel and the metal panel can be spot welded by spot welding the welding member and the metal panel using a spot welding gun.
본 발명의 실시예는 용접부재를 이용하여 복합소재로 형성된 복합패널과 금속소재로 형성된 금속패널을 스폿 용접함으로써, 복합패널과 금속패널 간의 결합성이 향상되는 효과가 있다.The embodiment of the present invention has an effect of improving the coupling property between the composite panel and the metal panel by spot welding a composite panel formed of a composite material and a metal panel formed of a metal material by using a welding member.
또한, 용접부재를 이용하여 복합패널과 금속패널을 용이하게 스폿 용접함으로써, 제작공정 시, 사이클 타임이 축소되어 생산성이 향상되는 효과도 있다.Further, by easily welding the composite panel and the metal panel using the welding member, the cycle time is reduced during the manufacturing process, thereby improving the productivity.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법에 적용되는 용접부재의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.1 is a process diagram of a spot welding method of a panel according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a welding member applied to a spot welding method of a panel according to an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
단, 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It should be understood, however, that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. .
또한, 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.In order to clearly illustrate the embodiments of the present invention, parts that are not related to the description are omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법의 공정도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법에 적용되는 용접부재의 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.2 is a perspective view of a welding member applied to a spot welding method of a panel according to an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a cross-sectional view Fig.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법은 용접홀 가공단계, 패널 배치단계, 접합부재 도포단계, 용접부재 장착단계, 및 용접단계를 포함한다.Referring to Figs. 1 to 3, a spot welding method of a panel according to an embodiment of the present invention includes a welding hole machining step, a panel disposing step, a joining member applying step, a welding member mounting step, and a welding step.
먼저, 상기 용접홀 가공단계는 복합소재로 형성된 복합패널(10)에 용접홀(11)을 가공한다.(S1)First, in the welding hole forming step, a
그리고 상기 패널 배치단계는 상기 복합패널(10)의 하부에 금속소재의 금속패널(20)을 위치시킨다.(S2)In the panel disposing step, a
그리고 상기 접합부재 도포단계는 상기 용접홀(11)의 주변에서 상기 복합패널(10)의 상면에 접합부재(30)를 도포한다.(S3)The joining member applying step applies the joining
여기서, 상기 접합부재(30)는 상기 용접홀(11)의 내주면 둘레를 따라 상기 복합패널(10)의 상면 가장자리에 도포되며, 스폿 용접건(미도시)에 의한 스폿 용접 시, 발생하는 고온의 열에 의해 경화된다.Here, the
이러한 접합부재(30)는 금속 등의 구조재료의 접합에서 고온에도 높은 강도를 나타내며, 장기간 큰 하중에 견디고 지속해서 사용할 수 있고, 자연환경에 노출되어도 자신의 접착력을 잃지 않은 매우 강력한 접착제인 구조용 접착제로 이루어질 수 있다.Such a joining
상기 구조용 접착제는 그 성분에 따라 페놀수지계, 에폭시수지계가 주성분으로 구성된 열경화성 수지와, 페놀 - 니트릴고무계, 에폭시 - 페놀계가 주성분으로 구성된 혼합계로 구분될 수 있다.The structural adhesive may be classified into a thermosetting resin composed mainly of a phenol resin and an epoxy resin, and a mixed resin composed mainly of a phenol-nitrile rubber and an epoxy-phenol based on the components thereof.
이와 같은 구조용 접착제는 널리 알려진 공지기술에 해당하므로, 이하 그 구성 및 성능에 대한 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since such a structural adhesive corresponds to a well-known technology, a detailed description of the structure and performance will be omitted.
다음으로, 상기 용접부재 장착단계는 상기 용접홀(11)의 상부에서 상기 복합패널(10)에 용접부재(40)를 장착한다.(S4)Next, the welding member mounting step mounts the
여기서, 상기 용접부재(40)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 삽입부(41)와 접촉부(43)로 이루어진다.Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the
상기 삽입부(41)는 상기 용접홀(11)의 내부로 삽입되어 상기 금속패널(20)에 접촉되며, 상기 접촉부(43)는 상기 삽입부(41)로부터 상부를 향하여 절곡 형성되어 상기 용접홀(11)의 상부에서 상기 복합패널(10)에 접촉된다.The
즉, 상기 용접부재(40)는 원판 형상으로 형성되되, 중앙이 상기 용접홀(11)로 삽입되도록 하부를 향하여 단차지게 성형되며, 이러한 용접부재(40)는 상기 스폿 용접건을 이용한 스폿 용접 시, 상, 하부 용접건을 통전시키도록 그 재질이 금속소재로 이루어진다.That is, the
마지막으로, 상기 용접단계는 상기 용접부재(40)와 상기 금속패널(20)을 스폿 용접(W)한다.(S5)Finally, in the welding step, the
한편, 상기 접합부재(30)는 상기 용접단계에서 스폿 용접건에 의한 스폿 용접 시, 발생하는 고온의 열에 의해 경화되어 상기 용접부재(40)를 상기 복합패널(10)에 접합한다.On the other hand, the joining
즉, 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법은 복합소재로 형성된 복합패널(10)에 용접홀(11)을 가공하고, 상기 용접홀(11)이 가공된 상기 복합패널(10)의 하부에 금속소재의 금속패널(20)을 위치시킨 후, 상기 용접홀(11)의 주변에서 외주면 둘레를 따라 상기 복합패널(10)의 상면에 접합부재(30)를 도포하고, 상기 접합부재(30)가 도포된 상기 복합패널(10)의 상부에서 원판으로 형성되되, 중앙이 단차지게 형성되어 상기 용접홀(11)로 삽입되는 용접부재(40)를 장착한 상태에서, 스폿 용접건을 이용해 상기 용접부재(40)와 상기 금속패널(20)을 스폿 용접하여 상기 복합패널(10)과 상기 금속패널(20)을 스폿 용접한다.That is, the spot welding method of the panel according to the embodiment of the present invention is a method of welding the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 패널의 스폿 용접 방법은 용접부재(40)를 이용하여 복합소재로 형성된 복합패널(10)과 금속소재로 형성된 금속패널(20)을 스폿 용접함으로써, 복합패널(10)과 금속패널(20) 간의 결합성이 향상될 수 있다.Therefore, in the spot welding method of the panel according to the embodiment of the present invention, the
또한, 용접부재(40)를 이용하여 복합패널(10)과 금속패널(20)을 용이하게 스폿 용접함으로써, 제작공정 시, 사이클 타임이 축소되어 생산성이 향상될 수 있다.Further, by easily welding the
이상으로 본 발명의 하나의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
10...복합패널 11...용접홀
20...금속패널 30...접합부재
40...용접부재 41...삽입부
43...접촉부10 ...
20
40
43 ... contact
Claims (8)
상기 복합패널의 하부에 금속소재의 금속패널을 위치시키는 패널 배치단계;
상기 용접홀의 내주면 둘레를 따라 상기 복합패널의 상면 가장자리에 구조용 접착제로 이루어지는 접합부재를 도포하는 접합부재 도포단계;
상기 용접홀의 내부로 삽입되어 상기 금속패널에 접촉되는 삽입부와, 상기 삽입부로부터 상부를 향하여 단차지게 절곡 형성되어 상기 용접홀의 상부 둘레에 접촉되는 접촉부를 갖는 금속소재의 용접부재를 상기 용접홀의 상부에서 상기 복합패널에 장착하는 용접부재 장착단계; 및
상기 용접부재와 상기 금속패널을 스폿 용접과 동시에, 스폿 용접 시에 발생하는 고온의 열에 의해 상기 접합부재가 경화되어 상기 용접부재를 상기 복합패널에 접합하는 용접단계;
를 포함하는 패널의 스폿 용접 방법.A welding hole processing step of processing a welding hole in a composite panel formed of a composite material;
A panel disposing step of disposing a metal panel of a metal material on a lower portion of the composite panel;
A joining member applying step of applying a joining member made of a structural adhesive to the upper edge of the composite panel along the inner peripheral surface of the weld hole;
A welding member of a metal material having an insertion portion inserted into the inside of the welding hole to be in contact with the metal panel and a contact portion bent in a stepped manner toward the upper portion from the insertion portion and contacting the upper periphery of the welding hole, A step of mounting a welding member on the composite panel; And
A welding step of simultaneously welding the welding member and the metal panel together with the welding member and bonding the welding member to the composite panel by curing the welding member by high temperature heat generated during spot welding;
Wherein the first and second portions are welded to each other.
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KR20190081288A (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 주식회사 성우하이텍 | Welding method for carbon fiber reinforced plastics sheets |
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