KR101616751B1 - 마찰교반 접합 툴 유닛 - Google Patents

마찰교반 접합 툴 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR101616751B1
KR101616751B1 KR1020140104226A KR20140104226A KR101616751B1 KR 101616751 B1 KR101616751 B1 KR 101616751B1 KR 1020140104226 A KR1020140104226 A KR 1020140104226A KR 20140104226 A KR20140104226 A KR 20140104226A KR 101616751 B1 KR101616751 B1 KR 101616751B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
friction stir
spindle
stir welding
rotor
Prior art date
Application number
KR1020140104226A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160019995A (ko
Inventor
김주호
김쌍호
노중석
김동규
정윤철
Original Assignee
(주)태광테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)태광테크 filed Critical (주)태광테크
Priority to KR1020140104226A priority Critical patent/KR101616751B1/ko
Publication of KR20160019995A publication Critical patent/KR20160019995A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101616751B1 publication Critical patent/KR101616751B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/125Rotary tool drive mechanism
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/1255Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/126Workpiece support, i.e. backing or clamping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

본 발명은 마찰교반접합 시 접합 종료지점에 엔드홀과 같은 접합결함이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 하는 마찰교반 접합 툴 유닛에 관한 것으로, 마찰교반 접합 툴 유닛은 마찰교반 접합 장치의 접합헤드에 제공되는 스핀들에 연동 가능하게 장착된다. 이러한 마찰교반 접합 툴 유닛은, 마찰교반 접합 툴 유닛은, 하단면 상에 숄더부를 형성하고 스핀들을 따라 회전할 수 있도록 스핀들의 하단부에 고정 장착되는 로터; 스핀들을 따라 회전하면서 로터를 수직하게 관통하는 제 1 승강안내공에 승강가능하게 배치되어 숄더부의 외측으로 돌출되거나 또는 로터의 내부로 삽입되는 프로브; 및 프로브를 승강 작동시키는 승강수단;를 포함한다.

Description

마찰교반 접합 툴 유닛{FRICTION STIR WELDING TOOL UNIT}
본 발명은 마찰교반 접합 툴 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마찰교반접합 시 접합 종료지점에 엔드홀과 같은 접합결함이 발생하는 것을 방지할 수 있는 마찰교반 접합 툴 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 자동차, 항공기 및 선박 등과 같은 운송장비, 그리고 건축, 토목 분야 등 다양한 산업분야에서 경량소재를 활용한 경량합금이 널리 사용되고 있으며, 이러한 경량합금을 이용한 각종 기기 및 구조물의 조립은 접합공정에 의해 이루어지낟.
전술한 경량합금을 접합하는 기술로는 마찰교반접합(Friction Stir Welding; FSW)이 개발되어 적용되고 있다.
마찰교반접합은, 접합하고자 하는 접합부재에 비하여 경질재료인 비소모성 회전공구(마찰교반접합 공구)를 고속으로 회전시키면서 접합부재들의 맞닿은 면에 접촉시키면, 회전공구와 접합부재와의 상호마찰에 의해 열이 발생하여 회전공구 주변의 재료가 연화되고, 회전공구의 교반에 의한 재료의 소성유동으로 접합면 양쪽의 재료들이 강제로 혼합되는 원리로 접합부재들이 접합되는 것으로, 이러한 마찰교반접합은 접합부재의 용융을 수반하지 않기 때문에 기존의 용융용접에서 발생하는 용접결함을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 접합과정에서 유해물질이 배출되지 않아 친환경적인 접합기술로 널리 이용되고 있는 실정이다.
도 1은 종래 마찰교반접합에 사용되는 통상적인 마찰교반 접합 공구를 나타낸 도면으로서, 전술한 마찰교반 접합에 사용되는 마찰교반 접합 공구(1)는 대부분 숄더부(2)를 갖는 로터(3), 및 숄더부(2)로부터 돌출하도록 마련된 프로브(probe; 4)로 이루어진다.
숄더부(2)를 포함하는 로터(3)와 프로브(4)는 한 피스로 제공되거나, 또는 프로브(4)는 숄더부(2)에 분리 가능하게 제공된다.
한편, 도 1에 도시된 종래 마찰교반 접합 공구(1)를 이용한 마찰교반 접합 시에는 마찰교반 접합 공구(1)를 고속으로 회전시키면서 프로브(4)를 접합부위의 접합 시작지점 내부에 삽입시킨 상태 하에서 접합부위를 따라 마찰교반 접합 공구(1)를 진행시킨 후 접합 종료지점에서 프로브(4)를 배출하게 되는데, 이때 접합부위의 접합 시작지점 및 접합 종료지점에는 프로브(4)의 형상과 같은 홀(이하 "엔드홀"이라 한다)이 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 접합 시작지점 및 접합 종료지점의 외측에 별도의 블록들을 배치시킨 상태 하에서 마찰교반접합을 수행하고 있는 실정이다. 다시 말해 접합 시작지점 외측에 배치된 블록에 프로브(4)를 삽입시키고 접합 종료지점 외측에 배치된 블록에서 프로브(4)를 배출함으로써 접합부위에 엔드홀이 형성되는 것을 방지하고 있는 실정이다.
그러나 접합 시작지점 및 접합 종료지점이 접합부재 내에 형성되거나, 또는 접합부위가 원 형상인 경우, 즉 알루미늄 휠의 림부와 디스크부를 마찰교반 접합할 때에는 전술한 방법을 적용하지 못하는 문제점이 있었다.
관련 선행기술로는 대한민국공개특허 제 2003-0010463 호(공개일자: 2003년 02월 05일, 명칭: 마찰교반접합방법 및 회전공구"), 및 대한민국등록특허 제 1388964 호(등록일자: 2014년 04월 19일, 명칭: 마찰교반접합을 이용한 사각 프레임 수냉판의 제조방법)가 있다.
본 발명은 프로브를 승강가능하게 형성함으로써, 마찰교반접합 시 접합 종료지점에 엔드홀과 같은 접합결함이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 하는 마찰교반 접합 툴 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 마찰교반 접합 장치의 접합헤드에 제공되는 스핀들에 연동 가능하게 장착되는 마찰교반 접합 툴 유닛에 있어서, 마찰교반 접합 툴 유닛은, 마찰교반 접합 툴 유닛은, 하단면 상에 숄더부를 형성하고 스핀들을 따라 회전할 수 있도록 스핀들의 하단부에 고정 장착되는 로터; 스핀들을 따라 회전하면서 로터를 수직하게 관통하는 제 1 승강안내공에 승강가능하게 배치되어 숄더부의 외측으로 돌출되거나 또는 로터의 내부로 삽입되는 프로브; 및 프로브를 승강 작동시키는 승강수단;를 포함할 수 있다.
구체적으로 로터는 외주면 상에는 형성된 환형의 플랜지를 관통하여 스핀들의 하단부에 체결되는 볼트에 의해 스핀들의 하단부에 고정 장착될 수 있다.
구체적으로 승강수단은 마찰교반 접합 시 프로브를 스핀들을 따라 회전시키는 연결축; 및 프로브를 숄더부 외측으로 돌출시킴과 아울러 프로브를 로터의 내부로 상승시키는 프로브 승강모터;를 포함할 수 있다.
구체적으로 연결축은 스핀들 내부를 수직하게 관통하는 제 2 승강안내공을 관통하여 제 1 승강안내공 측으로 연장되면서 하단부가 제 1 연결핀에 의해 프로브의 상단부와 연결될 수 있다.
더 구체적으로 연결축의 상단부는 스핀들의 상단부 측에 장착되는 피동풀리를 관통하여 연장되며, 연결축의 상단부에 인접한 외주면 상에는 환형의 연결플레이트가 제공되며, 연결플레이트에는 피동풀리에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 제 2 연결핀이 장착될 수 있다.
그리고 피동풀리에는 다수의 제 2 연결핀이 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 삽입공이 형성되며, 삽입공의 깊이 및 제 2 연결핀의 길이는 프로브의 승강 폭의 길이 보다 긴 길이를 가질 수 있다.
구체적으로 프로브 승강모터의 회전축에는 연결축의 상단부 측으로 수직하게 연장되는 스크루축이 장착되며, 스크루축가 연결축 사이에는 프로브 승강모터의 작동에 의해서 정역회전하는 스크루축의 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환시켜 연결축을 승강시키는 승강블록이 장착될 수 있다.
구체적으로 승강블록은, 평판 형상의 상부, 하부 세그멘트; 및 상부, 하부 세그멘트의 일측을 연결하는 수직한 판 형상의 측벽 세그멘트;를 포함하고, 상부 세그멘트에는 스크루축이 축설되는 볼부싱이 관통하여 장착되며, 하부 세그멘트에는 연결축의 상단부가 이탈되지 않도록 회전가능하게 장착될 수 있다.
더 구체적으로 상부 세그멘트의 타측, 또는 상기 하부 세그멘트의 타측, 또는 상부 세그멘트 및 상기 하부 세그멘트의 타측 중 어느 하나에는 접합헤드의 측벽프레임에서 연장된 서브프레임에서 하부측으로 수직하게 연장되는 가이드레일에 슬라이딩 가능하게 끼워질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 마찰교반 접합 툴 유닛은, 프로브를 승강가능하게 형성함으로써, 마찰교반접합 시 접합 종료지점에 엔드홀과 같은 접합결함이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 하는 이점이 있다.
도 1은 종래 마찰교반접합에 사용되는 통상적인 마찰교반 접합 공구를 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 마찰교반 접합 툴 유닛이 장착된 마찰교반 접합 장치의 접합헤드를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 그리고
도 3은 도 2에 도시된 프로브가 상승한 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 마찰교반 접합 툴 유닛(100)은 마찰교반 접합 장치(도시되지 않음)의 접합헤드(10) 내에 제공되는 스핀들(20)에 연동 가능하게 장착된다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 마찰교반 접합 툴 유닛을 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 마찰교반 접합 툴 유닛(100)은 하단면 상에 숄더부(112)를 형성하고 스핀들(20)을 따라 회전할 수 있도록 스핀들(20)의 연장단부에 고정 장착되는 로터(110)와, 마찰교반 접합 시 숄더부(112) 외측으로 돌출되어 스핀들(20)을 따라 회전하며 마찰교반 접합 종료지점에서 로터(110)의 내부로 삽입되는 프로브(120), 및 프로브(120)를 승강 작동시키는 승강수단(130)을 포함한다.
먼저, 로터(110)는 수직하게 연장된 원통형상을 가진다. 로터(110)의 하단면 상에는 마찰교반 접합 시 접합대상물의 접합부위에 접촉하여 접합부위를 가압하는 숄더부(112)가 제공된다. 그리고 로터(110)의 외주면 상에는 로터(110)를 스핀들(20)의 하단부에 장착할 수 있도록 환형의 플랜지(114)가 일체로 형성된다.
즉, 로터(110)는 플랜지(114)를 관통하여 스핀들(20)의 하단부에 체결되는 볼트에 의해서 스핀들(20)에 장착되는데, 이렇게 장착된 로터(110)는 스핀들(20)을 따라 회전하게 된다.
그리고 도 2 및 도 3에서는 단면이 편평한 평면형상인 숄더부(112)가 도시되어 있지만, 숄더부(112)는 대략 "∧"자 단면 형상 또는 대략 "∨"자 단면 형상으로도 제공될 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다. 이렇게 형성된 로터(110)에는 프로브(120)가 배치된다.
프로브(120)는 누구나 알 수 있듯이 접합대상물의 접합부위 내부로 장입되어 접합대상물과의 사이에서 마찰열을 발생시켜 접합대상물을 연화시키는 기능을 수행한다.
프로브(120)는 수직하게 연장된 바(bar) 형상으로 제공된다. 이러한 프로브(120)는 마찰교반 접합 시 로터(110)의 내부에서 숄더부(112) 외측으로 돌출되고 마찰교반 접합 종료지점에서 로터(110)의 내부로 삽입되는데, 이를 위해서 로터(110)에는 로터(110)를 수직하게 관통하는 제 1 승강안내공(116)이 형성된다.
그리고 도 2 및 도 3에서는 도시되지 않았지만 프로브(120)의 외주면 상에는 접합대상물과의 회전 마찰력을 향상시키는 동시에 접합부위를 따라 이송이 용이하도록 나선형 돌기(도시되지 않음)가 형성될 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.
또한 마찰교반 접합 시 숄더부(112)의 외부로 돌출되는 프로브(120)의 일부분은 하부 측의 직경이 점층적으로 작아지는 원뿔형상을 가질 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.
한편, 승강수단(130)은 마찰교반 접합 시 프로브(120)를 스핀들(20)을 따라 회전시키는 연결축(132), 및 마찰교반 접합 시 프로브(120)를 숄더부(112) 외측으로 돌출시킴과 아울러 마찰교반 접합 종료지점, 또는 접합 종료지점을 지나면서 프로브(120)를 로터(110)의 내부로 상승시키는 프로브 승강모터(140)를 포함한다.
연결축(132)은 스핀들(20) 내부를 수직하게 관통하도록 형성된 제 2 승강안내공(118)을 관통하여 제 1 승강안내공(116) 측으로 연장된다. 제 1 승강안내공(116) 측으로 연장된 연결축(132)의 하단부 측은 제 1 연결핀(134)에 의해 프로브(120)의 상단부 측과 연결된다.
그리고 연결축(132)의 상단부는 스핀들(20)의 상단부 측에 장착되는 피동풀리(34)를 관통하여 연장된다. 이때 연결축(132)의 상단부에 인접한 외주면 상에는 환형의 연결플레이트(136)가 일체로 제공되며, 연결플레이트(136)에는 피동풀리(34)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 제 2 연결핀(138)이 장착된다.
즉, 제 1 연결핀(134)에 의해 연결축(132)과 연결된 프로브(120)는 연결플레이트(136)에 장착된 다수의 제 2 연결핀(138)이 피동풀리(34)에 연결되기 때문에 프로브(120)는 스핀들(20)을 따라 회전하게 된다.
여기서 피동풀리(34)에는 다수의 제 2 연결핀(138)이 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 삽입공(38)이 형성되는데, 프로브(120) 상승 시 제 2 연결핀(138)들이 삽입공(38)들에서 이탈되지 않도록 삽입공(38)의 깊이의 길이 및 제 2 연결핀(138)의 길이는 프로브(120)의 승강 폭의 길이 보다 긴 길이를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 프로브 승강모터(140)는 도시된 바와 같이 스핀들(20)에 회전력을 전달하는 접합 서보모터(30)에 간섭되지 않게 접합헤드(10)의 측벽프레임(F2)에서 연장되는 서브프레임(S)에 고정 지지된다. 도 2의 도면부호 "F1"은 접합헤드(10)의 바닥프레임(F1)을 나타낸다.
프로브 승강모터(140)의 회전축에는 통상의 커플링(C)을 매개로 연결축(132)의 상단부 측으로 수직하게 연장되는 스크루축(142)이 장착된다. 그리고 스크루축(142)가 연결축(132) 사이에는 프로브 승강모터(140)의 작동에 의해서 정역회전하는 스크루축(142)의 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환시켜 연결축(132)을 승강시키는 승강블록(144)이 장착된다.
승강블록(144)은 평판 형상의 상, 하부 세그멘트(146, 148) 및 상, 하부 세그멘트(146, 148)의 일측을 연결하는 수직한 판 형상의 측벽 세그멘트(150)를 포함한다.
상부 세그멘트(146)에는 도시된 바와 같이 스크루축(142)이 축설되는 볼부싱(152)이 관통하여 장착된다. 이때 상부 세그멘트(146)의 타측은 서브프레임(S)에서 하부측으로 수직하게 연장되는 가이드레일(154)에 슬라이딩 가능하게 끼워진다.
한편, 하부 세그멘트(148)는 연결축(132)의 상단부가 이탈되지 않도록 회전가능하게 장착된다. 다시 말해, 연결축(132)의 상단부에는 베어링(B)이 장착된 상태로 하부 세그멘트(148)에 회전가능하게 장착되어 지지된다.
일례로, 하부 세그멘트(148)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 연결축(132)이 회전가능하게 관통하면서 연결축(132)의 상단부에 끼워진 베어링(B)은 하부 세그멘트(148)에서 이탈되지 않고 안착되는 안착공(156)이 형성될 수 있다.
즉, 승강블록(144)과 연결된 연결축(132)은 승강블록(144)을 승강시키는 프로브 승강모터(140)에 의해서 승강되며, 그로 인해 연결축(132)과 연결된 프로브(120)는 숄더부(112) 외측으로 돌출되거나 또는 로터(110)의 내부로 삽입된다.
바람직하게는 상부 세그멘트(146)와 하부 세그멘트(148)는 프로브(120)의 승강 폭의 길이보다 긴 길이로 이격된다. 그리고 도 2 및 도 3에서는 상부 세그멘트(146)의 타측에 가이드레일(154)이 끼워진 상태를 도시하였지만, 가이드레일(154)은 하부 세그멘트(148), 또는 상부 세그멘트(146)를 관통하여 하부 세그멘트(148)에 끼워질 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 마찰교반 접합 툴 유닛(100)을 이용한 마찰교반 접합을 간략하게 설명한다.
접합대상물의 접합부위에 대한 마찰교반 접합을 실시하기 위해, 우선 프로브(120)를 숄더부(112)의 외측으로 돌출시킨 상태 하에서 접합 서보모터(30)를 작동시킨다.
접합 서보모터(30)가 작동되면, 접합 서보모터(30)의 회전축에 장착된 종동풀리(32)가 고속으로 회전하고, 벨트(36)에 의해 종동풀리(32)와 연결된 피동풀리(34)도 고속으로 회전하게 되는데, 그 결과 피동풀리(34)와 연결되는 스핀들(20), 로터(110) 및 프로브(120)도 고속으로 회전하게 된다.
이와 같이 스핀들(20), 로터(110) 및 프로브(120)가 고속으로 회전되면, 접합부위 시작지점 내부로 프로브(120)가 장입되고 접합부위 표면에 숄더부(112)가 접촉되도록 접합헤드(10)를 접합부위의 접합 시작지점에 하강시킨 후, 접합헤드(10) 또는 접합대상물을 이송시켜 접합부위에 대한 마찰교반 접합을 실시한다.
한편, 접합헤드(10)가 접합부위를 따라 접합 종료지점까지 도달하거나, 또는 접합대상물이 이송되어 접합 종료지점이 접합헤드(10)게 도달하게 되면, 프로브 승강모터(140)를 작동시켜 프로브(120)를 로터(110) 내부로 상승시킨 후, 곧이어 숄더부(112)를 접합부위에서 이탈시킨다.
즉, 접합 종료지점에 도달하면 프로브 승강모터(140)는 스크루축(142)을 정회전시키는데, 정회전하는 스크루축(142)에 의해 승강블록(144)은 상승하게 되고, 승강블록(144)이 상승함에 따라 승강블록(144)과 연결된 연결축(132) 및 연결축(132)과 연결된 프로브(120)는 로터(110)의 내부로 삽입된다.
이때 프로브(120)가 로터(110) 내부로 삽입됨에 불구하고 숄더부(112)는 접합 종료지점에 접촉되어 소성유동을 일으키기 때문에 종래 접합 종료지점에서 발생하던 엔드홀과 같은 결함이 발생하지 않는다.
한편, 프로브 승강모터(140)가 스크루축(142)을 역회전시키면 프로브(120)는 숄더부(112) 외측으로 돌출된다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 마찰교반 접합 툴 유닛(100)은 프로브(120)를 승강가능하게 형성함으로써, 마찰교반접합 시 접합 종료지점에 엔드홀과 같은 접합결함이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 한다.
상기와 같은 마찰교반 접합 툴 유닛(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 마찰교반 접합 툴 유닛 110 : 로터
112 : 숄더부 114 : 플랜지
116 : 제 1 승강안내공 118 : 제 2 승강안내공
120 : 로터 130 : 승강수단
132 : 연결축 134 : 제 1 연결핀
136 : 연결플레이트 138 : 제 2 연결핀
140 : 프로브 승강모터 142 : 스크루축
144 : 승강블록 152 : 볼부싱
154 : 가이드레일

Claims (9)

  1. 마찰교반 접합 장치의 접합헤드에 제공되는 스핀들에 연동 가능하게 장착되는 마찰교반 접합 툴 유닛에 있어서,
    상기 마찰교반 접합 툴 유닛은,
    하단면 상에 숄더부를 형성하고 상기 스핀들을 따라 회전할 수 있도록 상기 스핀들의 하단부에 고정 장착되는 로터;
    상기 스핀들을 따라 회전하면서 상기 로터를 수직하게 관통하는 제 1 승강안내공에 승강가능하게 배치되어 상기 숄더부의 외측으로 돌출되거나 또는 상기 로터의 내부로 삽입되는 프로브; 및
    상기 프로브를 승강 작동시키는 승강수단;를 포함하며,
    상기 승강수단은,
    마찰교반 접합 시 상기 프로브를 상기 스핀들을 따라 회전시키는 연결축; 및
    상기 프로브를 상기 숄더부 외측으로 돌출시킴과 아울러 상기 프로브를 상기 로터의 내부로 상승시키는 프로브 승강모터;를 포함하고,
    상기 프로브 승강모터의 회전축에는 상기 연결축의 상단부 측으로 수직하게 연장되는 스크루축이 장착되며,
    상기 스크루축가 연결축 사이에는 상기 프로브 승강모터의 작동에 의해서 정역회전하는 상기 스크루축의 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환시켜 상기 연결축을 승강시키는 승강블록이 장착되는 것을 특징으로 하는 마찰교반 접합 툴 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로터는 외주면 상에는 형성된 환형의 플랜지를 관통하여 상기 스핀들의 하단부에 체결되는 볼트에 의해 상기 스핀들의 하단부에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 마찰교반 접합 툴 유닛.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결축은 상기 스핀들 내부를 수직하게 관통하는 제 2 승강안내공을 관통하여 상기 제 1 승강안내공 측으로 연장되면서 하단부가 제 1 연결핀에 의해 상기 프로브의 상단부와 연결되는 것을 특징으로 하는 마찰교반 접합 툴 유닛.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결축의 상단부는 상기 스핀들의 상단부 측에 장착되는 피동풀리를 관통하여 연장되며,
    상기 연결축의 상단부에 인접한 외주면 상에는 환형의 연결플레이트가 제공되며, 상기 연결플레이트에는 상기 피동풀리에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 제 2 연결핀이 장착되는 것을 특징으로 하는 마찰교반 접합 툴 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 피동풀리에는 다수의 상기 제 2 연결핀이 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수의 삽입공이 형성되며,
    상기 삽입공의 깊이 및 상기 제 2 연결핀의 길이는 상기 프로브의 승강 폭의 길이 보다 긴 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰교반 접합 툴 유닛.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강블록은,
    평판 형상의 상부, 하부 세그멘트; 및
    상기 상부, 하부 세그멘트의 일측을 연결하는 수직한 판 형상의 측벽 세그멘트;를 포함하고,
    상기 상부 세그멘트에는 상기 스크루축이 축설되는 볼부싱이 관통하여 장착되며,
    상기 하부 세그멘트에는 상기 연결축의 상단부가 이탈되지 않도록 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 마찰교반 접합 툴 유닛.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 세그멘트의 타측, 또는 상기 하부 세그멘트의 타측, 또는 상부 세그멘트 및 상기 하부 세그멘트의 타측 중 어느 하나에는 상기 접합헤드의 측벽프레임에서 연장된 서브프레임에서 하부측으로 수직하게 연장되는 가이드레일에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 것을 특징으로 하는 마찰교반 접합 툴 유닛.
KR1020140104226A 2014-08-12 2014-08-12 마찰교반 접합 툴 유닛 KR101616751B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140104226A KR101616751B1 (ko) 2014-08-12 2014-08-12 마찰교반 접합 툴 유닛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140104226A KR101616751B1 (ko) 2014-08-12 2014-08-12 마찰교반 접합 툴 유닛

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160019995A KR20160019995A (ko) 2016-02-23
KR101616751B1 true KR101616751B1 (ko) 2016-05-02

Family

ID=55448969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140104226A KR101616751B1 (ko) 2014-08-12 2014-08-12 마찰교반 접합 툴 유닛

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101616751B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007216287A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Obara Corp Fswの接合ツ―ルの清掃方法
KR100831222B1 (ko) * 2007-06-09 2008-05-22 주식회사 윈젠 마찰교반용접장치
JP2013202630A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Ihi Corp 摩擦撹拌接合装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007216287A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Obara Corp Fswの接合ツ―ルの清掃方法
KR100831222B1 (ko) * 2007-06-09 2008-05-22 주식회사 윈젠 마찰교반용접장치
JP2013202630A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Ihi Corp 摩擦撹拌接合装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160019995A (ko) 2016-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1033484A (zh) 产品超声波检测的扫描装置
US11845142B2 (en) Tool for friction stir welding and method for producing panels
CN107694408B (zh) 一种框架式黏性物料自动混合搅拌装置
CN102672374A (zh) 混凝土搅拌车罐体与搅拌叶片的组装焊接工装以及焊接工艺
JP2012125822A (ja) 摩擦攪拌接合用工具及び亀裂の補修方法
CN106238988A (zh) 矽钢片旋转式焊接装置
KR101304690B1 (ko) 자석바퀴
KR101616751B1 (ko) 마찰교반 접합 툴 유닛
CN103659064A (zh) 一种旋转焊接装置
KR101799218B1 (ko) 마찰 교반 접합 방법
CN104562929A (zh) 一种可变速的桥梁缝隙残渣清除装置
CN109702655B (zh) 一种铝铸件变速箱壳体自动去毛刺设备
CN204522853U (zh) 一种用于搅拌涂料的装置
JP2008080340A (ja) ワーク固定保持装置及びこれを用いたワーク溶接方法
CN107670530B (zh) 一种大阻力物料自动混合装置
CN110142501A (zh) 一种静轴肩搅拌摩擦焊工具及其搅拌摩擦焊方法
CN217027051U (zh) 带有新型搅拌叶片的搅拌桩施工设备
JP5881899B2 (ja) 伝達機構の構造
KR101616753B1 (ko) 포터블형 마찰교반접합 장치
KR100711779B1 (ko) 마찰 교반 점 용접장치
CN101389438A (zh) 用于搅拌摩擦点焊的装置
CN108438932B (zh) 一种曲轴旋转式自动出料装置
JP4661367B2 (ja) 摩擦点接合方法及びその装置
CN105217220B (zh) 圆弧同步齿形带夹紧旋转装置
CN106041571B (zh) 一种可自稳旋转的工装夹具

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee