KR101630608B1

KR101630608B1 - Device of vibro-spot welding

Info

Publication number: KR101630608B1
Application number: KR1020140188131A
Authority: KR
Inventors: 박병선; 이문용
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-06-15

Abstract

Provided is a vibro-spot welding device. The vibro-spot welding device comprises: a welding gun: an upper electrode installed in an upper portion of the welding gun, moving in a vertical direction; a lower electrode fixated to a lower portion of the welding gun to correspond to the upper electrode; and a vibration generator installed in the welding gun to cause vibrations of the upper electrode. The lower electrode comprises: an electrode bar installed in the lower portion of the welding gun; and an electrode tip installed in an upper end of the electrode bar, applying an electric current to a welding spot of a material to generate resistive heat. The electrode tip has a smaller section area than the electrode bar. An upper end of the electrode bar may be provided with an insulating member to support the electrode tip. According to the present invention, the lower electrode in the vibro-welding device is structured to increase an energy applied to a welding spot of a material plate member, and to prevent a welding portion from being deformed.

Description

[0001] DEVICE OF VIBRO-SPOT WELDING [0002]

본 발명의 실시예는 진동 스폿 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중첩된 금속판의 용접부에 열을 가함과 동시에 진동을 가하여 용접할 수 있는 진동 스폿 용접 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration spot welding apparatus, and more particularly, to a vibration spot welding apparatus capable of applying heat to a welded portion of a superimposed metal plate,

일반적으로 얇은 두 장의 중첩된 금속판을 용접하는 방법에는 용융 용접법(fusion welding)과 고상 용접법(solid phase welding)이 있다. Generally, there are fusion welding and solid phase welding methods for welding two sheets of overlapping metal sheets.

용융 용접법은 스폿 용접법을 예로 들 수 있는데, 스폿 용접법은 중첩된 금속판들의 용접부에 전기저항에 의한 열과 압력에 의해 용접부를 용융시켜 중첩된 금속판을 용접하는 방법이다.The spot welding method is a melting welding method. The spot welding method is a method of welding a superimposed metal plate by melting a welded portion by heat and pressure due to electrical resistance to a welded portion of overlapped metal plates.

고상 용접법은 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding; FSW)을 예로 들 수 있는데, 마찰 교반 용접법은 나사산 형태의 돌기를 갖는 비소모성 공구를 고속으로 회전시키면서 피접합재에 삽입하면, 공구와 피접합재와의 상호 마찰에 의한 열이 발생하며, 이러한 마찰열에 의해 공구 주변의 재료는 연화되고, 공구의 교밤에 의한 재료의 소성유동으로 접합면 양쪽의 재료들이 강제적으로 혼합되는 원리로 피접합재를 용접하는 방법이다. The solid-state welding method is exemplified by Friction Stir Welding (FSW). In the friction stir welding method, when a non-consumable tool having a thread-like projection is rotated at high speed and inserted into the material to be bonded, The friction material is softened by the frictional heat and the material to be welded is welded on the principle that the materials on both sides of the joint surface are forcibly mixed by the plastic flow of the material due to the pivot of the tool.

상기 스폿 용접과 마찰 교반 용접은 각각의 장점 및 단점을 가지고 있는 바, 예를 들어, 스폿 용접은 전기 저항에 의하여 발생된 열에 의해 금속판들의 용접부를 용융시켜 용접하기 때문에 금속판의 접촉면에 고전류의 인가로 인한 아크가 발생하고, 용접면이 미려하지 못한 단점이 있다. The spot welding and the friction stir welding have advantages and disadvantages. For example, spot welding is performed by melting the welded portion of the metal plates by heat generated by electrical resistance, Arc is generated, and the welding surface is not good.

마찰 교반 용접은 고상 용접법으로써, 용접된 금속판들의 기계적 강도가 우수하고 아크가 발생하지는 않아. 경금속의 용접에 적합한 장점은 있으나, 용접 후, 용접면에 돌기의 회전에 의한 용접 자국 또는 구멍이 남는 단점이 있다. The friction stir welding is a solid-state welding method, in which the welded metal plates have excellent mechanical strength and arc is not generated. However, after welding, there is a disadvantage that a welding mark or hole is left on the welding surface due to the rotation of the projection.

이러한 스폿 용접과 마찰 교반 용접의 단점을 해결하기 위하여, 최근에는 단순 직진성 왕복 운동의 반복 하중으로 금속판을 접합하는 진동 스폿 용접 장치와 관련된 연구개발이 이루어지고 있다.In order to solve the disadvantages of such spot welding and friction stir welding, research and development has been conducted in recent years on a vibration spot welding apparatus for joining a metal plate with a cyclic load of simple linear reciprocating motion.

한편, 진동 스폿 용접 장치는 금속판의 용접부에 대한 발열량을 증대시키기 위해 용접 전극의 전극 면적을 줄이는 것이 필요하나, 특히 하부 전극의 전극 면적을 줄이게 되면 용접부 부위의 지지력이 약화되어 용접부 부위의 열 변형을 야기할 수 있다.In the vibration spot welding apparatus, it is necessary to reduce the electrode area of the welding electrode in order to increase the heating value for the welding portion of the metal plate. Particularly, when the electrode area of the lower electrode is reduced, the supporting force of the welding portion is weakened, You can.

예를 들어, 금속판재로서의 알루미늄 합금 박판을 진동 스폿 용접 장치를 통해 용접할 경우, 진동압과 높은 발열량으로 인하여 용접부 부위의 열 변형이 발생되고 있다.For example, when an aluminum alloy thin plate as a metal plate is welded through a vibration spot welding apparatus, thermal deformation occurs at a welded portion due to vibration pressure and high calorific value.

상기와 같은 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the above background section are intended to enhance understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

본 발명의 실시예들은 금속판재의 용접부에 대한 발열량을 증대시키고, 용접부 부위의 열 변형을 방지할 수 있도록 하부 전극 구조를 개선한 진동 스폿 용접 장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a vibration spot welding apparatus in which a lower electrode structure is improved so as to increase a calorific value of a welded portion of a metal plate and prevent thermal deformation at a welded portion.

본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치는, 용접 건과, 상기 용접 건의 상부 측에 상하 이동 가능하게 설치되는 상부 전극과, 상기 상부 전극에 대응하여 상기 용접 건의 하부 측에 고정되게 설치되는 하부 전극과, 상기 용접 건에 설치되어 상기 상부 전극에 진동을 인가하는 진동 발생원을 포함하는 것으로서, 상기 하부 전극은 상기 용접 건의 하부 측에 설치되는 전극봉과, 상기 전극봉의 상단에 설치되어 소재의 용접부에 전류를 인가하여 저항열을 발생시키는 전극 팁을 포함하며, 상기 전극 팁은 상기 전극봉의 단면적 보다 상대적으로 작은 단면적으로 구비되며, 상기 전극봉의 상단에는 상기 전극 팁을 지지하는 절연체가 설치될 수 있다.A vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a welding gun, an upper electrode provided on the upper side of the welding gun so as to be movable up and down, and a lower portion fixed to the lower side of the welding gun, And a vibrating source provided on the welding gun and applying vibration to the upper electrode, wherein the lower electrode includes an electrode rod provided on a lower side of the welding gun, And an electrode tip for generating a resistance heat by applying a current, wherein the electrode tip has a cross sectional area relatively smaller than a cross sectional area of the electrode, and an insulator for supporting the electrode tip may be provided at an upper end of the electrode.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 진동 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 절연체는 상기 전극봉과 전극 팁의 단면적 차이만큼의 단면적을 지니며 상기 전극봉의 상단에 설치될 수 있다.In the vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the insulator may have a cross-sectional area equal to the cross-sectional area difference between the electrode and the electrode tip, and may be installed at an upper end of the electrode.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 진동 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 절연체는 상기 전극봉의 상단에서 상기 전극 팁의 가장자리 측에 설치될 수 있다.In the vibration spot welding apparatus according to the embodiment of the present invention, the insulator may be provided on the edge side of the electrode tip at the upper end of the electrode.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 진동 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 절연체에는 상기 전극 팁이 끼워지는 장착홀이 중앙부에 형성될 수 있다.Further, in the vibration spot welding apparatus according to the embodiment of the present invention, the insulator may be provided with a mounting hole at the center thereof in which the electrode tip is inserted.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 진동 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 전극 팁은 상기 절연체 보다 큰 높이로서 상기 절연체의 상면 위로 돌출되게 설치될 수 있다.Further, in the vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode tip may be provided so as to protrude above the upper surface of the insulator, which is greater than the insulator.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 진동 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 절연체는 하드 아노다이징 처리된 스틸 소재로 이루어질 수 있다.Further, in the vibration spot welding apparatus according to the embodiment of the present invention, the insulator may be made of hard anodized steel material.

본 발명의 실시예들은 전극 팁의 전극 면적을 최소화하여 하부 전극의 용접부에 대한 발열량을 높일 수 있고, 절연체를 통해 금속판재의 용접부에 대한 하부 전극의 접촉 면적을 증대시키며 용접부 부위의 열 변형을 억제함으로써, 금속판재의 용접 접합성 및 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present invention can minimize the electrode area of the electrode tip to increase the amount of heat generated at the welded portion of the lower electrode and increase the contact area of the lower electrode with respect to the welded portion of the metal plate through the insulator, Whereby the weldability and weld quality of the metal plate can be further improved.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치에 적용되는 하부 전극 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치에 적용되는 하부 전극 구조를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a perspective view showing a vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a bottom electrode structure applied to a vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing a lower electrode structure applied to a vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation of the vibration spot welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 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 is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치(100)는 차체 패널과 같은 차체 조립용 부품들을 조립하는 차체 부품 조립 공정에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, a vibration spot welding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can be applied to a body part assembly process for assembling parts for assembling body parts such as a body panel.

상기 진동 스폿 용접 장치(100)는 차체 패널의 경량화를 도모하기 위해 차체 부품 조립 공정에서 중첩된 소재로서의 알루미늄 합금 박판을 일체로 접합하기 위한 것이다.The vibration spot welding apparatus 100 is for integrally joining a thin aluminum alloy sheet as a superimposed material in a body part assembling step in order to reduce the weight of the vehicle body panel.

본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치(100)는 중첩된 금속판재(P: 이하 도 4 참조)의 용접부(W: 이하 도 4 참조)에 열을 가함과 동시에 진동을 가하여 중첩된 금속판재(P)를 용접할 수 있다.The vibration spot welding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention applies heat to a welded portion (W: see FIG. 4) of an overlapped metal plate P (see FIG. 4 below) (P) can be welded.

이러한 진동 스폿 용접 장치(100)는 기본적으로, 용접 건(10), 상부 전극(30), 하부 전극(50) 그리고 진동 발생원(70)을 포함하고 있다.The vibration spot welding apparatus 100 basically includes a welding gun 10, an upper electrode 30, a lower electrode 50, and a vibration generating source 70.

상기 용접 건(10)은 이하에서 설명될 구성 요소를 설치하기 위한 것으로, 용접 로봇(도면에 도시되지 않음)의 아암 또는 다축 이동장치에 장착될 수 있다. 상기 용접 건(10)에는 구성 요소들을 지지하기 위한 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록, 레일, 칼라 등과 같은 각종 부속요소들을 포함하고 있다.The welding gun 10 is for installing components to be described below and can be mounted on an arm or multi-axial moving device of a welding robot (not shown). The welding gun 10 includes various sub-elements such as a bracket, a bar, a rod, a plate, a housing, a case, a block, a rail, a collar, etc. for supporting the components.

그러나, 상기한 각종 부속요소들은 이하에서 더욱 설명될 각각의 구성 요소들을 용접 건(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 용접 건(10)으로 통칭한다.However, since the above-described various sub-elements are for installing the respective components to be described later in the welding gun 10, in the embodiment of the present invention, the sub- ).

상기 상부 전극(30)은 하부 전극(50)에 지지된 금속판재(P)의 용접부(W)에 전류를 인가하여 전기저항에 의한 열과 압력을 제공하는 것으로, 용접 건(10)의 상부 측에 상하 이동 가능하게 설치된다. 상기 상부 전극(30)은 가동 전극으로서, 서보 모터 또는 작동 실린더 등의 구동원을 통해 용접 건(10)에 상하 이동 가능하게 설치될 수 있다.The upper electrode 30 applies current to the weld W of the metal plate P supported on the lower electrode 50 to provide heat and pressure due to electrical resistance. And is vertically movable. The upper electrode 30 is a movable electrode and can be vertically movably mounted on the welding gun 10 through a driving source such as a servo motor or an operating cylinder.

상기 하부 전극(50)은 고정 전극으로서, 상부 전극(30)에 대응하여 용접 건(10)의 하부 측에 고정되게 설치된다. 상기 하부 전극(50)은 중첩된 금속판재(P)를 지지하며 그 금속판재(P)의 용접부(W)에 전류를 인가하여 저항열을 발생시킬 수 있다.The lower electrode 50 is a fixed electrode and is fixed to the lower side of the welding gun 10 in correspondence with the upper electrode 30. The lower electrode 50 supports the overlapped metal plate P and can generate resistance heat by applying current to the weld W of the metal plate P. [

그리고, 상기 진동 발생원(70)은 상부 전극(30)에 진동을 인가하기 위한 것으로, 용접 건(10)에 설치된다. 상기 진동 발생원(70)은 서보 모터 또는 작동 실린더에 의해 연속적인 직선 반복 하중을 상부 전극(30)에 인가할 수 있다.The vibration source 70 applies vibration to the upper electrode 30, and is installed in the welding gun 10. The vibration generating source 70 can apply a continuous linear repetitive load to the upper electrode 30 by a servomotor or an operating cylinder.

상기와 같이 구성되는 진동 스폿 용접 장치(100)의 주요 구성은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 진동 스폿 용접기로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the main structure of the vibration spot welding apparatus 100 configured as above is formed by a known vibration spot welding machine well known in the art, a detailed description of its structure will be omitted in the present specification.

본 발명의 실시예에서는 중첩된 금속판재(P)의 용접부(W)에 대한 발열량을 증대시키며, 용접부(W) 부위의 열 변형을 방지할 수 있도록 하부 전극(50)의 구조를 개선한 진동 스폿 용접 장치(100)를 제공한다.In the embodiment of the present invention, the vibration amount of the vibrating spot (V) is improved in the structure of the lower electrode (50) so as to increase the calorific value of the welded portion (W) of the overlapped metal plate A welding apparatus 100 is provided.

이하에서는 금속판재(P)를 하부 전극(50) 상에 상하 방향으로 중첩하고 그 중첩된 금속판재(P)를 상하 방향으로 이동되는 상부 전극(30)을 통해 용접하는 예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an example of overlapping the metal plate P in the vertical direction on the lower electrode 50 and welding the overlapped metal plate P through the upper electrode 30 moving in the vertical direction will be described in detail do.

그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 금속판재(P)의 기준 위치 및 용접 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 기준 방향이 본 실시예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.However, the definition of the above-mentioned direction is a relative meaning, and the direction may vary depending on the reference position of the metal plate P, the welding direction, etc. Therefore, the reference direction is not necessarily limited to the reference direction of this embodiment.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치에 적용되는 하부 전극 구조를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a bottom electrode structure applied to a vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 하부 전극(50)은 용접 건(10)의 하부 측에 설치되는 전극봉(51)과, 그 전극봉(51)의 상단에 설치되는 전극 팁(53)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the lower electrode 50 according to an embodiment of the present invention includes an electrode rod 51 provided on the lower side of the welding gun 10, and an electrode tip 53).

상기 전극봉(51)은 용접 건(10)의 하부 측에 고정되게 설치되며, 전극 팁(53)을 지지함과 동시에 그 전극 팁(53)으로 전류를 인가할 수 있다. 상기 전극봉(51)은 원형 단면을 지닌 형태로 구비될 수 있다.The electrode rod 51 is fixed to the lower side of the welding gun 10 and supports the electrode tip 53 and can apply current to the electrode tip 53. The electrode 51 may have a circular cross-section.

상기 전극 팁(53)은 상부 전극(30)과 함께 전류를 금속판재(P)의 용접부(W)에 인가하여 그 용접부(W)에 전기적인 저항열을 발생시키기 위한 것이다. 상기 전극 팁(53)은 전극봉(51)의 상단에 고정되게 설치되며, 원형 단면을 지닌 형태로 구비될 수 있다.The electrode tip 53 is for applying an electric current to the welded portion W of the metal plate P together with the upper electrode 30 to generate electrical resistance heat in the welded portion W thereof. The electrode tip 53 is fixed to the upper end of the electrode rod 51 and may have a circular cross section.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치에 적용되는 하부 전극 구조를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing a lower electrode structure applied to a vibration spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하부 전극(50)에 있어 상기 전극 팁(53)은 전극봉(51)의 단면적(A1) 보다 상대적으로 작은 단면적(A2)으로 구비된다.3, in the lower electrode 50 according to the embodiment of the present invention, the electrode tip 53 is provided with a cross-sectional area A2 that is relatively smaller than the cross-sectional area A1 of the electrode rod 51. [

상기 전극 팁(53)은 전극봉(51)의 단면적(A1) 보다 작은 단면적(A2)으로서 전극 면적이 줄어듦에 따라, 전류 밀도 및 저항을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 금속판재(P)의 용접부(W)에 대한 발열량을 높일 수 있다.The electrode tip 53 has a cross sectional area A2 smaller than the cross sectional area A1 of the electrode bar 51 and can increase the current density and resistance as the electrode area decreases. W) can be increased.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 상기 하부 전극(50)은 전극 팁(53)을 지지하는 절연체(61)를 더 포함하고 있다. 금속판재(P)의 용접부(W)에 대한 하부 전극(50)의 접촉 면적을 증대시키며, 용접부(W)를 안정적으로 지지함과 동시에 그 용접부(W) 부위의 열 변형을 억제시키는 기능을 하게 된다. Meanwhile, the lower electrode 50 according to the embodiment of the present invention further includes an insulator 61 for supporting the electrode tip 53. The contact area of the lower electrode 50 with respect to the welded portion W of the metal plate P is increased to stably support the welded portion W and to suppress the thermal deformation of the welded portion W do.

상기 절연체(61)는 전극봉(51)의 상단에 고정되게 설치되는 바, 전극봉(51)의 상단에서 전극 팁(53)의 가장자리 측에 설치될 수 있다. 상기 절연체(61)는 하드 아노다이징 처리된 스틸 소재로 이루어질 수 있다.The insulator 61 is fixed to the upper end of the electrode bar 51 and may be provided at the edge of the electrode tip 53 at the upper end of the electrode bar 51. The insulator 61 may be made of hard anodized steel.

여기서, 상기 절연체(61)는 전극봉(51)과 전극 팁(53)의 단면적 차이(A1-A2)만큼의 단면적을 지니며 전극봉(51)의 상단에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 절연체(61)의 중앙부에는 전극 팁(53)이 끼워지는 장착홀(63)이 형성되어 있다. 즉, 상기 절연체(61)는 장착홀(63)을 통해 전극 팁(53)에 끼워지며 전극봉(51)의 상단에 고정되게 설치될 수 있다.The insulator 61 may have a cross-sectional area of the electrode tip 51 and the electrode tip 53 by a difference in sectional area A1-A2 and may be provided at an upper end of the electrode bar 51. In this case, a mounting hole 63 through which the electrode tip 53 is inserted is formed at the center of the insulator 61. That is, the insulator 61 is fitted to the electrode tip 53 through the mounting hole 63 and fixed to the upper end of the electrode rod 51.

그리고, 상기 절연체(61)는 장착홀(63)을 통해 전극 팁(53)에 끼워지는 바, 그 전극 팁(53)은 금속판재(P)의 용접부(W)에 전류를 인가하기 위해 절연체(61) 보다 큰 높이로서 그 절연체(61)의 상면 위로 돌출되게 설치될 수 있다.The insulator 61 is inserted into the electrode tip 53 through the mounting hole 63. The electrode tip 53 is connected to an insulator (not shown) for applying current to the weld W of the metal plate P 61, and may protrude above the upper surface of the insulator 61.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the vibration spot welding apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the operation of the vibration spot welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 접합하고자 하는 2장의 금속판재(P)를 중첩시켜 용접 건(10)의 상부 전극(30)과 하부 전극(50) 사이에 위치시킨다. 이러한 상태로 용접 건(10)을 이동시키며 하부 전극(50)의 전극 팁(53)을 통하여 금속판재(P)를 지지하고, 구동원을 통해 상부 전극(30)을 하강시키며 그 상부 전극(30)을 금속판재(P) 상에 접촉시킨다.Referring to FIG. 4, two metal plates P to be joined are superimposed and positioned between the upper electrode 30 and the lower electrode 50 of the welding gun 10 in the embodiment of the present invention. The welding gun 10 is moved in this state and the metal plate P is supported through the electrode tip 53 of the lower electrode 50 and the upper electrode 30 is lowered through the driving source, Is brought into contact with the metal plate (P).

이어서, 본 발명의 실시예에서는 상부 전극(30)을 통해 금속판재(P)를 가압한 상태로, 금속판재(P)에 상부 전극(30) 및 하부 전극(50)을 통해 전류를 인가하여 전기적인 저항으로서 용접부(W)를 급속 가열한다.In the embodiment of the present invention, current is applied to the metal plate P through the upper electrode 30 and the lower electrode 50 while the metal plate P is pressed through the upper electrode 30, The welding portion W is rapidly heated as a resistance.

그러면, 상기 용접부(W)는 가열에 의해 연화되고, 이러한 상태로 진동 발생원(70)을 통해 상부 전극(30)에 진동을 가한다. 이에 용접부(W)가 소성 유동되며 각 금속판재(P)는 용접부(W)에서 서로 소성유동에 의해 섞이면서 용접이 이루어진다.Then, the welding portion W is softened by heating, and vibrates the upper electrode 30 through the vibration generating source 70 in this state. The welded portion W is subjected to plastic flow, and each metal plate P is welded while being mixed with plastic flow in the welded portion W. [

이러는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 하부 전극(50)의 전극 팁(53)이 전극봉(51)의 단면적(A1) 보다 작은 단면적(A2)으로서 전극 면적이 줄어듦에 따라, 전류 밀도 및 저항을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 금속판재(P)의 용접부(W)에 대한 발열량을 높일 수 있다.In this process, in the embodiment of the present invention, as the electrode area decreases as the cross-sectional area A2 in which the electrode tip 53 of the lower electrode 50 is smaller than the cross-sectional area A1 of the electrode rod 51, So that the amount of heat to be welded to the welded portion W of the metal plate P can be increased.

또한, 본 발명의 실시예에서는 하부 전극(50)에 절연체(61)를 설치하고 있으므로, 금속판재(P)의 용접부(W)에 대한 하부 전극(50)의 접촉 면적을 증대시키며, 용접부(W)를 안정적으로 지지함과 동시에 하부 전극(50)의 높은 발열량에 따른 용접부(W) 부위의 열 변형을 억제할 수 있다.In the embodiment of the present invention, since the insulator 61 is provided on the lower electrode 50, the contact area of the lower electrode 50 with respect to the weld W of the metal plate P is increased, And at the same time, it is possible to suppress the thermal deformation of the welding portion W due to the high calorific value of the lower electrode 50.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 전극 팁(53)의 전극 면적을 최소화하여 하부 전극(50)의 용접부(W)에 대한 발열량을 높일 수 있고, 절연체(61)를 통해 금속판재(P)의 용접부(W)에 대한 하부 전극(50)의 접촉 면적을 증대시키며 용접부(W) 부위의 열 변형을 억제함으로써, 금속판재(P)의 용접 접합성 및 용접 품질을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the electrode area of the electrode tip 53 can be minimized to increase the amount of heat generated on the weld W of the lower electrode 50, It is possible to increase the contact area of the lower electrode 50 with respect to the work W and to suppress the thermal deformation at the weld W region so that the weldability and the weld quality of the metal plate P can be improved.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Other embodiments may easily be suggested by adding, changing, deleting, adding, or the like of elements, but this also falls within the scope of the present invention.

10... 용접 건
30... 상부 전극
50... 하부 전극
51... 전극봉
53... 전극 팁
61... 절연체
63... 장착홀
70... 진동 발생원
P... 금속 판재
W... 용접부10 ... welding gun
30 ... upper electrode
50 ... lower electrode
51 ... Electrode
53 ... electrode tip
61 ... insulator
63 ... mounting hole
70 ... vibration source
P ... metal plate
W ... weld

Claims

A lower electrode fixed to a lower side of the welding gun in correspondence with the upper electrode; and a lower electrode provided on the welding gun and fixed to the upper electrode, A vibration spot welding apparatus comprising a vibration generating source for applying vibration,
Wherein the lower electrode includes an electrode disposed on a lower side of the welding gun and an electrode tip provided on an upper end of the electrode to generate a resistance heat by applying a current to a welded portion of the workpiece,
Wherein the electrode tip is provided with a cross-sectional area that is relatively smaller than a cross-sectional area of the electrode, and an insulator for supporting the electrode tip is disposed on an upper end of the electrode.

The method according to claim 1,
The insulator
Sectional area of the electrode tip is equal to or less than the cross-sectional area of the electrode tip and the electrode tip, and is provided at an upper end of the electrode.

The method according to claim 1,
Wherein the insulator is provided on an edge side of the electrode tip at an upper end of the electrode rod.

The method according to claim 1,
Wherein the insulator is provided with a mounting hole at the center thereof for receiving the electrode tip.

5. The method of claim 4,
The electrode tip
Wherein the insulator is provided so as to protrude above an upper surface of the insulator at a height greater than that of the insulator.

The method according to claim 1,
Wherein the insulator is made of hard anodized steel material.