KR101630943B1 - 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치 및 이를 활용한 마찰교반 용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재를 마찰교반 용접하는 접합툴; 상기 피접합소재가 고정되는 고정부가 구비되고, 내부공간이 형성되는 박스본체; 및, 상기 박스본체에 설치되어 상기 내부공간을 차폐하고, 상기 접합툴을 지지하며 이동시키는 덮개부;를 포함하고, 상기 덮개부는, 상기 박스본체에 설치되고, 제1축 방향으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부 및, 상기 제1 덮개부에 연계되어 설치되고, 제2축 방향으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부를 구비하고, 상기 제2 덮개부는, 상기 접합툴이 설치되는 설치부가 구비되는 제2 덮개본체; 및, 상기 제2축 방향으로 설치되는 제2 구동축 상으로 상기 제2 덮개본체를 지지하며 슬라이딩시키는 제2 고정부재;를 구비하고, 상기 제2 덮개본체는, 상기 제2축 방향의 양단부에 상기 박스본체에서 외측으로 돌출 형성되는 돌출덮개가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 제공한다.

Description

고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치 및 이를 활용한 마찰교반 용접방법{FRICTION STIR WELDING APPARATUS OF HIGHLY OXIDATIVE METAR AND WELDING METHOD FOR USING THE SAME}

고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치 및 이를 활용한 마찰교반 용접방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 마찰교반 용접부가 산소와 질소에 노출되는 것을 차단하여 마찰교반 용접부에서 발생할 수 있는 용접결함을 효과적으로 억제할 수 있는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치 및 이를 활용한 마찰교반 용접방법에 관한 것이다.

마찰교반 용접방식은 마찰열을 이용해 피접합소재를 접합하는 고상접합방식이다. 이에 상기 마찰교반 용접방식은 접합툴을 고속으로 회전시키면서 이동하여 마찰열에 따른 소성변형과 조직 재결정으로 피접합소재를 결합시키게 된다.

피접합소재의 용접부를 접합툴에 의해 마찰시켜 충분한 양의 열을 발생시키고, 피접합소재의 접촉면을 기점으로 소성영역을 생성한 후 외력을 가하여 피접합소재를 용접하는 접합마찰 용접방식은 피접합소재의 용융을 수반하지 않으므로 기존의 용융용접에서 발생하는 용접결함을 방지할 수 있다.

하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 마찰교반 용접방식의 경우에는 접합툴(1)에 의해 접합되는 피접합소재의 용접선(4)이 적어도 하나의 축에 대칭이어야 한다는 점에서, 마찰교반 용접방식의 적용범위에 상당한 제약이 존재한다는 문제점이 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 피접합소재의 용접선이 하나의 축에 대칭되는 형태가 아니라 피접합소재에 연속적인 용접이 필요한 있는 경우에는 종래의 마찰교반 용접 방식이 활용할 수 없는 문제점이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피접합소재의 일 예인 티타늄 백킹플레이트의 경우는 피접합소재에 연속적인 용접이 필요하여 종래의 마찰교반 용접방식의 적용이 어렵다.

그리고, 티타늄소재는 동소재보다 고강도의 기계적인 물성을 가지고 있으나, 용접부가 산화 또는 질화되어 변형이 발생할 수 있는바, 티타늄소재로 구성된 백킹플레이트를 변형없이 경제성 있게 마찰교반 용접할 수 있는 공정기술 또는 접합툴의 개발이 절실한 실정이다.

백킹플레이트는 LCD 제조공정 또는 태양광 전지셀 제조공정에 사용되는 스퍼터링 장비의 하나의 부품이다. 스퍼터링 공정이란 플라즈마 방전으로 생성된 이온을 스퍼터링 타겟에 충돌시켜 원자나 분자를 튀어나오게 하고, 이 원자나 분자가 기판을 향해 날아가 부착하여 박막을 형성시키는 기술이다. 이러한 스퍼터 장비 내부에는 진공 챔버와 기판을 가열하는 가열수단, 배기수단, 타겟, 타겟을 냉각시키는 백킹플레이트로 구성되어 있다.

백킹플레이트는 주로 동이나 티타늄과 같은 소재로 만들어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 백킹플레이트의 제조공정은 동 또는 티타늄의 사각플레이트의 표면에 냉각수가 흐를 수 있도록 수로를 제작한 후, 수로의 상측에 수로덮개를 가공하여 덮은 후, 사각플레이트와 수로덮개를 용접하여 백킹플레이트를 제조한다.

그리고, 티타늄소재의 경우에는 경량성과, 뛰어난 내식성, 높은 열전도율 등의 우수한 물성으로 인해 구조물, 전기, 기계 등 다양한 분야에서 수요가 증가하고 있다.

티타늄소재의 경우에는 우수한 물성을 가지고 있지만, 고온에서 산소나 질소와 매우 잘 반응하므로 용접부에서의 용접결합이 발생할 가능성이 높은 문제점이 있다.

이러한 용접결합은 용융 용접방식이 아닌 고상 용접방식인 마찰교반 용접방식의 경우에도 용접부가 산화 또는 질화되어 용접부가 변색되어 피접합소재의 용접부에 용접결합이 발생할 수 있는 문제점이 있는바, 이러한 문제점을 해소할 수 있는 마찰교반 용접장치의 개발이 절실한 상황이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 마찰교반 용접장치에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명은 일 측면으로서, 피접합소재를 마찰교반 용접하는 접합툴을 다양한 방향으로 이동 가능하게 하여 피접합소재의 연속적인 용접이 가능한 마찰교반 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 마찰교반 용접되는 피접합소재의 용접부가 산화 또는 질화되어 발생할 수 있는 용접변형을 최소화할 수 있는 마찰교반 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 용접부의 온도가 급속하게 하강되지 않아 연화된 상태가 유지되고, 이로 인해 접합툴의 마모가 감소되어 접합툴의 사용연한이 증가될 수 있는 마찰교반 용접장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재를 마찰교반 용접하는 접합툴; 상기 피접합소재가 고정되는 고정부가 구비되고, 내부공간이 형성되는 박스본체; 및, 상기 박스본체에 설치되어 상기 내부공간을 차폐하고, 상기 접합툴을 지지하며 이동시키는 덮개부;를 포함하고, 상기 덮개부는, 상기 박스본체에 설치되고, 제1축 방향으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부 및, 상기 제1 덮개부에 연계되어 설치되고, 제2축 방향으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부를 구비하고, 상기 제2 덮개부는, 상기 접합툴이 설치되는 설치부가 구비되는 제2 덮개본체; 및, 상기 제2축 방향으로 설치되는 제2 구동축 상으로 상기 제2 덮개본체를 지지하며 슬라이딩시키는 제2 고정부재;를 구비하고, 상기 제2 덮개본체는, 상기 제2축 방향의 양단부에 상기 박스본체에서 외측으로 돌출 형성되는 돌출덮개가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재를 마찰교반 용접하는 접합툴; 상기 피접합소재가 고정되는 고정부가 구비되고, 내부공간이 형성되는 박스본체; 및, 상기 박스본체에 설치되어 상기 내부공간을 차폐하고, 상기 접합툴을 지지하며 이동시키는 덮개부;를 포함하고, 상기 덮개부는, 상기 박스본체에 설치되고, 제1축 방향으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부 및, 상기 제1 덮개부에 연계되어 설치되고, 제2축 방향으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부를 구비하고, 상기 제2 덮개부는, 상기 접합툴이 설치되는 설치부가 구비되는 제2 덮개본체; 및, 상기 제2축 방향으로 설치되는 제2 구동축 상으로 상기 제2 덮개본체를 지지하며 슬라이딩시키는 제2 고정부재;를 구비하고, 상기 제2 덮개부는, 상기 제2 덮개본체의 양단부에 하향 돌출되어, 상기 제2 덮개부가 상기 박스본체에 대응되는 영역을 넘어서 이동하는 것을 방지하는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 제공한다.

바람직하게, 제1 덮개부는, 상기 박스본체의 상측에 형성되고, 권취부재에 권취되면서 상기 박스본체의 상측을 차폐하는 영역이 조절되는 제1 덮개본체; 및, 상기 제1축 방향으로 설치되는 제1 구동축 상으로 상기 제1 덮개본체를 지지하며 슬라이딩시키는 제1 고정부재;를 구비할 수 있다.

바람직하게, 제2 고정부재는 상기 제2 구동축이 관통되게 구비되고, 상기 제2 고정부재의 내부에는 상기 제2 고정부재를 상기 제2 구동축 상으로 지지하며 슬라이딩시키는 베어링 또는 롤러가 구비될 수 있다.

바람직하게, 제1 고정부재는 상기 제1 구동축이 관통되게 구비되고, 상기 제1 고정부재의 내부에는 상기 제1 고정부재를 상기 제1 구동축 상으로 지지하며 슬라이딩시키는 베어링 또는 롤러가 구비될 수 있다.

삭제

바람직하게, 박스본체와, 상기 덮개부 중 적어도 어느 하나는 상기 피접합소재의 용접부의 관찰이 가능한 투시부가 구비될 수 있다.

바람직하게, 박스본체와 상기 덮개부에 의해 차폐된 상기 내부공간에 존재하는 기체를 배기시키는 가스배기장치; 및, 상기 내부공간으로 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및, 이들의 혼합가스 중 어느 하나로 구비되는 불활성가스를 공급하는 가스공급장치;를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 상기 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 활용한 마찰교반 용접방법이고, (a) 상기 피접합소재를 상기 박스본체의 고정부에 고정하는 단계와, (b) 상기 박스본체에 상기 덮개부를 설치하는 단계와, (c) 상기 덮개부에 상기 접합툴을 설치하는 단계와, (d) 상기 박스본체의 내부에 존재하는 산소와 질소를 진공 배기시키고, 상기 박스본체의 내부에 불활성가스를 공급하는 단계와, (e)산소측정센서에 의해 상기 박스본체 내부의 산소함유량을 측정하는 단계 및, (f) 상기 산소측정센서에 의해 측정된 산소함유량이 1~10%의 범위에 도달시 상기 피접합소재의 용접부를 마찰교반 용접하는 단계를 포함하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 활용한 마찰교반 용접방법을 제공한다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재를 마찰교반 용접하는 접합툴의 구성을 포함함으로써, 접합툴이 다양한 방향으로 이동하면서 마찰교반용접이 가능하여 1축 방향으로 형성된 용접선이 아닌 다양한 형태의 용접선을 가지는 피접합소재를 연속적으로 마찰교반 용접할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 박스본체에 설치되어 상기 내부공간을 차폐하고, 상기 접합툴을 지지하며 이동시키는 덮개부의 구성을 포함함으로써, 마찰교반 용접부를 산소나 질소로부터 차폐하여 피접합소재의 용접부가 산화 또는 질화되어 발생할 수 있는 용접변형을 최소화될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 덮개부에 의해 내부공간은 차폐한 상태에서 마찰교반 용접함에 따라, 용접부의 온도가 급속하게 하강되지 않아 연화된 상태가 유지되고, 이로 인해 접합툴의 마모가 감소되어 접합툴의 사용연한이 길어질 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 박스본체에 설치되고, 제1축 방향으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부; 및, 상기 제1 덮개부에 연계되어 설치되고, 제2축 방향으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부를 구비하는 덮개부의 구성을 포함함으로써, 다양한 방향으로 이동하면서 마찰교반 용접하는 접합툴과 덮개부가 연계되어 이동하여 다양한 용접선을 가지는 피접합소재의 연속적인 용접이 가능하면서도, 박스본체의 내부공간이 덮개부에 의해 차폐되어 용접부의 변형이 방지될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2 덮개본체는 돌출덮개의 구성을 포함함으로써, 접합툴이 박스본체의 고정부에 설치된 피접합소재의 용접선을 따라 2축 이상의 방향으로 이동하면서도 상기 박스본체의 상면의 차폐가 유지될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 박스본체와, 상기 덮개부 중 적어도 어느 하나는 상기 피접합소재의 용접부의 관찰이 가능한 투시부의 구성을 포함함으로써, 마찰교반용접시에 용접부를 직접적으로 관찰할 수 있어, 정밀한 용접작업이 가능해해져 용접부의 결함을 방지하고 우수한 용접특성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 용접부로 가스공급장치에 의해 불활성가스를 공급하여 간단한 구조로 마찰교반 용접부의 접합불량이나 용접부의 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 박스본체와 상기 덮개부에 의해 차폐된 상기 내부공간에 존재하는 기체를 배기시키는 가스배기장치 및, 상기 내부공간으로 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및, 이들의 혼합가스 중 어느 하나로 구비되는 불활성가스를 공급하는 가스공급장치의 구성을 포함함으로써, 마찰교반 용접부를 산소나 질소로부터 효과적으로 제거하고, 불활성 가스에 의해 피접합소재의 용접부가 산화 또는 질화를 방지하여 피접합소재 용접부의 용접변형을 최소화될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 마찰교반 용접장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 피접합소재의 일예인 티타늄 백킹플레이트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 구성요소인 박스본체를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 구성요소인 덮개부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰교반 용접장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰교반 용접장치를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰교반 용접장치를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 구성요소인 박스본체의 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고산화성 금속소재 마찰교반 용접장치(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰교반 용접장치(10)는 접합툴(100), 박스본체(200) 및, 덮개부를 포함하고, 추가적으로 가스배기장치(500) 및, 가스공급장치(600)를 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 마찰교반 용접장치(10)는 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재(3)를 마찰교반 용접하는 접합툴(100)과, 상기 피접합소재(3)가 고정되는 고정부(210)가 구비되고, 내부공간(230)이 형성되는 박스본체(200) 및, 상기 박스본체(200)에 설치되어 상기 내부공간(230)을 차폐하고, 상기 접합툴(100)을 지지하며 이동시키는 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부는, 제1축 방향(D1)으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부(300); 및, 상기 제1 덮개부(300)에 연계되어 설치되고, 상기 제2축 방향(D2)으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부(400)를 구비할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 접합툴(100)은 원통형상의 부재로 구비될 수 있고, 접합툴(100)은 피접합부재와 접촉되어, 피접합소재(3)에 발생하는 마찰열을 통해 부재 내에 소성영역을 형성하는 부재이다.

접합툴(100)의 단부에는 접합핀이 형성될 수 있고, 접합핀은 피접합부재와 직접적으로 접촉되는 부분이다.

덮개부는 상기 박스본체(200)의 상측에 설치되어 내부공간(230)을 차폐하도록 구비될 수 있다. 다만, 여기서 박스본체(200)를 차폐하는 덮개부는 박스본체(200)의 내부공간(230)으로 기체의 유입을 차단하는 역할을 하면 족하고, 반드시 기체의 유입을 완벽히 차폐 차단하는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 5에는 피접합소재(3)의 용접선(4)을 따라 접합툴(100)이 이동하는 접합툴(100)의 이동궤적(S)이 도시되어 있는데, 종래의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 1축 방향으로의 용접만이 가능하나, 본 발명에 따른 마찰교반 용접장치(10)의 경우에는 접합툴(100)이 다양한 방향으로 이동하면서 마찰교반용접이 가능하여 1축 방향으로 형성된 용접선(4)이 아닌 2축 이상의 방향으로 용접이 필요한 용접선(4)을 가지는 피접합소재(3)의 경우에도 연속으로 마찰교반 용접할 수 있다.

접합툴(100)을 2축 이상의 방향으로 이동시키는 구동수단을 포함할 수 있다. 접합툴(100)이 피접합소재(3)의 용접부를 따라 이동하면서 용접할 경우, 접합툴(100)이 설치된 덮개부가 함께 이동하면서 박스본체(200)를 차폐한 상태에서 마찰교반 용접을 할 수 있다.

제어부가 접합툴(100)을 이동시키는 구동수단의 제1축 방향(D1)과 제2축 방향(D2)의 이동을 동시에 제어함으로써, 곡선형의 용접선(4)을 가지는 피접합소재(3)의 마찰교반 용접도 가능할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 덮개부에는 접합툴(100)이 설치될 수 있고, 접합툴(100)은 덮개부에 의해 지지되며 이동될 수 있다.

피접합소재(3)는 다양한 재질의 금속으로 이루어질 수 있다. 특히, 피접합소재(3)가 티타늄으로 구성되는 백킹플레이트일 수 있다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 피접합소재(3)는 플레이트본체(5)와, 상기 플레이트본체(5)의 표면에 형성되고 내부에 냉각수가 유동하는 수로 및, 상기 수로의 상면을 차폐하는 수로덮개(7)를 포함하는 티타늄 백킹플레이트일 수 있고, 접합툴(100)은 상기 플레이트본체(5)와 상기 수로덮개(7)를 마찰교반 용접할 수 있다.

이 경우, 마찰교반 용접장치(10)에 의해 행해지는 마찰교반 용접은 플레이트본체(5)의 단턱에 수로덮개(7)를 안착한 후, 수로덮개(7)의 단부면과 수로의 상부 내측면의 이음부를 따라 수로덮개(7) 및 플레이트본체(5)에 비해 경한 재질을 지닌 접합툴(100)의 교반핀이 삽입되도록 하여, 교반핀과 수로덮개(7) 및 교반핀과 수로 내측면의 상대적운동에 의해 마찰열을 발생시켜 연화시키기에 충분한 온도로 대향하는 수로덮개(7)와 수로 내측면을 포함한 접합부위를 가열시키도록 구성될 수 있다.

상기 마찰교반 용접방식에 대해서는 이미 많은 기술이 개시되어 있으므로 이하 상세한 설명을 생략한다.

티타늄소재의 경우에는 우수한 물성을 가지고 있지만, 고온에서 산소나 질소와 매우 잘 반응하므로 용접부에서의 용접결합이 발생할 가능성이 높은바, 박스본체(200)를 덮개부에 의해 차폐한 상태에서 마찰교반 용접할 필요성이 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 덮개부는 박스본체(200)에 설치되고, 상기 제1축 방향(D1)(X축 방향)으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부(300); 및, 상기 제1 덮개부(300)에 연계되어 설치되고, 상기 제2축 방향(D2)(Y축 방향)으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부(400)를 구비할 수 있다.

덮개부는 제1축 방향(D1)으로 이동되게 설치된 제1 덮개부(300), 상기 제1 덮개부(300)에 설치되어 제2축 방향(D2)으로 이동되게 설치된 제2 덮개부(400)를 포함할 수 있다.

제1 덮개부(300)가 제1축 방향(D1)으로 이동하면, 제1 덮개부(300)에 설치된 제2 덮개부(400)도 제1축 방향(D1)으로 이동하게 된다. 그리고, 제1 덮개부(300)가 제1추 방향으로 고정된 상태에서 제2 덮개부(400)를 제2축 방향(D2)으로 별도로 이동시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 박스본체(200)는 피접합소재(3)가 고정되는 고정부(210)와, 내부공간(230)이 구비될 수 있다.

도 7 및, 도 8에 도시된 바와 같이, 고정부(210)는 박스본체(200)의 저면에 설치된 홈으로 피접합소재(3)가 고정부(210)에 삽입될 수 있다.

고정부(210)와 피접합소재(3)의 단부에는 각각 설치공이 형성될 수 있고, 고정부(210)에 형성된 설치공과, 피접합소재(3)의 단부에 형성된 설치공에 볼트부재 등의 고정수단이 체결되어 피접합소재(3)가 고정부(210)에 견고하게 고정할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 박스본체(200)의 양단부에서 돌출 형성되어, 제1 덮개부(300)의 권취부재(350)가 설치되는 설치프레임(250)이 구비될 수 있다.

박스본체(200)와 상기 덮개부의 사이에는 상기 내부공간(230)의 기체가 누설되는 것을 방지하는 실링수단(미도시)이 구비될 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 덮개부는 박스본체(200)에 설치된 덮개고정구(H)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 박스본체(200)에 설치된 덮개고정구(H)에 제1 구동축(C1)이 설치되고, 제1 구동축(C1)에 제1 덮개부(300)의 제1 고정부재(330)이 설치될 수 있다.

도 3 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 덮개부(300)는 박스본체(200)에 설치될 수 있다. 제1 덮개부(300)는 제1축 방향(D1)인 X축 방향으로 이동되게 구비될 수 있고, 제2 덮개부(400)는 제2축 방향(D2)인 Y축 방향으로 이동되게 구비될 수 있다.

제2 덮개부(400)에는 접합툴(100)이 설치되는 설치부(411)가 구비될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 덮개부(300)는 상기 제2 덮개부(400)의 양측면에 연계되어 설치될 수 있다. 제2 덮개부(400)가 중앙에 배치되고, 제2 덮개부(400)의 양측에 제1 덮개부(300)가 형성될 수 있다.

제1 덮개부(300)는 상기 제2 덮개부(400)의 양측면에 연계되어 설치될 수 있다.

상기 제1 덮개부(300)와 상기 제2 덮개부(400)는 상호 연계되어 설치되어, 상기 제1 덮개부(300)가 상기 제1축 방향(D1)으로 이동시, 상기 제2 덮개부(400)는 상기 제1축 방향(D1)으로 함께 이동할 수 있다.

접합툴(100)이 피접합소재(3)의 용접선(4)를 따라 이동하면, 접합툴(100)이 설치된 제2 덮개부(400)도 역시 피접합소재(3)의 용접선(4)을 따라 이동할 수 있다.

접합툴(100)이 용접선(4)을 따라 제1축 방향(D1)(X축 방향)으로 이동시 제1 덮개부(300)와 제2 덮개부(400)는 제1축 방향(D1)으로 이동할 수 있고, 접합툴(100)이 용접선(4)을 따라 제2축 방향(D2)(Y축 방향)으로 이동시 제1 덮개부(300)는 이동하지 않는 상태에서 제2 덮개부(400)가 별도로 용접선(4)을 따라 이동할 수 있다.

이와 같이, 제1 덮개부(300)에 설치된 제2 덮개부(400)가 제1 덮개부(300)를 따라 제1축방향으로 이동 가능하면서도, 제2 덮개부(400)가 제2축 방향(D2)으로 별도로 이동 가능하게 구성함으로써, 접합툴(100)이 다양한 방향으로 자유롭게 이동할 수 있고, 곡선형 등의 용접선(4)을 가지는 피접합소재(3)의 연속적인 용접도 가능할 수 있다.

도 4 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 덮개부(300)는 제1 덮개본체(310) 및, 제1 고정부재(330)를 포함할 수 있다.

제1 덮개부(300)는 상기 박스본체(200)의 상측에 형성되고, 권취부재(350)에 권취되면서 상기 박스본체(200)의 상측을 차폐하는 영역이 조절되는 제1 덮개본체(310) 및, 상기 제1축 방향(D1)으로 설치되는 제1 구동축(C1) 상으로 상기 제1 덮개본체(310)를 지지하며 슬라이딩시키는 제1 고정부재(330)를 구비할 수 있다.

권취부재(350)의 내부에는 제1 덮개본체(310)가 권취되는 권취롤러가 형성될 수 있고, 제1 덮개본체(310)는 권취롤러에 권취되면서 변위되어 박스본체(200)의 상측을 차폐하는 영역이 조절될 수 있고, 이에 따라, 권취부재(350)에서 박스본체(200)의 상측으로 돌출된 제1 덮개본체(310)의 길이가 조절될 수 있다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 덮개부(400)가 박스덮개 상측의 중앙에 배치되고, 제1 덮개부(300)는 제2 덮개부(400)의 양측에 각각 배치될 수 있다.

제2 덮개부(400)에 설치된 접합툴(100)이 제2축 방향(D2)의 좌측으로 이동시 좌측의 제1 덮개본체(310)의 길이는 줄어들고, 좌측의 제1 덮개본체(310)의 길이가 줄어든 만큼 우측의 제1 덮개본체(310)의 길이가 길어지면서 박스본체(200)의 상면을 차폐할 수 있다.

제1 고정부재(330)에는, 상기 제2축 방향(D2)으로 설치되는 제2 구동축(C2)의 양단부가 고정될 수 있다. 제2 구동축(C2)은 상기 제1 고정부재(330)에 의해 제1 구동축(C1)에 연계되어 설치될 수 있다. 제2 덮개부(400)와 상기 제1 덮개부(300)는 동시에 이동 가능하다.

도 5 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 고정부재(330)는 제1축 방향(D1)으로 설치되는 제1 구동축(C1) 상에 슬라이딩되게 설치될 수 있다. 대향하는 한 쌍의 제1 구동축(C1) 상에 각각 설치되는 제1 고정부재(330)에 제2 구동축(C2)의 양단부가 고정될 수 있다.

제2 구동축(C2)의 양단부는 제1 구동축(C1) 상으로 이동되게 구비되는 제1 고정부재(330)에 고정되어, 상기 제1 고정부재(330)가 상기 제1 구동축(C1) 상으로 이동할 경우, 제2 덮개부(400)도 제1 구동축(C1) 상으로 이동되어 제2 덮개부(400)는 제1축 방향(D1)으로 이동할 수 있다.

제1 구동축(C1)은 제1 고정부재(330)를 관통하여 설치될 수 있고, 제1 고정부재(330)가 제1 구동축(C1) 상으로 용이하게 이동 가능하도록 제1 구동축(C1)은 제1 고정부재(330)의 사이에는 베어링 또는 롤러부재가 내부에 형성될 수 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 덮개부(400)는 제2 덮개본체(410)와, 제2 고정부재(430)를 구비할 수 있다.

제2 덮개부(400)는 상기 접합툴(100)이 설치되는 설치부(411)가 구비되는 제2 덮개본체(410) 및, 상기 제2축 방향(D2)으로 설치되는 제2 구동축(C2) 상으로 상기 제2 덮개본체(410)를 지지하며 슬라이딩시키는 제2 고정부재(430)를 구비할 수 있다.

제2 구동축(C2)은 상기 제2 덮개부(400)의 이동방향인 제2축 방향(D2)으로 한 쌍이 평행하게 배치될 수 있고, 제2 구동축(C2)에 각각 제2 고정부재(430)가 이동되게 설치될 수 있다.

제2 구동축(C2)은 제2 고정부재(430)를 관통하여 설치될 수 있고, 제2 고정부재(430)가 제2 구동축(C2) 상으로 용이하게 이동 가능하도록 제2 구동축(C2)은 제2 고정부재(430)의 사이에는 베어링 또는 롤러부재가 내부에 형성될 수 있다.

고정부(210)재는 구동축이 관통되게 구비되고, 상기 고정부(210)재의 내부에는 상기 고정부(210)재를 제1 구동축(C1) 상으로 지지하며 슬라이딩시키는 베어링 또는 롤러가 구비될 수 있다.

구동축은 제2 고정부재(430)를 관통하여 설치될 수 있고, 제2 고정부재(430)가 제2 구동축(C2) 상으로 용이하게 이동 가능하도록 제2 구동축(C2)은 제2 고정부재(430)의 사이에는 베어링 또는 롤러부재가 내부에 형성될 수 있다.

상기 제1 고정부재(330)는 상기 제1 구동축(C1)이 관통되게 구비되고, 제2 고정부재(430)는 상기 제2 구동축(C2)이 관통되게 구비될 수 있다.

제1 고정부재(330)의 내부에는 제1 고정부재(330)가 제1 구동축(C1) 상으로 지지하며 슬라이딩시키는 베어링 또는 롤러가 구비될 수 있고, 제2 고정부재(430)의 내부에는 제2 고정부재(430)가 제2 구동축(C2) 상으로 지지하며 슬라이딩시키는 베어링 또는 롤러가 구비될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 덮개본체(410)는, 제2축 방향(D2)의 양단부에 상기 박스본체(200)에서 외측으로 돌출 형성되는 돌출덮개(413)가 구비될 수 있다.

돌출덮개(413)는 제2 덮개부(400)에 형성된 설치부(411)가 박스본체(200)의 제2축 방향(D2)의 중앙에 배치된 상태에서, 제2 덮개본체(410)가 박스본체(200)에 대응되는 부분을 벗어난 영역을 의미한다.

제2 덮개본체(410)는 돌출덮개(413)의 구성을 포함함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 접합툴(100)이 피접합소재(3)의 용접선(4)을 따라 제2축 방향(D2)의 상측으로 이동시에도 제2 덮개본체(410)의 돌출덮개(413)에 의해 박스본체(200)의 상면의 차폐가 유지될 수 있다.

제2 덮개부(400)가 이동시 접합툴(100)이 상기 내부공간(230)으로 이동하면서도 상기 박스본체(200)의 상면의 차폐가 유지될 수 있다.

즉, 제2 덮개본체(410)의 제2축 방향(D2)의 길이는 상기 박스본체(200)의 길이보다 길게 형성된다.

도 4 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 덮개부(400)는 제2 덮개본체(410)의 양단부에서 하단부로 돌출되어, 상기 제2 덮개부(400)가 상기 박스본체(200)에 대응되는 영역을 넘어서 이동하는 것을 방지하는 스토퍼(415)가 구비될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 접합툴(100)이 피접합소재(3)의 용접선(4)을 따라 제2축 방향(D2)의 상측으로 이동시에도 제2 덮개본체(410)의 단부에서 저면으로 하향 돌출되는 스토퍼(415)가 박스본체(200)의 측면과 접촉되면서 제2 덮개부(400)의 이동이 정지될 수 있다. 이에 따라, 제2 덮개부(400)가 박스본체(200)에 대응되는 영역을 넘어서 이동하는 것이 방지될 수 있다.

박스본체(200)와, 상기 덮개부 중 적어도 어느 하나는 상기 피접합소재(3)의 용접부의 관찰이 가능한 투시부가 구비될 수 있다.

투시부는 투시 가능한 소재로 구성되어 용접부의 관찰이 가능하도록 형성될 수 있다. 투시부는 박스본체(200)와 덮개부 중 적어도 어느 하나의 전체가 투시 가능한 소재로 구비될 수 있으나, 박스본체(200)와 덮개부 중 적어도 어느 하나의 일부가 투시 가능한 소재로 구비되는 것도 가능하다. 예를 들어, 투시부는 투명한 재질의 아크릴 등이 활용될 수 있다.

박스본체(200)의 경우는 박스본체(200)의 측면에 투시부가 형성될 수 있다. 덮개부의 경우는 접합툴(100)의 설치부(411)가 형성되는 제2 덮개부(400)에 투시부가 형성될 수 있다. 이는, 마찰교반 용접하는 접합툴(100)에 인접한 부분에서 피접합소재(3)의 용접부를 관찰하는 것이 보다 용이하기 때문이다.

마찰교반 용접장치(10)는 가스배기장치(500) 및, 가스공급장치(600)를 더 포함할 수 있다.

마찰교반 용접장치(10)는 박스본체(200)와 상기 덮개부에 의해 차폐된 상기 내부공간(230)에 존재하는 기체를 배기시키는 가스배기장치(500) 및, 상기 내부공간(230)으로 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및, 이들의 혼합가스 중 어느 하나로 구비되는 불활성가스를 공급하는 가스공급장치(600)를 더 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 박스본체(200)에는 가스배기장치(500)가 연결되는 배기구(510)가 설치될 수 있고, 배기구(510)는 박스본체(200)에 복수 개가 형성될 수 있고, 각각의 배기구(510)는 가스배기장치(500)에 연결될 수 있다.

가스공급장치(600)가 연결되는 공급구(610)가 설치될 수 있고, 각각의 공급구(610)는 박스본체(200)에 복수 개가 형성될 수 있고, 각각의 배기구(510)는 가스공급장치(600)에 연결될 수 있다.

박스본체(200) 내부공간(230)에 존재하는 기체를 진공펌프 등을 이용하여 박스본체(200)의 내부에 존재하는 산소, 질소 등의 기체를 배기시킬 수 있다. 내부공간(230)에 존재하는 산소, 질소 등이 배기되어 설정된 농도 이하의 농도가 되면, 가스공긍장치에 의해 내부공간(230)으로 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및, 이들의 혼합가스 중 어느 하나로 구비되는 불활성가스를 공급할 수 있다.

용접부의 결함은 용접부 내의 산소 또는 질소에 의한 것이며, 특히 용접부 내 산소는 용접 중에 대기로부터 혼입된 것이다.

따라서, 용접부로의 산소 혼입을 효과적으로 차단할 수 있도록, 용접시 피접합소재(3)의 용접시 가스배기장치(500)에 의해 박스본체(200)와 상기 덮개부에 의해 차폐된 상기 내부공간(230)에 존재하는 기체를 배기시키고, 가스공급장치(600)에 의해 내부공간(230)으로 불활성가스를 공급하여 용접부의 결함을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다.

이때, 공급되는 불활성가스는 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및 이들의 혼합가스 중 어느 하나로 구비될 수 있으며, 불활성 가스 중 하나인 질소는 용접부 기동 등의 결함 발생을 더욱 조장하는 문제가 있으므로 배제하는 것이 바람직하다.

가스공급장치(600)는 박스본체(200)에 일정간격으로 이격하여 형성된 불활성가스 공급노즐이 구비될 수 있다. 가스공급장치(600)에 의해 공급된 불활성가스는 박스본체(200)와 덮개부에 의해 차폐되어 불활성가스가 쉽게 분산되는 것을 억제할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 공급노즐이 설치되는 공급구(610)는 박스본체(200)의 측면에 소정의 간격으로 이격하여 복수 개가 형성될 수 있고, 공급구(610)는 박스본체(200)의 내부공간(230)을 중심으로 대향하는 형태로 배치될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치(10)를 활용한 마찰교반 용접방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치(10)를 활용한 마찰교반 용접방법은 하기되는 (a)~(f) 단계를 포함할 수 있다.

고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 활용한 마찰교반 용접방법은 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재(3)를 마찰교반 용접하는 접합툴(100)과, 상기 피접합소재(3)가 고정되는 고정부(210)가 구비되고, 내부공간(230)이 형성되는 박스본체(200) 및, 상기 박스본체(200)에 설치되어 상기 내부공간(230)을 차폐하고, 상기 접합툴(100)을 지지하며 이동시키는 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부는, 제1축 방향(D1)으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부(300); 및, 상기 제1 덮개부(300)에 연계되어 설치되고, 상기 제2축 방향(D2)으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부(400)를 구비하는 마찰교반 용접장치(10)가 활용될 수 있다.

고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치(10)를 활용한 마찰교반 용접방법은 (a) 상기 피접합소재를 상기 박스본체의 고정부에 고정하는 단계와, (b) 상기 박스본체에 상기 덮개부를 설치하는 단계와, (c) 상기 덮개부에 상기 접합툴을 설치하는 단계와, (d) 상기 박스본체의 내부에 존재하는 산소와 질소를 진공 배기시키고, 상기 박스본체의 내부에 불활성가스를 공급하는 단계와, (e)산소측정센서에 의해 상기 박스본체 내부의 산소함유량을 측정하는 단계; 및, (f) 상기 산소측정센서에 의해 측정된 산소함유량이 1~10%의 범위에 도달시 상기 피접합소재의 용접부를 마찰교반 용접하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 마찰교반 용접방법은 상기 박스본체(200)의 내부에 존재하는 산소와 질소를 진공 배기시키고, 상기 박스본체(200)의 내부에 불활성가스를 공급하는 단계는 산소측정센서에 의해 상기 박스본체(200) 내부의 산소함유량을 측정하는 단계를 포함할 있고, 이때, 상기 산소측정센서에 의해 측정된 산소의 함유량이 1~10%의 범위에 도달시 상기 피접합소재(3)의 용접부를 마찰교반 용접할 수 있다.

이와 같이, 마찰교반 용접시의 산소함유량의 비율을 1~10%로 제한하는 이유는 산소측정센서에 의해 측정된 박스본체(200) 내부공간(230)의 산소함유량이 10%를 초과할 경우에는 산화 등에 의해 피접합소재(3) 용접부에 발생할 수 있는 용접변형이 과대해지는 문제점이 있고, 박스본체(200) 내부공간(230)의 산소함유량을 1% 이상으로 한정한 이유는 박스본체(200)의 내부에 존재하는 산소와 질소를 진공 배기시킬 때, 박스본체(200)의 내부공간(230)의 산소함유량을 1% 이하로 조절하는데 과도한 비용이 소모될 수 있기 때문이다.

따라서, 산소 또는 질소에 의해 피접합소재(3) 용접부에 발생할 수 있는 용접변형을 최소화와, 비용절감의 관점에서 산소측정센서에 의해 측정된 산소의 함유량이 1~10%의 범위에 도달시 피접합소재(3)의 용접부를 마찰교반 용접하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 마찰교반 용접방밥에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 마찰교반 용접장치(10)에 상기한 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 마찰교반 용접방법에서 활용되는 마찰교반 용접장치(10)의 접합툴(100), 덮개부 및, 박스본체(200) 등의 구성은 마찰교반 용접장치(10)에서 이미 설명한 바와 있는바 마찰교반 용접방법에서는 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1: 접합툴 3: 피접합소재
4: 용접선 5: 플레이트본체
7: 수로덮개
10: 마찰교반 용접장치 100: 접합툴
200: 박스본체 210: 고정부
230: 내부공간 250: 설치프레임
300: 제1 덮개부 310: 제1 덮개본체
330: 제1 고정부재 350: 권취부재
400: 제2 덮개부 410: 제2 덮개본체
411: 설치부 413: 돌출덮개
415: 스토퍼 430: 제2 고정부재
500: 가스배기장치 510: 배기구
600: 가스공급장치 610: 공급구
C1: 제1 구동축 C2: 제2 구동축
D1: 제1축 방향 D2: 제2축 방향
H: 덮개고정구 S: 접합툴의 이동궤적

Claims (9)

1. 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재를 마찰교반 용접하는 접합툴;
   상기 피접합소재가 고정되는 고정부가 구비되고, 내부공간이 형성되는 박스본체; 및,
   상기 박스본체에 설치되어 상기 내부공간을 차폐하고, 상기 접합툴을 지지하며 이동시키는 덮개부;를 포함하고,
   상기 덮개부는,
   상기 박스본체에 설치되고, 제1축 방향으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부 및,
   상기 제1 덮개부에 연계되어 설치되고, 제2축 방향으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부를 구비하고,
   상기 제2 덮개부는,
   상기 접합툴이 설치되는 설치부가 구비되는 제2 덮개본체; 및,
   상기 제2축 방향으로 설치되는 제2 구동축 상으로 상기 제2 덮개본체를 지지하며 슬라이딩시키는 제2 고정부재;를 구비하고,
   상기 제2 덮개본체는,
   상기 제2축 방향의 양단부에 상기 박스본체에서 외측으로 돌출 형성되는 돌출덮개가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치.
   
2. 2축 이상의 방향으로 이동되게 구비되고, 피접합소재를 마찰교반 용접하는 접합툴;
   상기 피접합소재가 고정되는 고정부가 구비되고, 내부공간이 형성되는 박스본체; 및,
   상기 박스본체에 설치되어 상기 내부공간을 차폐하고, 상기 접합툴을 지지하며 이동시키는 덮개부;를 포함하고,
   상기 덮개부는,
   상기 박스본체에 설치되고, 제1축 방향으로 이동되게 설치되는 제1 덮개부 및,
   상기 제1 덮개부에 연계되어 설치되고, 제2축 방향으로 이동되게 설치되는 제2 덮개부를 구비하고,
   상기 제2 덮개부는,
   상기 접합툴이 설치되는 설치부가 구비되는 제2 덮개본체; 및,
   상기 제2축 방향으로 설치되는 제2 구동축 상으로 상기 제2 덮개본체를 지지하며 슬라이딩시키는 제2 고정부재;를 구비하고,
   상기 제2 덮개부는,
   상기 제2 덮개본체의 양단부에 하향 돌출되어, 상기 제2 덮개부가 상기 박스본체에 대응되는 영역을 넘어서 이동하는 것을 방지하는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 덮개부는,
   상기 박스본체의 상측에 형성되고, 권취부재에 권취되면서 상기 박스본체의 상측을 차폐하는 영역이 조절되는 제1 덮개본체; 및,
   상기 제1축 방향으로 설치되는 제1 구동축 상으로 상기 제1 덮개본체를 지지하며 슬라이딩시키는 제1 고정부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 고정부재는 상기 제2 구동축이 관통되게 구비되고, 상기 제2 고정부재의 내부에는 상기 제2 고정부재를 상기 제2 구동축 상으로 지지하며 슬라이딩시키는 베어링 또는 롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 고정부재는 상기 제1 구동축이 관통되게 구비되고, 상기 제1 고정부재의 내부에는 상기 제1 고정부재를 상기 제1 구동축 상으로 지지하며 슬라이딩시키는 베어링 또는 롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치.
   
6. 삭제
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 박스본체와, 상기 덮개부 중 적어도 어느 하나는 상기 피접합소재의 용접부의 관찰이 가능한 투시부가 구비되는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치.
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 박스본체와 상기 덮개부에 의해 차폐된 상기 내부공간에 존재하는 기체를 배기시키는 가스배기장치; 및,
   상기 내부공간으로 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및, 이들의 혼합가스 중 어느 하나로 구비되는 불활성가스를 공급하는 가스공급장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치.
   
9. 제1항 또는 제2항에 기재된 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 활용한 마찰교반 용접방법이고,
   (a) 상기 피접합소재를 상기 박스본체의 고정부에 고정하는 단계;
   (b) 상기 박스본체에 상기 덮개부를 설치하는 단계;
   (c) 상기 덮개부에 상기 접합툴을 설치하는 단계;
   (d) 상기 박스본체의 내부에 존재하는 산소와 질소를 진공 배기시키고, 상기 박스본체의 내부에 불활성가스를 공급하는 단계;
   (e)산소측정센서에 의해 상기 박스본체 내부의 산소함유량을 측정하는 단계; 및,
   (f) 상기 산소측정센서에 의해 측정된 산소함유량이 1~10%의 범위에 도달시 상기 피접합소재의 용접부를 마찰교반 용접하는 단계;를 포함하는 고산화성 금속소재의 마찰교반 용접장치를 활용한 마찰교반 용접방법.

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