KR101683982B1

KR101683982B1 - 용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법

Info

Publication number: KR101683982B1
Application number: KR1020140131649A
Authority: KR
Inventors: 조도운
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-12-07
Also published as: KR20160038489A; US20160089746A1

Abstract

본 발명은 용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법에 관한 것으로, 적측된 금속판재와 접촉하는 용접 팁과, 용접 팁이 고정되고, 용접 팁에 전류를 인가하는 전극베이스 및, 금속판재와 용접 팁의 접촉부 주위로 냉각매질을 분사하도록 전극베이스에 구비된 다수개의 냉각노즐을 포함하며, 스폿 용접 시 냉각노즐에서 분사되는 냉각매질에 의하여 용접부 주변 고 장력강판이 냉각됨으로써, 용접부 내구성이 취약해지는 것이 방지되는 효과가 있는 용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법을 제공한다.

Description

용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법{SPOT WELDING GUN THAT QUENCHED WELD ZONE AND OPERATION METHODS THEREOF}

본 발명은 용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 건에서 접합부 주위로 냉각매질을 분사하는 용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법에 관한 것이다.

전 세계적으로, 자동차 생산업체에서는 차체 경량화 및 충돌성능 향상을 위하여 고 장력 강의 사용이 확대되는 추세이다.

하지만, 차체 제조과정에서 고 장력강판을 결합하기 위하여 저항 점 용접(이하, 스폿 용접)을 사용하고 있는데, 스폿 용접 시 발생되는 용접 열에 의하여 용접부 주변 고 장력강판의 강도가 떨어지고 이로 인하여, 용접부 내구성이 취약해진다. 또한, 용접부의 내구성이 취약해짐으로써, 고 장력강판의 스폿 용접 결과물의 내구성 평가 시 고 장력강판의 강도에 비하여 용접부의 강도가 낮아 용접부가 쉽게 파손된다.

상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 스폿 용접시 용접부 주변 고 장력강판을 냉각함으로써, 용접부 내구성이 취약해지는 것을 방지하는 용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접부 급냉 스폿 용접 건은, 적층된 금속판재와 접촉하는 용접 팁과, 용접 팁이 고정되고, 용접 팁에 전류를 인가하는 전극베이스 및, 금속판재와 용접 팁의 접촉부 주위로 냉각매질을 분사하도록 전극베이스에 구비된 다수개의 냉각노즐을 포함한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법은, 금속판재와 접촉된 용접 팁에 전력이 인가되고, 용접 팁이 고정된 전극베이스에 구비된 냉각노즐에서 금속판재를 향해 냉각매질이 분사되는 단계를 포함한다.

위와 같은 본 발명의 용접부 급냉 스폿 용접 건 및 그 작동방법에 따르면, 스폿 용접 시 냉각노즐에서 분사되는 냉각매질에 의하여 용접부 주변 고 장력강판이 냉각됨으로써, 용접부 내구성이 취약해지는 것이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 용접부 급냉 스폿 용접 건의 사시도,
도 2는 도 1의 용접부 급냉 스폿 용접 건의 요부 정면도 및 요부 저면도,
도 3은 본 발명의 일실시예의 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법의 절차도이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 용접부 급냉 스폿 용접 건은, 적층된 금속판재(110)와 접촉하는 용접 팁(100)과, 용접 팁(100)이 고정되고, 용접 팁(100)에 전류를 인가하는 전극베이스(200) 및, 금속판재(110)와 용접 팁(100)의 접촉부(120) 주위로 냉각매질을 분사하도록 전극베이스(200)에 구비된 다수개의 냉각노즐(300)을 포함한다.

이때, 냉각매질로는 물, 공기(AIR), 기름(OIL), 이산화탄소(CO2) 등이 사용 가능하다, 또한, 냉각노즐(300)은 용접 팁(100) 주변에 장착되도록 용접 건에 구비된다. 냉각노즐(300)을 통해 분사되는 냉각매질의 양과 분사방향은 금속판재(110)의 필요 냉각량을 만족시킬 수 있는 범위 내에서 자유롭다. 본 발명의 일실시예에서 전극베이스(200)는, 용접 팁(100)이 고정되는 고정부(210) 및, 고정부(210)의 너비보다 넓은 너비를 갖도록 형성된 프레임(220)을 포함한다. 냉각노즐(300)은, 고정부(210)의 길이방향 중심축을 기준으로 상하좌우에 각각 형성된다.

냉각노즐(300)은, 고정부(210) 내부에 형성된 냉각매질 관로(310) 및, 냉각매질 관로(310)와 연결되고, 고정부(210) 둘레에 형성된 노즐(320)을 포함한다. 용접 팁(100) 및 전극베이스(200)는, 냉각수가 순환하는 냉각로(400, 400')가 내측에 형성된다.

용접 팁(100)은, 용접 팁(100)과 전극베이스(200)를 연결하는 연결부(140)를 포함한다. 연결부(140)는, 전기가 통하는 도체이고, 용접 팁(100) 및 전극베이스(200)에 형성된 냉각로(400, 400')를 연결하는 연결로(410)가 내측에 형성된다. 용접 팁(100)은, 전극베이스(200)와 체결되는 원기둥형태의 몸체부(130) 및, 몸체부(130)로부터 반구 형태로 연장되고, 금속판재(110)와 접촉하는 접촉부(120)를 포함한다.

본 발명의 일실시예는, 전극베이스(200)가 고정된 건바디(500)와, 금속판재(110)를 기준으로 전극베이스(200)와 대칭을 이루도록 건바디(500)에 구비된 제2 전극베이스(600)와, 제2 전극베이스(600)에 고정되고, 금속판재(110)를 기준으로 용접 팁(100)과 대칭을 이루는 제2 용접 팁(700) 및, 제2 전극베이스(600)에 형성된 제2 냉각노즐(800)을 더 포함한다.
건바디(500)는, 상부의 전극베이스(200)를 금속판재(110)를 향해 이동시키는 액츄에이터(510)와, 제 2전극베이스(600)로 전류, 냉각수, 냉각매질을 공급하는 공급관(520)을 포함한다.

삭제

본 발명의 일실시예에서 액츄에이터(510)는, 전극베이스(200)의 길이방향을 따라 연장되도록 전극베이스(200) 일단에 부착된 공압 실린더이다. 건바디(500)는, 용접 팁(100)이 체결되고, 액츄에이터(510) 작동에 따른 용접 팁(100)의 이동을 유도하는 가이드(530)가 구비된다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 용접부 급냉 스폿 용접 건은, 용접과 동시에 냉각노즐(300)에서 분사된 냉각매질을 통해 용접부가 급속 냉각된다. 이로 인하여, 스폿 용접시 발생되는 열에 의하여 용접부 주변의 기계적 강도가 저하되었던 문제점이 개선된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법은, 금속판재(110)와 접촉된 용접 팁(100)에 전력이 인가되고, 용접 팁(100)이 고정된 전극베이스(200)에 구비된 냉각노즐(300)에서 금속판재(110)를 향해 냉각매질이 분사되는 단계(S100)를 포함한다.

용접 팁(100)은, 금속판재(110)와 접촉되기 전에 용접위치로 이동된다. 또한, 용접 팁(100)은, 금속판재(110)를 가압하도록 금속판재(110)와 접촉된다. 이때, 용접 팁(100)에서 금속판재(110)를 가압하는 압력이 측정되지 않으면, 용접 건의 작동을 멈추게 된다.

본 발명의 일실시예는, 용접 팁(100)에 인가되던 전력이 차단되고, 냉각노즐(300)에서 냉각매질 분사가 멈추는 단계(S200)를 더 포함한다. 용접 팁(100)에 전력이 인가되지 않거나, 냉각노즐(300)에서 냉각매질이 분사되지 않으면, 용접 건의 작동을 멈추게 된다.

냉각노즐(300)에서 냉각매질 분사가 멈춘 후, 용접 팁(100)이 금속판재(110)와 분리되고 다른 용접부위로 용접 팁(100)이 이동된다.

용접 팁(100)에 인가되던 전력이 차단되지 않거나, 냉각노즐(300)에서 냉각매질의 분사가 멈추지 않으면, 용접 건의 작동을 멈춘다. 또한, 용접 팁(100)이 금속판재(110)와 분리되지 않거나, 다른 용접부위로 이동되지 않으면, 용접 건의 작동을 멈춘다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 작동방법은, 용접 건 작동 중 오작동이 발생할 경우, 용접 건의 작동을 멈추게 되므로, 용접 건의 오작동에 따라 발생가능한 사고를 예방하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 용접 팁 110: 금속판재
120: 접촉부 130: 몸체부
140: 연결부 200: 전극베이스
210: 고정부 220: 프레임
300: 냉각노즐 310: 냉각매질 관로
320: 노즐 400, 400': 냉각로
410: 연결로 500: 건바디
510: 액츄에이터 520: 공급관
530: 가이드 600: 제2 전극베이스
700: 제2 용접 팁 800: 제2 냉각노즐
S100: 냉각매질이 분사되는 단계
S200: 냉각매질 분사가 멈추는 단계

Claims

적층된 금속판재와 접촉하는 용접 팁;
상기 용접 팁을 고정하는 고정부;
상기 고정부의 너비보다 넓은 너비를 갖는 프레임;
상기 프레임에 구비되어, 상기 용접 팁과 동일 방향으로 냉각매질을 분사하는 냉각노즐; 및
상기 용접 팁과 상기 프레임을 연결하는 연결부를 포함하고,
상기 용접 팁과 상기 프레임은,
내부에 냉각수가 순환하는 냉각로가 형성되고,
상기 연결부는,
내부에 상기 용접 팁과 상기 프레임의 냉각로를 연결하는 연결로가 형성된 용접부 급냉 스폿 용접 건.
삭제
제1항에 있어서,
상기 냉각노즐은,
상기 프레임 내부에 상기 냉각로 둘레에 형성된 냉각매질 관로와,
상기 냉각매질 관로와 연결되고, 상기 용접 팁과 동일방향으로 냉각매질을 분사하는 노즐을 포함하는 용접부 급냉 스폿 용접 건.
삭제
제1항에 있어서,
상기 용접 팁은,
상기 프레임와 체결되는 원기둥형태의 몸체부; 및
상기 몸체부로부터 반구형태로 연장되고, 상기 금속판재와 접촉하는 접촉부를 포함하는 용접부 급냉 스폿 용접 건.
제1항에 있어서,
상기 용접 팁이 고정되고, 상기 용접 팁에 전류를 인가하는 전극베이스;
상기 전극베이스가 고정된 건바디;
상기 금속판재를 기준으로 상기 전극베이스와 대칭을 이루도록 상기 건바디 에 구비된 제 2전극베이스;
상기 제 2전극베이스에 고정되고, 상기 금속판재를 기준으로 상기 용접 팁과 대칭을 이루는 제 2용접 팁 및
상기 제 2전극베이스에 상기 냉각노즐을 향하여 냉각매질을 분사하는 제 2냉각노즐을 더 포함하는 용접부 급냉 스폿 용접 건.
제6항에 있어서,
상기 건바디는,
상기 전극베이스를 상기 금속판재를 향해 이동시키는 액츄에이터; 및
상기 전극베이스와, 상기 제2 전극베이스로 전류, 냉각수, 냉각매질을 공급하는 공급관을 포함하는 용접부 급냉 스폿 용접 건.
제7항에 있어서,
상기 건바디는,
상기 용접 팁이 체결되고, 상기 액츄에이터 작동에 따른 상기 용접 팁의 이동을 유도하는 가이드가 구비된 용접부 급냉 스폿 용접 건.
금속판재와 접촉된 용접 팁에 전력이 인가되고, 상기 용접 팁이 고정된 전극 베이스에 구비된 냉각노즐에서 상기 용접 팁과 동일한 방향으로 냉각매질을 분사하여 상기 금속판재를 냉각시키는 단계를 포함하고,
상기 용접 팁을 고정하는 고정부의 너비보다 넓은 너비를 갖는 프레임과 상기 용접 팁을 연결부에 의해 연결하고,
상기 용접 팁과 상기 프레임은,
내부에 냉각수가 순환하는 냉각로가 형성되고,
상기 연결부는,
내부에 연결로가 형성되어, 상기 용접 팁과 상기 프레임의 냉각로를 연결하는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제9항에 있어서,
상기 용접 팁에 전력이 인가되지 않거나,
상기 냉각노즐에서 상기 냉각매질이 분사되지 않으면, 작동을 멈추는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제9항에 있어서,
상기 용접 팁은,
상기 금속판재와 접촉되기 전에 용접위치로 이동되는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제9항에 있어서,
상기 용접 팁은,
상기 금속판재를 가압하도록 상기 금속판재와 접촉되는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제12항에 있어서,
상기 용접 팁에서 상기 금속판재를 가압하는 압력이 측정되지 않으면, 작동을 멈추는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제9항에 있어서,
상기 용접 팁에 인가되던 전력이 차단되고, 상기 냉각노즐에서 상기 냉각매질 분사가 멈추는 단계를 더 포함하는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제14항에 있어서,
상기 용접 팁에 인가되던 전력이 차단되지 않거나, 상기 냉각노즐에서 상기 냉각매질의 분사가 멈추지 않으면, 작동을 멈추는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제14항에 있어서,
상기 냉각노즐에서 상기 냉각매질 분사가 멈춘 후,
상기 용접 팁이 상기 금속판재와 분리되고 다른 용접부위로 상기 용접 팁이 이동되는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.
제16항에 있어서,
상기 용접 팁이 상기 금속판재와 분리되지 않거나, 다른 용접부위로 이동되지 않으면, 작동을 멈추는 용접부 급냉 스폿 용접 건의 작동방법.