KR101696150B1 - Reinforced structure for welding part of sheet and forming apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조는 양측 판재가 용접되어 결합된 모재의 용접부 및 상기 모재의 모서리에 상기 모재의 폭 방향으로 함몰되게 가공된 보강형상부를 포함하며, 상기 보강형상부는 상기 용접부에 인접한 위치에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조 형성장치는 상기 판재 용접부 보강구조를 형성하도록, 바디부, 상기 바디부에 결합되며, 상기 모재 방향으로 상하구동되는 구동부 및 상기 구동부에 결합되며, 상기 모재 폭 방향의 상기 용접부 양단부의 양측인 상기 모재의 복수의 부분을 압착하여 펀칭하는 절단부를 포함할 수 있다.The plate welded portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention includes a welding portion of a base material to which both plate members are welded and a reinforcing portion that is recessed in the width direction of the base material at an edge of the base material, It may be formed at a position adjacent to the welded portion.
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for forming a plate material welded portion reinforcing structure, including a body portion, a driving portion coupled to the body portion and driven up and down in the direction of the base material, And a cutting portion for pressing and punching a plurality of portions of the base material on both sides of the both ends of the welding portion in the base material width direction.

Figure 112016054644510-pat00001
Figure 112016054644510-pat00001

Description

판재 용접부 보강구조 및 그 형성장치{Reinforced structure for welding part of sheet and forming apparatus thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 판재 용접부 보강구조 및 그 형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모재를 용접한 용접부의 단부를 모재의 모서리보다 돌출되게 형성하여 변형 응력이 상기 용접부에 집중되는 것을 방지하는 발명에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a plate material welding portion reinforcing structure and an apparatus for forming the plate material welding portion reinforcing structure, and more particularly to an invention for preventing a deformation stress from concentrating on a weld portion by forming an end portion of a welding portion welded with a base material, .

고탄소강 또는 페라이트계, 마르텐사이트계 스테인리스강 등은 용접 후에 용접열영향부가 마르텐사이트 조직으로 변태되거나 페라이트 조직이 조대화되는 등의 문제점으로 인해 용접부가 취화되는 문제점이 있다. A high carbon steel, ferritic, martensitic stainless steel or the like has a problem that the welded part is brittle due to problems such as transformation of the weld heat affected part to the martensite structure or coarsening of the ferrite structure after welding.

기존의 기술에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 일부 강종의 경우에는 용접 후 또는 용접 전에 열처리를 실시함으로써 용접부 조직의 취화를 방지하고자, 레이저 용접부 또는 플래쉬버트 용접부에 의해 생성된 마르텐사이트 경화조직을 후열처리에 의해 템퍼드 마르텐사이트 조직으로 만듦으로써 용접부 균열을 저감시키거나, 예후열처리를 통해 레이저 용접부의 상변태를 제어하여 용접부 조직을 펄라이트 조직으로 유도하는 방법 등이 있었다.In order to solve this problem in the prior art, in order to prevent embrittlement of the welded structure by performing heat treatment after welding or before welding in the case of some steel types, the martensitic hardened structure produced by the laser welded part or the flash butt welded part is subjected to post heat treatment A method of reducing the cracking of the welded portion by making it a tempered martensite structure or controlling the phase transformation of the laser welded portion through the prognostic heat treatment to induce the welded structure to the pearlite structure.

그러나, 이러한 방법들은 예후열처리 설비의 추가 및 열처리에 따른 생산시간 증가 등의 새로운 문제가 있었다.However, these methods have had new problems such as addition of prognostic heat treatment facilities and increase in production time due to heat treatment.

특히, 페라이트 혹은 펄라이트 상변태 속도가 상대적으로 빠른 성분계에서는 예후열처리를 통한 상변태 제어가 가능하였으나, 페라이트 혹은 펄라이트 상변태가 늦은 경우에는 적용하기가 힘든 단점이 있으며, 페라이트계 스테인리스강 등과 같이 상변태를 하지 않고 단순히 결정립이 조대화되면서 취화되는 강종에서는 적용할 수 없는 한계가 있었다.Particularly, phase transformation control through prognosis heat treatment is possible in a component system in which ferrite or pearlite phase transformation speed is relatively fast, but it is difficult to apply when phase transformation of ferrite or pearlite phase is late. There was a limitation that it could not be applied to the steel species which is brittle when the crystal grains are coarsened.

따라서, 종래의 기술에 의한 문제를 발생시키기 않으면서도 용접부의 파단 발생을 방지할 수 있는 판재 용접부 보강구조 및 그 형성장치에 대한 연구가 필요하게 되었다.Therefore, it is required to study a plate material welded portion reinforcing structure and a forming apparatus thereof that can prevent the occurrence of fracture of the welded portion without causing a problem by the conventional technique.

일본특허 공개번호 1993-132719(1993.05.28 공개)Japanese Patent Publication No. 1993-132719 (published May 28, 1993)

일본특허 공개번호 2000-317642(2000.11.21 공개)Japanese Patent Laid-Open No. 2000-317642 (published Nov. 21, 2000)

일본특허 공개번호 1996-215872(1996.08.27 공개)Japanese Patent Application Laid-Open No. 1996-215872 (published on August 26, 1996)

본 발명의 목적은 복수의 판재를 용접한 모재가 이동 경로를 변화시키며 이동시에 용접부에서 파단이 발생하는 것을 방지함으로써, 용접 모재 전체의 파단 발생 비율을 낮출 수 있는 판재 용접부 보강구조 및 그 형성장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a plate material welded portion reinforcing structure and a forming device therefor which can reduce the occurrence rate of breakage of the entire welded workpiece by preventing the base material welded with a plurality of plate members from being broken at the welded portion, .

본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조는 양측 판재가 용접되어 결합된 모재의 용접부 및 상기 모재의 모서리에 상기 모재의 폭 방향으로 함몰되게 가공된 보강형상부를 포함하며, 상기 보강형상부는 상기 용접부에 인접한 위치에 형성될 수 있다.The plate welded portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention includes a welding portion of a base material to which both plate members are welded and a reinforcing portion that is recessed in the width direction of the base material at an edge of the base material, It may be formed at a position adjacent to the welded portion.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부는 상기 모재 폭 방향의 상기 용접부 단부가 상기 용접부에 인접한 상기 모재의 모서리보다 돌출되게 형성될 수 있다.Further, the reinforcing portion of the plate material welded portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention may be formed such that the end portion of the welded portion in the width direction of the base material protrudes from the edge of the base material adjacent to the welded portion.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부는 절단된 원형, 절단된 타원형, 삼각형, 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.Further, the reinforcement portion of the plate material welded portion reinforcement structure according to an embodiment of the present invention may be formed in a round shape, a cut ellipse shape, a triangle shape, or a trapezoid shape.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부는, 절단된 원형으로 형성되며, 상기 모재 폭 방향의 상기 용접부 단부에서 상기 보강형상부의 골까지의 거리(D)와 상기 보강형상부의 곡률 반경(R)은, 0.05L ≤ D ≤ 0.25L, 0.1L ≤ R ≤ 0.5L의 식을 만족하게 형성될 수 있다. 여기서, L은 양측의 상기 판재 중에 폭이 작은 판재의 폭 길이이다.Further, the reinforcing portion of the plate material welded portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention is formed in a circular shape that is cut, and the distance D from the end of the welded portion in the width direction of the base material to the bone of the reinforcing portion, The radius of curvature R of the shape portion may be formed to satisfy the expression of 0.05L? D? 0.25L, 0.1L? R? 0.5L. Here, L is a width of the plate material having a small width in the plate material on both sides.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부는 상기 용접부에 인접한 위치에 대칭되게 복수 개가 형성될 수 있다.In addition, a plurality of reinforcing portions of the plate material welded portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention may be formed symmetrically at positions adjacent to the welded portion.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부는 상기 용접부를 중심으로 4개가 형성될 수 있다.In addition, four reinforcing portions of the plate welded portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention may be formed around the welded portion.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조 형성장치는 상기 판재 용접부 보강구조를 형성하도록, 바디부, 상기 바디부에 결합되며, 상기 모재 방향으로 상하구동되는 구동부 및 상기 구동부에 결합되며, 상기 모재 폭 방향의 상기 용접부 양단부의 양측인 상기 모재의 복수의 부분을 압착하여 펀칭하는 절단부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for forming a plate material welded portion reinforcing structure, including a body portion, a driving portion coupled to the body portion and driven up and down in the direction of the base material, And a cutting portion for pressing and punching a plurality of portions of the base material on both sides of the both ends of the welding portion in the base material width direction.

본 발명의 판재 용접부 보강구조 및 그 형성장치는 용접된 모재의 용접부에 인접하여 보강형상부를 형성함으로써, 용접부가 압연롤 등의 이동 경로가 변경되는 부분에서 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The plate member welded portion reinforcing structure and the forming device of the present invention have an advantage that the welded portion can be prevented from being broken at the portion where the moving path of the rolling roll is changed by forming the reinforcing portion adjacent to the welded portion of the welded base material have.

즉, 상기 용접부가 아닌 상기 용접부 주변의 모재쪽으로 변형 응력을 분산시킴으로써, 용접부에서 판파단이 발생하는 것을 억제할 수 있는 효과가 있는 것이다.In other words, by dispersing the deformation stress toward the base material not around the welding portion but around the welding portion, it is possible to suppress the occurrence of plate fracture at the welding portion.

더하여, 별도의 열처리 과정 또는 열처리 장치를 필요로 하지 않고 모재의 일부에 보강형상부를 성형함으로써, 추가 생산비 및 생산시간 증가의 문제를 방지할 수 있는 이점도 있다.In addition, there is an advantage that the problem of the additional production cost and the increase in the production time can be prevented by forming the reinforcing part on a part of the base material without requiring a separate heat treatment process or a heat treatment device.

또한, 강종에 구애받지 않고 용접부의 파단 발생을 방지할 수 있으며, 모재의 통판성을 향상시켜, 생산성을 높이고 불량률을 낮출 수 있는 이점도 있다.In addition, it is possible to prevent the occurrence of fracture of the welded portion regardless of the kind of steel, improve the ductility of the base material, increase the productivity, and reduce the defect rate.

도 1은 본 발명의 판재 용접부 보강구조를 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 3은 모재의 굽힘실험을 위한 시험편 내지 시험다이를 도시한 도면이다.
도 4는 모재의 굽힘실험의 결과를 나타낸 표이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 판재 용접부 보강구조에서 보강형상부의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 판재 용접부 보강구조 형성장치를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 판재 용접부 보강구조 형성장치를 도시한 정면도이다.1 is a plan view showing a plate material welded portion reinforcing structure of the present invention.
2 and 3 are views showing a test piece and a test die for bending test of the base material.
4 is a table showing the results of the bending test of the base material.
5A to 5C are plan views showing another embodiment of the reinforcement portion in the plate material welded portion reinforcing structure of the present invention.
6 is a plan view showing an apparatus for forming a plate material welded portion reinforcing structure according to the present invention.
7 is a front view showing a plate material welded portion reinforcing structure forming apparatus of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.

본 발명의 판재 용접부 보강구조 및 그 형성장치는 모재(3)를 용접한 용접부(10)의 단부(11)를 모재(3)의 모서리(3a)보다 돌출되게 형성하여 변형 응력이 상기 용접부(10)에 집중되는 것을 방지하는 발명에 관한 것이다.The plate member welded portion reinforcing structure and the forming apparatus of the present invention are characterized in that the end portion 11 of the welding portion 10 welded to the base material 3 is formed so as to protrude from the edge 3a of the base material 3, In the present invention.

즉, 본 발명의 판재 용접부 보강구조 및 그 형성장치는 용접된 모재(3)의 용접부(10)에 인접하여 보강형상부(20)를 형성함으로써, 용접부(10)가 압연롤 등의 이동 경로가 변경되는 부분에서 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.That is, the plate material welded portion reinforcing structure and the forming device of the present invention form the reinforced portion 20 adjacent to the welded portion 10 of the welded base material 3 so that the welded portion 10 can be moved It is possible to prevent breakage from occurring at the changed portion.

다시 말해, 상기 용접부(10)가 아닌 상기 용접부(10) 주변의 모재(3)쪽으로 변형 응력을 분산시킴으로써, 용접부(10)에서 판파단이 발생하는 것을 억제할 수 있는 것이다.In other words, by dispersing the deformation stress toward the base material 3 in the vicinity of the welding portion 10 rather than the welding portion 10, it is possible to suppress the occurrence of plate fracture in the welding portion 10.

더하여, 별도의 열처리 과정 또는 열처리 장치를 필요로 하지 않아, 열처리를 위한 추가 생산비 및 생산시간 증가의 문제를 방지할 수 있고, 또한 강종에 구애받지 않고 용접부(10)의 파단 발생을 방지할 수 있으며, 모재(3)의 통판성을 향상시켜, 생산성을 높이고 불량률을 낮출 수 있다.
In addition, it is possible to prevent the problem of additional production cost and increase in production time for the heat treatment because no separate heat treatment process or heat treatment device is required, and it is possible to prevent breakage of the welded portion 10 regardless of the kind of steel , It is possible to improve the throughput of the base material 3, thereby increasing the productivity and reducing the defective rate.

구체적으로, 도 1은 본 발명의 판재 용접부 보강구조를 도시한 평면도이고, 또한, 도 2 및 도 3은 모재(3)의 굽힘실험을 위한 시험편 내지 시험다이(E)를 도시한 도면이며, 도 4는 모재(3)의 굽힘실험의 결과를 나타낸 표이다.2 and 3 are views showing a test piece and a test die E for bending test of the base material 3, and FIG. 2 is a view 4 is a table showing the results of the bending test of the base material 3;

여기서, 도 2의 (a) 및 도 3의 (a)는 종래형상의 시험편을 도시한 것이고, 도 2의 (b)는 시험다이에 시험편을 끼운 상태를 도시한 것이며, 도 3의 (b)는 본 발명의 보강형상부(20)를 절단된 원형으로 형성한 시험편을 도시한 도면이다.2 (a) and 3 (a) show a test piece of a conventional shape, FIG. 2 (b) shows a test piece inserted into a test die, and FIG. 3 (b) Is a view showing a specimen in which the reinforcing shape portion 20 of the present invention is formed into a cut circular shape.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조는 양측 판재(1, 2)가 용접되어 결합된 모재(3)의 용접부(10) 및 상기 모재(3)의 모서리(3a)에 상기 모재(3)의 폭 방향(x)으로 함몰되게 가공된 보강형상부(20)를 포함하며, 상기 보강형상부(20)는 상기 용접부(10)에 인접한 위치에 형성될 수 있다.1 to 4, a plate material welded portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention includes a welding portion 10 of a base material 3 to which both side plates 1 and 2 are welded and a welding portion 10 of the base material 3 And a reinforcing portion 20 formed on the edge 3a so as to be recessed in the width direction x of the base material 3. The reinforcing portion 20 is formed at a position adjacent to the welding portion 10 .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부(20)는 상기 모재(3) 폭 방향(x)의 상기 용접부(10) 단부(11)가 상기 용접부(10)에 인접한 상기 모재(3)의 모서리(3a)보다 돌출되게 형성될 수 있다.The reinforcement portion 20 of the plate material welded portion reinforcing structure according to the embodiment of the present invention is formed such that the end portion 11 of the welded portion 10 in the width direction x of the base material 3 is welded to the welded portion 10 And may be formed so as to protrude from an edge (3a) of the adjacent base material (3).

즉, 상기 보강형상부(20)를 형성함으로써, 용접된 모재(3)가 압연롤, 이송롤 등을 따라 이동시의 이동 경로가 변경되는 경우에, 변형 응력이 상기 용접부(10)로 집중되는 것을 방지하여, 상기 용접부(10)에서의 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
That is, by forming the reinforcing shape portion 20, when the movement path of the welded base material 3 along the rolling roll, the feed roll, and the like is changed, the deformation stress is concentrated in the welding portion 10 So that it is possible to prevent the welding portion 10 from being broken.

상기 모재(3)는 양측의 판재 단부를 용접하여 제공되는 용접 판재를 의미하며, 상기 모재(3)에는 후술할 용접부(10)와 보강형상부(20)가 형성될 수 있다.The base material 3 is a welded plate provided by welding both end portions of the plate material. The base material 3 may be formed with a weld portion 10 and a reinforcing portion 20 to be described later.

상기 용접부(10)는 상기 모재(3)의 용접된 부분을 의미하며, 상기 모재(3)의 폭 방향(x)으로 형성되어 제공되게 된다.
The welding portion 10 means a welded portion of the base material 3 and is formed in a width direction x of the base material 3.

상기 보강형상부(20)는 상기 용접부(10)에 인접하여 형성된 부분으로, 상기 용접부(10)에 변형 응력이 집중되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.The reinforcing shape portion 20 is a portion formed adjacent to the welding portion 10, and can prevent the deformation stress from concentrating on the welding portion 10.

즉, 상기 보강형상부(20)는 상기 모재(3)의 모서리(3a)에 상기 모재(3)의 폭 방향(x)으로 함몰되게 형성됨으로써, 상기 용접부(10)에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있는 것이다.That is, the reinforcing shape portion 20 is recessed in the width direction x of the base material 3 on the edge 3a of the base material 3, thereby preventing stress from concentrating on the welding portion 10 You can do it.

이는 두께나 폭이 상대적으로 작은 부분에 응력이 집중되는 현상을 이용한 것으로, 상기 보강형상부(20)가 상기 모재(3)의 폭 방향(x)으로 함몰 형성되어 상기 용접부(10)의 상기 모재(3) 폭 방향(x) 길이를 모재(3)의 모서리(3a)보다 상대적으로 길게 형성함으로써, 상기 용접부(10)에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.This reinforcing shape portion 20 is recessed in the width direction x of the base material 3 so that the base material 10 of the welding portion 10 (3) By forming the length in the width direction (x) to be relatively longer than the edge (3a) of the base material (3), stress can be prevented from concentrating on the weld portion (10).

다시 말해, 상기 보강형상부(20)는 상기 모재(3)의 폭 방향(x)으로 연장된 상기 용접부(10)의 단부(11)가 상기 용접부(10)에 인접한 상기 모재(3)의 모서리(3a)보다 돌출되도록, 상기 모재(3)에 형성될 수 있는 것이다.In other words, the reinforcing shape portion 20 is formed such that the end portion 11 of the welding portion 10 extending in the width direction x of the base material 3 contacts the edge portion of the base material 3 adjacent to the welding portion 10, Can be formed on the base material (3) so as to protrude from the base material (3a).

이와 같이, 상기 용접부(10)에 인접하여 상기 보강형상부(20)가 형성되면, 상기 용접부(10)로 응력이 집중되는 것을 주변의 모재(3)로 분산시킬 수 있는데, 그 효과는 일정 수치 범위를 제공하는 상기 보강형상부(20)의 형상에서 현저하게 향상될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
As described above, when the reinforcing portion 20 is formed adjacent to the welding portion 10, the concentration of stress in the welding portion 10 can be dispersed in the surrounding base material 3, Can be significantly improved in the shape of the reinforcing features 20, which will be described in greater detail below.

본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부(20)는, 절단된 원형으로 형성되며, 상기 모재(3) 폭 방향(x)의 상기 용접부(10) 단부(11)에서 상기 보강형상부(20)의 골까지의 거리(D)와 상기 보강형상부(20)의 곡률 반경(R)은, 0.05L ≤ D ≤ 0.25L, 0.1L ≤ R ≤ 0.5L의 식을 만족하게 형성될 수 있다. 여기서, L은 양측의 상기 판재(1, 2)의 폭(L1, L2) 중에 폭이 작은 판재의 폭 길이이다.The reinforcing portion 20 of the plate material welding portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention is formed in a circular shape that is cut and is formed in the end portion 11 of the welding portion 10 in the width direction x of the base material 3 The distance D to the valley of the reinforcing shape portion 20 and the radius of curvature R of the reinforcing shape portion 20 satisfies an expression of 0.05L? D? 0.25L and 0.1L? R? 0.5L . Here, L is the width of the plate material having a small width in the widths L1 and L2 of the plate materials 1 and 2 on both sides.

즉, 상기 용접부(10)에 응력이 집중되는 효과를 향상시킬 수 있는 형상을 제시할 수 있는 것이며, 특히 상기 보강형상부(20)를 일정 수치범위로 제한하는 형상은 상기 용접부(10)에 응력이 집중되는 효과를 현저히 향상시킬 수 있게 된다.In particular, the shape of the reinforcing portion 20, which limits the reinforcing portion 20 to a certain numerical value, may be a stress that causes stress in the welding portion 10, It is possible to remarkably improve the concentration effect.

다시 말해, 상기 보강형상부(20)의 가공형상은 상기 용접부(10)에 작용하는 변형 응력이 효과적으로 모재(3)측으로 분산될 수 있도록 설계되어야하며, 모재(3)측으로 분산된 응력도 상기 모재(3)의 한 곳에 집중되지 않는 것이 바람직한바, 원형을 일부 절단된 형상으로 상기 모재(3)에 형성되는 것이 바람직하다.In other words, the machining shape of the reinforcing shape portion 20 should be designed so that the deformation stress acting on the welding portion 10 can be effectively dispersed toward the base material 3, and the stress dispersed toward the base material 3 3, it is preferable that the circular shape is formed in the base material 3 in a partially cut shape.

다만, 상기 보강형상부(20)의 형상은 절단된 원형 이외에, 절단된 타원, 삼각형, 마름모꼴로 제공될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 후술한다.However, the shape of the reinforcing portion 20 may be provided in a cut ellipse, triangle, or diamond shape other than the cut circular shape, and a detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 5A to 5C.

더하여, 상기 모재(3) 폭 방향(x)의 상기 용접부(10) 단부(11)에서 상기 보강형상부(20) 골까지의 거리(D)와 상기 보강형상부(20)의 곡률 반경(R)을 특정 수치범위로 한정하여 형성될 수 있다.In addition, the distance D from the end 11 of the weld 10 in the width direction x of the base material 3 to the bone of the reinforcing portion 20 and the radius of curvature R of the reinforcing portion 20 ) To a specific numerical range.

즉, 0.05L ≤ D ≤ 0.25L, 0.1L ≤ R ≤ 0.5L의 식을 만족하게 형성될 수 있는 것이다. 여기서, L은 상기 모재(3)의 양측 판재(1, 2)인 제1판재(1)의 폭(L1) 및 제2판재(2)의 폭(L2) 중에서 폭이 작은 판재의 폭 길이이다.That is, 0.05 L? D? 0.25 L and 0.1 L? R? 0.5 L can be satisfied. Here, L is the width of the plate material having a smaller width in the width L1 of the first plate 1 and the width L2 of the second plate 2, which are both side plates 1 and 2 of the base material 3 .

상기 수치범위에서는 상기 용접부(10)에 응력이 집중되는 것을 방지하는 효과가 현저하게 향상되는데,이는 반복 굽힘 실험을 통하여 확인할 수 있다.In the above numerical range, the effect of preventing the stress from concentrating on the welded portion 10 is remarkably improved, which can be confirmed through repeated bending experiments.

즉, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 시험다이(E)에 상기 보강형상부(20)가 형성된 시험편을 끼워 밴딩한 횟수로 상기 용접부(10)에 응력이 집중되는지 여부를 시험할 수 있다.That is, it is possible to test whether or not the stress concentrates on the welded portion 10 as many times as the test die having the reinforced shape portion 20 is sandwiched by the test die E as shown in FIG. 2 (b) have.

그 결과를 나타낸 표가 도 4에 제시되어 있으며, 도 4를 참조하면, 비교예로 제시된 시험 조건의 보강형상부(20)보다 실시예로 제시된 보강형상부(20)의 수치범위가 상기 용접부(10) 응력 분산에 현저한 효과가 있음을 알 수 있다.The results are shown in FIG. 4, and with reference to FIG. 4, the numerical range of the reinforcing features 20 shown in the embodiment is greater than that of the reinforcing features 20 of the test conditions shown in the comparative example, 10) It can be seen that there is a remarkable effect on the stress dispersion.

즉, 실시예의 반복굽힘횟수는 최대 8.2회(평균 6.37회)인데 반하여, 비교예의 반복굽힘횟수는 최소 1.2회(평균 1.75회)로써, 상기 용접부(10)의 파단발생을 방지시키는 효과는 실시예가 비교예의 약 3.64배 큼을 알 수 있었다.That is, the number of times of repeated bending in the embodiment is 8.2 times (6.37 times on average), whereas the number of times of repeated bending in the comparative example is 1.2 times (1.75 times on average) About 3.64 times greater than the comparative example.

다만, 상기 보강형상부(20)가 형성되지 않은 종래형상을 실험한 비교예(시험번호 1)보다는 상기 보강형상부(20)를 형성한 비교예(시험번호 2 내지 6)의 반복굽힘횟수가 향상된 점에서, 상기 용접부(10)의 응력 집중을 방지하는 효과가 있는바, 상기 모재(3)에 상기 보강형상부(20)만 형성되면 상기 용접부(10)의 파단방지의 효과가 있음도 확인할 수 있다.It should be noted that the number of repeated bending times of the comparative examples (Test Nos. 2 to 6) in which the reinforcing shape portion 20 is formed is smaller than the comparative example (Test No. 1) in which the conventional shape in which the reinforcing shape portion 20 is not formed It is confirmed that the effect of preventing the welding portion 10 from being broken is obtained when only the reinforcing portion 20 is formed on the base material 3 because the stress concentration of the welding portion 10 is improved .

구체적인 실험 조건을 살펴보면, 소재는 면도날용으로 사용되는 420RB강(0.7wt.%C-13wt.% Cr)을 대상으로 인코넬(Inconel 625M) 용접재료를 사용하여, 레이저용접(출력: 5kW, 용접재료 송급속도: 1.6mpm, Gap: 0.2mm)을 실시한 이후 반복굽힘 시험을 실시하였다.The specimens were prepared by laser welding (output: 5 kW, welding material: Inconel 625M) using 420RB steel (0.7 wt.% C-13 wt.% Cr) 1.6mpm, Gap: 0.2mm), and then subjected to a repeated bending test.

밑단의 상기 420RB 강종은 모재(3) 경도가 200 ~ 220Hv정도이지만 용접부(10) 경도가 약 500Hv까지 상승하며, 예후열처리에 의해서도 미세조직의 변화가 없는 강종이기 때문에, 일반적인 용접 및 예후열처리 방식으로는 용접부(10) 및 용접부(10) 주변의 열영향부의 특성을 개선하기가 어려운 강종이다. Since the hardness of the base material (3) at the foot is about 200 to 220 Hv, but the hardness of the welded portion (10) rises to about 500 Hv and the steel does not change the microstructure by the heat treatment of prognosis, Are difficult to improve the characteristics of the heat affected zone around the weld zone 10 and the weld zone 10.

반복 굽힘 시험을 위한 시험편의 크기는 제1판재(1)의 길이(e1)가 89mm, 제2판재(2)의 길이(e2)가 31mm이고, 상기 제1판재(1), 제2판재(2)의 폭(e3)은 20mm이며, 시험다이(E)에 끼워졌을 때, 용접부(10)에서 굽힘이 시작하는 지점까지의 깊이(e5)는 16mm가 된다.The size of the test piece for the repetitive bending test is such that the length e1 of the first plate 1 is 89 mm and the length e2 of the second plate 2 is 31 mm and the length of the first plate 1, 2 has a width e3 of 20 mm and a depth e5 of 16 mm from the welded portion 10 to the point where bending is started when the test die E is fitted.

상기 시험편은 곡률반경(e4)이 20mm인 시험다이(E)에 고정한 후 좌우로 반복해서 굽힘 시험을 실시하며, 굽힘 횟수는 중앙을 기준으로 좌측 혹은 우측으로 90도 굽힘 시험 후 다시 중앙으로 복귀했을 때를 1 회로 카운트하는 방식으로, 좌우로 반복해서 굽힘 시험을 해서 파단될 때까지의 총 횟수를 카운트하는 방식으로 반복 굽힘 횟수를 측정한다. 또한 각각의 시험편은 5회 반복해서 평가하여 평균 횟수를 표시하였다.The test piece was fixed to a test die (E) having a radius of curvature (e4) of 20 mm and then repeatedly subjected to a bending test on the left and right sides. The number of bending tests was returned to the center after 90 degrees bending test to the left or right The number of times of repeated bending is measured by repeating the bending test repeatedly in the left and right direction and counting the total number of times until breakage. Each test piece was repeatedly evaluated five times, and the average number of times was indicated.

여기서, 실험에 의해 현저한 효과가 도출되는 수치범위가 한정되는 이유는, 보강형상부(20)의 곡률 반경(R)이 0.1L보다 작을 경우는 모재(3)측에 분산된 변형이 한 곳에 집중될 수 있으며, 곡률반경이 0.5L보다 클 경우는 용접부(10)에 작용하는 변형을 모재(3)측으로 효과적으로 분산시키지 못하기 때문이다.The reason why the numerical range in which a remarkable effect is derived by the experiment is limited is that when the radius of curvature R of the reinforcing shape portion 20 is smaller than 0.1 L, If the radius of curvature is larger than 0.5 L, the deformation acting on the weld 10 can not be effectively dispersed to the base material 3.

또한, 상기 모재(3) 폭 방향(x)의 상기 용접부(10) 단부(11)에서 상기 보강형상부(20) 골까지의 거리(D)는 0.05L보다 작으면, 상기 모재(3) 폭 방향(x)의 상기 용접부(10)의 길이와 모재(3)의 응력이 집중되는 영역(S)의 폭과의 차이가 작아서 변형을 모재(3)측으로 분산하는데 한계가 있고, 0.25L보다 크게 되면 변형 응력은 모재(3)의 응력 집중 영역(S)에 효과적으로 집중이 되나, 전술한 보강형상부(20)의 곡률 반경(R)의 효과와 마찬가지로 국부적으로 변형이 집중되어서 모재(3)측에서 판파단이 발생할 수 있기 때문이다.
When the distance D from the end portion 11 of the weld portion 10 in the width direction x of the base material 3 to the bone of the reinforcing portion 20 is less than 0.05 L, The difference between the length of the weld portion 10 in the direction x and the width of the region S in which the stress of the base material 3 is concentrated is small so that there is a limit in dispersing the deformation toward the base material 3, The deformation stress is effectively concentrated in the stress concentration region S of the base material 3 but the deformation is locally concentrated like the effect of the radius of curvature R of the reinforcing shape portion 20 described above, This is because plate rupture may occur in the plate.

더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부(20)는 상기 용접부(10)에 인접한 위치에 대칭되게 복수 개가 형성될 수 있다.Furthermore, a plurality of the reinforcing portions 20 of the plate material welded portion reinforcing structure according to the embodiment of the present invention may be formed symmetrically at positions adjacent to the welded portion 10. [

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부(20)는 상기 용접부(10)를 중심으로 4개가 형성될 수 있다.In addition, four reinforcing portions 20 of the plate material welding portion reinforcing structure according to an embodiment of the present invention may be formed around the welding portion 10.

즉, 상기 용접부(10)에 작용하는 변형 응력을 모재(3)에 더욱 효율적으로 분산시키기 위해서, 상기 보강형상부(20)는 전술한 형상으로 제공될 수 있는 것이다.That is, in order to more efficiently disperse the deformation stress acting on the weld portion 10 on the base material 3, the reinforcing portion 20 can be provided in the shape described above.

다시 말해, 상기 용접부(10)의 주변에 상기 보강형상부(20)가 대칭되게 형성되면, 양측으로 균일하게 변형 응력이 분산될 수 있으며, 바람직하게는 상기 용접부(10)의 양단부(11)에 한 쌍씩 총 4개의 보강형상부(20)가 형성되어, 상기 용접부(10)에 변형 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
In other words, if the reinforcing shape portion 20 is formed symmetrically around the weld portion 10, the strain stress can be uniformly distributed to both sides. Preferably, the stress is distributed to both ends 11 of the weld portion 10 A total of four reinforcing portions 20 are formed by one pair so that the deformation stress can be prevented from concentrating on the welding portion 10.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 판재 용접부 보강구조에서 보강형상부(20)의 다른 실시예를 도시한 평면도로써, 도 5a는 절단된 타원형의 보강형상부(20)를 포함하여 도시한 것이고, 도 5b는 삼각형의 보강형상부(20)를 포함하여 도시한 것이며, 도 5a는 사다리꼴 형상의 보강형상부(20)를 포함하여 도시한 것이다.5A to 5C are plan views showing another embodiment of the reinforcement member 20 in the plate member welded portion reinforcement structure of the present invention. FIG. 5A is a view including the cut elliptical reinforcement member 20, FIG. 5B illustrates a triangular reinforcing feature 20, and FIG. 5A illustrates a trapezoidal reinforcing feature 20. FIG.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조의 상기 보강형상부(20)는 절단된 원형, 절단된 타원형, 삼각형, 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다.5A to 5C, the reinforcing portion 20 of the plate material welded portion reinforcement structure according to an embodiment of the present invention may be formed in a round shape, a cut oval shape, a triangle shape, or a trapezoid shape.

즉, 상기 보강형상부(20)의 가공형상을 상기 용접부(10)에 작용하는 변형 응력이 효과적으로 모재(3)측으로 분산될 수 있도록, 절단된 원형, 절단된 타원형, 삼각형, 사다리꼴 형상으로 제공될 수 있는 것이다.That is, the machining shape of the reinforcing shape portion 20 is provided in a cut circular shape, a cut oval shape, a triangular shape, a trapezoid shape so that the deformation stress acting on the weld portion 10 can be effectively dispersed toward the base material 3 You can.

여기서, 상기 보강형상부(20)가 절단된 원형으로 형성되는 실시예에 대하여는 전술하였으며, 절단된 타원형도 분명한 수치범위를 제시하지는 않았으나, 전술한 절단된 원형의 형상과 같이 라운드진 형상으로 효과는 유사하다.The embodiment in which the reinforcing shape portion 20 is formed in a cut circular shape has been described above, and the cut elliptical shape does not show a clear numerical value range. However, the rounded shape as in the cut circular shape described above is effective similar.

한편, 상기 보강형상부(20)가 삼각형으로 형성되는 경우는 전술한 절단된 원형, 절단된 타원형보다는 변형 응력 분산의 효과가 작을 수 있으나, 상기 용접부(10)로 변형 응력이 집중되는 것은 방지할 수 있다.In the case where the reinforcing shape portion 20 is formed in a triangle shape, the effect of deformation stress dispersion may be smaller than the circular shape and the cut oval shape described above. However, .

또한, 상기 보강형상부(20)가 사디리꼴 형상으로 제공되는 경우는 상기 모재(3)의 응력 집중 영역(S)을 다른 형상에 비하여 넓게 분포시킬 수 있는바, 모재(3)에서의 파단이 발생하는 것을 방지하는 효과도 크게 할 수 있다.
In addition, when the reinforcing shape portion 20 is provided in a sidewise shape, the stress concentration region S of the base material 3 can be widely distributed as compared with other shapes, It is possible to increase the effect of preventing occurrence.

도 6은 본 발명의 판재 용접부 보강구조 형성장치(100)를 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 판재 용접부 보강구조 형성장치(100)를 도시한 정면도이다.FIG. 6 is a plan view showing a plate material welded structure reinforcing structure forming apparatus 100 according to the present invention, and FIG. 7 is a front view showing an apparatus 100 for forming a plate material welded area reinforcing structure according to the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 판재 용접부 보강구조 형성장치(100)는 상기 판재 용접부 보강구조를 형성하도록, 바디부(110), 상기 바디부(110)에 결합되며, 상기 모재(3) 방향으로 상하구동되는 구동부(120) 및 상기 구동부(120)에 결합되며, 상기 모재(3) 폭 방향(x)의 상기 용접부(10) 양단부(11)의 양측인 상기 모재(3)의 복수의 부분을 압착하여 펀칭하는 절단부(130)를 포함할 수 있다.
6 and 7, an apparatus 100 for forming a plate material welded portion reinforcing structure according to another embodiment of the present invention includes a body 110, A driving part 120 which is driven up and down in the direction of the base material 3 and a driving part 120 which is coupled to the driving part 120 and which is provided on both sides of both ends 11 of the welding part 10 in the width direction x of the base material 3, And a cut portion 130 for pressing and punching a plurality of portions of the base material 3.

상기 바디부(110)는 후술할 구동부(120)가 제공될 수 있는 기본 프레임의 역할을 할 수 있으며, 상기 모재(3)가 이송되는 경로 상에 제공되어, 상기 모재(3)에 보강형상부(20)를 성형을 용이하게 할 수도 있다.The body part 110 may serve as a basic frame to which a driving part 120 to be described later can be provided and is provided on a path through which the base material 3 is conveyed, (20).

상기 구동부(120)는 후술할 절단부(130)가 결합되어, 상기 절단부(130)를 상기 모재(3) 방향으로 가압하여, 상기 보강형상부(20)를 형성하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 구동부(120)는 공압 또는 유압 실린더로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 모터 등의 구동수단에 의해서 상하이동되게 구성하여 제공될 수도 있다.The driving part 120 may be formed with a cutting part 130 to be described later and press the cutting part 130 toward the base material 3 to form the reinforcing part 20. [ For this, the driving unit 120 may be provided as a pneumatic or hydraulic cylinder, but the present invention is not limited thereto. The driving unit 120 may be provided to be moved up and down by driving means such as a motor.

상기 절단부(130)는 상기 구동부(120)에 의해서 상기 모재(3) 방향으로 가압되어, 상기 모재(3)에 상기 보강형상부(20)를 형성하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 절단부(130)는 일측이 돌출된 칼날 형상으로 형성될 수 있으며, 펀칭에 의해서 상기 보강형상부(20)를 성형하도록, 상기 바디부(10)에 제공되는 받침대와 협력할 수도 있다.The cut part 130 may be pressed toward the base material 3 by the driving part 120 to form the reinforcing part 20 on the base material 3. To this end, the cut-away portion 130 may be formed with a protruding blade shape and cooperate with a pedestal provided on the body portion 10 to form the reinforcing portion 20 by punching .

특히, 상기 절단부(130)는 상기 용접부(10)에 인접한 상기 모재(3)에 형성되도록, 상기 용접부(10)의 양단부(11)에 각각 제공될 수 있으며, 상기 용접부(10)의 일측 단부(11)에 제공되는 절단부(130)는 한 쌍으로 제공될 수 있다.Particularly, the cut portion 130 may be provided at both end portions 11 of the weld portion 10 so as to be formed in the base material 3 adjacent to the weld portion 10, 11 may be provided in a pair.

즉, 상기 절단부(130)가 상기 모재(3)를 한번 가압하면, 동시에 4개의 보강형상부(20)가 성형될 수 있는 것이며, 복수의 상기 보강형상부(20)는 대칭되게 형성되며, 전술한 판재 용접부 보강구조에서 언급한 수치범위로 상기 보강형상부(20)를 성형할 수 있는 크기로 제공될 수 있다.That is, when the cutting portion 130 presses the base material 3 once, four reinforcing portions 20 can be formed at the same time, and a plurality of the reinforcing forming portions 20 are formed symmetrically, It can be provided in such a size that the reinforcing shape portion 20 can be formed in the numerical range mentioned in the one sheet material welded portion reinforcing structure.

1 : 제1판재 2 : 제2판재
3 : 모재 10: 용접부
20: 보강형상부 100: 판재 용접부 보강구조 형성장치
110: 바디부 120: 구동부
130: 절단부1: first plate 2: second plate
3: base material 10: welded part
20: reinforcing shape part 100: plate material welding part reinforcing structure forming device
110: body part 120: driving part
130:

Claims (7)

양측 판재가 용접되어 결합된 모재의 폭 방향으로 연속되어 형성된 용접부; 및
상기 용접부 단부 일부와 상기 모재의 모서리 일부가 펀칭에 의해 가공되어, 상기 모재의 폭 방향으로 함몰된 형상으로 성형되는 보강형상부;
를 포함하며,
상기 보강형상부는,
상기 모재 폭 방향의 상기 용접부 단부가 상기 용접부에 인접한 상기 모재의 모서리보다 돌출되게 형성되고,
절단된 원형으로 형성되며, 상기 모재 폭 방향의 상기 용접부 단부에서 상기 보강형상부의 골까지의 거리(D)와 상기 보강형상부의 곡률(R)은, 0.05L ≤ D ≤ 0.25L, 0.1L ≤ R ≤ 0.5L의 식을 만족하게 형성되는 판재 용접부 보강구조.
여기서, L: 양측의 상기 판재 중에 폭이 작은 판재의 폭 길이Welds formed continuously in the width direction of the base material to which both plate members are welded and joined; And
A reinforcing part formed by punching a part of the end of the welding part and a part of an edge of the base material to be formed into a depressed shape in the width direction of the base material;
/ RTI >
The reinforcing-
The end portion of the weld portion in the base material width direction is formed so as to protrude from the edge of the base material adjacent to the weld portion,
Wherein a distance D from the end of the weld portion in the width direction of the base material to a valley of the reinforcing portion and a curvature R of the reinforcing portion are 0.05L? D? 0.25L, 0.1L? R ≪ = 0.5L. ≪ / RTI >
Here, L: width of the plate material having a small width in the plate material on both sides 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 보강형상부는, 상기 용접부에 인접한 위치에, 대칭되게 복수 개가 형성되는 판재 용접부 보강구조.The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing shape portion is formed symmetrically at a position adjacent to the welding portion. 제5항에 있어서,
상기 보강형상부는, 상기 용접부를 중심으로 4개가 형성되는 판재 용접부 보강구조.6. The method of claim 5,
Wherein the reinforcing shape portion includes four welded portions formed around the welded portion. 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 판재 용접부 보강구조를 형성하도록,
바디부;
상기 바디부에 결합되며, 상기 모재 방향으로 상하구동되는 구동부; 및
상기 구동부에 결합되며, 상기 모재 폭 방향의 상기 용접부 양단부의 양측인 상기 모재의 복수의 부분을 압착하여 펀칭하는 절단부;
를 포함하는 판재 용접부 보강구조 형성장치.A method for manufacturing a plate welded portion reinforcing structure according to any one of Claims 1, 5, and 6,
Body part;
A driving unit coupled to the body unit and driven up and down in the direction of the base material; And
A cutting portion coupled to the driving portion and pressing and punching a plurality of portions of the base material on both sides of both ends of the welding portion in the base material width direction;
And a plate welded portion reinforcing structure forming device.
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