KR101781449B1 - 프로젝션 용접방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

용접 부위의 융착강도가 우수한 프로젝션 용접방법 및 장치가 소개된다. 프로젝션 용접방법은 프로젝션을 갖는 하드웨어를 제1 전극과 제2 전극 사이에 제공하는 제1 단계; 하드웨어를 회전시켜 프로젝션을 대상물과 마찰시키는 제2 단계; 및 제1 및 제2 전극 간에 용접전류를 공급하는 제3 단계;를 포함한다.

Description

프로젝션 용접방법 및 장치{PROJECTION WELDING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 프로젝션 용접, 특히 볼트나 너트와 같은 하드웨어를 패널에 프로젝션 용접하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

조립부의 강성 확보 및 조립 편의를 위해 하드웨어의 프로젝션 용접이 널리 사용되고 있다. 차량의 경우, 화이트바디에 장착되는 서브프레임의 마운팅부에 볼트가 프로젝션 용접된다.

그런데, 고강도가 요구되는 프로젝션 용접 부위의 융착강도가 부족하거나, 도 1에서 보듯이, 용접상태가 극히 불량하여 패널과 하드웨어 간의 분리, 파단이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래기술에서와 같은 용접 불량 문제를 해소할 수 있는 새로운 프로젝션 용접방법과 이를 실현하기 위한 프로젝션 용접장치를 제공함을 목적으로 한다.

위 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 용접방법은, 용접 전, 하드웨어를 용접 대상물과 마찰시켜 하드웨어의 프로젝션과 대상물 간의 평탄도 또는 접촉이 균일해지도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 프로젝션 용접장치는 하드웨어에 전류를 공급하는 전극이 하드웨어를 회전시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다. 실시예에 의하면 상부 전극이 하드웨어의 헤드부를 그립하고 회전할 수 있도록 구성된다.

도 2 내지 도 4는 위와 같은 본 발명의 아이디어가 기초하고 있는 종래 프로젝션 용접의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 하드웨어(1)의 프로젝션(4)이 접촉하는 패널(2)의 용접면은 항상 평탄한 것은 아니다. 하드웨어(1)가 세워진 각도와 패널(2)의 용접면 간의 각도가 90˚에서 일정 수준 이상 벗어난 경우, 도 3에서 F로 표시된 부위와 같이 접촉이 미흡한 영역이 존재할 수 있다.

물론 프로젝션 용접은 전극으로 하드웨어(1)를 가압한 상태에서 통전을 하므로 패널(2)과 프로젝션(4) 간의 접촉 불균일은 크게 문제되지는 않는다. 패널(2)의 용접면을 4개의 영역(도 4 참조: a,b,c,d)으로 나누어, 용접 시 이들 영역에 가해지는 하중분포를 조사한 결과, 일정 이상으로 불균일한 경우 용접 불량이 발생하였다.

위와 같은 프로젝션(4)과 용접 대상물 간의 접촉 불균일은 단순히 패널(2) 용접면의 평탄도에만 의존하는 것은 아니다. 용접면이 평탄하더라도 전극의 직진도가 불량할 수 있고, 또 패널(2)에 놓여진 하드웨어(1)가 어떤 이유로 90˚가 아닌 비스듬히 세워져 있는 경우 접촉 불균일이 문제가 될 수 있다.

본 발명에서는 용접 전에 하드웨어를 회전시켜 프로젝션과 패널의 용접면을 마찰시킴으로써, 평탄도를 확보할 수 있도록 하였다. 하드웨어를 회전시킴에 의해 프로젝션이 일부 마모되면서 프로젝션과 패널 용접면 간의 접촉이 긴밀해지고 또 균일해지게 된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 프로젝션 용접방법은 프로젝션을 갖는 하드웨어를 대상물에 용접할 수 있도록 이들을 제1 전극과 제2 전극 사이에 제공하는 제1 단계; 하드웨어를 회전시켜 프로젝션을 대상물과 마찰시키는 제2 단계; 및 프로젝션에 전류밀도가 집중되도록 제1 및 제2 전극 간에 용접전류를 공급하는 제3 단계;를 포함할 수 있다.

하드웨어를 회전시키기 위해 별도의 다른 부재나 장치가 사용될 수 있겠지만, 설비를 단순화하고 공정속도를 지연시키지 않도록 하기 위해 전극을 이용하여 하드웨어를 회전시키는 것이 좋을 것이다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 프로젝션 용접장치는 대상물과 이에 용접될 하드웨어가 마운팅될 수 있도록 구성된 비가동 전극; 이동하여 하드웨어를 홀딩하고 하드웨어를 대상물에 대해 회전시킬 수 있도록 구성된 가동전극; 및 가동전극과 비가동전극 사이에 용접전류를 공급하는 전원장치;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기된 하드웨어는 프로젝션이 저면에 마련된 디스크; 디스크 상부에 마련되며 제2 전극에 의해 홀딩되는 헤드부; 및 디스크 하부에 마련된 체결부;를 구비하며, 프로젝션은 디스크 저면에 둘레를 따라 원형으로 형성되며, 헤드부에는 제2 전극으로 하드웨어를 회전시킬 수 있도록 하기 위한 플랫면이 마련되며, 제2 전극에는 헤드부의 플랫면에 대응하는 플랫면이 형성된 헤드부 삽입홀이 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 프로젝션 용접방법 및 장치에 의하면, 프로젝션과 패널 용접면 간의 접촉이 균일해져 종래의 용접 불량 문제를 해소할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 용접 대상물의 평탄도 조건이나 전극의 직진도 불량 등 여러가지의 불량 요인이 있더라도, 융착강도가 우수한 좋은 품질의 프로젝션 용접을 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 하드웨어 프로젝션 용접부의 융착강도를 원하는 수준으로 균일하고 안정적으로 확보할 수 있다.

도 1은 종래 프로젝션 용접의 불량 예를 보인 도면,
도 2 내지 도 4는 프로젝션 용접의 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 용접공정을 보인 도면,
도 9는 하드웨어를 용접 대상물에 대해 마찰시킨 후의 상태를 설명하기 위한 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하드웨어를 보인 도면,
도 11은 도 10에서 B-B로 표시된 선을 따라서의 단면도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하드웨어를 보인 도면,
도 13은 본 발명의 실시예에 다른 상부 전극을 도시한 도면이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도면들에서 동일한 구성요소 또는 부품들은 설명의 편의를 위해 가능한 한 동일한 참조부호로 표시된다.

도 5를 참조하여 실시예에 따른 프로젝션 용접장치에 대하여 먼저 살펴본다.

도 5에서 보듯이, 실시예에 따른 프로젝션 용접장치는 하드웨어(30)가 마운팅되는 하부전극(20)과, 하드웨어(30)를 홀딩하고 이를 패널(2)에 대해 회전시킬 수 있도록 구성된 상부전극(10)을 포함한다.

하드웨어(30)를 홀딩한다는 것은 전극(10)으로 하드웨어(30)를 회전시킬 수 있는 상태, 즉 하드웨어(30)가 상부전극(10)의 삽입홀(11)에 끼워져 고정되거나 또는 끼워진 후 2단계로 어떠한 요소로 하드웨어(30)가 그립되는 등의 상태를 총괄적으로 표현하기 위한 것이다.

당연하게도 프로젝션 용접장치는 두 전극들(10,20) 사이에 용접전류를 공급하기 위한 전원장치(미도시)나 회로구성을 더 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 8을 참조하여 실시예에 따른 프로젝션 용접방법을 살펴본다.

도 5는 하드웨어(30)가 하부전극(20)에 로딩된 상태를 도시한 것이다. 로딩된 상태에서 하드웨어(30)의 헤드부(32)는 외부로 노출된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 용접을 위해 상부전극(10)을 하강시켜 하드웨어(30)의 헤드부(32)를 홀딩한 후(도 6), 상부전극(10)을 회전시켜 하드웨어(30)를 패널(2)에 대해 마찰시킨다.

이후 상부전극(10)의 회전을 멈추고, 프로젝션 용접을 한다. 예로서, 상부전극(10)으로 하드웨어(30)을 가압하면서 상하부 전극(10,20)을 통해 전류를 공급하여 프로젝션(34)이 패널(2)에 융착되도록 한다. 용접이 완료되면 도 8에서 보듯이 상부전극(10)이 상승한다.

도 9를 참조하면 하드웨어(30)를 패널(2)에 대해 회전시킴에 의해 하드웨어(30)의 디스크(31) 저면에 형성된 프로젝션(34)은 패널(2)에 마모되면서 패널(2)과의 접촉이 균일하게 된다. 도 9에서 두 부재(2,30) 간의 불균일 접촉이 극단적으로 표현되었다는 점을 감안할 필요가 있다.
디스크(31)의 하부에는 디스크(31)로부터 연장되는 체결부(33)가 마련된다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 실시예에 따르면 디스크(31)의 저면의 프로젝션(34)은 디스크(31) 둘레를 따라 원형으로 형성되며, 프로젝션(34)의 선단은 마모를 고려하여 종래 프로젝션(34)보다는 다소 더 길게 그리고 뾰족하게 형성될 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 상부전극(10)의 회전 시 하드웨어(30)가 회전할 수 있도록, 하드웨어(30)의 헤드부(32)에 플랫면(35)이 형성되고 이에 대응하여 상부전극(10)의 삽입홀(11) 내에도 플랫면(12)이 형성될 수 있다.

이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 또는 변형될 수 있다는 것이 이해될 필요가 있다.

1,30: 하드웨어 2,34: 프로젝션
10,20: 전극 31: 디스크
32: 헤드부 33: 체결부

Claims (4)

1. 프로젝션을 갖는 하드웨어를 대상물에 용접할 수 있도록, 대상물과 하드웨어를 제1 전극 상에 제공하는 단계;
   제2 전극을 이동시켜 하드웨어를 홀딩하는 단계, 여기서 제2 전극은 회전 가능함;
   프로젝션이 일부 마모되어 대상물과 긴밀하게 접촉될 수 있도록, 제2 전극을 이용하여 하드웨어를 회전시켜 프로젝션을 대상물과 마찰시키는 단계; 및
   제2 전극의 회전을 멈추고, 제1 및 제2 전극 간에 전류를 공급하여 프로젝션이 대상물과 융착되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 하드웨어는,
   프로젝션이 저면에 마련된 디스크;
   디스크 상부에 마련되며 제2 전극에 의해 홀딩되는 헤드부; 및
   디스크 하부에 마련된 체결부;를 구비하며,
   프로젝션은 디스크 저면에 둘레를 따라 원형으로 형성되며, 헤드부에는 제2 전극으로 하드웨어를 회전시킬 수 있도록 하기 위한 플랫면이 마련되며, 제2 전극에는 헤드부의 플랫면에 대응하는 플랫면이 형성된 헤드부 삽입홀이 마련된 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접방법.
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