KR101979688B1 - 점용접 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점용접 제어방법에 관한 것으로서, 서로 접촉하는 피용접재 사이의 갭이 있는 경우의 점용접 제어방법에 있어서, 갭 탐색 단계에서 갭의 유무를 판단하고, 상기 갭 탐색 단계에서 갭이 있다고 판단되면 갭의 적어도 일부를 제거하는 갭 제거 단계 이후에 상기 본 용접 단계를 수행하고, 상기 갭 탐색 단계에서 갭이 없다고 판단되면 본 용접 단계를 수행하는 방법이며, 상기 갭 탐색 단계는, 전류를 인가하면서 인가되는 전류가 탐색 설정상한값에 도달하기 전에 동저항값이 기준 동저항값 이하가 되는지 여부를 확인하는 단계를 포함하며, 상기 갭 제거 단계는, 인가되는 전류가 상기 탐색 설정상한값에 도달 한 이후에 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하가 되지 않을 경우에 인가되는 전류를 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하가 될 때까지 상기 탐색 설정상한값으로 소정 시간 유지하는 단계를 포함하며, 상기 본 용접 단계는, 본 용접 설정상한값으로 상기 피용접재에 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

점용접 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체{Control method of spot welding and recording medium for storing program thereof}

본 발명은 점용접 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 점용접 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것이다.

일반적으로, 점용접(스폿 용접: spot welding)은 전기저항 용접에 속하는 용접 방법으로서, 금속에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 압력을 주면서 용접하는 방법을 말한다.

점용접은 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이다. 이러한 점용접은 자동차의 차체 조립에 매우 많이 쓰이는 용접 방법이다.

저항 점용접을 위한 장치는 일례로 고정된 하부 전극과, 하부 전극 상에서 상하로 이동되는 상부 전극이 구비된다. 따라서, 피용접재는 하부 전극 상에 안착되고, 상부 전극의 이동에 의하여 용접이 실시된다.

최근 자동차 경량화를 위하여 자동차 차체부품에 초고강도강의 적용 비율이 크게 높아지고 있다. 초고강도강은 부품의 프레스 성형과정에서 스프링 백 등의 영향으로 칫수의 오차가 빈번히 발생하고 이로 인하여 차체 조립에서의 저항 점 용접시 부품간의 갭의 발생이 빈번히 발생시키는 요인이 되고 있다.

종래의 저항 점 용접에서는 접합하고자 하는 부품들 사이의 갭이 존재하여도 일정한 전류값으로 소정의 시간동안만 통전하고 있다. 이로 인하여 접합에 투입된 에너지가 용접에 소요되는 것이 아니라 갭의 감소에 많이 사용되어 실제적으로 부품들의 용접에 투입되는 에너지가 부족하게 되어 충분한 접합강도를 확보할 수 있는 용접작업이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. 이러한 갭 존재의 저항 점 용접의 불량은 소재의 강도 및 두께가 증가할수록, 그리고 갭의 양이 클수록 용접의 불량이 심각히 발생하는 결과를 초래하고 있다.

종래기술에서는 이러한 갭의 문제를 해결하기 위해서 낮은 전류로 장시간 통전하는 방법을 적용하거나, 다단의 펄스전류를 적용하여 갭의 발생을 대응하면서 스패터의 발생을 억제하는 수단으로 이용하여 왔다. 그러나 갭이 존재하는 부품들의 저항 점용접에 있어서 종래의 기술에서는 통전의 진행에 따라 부품의 저항가열로 인한 갭의 양이 점차 줄어들어 마침내 갭이 없어지는 순간을 감지하고 이 때부터 본 용접을 실시하는 수단을 가지지 못하고 있다.

본 발명은 갭이 존재하는 부품들의 저항 점 용접에 있어서 갭을 줄이기 위한 전처리공정과 갭이 해소죄고 난 뒤 본 용접을 실시하는 2단계의 용접공정을 적용하여 균일한 용접부 너깃크기를 확보하고 접합강도를 확보할 수 있는 점 용접 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 점용접 제어방법은, 서로 접촉하는 피용접재 사이의 갭이 있는 경우의 점용접 제어방법에 있어서, 갭 탐색 단계에서 갭의 유무를 판단하고, 상기 갭 탐색 단계에서 갭이 있다고 판단되면 갭의 적어도 일부를 제거하는 갭 제거 단계 이후에 상기 본 용접 단계를 수행하고, 상기 갭 탐색 단계에서 갭이 없다고 판단되면 본 용접 단계를 수행하는 방법이며, 상기 갭 탐색 단계는, 전류를 인가하면서 인가되는 전류가 탐색 설정상한값에 도달하기 전에 동저항값이 기준 동저항값 이하가 되는지 여부를 확인하는 단계를 포함하며, 상기 갭 제거 단계는, 인가되는 전류가 상기 탐색 설정상한값에 도달 한 이후에 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하가 되지 않을 경우에 인가되는 전류를 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하가 될 때까지 상기 탐색 설정상한값으로 소정 시간 유지하는 단계를 포함하며, 상기 본 용접 단계는, 본 용접 설정상한값으로 상기 피용접재에 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 본 용접 단계 이전에, 용접전류를 소정시간 감소시키거나 또는 용접전류를 소정시간 오프시키는 휴지 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 본 용접 단계는, 본 용접 설정상한값으로 정전류를 제어하면서 용접하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 본 용접 단계는, 전력패턴을 제어하면서 용접하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 본 용접 단계는, 제 1 설정전력값에서 제 2 설정전력값으로 입열량을 감소시키면서 전력을 인가하는 전력 감소 단계; 제 2 설정전력값에서 제 3 설정전력값으로 입열량을 증가시키면서 전력을 인가하는 전력 증가 단계; 및 제 3 설정전력값으로 입열량을 유지하면서 전력을 인가하는 전력 유지 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 본 용접 단계에서 상기 피용접재에 인가된 입열량은 미리 설정된 전체 용접 입열량의 75% 내지 85%일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 사상에 의하면, 본 발명의 사상에 따른 점용접 제어방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록매체가 제공된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 피용접재 사이에 발생되는 갭에 따른 불균일한 용접 품질을 해결하기 위한 방법으로 갭 발생을 탐색하여 갭 발생을 감지한 후, 소재의 접촉이 발생하도록 유도하여 용접소재를 접합함으로써 용접소재 사이에 갭이 발생하더라도 전처리 과정에서 갭을 탐색하여 갭을 처리함으로써 균일한 용접 품질을 획득할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 점용접 제어방법이 사용되는 점용접 기를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법으로 측정된 전류값과 동저항 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점용접 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 점용접 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 5 및 도 6은 도 3의 점용접 제어방법에 따른 시간별 측정 전류를 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8은 도 4의 점용접 제어방법에 따른 시간별 측정 전류를 나타내는 그래프이다.
도 9 및 도 10은 도 3의 점용접 제어방법의 또 다른 실시예에 따른 시간별 측정 전류를 나타내는 그래프이다.
도 11 및 도 12는 도 4의 점용접 제어방법의 또 다른 실시예에 따른 시간별 측정 전류를 나타내는 그래프이다.
도 13(a)는 종래의 점용접 제어방법에 따른 전류 및 동저항을 나타내는 그래프이고, 도 13(b) 및 도 13(c)는 갭에 따른 너깃의 크기를 나타내는 그림이다.
도 14 및 도 15는 도 3의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.
도 16 및 도 17는 도 4의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.
도 18(a)는 종래의 점용접 제어방법에 따른 전류 및 동저항을 나타내는 그래프이고, 도 18(b) 및 도 18(c)는 갭에 따른 너깃의 크기를 나타내는 그림이다.
도 19 및 도 20은 도 4의 다른 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.
도 21 및 도 22는 도 4의 다른 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.
도 23(a)는 종래의 점용접 제어방법에 따른 전력값을 나타내는 그래프이고, 도 23(b) 및 도 23(c)는 갭에 따른 너깃의 크기를 나타내는 그림이다.
도 24 내지 도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.
도 28은 본 발명의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험하기 위한 평면도이다.
도 29 및 도 30은 일부 실시예에 따른 점용접 제어방법에 대한 결과를 나타내는 이미지이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 위치 정보를 이용한 보안 서비스를 운영하는 방법 및 시스템을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 점용접 제어방법이 사용되는 점용접기를 나타내는 구성도이고, 도 2의 하부는 본 발명의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법으로 인가되는 전류값을 나타내는 그래프이고, 도 2의 상부는 인가되는 전류값에 따라 측정되는 전류값과 동저항의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점용접 제어방법을 나타내는 순서도이고, 도 5 및 도 6은 도 3의 점용접 제어방법에 따른 시간별 측정 전류를 나타낸 그래프이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 점용접 제어방법은 갭 탐색 단계(S1), 갭 제거 단계(S2), 본 용접 단계(S3) 및 휴지 단계(S4)를 포함할 수 있다. 이러한 단계(S1~S4)에 의해, 피용접재(10)를 용접하는데 있어서 갭(gap)의 유무를 감지하고 갭이 발생하여도 갭을 처리하는 갭 제거 단계(S2)를 통하여 균일한 용접품질을 획득하는데 이에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

갭 탐색 단계(S1) 이전에는 피용접재를 준비하는 단계가 수행될 수 있다. 상기 피용접재를 준비하는 단계에 의하면, 점용접을 위한 적어도 하나 이상의 피용접재(10)를 준비하고, 피용접재(10)를 적어도 하나 이상의 전극(20)에 위치시킨다. 예컨대, 피용접재(10)는 한 쌍으로 이루어진 상판(1)과 하판(2)이 서로 맞대어진 상태에서 상부와 하부에 위치하는 전극(20) 사이에 위치될 수 있다.

또한, 후술하게 될 각 단계(S1~S4)에서의 전류 및 전력이 인가되고, 인가되는 전류 및 전력의 값 및 시간은 제어부(30)에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 제어부(30)는 정해진 프로세스 또는 설정된 프로세스에 따라 피용접재(10)에 인가되는 전류 및 전력의 값과 시간을 각각 제어하게 된다.

서로 접촉하는 피용접재(10) 사이의 갭(gap)이 있는 경우의 점용접 제어방법은, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)의 유무를 판단하고, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 없다고 판단되면 휴지 단계(S4) 및 본 용접 단계(S3)를 수행하고, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 있다고 판단되면 갭(gap)의 적어도 일부를 제거하는 갭 제거 단계(S2) 이후에 휴지 단계(S4) 및 본 용접 단계(S3)를 수행할 수 있다.

도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 갭 탐색 단계(S1)는 전류를 인가하면서 인가되는 전류가 탐색 설정상한값(C1)에 도달하기 전에 동저항값이 기준 동저항값(CDR) 이하가 되는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

갭 탐색 단계(S1)는 동저항의 변화를 감지하여 피용접재(10) 사이에 형성된 갭(gap)의 유무를 확인할 수 있도록 용접전류를 제 1 설정시간(T1) 동안 탐색 설정상한값(C1)까지 점진적으로 증가시키면서 인가할 수 있다.

이때, 제 1 설정시간(T1) 동안 탐색 설정상한값(C1)까지 점진적으로 전류를 인가하면서 지속적으로 동저항값을 측정할 수 있으며, 상기 제어부는 측정된 동저항값을 지속적으로 계산하고 저장할 수 있다.

다른 예로서, 갭 탐색 단계(S1)는 전류를 인가하면서 인가되는 전류가 탐색 설정상한값(C1)에 도달하기 전에 전류값이 기준 전류값 이상이 되는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있으며, 이하 동일하게 적용될 수 있다.

갭 탐색 단계(S1)는 피용접재(10) 사이에 갭(gap)이 형성되지 않거나 또는 형성된 상기 갭(gap)이 미세하여 동저항에 영향을 주지 않을 경우, 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하로 감소하는 것을 감지할 수 있다.

갭 탐색 단계(S1)는 탐색 설정상한값(C1)까지 전류를 점진적으로 인가하면 피용접재(10)가 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하가 되지 않을 경우 피용접재(10)에 갭(gap)이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 탐색 설정상한값(C1)까지 전류를 인가하면서 측정되는 동저항값과 상기 제어부(30)에 미리 설정된 갭(gap)의 존재 유무를 판단할 수 있는 기준 동저항값을 지속적으로 측정하고 비교하여 갭(gap)의 유무를 판단할 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 갭 탐색 단계(S1)에서 탐색 설정상한값(C1)까지 전류를 점진적으로 인가하였으며, 측정된 동저항값이 기준 동저항값(CDR) 이하가 되지 못하였다. 이에 따라, 갭 탑색 단계(S1)에서는 피용접재(10)에 갭(gap)이 발생된 것으로 판단할 수 있다.

갭(gap)이 발생된 것으로 판단되면 이어서 탐색 설정상한값(C1)으로 소정 시간 유지하는 갭 제거 단계(S2)를 수행할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 갭 제거 단계(S2)는 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 있다고 판단되면 갭(gap)의 적어도 일부를 제거하는 단계일 수 있다.

갭 제거 단계(S2)는 인가되는 전류가 탐색 설정상한값(C1)에 도달 한 이후에 동저항값이 기준 동저항값(CDR) 이하가 되지 않을 경우에 인가되는 전류를 동저항값이 기준 동저항값(CDR) 이하가 될 때까지 탐색 설정상한값(C1)으로 소정 시간 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

즉, 갭 제거 단계(S2)는 피용접재(10) 사이에 갭이 형성되어 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하로 감소하지 않는 경우 갭(gap)이 발생된 것으로 감지하여 상기 용접전류를 제 2 설정시간(T2) 동안 탐색 설정상한값(C1)으로 인가할 수 있으며, 또는 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하로 감소할 때까지 인가할 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 갭(gap)이 발생된 것으로 판단되었으므로, 동저항값이 기준 동저항값(CDR) 이하로 감소하는 제 2 설정시간(T2) 동안 탐색 설정상한값(C1)으로 전류를 유지할 수 있다.

갭 제거 단계(S2)에서 유지되면서 인가되는 탐색 설정상한값(C1)으로 인하여 피용접재(10) 사이에 형성된 상기 갭(gap)으로 갭(gap) 주변의 피용접재(10)가 용융되어 채워질 수 있으며, 이에 따라 동저항값이 기준 동저항값(CDR) 이하로 감소하는 것을 감지할 수 있다.

이때, 인가되는 용접전류를 오프시켜 휴지 단계(S4)를 수행할 수 있다.

휴지 단계(S4)는 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 있다고 판단되면 갭(gap)의 적어도 일부를 제거하는 갭 제거 단계(S2) 이후에 수행될 수 있으며, 또는, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 없다고 판단되면 수행될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 휴지 단계(S4)는 용접전류를 소정시간 감소시키거나 또는 용접전류를 소정시간 오프시키는 단계일 수 있다.

휴지 단계(S4)는 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하로 감소하는 것을 감지할 경우, 피용접재(10)에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키거나, 오프시켰다가 회복시킬 수 있다.

휴지 단계(S4)는 피용접재(10)에 투입되는 전류을 짧은 시간 동안 급격하게 감소시키거나 더 나아가 중단하는 단계일 수 있으며, 이러한 의미에서 본 명세서 및 특허청구법위에서 상기 "용접전류를 소정시간 감소시키거나, 용접전류를 소정시간 오프시키는" 단계가 수행되도록 설정된 시간을 휴지시간으로 지칭할 수 있다.

휴지 단계(S4)에서 피용접재(10)에 인가되는 전류는 30ms 내지 60ms 동안 감소시켰다가 회복시킬 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하로 감소된 것이 감지되어, 피용접재(10)에 인가되는 전류를 미리 설정된 시간동안 오프시켰다가 회복시킬 수 있다.

이러한 휴지시간동안 인가되는 전류를 낮은 값으로 내려 유지하거나 혹은 전류를 오프 하였다가 다시 회복시키는 휴지 단계(S4)에 의해 짧은 시간 동안 피용접재(10)가 냉각되는 효과가 발생한다. 피용접재(10)에 인가된 전류량이 과다할 경우 결국 용접에 투입된 입열량의 증가로 이어지게 되며 이러한 과다 입열량에 의해 스패터 등의 발생으로 용접의 품질이 감소될 수 있다.

본 발명에서는 갭(gap) 발생을 감지하고, 감지 이후에 과다한 입열량의 투입을 방지하고자, 짧은 시간동안 투입되는 전류값을 감소시켜 일종의 입열량 감소에 따른 피용접재 냉각효과를 거둘 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 용접 단계(S3)는 본 용접 설정상한값(C2)으로 피용접재(10)에 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

소정시간 휴지 단계(S4)를 거쳐, 본 용접 단계(S3)에서는 미리 설정된 본 용접 설정상한값(C2)으로 피용접재(10)에 전류를 인가하여 피용접재(10)의 용융부에 완전히 너깃을 형성하여 용접할 수 있다.

본 용접 단계(S3)는 상기 피용접재(10)에 전류를 인가할 수 있으며, 본 용접 설정상한값(C2)으로 정전류를 제어하면서 용접할 수 있다. 예컨대, 본 용접 단계(S3)는 일정한 전류를 인가하는 정전류 제어 단계를 포함할 수 있다.

본 용접 단계(S3)에서 탐색 설정상한값(C1)은 9kA 내지 11kA일 수 있고, 본 용접 설정상한값(C2)은 및 8kA 내지 10kA일 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 용접 설정상한값(C2)인 8kA 로 정전류를 제어하면서 용접할 수 있다.

본 용접 설정상한값(C2)이 탐색 설정상한값(C1) 보다 낮게 인가될 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않고, 본 용접 설정상한값(C2)은 동저항에 따라 변화된 값으로 인가될 수 있으며, 또한, 미리 설정된 값으로 인가될 수 있다.

다른 예로서, 본 용접 단계(S3)는 지능형 제어하면서 용접할 수 있다. 예컨대, 상기 지능형 제어는, 검출된 동저항에 따라 입열량을 제어하거나, 또는 전류/전압 정보를 입력 받고 입력받은 상기 전류/전압 정보에 따라 용접 조건을 변화시킬 수 있다. 상기 지능형 제어에 대해서는 보다 구체적으로 후술하기로 한다.

도 6은 도 3의 본 발명의 다른 실시예에 따른 점용접 제어방법의 시간별 측정 전류를 나타낸 그래프이다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 갭 탐색 단계(S1)는 동저항의 변화를 감지하여 피용접재(10) 사이에 형성된 갭(gap)의 유무를 확인할 수 있도록 용접전류를 제 1 설정시간(T1) 동안 탐색 설정상한값(C1)까지 점진적으로 증가시키면서 인가할 수 있다.

갭 탐색 단계(S1)는 탐색 설정상한값(C1)까지 전류를 점진적으로 인가하면 피용접재(10)가 용융되어 동저항이 상기 기준 동저항값 이하로 감소되는 것을 감지하면 피용접재(10)에 갭(gap)이 발생되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 즉, 인가되는 전류가 탐색 설정상한값(C1)에 도달 한 이후에 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하로 검출되는 경우에 도 5의 갭 제거 단계(S2)를 포함하지 않고 휴지 단계(S4)를 수행할 수 있다.

따라서, 피용접재 사이의 갭을 구별하여 갭의 유무에 따라 용접조건을 매번 바꿔 용접을 진행하지 않아도 되며, 이에 따른 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 점용접 제어방법을 나타내는 순서도이고, 도 7 및 도 8은 도 4의 점용접 제어방법에 따른 시간별 측정 전류를 나타낸 그래프이다.

도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 점용접 제어 방법은, 갭 탐색 단계(S1), 갭 제거 단계(S2) 및 본 용접 단계(S3)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)의 유무를 판단하고, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 있다고 판단되면 갭(gap)의 적어도 일부를 제거하는 갭 제거 단계(S2) 이후에 본 용접 단계(S3)를 수행하고, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 없다고 판단되면 본 용접 단계(S3)를 수행할 수 있다.

즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 갭 탐색 단계(S1) 또는 갭 제거 단계(S2) 이후에 도 5 및 도 6의 휴지 단계(S4)를 수행하지 않고, 본 용접 단계(S3)를 수행할 수 있다.

도 9 및 도 10은 도 3의 점용접 제어방법의 또 다른 실시예에 따른 시간별 측정 전류를 나타내는 그래프이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 용접 단계(S3)에서 피용접재(10)에 전류를 인가하여 입열량을 제어하면서 용접할 수 있다.

본 용접 단계(S3)는 검출된 동저항에 따라 입열량을 제어하거나, 또는 전류/전압 정보를 입력 받고 입력받은 상기 전류/전압 정보에 따라 용접 조건을 변화시키면서 제어하는 지능형 제어를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 용접 단계(S3)는 피용접재(10)의 저항을 일구간을 주기로 지속적으로 측정하여 동저항에 따라 인가되는 전력을 변화시키는 전력패턴 제어 단계를 포함할 수 있다.

본 용접 단계(S3)는 전력 감소 단계(S31), 전력 증가 단계(S32) 및 전력 유지 단계(S33)를 포함할 수 있다.

입열량을 제어하는 본 용접 단계(S3)는 피용접재(10)에 대해 높은 동저항으로 인한 과입열을 방지하면서, 전극의 원활한 접촉을 위하여 낮은 입열량을 소정시간 일정한 입열로 공급하고, 이후 용접부입열량을 점차 증가시켜 상기 용접부의 용융을 촉진시키다가, 일정시간 경과 이후 입열량을 점차 감소시키는 입열량 패턴 제어를 수행할 수 있다.

전력 감소 단계(S31)는 제 1 설정전력값(P1)에서 제 2 설정전력값(P2)으로 입열량을 감소시키면서 전력을 인가할 수 있고, 전력 증가 단계(S32)는 제 2 설정전력값(P2)에서 제 3 설정전력값(P3)으로 입열량을 증가시키면서 전력을 인가할 수 있으며, 전력 유지 단계(S33)는 제 3 설정전력값(P3)으로 입열량을 유지하면서 전력을 인가할 수 있다.

구체적으로, 본 용접 단계(S3)에서 제 1 설정전력값(P1)은 6kW 내지 8kW일 수 있고, 제 2 설정전력값(P2)은 2kW 내지 4kW일 수 있으며, 제 3 설정전력값(P3)은 4kW 내지 6kW일 수 있다.

도 11 및 도 12는 도 4의 점용접 제어방법의 또 다른 실시예에 따른 시간별 측정 전류를 나타내는 그래프이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 점용접 제어 방법은, 갭 탐색 단계(S1), 갭 제거 단계(S2), 전력 감소 단계(S31), 전력 증가 단계(S32) 및 전력 유지 단계(S33)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)의 유무를 판단하고, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 있다고 판단되면 갭(gap)의 적어도 일부를 제거하는 갭 제거 단계(S2) 이후에 전력 감소 단계(S31), 전력 증가 단계(S32) 및 전력 유지 단계(S33)를 수행하고, 갭 탐색 단계(S1)에서 갭(gap)이 없다고 판단되면 전력 감소 단계(S31), 전력 증가 단계(S32) 및 전력 유지 단계(S33)를 수행할 수 있다.

즉, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 갭 탐색 단계(S1) 또는 갭 제거 단계(S2) 이후에 도 9 및 도 10의 휴지 단계(S4)를 수행하지 않고, 전력 감소 단계(S31), 전력 증가 단계(S32) 및 전력 유지 단계(S33)를 수행할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 점용접 제어방법은, 접용접 시의 전력량을 일정하게 유지할 수 있다. 구체적으로, 갭 탐색 단계(S1), 갭 제거 단계(S2) 및 본 용접 단계(S3)에서 발생되는 전력량, 즉, 피용접재(10)에 투입되는 입열량을 미리 상기 제어부(30)에 설정하고, 각각의 단계(S1~S3)에서 인가되는 입열량을 제어할 수 있다.

상기 제어부(30)에서는 정해진 프로세스 또는 미리 설정된 프로세스에 따라 피용접재(10)에 전류를 인가하고 인가되는 전력을 계산하여 제어할 수 있으며, 피용접재(10)에 인가되는 전체 입열량을 미리 설정하여 제어할 수 있다.

예컨대, 본 용접 단계(S3)에서 피용접재(10)에 인가된 입열량은 미리 설정된 전체 용접 입열량의 75% 내지 85%일 수 있다. 구체적으로, 갭 탐색 단계(S1)에서 탐색 설정상한값(C1)까지 전류를 증가시키면서 피용접재(10)에 인가된 입열량은 미리 설정된 전체 용접 입열량의 15% 내지 25%이고, 본 용접 단계(S3)에서 피용접재(10)에 인가된 입열량은 미리 설정된 전체 용접 입열량의 75% 내지 85%일 수 있다.

더욱 구체적으로, 갭 탐색 단계(S1) 및 갭 제거 단계(S2)에서 미리 설정된 전체 입열량의 약 20%를 피용접재(10)에 인가하고, 본 용접 단계(S3)에서는 미리 설정된 전체 입열량의 약 80%를 피용접재(10)에 인가할 수 있다.

전체 입열량을 미리 설정하여 단계별로 제어함으로서 피용접재(10)에 인가되는 입열량을 일정하게 제어할 수 있으며, 이에 따라, 피용접재(10)에 과다하게 투입된 입열량에 의하여 생기는 날림 또는 스패터 등의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 점용접 제어방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 이 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머의 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한 해당 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 점용접 제어방법을 수행 내지 구현할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 상술한 기술적 사상을 적용한 실험예를 설명한다.

도 13(a)는 종래의 점용접 제어방법에 따른 전류 및 동저항을 나타내는 그래프이고, 도 13(b) 및 도 13(c)는 갭에 따른 너깃의 크기를 나타내는 그림이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 점용접 제어방법에 사용되는 점용접을 실험하기 위하여 실험소재는 APFCY380, 1.8t 동종을 사용하였으며, 용접시간은 333ms (20cycles)이고, 상판과 하판 사이에 1.0mm 및 2.0mm의 갭(gap)을 형성하여, 상하부에 전극을 설치하였다.

도 13(a)에 나타난 바와 같이, 용접전류는 초기에 약 8kA까지 인가하여 지속적으로 같은 전류값으로 인가하고 있으며, 이때의 동저항은 전류가 인가된 초기에 급격히 감소하였다가 잠시 증가하지만, 전류가 지속적으로 인가되어 소재가 연화되어 동저항이 점점 감소되는 것을 확인할 수 있다.

이때, 너깃의 크기는 도 13(b) 및 13(b)에 나타난 바와 같이, 갭이 1.0mm일 때 4.7mm로 너깃이 형성되고, 갭이 2.0mm일 때 2.7mm로 너깃이 형성되는 것을 확인할 수 있다.

도 14는 도 5에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 14(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 있다고 판단되어 약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 갭 제거 단계를 수행하였다.

약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 상기 갭 제거 단계에서 동저항값이 0.0002 아래로 급격히 감소하여 갭이 제거되었다고 판단되어, 전류값을 감소시켜 휴지 단계를 진행하였다.

상기 휴지 단계 이후에, 갭(gap)이 제거된 소재를 약 8kA로 일정하게 전류를 인가하여 용접하는 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 14(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.4mm로 나타났다.

도 15는 도 6에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 15(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 비교적 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 없다고 판단되어 소재를 일시적으로 냉각하기 위하여 전류값을 감소시켜 휴지 단계를 진행하였다.

상기 휴지 단계 이후에, 갭(gap)이 존재하지 않는다고 판단되는 소재를 약 8kA로 일정하게 전류를 인가하여 용접하는 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 15(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 6.1mm로 나타났다.

도 16은 도 7의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 16(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 있다고 판단되어 약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 갭 제거 단계를 수행하였다.

약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 상기 갭 제거 단계에서 동저항값이 0.0002 아래로 급격히 감소하여 갭이 제거되었다고 판단되어, 갭(gap)이 제거된 상기 소재를 약 8kA로 일정하게 전류를 인가하여 용접하는 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 16(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 6.4mm로 나타났다.

도 17은 도 8의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 17(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 비교적 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 없다고 판단되어 갭(gap)이 존재하지 않는다고 판단되는 상기 소재를 약 8kA로 일정하게 전류를 인가하여 용접하는 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 17(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.7mm로 나타났다.

종래의 점용접 제어방법에 따라 용접된 너깃의 크기는 도 13(b) 및 도13(c)에 나타난 바와 같이, 각각 4.7mm, 2.7mm로 형성되었으나, 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 갭(gap)의 존재 유무를 판단하고, 상기 휴지 단계의 유무를 설정하여 실험된 본 발명의 점용접 제어방법에 따라 용접된 너깃의 크기는 각각 5.4mm, 6.1mm, 6.4mm, 5.7mm로 나타났으며, 모두 종래의 점용접 제어방법에 따라 용접된 너깃의 크기보다 크게 형성되었다.

도 18(a)는 종래의 점용접 제어방법에 따른 전류 및 동저항을 나타내는 그래프이고, 도 18(b) 및 도 18(c)는 갭에 따른 너깃의 크기를 나타내는 그림이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 점용접 제어방법에 사용되는 점용접을 실험하기 위하여 실험소재는 GA590, 2.3t 동종을 사용하였으며, 용접시간은 417ms (25cycles)이고, 상판과 하판 사이에 1.0mm 및 2.0mm의 갭(gap)을 형성하여, 상하부에 전극을 설치하였다.

도 18(a)에 나타난 바와 같이, 용접전류는 초기에 약 5kA까지 인가하였다가 전류를 낮추면서 소정시간 공급하고, 이후 전류를 점차 증가시켜 상기 용접부의 용융을 촉진시키다가, 일정시간 경과 이후 전류를 점차 감소시키는 패턴제어를 하여 용접을 진행하였다.

이때, 너깃은 도 18(b) 및 18(b)에 나타난 바와 같이 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다.

도 19는 도 9에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 19(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 있다고 판단되어 약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 갭 제거 단계를 수행하였다.

약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 상기 갭 제거 단계에서 동저항값이 0.0002 아래로 급격히 감소하여 갭이 제거되었다고 판단되어, 전류값을 감소시켜 휴지 단계를 진행하였다.

상기 휴지 단계 이후에, 갭(gap)이 제거된 상기 소재에 전류를 약 10kA 까지 재 인가하여 동저항의 변화에 따라 전류값을 점차 낮추고, 재상승시키면서 전류를 인가하여 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 19(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.1mm로 나타났다.

도 20은 도 10에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 20(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 비교적 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 없다고 판단되어 소재를 일시적으로 냉각하기 위하여 전류값을 감소시켜 휴지 단계를 진행하였다.

상기 휴지 단계 이후에, 갭(gap)이 존재하지 않는다고 판단되는 상기 소재에 전류를 약 10kA 까지 재 인가하여 동저항의 변화에 따라 전류값을 점차 낮추고, 재상승시키면서 전류를 인가하여 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 20(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.3mm로 나타났다.

도 21은 도 11의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 20(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 있다고 판단되어 약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 갭 제거 단계를 수행하였다.

약 12kA의 전류값으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 상기 갭 제거 단계에서 동저항값이 0.0002 아래로 급격히 감소하여 갭이 제거되었다고 판단되어, 갭(gap)이 제거된 상기 소재에 전류를 약 10kA 까지 재 인가하여 동저항의 변화에 따라 전류값을 점차 낮추고, 재상승시키면서 전류를 인가하여 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 21(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 6.4mm로 나타났다.

도 22는 도 12의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 22(a)에 나타난 바와 같이, 전류값을 약 12kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 동저항값이 비교적 일정하게 유지되는 것으로 나타났다. 따라서, 소재사이에 갭(gap)이 없다고 판단되어 갭(gap)이 존재하지 않는다고 판단되는 상기 소재에 동저항의 변화에 따라 전류값을 점차 낮추고, 재상승시키면서 전류를 인가하여 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 22(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.8mm로 나타났다.

종래의 전류 패턴제어의 점용접 제어방법은 너깃이 형성되지 못하였으나, 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 갭(gap)의 존재 유무를 판단하고, 상기 휴지 단계의 유무를 설정하여 실험된 본 발명의 전류 패턴제어의 점용접 제어방법에 따라 용접된 너깃의 크기는 각각 5.1mm, 5.3mm, 6.4mm, 5.8mm로 나타났으며, 모두 종래의 점용접 제어방법에서는 형성되지 못한 너깃이 형성되었다.

도 23(a)는 종래의 점용접 제어방법에 따른 전력값을 나타내는 그래프이고, 도 23(b) 및 도 23(c)는 갭에 따른 너깃의 형성 유무를 나타내는 그림이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 점용접 제어방법에 사용되는 점용접을 실험하기 위하여 실험소재는 GA590, 2.3t 동종을 사용하였으며, 용접시간은 417ms (25cycles)이고, 상판과 하판 사이에 1.0mm 및 2.0mm의 갭(gap)을 형성하여, 상하부에 전극을 설치하였다.

도 23(a)에 나타난 바와 같이, 용접전류는 초기에 약 10kW까지 인가하였다가 점차 입열량을 낮추면서 소정시간 공급하고, 이후 용접부입열량을 점차 증가시켜 상기 용접부의 용융을 촉진시키다가, 일정시간 경과 이후 입열량을 점차 감소시키는 입열량 패턴 제어를 하면서 용접을 진행하였다.

이때, 너깃은 도 23(b) 및 23(b)에 나타난 바와 같이 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다.

도 24 내지 도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험한 실험예이다.

도 24(a)에 나타난 바와 같이, 입열량을 약 35kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 소재사이에 갭(gap)이 있다고 판단되어 약 30kW 내지 35kW의 입열량으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 갭 제거 단계를 수행하였다.

약 30kW 내지 35kW의 입열량으로 소정시간 동안 입열량을 제어하는 상기 갭 제거 단계를 통하여 갭이 제거되었다고 판단되어, 이후 입열량을 감소시켜 휴지 단계를 진행하였다.

상기 휴지 단계 이후에, 갭(gap)이 제거된 상기 소재에 입열량를 약 10kW 까지 재인가하여 동저항의 변화에 따라 전류값을 점차 낮추고, 재상승시키면서 입열량을 제어하며 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 24(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.1mm로 나타났다.

또 다른 실시예에 따른 점용접 제어밥법은, 도 25(a)에 나타난 바와 같이, 입열량을 약 35kW까지 점차 증가하면서 인가하고 소재사이에 갭(gap)이 없다고 판단되어, 소재를 일시적으로 냉각하기 위하여 입열량을 감소시켜 휴지 단계를 진행하였다.

상기 휴지 단계 이후에, 갭(gap)이 존재하지 않는다고 판단되는 상기 소재에 입열량을 약 10kW 까지 재인가하여 동저항의 변화에 따라 입열량을 점차 낮추고, 재상승시키면서 입열량을 제어하여 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 25(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.3mm로 나타났다.

또 다른 실시예에 따른 점용접 제어밥법은, 도 26(a)에 나타난 바와 같이, 입열량을 약 35kA까지 점차 증가하면서 인가하는 갭 탐색 단계에서 소재사이에 갭(gap)이 있다고 판단되어 약 30kW 내지 35kW의 입열량으로 소정시간 동안 전류를 인가하는 갭 제거 단계를 수행하였다.

약 30kW 내지 35kW의 입열량으로 소정시간 동안 입열량을 제어하는 상기 갭 제거 단계를 통하여 갭이 제거되었다고 판단되어, 갭(gap)이 제거된 상기 소재에 입열량를 약 10kW 까지 재인가하여 동저항의 변화에 따라 전류값을 점차 낮추고, 재상승시키면서 입열량을 제어하며 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 26(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 6.4mm로 나타났다.

또 다른 실시예에 따른 점용접 제어밥법은, 도 27(a)에 나타난 바와 같이, 입열량을 약 35kW까지 점차 증가하면서 인가하고 소재사이에 갭(gap)이 없다고 판단되어, 갭(gap)이 존재하지 않는다고 판단되는 상기 소재에 입열량을 약 10kW 까지 재인가하여 동저항의 변화에 따라 입열량을 점차 낮추고, 재상승시키면서 입열량을 제어하여 본 용접단계를 진행하였다.

이때, 도 27(b)에 나타난 바와 같이, 용접된 너깃의 크기는 5.8mm로 나타났다.

종래의 전류 패턴제어의 점용접 제어방법은 너깃이 형성되지 못하였으나, 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 갭(gap)의 존재 유무를 판단하고, 상기 휴지 단계의 유무를 설정하여 실험된 본 발명의 전류 패턴제어의 점용접 제어방법에 따라 용접된 너깃의 크기는 각각 5.1mm, 5.3mm, 6.4mm, 5.8mm로 나타났으며, 모두 종래의 점용접 제어방법에서는 형성되지 못한 너깃이 형성되었다.

도 28은 본 발명의 일부 실시예에 따른 점용접 제어밥법을 실험하기 위한 구성도이고, 도 29 및 도 30은 일부 실시예에 따른 점용접 제어방법에 대한 결과를 나타내는 이미지들로서, 점용접 제어방법에 의한 점용접 결과물의 평가결과인 보상제어 전과 종래 기술의 점용접 결과물인 보상제어 후를 비교한 이미지들이다. 이때, 보상제어는 상기 갭 제거 단계일 수 있다.

도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 점용접 제어방법에 사용되는 점용접을 실험하기 위하여, 도 2의 조건과 같이 실험하였으며, 상판(1)과 하판(2) 사이에 폭 30mm의 갭(gap) 시편(3)을 설치하여 폭 20mm의 갭(gap)을 발생시키고, 상하부에 전극을 설치하였다.

본 발명의 일부 실시예에 따른 점용접 제어방법에 의한 용접품질에 대해서 실험한 결과를 설명하면 다음과 같다.

도 29는 980MPa, 2.0mm 강재의 갭(gap)이 1.0mm 및 2.0mm 일때의 보상제어 전과 보상제어 후를 비교한 이미지이다. 도 29에 나타난 바와 같이, 강재의 갭(gap)이 1.0mm 일 때, 보상제어 전의 너깃 사이즈는 5.4mm로 나타났으며 너깃 내부에 갭(gap)이 완전히 사라지지 않았다. 그러나, 보상제어 후의 너깃 사이즈는 6.0mm로 나타났으며, 내부에 갭(gap)이 완전히 사라진 것으로 나타났다.

강재의 갭(gap)이 2.0mm 일 때, 보상제어 전의 너깃 사이즈는 4.4mm로 나타났으며, 너깃 내부에 갭(gap)이 완전히 사라지지 않았다. 그러나, 보상제어 후의 너깃 사이즈는 6.0mm로 나타났으며, 내부에 갭(gap)이 완전히 사라진 것으로 나타났다.

도 30은 1.5GPa, 1.2mm 강재의 갭(gap)이 1.0nn 및 2.0mm 일때의 보상제어 전과 보상제어 후의 이미지이다. 도 30에 나타난 바와 같이, 강재의 갭(gap)이 1.0mm 일 때, 보상제어 전의 너깃 사이즈는 3.8mm로 나타났으며, 보상제어 후의 너깃 사이즈는 4.4mm로 나타났다. 강재의 갭(gap)이 1.0mm 일 때는 보상제어 전과 보상제어 후 모두 너깃이 형성되었으나, 너깃 사이즈가 보상제어 후에 더욱 크게 나타난 것을 확인할 수 있다.

강재의 갭(gap)이 2.0mm 일 때, 보상제어 전은 너깃이 형성되지 않았으며, 보상제어 후에는 내부에 갭(gap)이 일부 형성되며 너깃 사이즈가 3.6mm로 나타났다. 강재의 갭(gap)이 2.0mm 일 때 보상제어 전에는 너깃이 형성되지 않은 반면에 보상제어 후에는 너깃이 형성된 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 점용접 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체에 따르면, 피용접재 사이에 형성된 갭의 유무를 감지하여 갭을 채우는 갭 제거 단계를 지나고, 일정시간 냉각 후 본 용접을 하는 제어에 의하여, 피용접재 사이의 갭으로 인하여 발생하는 용접 불량 및 용접품질 저하를 방지하여, 뛰어난 품질로 균일하게 반복 작업 할 수 있는 제어 기술을 구현할 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 점용접 제어 방법은, 피용접재 가압 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피용접재 가압 단계는 피용접재(10)의 상기 용융부가 상기 피용접재(10) 사이에 형성된 갭(gap)으로 흘러들어가 채워지면 피용접재(10)의 상판(1) 및 하판(2)을 가압하여 상판(1) 및 하판(2)의 접촉이 발생하도록 유도할 수 있다.

갭 탐색 단계(S1), 갭 제거 단계(S2) 및 본 용접 단계(S3)에서 피용접재(10)에 전류를 인가하여 피용접재(10)를 용융시키고, 갭(gap)이 발생되는 경우는 상기 용융부를 통하여 갭(gap)이 채워진 후에 상판(1)과 하판(2)을 가압하는 단계이며, 가압장치는 도 1에 도시된 전극(20)이 직접 가압할 수 있으며, 또는 임의의 가압장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1 : 상판
2 : 하판
3 : 갭(gap) 시편
10 : 피용접재
20 : 전극
30 : 제어부
C1 : 탐색 설정상한값
C2 : 본 용접 설정상한값
P1 : 제 1 설정전력값
P2 : 제 2 설정전력값
P3 : 제 3 설정전력값

Claims (7)

1. 서로 접촉하는 피용접재 사이의 갭이 있는 경우의 점용접 제어방법에 있어서,
   갭 탐색 단계에서 갭의 유무를 판단하고,
   상기 갭 탐색 단계에서 갭이 있다고 판단되면 갭의 적어도 일부를 제거하는 갭 제거 단계 이후에 본 용접 단계를 수행하고,
   상기 갭 탐색 단계에서 갭이 없다고 판단되면 본 용접 단계를 수행하는 방법이며,
   상기 갭 탐색 단계는,
   전류를 인가하면서 인가되는 전류가 탐색 설정상한값에 도달하기 전에 동저항값이 기준 동저항값 이하가 되는지 여부를 확인하는 단계를 포함하며,
   상기 갭 제거 단계는,
   인가되는 전류가 상기 탐색 설정상한값에 도달 한 이후에 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하가 되지 않을 경우에 인가되는 전류를 동저항값이 상기 기준 동저항값 이하가 될 때까지 상기 탐색 설정상한값으로 소정 시간 유지하는 단계를 포함하며,
   상기 본 용접 단계는,
   본 용접 설정상한값으로 상기 피용접재에 용접을 수행하는 단계를 포함하는, 점용접 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본 용접 단계 이전에,
   용접전류를 소정시간 감소시키거나 또는 용접전류를 소정시간 오프시키는 휴지 단계;
   를 더 포함하는, 점용접 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 본 용접 단계는,
   본 용접 설정상한값으로 정전류를 제어하면서 용접하는 것인, 점용접 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 본 용접 단계는,
   전력패턴을 제어하면서 용접하는 것인, 점용접 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 본 용접 단계는,
   제 1 설정전력값에서 제 2 설정전력값으로 입열량을 감소시키면서 전력을 인가하는 전력 감소 단계;
   제 2 설정전력값에서 제 3 설정전력값으로 입열량을 증가시키면서 전력을 인가하는 전력 증가 단계; 및
   제 3 설정전력값으로 입열량을 유지하면서 전력을 인가하는 전력 유지 단계;
   를 포함하는, 점용접 제어방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 본 용접 단계에서 상기 피용접재에 인가된 입열량은 미리 설정된 전체 용접 입열량의 75% 내지 85%인, 점용접 제어방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 점용접 제어방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록매체.

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