KR102025400B1

KR102025400B1 - 마찰 교반 용접장치 및 이를 이용한 이종소재 용접방법

Info

Publication number: KR102025400B1
Application number: KR1020180144923A
Authority: KR
Inventors: 박정훈; 최병준; 김수호
Original assignee: 주식회사 체시스
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2019-09-25

Abstract

본 발명은 알루미늄, 스틸 등과 같이 이종소재로 이루어진 용접대상물을 견고하게 고정한 상태로 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 이종소재의 접합부를 원활하게 용접해줄 수 있도록 한 마찰 교반 용접장치 및 이를 이용한 이종소재 용접방법에 관한 것이다.

Description

마찰 교반 용접장치 및 이를 이용한 이종소재 용접방법{Friction stir welding apparatus and dissimilar metal welding method thereof}

본 발명은 마찰 교반 용접장치 및 이를 이용한 이종소재 용접방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄, 스틸 등과 같이 이종소재로 이루어진 용접대상물을 용이하게 용접할 수 있는 마찰 교반 용접장치 및 이를 이용한 이종소재 용접방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 중량은 연비 효율을 결정짓는 핵심요소로, 차량 경량화는 연료소비 및 배기가스 배출 감소와 더불어 주행저항 감소, 제동성 및 조종 안정성의 향상 등 차량 전반의 성능을 향상시킬 수 있다.

자동차를 경량화하기 위한 대표적인 방법은 구조의 경량화, 공법의 경량화, 소재의 경량화 세 가지로 분류할 수 있다.

특히, 소재의 경량화는 기존 철강소재를 경량 소재로 대체하거나 부분적으로 결합하는 방식으로, 가장 무게가 나가면서 자동차 부품의 약 60%를 차지하고 있는 스틸 소재를 경량 소재로 대체할 경우 많게는 30% 이상의 중량 감소를 기대해 볼 수 있다.

이와 같이, 소재를 경량화할 수 있도록 특정 부품을 적어도 두 개의 이종재질로 구성하고 이를 일체로 용접할 수 있도록 한 '마찰 교반 접합시스템을 이용한 이종소재 접합방법'에 대하여 종래 대한민국 등록특허 제10-1047877호(공고일: 2011.07.08) 등으로 선 출원된 바 있다.

구체적으로, 제품의 경량화를 위한 종래의 이종소재 접합방법은 일반구조용 압연강과 알루미늄합금을 서로 맞닿게 배치하고, 접합부의 표면에 접촉되어 회전하면서 마찰열을 발생시키는 마찰 교반 접합용 공구를 이용하여 이종소재의 접합부를 접합해주는 방식을 사용하게 된다.

즉 상기 경량화 소재는 기계적 특성 향상을 위해 첨가한 합금성분 및 후열처리 등의 영향으로 인해 기존의 용융용접 방법을 적용할 경우 용접성이 현저히 떨어지게 되며, 이에 따라 용접부의 특성이 저하될 수 있다. 따라서 이종소재를 효율적으로 용접하기 위해 주로 마찰 교반 용접장치를 사용하게 된다.

참고로, 마찰 교반 용접(FSW, Friction Stir Welding)은 고속으로 회전하는 비소모성 툴을 사용하는 것으로, 마찰열을 이용하여 재료 내의 역성 유동에 의해 용접하는 고상 접합이다. 이러한 마찰 교반 용접은 낮은 입열에서 접합되기 때문에 기존의 용융용접에 비해 잔류 응력 및 변형을 최소화할 수 있다. 이에 따라 용접부의 기계적 특성을 향상시켜줄 수 있으며, 별도의 충진재료가 필요 없어 충진재가 필요한 미그용접 등에 비해 우수하고 양호한 용접형상을 보여줄 수 있다.

또한, 기존 용융용접과 달리 별도의 열원, 용접봉, 용가제 등이 불필요하여, 접합과정에서 유해광선이나 유해물질이 배출되지 않아 경제적이면서 친환경적인 접합기술로 각광받고 있다.

그러나 상기 종래의 마찰 교반 접합시스템을 이용한 이종소재 접합방법은, 주로 평탄한 형상의 부재가 서로 맞대진 접합부를 가압하여 용접해주는 방식으로, 토션 빔 액슬(용접대상물)을 구성하는 토션빔과 트레일링 암의 결합구조와 같이 접합부의 표면이 곡면부로 형성된 부분은 용접이 까다로운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 알루미늄, 스틸 등과 같이 이종소재로 이루어진 용접대상물을 견고하게 고정한 상태로 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 이종소재의 접합부를 원활하게 용접해줄 수 있도록 한 마찰 교반 용접장치 및 이를 이용한 이종소재 용접방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명은, 본체부; 상기 본체부 상에 회전 가능하게 설치되며, 길이방향을 따라 복수의 이종소재가 끼움 결합된 용접대상물의 양단을 고정해주는 한 쌍의 클램핑부; 상기 클램핑부의 일측에 설치되며, 상기 용접대상물이 고정된 클램핑부를 상기 용접대상물의 중심축선을 기준으로 회전시켜주는 구동부; 및 상기 용접대상물의 회전 시 이종소재간 접합부에 선택적으로 접촉 가능하게 설치되는 접촉툴을 포함하여, 상기 용접대상물의 이종소재를 일체로 용접해주는 용접부;를 포함하는 마찰 교반 용접장치를 제공한다.

아울러 본 발명은, 마찰 교반 용접장치를 이용한 이종소재 용접방법에 있어서, 소정 길이의 토션 빔 양단부에 트레일링 암을 제각기 끼움 결합하여 용접대상물을 준비하는 단계; 상기 용접대상물의 양측을 클램핑부에 고정하는 단계; 상기 클램핑부에 일체로 고정된 용접대상물을 회전시키는 단계; 및 상기 회전되는 용접대상물의 이종소재간 접합부에 상기 접촉툴을 접촉시켜 상기 이종소재를 일체로 용접하는 단계;를 포함하는 이종소재 용접방법을 제공한다.

이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 이종소재로 이루어진 용접대상물을 견고하게 고정한 상태로 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 이종소재의 접합부를 원활하게 용접해줄 수 있다.

아울러 상기 용접대상물을 알루미늄, 스틸과 같이 이종소재로 구성함에 따라 자동차 등의 해당 제품을 경량화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치를 보여주는 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치의 클램프부를 보여주는 요부상세도,
도 3은 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치에 의해 용접되는 용접대상물의 사시도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 도 3의 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 용접대상물의 이종소재간 결합구조를 보여주는 요부상세도,
도 7은 도 4의 I-I'선 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 지지롤러부의 다양한 실시예를 보여주는 측단면도,
도 9는 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치의 다른 실시예를 보여주는 사시도,
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 교반 용접장치에 의해 용접되는 용접대상물의 사시도 및 분해사시도,
도 11은 도 9의 평면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치를 보여주는 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치의 클램프부를 보여주는 요부상세도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마찰 교반 용접장치(1)는, 본체부(100), 클램핑부(200), 구동부(300), 용접부(400)를 포함한다.

이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본체부(100)는 마찰 교반 용접장치(1)의 주된 하부 프레임을 구성하는 것으로, 상부에 설치면이 구비될 수 있다.

클램핑부(200)는 본체부(100)의 상에 회전 가능하게 설치되는 것으로, 길이방향을 따라 복수의 이종소재가 끼움 결합된 용접대상물(10)의 양단을 제각기 고정해줄 수 있다.

구체적으로, 상기 클램핑부(200)의 대향면에는 용접대상물(10)의 양단부에 형성된 복수의 끼움홈(12c)(도 2 참조)에 끼움 고정될 수 있도록 복수의 끼움돌기(211)가 형성된 한 쌍의 고정그립퍼(210)가 서로 대향되게 설치될 수 있다. 상기 끼움홈(12c)은 후술할 트레일링 암(12)의 외측면에 용접대상물(10)의 중심축선(C)을 기준으로 소정각도 이격되게 형성될 수 있다.

이 경우 본 발명에서는 상기 고정그립퍼(210)의 끼움돌기(211)가 용접대상물(10) 양단부의 끼움홈(21c)에 끼움 고정되는 방식으로 상기 용접대상물(10)을 고정하는 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 상기 용접대상물(10)을 견고하게 고정해줄 수 있는 구조라면 다양하게 변경 적용할 수 있음은 물론이다. 예컨대, 상기 고정그립퍼(210)는 용접대상물(10)의 양단 외주면을 감싸 고정해주는 복수의 척(미도시)이 구비된 경우로 변경 적용될 수 있다.

한편, 상기 한 쌍의 클램핑부(200) 중 적어도 어느 하나는 다양한 길이의 용접대상물(10)을 수용할 수 있도록 용접대상물(10)의 길이방향과 평행하게 설치된 가이드레일(220)을 따라 왕복이동 가능하게 설치될 수 있다. 아울러 상기 가이드레일(220)에 설치되는 클램핑부(200)는 수동으로 설치되거나 또는 별도의 액추에이터(미도시)의 작동에 의해 상기 클램핑부(200)의 슬라이딩 위치가 조절될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 클램핑부(200)에 고정되는 용접대상물(10)은 일례로 토션 빔 액슬일 수 있다. 참고로, 토션 빔 액슬(Torsion beam axle)은 리어액슬(Rear axle)로서 차량의 뒤 차축에 해당하며, 차량의 무게를 지지하고 엔진 구동력을 차륜에 전달하는 역할을 한다. 구체적으로, 토션 빔 액슬(이하, '용접대상물'이라 함)은 소정 길이의 토션 빔(Torsion beam)(11)과, 토션 빔(11)의 양단부에 결합되는 한 쌍의 트레일링 암(Trailing arm)(12)을 포함할 수 있다.

이러한 용접대상물(10)을 구성하는 토션 빔(11)과 트레일링 암(12)은 서로 상이한 소재로 형성될 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서는 용접대상물(10)의 소재 경량화를 할 수 있도록 상기 토션 빔(11)은 제1금속으로 형성되고, 상기 트레일링 암(12)은 제1금속에 비해 작은 비중을 갖는 제2금속으로 형성될 수 있다.

즉 상기 토션 빔(11)은 비틀림 강성을 확보하기 위하여 비중이 큰 금속으로 형성될 수 있다. 이러한 토션 빔(11)은 예컨대 스틸 또는 스틸 합금 등으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 트레일링 암(12)은 토션 빔(11)에 비해 작은 비중을 갖는 금속, 예컨대 알루미늄, 마그네슘 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 알루미늄은 비중이 철의 1/3 수준으로 경량성이 탁월하며, 내식성, 열전기전도성 및 재활용성이 우수하여 자동차용 재료로 사용되면 최고 40%가량 경량화를 이룰 수 있다. 그리고 마그네슘은 비중이 18로 현재까지 개발된 구조용 소재 중에서 최소의 밀도를 가짐과 동시에 우수한 강성, 비강도 및 비탄성 계수를 갖추고 있으며, 진동, 충격 등에 대한 흡수성이 탁월하고 기계가공성이 뛰어나 자동차 부품의 경량화 소재로서 폭넓게 사용할 수 있는 소재이다. 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 밖에 비철계 금속 소재 또는 고분자 소재 등이 이용될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 용접대상물(10)을 구성하는 토션 빔(11)과 트레일링 암(12)은 용접 전 부재 간의 회전 결합력 확보하여 흔들림을 잡아주는 슬립방지구조가 적용될 수 있다.

상기 슬립방지구조는 토션 빔(11)의 양끝단에 홈부(11a)가 형성되고, 상기 토션 빔(11)의 양끝단에 결합되는 트레일링 암(12)에는 상기 홈부(11a)에 대응되게 끼움 결합되는 돌출부(12a)가 형성될 수 있다. 이러한 상기 홈부(11a)와 돌출부(12a)는 용접대상물(10)의 중심축선(C)을 기준으로 복수 개가 방사상으로 이격되게 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 트레일링 암(12)의 내주면에는 토션 빔(11)의 끝단이 트레일링 암(12)의 내부에 소정 길이 끼움 결합할 수 있도록 단턱부(12b)가 구비될 수 있다. 그리고 단턱부(12b) 내주면에 상기 돌출부(12a)가 형성될 수 있다.

즉 도 7에 도시된 바와 같이, 토션 빔(11)의 끝단이 트레일링 암(12)의 내부 단턱부(12b)에 삽입되는 구조로 결합됨에 따라, 양 구성의 마찰 교반 용접 시 상기 토션 빔(11)이 트레일링 암(12)을 지지해주는 효과를 얻을 수 있다. 만약, 토션 빔(11)과 트레일링 암(12)이 단순히 맞대진 구조라면 후술할 용접부(400)의 접촉툴(410)이 가하는 가압력에 의해 용접 시 양 구성의 상대적인 위치가 변할 수 있다.

이 경우 본 발명에서는 토션 빔(11)의 끝단이 트레일링 암(12)의 내부로 소정길이 삽입되는 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하였으나, 이에 한정하지 않으며 상기 트레일링 암(12)의 끝단이 토션 빔(11)의 내부로 소정길이 삽입되는 경우로 변경 적용할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 구동부(300)는 클램핑부(200)의 일측에 설치되어 용접대상물(10)이 고정된 클램핑부(200)를 용접대상물(10)의 중심축선을 기준으로 회전시켜주는 역할을 한다.

이 경우 상기 구동부(300)는 전원을 공급받아 일 방향으로 회전하는 모터(310)를 포함할 수 있다. 이러한 구동부(300)는 클램핑부(200)와 직렬로 연결되거나(도 1 참조), 또는 감아 걸기 전동요소나 복수의 기어열(도 9의 도면부호 '320' 참조)을 매개로 클램핑부(200)와 연결되어 클램핑부(200)를 회전시킬 수 있다.

용접부(400)는 용접대상물(10)의 이종소재간 접합부(10a)에 선택적으로 접촉 가능하게 설치되는 것으로, 이러한 용접부(400)는 복수의 이종소재가 끼움 결합된 용접대상물(10)을 마찰 교반 용접(FSW, Friction Stir Welding)을 통해 일체로 용접해줄 수 있다.

구체적으로, 상기 용접부(400)는 접촉툴(410)을 포함할 수 있다. 접촉툴(410)은 비소모성 툴로 이루어질 수 있다. 이러한 접촉툴(410)은 모터(미도시)의 동력을 전달받아 중심축을 기준으로 고속으로 회전되면서 용접대상물(10)의 접합부(10a)에 접촉되어 마찰열을 발생시켜주게 된다. 그리고 상기 발생한 마찰열에 의해 연화된 피접합재의 소성유동을 이용하여 토션 빔(11)과 트레일링 암(12)을 일체로 용접해줄 수 있다.

한편, 상기 마찰 교반 용접장치(1)는 회전되는 용접대상물(10)의 용접 시 용접대상물(10)의 처짐을 방지해줄 수 있도록 지지롤러부(500)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 지지롤러부(500)는 본체부(100)에 고정 설치되는 고정프레임(510)과, 고정프레임(510)에 용접대상물(10)의 중심축선(C)을 기준으로 방사상으로 설치되되 용접대상물(10)의 외주면에 구름 접촉 가능하게 설치되는 복수의 아이들롤러(520)를 포함할 수 있다.

도 8의 (a), (b)를 참조하면, 상기 아이들롤러(520)는 용접대상물(10)의 중심축선을 기준으로 적어도 3개 또는 4개의 롤러가 소정각도 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.

즉 상기 용접부(400)를 통한 마찰 교반 용접 시 접촉툴(410)이 용접대상물(10)과 맞닿게 되면서 소정의 가압력이 발생할 수 있다. 이때 상기 지지롤러부(500)를 구성하는 복수의 아이들롤러(520)가 용접대상물(10)의 외주면을 견고하게 지지해줌에 따라 상기 봉 형상의 용접대상물(10)이 휘거나 찌그러지는 등의 변형을 방지해줄 수 있다.

한편, 본 발명에서는 용접대상물(10)이 토션 빔(11)의 양측에 한 쌍의 트레일링 암(12)이 결합된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 마찰 교반 용접장치(1)에 용접대상물(10)을 다양한 형태로 거치시킬 수 있다.

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 교반 용접장치(1')는, 한 쌍이 대향되게 설치된 클램핑부(200)에 두 개의 이종소재가 끼움 결합된 용접대상물(10')을 거치한 후 용접부(400)(도 1 참조)를 통해 접합부(10a') 부위의 마찰 교반 용접공정을 실시할 수 있다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 용접대상물(10')은 제1금속으로 이루어진 제1부재(11')와, 제1금속의 일측에 끼움 결합되며 상기 제1금속에 비해 작은 비중을 갖는 제2금속으로 이루어진 제2부재(12')가 끼움 결합된 형태일 수 있다.

이 경우 상기 한 쌍으로 구성된 클램핑부(200)의 고정그립퍼(210)는 용접대상물(10')의 양단부 형상에 대응될 수 있도록 변경 적용될 수 있다.

예컨대, 상기 제1부재(11')를 고정해주는 고정그립퍼(210)는 제1부재(11')의 외주면을 감싸 고정해줄 수 있는 고정척(213)이 구비될 수 있다. 그리고 제2부재(12')를 고정해주는 고정그립퍼(210)는 제2부재(12')의 외측면에 형성된 끼움홈(미도시)에 끼움 고정되는 끼움돌기(211)(도 2 참조)가 구비될 수 있다. 물론 이에 한정되지 않으며, 상기 고정그립퍼(210)는 용접대상물(10')의 형상에 따라 다양하게 변경 적용될 수 있다.

도 11을 참조하면, 상기 한 쌍의 클램핑부(200) 중 적어도 어느 하나는 다양한 길이의 용접대상물(10')을 수용할 수 있도록 용접대상물(10')의 길이방향과 평행하게 설치된 가이드레일(220)을 따라 왕복이동 가능하게 설치될 수 있다. 아울러 상기 가이드레일(220)에 설치되는 클램핑부(200)는 수동으로 설치되되 별도의 락킹부재(230)를 통해 슬라이딩 위치가 선택적으로 고정될 수 있다. 또는 별도의 액추에이터(미도시)의 작동에 의해 상기 클램핑부(200)의 슬라이딩 위치가 조절될 수 있다.

그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치(1)를 이용한 용접대상물(10)의 용접 과정에 대하여 설명해보기로 한다. 이 경우 상기 용접대상물(10)은 토션 빔(11)의 양측에 한 쌍의 트레일링 암(12)이 끼움 결합된 경우의 일례를 들기로 한다.

다시 도 1을 참조하면, 소정 길이의 토션 빔(11) 양단부에 한 쌍의 트레일링 암(12)을 각각 끼움 결합하여 용접대상물(10)을 준비한다. 이 경우 상기 토션 빔(11)은 트레일링 암(12) 내주면의 단턱부(12b)에 끼움 결합되되, 토션 빔(11)의 홈부가 단턱부(12b)에 마련된 돌출부(12a)에 끼움 결합됨에 따라 용접 전 부재 간의 회전 결합력 확보하여 흔들림을 잡아줄 수 있다.

그런 다음, 상기 용접대상물(10)이 중심축선을 기준으로 회전 가능하도록 클램핑부(200)에 용접대상물(10)의 양단을 고정해준다.

상기 용접대상물(10)가 고정되면, 구동부(300)를 통해 클램핑부(200)에 일체로 고정된 용접대상물(10)을 소정 속도로 회전시킨다.

그런 후, 상기 회전되는 용접대상물(10)의 이종소재간 접합부(10a)에 접촉툴(410)을 접촉시켜 마찰 교반 용접을 통해 이종소재를 일체로 용접해주면 본 발명에 따른 마찰 교반 용접장치(1)를 이용한 용접대상물(10)의 용접 과정이 완료된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

1, 1' : 마찰 교반 용접장치 10, 10' : 용접대상물
10a,: 접합부 11 : 토션 빔
11a : 홈부 12 : 트레일링 암
12a : 돌출부 12b : 단턱부
12c : 끼움홈 100 : 본체부
200 : 클램핑부 210 : 고정그립퍼
211 : 끼움돌기 220 : 가이드레일
300 : 구동부 310 : 모터
400 : 용접부 410 : 접촉툴
500 : 지지롤러부 510 : 고정프레임
520 : 아이들롤러

Claims

본체부(100);
상기 본체부(100) 상에 회전 가능하게 설치되며, 길이방향을 따라 복수의 이종소재가 끼움 결합된 용접대상물(10)의 양단을 고정해주는 한 쌍의 클램핑부(200);
상기 클램핑부(200)의 일측에 설치되며, 상기 용접대상물(10)이 고정된 클램핑부(200)를 상기 용접대상물(10)의 중심축선을 기준으로 회전시켜주는 구동부(300); 및
상기 용접대상물(10)의 회전 시 이종소재간 접합부(10a)에 선택적으로 접촉 가능하게 설치되는 접촉툴(410)을 포함하여, 상기 용접대상물(10)의 이종소재를 일체로 용접해주는 용접부(400);를 포함하되,
상기 클램핑부(200)의 대향면에는,
상기 용접대상물(10)의 양단부에 형성된 복수의 끼움홈(12c)에 끼움 고정될 수 있도록 용접대상물(10)의 중심축선(C)을 기준으로 소정각도 이격되게 복수의 끼움돌기(211)가 형성된 한 쌍의 고정그립퍼(210);가 설치되고,
상기 용접대상물(10)은,
토션 빔(11); 및 상기 토션 빔(11)의 양단부에 끼움 결합되는 한 쌍의 트레일링 암(12);을 포함하며, 상기 트레일링 암(12)의 내주면에는 상기 토션 빔(11)의 끝단이 트레일링 암(12)의 내부에 소정 길이 끼움 결합될 수 있도록 단턱부(12b)가 구비되고, 상기 토션 빔(11)의 양끝단에는 용접대상물(10)의 중심축선(C)을 기준으로 복수의 홈부(11a)가 형성되며, 상기 트레일링 암(12)의 단턱부(12b) 내주면에는 상기 홈부(11a)에 끼움 결합되는 복수의 돌출부(12a)가 대응되게 형성된 것을 포함하는 마찰 교반 용접장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 클램핑부(200) 중 적어도 어느 하나는,
다양한 길이의 용접대상물(10)을 수용할 수 있도록 상기 용접대상물(10)의 길이방향과 평행하게 설치된 가이드레일(220)을 따라 왕복이동 가능하게 설치된 것을 더 포함하는 마찰 교반 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 마찰 교반 용접장치는,
상기 용접대상물(10)의 용접 시 회전되는 용접대상물(10)의 처짐을 방지해주는 지지롤러부(500);를 더 포함하되,
상기 지지롤러부(500)는,
고정프레임(510); 및
상기 고정프레임(510)에 상기 용접대상물(10)의 중심축선을 기준으로 방사상으로 복수 개가 배치되며, 상기 용접대상물(10)의 외주면에 구름 접촉 가능하게 설치되는 아이들롤러(520);를 포함하는 마찰 교반 용접장치.
삭제
제1항, 제3항, 제4항 중 어느 하나의 마찰 교반 용접장치를 이용한 이종소재 용접방법에 있어서,
소정 길이의 토션 빔(11) 양단부에 트레일링 암(12)을 제각기 끼움 결합하여 용접대상물(10)을 준비하는 단계;
상기 용접대상물(10)의 양측을 클램핑부(200)에 고정하는 단계;
상기 클램핑부(200)에 일체로 고정된 용접대상물(10)을 회전시키는 단계; 및
상기 회전되는 용접대상물(10)의 이종소재간 접합부(10a)에 상기 접촉툴(410)을 접촉시켜 상기 이종소재를 일체로 용접하는 단계;를 포함하는 이종소재 용접방법.
제6항에 있어서,
상기 토션 빔(11)은 제1금속으로 형성되고,
상기 트레일링 암(12)은 상기 제1금속에 비해 작은 비중을 갖는 제2금속으로 형성된 것을 포함하는 이종소재 용접방법.
제6항에 있어서,
상기 토션 빔(11)의 양끝단에는 홈부(11a)가 형성되고,
상기 트레일링 암(12)에는 상기 토션 빔(11)의 끼움 결합 시 상기 홈부(11a)에 대응되게 결합되는 돌출부(12a)가 형성된 것을 더 포함하는 이종소재 용접방법.