KR102133092B1 - 이재 접합체 및 그 접합방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이재 접합체에 관한 것으로, 제1접합재와, 제1접합재에 적층되는 제2접합재와, 제2접합재 상에 관통되게 형성되고, 접합 경로를 따라 연장되게 형성되는 슬롯부와, 슬롯부를 커버하며 제2접합재에 적층되고, 슬롯부에 압입되어 접합 경로 상에서 제1접합재와 접하며, 용접에 의해 제1접합재와 접합되는 선형압입부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이재 접합체 및 그 접합방법{DISSIMILAR-MATERIAL JOINT BODY AND JOINTING METHOD THEREOF}
본 발명은 이재 접합체 및 그 접합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 재질의 부재를 용접하여 제작되는 이재 접합체 및 그 접합방법에 관한 것이다.
일반적으로 알루미늄은 경량, 내부식성의 특성으로 인해 널리 이용되고 있다. 알루미늄은 산화성이 높아 표면이 상시 산화알루미늄으로 덮여있으며, 이는 대개 알루미늄이 600℃의 녹는 점을 가지는 것과 비교해, 3000℃에 가까운 녹는점을 가진다. 따라서 용융 시 다른 금속에 비해 보다 많은 입열량을 필요로 하나, 이러한 입열으로 인해 변형이 발생하게 되므로, 용접이 어렵다는 특성을 가진다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2006-0046400호(2006.05.17. 공개, 발명의 명칭: 철계 재료와 알루미늄계 재료를 접합하여 형성된 이재 용접접합물 및 용접 접합 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 알루미늄과 같이 용접이 어려운 특성을 가지는 소재를 다른 금속과 견고하게 접합할 수 있는 구조를 가지는 이재 접합체 및 그 접합방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 이재 접합체는 제1접합재; 상기 제1접합재에 적층되는 제2접합재; 상기 제2접합재 상에 관통되게 형성되고, 접합 경로를 따라 연장되게 형성되는 슬롯부; 및 상기 슬롯부를 커버하며 상기 제2접합재에 적층되고, 상기 슬롯부에 압입되어 상기 접합 경로 상에서 상기 제1접합재와 접하며, 용접에 의해 상기 제1접합재와 접합되는 선형압입부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선형압입부재는, 상기 슬롯부를 커버가능한 길이로 형성되고, 가압력에 의해 상기 슬롯부에 압입되는 압입부; 및 상기 압입부와 함께 판상의 형상을 이루고, 상기 압입부의 압입 시 상기 슬롯부의 외부에서 상기 제2접합재에 걸리는 선형플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 제2접합재 상에 상기 슬롯부와 설정 거리를 두고 관통되게 되고, 상기 선형압입부재에 의해 커버되는 보조슬롯부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선형플랜지부는, 상기 제2접합재에 적층되는 플랜지부; 및 상기 플랜지부 상에 형성되고, 상기 보조슬롯부에 압입되는 들뜸방지압입부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2접합재는, 상기 선형압입부재가 안착되는 위치에 함몰되게 형성되고, 상기 선형압입부재의 두께방향 일부가 인입되는 안착홈부;를 포함한다.
본 발명에 따른 이재 접합방법은, 제2접합재 상에 접합 경로에 대응되는 연장된 형상으로 슬롯부를 형성하는 슬롯형성단계; 제1접합재에 상기 제2접합재를 적층시키는 접합재적층단계; 상기 제2접합재에 선형압입부재를 적층하고 상기 슬롯부의 내부로 압입하는 압입재압입단계; 및 용접장치를 접합 경로를 따라 연속하여 이동시키면서 상기 선형압입부재와 상기 제1접합재를 용접하는 슬롯용접단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬롯형성단계는, 상기 제2접합재를 펀칭하여 상기 슬롯부를 형성하는 메인슬롯형성단계; 및 상기 제2접합재를 펀칭하여 상기 슬롯부와 설정간격을 두고 보조슬롯부를 형성하는 보조슬롯형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압입재압입단계는, 상기 슬롯부에 대응되는 형상의 가압돌출부를 가지는 압입장치로 상기 선형압입부재를 가압하여 상기 슬롯부의 내부로 압입하는 메인슬롯압입단계; 및 상기 선형압입부재 중 상기 제2접합재에 걸쳐진 선형플랜지부를 가압하여 상기 슬롯부와 이격되게 배치되는 보조슬롯부에 압입하는 보조슬롯압입단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬롯용접단계는, 상기 용접장치를 상기 슬롯부를 따라 설정 속도로 이동시키며 상기 선형압입부재와 상기 제1접합재를 용접하고, 연속된 선형의 용접부를 형성하는 메인용접단계; 및 상기 용접장치를 상기 보조슬롯부를 따라 이동시키며 상기 선형압입부재와 상기 제1접합재를 용접하는 보조용접단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이재 접합체 및 그 접합방법에 의하면, 선형압입부재를 제2접합재에 적층시킨 상태에서 슬롯부의 내부로 압입하고 제1접합재와 용접함으로써, 제1접합재와 제2접합재간의 접합부를 연속된 선형의 형태로 형성할 수 있고, 이에 따라 제1접합재와 제2접합재간의 접합 강도를 안정적으로 확보할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기존에 압입너트를 이용하여 이종 재질의 부재를 접합하는 경우에는 구현 불가능했던 우수한 접합 강도를 구현할 수 있어, 특히 비틀림과 충격력이 작용하게 되는 부품, 제품에 적용하기 적합하며, 기존에 압입너트를 이용하던 구조에 복합하여 적용하는 경우 비틀림 강성과 충격 강성을 강화, 보완시킬 수 있다.
도 1을 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합체를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합체의 제2접합재를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B'선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법을 설명하고자 도시한 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법의 메인슬롯압입단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법의 보조슬롯압입단계를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법의 메인용접단계를 설명하고자 도시한 레이저용접 패턴도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이재 접합체 및 그 접합방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1을 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합체를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합체의 제2접합재를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B'선 단면도이다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합체(1)는 제1접합재(10), 제2접합재(20), 슬롯부(30), 선형압입부재(50)를 포함한다.
제1접합재(10)는 제2접합재(20)의 접합 대상이 되는 부재로, 알루미늄이 아닌 다른 금속을, 예를 들어 철재 금속을 포함하여 이루어진다. 제2접합재(20)는 알루미늄 소재를 포함하여 이루어지고, 제1접합재(10)에 적층된다. 도 1, 도 2 상에는 상 제1접합재(10)와 제2접합재(20)가 직사각형 판재의 형상으로 도시되어 있으나 다른 다양한 형상을 적용할 수 있다.
슬롯부(30)는 제2접합재(20) 상에 관통되게 형성되고, 접합 경로를 따라 연장되게 형성된다. 접합 경로가 일직선 형태를 가진다면, 슬롯부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 이에 대응되는 일직선으로 연장되게 형성되고, 접합 경로가 구불구불한 형태를 가진다면, 슬롯부(30)는 이에 대응되는 구불구분한 형상으로 연장되게 형성되며, 접합 경로가 'ㄱ'자 형상을 가진다면, 이에 대응되는 'ㄱ'자 형상으로 형성된다.
보조슬롯부(40)는 제2접합재(20) 상에 슬롯부(30)와 설정 거리를 두고 관통되게 성형된다. 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)간의 거리는, 즉 설정 거리는 선형압입부재(50)에 의해 커버될 수 있는 범위 이내로 한정된다. 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)간의 거리는 선형압입부재(50)의 너비 이내에서 자유롭게 증감시켜 적용될 수 있다.
보조슬롯부(40)는 슬롯부(30)를 기준으로 하여 복수개의 개소에 분산되어 배치된다. 도 1, 도 2에 도시된 본 발명의 일실시예에서 보조슬롯부(40)는 장공의 형상을 가지고, 슬롯부(30)의 일측(예를 들어, 좌측)에 복수개가 배치되고, 또한 슬롯부(30)의 타측(예를 들어, 우측)에 복수개가 배치된다.
본 발명에 따른 보조슬롯부(40)는 도 1, 도 2에 도시된 일실시예에 한정되지 않고, 예를 들어 슬롯부(30)에 대응되는 길이로 연장되게 형성될 수 있으며, 장공이 아닌 원형의 형상을 가질 수도 있으며, 서로 다른 형상을 가지는 복수개가 배치될 수도 있으며, 슬롯부(30)의 연장길이, 형상에 따라 그 배치가 다양하게 변경 적용될 수도 있다. 또한, 선형압입부재(50)의 소재, 형상에 따라서는, 예를 들어 선형플랜지부(52)(이하 설명)의 강성이 우수할수록 보조슬롯부(40)의 역할이 감소하므로, 보조슬롯부(40)가 형성되지 않을 수도 있다.
선형압입부재(50)는 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)를 커버하며 제2접합재(20)에 적층된다. 선형압입부재(50)는 제1접합재(10)와 용접되는 부재로, 알루미늄이 아닌 다른 금속을, 예를 들어 철재 금속을 포함하여 이루어진다. 선형압입부재(50)는 납작한 형태를 가지고 상면부와 저면부가 평탄한 판재의 형상을 가진다.
제1접합재(10), 제2접합재(20), 선형압입부재(50)는 순차적으로 다단 적층되며, 이와 같이 다단 적층된 상태에서 선형압입부재(50)는 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)측으로 하향 가압되어, 일부가 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)의 내부로 압입되고, 용접에 의해 제1접합재(10)와 접합된다.
선형압입부재(50) 중 슬롯부(30)의 내부로 압입된 부분은, 슬롯부(30)의 내면부에 밀착됨과 동시에 제1접합재(10)의 상면부와 접한다. 즉, 선형압입부재(50) 중 슬롯부(30)의 내부로 압입된 부분은, 슬롯부(30)의 내면부와 제1접합재(10)의 상면부가 이루는 'U'자 형상에 대응되는 형상으로 절곡된다. 선형압입부재(50) 중 슬롯부(30)의 내부로 압입된 부분은, 상기와 같이 제1접합재(10)에 접한 상태에서 용접에 의해 제1접합재(10)와 접합된다.
선형압입부재(50) 중 보조슬롯부(40)의 내부로 압입된 부분은, 보조슬롯부(40)의 내면부에 밀착됨과 동시에 제1접합재(10)의 상면부와 접한다. 즉, 선형압입부재(50) 중 보조슬롯부(40)의 내부로 압입된 부분은, 보조슬롯부(40)의 내면부와 제1접합재(10)의 상면부가 이루는 'U'자 형상에 대응되는 형상으로 절곡된다. 선형압입부재(50) 중 보조슬롯부(40)의 내부로 압입된 부분은, 상기와 같이 제1접합재(10)에 접한 상태에서 용접에 의해 제1접합재(10)와 접합된다.
제2접합재(20) 중 선형압입부재(50)가 안착되는 위치에는 선형압입부재(50)에 대응되는 형상으로 안착홈부(21)가 함몰되게 형성된다. 안착홈부(21)는 제2접합재(20)의 일부를 하향 가압하거나, 절삭하여 형성할 수 있고, 제2접합재(20)를 안착홈부(21)가 형성된 형태로 초기 제작할 수도 있다.
선형압입부재(50)는 제2접합재(20)의 상면부에 안착된 상태에서 두께방향 일부가, 즉 하부가 안착홈부(21)에 인입된다. 안착홈부(21)를 형성함으로써, 선형압입부재(50)의 정위치 안착이 방향의 틀어짐없이 신뢰성있게 이루어질 수 있고, 이후 선형압입부재(50)의 압입 과정에서 압입장치(2)(이하 설명)와의 접촉 등으로 인해 정위치에서 유동, 이탈되는 것을 안정되게 방지할 수 있다.
도 1, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선형압입부재(50)는 압입부(51)와 선형플랜지부(52)를 포함한다.
압입부(51)는 슬롯부(30)를 커버가능한 길이로 형성되고, 가압력에 의해 슬롯부(30)의 내부로 압입된다. 선형플랜지부(52)는 압입부(51)의 가장자리부에 연속하여 형성되고, 압입부(51)과 함께 판상의 형상을 이룬다. 압입부(51)의 압입 시 선형플랜지부(52)는 슬롯부(30)의 외부에서 제2접합재(20)의 상면부에 걸린다.
압입부(51)를 제1접합재(10)에 용접 시(도 3, 도 4 상의 용접부 W1), 압입부(51)와 제1접합재(10)가 접합, 결속됨과 동시에 선형플랜지부(52)에 의해 제2접합재(20)가 제1접합재(10)에 밀착, 결속된다. 도 1, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선형플랜지부(52)는 플랜지부(53)와 들뜸방지압입부(54)를 포함한다.
플랜지부(53)는 제2접합재(20)에 적층되게 배치된다. 들뜸방지압입부(54)는 플랜지부(53)와 함께 연속된 플랜지 형상을 이루고, 가압력에 의해 보조슬롯부(40)의 내부로 압입된다. 접합 경로가 연장될수록 선형플랜지부(52) 또한 이에 대응하여 연장된 길이를 가지게 되는데, 이로 인해 일부가 제2접합재(20)로부터 들뜨는 현상이 발생될 수 있다. 보조슬롯부(40)와 들뜸방지압입부(54)를 형성함으로써, 선형플랜지부(52)를 들뜸 없이 제2접합재(20)에 견고하게 밀착시킬 수 있다.
도 4에는 들뜸방지압입부(54)를 제1접합재(10)와 용접한 상태가 도시되어 있다(도 4 상의 W2 참조). 들뜸방지압입부(54)를 제1접합재(10)와 용접하면, 상기와 같이 선형플랜지부(52)가 제2접합재(20)로부터 들뜨는 것을 방지하며 구조적 안정성을 확보할 수 있고, 슬롯부(30)와 압입부(51) 간의 용접부(W1) 만을 형성한 경우와 비교해 용접 강도를 보다 강화시킬 수 있다.
한편, 슬롯부(30)와 압입부(51) 간의 용접부(W1) 만으로도 용접 강도 조건을 충분히 만족하는 경우, 선형플랜지부(52)가 제2접합재(20)로부터 들뜨는 것을 방지하는 것으로 족하므로, 들뜸방지압입부(54)가 제1접합재(10)와 용접되지 않고, 보조슬롯부(40)의 내부로 압입된 구조만을 가질 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법을 설명하고자 도시한 플로우차트이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법의 메인슬롯압입단계를 설명하고자 도시한 개념도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법의 보조슬롯압입단계를 설명하고자 도시한 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법의 메인용접단계를 설명하고자 도시한 레이저용접 패턴도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법은 도 1 내지 도 4을 참조하여 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합체(1)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법을 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합체(1)에 관한 설명과 중복되는 부분에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이재 접합방법은 슬롯형성단계(S1), 접합재적층단계(S2), 압입재압입단계(S3), 슬롯용접단계(S4)를 포함한다.
슬롯형성단계(S1)에서는 제2접합재(20) 상에 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)를 형성한다. 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯형성단계(S1)는 메인슬롯형성단계(S1-1)와 보조슬롯형성단계(S1-2)를 포함한다. 메인슬롯형성단계(S1-1)에서는 제2접합재(20) 중 안착홈부(21)가 형성된 부분의 중간부를 펀칭하여 접합 경로에 대응되는 연장된 형상의 슬롯부(30)를 형성한다. 보조슬롯형성단계(S1-2)에서는 제2접합재(20)를 펀칭하여 보조슬롯부(40)를 형성한다.
메인슬롯형성단계(S1-1)와 보조슬롯형성단계(S1-2)를 순차적으로 거치면, 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)를 동시에 형성하는 경우와 비교해, 제2접합재(20)에 순간적으로 작용하는 절삭력을 보다 감소시킬 수 있어, 과도한 절삭력으로 인한 제2접합재(20)의 변형을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 슬롯형성단계(S1)는 상기와 같이 메인슬롯형성단계(S1-1)와 보조슬롯형성단계(S1-2)를 순차적으로 거치는 것에 한정되지 않으며, 제2접합재(20)의 두께, 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)의 길이, 형상, 이격간격에 따라, 메인슬롯형성단계(S1-1)와 보조슬롯형성단계(S1-2)가 동시에 이루어질 수도 있고, 역순으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제2접합재(20)가 얇은 두께를 가질수록 절삭력이 보다 적게 작용하게 되므로, 메인슬롯형성단계(S1-1)와 보조슬롯형성단계(S1-2)가 동시에 이루어질 수 있다.
접합재적층단계(S2)에서는 슬롯형성단계(S1)를 거쳐 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)가 관통형성된 제2접합재(20)를 제1접합재(10)의 상부에 적층시킨다. 압입재압입단계(S3)에서는 제2접합재(20)에 선형압입부재(50)을 적층하고, 선형압입부재(50)를 슬롯부(30)와 보조슬롯부(40)의 내부로 압입한다. 본 발명의 일실시예에 따른 압입재압입단계(S3)는 메인슬롯압입단계(S3-1)와 보조슬롯압입단계(S3-2)를 포함한다.
메인슬롯압입단계(S3-1)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1가압돌출부(3)를 가지는 압입장치(2)로 선형압입부재(50)을 가압하여 슬롯부(30)의 내부로 압입한다. 제1가압돌출부(3)는 슬롯부(30)에 대응되는 단면 형상을 가지고, 선형압입부재(50)의 압입부(51)를 하향 가압함으로써, 압입부(51)를 슬롯부(30)의 내부로 압입한다.
보조슬롯압입단계(S3-2)에서는 도 7에 도시된 바와 같이 제2가압돌출부(4)를 가지는 압입장치(2)로 선형압입부재(50) 중 제2접합재(20)에 걸쳐진 선형플랜지부(52)를 가압하여 보조슬롯부(40)의 내부로 압입한다. 제2가압돌출부(4)는 보조슬롯부(40)에 대응되는 단면 형상을 가지고, 선형압입부재(50)의 들뜸방지압입부(54)를 하향 가압함으로써, 들뜸방지압입부(54)를 보조슬롯부(40)의 내부로 압입한다.
상기와 같이 메인슬롯압입단계(S3-1)와 보조슬롯압입단계(S3-2)를 순차적으로 거치면서, 선형압입부재(50) 전체를 견고하게 제2접합재(20)에 밀착, 결속시킬 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 상기와 같이 메인슬롯압입단계(S3-1)와 보조슬롯압입단계(S3-2)를 순차적으로 거치고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 메인슬롯압입단계(S3-1) 만으로 선형플랜지부(52)가 들뜸 없이 제2접합재(20)에 밀착되는 경우, 보조슬롯압입단계(S3-2)를 생략할 수도 있다.
슬롯용접단계(S4)에서는 용접장치(2)를 접합 경로를 따라 연속하여 이동시키면서 선형압입부재(50)와 제1접합재(10)를 용접한다. 용접장치(2)로는 레이저 용접기를 적용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯용접단계(S4)는 메인용접단계(S4-1)와 보조용접단계(S4-2)를 포함한다.
메인용접단계(S4-1)에서는 용접장치(2)를 슬롯부(30)를 따라 설정 속도로 연속하여 이동시키며 선형압입부재(50)와 제1접합재(10)를 용접한다. 메인용접단계(S4-1)를 거치면서 접합 경로를 따라 선형으로 연속된 형태의 용접부(W1)가 형성된다.
레이저 용접기를 이용해 메인용접단계(S4-1)를 수행함에 있어서는, 슬롯부(30)와 입입부(51)의 폭(연장 방향과 직각되는 방향의 너비)에 따라 도 8의 (a), (b), (c), (d)에 도시된 바와 같이 다양한 패턴으로 용접을 수행할 수 있다. 도 8의 (b), (c), (d)에 도시된 패턴에 의하면, 도 8의 (a)에 도시된 경우와 비교해, 보다 연장된 동선을 가질 수 있고, 이에 따라 보다 견고하게 제1접합재(10)와 선형압입부재(50) 간의 용융 접합이 이루어질 수 있다.
보조용접단계(S4-2)에서는 용접장치(2)를 보조슬롯부(40)를 따라 이동시키며 선형압입부재(50)와 제1접합재(10)를 용접한다. 보조용접단계(S4-2)를 거치면서 접합 경로를 따라 선형으로 연속된 형태의 용접부(W1)와 설정 간격을 두고, 보조슬롯부(40)에 대응되는 형태의 보조용접부(W2)가 형성된다.
메인용접단계(S4-1) 이후에 보조용접단계(S4-2)를 추가로 수행함으로써, 선형플랜지부(52)가 제2접합재(20)로부터 들뜨는 것을 방지하며 본 발명에 따른 이재 접합체(1)의 구조적 안정성을 확보할 수 있고, 슬롯부(30)와 압입부(51) 간의 용접부(W1) 만을 형성한 경우와 비교해 용접 강도를 보다 강화시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 상기와 같이 메인용접단계(S4-1)와 보조용접단계(S4-2)를 순차적으로 거치고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 메인용접단계(S4-1)를 통해 형성된 용접부(W1) 만으로도 용접 강도 조건을 충분히 만족하는 경우, 보조용접단계(S4-2)를 생략할 수도 있다.
기존에 이종 재질의 부재를 상호 결속시킴에 있어서는 압입너트를 이용하는 방법이 적용되고 있으나, 점 형태로 접합이 이루어지기 때문에 부품 전체의 비틀림과 충격력에 취약하다는 한계가 있다. 또한, 복수개의 압입너트를 접합 경로를 따라 이격되게 배치시킨 구조에서는 압입너트 각각에 대해 전극의 정렬, 접속, 압입, 통전, 이격시키는 과정을 거치고 있으며, 이후 이웃한 다른 압입너트측으로 이동시키는 공정을 반복함으로써, 시간 소모가 크고 생산성이 낮았다.
본 발명에 따른 이재 접합체(1) 및 그 접합방법에 의하면, 선형압입부재(50)를 제2접합재(20)에 적층시킨 상태에서 슬롯부(30)의 내부로 압입하고 제1접합재(10)와 용접함으로써, 제1접합재(10)와 제2접합재(20)간의 접합부를 연속된 선형의 형태로 형성할 수 있고, 이에 따라 제1접합재(10)와 제2접합재(20) 간의 접합 강도를 안정적으로 확보할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기존에 압입너트를 이용하여 이종 재질의 부재를 접합하는 경우에는 구현 불가능했던 우수한 접합 강도를 구현할 수 있어, 특히 비틀림과 충격력이 작용하게 되는 부품, 제품에 적용하기 적합하며, 기존에 압입너트를 이용하던 구조에 복합하여 적용하는 경우 비틀림 강성과 충격 강성을 강화, 보완시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 이재 접합체 2 : 압입장치
3 : 제1가압돌출부 4 : 제2가압돌출부
10 : 제1접합재 20 : 제2접합재
21 : 안착홈부 30 : 슬롯부
40 : 보조슬롯부 50 : 선형압입부재
51 : 압입부 52 : 선형플랜지부
53 : 플랜지부 54 : 들뜸방지압입부

Claims (9)

  1. 제1접합재;
    상기 제1접합재에 적층되는 제2접합재;
    상기 제2접합재 상에 관통되게 형성되고, 접합 경로를 따라 연장되게 형성되는 슬롯부;
    상기 슬롯부를 커버하며 상기 제2접합재에 적층되고, 상기 슬롯부에 압입되어 상기 접합 경로 상에서 상기 제1접합재와 접하며, 용접에 의해 상기 제1접합재와 접합되는 선형압입부재; 및
    상기 제2접합재 상에 상기 슬롯부와 설정 거리를 두고 관통되게 되고, 상기 선형압입부재에 의해 커버되는 보조슬롯부;를 포함하고,
    상기 선형압입부재는,
    상기 슬롯부를 커버가능한 길이로 형성되고, 가압력에 의해 상기 슬롯부에 압입되는 압입부; 및
    상기 압입부와 함께 판상의 형상을 이루고, 상기 압입부의 압입 시 상기 슬롯부의 외부에서 상기 제2접합재에 걸리는 선형플랜지부;를 포함하며,
    상기 선형플랜지부는,
    상기 제2접합재에 적층되는 플랜지부; 및
    상기 플랜지부 상에 형성되고, 상기 보조슬롯부에 압입되는 들뜸방지압입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이재 접합체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2접합재는,
    상기 선형압입부재가 안착되는 위치에 함몰되게 형성되고, 상기 선형압입부재의 두께방향 일부가 인입되는 안착홈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이재 접합체.
  6. 제2접합재 상에 접합 경로에 대응되는 연장된 형상으로 슬롯부를 형성하는 슬롯형성단계;
    제1접합재에 상기 제2접합재를 적층시키는 접합재적층단계;
    상기 제2접합재에 선형압입부재를 적층하고 상기 슬롯부의 내부로 압입하는 압입재압입단계; 및
    용접장치를 접합 경로를 따라 연속하여 이동시키면서 상기 선형압입부재와 상기 제1접합재를 용접하는 슬롯용접단계;를 포함하고,
    상기 압입재압입단계는,
    상기 슬롯부에 대응되는 형상의 가압돌출부를 가지는 압입장치로 상기 선형압입부재를 가압하여 상기 슬롯부의 내부로 압입하는 메인슬롯압입단계; 및
    상기 선형압입부재 중 상기 제2접합재에 걸쳐진 선형플랜지부를 가압하여 상기 슬롯부와 이격되게 배치되는 보조슬롯부에 압입하는 보조슬롯압입단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이재 접합방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬롯형성단계는,
    상기 제2접합재를 펀칭하여 상기 슬롯부를 형성하는 메인슬롯형성단계; 및
    상기 제2접합재를 펀칭하여 상기 슬롯부와 설정간격을 두고 보조슬롯부를 형성하는 보조슬롯형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이재 접합방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 슬롯용접단계는,
    상기 용접장치를 상기 슬롯부를 따라 설정 속도로 이동시키며 상기 선형압입부재와 상기 제1접합재를 용접하고, 연속된 선형의 용접부를 형성하는 메인용접단계; 및
    상기 용접장치를 상기 보조슬롯부를 따라 이동시키며 상기 선형압입부재와 상기 제1접합재를 용접하는 보조용접단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이재 접합방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017064726A (ja) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社神戸製鋼所 接合方法、及び、異種材接合体の製造方法
JP2018047477A (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 株式会社神戸製鋼所 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手
JP2018103240A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 株式会社神戸製鋼所 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、異材溶接継手、及び、接合補助部材付き板材

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3400207B2 (ja) * 1995-09-18 2003-04-28 本田技研工業株式会社 融点を異にする二種の金属部材の重ね合せ接合方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017064726A (ja) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社神戸製鋼所 接合方法、及び、異種材接合体の製造方法
JP2018047477A (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 株式会社神戸製鋼所 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手
JP2018103240A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 株式会社神戸製鋼所 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、異材溶接継手、及び、接合補助部材付き板材

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