KR102216059B1 - 진공 유리의 유도 가열 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부 유리 기판과 하부 유리 기판을 포함하고, 상부 유리 기판과 하부 유리 기판의 실링할 영역에 금속층이 제조되어 있으며, 하부 유리 기판의 실링할 영역의 금속층 상에 솔더가 연속적으로 설치되고, 상부 유리 기판과 하부 유리 기판을 중첩하며, 용접할 때 고주파 유도 용접 헤드의 중심이 금속층의 폭 방향 중앙선을 따라 행진하는 진공 유리의 유도 가열 용접 방법에 있어서, 금속층의 코너 영역을 유도 가열할 때, 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선에서 벗어나도록 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시킴으로써, 코너 영역 내의 금속층의 유도 전력을 낮추어 상기 코너 영역 내의 금속층이 지나치게 가열되는 것을 방지하는 진공 유리의 유도 가열 용접 방법을 제공한다.

Description

진공 유리의 유도 가열 용접 방법
본 발명은 진공 유리 기술분야에 관한 것으로, 특히 진공 유리에 대한 유도 가열 용접 방법에 관한 것이다.
진공 유리는 새로 각광받는 유리 종류로서, 일반적으로 두 개의 유리로 구성되고 두 개의 유리 사이에 진공층이 구비되며, 이 진공층으로 인해 진공 유리가 방음, 단열, 결로 방지 측면에서 좋은 성능을 가지게 되고, 에너지 절약, 친환경 발전을 요구하는 국가 정책에도 더욱 부합하게 된다.
진공 유리의 실링 품질은 진공 유리의 성능을 직접 좌우하며, 현재 진공 유리는 주로 두 가지 실링 방법을 사용하고 있는데, 하나는 저융점 유리가루를 이용한 실링이고, 다른 하나는 금속을 이용한 실링이다. 금속으로 실링하는 경우, 먼저 두 개의 유리 기판의 서로 대향되는 면의 가장자리에 금속층을 제조한 후, 솔더링 공정을 통해 금속층과 솔더를 견고하게 연결시켜 두 개의 유리 기판을 기밀하게 실링하여야 한다.
실링 과정에서, 고주파 유도 가열 방식으로 솔더를 가열할 수 있는데, 도 1과 같이 고주파 유도 용접 헤드는 고주파 유도 코일을 감아서 형성된 것이다. 용접 과정에서, 고주파 유도 용접 헤드의 중심선은 용접 스트립의 중앙선에 정렬되고, 고주파 유도 용접 헤드가 용접 스트립의 중앙선을 따라 등속으로 전진함으로써, 진공 유리 주변이 기밀하게 용접하게 된다.
솔더와 금속층이 모두 실링 영역에 존재하기 때문에, 고주파 유도 용접 헤드가 작동할 때 솔더를 가열할 뿐만 아니라, 실링 영역 내의 금속층을 가열하기도 한다. 실제 생산 과정에서, 유리 기판은 항상 그 코너 위치에서 금속층의 버닝 현상이 발생되고, 코너 위치는 도 2의 고주파 유도 용접 헤드의 위치로서, 금속층과 유리 기판의 결합 강도가 크게 저하된다. 예를 들면, 금속층이 유리 기판에 소결된 은막층인 경우, 유리 기판의 코너 영역의 은막 중의 은이 지나치게 가열됨에 따라 솔더에 용입되어, 생산한 진공 유리의 코너 부위의 용접 강도가 크게 저하되고, 진공 유리의 용접 신뢰성 및 사용 수명에 영향을 미치게 된다.
본 발명자는 유도 가열 용접이 진공 유리의 코너 부위의 용접 강도를 저하시키는 기존 기술의 문제에 대해 연구한 결과, 고주파 유도 용접 헤드가 코너 영역에서 필연코 감속-방향 전환-가속되는 과정을 거치게 되므로 진공 유리의 코너 영역의 내각 부위의 유도 가열 시간이 지나치게 길어지고, 동시에 가열 과정에서 금속층의 에지부의 가열 속도가 금속층 중심의 가열 속도보다 현저하게 커지는데, 이것은 코너 영역의 금속층이 버닝되는 주된 원인이고, 코너 영역의 내각 부위가 특히 삼각하게 버닝되는 것을 발견하였다. 발명자는 연구를 통해, 이론적으로 유도 가열의 전력을 낮추거나, 고주파 유도 용접 헤드의 행진 속도를 가속시키거나, 또는 고주파 유도 용접 헤드와 금속층 사이의 높이를 변화시킴으로써 상기 문제를 해결할 수 있으나, 실제적으로 실시하는 과정에서는 활용성이 낮고, 일정한 효과가 있지만 현저하지 않는 것을 발견하였다.
본 발명의 목적은 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선에서 벗어나도록 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시킴으로써, 코너 영역 내의 금속층의 유도 전력을 낮추고, 코너 영역의 금속층이 버닝되는 현상을 방지하는 진공 유리의 유도 가열 용접 방법을 제공하는 것이다. 여기서, 금속층의 폭 방향 중앙선이 방향을 전환하는 영역이 바로 코너 영역이다.
상기 목적을 구현하기 위해, 본 발명의 기술 방안은 상부 유리 기판과 하부 유리 기판을 포함하고, 상부 유리 기판과 하부 유리 기판의 실링할 영역에 금속층이 제조되어 있으며, 하부 유리 기판의 실링할 영역의 금속층 상에 솔더가 연속적으로 설치되고, 상부 유리 기판과 하부 유리 기판을 중첩하며, 용접할 때 고주파 유도 용접 헤드 중심이 금속층의 폭 방향 중앙선을 따라 행진하는 진공 유리의 유도 가열 용접 방법에 있어서, 금속층의 코너 영역을 유도 가열할 때, 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선에서 벗어나도록 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시킴으로써, 코너 영역 내의 금속층의 유도 전력을 낮추고, 상기 영역 내의 금속층이 지나치게 가열되는 것을 방지하는 진공 유리의 유도 가열 용접 방법을 제공한다.
나아가, 상기 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시키는 방식은 코너 영역에서 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선의 외측에 위치하도록 하는 것이다.
나아가, 상기 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시키는 방식은 금속층의 형상을 변화시켜 금속층이 코너 영역의 내연과 외연에서 모두 아크가 되도록 하는 것이다.
나아가, 상기 금속층은 코너 영역 내연에서의 아크 반경이 r이고, 코너 영역 외연에서의 아크 반경이 R이며, 직선 구간의 폭이 d이고, d=R-r이다.
나아가, 상기 금속층은 폭이 8mm이며, 코너 영역 내연에서의 아크 반경이 3mm이고, 코너 영역 외연에서의 아크 반경이 11mm이다.
나아가, 상기 유리 기판이 원형인 경우, 유리 기판의 실링할 영역에 설치되는 금속층은 링 형상이며, 링의 폭이 d이고, 내측 원의 반경이 r이며, 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 링과 원심이 같은 원형이고, 원형의 반경이 R이며, r+d/2<R<r+d이다.
나아가, 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선에서 이탈되는 거리가 금속층의 폭의 절반보다 작도록 상기 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시킨다.
상기 방법은 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향의 중앙선에서 벗어나도록 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시킴으로써, 코너 영역 내의 금속층의 유도 전력을 낮추어 금속층이 버닝되는 것을 방지한다. 상기 방법에 의해 제조된 진공 유리는 실링 영역의 밀봉 성능이 개선되고, 제품의 양품율이 향상되며, 진공 유리의 사용 수명이 연장된다.
도 1은 고주파 유도 용접 헤드의 모식도이다.
도 2는 기존 기술에 따른 유도 가열 용접의 모식도이다.
도 3은 실시예 1의 용접 모식도이다.
도 4는 도 3의 영역 A의 확대 모식도이다.
도 5는 실시예 2의 용접 모식도이다.
도 6은 실시예 3의 용접 모식도이다.
도 7은 실시예 4의 용접 모식도이다.
도 8은 실시예 5의 용접 모식도이다.
이하에서는, 실시예를 이용하여 본 발명을 더 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 형식으로 구현될 수 있고, 여기서 기술한 예시적인 실시예에 한정되는 것으로 이해해서는 안 된다.
설명의 편의를 위해, 본 발명에서는 "위", "아래", "왼쪽", "오른쪽" 등과 같은 상대 공간 용어를 사용하여 도면에 나타낸 하나의 소자 또는 특징이 다른 하나의 소자 또는 특징에 대한 관계를 설명할 수 있다. 도면에 나타낸 방위 이외에, 공간 용어는 장치를 사용하거나 조작할 때의 상이한 방위를 포함하는 것으로 이해해야 한다. 예를 들면, 도면에 나타낸 장치를 뒤집으면, 다른 소자 또는 특징 "아래"에 위치하는 것으로 기술된 소자는 다른 소자 또는 특징 "위"에 위치하게 된다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 상부와 하부 모두를 포함할 수 있다. 다른 방식(90도 회전하거나 다른 방위에 위치)으로 장치를 위치시킬 수 있으며, 여기서 사용한 상대적인 공간 설명으로 대응하게 해석할 수 있다.
실시예 1
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 진공 유리의 유도 가열 용접 방법의 구체적인 제1 실시형태를 나타내고, 본 실시예에서, 실링할 유리 기판(1)은 정사각형 유리이며, 유리 기판(1) 주변의 실링 영역 내에 금속층(2)이 미리 설치되어 있고, 금속층(2)은 4개의 코너 영역의 내연과 외연에서 모두 직각이며, 금속층(2)에 솔더가 연속적으로 설치되어 있고, 금속층(2)의 직선 구간을 용접할 때, 고주파 유도 용접 헤드(3)의 중심이 금속층(2)의 폭 방향 중앙선에 정렬되어 등속으로 행진하는데, 그 행진 경로(4)가 직선이며, 금속층(2)의 코너 영역을 용접할 때, 고주파 유도 용접 헤드(3)의 행진 경로(4)를 외측으로 이탈시켜 고주파 유도 용접 헤드(3)가 행진 과정에서 그 중심이 금속층(2)의 폭 방향 중앙선으로부터 이탈되도록 함으로써, 코너 영역 내의 금속층(2)의 유도 전력을 낮추고, 이탈되는 거리가 금속층(2)의 폭의 절반보다 작아야 한다.
실시예 2
도 5는 본 발명에 따른 진공 유리의 유도 가열 용접 방법의 구체적인 제2 실시형태를 나타내고, 본 실시예에서, 실링할 유리 기판(1)은 정사각형 유리이며, 유리 기판(1) 주변의 실링 영역 내에 금속층(2)이 미리 설치되어 있고, 금속층(2)에 솔더가 연속적으로 설치되어 있으며, 금속층(2)의 직선 구간을 용접할 때, 고주파 유도 용접 헤드(3)의 중심이 금속층(2)의 폭 방향 중앙선에 정렬되어 등속으로 행진하는데, 그 행진 경로(4)가 직선이고, 금속층(2)의 코너 영역을 용접할 때, 고주파 유도 용접 헤드(3)의 행진 경로를 유지하는데, 도 2를 참고하면 금속층(2)의 폭 방향 중앙선과 만난 후 연결되어 형성되는 폐합 도형의 변이 바로 행진 경로이다. 코너 영역의 금속층(2)의 형상을 변화시켜 금속층의 코너 영역의 외연(21)과 내연(22)이 아크가 되도록 함으로써, 고주파 유도 용접 헤드(3)가 행진하는 과정에서 그 중심이 외측으로 금속층(2)의 중앙선을 벗어나도록 하여 코너 영역 내의 금속층(2)의 유도 전력을 낮추고, 이탈되는 거리가 금속층(2)의 폭의 절반보다 작아야 한다. 금속층은 폭이 8mm이고, 코너 영역 내연에서의 아크 반경이 3mm이며, 코너 영역 외연에서의 아크 반경이 11mm인 것이 바람직하다.
실시예 3
도 6은 본 발명에 따른 진공 유리의 유도 가열 용접 방법의 구체적인 제3 실시형태를 나타내고, 본 실시예에서, 실링할 유리 기판(1)은 원형이며, 유리 기판(1) 주변의 실링 영역 내에 링 형상의 금속층(2)이 미리 설치되어 있고, 링의 폭이 d이며, 내측 원의 반경이 r이고, 본 실시예에 따른 금속층(2)은 직선 구간이 없고 모두 코너 영역이며, 코너 영역을 용접하는 방법은 실시예 1에서 설명한 것과 기본적으로 동일하고, 고주파 유도 용접 헤드(3)가 외측으로 고주파 유도 용접 헤드(3)의 행진 경로(4)를 벗어나 행진하는 과정에서, 그 중심선이 금속층(2)의 폭 방향 중앙선(23)에서 벗어나도록 함으로써 코너 영역 내의 금속층(2)의 유도 전력이 낮아지고, 고주파 유도 용접 헤드(3) 중심의 운행 궤적은 링 형상의 금속층(2)과 원심이 같은 원형이고, 상기 원형의 반경이 R이며, r+d/2<R<r+d이다.
실시예 4
도 7은 본 발명에 따른 진공 유리의 유도 가열 용접 방법의 구체적인 제4 실시형태를 나타내고, 본 실시예는 실시예 1의 용접 방식과 기본적으로 동일하나, 유리 기판(1)이 사다리꼴인 면에서 차이가 있다.
실시예 5
도 8은 본 발명에 따른 진공 유리의 유도 가열 용접 방법의 구체적인 제5 실시형태를 나타내고, 본 실시예는 실시예 1의 용접 방식과 기본적으로 동일하나, 유리 기판(1)이 삼각형인 면에서 차이가 있다.
상술한 바와 같이 첨부된 도면에 결부하여 본 출원의 일부 바람직한 실시예에 대해서만 설명하였으나 본 출원은 이에 한정되지 않고, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 출원의 정신에서 벗어나지 않고 실시한 모든 수정 및/또는 변형은 모두 본 출원의 보호 범위에 속할 것이다.
1 : 유리 기판
2 : 금속층
21 : 금속층의 코너 영역의 외연
22 : 금속층의 코너 영역의 내연
23 : 금속층의 폭 방향 중앙선
3 : 고주파 유도 용접 헤드
4 : 행진 경로

Claims (7)

  1. 상부 유리 기판과 하부 유리 기판을 포함하고, 상부 유리 기판과 하부 유리 기판의 실링할 영역에 금속층이 제조되어 있으며, 하부 유리 기판의 실링할 영역의 금속층 상에 솔더가 연속적으로 설치되고, 상부 유리 기판과 하부 유리 기판을 중첩하며, 진공 유리의 실링할 영역을 유도 가열 용접하며, 용접할 때 고주파 유도 용접 헤드의 중심이 금속층의 폭 방향 중앙선을 따라 행진하는 진공 유리의 유도 가열 용접 방법에 있어서,
    금속층 코너 영역을 유도 가열할 때, 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선에서 벗어나도록 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향의 중앙선의 상대적 위치를 변화시킴으로써, 코너 영역 내의 금속층의 유도 전력을 낮추어 상기 코너 영역 내의 금속층이 지나치게 가열되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 진공 유리의 유도 가열 용접 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시키는 방식은 코너 영역에서 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선의 외측에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시키는 방식은 금속층의 형상을 변화시켜 금속층이 코너 영역의 내연과 외연에서 모두 아크가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속층은 코너 영역 내연에서의 아크 반경이 r이고, 코너 영역 외연에서의 아크 반경이 R이며, 직선 구간의 폭이 d이고, d=R-r인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속층은 폭이 8mm이며, 코너 영역 내연에서의 아크 반경이 3mm이고, 코너 영역 외연에서의 아크 반경이 11mm인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리 기판이 원형인 경우, 유리 기판의 실링할 영역에 설치되는 금속층은 링 형상이며, 링의 폭이 d이고, 내측 원의 반경이 r이며, 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 링 형상과 원심이 같은 원형이고, 원형의 반경이 R이며, r+d/2<R<r+d인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적이 금속층의 폭 방향 중앙선에서 벗어나는 거리가 금속층의 폭의 절반보다 작도록 상기 고주파 유도 용접 헤드 중심의 운행 궤적과 금속층의 폭 방향 중앙선의 상대적 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
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