KR102300340B1 - Welding method for steel sheet and carbon fiber reinforced plastics sheet - Google Patents

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Abstract

금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법은 금속판재의 접합부 표면을 고주파 펄스 레이저빔으로 미세 표면 처리하여 스크래치면을 형성하는 표면처리단계; CFRP 복합판재의 접합부 표면에 상기 스크래치면이 접촉되도록 상기 금속판재를 겹친 상태로 지그 상에 로딩하는 로딩단계; 상기 지그 상의 전자 마그네틱을 작동하여 상기 CFRP 복합판재와 금속판재를 상호 압착하는 압착단계; 상기 CFRP 복합판재와 금속판재의 압착 상태를 유지하면서, 상기 금속판재의 스크래치면에 대응하는 외면에 고주파 가열기를 근접 가열하여 상기 금속판재의 열전달에 의해 상기 CFRP 복합판재의 융점까지 가열하는 가열단계를 포함한다.A method of bonding a metal plate and a carbon fiber reinforced plastic composite plate is disclosed. A method of bonding a metal plate and a carbon fiber reinforced plastic composite plate according to an embodiment of the present invention comprises: a surface treatment step of forming a scratch surface by micro-surface-treating the joint surface of the metal plate with a high-frequency pulsed laser beam; A loading step of loading on a jig in a state in which the metal plate is overlapped so that the scratch surface is in contact with the joint surface of the CFRP composite plate; Compression step of mutually pressing the CFRP composite plate and the metal plate by operating the electromagnetic on the jig; While maintaining the compressed state of the CFRP composite plate and the metal plate, heating a high-frequency heater close to the outer surface corresponding to the scratch surface of the metal plate to the melting point of the CFRP composite plate by heat transfer of the metal plate A heating step of heating include

Description

금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법{WELDING METHOD FOR STEEL SHEET AND CARBON FIBER REINFORCED PLASTICS SHEET} Bonding method of metal plate and carbon fiber reinforced plastic composite plate

본 발명은 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 본딩이나 체결부품 없이 강판과 CFRP 복합판재를 레이저 열원만을 이용하여 접합하는 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bonding method of a metal plate and a carbon fiber reinforced plastic composite plate, and more particularly, a metal plate and a carbon fiber reinforced plastic for bonding a steel plate and a CFRP composite plate using only a laser heat source without separate bonding or fastening parts. It relates to a bonding method of composite boards.

일반적으로 산업분야에서 두 금속판재를 상호 겹치기 접합하기 위해서는 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 이용한 레이저 용접이나, 스폿 용접기를 이용한 전기저항 용접이 주로 적용된다. In general, in order to overlap and bond two metal plates to each other in the industrial field, laser welding using a laser beam output from a laser oscillator or electric resistance welding using a spot welding machine is mainly applied.

도 1에서는 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도로써, 레이저빔(LB)을 이용하여 강판 소재를 용접하기 위한 일반적인 레이저 용접 시스템은 로봇(1)의 아암(3) 선단에 레이저 헤드(5)가 설치되고, 이 레이저 헤드(5)는 레이저 발진기(7)와 연결된다. 1 is a laser welding process diagram by a general laser welding system, a general laser welding system for welding a steel sheet material using a laser beam LB is a laser head 5 at the tip of the arm 3 of the robot 1 installed, and this laser head 5 is connected to a laser oscillator 7 .

상기 로봇(1)은 로봇 제어기(C)에 의해 거동 제어되어 상기 레이저 헤드(5)를 소재(9)의 용접패턴을 따라 이동시키면서 레이저빔(LB)이 조사되도록 하여 용접작업을 진행하게 된다. The robot 1 is controlled by the robot controller C to move the laser head 5 along the welding pattern of the material 9 while irradiating the laser beam LB to perform the welding operation.

한편, 최근에는 차체의 고강도 경량화의 추세에 따라 차체 소재로 금속판재 또는 비철금속판재뿐만 아니라 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: CARBON FIBER REINFORCED PLASTICS, 이하, CFRP라 칭함)으로 이루어지는 복합판재를 적용하는 사례가 빈번해 졌다. On the other hand, recently, in accordance with the trend of high strength and light weight of the car body, it is frequently used as a car body material consisting of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP: CARBON FIBER REINFORCED PLASTICS, hereinafter referred to as CFRP) as well as a metal plate or non-ferrous metal plate. lost.

탄소섬유를 이용한 CFRP는 강도, 탄성률, 경량성, 안정성이 우수하기 때문에, 높은 성능이 요구되는 항공이나 자동차 분야에서는 주요한 재료 중 하나로 각광받고 있으며, 경제적인 조건만 해결되면 향후 사용이 더욱 확대되고, CFRP의 제조량이 비약적으로 증가될 것으로 기대된다.CFRP using carbon fiber has excellent strength, modulus, lightness, and stability, so it is in the spotlight as one of the main materials in aviation and automobile fields that require high performance. It is expected that the production amount of CFRP will increase dramatically.

특히, 자동차 산업에서의 CFRP는 탄소섬유를 주로 에폭시나 플라스틱 등의 수지의 심으로 제조하여 많이 사용하는 추세이다. 즉, CFRP는 탄소섬유를 와인딩 모양이나 직물 모양으로 제조한 후, 수지류에 함침하여 경화시킨 것으로서, 고강도, 고탄성의 경량소재로 주목받고 있는 첨단 복합 재료이며, 비금속재이다. In particular, CFRP in the automobile industry is mainly used by manufacturing carbon fiber as a core of resin such as epoxy or plastic. That is, CFRP is a high-tech composite material that is attracting attention as a lightweight material with high strength and high elasticity, and is a non-metal material, which is manufactured by manufacturing carbon fibers in a winding shape or a fabric shape, and then impregnated with resins to harden them.

이러한 CFRP에서 수지류는 경도가 우수한 반면, 인장강도가 약해 쉽게 끊어지고, 탄소섬유는 인장강도가 높지만 굽힘 반발력이 없기 때문에 이 둘을 결합하는 것이다. In this CFRP, resins have excellent hardness, but are easily broken due to weak tensile strength.

또한, 탄소섬유는 같은 부피의 스틸에 비해 1/4의 무게로 경량화가 가능하고, 인장강도는 10배나 강하여 강성 확보에 유리하며, 성형성 역시 좋다는 이점이 있다. In addition, carbon fiber can be reduced in weight by 1/4 of the weight of steel of the same volume, and its tensile strength is 10 times stronger, which is advantageous for securing rigidity and has good formability.

그러나 상기한 바와 같은 CFRP를 차체에 적용하기 위해서는 이를 대체하기 어려운 부분에 적용되는 강판과의 접합이 가능해야 하는데, 두 소재의 물성적 특성에 의해 종래와 같이 레이저 용접이나 스폿 용접은 불가능한 단점이 있어, 주로 본딩이나 체결부품을 이용한 기계적 접합이 이루어지고 있다.However, in order to apply CFRP as described above to the vehicle body, it must be possible to bond with the steel sheet applied to the parts that are difficult to replace. , mainly bonding or mechanical bonding using fasteners is made.

이에, 강판과 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 종래의 접합방법에 따른 본딩이나 기계적 접합을 위해서는 설계치수를 벗어나지 않도록 설계단계에서부터 치수가 고려되어야 하며, 이에 따른 레이아웃 상의 자유도가 낮은 단점이 있어 새로운 접합방법의 연구개발이 시급한 문제이다.Therefore, for bonding or mechanical bonding according to the conventional bonding method between the steel sheet and the carbon fiber reinforced plastic composite sheet, the dimensions must be considered from the design stage so as not to deviate from the design dimensions, and accordingly, there is a disadvantage in that the degree of freedom in the layout is low, so a new bonding method R&D is an urgent issue.

상기와 같은 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section as described above are prepared to enhance the understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.

본 발명의 실시 예는 별도의 본딩이나 체결부품 없이 금속판재의 접합부 표면을 고주파 펄스 레이저빔으로 미세 표면 처리하여 스크래치면으로 형성한 후, 스크래치면을 CFRP 복합판재와 겹쳐서 전자 마그네틱의 자력을 이용하여 상기 금속판재와 CFRP 복합판재를 상호 압착한 상태로, 고주파 가열기를 열원으로 하여 CFRP 복합판재가 스크래치면에 스며들도록 하여 접합하는 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법을 제공하고자 한다. In an embodiment of the present invention, the surface of the joint of the metal plate is finely treated with a high-frequency pulsed laser beam without a separate bonding or fastening part to form a scratch surface, and then the scratch surface is overlapped with the CFRP composite plate using the magnetic force of electromagnetic In a state where the metal plate and the CFRP composite plate are pressed together, a high-frequency heater is used as a heat source to allow the CFRP composite plate to permeate the scratch surface to provide a bonding method of the metal plate and the carbon fiber reinforced plastic composite plate.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 금속판재의 접합부 표면을 고주파 펄스 레이저빔으로 미세 표면 처리하여 스크래치면을 형성하는 표면처리단계; CFRP 복합판재의 접합부 표면에 상기 스크래치면이 접촉되도록 상기 금속판재를 겹친 상태로 지그 상에 로딩하는 로딩단계; 상기 지그 상의 전자 마그네틱을 작동하여 상기 CFRP 복합판재와 금속판재를 상호 압착하는 압착단계; 상기 CFRP 복합판재와 금속판재의 압착 상태를 유지하면서, 상기 금속판재의 스크래치면에 대응하는 외면에 고주파 가열기를 근접 가열하여 상기 금속판재의 열전달에 의해 상기 CFRP 복합판재의 융점까지 가열하는 가열단계를 포함하는 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법을 제공할 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a surface treatment step of forming a scratch surface by micro-surface-treating the surface of the joint portion of the metal plate with a high-frequency pulsed laser beam; A loading step of loading on a jig in a state in which the metal plate is overlapped so that the scratch surface is in contact with the joint surface of the CFRP composite plate; Compression step of mutually pressing the CFRP composite plate and the metal plate by operating the electromagnetic on the jig; While maintaining the compressed state of the CFRP composite plate and the metal plate, heating a high-frequency heater close to the outer surface corresponding to the scratch surface of the metal plate to the melting point of the CFRP composite plate by heat transfer of the metal plate A heating step of heating It is possible to provide a bonding method of a metal plate comprising a carbon fiber reinforced plastic composite plate.

또한, 상기 금속판재는 스틸 또는 마그네슘 합금을 소재로 할 수 있다.In addition, the metal plate material may be made of steel or a magnesium alloy.

또한, 상기 스크래치면은 상기 금속판재의 표면으로부터 돌출되어 형성될 수 있다.In addition, the scratch surface may be formed to protrude from the surface of the metal plate.

또한, 상기 로딩단계는 상기 지그 상에 구성되는 전자 마그네틱에 접하여 상기 CFRP 복합판재를 안착하고, 상기 CFRP 복합판재의 상면에 상기 금속판재의 스크래치면을 접하도록 하여 로딩할 수 있다.In addition, the loading step may be loaded by seating the CFRP composite plate in contact with the electromagnetic magnet configured on the jig, and contacting the scratch surface of the metal plate on the upper surface of the CFRP composite plate.

또한, 상기 압착단계는 상기 전자 마그네틱의 자력에 의해 상기 금속판재를 당기는 힘으로 상기 CDRP 복합판재와 금속판재가 압착될 수 있다.In addition, in the pressing step, the CDRP composite plate and the metal plate may be compressed by the force of pulling the metal plate by the magnetic force of the electromagnetic magnet.

또한, 상기 가열단계는 상기 고주파 가열기를 전후진 구동하는 작동 실린더를 전진 구동하여 상기 고주파 가열기를 상기 금속판재에 근접하여 가열할 수 있다. In addition, in the heating step, the high-frequency heater may be heated in proximity to the metal plate by driving a working cylinder for driving the high-frequency heater forward and backward.

또한, 상기 CFRP 복합판재의 융점은 200℃ ~250℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.In addition, the melting point of the CFRP composite plate may be set within the range of 200 ℃ ~ 250 ℃.

본 발명의 실시 예는 스틸, 마그네슘 합금강판 등의 금속판재의 접합부 표면을 고주파 펄스 레이저빔으로 미세 표면 처리하여 스크래치면으로 형성한 후, 스크래치면을 CFRP 복합판재와 겹쳐서 전자 마그네틱의 자력을 이용하여 상기 금속판재와 CFRP 복합판재를 상호 압착한 상태로, 고주파 가열기를 열원으로 하여 CFRP 복합판재가 스크래치면에 스며들도록 하여 접합하는 것으로, 본딩이나 접착제 테이핑 또는 기계적 접합에 비하여 자동화 라인의 구현이 쉽고, 체결부품 등, 접합 부재료를 배제할 수 있어 설계치수를 고려할 필요가 없다는 이점이 있다.In an embodiment of the present invention, the surface of the joining part of a metal plate such as steel or magnesium alloy steel plate is finely surface-treated with a high-frequency pulsed laser beam to form a scratch surface, and then the scratch surface is overlapped with a CFRP composite plate material using the magnetic force of electromagnetic In a state in which the metal plate and the CFRP composite plate are pressed together, the CFRP composite plate is bonded by using a high-frequency heater as a heat source to permeate the scratch surface. There is an advantage in that it is not necessary to consider design dimensions because joining materials such as fastening parts can be excluded.

또한, 본딩 접합은 접착제 정적온도를 유지관리해야 하는 반면, 주변 온도에 따른 접합강도의 편차가 없다는 이점도 있다. In addition, the bonding bonding has the advantage that there is no variation in bonding strength depending on the ambient temperature, while maintaining the static temperature of the adhesive.

도 1은 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법에 따른 공정도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법에 적용되는 금속판재의 표면처리의 예시도이다.1 is a laser welding process diagram by a general laser welding system.
Figure 2 is a process diagram according to the bonding method of the metal plate and carbon fiber reinforced plastic composite plate according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary view of the surface treatment of the metal plate material applied to the bonding method of the metal plate material and carbon fiber reinforced plastic composite plate material according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법에 따른 공정도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법에 적용되는 금속판재의 표면처리의 예시도이다.Figure 2 is a process diagram according to the bonding method of the metal plate and carbon fiber reinforced plastic composite plate according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a bonding method of the metal plate and carbon fiber reinforced plastic composite plate according to an embodiment of the present invention It is an exemplary view of the surface treatment of the applied metal plate material.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법은 표면처리단계(S1), 로딩단계(S2), 압착단계(S3), 가열단계(S4)를 포함한다. 2, the bonding method of the metal plate and the carbon fiber reinforced plastic composite plate according to an embodiment of the present invention is a surface treatment step (S1), a loading step (S2), a pressing step (S3), a heating step (S4) includes

먼저, 표면처리단계(S1)는 금속판재(13)의 접합부 표면에 고주파 펄스 레이저빔(LB)을 일정패턴으로 조사하여 미세 표면 처리함으로써, 도 3에서 도시한 바와 같은 스크래치면(15)을 형성한다. First, in the surface treatment step (S1), by irradiating a high frequency pulsed laser beam (LB) in a predetermined pattern to the surface of the bonding portion of the metal plate material 13 and micro surface treatment, the scratch surface 15 as shown in FIG. 3 is formed. do.

여기서, 상기 금속판재(13)는 스틸 또는 마그네슘 합금을 소재로 하는 강판 또는 합금강판이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 보론이 첨가된 보론 합금강판이 적용될 수 있다.Here, the metal plate 13 may be a steel plate or an alloy steel plate made of steel or magnesium alloy as a material, but is not limited thereto, and a boron alloy steel plate to which boron is added may be applied.

또한, 상기 스크래치면(15)은 상기 금속판재(13)의 표면으로부터 일정높이(h)로 돌출되어 형성된다. In addition, the scratch surface 15 is formed to protrude from the surface of the metal plate 13 to a predetermined height (h).

또한, 상기 고주파 펄스 레이저빔(LB)은 패턴형상, 출력, 주파수, 점당 조사시간 등의 제어를 통해 다양한 스크래치면(15)을 형성할 수 있다.In addition, the high frequency pulsed laser beam LB may form various scratch surfaces 15 through control of pattern shape, output, frequency, irradiation time per point, and the like.

이와 같이, 금속판재(13)의 표면처리가 완료되면, 상기 로딩단계(S2)에서 CFRP 복합판재(11)의 접합부 표면에 상기 금속판재(13)의 스크래치면(15)이 접촉되도록 상기 금속판재(13)와 CFRP 복합판재(11)를 상호 겹친 상태로 지그(17) 상에 로딩한다. In this way, when the surface treatment of the metal plate 13 is completed, the metal plate material so that the scratch surface 15 of the metal plate 13 is in contact with the surface of the joint portion of the CFRP composite plate 11 in the loading step (S2). (13) and the CFRP composite plate 11 are loaded on the jig 17 in an overlapping state.

이때, 상기 지그(17) 상에는 상기 금속판재(13)와 CFRP 복합판재(11)의 접합부가 위치되는 중앙에 제어기(C)의 전원공급제어에 의해 자력을 발생시키는 전자 마그네틱(20)이 구성된다. At this time, on the jig 17, an electromagnetic force is generated by the power supply control of the controller C at the center where the junction of the metal plate 13 and the CFRP composite plate 11 is located. .

즉, 상기 CFRP 복합판재(11)는 지그(17) 상의 전자 마그네틱(20)에 안착되어 배치하고, 상기 금속판재(13)는 그 상부에 배치되어 로딩된다. That is, the CFRP composite plate 11 is seated and disposed on the electromagnetic 20 on the jig 17 , and the metal plate 13 is disposed and loaded thereon.

이와 같이, 금속판재(13)와 CFRP 복합판재(11)가 지그(17) 상에 로딩된 상태로, 상기 압착단계(S3)를 진행한다.In this way, in a state in which the metal plate 13 and the CFRP composite plate 11 are loaded on the jig 17, the pressing step (S3) is performed.

상기 압착단계(S3)는 상기 제어기(C)의 공급되는 전원에 의해 상기 전자 마그네틱(20)이 자화하여 강한 자력을 발생시키게 되고, 이에, 상기 전자 마그네틱(20)이 자력을 이용하여 상기 금속판재(13)를 끌어당기면, 상기 금속판재(13)와 전자 마그네틱(20) 사이에 배치된 상기 CFRP 복합판재(11)는 상기 금속판재(13)와 압착상태가 된다.In the pressing step (S3), the electro-magnetic 20 is magnetized by the power supplied from the controller C to generate a strong magnetic force, and thus, the electro-magnetic 20 uses the magnetic force to generate the metal plate material. When (13) is pulled, the CFRP composite plate (11) disposed between the metal plate (13) and the electromagnetic field (20) is in a compressed state with the metal plate (13).

이후, 가열단계(S4)를 진행하는데, 상기 가열단계(S4)는 상기 금속판재(13)와 CFRP 복합판재(11)의 상호 압착 상태가 유지하면서, 상기 금속판재(13)의 스크래치면(15)에 대응하는 외면에 대하여 고주파 가열기(30)를 근접하여 가열하되, 금속판재(13)의 열전도에 의해 상기 CFRP 복합판재(11)가 융점에 도달하여 용융될 때까지 가열한다. Thereafter, a heating step (S4) is performed, in which the heating step (S4) is maintained while the mutually compressed state of the metal plate 13 and the CFRP composite plate 11 is maintained, and the scratch surface 15 of the metal plate 13 is maintained. ), the high-frequency heater 30 is heated close to the corresponding outer surface, and heated until the CFRP composite plate 11 reaches the melting point and melts by heat conduction of the metal plate 13 .

이때, 상기 고주파 가열기(30)는 작동 실린더(40)의 작동로드 선단에 장착되어 전후진 구동하며, 내부에 고주파 유도 코일(31)이 구성되어 상기 작동 실린더(40)의 전진 구동에 의해 상기 금속판재(13)에 근접하여 제어기(C)의 제어신호에 따라 상기 금속판재(13)를 근접 가열한다. At this time, the high-frequency heater 30 is mounted on the front end of the working rod of the working cylinder 40 to drive it forward and backward, and the high-frequency induction coil 31 is configured therein so that the metal is driven by the forward driving of the working cylinder 40 . Proximally heating the metal plate 13 according to the control signal of the controller (C) close to the plate (13).

여기서, 상기 고주파 가열기(30)는 상기 금속판재(13)와의 거리, 출력제어 등을 통하여 상기 금속판재(13)의 가열온도를 제어할 수 있다. Here, the high-frequency heater 30 may control the heating temperature of the metal plate 13 through a distance from the metal plate 13, output control, and the like.

즉, 상기 CFRP 복합판재(11)의 융점은 통상 200℃ ~250℃의 범위 내에서 설정되고, 상기 철의 융점이 통상 1,535℃ 인 것을 고려하여 상기 가열온도는 약 250℃ 전후로 설정하면, 상기 CFRP 복합판재(11)는 금속판재(13)와의 융점차이에 의해 스크래치면(15) 사이로 CFRP 복합판재(11)의 수지가 스며들어 냉각에 의해 고상화되면서 접합이 이루어진다.
That is, the melting point of the CFRP composite plate 11 is usually set within the range of 200° C. to 250° C., and considering that the melting point of iron is usually 1,535° C., the heating temperature is set around 250° C., the CFRP The composite plate 11 is bonded as the resin of the CFRP composite plate 11 permeates between the scratch surfaces 15 by the melting point difference with the metal plate 13 and solidifies by cooling.

따라서 상기한 바와 같은 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법에 의하면, 스틸판재, 마그네슘 합금강판 등의 금속판재(13)의 접합부 표면을 고주파 펄스 레이저빔(LB)으로 미세 표면 처리하여 스크래치면(15)으로 형성한 후, 스크래치면(15)을 CFRP 복합판재(11)와 겹친 상태로 자력에 의해 압착하고, 내부에 고주파 유도 코일(31)을 구성한 고주파 가열기(30)를 열원으로 하여 금속판재(13)와 CFRP 복합판재(11)의 융점차이를 이용하여 CFRP 복합판재(11)가 스크래치면(15)에 스며들도록 하여 접합함으로써, 본딩이나 접착제 테이핑 또는 기계적 접합에 비하여 자동화 라인의 구현이 쉽고, 체결부품 등, 접합 부재료를 배제할 수 있어 설계치수를 고려할 필요가 없다.Therefore, according to the bonding method of the metal sheet material and the carbon fiber reinforced plastic composite sheet material as described above, the surface of the bonding portion of the metal sheet material 13 such as a steel sheet material and a magnesium alloy steel sheet is finely surface treated with a high frequency pulse laser beam (LB) to scratch After forming the surface 15, the scratch surface 15 is pressed by magnetic force in an overlapping state with the CFRP composite plate 11, and a high-frequency heater 30 comprising a high-frequency induction coil 31 inside is used as a heat source. By using the melting point difference between the metal plate 13 and the CFRP composite plate 11 to allow the CFRP composite plate 11 to permeate the scratch surface 15 and bonding, compared to bonding or adhesive taping or mechanical bonding, the implementation of an automated line This is easy, and there is no need to consider the design dimensions because the joining materials such as fastening parts can be excluded.

또한, 본딩 접합은 접착제 정적온도를 유지관리해야 하는 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법은 주변 온도에 따른 접합강도의 편차가 없다. In addition, while bonding bonding requires maintaining the static temperature of the adhesive, the bonding method of the metal sheet and the carbon fiber reinforced plastic composite sheet according to the embodiment of the present invention does not have a deviation in bonding strength depending on the ambient temperature.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it can be easily changed by a person skilled in the art from the embodiment of the present invention to equivalent It includes all changes to the extent recognized as such.

11: CFRP 복합판재
13: 금속판재
15: 스크래치면
17: 지그
20: 전자 마그네틱
30: 고주파 가열기
31: 고주파 유도 코일
40: 작동 실린더
C: 제어기
h: 높이11: CFRP composite plate
13: metal plate
15: scratch surface
17: jig
20: Electromagnetic
30: high frequency burner
31: high frequency induction coil
40: working cylinder
C: Controller
h: height

Claims (10)

금속판재의 접합부 표면을 초점구간의 고주파 펄스 레이저빔으로 미세 표면 처리하여 상기 금속판재의 표면으로부터 돌출되어 형성되는 스크래치면을 형성하는 표면처리단계;
CFRP 복합판재의 접합부 표면에 상기 스크래치면이 접촉되도록 상기 금속판재를 겹친 상태로, 지그 상에 구성되는 전자 마그네틱에 접하여 상기 CFRP 복합판재가 안착되도록 로딩하는 로딩단계;
상기 지그 상의 전자 마그네틱의 자력에 의해 상기 금속판재를 당기는 힘으로 상기 CFRP 복합판재와 금속판재를 상호 압착하는 압착단계;
상기 CFRP 복합판재와 금속판재의 압착 상태를 유지하면서, 상기 금속판재의 스크래치면에 대응하는 외면에 고주파 가열기를 전후진 구동하는 작동 실린더를 전진 구동하여 상기 고주파 가열기에 의해 상기 금속판재를 가열하여 상기 금속판재의 열전달에 의해 상기 CFRP 복합판재의 융점까지 가열하는 가열단계;
를 포함하는 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법.A surface treatment step of forming a scratch surface protruding from the surface of the metal plate by treating the surface of the bonding portion of the metal plate with a high-frequency pulsed laser beam in a focal section;
A loading step of loading the CFRP composite plate to be seated in contact with the electronic magnet configured on the jig, in a state in which the metal plate is overlapped so that the scratch surface is in contact with the surface of the junction of the CFRP composite plate;
Compression step of mutually pressing the CFRP composite plate and the metal plate by the force of pulling the metal plate by the magnetic force of the electromagnetic on the jig;
While maintaining the compressed state of the CFRP composite plate and the metal plate, the working cylinder for driving the high-frequency heater forward and backward on the outer surface corresponding to the scratch surface of the metal plate is driven forward to heat the metal plate by the high-frequency heater. A heating step of heating to the melting point of the CFRP composite plate by heat transfer of the metal plate;
A method of bonding a metal plate and a carbon fiber reinforced plastic composite plate comprising a. 제1항에 있어서,
상기 금속판재는
스틸 또는 마그네슘 합금을 소재로 하는 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법. According to claim 1,
The metal plate
A method of joining a metal plate made of steel or magnesium alloy and a carbon fiber reinforced plastic composite plate. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 CFRP 복합판재의 융점은
200℃ ~250℃의 범위 내에서 설정되는 금속판재와 탄소 섬유 강화 플라스틱 복합판재의 접합방법. According to claim 1,
The melting point of the CFRP composite plate is
A bonding method of a metal plate and a carbon fiber reinforced plastic composite plate set within the range of 200°C to 250°C. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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