KR102440300B1 - 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법 - Google Patents

플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법은 동일 또는 이종 두께와 동일 또는 이종 재질의 강재를 테일러드 블랭크에 의해 절단된 강판을 서로 맞대어 플라즈마 용접을 한 후 성형하여 제조하므로서 용접 가능한 판 두께의 범위를 넓게 하며, 레이저 용접에 의해 제조되는 것에 비하여 원가가 저렴하고 동강성(Dynamic Stiffness)이 우수하며, 용접의 열 영향부의 영향을 작게하여 소재의 변형이 감소되도록 하는 것이다.
본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법은 ⒜ 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 소정의 크기로 재단하고 절단하여 서브프레임 어퍼판넬과, 프론트 서브프레임 로워판넬의 각 멤버를 절단하는 블랭킹공정; ⒝ 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단된 어퍼판넬과 로워판넬의 각 멤버를 설치하는 멤버 설치공정; ⒞ 상기 멤버 설치공정에서 설치된 어퍼판넬과, 로워판넬의 각 멤버의 결합 부위에 플라즈마 용접을 하여 결합하는 플라즈마 용접공정; ⒟ 상기 플라즈마로 용접단계에서 플라즈마 용접에 의해 결합된 어퍼판넬과 로워판넬의 용접부위를 측정하여 검사하는 판넬의 용접부위 검사공정; ⒠ 상기 판넬의 용접부위 검사공정에서 판넬의 용접부위 검사를 통과한 어퍼판넬과 로워판넬을 프레스로 성형하는 프레스로 성형공정; ⒡ 상기 프레스로 성형공정을 거친 어퍼판넬과 로워판넬을 덧대어 CO2 용접으로 결합하는 어퍼판넬과 로워판넬 결합공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법{Manufacturing method of subframe for automobiles using tailored weld blank by plasma welding}
본 발명은 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 서로 다른 강판을 절단한 후에 플라즈마를 사용하는 플라즈마 용접에 의해 용접한 후 프레스로 성형하는 과정을 거쳐 자동차용 서브프레임용 테일러드웰드블랭크을 사용하여 자동차용 서브프레임을 제조하는 자동차용 서브프레임 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 사용되는 서브 프레임은 차량의 가장 하부에 위치하여 현가장치 및 파워트레인 부품을 지지하고, 파워트레인에서 발생하는 진동과 노면으로부터 발생되는 진동을 차체로 전달되는 것을 감소시켜 주며 차량 전방 및 측면에서 충격시에 엔진과 운전자를 보호하는 역할을 수행한다.
이와 같이 종래의 자동차 차체에 사용되는 이종소재 서브 프레임의 제조방법은 한국특허 등록번호 10-1813949 (공고일자 2018년01월03일)에 스틸(steel) 재질로 형성된 강판을 어퍼판넬과 로워판넬을 아크 용접하고 프레스 가공하여 센터 판넬(110)을 생성하는 단계와, 상기 센터 판넬(110)을 주조금형 내에 위치시킨 후 알루미늄 소재를 주조금형 내에 유입시켜 알루미늄 주조공법을 이용하여 센터판넬(110)의 측면이 삽입되는 결합블록(123,133)을 포함하는 알루미늄 재질로 형성된 사이드 판넬(120, 130)을 생성하는 단계와, 결합블록(123a,133a)의 상부 및 하부에 각각 마찰교반용접장치(300)를 사용하여 마찰교반용접을 하여 센터 판넬(110)과 사이드 판넬(120, 130)을 융착하는 단계에 의해 이종소재 서브 프레임 제조방법이 알려져 있다.
그러나, 종래의 이종소재 서브 프레임 제조방법은 사이드 판넬(120, 130)을 생성하기 위하여 알루미늄 주조공법을 이용하므로서 제조공정이 복잡하며, 센터 판넬(110)과 사이드 판넬(120, 130)을 마찰교반용접 하므로서 센터 판넬(110)과 사이드 판넬(120, 130)이 융착된 서브 프레임(100)의 강도 등이 약해지며, 알루미늄 가격이 강판보다 고가이므로 제조 단가가 비싸지는 문제점이 있었다.
한국특허 등록번호 10-1813949 (공고일자 2018년01월03일) 발명의 명칭 : 이종소재 서브 프레임 및 이종소재 서브 프레임 제조방법
본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법은 동일 또는 이종 두께와 동일 또는 이종 재질의 강재를 테일러드 블랭크에 의해 절단된 강판을 서로 맞대어 플라즈마 용접을 한 후 성형하여 제조하므로서 용접 가능한 판 두께의 범위를 넓게 하며, 레이저 용접에 의해 제조되는 것에 비하여 원가가 저렴하고 동강성(Dynamic Stiffness)이 우수하며, 용접의 열 영향부의 영향을 작게하여 소재의 변형이 감소되도록 하고, 용접비드 온도가 높을 때 대기중에 노출되면 산화가 발생되어 용접품질이 저하되는 것을 방지하기 위하여 용접후면에도 쉴드가스를 넣어 용접품질을 개선하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법은 ⒜ 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 소정의 크기로 재단하고 절단하여 우측사이드멤버, 좌측사이드멤버, 전방크로스멤버, 후방크로스멤버로 이루어진 프론트 서브프레임 어퍼판넬과, 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 소정의 크기로 재단하고 절단하여 우측사이드멤버, 좌측사이드멤버, 전방크로스멤버, 후방크로스멤버로 이루어진 프론트 서브프레임 로워판넬를 절단하는 블랭킹공정; ⒝ 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단된 어퍼판넬의 우, 좌측사이드멤버 양단 사이에 어퍼판넬의 전, 후방크로스멤버를 설치하고, 상기 로워판넬의 우, 좌측사이드멤버의 상부 양단 사이에 전방크로스멤버를 설치하며 하단에는 후방크로스멤버를 설치하는 멤버 설치공정; ⒞ 상기 멤버 설치공정에서 설치된 어퍼판넬의 우, 좌측사이드멤버의 양단에 전,후방크로스멤버가 설치되는 부위와, 로워판넬의 우, 좌측사이드멤의 상부 양단과, 우, 좌측사이드멤버의 하단에 설치되는 전, 후방크로스멤버의 결합 부위에 플라즈마 용접을 하여 결합하는 플라즈마 용접공정; ⒟ 상기 플라즈마로 용접단계에서 플라즈마 용접에 의해 결합된 어퍼판넬과 로워판넬의 용접부위를 측정하여 검사하는 판넬의 용접부위 검사공정; ⒠ 상기 판넬의 용접부위 검사공정에서 판넬의 용접부위 검사를 통과한 어퍼판넬과 로워판넬을 프레스로 성형하는 프레스 성형공정; ⒡ 상기 프레스로 성형공정을 거친 어퍼판넬과 로워판넬을 덧대어 CO2 용접으로 결합하는 어퍼판넬과 로워판넬 결합공정을 포함하되, 상기 플라즈마 용접 공정은 어퍼판넬의 소재인 전,후방크로스멤버와 우,좌측사이드멤버의 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 165 암페어, 용접 속도는 55 ㎝/min 하며, 플라즈마 가스는 아르곤가스와 수소가스를 혼합하여 사용하며, 쉴드가스는 아르곤가스 100%, 후면가스는 아르곤가스 100%를 사용하며, 전,후방크로스멤버와 우,좌측사이드멤버의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 15도, 진행각은 10도로 하며, 로워판넬의 소재인 전,후방크로스멤버와 우,좌측사이드멤버의 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 125 암페어, 용접 속도는 60 ㎝/min 하며, 플라즈마가스는 아르곤가스와 수소가스를 혼합하여 사용하며, 쉴드가스는 아르곤가스 100%, 후면가스는 아르곤가스 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버와 우,좌측사이드멤버의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 0도, 진행각은 5도로 하며, 상기 판넬의 용접부위 검사공정의 용접부위 검사는 용접부 두께감소(T/To)는 T/To ≥ 0.8, 기준면 단차는 어퍼판넬 : 0.32mm 이하, 로워판넬 : 0.36mm 이하, 용접비드 요철(凹)량는 ±0.25mm이내, 용접반대측 비드凸유무는 0 ≤ B ≤ 1mm이내, 언더 컷은 ≤ 0.1mm, 블로우 홀과 용접 구멍이 없는 것을 충족하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명은 동일 또는 이종 두께와 동일 또는 이종 재질로 되는 강재를 어퍼판넬과 로워판넬의 멤버를 테일러드 블랭크에 의해 절단된 강판을 서로 맞대어 플라즈마 용접을 한 후 어퍼판넬과 로워판넬를 프레스로 성형한 후 성형된 어퍼판넬과 로워판넬를 덧대어 CO2 용접으로 결합하여 제조하므로서, 용접 가능한 판 두께의 범위(0.5 ~ 6.0mm)를 넓게 할 수 있으며, 레이저 용접에 의해 제조되는 것에 비하여 원가가 저렴하고, 차량의 움직임이 있는 상태에서의 비틀림강도에 견딜 수 있도록 동강성(Dynamic Stiffness)이 우수하며, 용접 접합부의 용접 품질이 우수하고 열 영향부의 영향이 작아 소재의 변형이 현저히 감소되는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 이종소재 서브 프레임을 나타내는 평면도.
도 2는 종래의 이종소재 서브 프레임 제조방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 프론트 서브프레임 어퍼(Upper)판넬과 프론트 서브프레임 로워(Lower)판넬의 제작 과정도.
도 4는 본 발명의 의한 서브 프레임 제조방법을 나타내는 공정도.
도 5는 본 발명의 의한 플라즈마 용접 작업도.
도 6은 본 발명의 플라즈마 용접부위를 검사하는 검사장치의 개략도.
도 7은 본 발명의 두께에 따른 플라즈마 용접 후의 용접부위를 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명에서 적용되는 용어인 테일러드 블랭크(Tailored Blank : TB)는 두께와 강도, 재질 등이 서로 다른 강판을 적절한 크기와 형상으로 재단하여 절단된 소재를 지칭하며, 테일러드 웰드 블랭크(Tailored Weld Blank : TWB)라 함은 테일러드 블랭크에 의해 절단된 동일 또는 이종의 두께 또는 재질을 갖는 2개 이상의 소재(강판)을 서로 맞대어 용접되어 있는 부재를 의미한다.
본 발명에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 프론트 서브프레임은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 테일러드 블랭크를 사용한 어퍼(Upper)판넬과 로워(Lower)판넬을 플라즈마 용접에 의해 결합하여 이루어지며, 상기 어퍼판넬과 로워판넬에 결합에 의해 이루어지는 프론트 서브프레임의 제조 방법은 도 3에 도시된 본 발명의 테일러드웰드블랭크를 사용한 프론트 서브프레임의 어퍼판넬과 프론트 서브프레임의 로워판넬의 제작 공정도 및 도 4의 본 발명 제조 공정도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, ⒜ 테일러드 블랭크를 사용한 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)이 결합된 테일러드웰드블랭크를 사용한 서브프레임(10)을 제조하기 위하여, 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 서브프레임(10)의 상부에 놓여지는 어퍼판넬(20)의 구성품에 해당하는 4개의 조각 즉, 우측사이드멤버(1), 좌측사이드멤버(2), 전방크로스멤버(3), 후방크로스멤버(4)를 소정의 크기로 재단한 후 블랭킹공정(A)인 절단 프레스에 의해 블랭킹 절단한다.
그리고, 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 서브프레임(10)의 하부에 놓여지는 로워판넬(30)의 구성품에 해당하는 우측사이드멤버(1'), 좌측사이드멤버(2'), 전방크로스멤버(3'), 후방크로스멤버(4')를 소정의 크기로 재단한 후 블랭킹공정(A)인 절단 프레스에 의해 블랭킹 절단한다.
상기 블랭킹 절단후에는 용접 품질을 향상시키기 위하여 블랭킹 절단된 절단면에는 버(burr)를 완전히 제거하고, 이물질등 오염물질을 완전히 제거하여야 하며, 블랭킹 작업을 위한 금형의 클리언스를 작게하여 전단면적을 80% 이상 크게 만든다.
⒝ 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단되어 형성된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2) 양단 사이에 어퍼판넬(20)의 전, 후방크로스멤버(3)(4)를 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 의해 고정 설치하고, 또한 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단되어 형성된 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단 사이에 전방크로스멤버(3')를 고정 설치하고, 하단에는 후방크로스멤버(4')를 고정 설치하여 멤버 설치공정(B)을 완료한다.
⒞ 상기 멤버 설치공정(B)에서 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 의해 고정 설치된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2)의 양단에 전,후방크로스멤버(3)(4)가 설치된 결합 부위에 플라즈마 용접을 시행하여 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2)의 양단에 전,후방크로스멤버(3)(4)가 결합되도록 플라즈마 용접공정(C)을 완료한다.
그리고, 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 고정 설치된 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단과, 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 하단에 설치되는 전, 후방크로스멤버(3')(4')의 결합 부위에도 플라즈마 용접을 시행하여 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 양단에 전방크로스멤버(3')를, 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 하단에 후방크로스멤버(4')가 결합되도록 플라즈마 용접공정(C)을 완료한다.
이때, 상기 플라즈마 용접공정(C)의 플라즈마 용접은 일예로서 도 5의 도시되어 있는 바와 같이, 치구(5)에 설치된 클램프(6)에 고정 설치되어 플라즈마 용접을 도시하는 것으로, 어퍼판넬(20)의 두께 3.2t의 우,좌측사이드멤버(1)(2)에 두께 1.6t의 전,후방크로스멤버(3)(4)를 플라즈마 용접을 하는 것을 나타내는 것이다.
상기 어퍼판넬(20)은 두께(t)가 서로 상이한 두께 3.2t의 우,좌측사이드멤버(1)(2)와 두께 1.6t의 전,후방크로스멤버(3)(4)를 클램프(6)로 고정한 후 플라즈마 용접기로 용접하며, 로워판넬(20)은 두께가 서로 동일한 두께 1.8t의 우,좌측사이드멤버(1')(2')와 두께 1.8t의 전,후방크로스멤버(3')(4')를 클램프(5)로 고정한 후 플라즈마 용접기로 용접하며, 이때, 용접 후면은 산화 스케일이 발생되어 용접품질을 저하시키므로 후면에도 아르곤(Ar)를 불어 넣어 산화를 방지하여 용접품질을 향상시킨다.
상기 어퍼판넬(20)의 두께(t)가 서로 상이한 두께 3.2t의 우,좌측사이드멤버(1)(2)와 두께 1.6t의 전,후방크로스멤버(3)(4)를 클램프(5)로 고정한 후 플라즈마 용접기에 의한 용접은 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)는 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 165 암페어(A), 용접 속도는 55 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용한다.
그리고, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 15도, 진행각은 10도로 하여 용접을 한다.
그리고, 로워판넬(30)의 두께(t)가 서로 동일한 두께 1.8t의 우,좌측사이드멤버(1')(2,)와 전,후방크로스멤버(3')(4')를 클램프(5)로 고정한 후 플라즈마 용접기에 의한 용접은 소재인 전,후방크로스멤버(3')(4')와 우,좌측사이드멤버(1')(2')는 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 125 암페어(A), 용접 속도는 60 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용하며, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 0도, 진행각은 5도로 하여 용접을 한다.
상기, 로워판넬(30)의 플라즈마 용접은 용접 전류, 용접 속도, 토치의 작업각도, 진행각도만 어퍼판넬(20)과는 서로 상이하다.
본 발명에 적용되는 플라즈마 용접 조건은 아래 표와 같다.
구분 어퍼판넬(20) 로워판넬(30)
용접 전류 165 암페어(A) 125 암페어(A)
용접 속도 55 ㎝/min 60 ㎝/min
클램프 압력 0.7 ~ 0.8 MPa 0.7 ~ 0.8 MPa
플라즈마(Pilot)가스 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2) 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)
쉴드(Shield)가스 아르곤가스(Ar) 100% 아르곤가스(Ar) 100%
후면가스 아르곤가스(Ar) 100% 아르곤가스(Ar) 100%
전,후방크로스멤버와 우,좌측사이드멤버의 틈새 0.15 mm 이하 0.15 mm 이하
스탠드오프 거리 3 mm 3 mm
토치의 작업각 15도 0도
토치의 진행각 10도 5도
상기 블랭킹 공정에 의해 절단된 각 멤버들을 플라즈마 용접에 의해 제조되는 테일러드 웰드 블랭크는 일반 강판, 고장력 강판 등의 강판으로 구성된 재질에서 선택된 하나에 의해 제작된다.
⒟ 상기 플라즈마로 용접단계(C)에서 플라즈마 용접에 의해 결합된 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)의 용접부위에 따른 용접부 두께감소, 기준면 단차, 용접비드 凹량 , 용접반대측 비드凸유무, 언더 컷을 측정하고, 블로우 홀, 용접 구멍을 검사하는 판넬의 용접부위 검사공정(D)을 거친다.
상기 판넬의 용접부위 검사공정(D)은 도 7의 (a)의 동일 두께를 용접한 프라즈마 용접 부위 및 (b)의 다른 두께를 용접한 프라즈마 용접 부위를 참고로 하여 보면, 베이스(10)와 베이스(10) 상부에 얹혀지는 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)의 틈새는 0.25mm이하로 하여 CCD카메라 검사장비(11)로 용접비드를 검사하고, 용접 부위에 대하여 “T/To : 용접부 두께감소, To : 모재 두께, T : 두께 감소부, T' : 두께 감소부, C : 기준면 단차, A : 용접비드 凹량 , B : 용접반대측 비드凸유무” 라 하면, 플라즈마 용접 부위의 판정기준을 용접부 두께감소(T/To)는 T/To ≥ 0.8, 기준면 단차(C)는 어퍼판넬 : 0.32mm 이하, 로워판넬 : 0.36mm이하, 용접비드 요철(凹)량(A)는 ±0.25mm이내, 용접반대측 비드凸유무(B)는 0 ≤ B ≤ 1mm이내, 언더 컷은 ≤ 0.1mm, 블로우 홀과 용접 구멍이 없는 것을 충족할 경우에 다음 공정인 프레스로 성형공정을 실행한다.
플라즈마 용접 부위에 대한 판정 기준은 아래 표와 같다.
항목 표기 판정기준
용접부 두께감소 T/To T/To ≥ 0.8
기준면 단차 C 어퍼판넬 : 0.32mm 이하
로워판넬 : 0.36mm이하
용접비드凹량 A ±0.25mm이내
용접반대측 비드凸유무 B 0 ≤ B ≤ 1mm
언더 컷 ≤ 0.1mm
블로우 홀 없을 것
용접 구멍 없을 것
⒠ 상기 판넬의 용접부위 검사공정(D)에서 판넬의 용접부위 검사를 충족한 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 프레스로 성형공정(E)인 프레스로 성형한다.
그리고, ⒡ 상기 프레스 성형공정(E)을 거친 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 덧대어(겹쳐서) CO2 용접으로 결합하여 어퍼판넬과 로워판넬 결합공정(F)을 거쳐서 본 발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임을 제조하게 되는 것이다.
따라서, 상기의 각 제조공정을 거쳐서 제조되는 본원발명의 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임은 레이저 용접에 의해 제조되는 것에 비하여 원가가 저렴하고, 차량에 설치하여 차량을 운행할 경우에는 차량의 움직임이 있는 상태에서의 비틀림강도에 견딜 수 있도록 동강성(Dynamic Stiffness)이 우수하며, 용접 접합부의 용접 품질이 우수하여 열 영향부의 영향이 작아 소재의 변형이 현저히 감소하게 되는 것이다.
10 ; 서브프레임 20 : 어퍼판넬 30 : 로워판넬
1, 1' : 우측사이드멤버, 2, 2' : 좌측사이드멤버
3, 3' : 전방크로스멤버 4, 4' : 후방크로스멤버
5 : 치구 6 : 클램프 7 : 작업각
8 : 진행각 9 : 스탠드 오프거리 10 : 베이스
11 : CCD카메라 검사장비

Claims (3)

  1. ⒜ 준비된 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 소정의 크기로 재단하고 절단하여 우측사이드멤버(1), 좌측사이드멤버(2), 전방크로스멤버(3), 후방크로스멤버(4)로 이루어진 프론트 서브프레임 어퍼판넬(20)과, 동일 두께 또는 이종 두께와 재질을 갖는 강판으로 소정의 크기로 재단하고 절단하여 우측사이드멤버(1'), 좌측사이드멤버(2'), 전방크로스멤버(3'), 후방크로스멤버(4')로 이루어진 프론트 서브프레임 로워판넬(30)를 절단하는 블랭킹공정(A)과;
    ⒝ 상기 블랭킹공정(A)에 의해 절단된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2) 양단 사이에 어퍼판넬(20)의 전, 후방크로스멤버(3)(4)를 클램프(5)에 고정 설치하고, 상기 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단 사이에 전방크로스멤버(3')를 클램프(5)에 고정 설치하며 하단에는 후방크로스멤버(4')를 설치하는 멤버 설치공정(B)과;
    ⒞ 상기 멤버 설치공정(B)에서 설치된 어퍼판넬(20)의 우, 좌측사이드멤버(1)(2)의 양단에 전,후방크로스멤버(3)(4)가 설치되는 부위와, 로워판넬(30)의 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 상부 양단과, 우, 좌측사이드멤버(1')(2')의 하단에 설치되는 전, 후방크로스멤버(3')(4')의 결합 부위에 플라즈마 용접을 하여 결합하는 플라즈마 용접공정(C)과;
    ⒟ 상기 플라즈마로 용접단계(C)에서 플라즈마 용접에 의해 결합된 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)의 용접부위를 측정하고 검사하는 판넬의 용접부위 검사공정(D)과;
    ⒠ 상기 판넬의 용접부위 검사공정(D)에서 판넬의 용접부위 검사를 충족한 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 프레스로 성형하는 프레스 성형공정(E)과;
    ⒡ 상기 프레스로 성형공정(E)을 거친 어퍼판넬(20)과 로워판넬(30)을 덧대어 CO2 용접으로 결합하는 어퍼판넬과 로워판넬 결합공정(F)을 포함하되,
    상기 플라즈마 용접 공정은 어퍼판넬(20)의 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 165 암페어(A), 용접 속도는 55 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용하며, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3)(4)와 우,좌측사이드멤버(1)(2)의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 15도, 진행각은 10도로 하며,
    로워판넬(30)의 소재인 전,후방크로스멤버(3')(4')와 우,좌측사이드멤버(1')(2')의 클램프 압력은 0.7 ~ 0.8 메가파스칼(MPa)로 클램프하고, 용접 전류 125 암페어(A), 용접 속도는 60 ㎝/min 하며, 플라즈마(Pilot)가스는 아르곤가스(Ar)와 수소가스(H2)를 혼합하여 사용하며, 쉴드(Shield)가스는 아르곤가스(Ar) 100%, 후면가스는 아르곤가스(Ar) 100%를 사용하며, 소재인 전,후방크로스멤버(3')(4')와 우,좌측사이드멤버(1')(2')의 틈새는 0.15 mm 이하, 스탠드오프 거리를 3 mm로 하며, 토치의 작업각은 0도, 진행각은 5도로 하며,
    상기 판넬의 용접부위 검사공정(D)의 용접부위 검사는 용접부 두께감소(T/To)는 T/To ≥ 0.8, 기준면 단차(C)는 어퍼판넬 : 0.32mm 이하, 로워판넬 : 0.36mm 이하, 용접비드 요철(凹)량(A)는 ±0.25mm이내, 용접반대측 비드凸유무(B)는 0 ≤ B ≤ 1mm이내, 언더 컷은 ≤ 0.1mm, 블로우 홀과 용접 구멍이 없는 것을 충족하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 용접에 의한 테일러드웰드블랭크를 사용한 자동차용 서브프레임 제조방법.
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