KR102489467B1 - 서로 직접 용접할 수 없는 금속 기반 재료들을 스페이서를 사용하여 용접하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저항 용접으로 서로 직접적으로 용접할 수 없는 적어도 두 개의 금속 기반 재료(5, 7)의 용접 방법에 관한 것이다. 적어도 하나의 스페이서(6)가 용접될 재료들의 두 표면 사이의 모든 간극에서 재료(5)의 두 표면 중 적어도 하나에 용접에 의해서 결합된다. 용접된 스페이서(6)는 저항 용접이 스페이서(6)를 갖는 재료(5)의 표면에 집중되도록 이용되고, 금속 기반 재료(5, 7) 사이에 용접부를 형성하기 위해 열 영향부에 위치한 적어도 하나의 스페이서(6)를 용융시킨다.

Description

서로 직접 용접할 수 없는 금속 기반 재료들을 스페이서를 사용하여 용접하는 방법
본 발명은 저항 용접에 의해 서로 용접할 수 없는 재료의 결합과 관련하여 저항 용접을 사용할 수 있게 하는, 용접된 스페이서를 사용하여 금속 기반 재료를 용접하는 방법에 관한 것이다.
저항 용접은 금속 제조 산업에서 가장 많이 사용되는 용접 방식 중 하나이다. 저항 용접은 백색 가전, 연료 탱크, 자동차, 철도 또는 트럭의 차체 구조를 용접하기 위해 예를 들어 스폿 용접, 롤러 이음 용접 또는 용접접합 용접에 의해 실행될 수 있다. 그러나, 열간 성형된 마르텐사이트형 스테인리스 강 또는 저항 용접 공정을 위한 용접성을 갖지 않는 2 개 및 3 개의 재료 조합과 같은 많은 재료가 있다. 이러한 재료의 경우, 재료에 기계적 솔더 또는 브레이징 저장소를 생성하는 몇 가지 아이디어들이 있다. 그러나, 기계적 솔더 또는 브레이징 저장소는 재료와 기계적 솔더 또는 브레이징 저장소 사이에 양호한 결합을 갖기 위해 재료의 변형 및/또는 절단을 필요로 한다. 재료가 전통적인 저항 용접 공정으로 추가 처리될 때 용접 지점은 일반적으로 냉간 균열 취성 파괴 거동을 나타내며 따라서 강도 수준이 낮다.
용접 공정 이전의 기계적 솔더 또는 납땜 저장소는 특히 다중 재료 설계 과정에서 사용하기 어렵다. 또한, 기계적 솔더 또는 브레이징 저장소는 제조 비용을 증가시킨다.
유럽특허출원 제1582283호는 2 개의 강판 부품을 스폿 용접하기 위해, 용접 지점에서 시트 사이에 작은 판, 바람직하게는 저탄소 철과 같이 용이하게 용접되는 금속이 배치되는 스폿 용접 방법에 관한 것이다. 스폿 용접 전에, 용접될 재료는 일반적으로 한 위치에서 다른 위치로 옮겨진다. 용접될 재료와 고정되지 않은 판을 사용하면, 이동 중에 판이 원하는 위치에서 이동할 위험이 크다. 유럽특허출원 제1582283호는 이런 유형의 위험에 관해 전혀 언급하지 않았다.
독일특허출원 제2541963호는 모든 접합면 사이에 밀봉재를 사용하여 두 개 이상의 형상 금속 부품을 접합하는 공정을 기술하고 있는데, 밀봉재는 제어된 결정립 크기를 갖는 금속 또는 다른 재료의 개별적인 둥근 결정립을 포함하며, 결합되는 두 개의 금속 부품들은 사전 선택된 결정립 크기에 의해 결정되는 간극을 남기고 함께 가까워지며, 그 후에 부품들은 밀봉재에 의해 또는 밀봉재를 통하여 결합된다. 따라서, 독일특허출원 제2541963호에서는 두 개의 금속 부품이 전통적인 스폿 용접으로 함께 용접되며, 금속 부품이 스폿 용접에 의해 용접될 수 없다는 사실을 고려하고 있지 않다.
일본특허출원 제S59229293호는 삽입 편을 개재시킴으로써 두 금속판 사이에 간극을 형성하면서, 용융 결합을 할 수 있는 상이한 금속판 사이에 각각의 금속의 고상 결합에 의해 다른 금속판을 확실하게 접합하는 방법에 관한 것이다. 일본특허출원 제S59229293호의 방법은 마찰 용접을 위한 회전 공구를 사용한다. 이러한 유형의 방법은 소성화가 가능한 티타늄 및 알루미늄과 같은 재료에 적합하지만, 스테인리스 강 또는 일반적으로 강에는 적합하지 않다.
특히 스테인리스 강의 용접을 위해서는, 일반적으로 크롬 당량 (Creq) 및 니켈 당량 (Nieq)에 의해 강의 미세조직 영역을 정의하는 세플러 다이어그램(Schaeffler diagram)이 이용된다. 다이어그램에서 Creq 및 Nieq는 다음 공식에 따라 계산된다.
Creq = %Cr + %Mo + 1.5 x %Si + 0.5 x %Nb + 0.5 x %Ti (1)
Nieq = %Ni + 30 x (%C + %N) + 0.5 x %Mn (2).
세플러 다이어그램은 함유하는 다양한 합금 요소의 함수로서, 다양한 유형의 미세조직의 용접 특성에 대한 정보를 제공한다. 세플러 다이어그램은 다른 영역들이 갖고 있는 열간 균열, 냉간 균열, 결정 성장 및 취성에 대한 용접 문제로 또한 분류된다.
미국특허 제4959518호는 세플러 다이어그램에 따른 스터드 용접을 기술하고 있다. 또한, 미국특허 제5622573 호는 주철 기반 금속에 중첩된 재료에 대한 용접에서 세플러 다이어그램을 이용한다. 국제공개공보 제2011/060432호는 레이저 빔 용접으로 TWIP 강과 탄소강 사이의 상이한 조인트에 대한 세플러 다이어그램의 이용을 기술하고 있다. 그러나, 이러한 공보들은 저항 용접에 관해 전혀 기술하고 있지 않다.
도 7에는 세플러 다이어그램이 열간 균열 구역, 냉간 균열 구역, 결정 성장 구역 및 취성 구역으로 도시되어 있다. 도 7에는 용접 문제의 예가 또한 제공되어 있다. 이 예에서 저항 용접으로 생성된 합금(R)은 여전히 냉간 균열 구역에 있으며 강들 사이의 용접 너깃은 냉간 균열이 있어 사용할 수 없기 때문에, 마르텐사이트형 스테인리스 강 1.4304 (강 1)과 합금하지 않은 탄소강 (강 2) 사이에 저항 스폿 용접이 불가능하다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 제거하고, 저항 용접으로 용접할 수 없는 금속 기반 재료를 적어도 하나의 공정 단계로서 저항 용접을 포함하는 용접 방법을 달성하는 것이다. 저항 용접에 의해 서로 직접적으로 용접할 수 없는 금속 기반 재료들 간의 연결은, 저항 용접 전에 상기 재료에 용접에 의해 결합되는 스페이서에 의해서 이루어진다. 본 특허 출원의 본질적인 특징들은 첨부된 청구 범위에 열거되어 있다.
본 발명에 따라, 저항 용접으로 서로 직접적으로 용접할 수 없는 적어도 두 개의 금속 기반 재료를 용접하는 방법은, 저항 용접 단계 전에 용접에 의한 적어도 하나의 접합 공정 단계를 포함한다. 두 재료 모두가 저항 용접에 의해 서로 용접할 수 없는 두 개의 금속 기반 재료의 경우에, 제1 단계는 바람직하게는 용접될 제1 재료로서 설명되는 재료들 중 하나에 스페이서를 결합시키는 것이다. 두 재료 모두에 스페이서를 결합하는 것도 가능하다. 본 발명에 따른 방법의 제2 단계에서, 용접될 제1 재료의 스페이서 표면 및 용접될 다른 재료의 표면에 저항 용접이 집중되도록 스페이서가 이용된다. 따라서, 저항 용접으로 서로 직접적으로 용접할 수 없는 두 개의 재료 사이에 용접 접합이 달성된다. 두 개의 재료 중 하나가 저항 용접에 의해 용접할 수 없는 두 개의 금속 기반 재료의 경우에, 스페이서는 저항 용접에 의해 용접할 수 없는 재료의 표면에 용접된다. 이 경우에, 저항 용접에 의해 서로 직접적으로 용접할 수 없는 두 개 이상의 금속 기반 재료가 존재하는데, 본 발명의 방법을 이용함에 있어서, 적어도 하나의 스페이서가 저항 용접으로 서로 직접적으로 용접할 수 없는 두 개의 표면 중 적어도 하나에 용접될 재료의 두 개의 표면 사이의 모든 간극에서 재료의 표면에 용접에 의해 접합된다.
본 발명에 따른 스페이서는 유리하게는 필러 재료(filler material) 또는 납땜 재료(braze material)로 제조된다. 스페이서의 재료는 스페이서와 접합된 금속 기반 재료 사이의 양호한 접촉 및 높은 강도를 갖도록 스페이서가 그 표면에 결합되는 재료에 의존한다. 납땜 재료를 스페이서로 사용하는 경우, 용접되는 재료의 미세조직은 본 발명의 방법 동안 파괴되지 않을 것이다. 또한, 스페이서의 양호한 플러그 파단은 저항 용접으로 성공적인 처리를 필요로 한다.
본 발명에 따른 스페이서의 형상은 본질적으로 시트 형태일 수 있다. 그러나, 본질적으로 시트 형태 재료가 돌출부들을 구비하도록 기판과 같은 시트 형태 재료를 사용하는 것이 유리하다. 돌출부들이 서로 소정 거리만큼 이격되도록 상기 돌출부들은 본질적으로 규칙적으로 위치되어 있다. 스페이서의 구조는 스페이서에 대해 직경과 높이의 비율이 5 이상을 부여한다. 또한, 본 발명에 따라 용접된 재료들 사이에 원하는 간격을 달성하기 위해, 스페이서의 높이는 적어도 0.5 ㎜인 것이 유리하다.
재료의 원하는 표면에 스페이서를 결합시킨 후에, 저항 용접으로 서로 직접 용접할 수 없는 재료들을 포함하는 원하는 구조물을 제조하기 위한 제1 재료와 제2 재료 사이의 용접을 달성하기 위하여, 저항 용접은 유리하게는 제1 재료에서 스페이서의 표면과 제2 재료의 표면에 집중된다. 그러나, 저항 용접의 경우 바이패스 효과를 이용하는 것이 가능한데, 이 경우에 저항 용접 동안의 가열은 용접될 표면상의 열 영향부(HAZ)에 물리적 영향을 초래한다. 이러한 효과는 열 영향부에 위치한 스페이서의 용해를 일으킬 수 있다. 따라서, 열 영향부 상에 위치한 스페이서들 사이의 구역에 저항 용접을 집중시키는 것이 가능하다. 바이패스 효과로 인해 인접한 스페이서들이 용해되고, 따라서 성공적인 저항 용접이 수행된다. 또한, 양쪽 재료들에 스페이서를 접합할 때, 저항 용접 전에 용접될 재료에 접합된 스페이서의 표면과 반대쪽 스페이서의 표면이 서로 접촉하도록 동일한 효과가 또한 고려된다.
스페이서가 하나의 재료에 결합되고 그 다음에 스페이서가 결합되어 있는 재료가 저항 용접으로 서로 직접 용접가능한 두 개 이상의 재료들과 저항 용접되도록, 본 발명의 방법을 이용하는 것이 또한 가능하다. 이 경우, 저항 용접으로 서로 직접 용접 가능한 두 개 이상의 재료들은, 저항 용접에 의해 서로 직접적으로 용접할 수 없으며 스페이서가 그 사이에 위치되는 재료들의 표면과 반대측에 위치된다. 따라서, 저항 용접은 스페이서를 갖는 제1 재료, 스페이서 자체 및 다른 재료와 직접 저항 용접되는 적어도 하나의 중간 재료에 집중된다. 이러한 종류의 조합에 스페이서를 사용하면 용접 열에 대한 제어 및 용접 열을 원하는 방향으로 향하게 할 수 있다. 용접 열의 제어를 적용하는 일 실시예에서, 낮은 열전도율을 갖는 스페이서는 박판 또는 높은 열전도율을 갖는 재료에 용접된다. 다음에, 중간 재료는 보다 두꺼운 시트이거나 스페이서를 갖는 제1 재료보다 열전도율이 낮다. 스페이서의 사용에 기초한 또 다른 이점은 스페이서가 오스테나이트 강과 다른 시트의 아연 코팅 사이의 저항 스폿 용접의 액상 금속 취성을 회피할 수 있다는 것이다. 스페이서는 페라이트 필러 금속으로 제조할 수 있고 액상 금속 취성을 나타내지 않으며, 두 시트 사이의 거리/간격 때문에 오스테나이트 시트에서 액상 금속 취성이 방지된다. 이 경우에는, 스페이서가 먼저 아연 코팅 시트에 용접되어야 한다.
본 발명의 방법에서 제1 공정 단계로서 스페이서의 결합은 아크 용접 또는 빔 용접을 이용하는 용접에 의해 유리하게 수행된다. 아크 용접을 이용하는 공정 단계는 예를 들어 플라즈마 용접, TIG (텅스텐 불활성 가스) 용접 또는 MIG (금속 불활성 가스) 용접과 같은 가스 금속 아크 용접에 의해 수행될 수 있다. 빔 용접을 이용하는 공정 단계는 레이저 빔 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 수행될 수 있다. 당연히, 저항 용접 이외의 다른 용접 방법들이 본 발명에 따른 스페이서의 접합에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 저항 용접 공정 단계는 스폿 용접, 롤러 이음 용접, 프로젝션 용접 또는 용접접합과 같은 다양한 종류의 저항 용접에 의해 수행될 수 있다. 용접접합은 종래의 저항 스폿 용접과 접착 결합의 조합입니다. 저항 용접 접합이 열과 압력에 의한 결과 일 때, 접착 결합은 결합될 양 표면 사이에 적용된 접착 필름 스트립으로 구성된다. 저항 용접의 변형인 프로젝션 용접과 관련하여, 용접은 용접될 워크피스 중 하나 또는 둘 모두에서 돌출된 돌출부에 의해서 국한된다.
본 발명에 따르면, 상이한 접합 재료들 사이에 접촉 부식은 없다. 스페이서는 용접되는 두 개의 재료 사이에 접촉 부식을 감소시킨다. 종래 기술에 따르면, 재료들은 서로 직접 접촉한다. 스페이서의 구조에 따라, 두 재료와 접합 부위 사이에 소정의 간격이 있다. 스페이서는 부식 문제를 회피하기 위해 특별히 합금 될 수 있고 제조자는 상이한 전기 화학 포텐셜을 갖는 재료들을 또한 사용할 수 있다.
스페이서의 설명된 구성과 함께 본 발명의 방법을 사용하면 용접되는 재료들 사이의 원하는 간극을 달성하고 틈 상태에서 음극 침지 코팅의 더욱 양호한 습윤을 달성하며, 따라서 틈 부식(crevice corrosion)이나 크래니 부식(cranny corrosion)이 존재하지 않는다. 음극 침지 코팅 대신에 그라운드 코팅, 프라이밍 코팅, 언더 코팅, 구조 코팅 및 용접 프라이머 코팅과 같은 다른 코팅 방법 또는 페인팅 방법이 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 가능한 해결책은, 내측 튜브가 외측에서 스페이서와 용접되고 이어서 제2 튜브가 배치되어 스페이서에 접촉하고, 또한 이 조합이 서로 저항 용접되는 튜브에 관한 것이다. 결과적으로, 튜브는 스페이서로 인해 서로에 대해 한정된 간격을 갖는다. 스페이서는 전기 화학적 부식 전위의 지점에서 튜브를 분리하도록 또한 사용될 수 있다. 스페이서에 의해 얻어진 간격은 또한 공기 또는 유체 매질을 이용한 냉각 또는 가열을 위해 이용될 수 있다.
본 발명의 방법은 용접접합과 같은 하이브리드 접합 공정과 조합으로 양호한 거동을 하기 때문에 예를 들어 자동차 산업과 버스, 트럭 및 철도 차량에 활용될 수 있다. 용접접합에서, 본 발명에 따른 스페이서를 사용할 때, 스페이서가 후속하는 저항 용접 구역의 영역에서 접착 재료를 대체하기 때문에, 접착제에서 증기 채널을 생성하는 것이 방지된다. 따라서, 본질적으로 부식성 물질이 용접 구역에 도달할 수 없다.
본 발명은 도면을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따라 세플러 다이어그램을 사용하는 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 종래 기술에서 설명된 바와 같이, 종래 기술에서의 문제의 예를 가진 세플러 다이어그램을 도시한 도면이다.
본 발명의 방법에 사용될 저항 용접에 의해 함께 직접 용접할 수 없는 재료는 예를 들어 세플러 다이어그램에서 벗어난 강일 수 있다. 일반적으로 C가 0.25 중량% 초과, Mn이 3 중량% 초과, N이 0.1 중량% 초과, Mo가 3 중량% 초과로 이들 성분을 포함하는 강은 세플러 다이어그램에서 벗어난다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 용접 문제로 분류되는 세플러 다이어그램의 구역을 피하는 것이 본 발명으로 가능하다. 이러한 문제를 회피하는 방법은 유사한 합금 원소의 스페이서를 사용하는 것이다. 이러한 방식으로 스페이서를 사용하면 세플러 다이어그램으로 스페이서의 재료를 계산하고 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에서 또한 사용되는 재료는 탄소 당량(CEV)이 0.65 %를 초과하는 강들이고, CEV는 아래의 식 (원소 함유량은 중량%)을 사용하여 계산된다.
CEV = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (Cr + Mo + V)/5.
또한, 알루미늄과 같은 다른 금속 재료가 본 발명에 따라 처리될 수 있다.
도 1에서, 스페이서(6)가 제공된 제1 용접 재료(5)는 제2 재료(7)에 저항 용접에 의해 용접되었다. 스페이서(6)는 용접되는 재료(5 및 7) 사이에 간극(8)을 형성하였다. 간극(8)은 용접되는 재료(5 및 7) 사이에 직접 접촉을 방지한다. 스페이서(6)에 의해 한정된 간극(8)에 기초하여, 용접되는 재료(5 및 7)는 접촉 부식이 없이 상이한 전기 화학적 전위를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련된 음극 침지 코팅을 도시한다. 스페이서(12)가 제공된 제1 용접 재료(11)는 제2 재료(13)에 저항 용접에 의해 용접되었다. 스페이서(12)가 용접되는 재료(11, 13) 사이에 간극(16)을 형성하기 때문에, 용접 구조물(14)은 스페이서(12) 덕분에 제1 재료(11)의 표면에, 스페이서(12)의 표면에 그리고 제2 재료(13)의 표면에 코팅층(15)을 갖도록 코팅 공정에서 또한 처리된다.
본 발명은 도 3a, 도 3b 및 도 3c에 따라 용접접합을 위해 적용된다. 도 3a에서, 용접되는 제1 재료(31)에는 스페이서(32) 및 용접접합을 위한 접착 재료(33)가 제공된다. 도 3a는 또한 용접될 제1 재료와 스페이서(32) 사이의 용접 구역(34)을 도시한다. 도 3b에서, 용접될 제2 재료(35)는 접착 재료(33) 상에 추가되고 용접 전극(36 및 37)은 재료(31 및 35)들 간에 용접을 시작하도록 준비된다. 도 3c는 스페이서와 제2 용접 재료(35) 사이의 용접접합의 결과인 너깃(38)을 도시한다. 접착 재료(33)가 튀어나오지 않았기 때문에, 재료(31)와 재료(35) 사이에 스트림 채널이 전혀 없다.
도 4a는 스페이서(23 및 24)가 제1 재료(21)에 용접되고 스페이서(25 및 26)가 제2 재료(22)에 용접되는 실시예를 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 재료(21 및 22)는 스페이서(23, 25) 및 스페이서(24, 26)를 개별적으로 사용하여 너깃(28)을 갖도록 하기 위해 스폿 용접되었다. 두 재료(21 및 22) 상의 개별적인 스페이서(23, 25) 및 스페이서(24, 26)에 기초하여, 간극(27)은 도 1의 실시예에서 보다 크고, 이것은 재료(21 및 22) 사이의 접촉 부식을 더욱 양호하게 회피하게 한다.
도 5는 저항 용접 후의 튜브에 본 발명을 적용한 예를 도시한다. 내부 튜브(41)는 먼저 스페이서(43)를 구비하고, 다음에 내부 튜브(41) 주위에 외부 튜브(42)가 배치된다. 내부 튜브(41)와 외부 튜브(42)는 서로 저항 용접되어 용접 너깃(45)을 형성한다. 따라서, 내부 튜브(41)와 외부 튜브(42) 사이에 스페이서(43)에 의한 간극(44)이 형성된다.
도 6은 본 발명에 따른 세플러 다이어그램의 사용에 대한 예를 도시한다. 종래 기술의 도 7과 동일한 강들의 예에서, 제1 금속(1)으로서 마르텐사이트형 스테인리스 강 1.4034와 제2 금속(2)으로서 합금하지 않은 탄소강은 함께 용접될 것이다. 스페이서 재료(S)를 위해, 미세조직이 오스테나이트 및 약 20 체적%의 페라이트로 이루어진 CrNi 필러 금속이 선택된다. 스페이서 재료(S)는 아크 용접에 의해 금속(1)과 용접되고, 결과적인 합금(S1)이 제1 금속(1)과 스페이서(S) 사이에서 얻어진다. 다음에 제2 금속(2)이 저항 용접에 의해 스페이서(S)와 용접될 때, 제2 금속(2)과 스페이서(S) 사이에 최종 결과적인 합금(S2)은 저항 용접에 대한 문제가 있는 모든 구역 밖에 있다. 따라서, 목표하는 용접 결과가 달성된다.

Claims (22)

  1. 저항 용접으로 서로 직접 용접할 수 없는, 적어도 두 개의 금속 기반 재료를 용접하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)가 용접될 재료의 두 개의 표면 사이의 모든 간극에서 재료(5, 11, 21, 22, 31, 41, 42)의 두 개의 표면 중 적어도 하나에 용접에 의해 결합되고, 용접된 스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 저항 용접이 스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)를 갖는 재료(5, 11, 31)의 표면에 집중되도록 이용되어, 금속 기반 재료(5, 11, 21, 31; 7, 13, 22, 35, 44) 사이에 용접부를 형성하도록 열 영향부에 배치된 적어도 하나의 스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)를 용해하며,
    세플러 다이어그램에 따라 계산된 스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)가 용접될 제1 재료(5, 11, 21, 31, 41)의 표면에 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 아크 용접에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 플라즈마 용접에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 가스 금속 아크 용접에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 빔 용접에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 레이저 빔 용접에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 전자 빔 용접에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    저항 용접은 스폿 용접에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    저항 용접은 롤러 이음 용접에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    저항 용접은 프로젝션 용접에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    저항 용접은 용접접합에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 0.25 중량% 초과의 C, 3 중량% 초과의 Mn, 0.1 중량% 초과의 N 및 3 중량% 초과의 Mo를 함유하는 강(5, 11, 21, 22, 31, 41)의 표면에 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 0.65 % 초과의 탄소 당량(CEV)을 갖는 강의 표면에 용접되고,
    상기 탄소 당량(CEV)은 중량%의 원소 함량으로 나타낸 CEV = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (Cr + Mo + V)/5의 식을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 알루미늄(5, 11, 21, 22, 31, 41)의 표면에 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 필러 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 납땜 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)에 의해 형성된 간극(8, 16)이 용접 재료(5, 11, 21, 31; 7, 13, 22, 35, 44) 사이에서 얻어지는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)에서 높이에 대한 직경의 비율은 5 이상인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    용접될 재료(5, 11, 21, 31; 7, 13, 22, 35, 44) 사이의 틈 상태는 재료(5, 11, 21, 31; 7, 13, 22, 35, 44) 및 스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)의 표면을 코팅함으로써 방지되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    부식 물질이 용접 영역에 도달하는 접착제 내의 스팀 채널의 생성은 스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)가 저항 용접 구역(34)에서 접착 재료(33)를 대체하는 것에 의해 방지되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    스페이서(6, 12, 23, 24, 25, 26, 32, 43)는 용접 열에 대한 제어 및 용접 열을 원하는 방향으로 향하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10675702B2 (en) * 2016-02-16 2020-06-09 GM Global Technology Operations LLC Joining of light metal alloy workpieces to steel workpieces using resistance spot welding and adhesive
US10640854B2 (en) 2016-08-04 2020-05-05 Honda Motor Co., Ltd. Multi-material component and methods of making thereof
US11339817B2 (en) 2016-08-04 2022-05-24 Honda Motor Co., Ltd. Multi-material component and methods of making thereof
US11318566B2 (en) 2016-08-04 2022-05-03 Honda Motor Co., Ltd. Multi-material component and methods of making thereof
KR101916254B1 (ko) * 2016-10-13 2019-01-30 주식회사 포스코 용접 첨가제가 구비된 금속 플레이트 및 이를 이용하는 용접 방법
EP3339017B1 (en) * 2016-12-22 2020-11-25 Outokumpu Oyj Method for manufacturing a weldable metal-polymer multilayer composite
EP3366406A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-29 Outokumpu Oyj Resistance welding of unweldable metals with thermal sprayed interlayers
DE102017204921A1 (de) * 2017-03-23 2018-09-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilverbunds sowie Bauteilverbund
US10870166B2 (en) * 2018-02-01 2020-12-22 Honda Motor Co., Ltd. UAM transition for fusion welding of dissimilar metal parts
FR3085124B1 (fr) 2018-08-24 2021-07-16 Psa Automobiles Sa Procede de soudage d’un empilement au moins partiel d’au moins deux toles
JP7099232B2 (ja) * 2018-09-28 2022-07-12 マツダ株式会社 接合装置及び接合方法
CN110449716A (zh) * 2019-08-03 2019-11-15 南京好龙电子有限公司 一种电阻焊焊接结构
US11511375B2 (en) 2020-02-24 2022-11-29 Honda Motor Co., Ltd. Multi component solid solution high-entropy alloys
CN111230278A (zh) * 2020-02-26 2020-06-05 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种超声波辅助胶接点焊方法
US11465390B2 (en) 2020-03-02 2022-10-11 Honda Motor Co., Ltd. Post-process interface development for metal-matrix composites
CN112658681B (zh) * 2020-12-15 2022-11-08 中车长春轨道客车股份有限公司 不锈钢车体骨架与配重体焊接与胶接混合连接法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004016512A1 (de) * 2004-04-03 2005-10-20 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Punktschweißen von zwei Blechteilen
DE102012013014A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-02 Slv Halle Gmbh Fügen von zwei Fügepartnern mittels einer Kombination eines elektrischen Widerstandsschweißens und eines Reibschweißens

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE401471B (sv) * 1974-09-20 1978-05-16 Clarke Robert William Sett att forbinda metalldelar med varandra
JPS5370057A (en) * 1976-12-03 1978-06-22 Nippon Electric Co Resistance welding method of two portion materials
JPS59229293A (ja) * 1983-06-10 1984-12-22 Kawasaki Heavy Ind Ltd 異種金属板接合方法
US4959518A (en) 1989-05-30 1990-09-25 Westinghouse Electric Corp. Method of welding stainless steel studs
TW304906B (ko) 1994-11-11 1997-05-11 Honda Motor Co Ltd
SE504953C2 (sv) * 1995-09-08 1997-06-02 Alfa Laval Ab Sätt att genom motståndssvetsning fästa en tunn plåt på en konisk separeringsskiva för centrifug
JP2001340972A (ja) * 2000-06-02 2001-12-11 Usui Internatl Ind Co Ltd 高炭素鋼材、高張力低合金鋼材のプロジェクション溶接方法
US20090014419A1 (en) * 2001-03-29 2009-01-15 Global Steel, Llc Modular steel concrete reinforcement system
EP1516691B1 (en) * 2002-06-27 2015-06-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Welding method
DE102005023384A1 (de) * 2005-05-17 2006-11-23 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen metallischer Fasern zu einem Vließ
US20090294411A1 (en) * 2007-11-09 2009-12-03 Khakhalev Alexander D System for and method of projection weld-bonding workpieces
WO2011060432A1 (en) 2009-11-16 2011-05-19 Johnson Controls Technology Company A method of laser welding twip steel to low carbon steel
CN102672326B (zh) * 2011-03-15 2015-04-08 左铁军 毛细管铜铝焊接接头的制备方法及套接式铜端铝毛细管
CN102500900A (zh) * 2011-11-22 2012-06-20 西安优耐特容器制造有限公司 异种金属板材松衬的制备方法
DE102012020223A1 (de) * 2012-10-16 2014-04-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Fügen von zwei aus unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildeten Bauteilen mit einem Schweißhilfselement, sowie hierfür verwendbares Schweißhilfselement und hiermit hergestellter Bauteilverbund

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004016512A1 (de) * 2004-04-03 2005-10-20 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Punktschweißen von zwei Blechteilen
DE102012013014A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-02 Slv Halle Gmbh Fügen von zwei Fügepartnern mittels einer Kombination eines elektrischen Widerstandsschweißens und eines Reibschweißens

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