KR102532894B1 - Friction stir welding device - Google Patents

Friction stir welding device Download PDF

Info

Publication number
KR102532894B1
KR102532894B1 KR1020160078735A KR20160078735A KR102532894B1 KR 102532894 B1 KR102532894 B1 KR 102532894B1 KR 1020160078735 A KR1020160078735 A KR 1020160078735A KR 20160078735 A KR20160078735 A KR 20160078735A KR 102532894 B1 KR102532894 B1 KR 102532894B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arm support
axis direction
side arm
backing plate
joint
Prior art date
Application number
KR1020160078735A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180000572A (en
Inventor
정성욱
조한진
한기형
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020160078735A priority Critical patent/KR102532894B1/en
Publication of KR20180000572A publication Critical patent/KR20180000572A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102532894B1 publication Critical patent/KR102532894B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/126Workpiece support, i.e. backing or clamping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/12Vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

저장용량이 최소 8000㎥(20m×20m×20m)인 초대형 알루미늄 LNG 탱크의 제작이 가능한 마찰교반접합 장치가 개시된다. 마찰교반접합 장치는 접합측 암 지지대; 상기 접합측 암 지지대에 대해 나란하게 배치되는 피접합측 암 지지대; 상기 접합측 암 지지대에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되는 접합 툴; 상기 피접합측 암 지지대에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되고 상기 접합 툴과 마주하는 백킹 플레이트; 및 상기 백킹 플레이트를 접합 툴에 대해 평행한 방향으로 회전시키는 회전부를 포함한다.A friction stir welding device capable of manufacturing a super-large aluminum LNG tank having a storage capacity of at least 8000 m3 (20 m × 20 m × 20 m) is disclosed. The friction stir welding device includes a joint side arm support; a joint-side arm support disposed in parallel with the joint-side arm support; a joining tool provided to be linearly movable in the X-axis direction on the joining-side arm support; a backing plate provided to be linearly movable in the X-axis direction on the arm support on the side to be bonded and facing the bonding tool; and a rotation unit for rotating the backing plate in a direction parallel to the bonding tool.

Description

마찰교반접합 장치{FRICTION STIR WELDING DEVICE}Friction stir welding device {FRICTION STIR WELDING DEVICE}

본 발명은 마찰교반접합 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초대형 알루미늄 LNG 탱크 제작을 위해 소조, 중조 및 대조의 각 단계에 모두 적용할 수 있는 마찰교반접합 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a friction stir welding device, and more particularly, to a friction stir welding device that can be applied to all stages of sintering, neutralization, and control for manufacturing a super-large aluminum LNG tank.

일반적으로, LNG(액화천연가스, Liquid Natural Gas)는 -162℃의 액체상태에서 저장 및 운반을 하므로, LNG 저장용 탱크의 소재 및 용접부는 극저온에서 구조적으로 안정되어야 한다. LNG 탱크용 소재는 Ni계 철합금(36% Ni steel), 스테인레스 스틸(Stainless steel) 또는 알루미늄(Aluminum) 등으로 이루어지고, 플라즈마 아크 용접(plasma arc welding, GTAW, GMAW) 등이 상용화되어 있다. 그중 알루미늄 소재로 제작된 LNG 탱크의 경우, 두꺼운 Al 후판을 GMAW 용접으로 용접한 구 형상 (type C) 또는 다각기둥 형상(type B)이 일반적이다.In general, since LNG (Liquefied Natural Gas, Liquid Natural Gas) is stored and transported in a liquid state at -162 ° C, the material and welded parts of the LNG storage tank must be structurally stable at cryogenic temperatures. The material for the LNG tank is made of Ni-based iron alloy (36% Ni steel), stainless steel, or aluminum, and plasma arc welding (GTAW, GMAW) is commercialized. Among them, in the case of an LNG tank made of aluminum, a spherical shape (type C) or a polygonal column shape (type B) in which a thick Al plate is welded by GMAW welding is common.

기존의 아크 용접(GMAW, GTAW 등)은 저융점 알루미늄 합금의 특성상, 고난이도 용접이면서 용접부 기공이 발생하기 쉬워서 제작 비용 및 기간이 길게 되는 문제가 있다. 이에 반해, 마찰교반용접(FSW)은 최근 알루미늄의 고상 용접으로 주목받고 있으며, 철도, 항공기, 자동차 등 차체경량화의 새로운 기술로써 상용화가 가속화되고 있다.Conventional arc welding (GMAW, GTAW, etc.) has a problem in that manufacturing cost and duration are long because it is highly difficult to weld due to the characteristics of low-melting aluminum alloys and pores in the welded part are easily generated. On the other hand, friction stir welding (FSW) has recently been attracting attention as a solid-state welding of aluminum, and its commercialization is accelerating as a new technology for weight reduction of vehicles such as railways, aircraft, and automobiles.

따라서, 저장용량이 큰 다각기둥형(독립형 LNG tank type-B)을 알루미늄 용접에 특화된 마찰교반용접(FSW)으로 제작하여, 생산 효율도 높이고 용접결함을 줄이는 고유의 신기술 개발 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a unique new technology that increases production efficiency and reduces welding defects by manufacturing a polygonal column type (independent LNG tank type-B) with a large storage capacity by friction stir welding (FSW) specialized for aluminum welding.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0056414호(2016.05.20)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0056414 (2016.05.20)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 저장용량이 최소 8000㎥(20m×20m×20m)인 초대형 알루미늄 LNG 탱크의 제작이 가능한 마찰교반접합 장치를 제공한다.In order to solve such conventional problems, the present invention provides a friction stir welding device capable of manufacturing a super-large aluminum LNG tank having a storage capacity of at least 8000 m 3 (20 m × 20 m × 20 m).

본 발명에 따른 마찰교반접합 장치는 접합측 암 지지대; 상기 접합측 암 지지대에 대해 나란하게 배치되는 피접합측 암 지지대; 상기 접합측 암 지지대에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되는 접합 툴; 상기 피접합측 암 지지대에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되고 상기 접합 툴과 마주하는 백킹 플레이트; 및 상기 백킹 플레이트를 접합 툴에 대해 평행한 방향으로 회전시키는 회전부를 포함한다.Friction stir welding device according to the present invention includes a bonding side arm support; a joint-side arm support disposed in parallel with the joint-side arm support; a joining tool provided to be linearly movable in the X-axis direction on the joining-side arm support; a backing plate provided to be linearly movable in the X-axis direction on the arm support on the side to be bonded and facing the bonding tool; and a rotation unit for rotating the backing plate in a direction parallel to the bonding tool.

본 발명에 따른 마찰교반접합 장치는 한변의 길이가 최소 20m인 대형 정방형 알루미늄 LNG 탱크의 제작에 있어서 용접부 결함을 줄일 수 있고, 탱크의 초기 조립 단계부터 최종 대형 탱크 조립 단계까지 적용 가능하며, 아크 용접에 비해 결함이 적을 뿐 아니라, 생산속도가 빠르며 생산 효율이 크게 향상된다.The friction stir welding device according to the present invention can reduce welding defects in the manufacture of a large square aluminum LNG tank with a side length of at least 20 m, can be applied from the initial tank assembly stage to the final large tank assembly stage, and arc welding In addition, the production speed is fast and the production efficiency is greatly improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치를 도시한 측면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치를 도시한 정면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 작업대를 도시한 정단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 작업대를 도시한 평면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치를 도시한 정단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 작업대를 도시한 사시도이며,
도 7은 도 6의 배면 사시도이고,
도 8은 도 6의 정면도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 백킹 플레이트 및 회전부를 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 백킹 플레이트를 도시한 측면도이며,
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 접합 방향에 따른 사용 예를 도시한 사시도이고,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 백킹 플레이트의 방향 전환 과정을 도시한 것이며,
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 접합 방향에 따른 사용 예를 도시한 평면도이고,
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 Y축 방향 접합 예를 도시한 사시도이며,
도 17은 도 16의 변형 예에 따른 마찰교반접합 장치의 Y축 방향 접합 예를 도시한 평면도이고,
도 18 및 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 적용 예를 도시한 것이다.
1 is a side view showing a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
2 is a front view showing a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
3 is a front sectional view showing a work table of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
4 is a plan view showing a work table of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
5 is a front sectional view showing a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
6 is a perspective view showing a work table of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
7 is a rear perspective view of FIG. 6;
Figure 8 is a front view of Figure 6;
9 is a perspective view showing a backing plate and a rotating part of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
10 is a side view showing a backing plate of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
11 and 12 are perspective views showing examples of use of the friction stir welding device according to the welding direction according to an embodiment of the present invention;
13 illustrates a process of changing the direction of a backing plate of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention.
14 and 15 are plan views showing examples of use of the friction stir welding device according to the welding direction according to an embodiment of the present invention;
16 is a perspective view showing an example of Y-axis direction welding of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention;
17 is a plan view showing an example of Y-axis direction welding of the friction stir welding device according to the modified example of FIG. 16;
18 and 19 show application examples of the friction stir welding device according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면에 따라서 마찰교반접합 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the friction stir welding device will be described in detail according to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치를 도시한 정면도이다. 이하의 설명에서, 편의를 위해 X축, Y축 및 Z축 방향을 구분하여 설명하기로 한다. X축 방향은 작업 툴 및 백킹 플레이트의 직선 이동 방향이고, Z축 방향이 작업 툴 및 백킹 플레이트 간의 이격 방향이다.1 is a side view showing a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention. In the following description, for convenience, X-axis, Y-axis, and Z-axis directions will be separately described. The X-axis direction is the linear movement direction of the work tool and the backing plate, and the Z-axis direction is the separation direction between the work tool and the backing plate.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치(100)는 접합측 암 지지대(101)와, 피접합측 암 지지대(102)와, 접합 툴(120)와, 백킹 플레이트(130) 및 회전부(140)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 2 , the friction stir welding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a joint side arm support 101, a joint side arm support 102, and a joining tool 120 ), and a backing plate 130 and a rotating part 140.

접합측 암 지지대(101) 및 피접합측 암지지대(102)는 X축 방향으로 소정의 길이를 갖는 바(Bar) 형태로 이루어진다. 피접합측 암 지지대(102)는 접합측 암 지지대(101)에 대해 나란하게 배치되고, 접합측 암 지지대(101)에 대해 각도 조정 가능하게 구비된다. 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)는 단부에 조인트(103)를 통해 회전 가능하게 연결된다.The joint side arm support 101 and the joint side arm support 102 are formed in the form of a bar having a predetermined length in the X-axis direction. The joint-side arm support 102 is disposed parallel to the joint-side arm support 101 and is provided with respect to the joint-side arm support 101 so that an angle can be adjusted. The joined-side arm support 101 and the joined-side arm support 102 are rotatably connected to ends through a joint 103 .

상기 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)는 일단에 회전운동이 가능하도록 구성되어, 2개의 지지대 간의 각도 변화가 가능한 마치 컴퍼스(Compass)와 유사한 형태를 취한다.The joined-side arm support 101 and the joined-side arm support 102 are configured to be able to rotate at one end, and take a shape similar to a compass capable of changing an angle between the two supports.

접합 툴(120)은 접합측 암 지지대(101)에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비된다. 접합 툴(120)은 마찰 교반 용접{Friction Stir Welding:FSW) 수단을 구비하여 피접합재에 용접을 수행하는 용접 툴로 구성된다.The bonding tool 120 is provided on the bonding-side arm support 101 to be linearly movable in the X-axis direction. The joining tool 120 is composed of a welding tool having a friction stir welding (FSW) means to perform welding on a material to be joined.

백킹 플레이트(130)는 접합 툴(120)과 마주하는 것으로서, 피접합측 암 지지대(102)에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비된다. 백킹 플레이트(130)는 접합 툴(120)이 맞대기 이음매(Butt joint)의 피접합재를 고상접합할 때 피접합재 이면으로 작용하는 하중을 지지한다.The backing plate 130 faces the bonding tool 120 and is provided to the arm support 102 on the side to be bonded to be linearly movable in the X-axis direction. The backing plate 130 supports a load acting on the back side of the material to be joined when the bonding tool 120 solidly bonds the material to be joined of the butt joint.

상기 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)에는 길이 방향인 X축 방향으로 치차 가이드(170)가 연장 형성된다. 도 1에는 치차 가이드(170)가 측면도 상에서 외부에 노출되는 것으로 도시하였으나, 본 실시 예에서 치차 가이드(170)는 실질적으로 요입홈 내측에 구비되어 외부에 노출되지 않는다. 치차 가이드에 대해서는 이후에 다시 상세히 설명하기로 한다. 접합 툴(120)과 백킹 플레이트(130)는 Z축 방향으로 서로 마주하며 이격 배치되어 있다.Gear guides 170 are formed to extend in the X-axis direction, which is the longitudinal direction, between the arm support 101 on the joined side and the arm support 102 on the joined side. 1 shows that the gear guide 170 is exposed to the outside in a side view, but in this embodiment, the gear guide 170 is substantially provided inside the concave groove and is not exposed to the outside. The gear guide will be described in detail later. The bonding tool 120 and the backing plate 130 face each other in the Z-axis direction and are spaced apart from each other.

상기 백킹 플레이트(130)는 작업 툴(120)에 대해 X축 방향으로 연동하여 함께 직선 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)에 각각 구비되어 직선 주행하는 후술할 작업대는 전기신호로 동조되어 치차 가이드(170)를 따라 각 지지대를 직선 이동 가능하다.The backing plate 130 may be configured to linearly move together in conjunction with the work tool 120 in the X-axis direction. That is, a workbench to be described later that is provided on the joint side arm support 101 and the joined side arm support 102 and travels in a straight line is synchronized with an electric signal, so that each support can be linearly moved along the gear guide 170 .

상기 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)에는 X축, Y축 및 Z축 방향으로 복수의 고정 돌기(110)가 돌출 형성된다. 고정 돌기(110)는 각 지지대의 표면으로부터 돌출 형성되며, 각 지지대의 각 면에 X축, Y축 및 Z축 방향으로 돌출 형성된다.A plurality of fixing protrusions 110 are protruded from the joint-side arm support 101 and the joint-side arm support 102 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. The fixing protrusion 110 protrudes from the surface of each support and protrudes from each surface of each support in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions.

도 18 및 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 적용 예를 도시한 것이다. 도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 고정 돌기(110)는 정반(203)에 형성된 고정 홈(204)에 삽입 가능하게 구성된다. 피접합재(201)의 접합선(202)이 정반(203)에 대해 수직하게 형성될 때 적용 예의 경우, 접합측 암 지지대(101) 및 피접합측 암 지지대(102)에 형성된 고정 돌기(110)를 정반(203)의 고정 홈(204)에 삽입하며, 마찰교반접합 장치(100)는 정반(203)에 종 방향으로 설치된다. 마찰교반접합 장치(100)의 길이 방향은 X축 방향과 나란하게 배치된다. 이 경우, 정반(203)에는 고정 홈(204)이 바둑판형으로 복수개 형성되는 것이 바람직하다.18 and 19 show application examples of the friction stir welding device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 18 and 19 , the fixing protrusion 110 is configured to be inserted into the fixing groove 204 formed on the surface plate 203 . In the case of an application example when the joint line 202 of the material to be joined 201 is formed perpendicularly to the surface plate 203, the fixing protrusion 110 formed on the joint side arm support 101 and the joint side arm support 102 It is inserted into the fixing groove 204 of the surface plate 203, and the friction stir welding device 100 is installed in the surface plate 203 in the longitudinal direction. The longitudinal direction of the friction stir welding device 100 is parallel to the X-axis direction. In this case, it is preferable that a plurality of fixing grooves 204 are formed in a checkerboard pattern on the surface plate 203 .

회전부(140)는 백킹 플레이트(130)를 접합 툴(120)에 대해 평행한 방향으로 회전시킨다. 회전부(140)는 피접합측 암 지지대(102)의 작업대에 구비되는 것으로서, 회전부(140)에 백킹 플레이트(130)가 결합된다. 회전부(140)는 백킹 플레이트(130)를 +90° 또는 -90°회전시켜 피접합재(201)의 용접선 방향에 따라 적절히 대응될 수 있도록 한다. 즉, 상기 회전부(140)는 피접합측 암 지지대(102)에 일 측이 고정되고 타 측이 상기 백킹 플레이트(130)에 고정되어, 백킹 플레이트(130)를 직선 이동 방향에 대해 -90° 내지 90°회전시킨다.The rotation unit 140 rotates the backing plate 130 in a direction parallel to the bonding tool 120 . The rotating part 140 is provided on the work table of the arm support 102 on the side to be joined, and the backing plate 130 is coupled to the rotating part 140 . The rotation unit 140 rotates the backing plate 130 by +90° or -90° so that it can correspond appropriately according to the direction of the welding line of the material to be joined 201. That is, the rotating part 140 has one side fixed to the arm support 102 on the side to be joined and the other side fixed to the backing plate 130, so that the backing plate 130 is moved from -90° to -90° to the linear movement direction. Rotate 90°.

이 경우, 회전부(140)는 반드시 90°간격으로 회전이 이루어질 필요는 없으며, 필요에 따라 적정 각도로 자유로이 회전하도록 구성될 수 있다.In this case, the rotation unit 140 does not necessarily have to be rotated at 90° intervals, and may be configured to freely rotate at an appropriate angle as needed.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 작업대를 도시한 정단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 작업대를 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치를 도시한 정단면도이다.3 is a front cross-sectional view showing a work table of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a plan view showing a work table of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a front sectional view showing a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 접합측 암 지지대(101) 및 피접합측 암 지지대(102)에는 각각 접합 툴(120) 및 백킹 플레이트(130)를 결합시켜 직선 주행시키기 위한 작업대(160)가 구비된다.Referring to FIGS. 3 to 5 , a work table 160 for linearly traveling by coupling a joining tool 120 and a backing plate 130 to the joining side arm support 101 and the joining side arm support 102, respectively. are provided

상기 접합측 암 지지대(101) 및 피접합측 암 지지대(102)에는 마주하는 면에 각각 작업대(160)를 수용하는 요입홈이 길이 방향으로 형성되어, 단면이 "┖┚"형상으로 이루어진다. 요입홈의 Y축 방향 양벽면에는 가이드 홈(1011,1021)이 형성된다.Concave grooves for accommodating the work table 160 are formed in the longitudinal direction on the facing surfaces of the joint side arm support 101 and the joint side arm support 102, respectively, so that the cross section has a “┖┚” shape. Guide grooves 1011 and 1021 are formed on both walls of the concave groove in the Y-axis direction.

아울러, 작업대(160)의 Y축 방향 양측에 상기 가이드 홈(1011,1021)에 삽입되는 가이드 롤러(164)가 구비된다. 가이드 롤러(164)는 작업대(160)의 Y축 방향 양측으로 연장된 롤러 축(163)에 회전 가능하게 연결된다. 가이드 롤러(164)는 가이드 홈(1011,1021)에 삽입되어 아이들 회전됨에 따라, 작업대(160)가 직선 주행 시 X축 방향으로 가이드된다. 가이드 롤러(164)는 X축 방향을 따라 복수개의 열로 구비될 수 있다.In addition, guide rollers 164 inserted into the guide grooves 1011 and 1021 are provided on both sides of the worktable 160 in the Y-axis direction. The guide rollers 164 are rotatably connected to roller shafts 163 extending on both sides of the work table 160 in the Y-axis direction. As the guide rollers 164 are inserted into the guide grooves 1011 and 1021 and rotated idle, the worktable 160 is guided in the X-axis direction during straight travel. Guide rollers 164 may be provided in a plurality of rows along the X-axis direction.

상기 요입홈의 Z축 방향 바닥면에는 치차 가이드(170)가 구비된다. 치차 가이드(170)는 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)에 각각 구비되며, 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)의 길이 방향으로 길게 연장 형성된다. 아울러, 작업대(160)의 Z축 방향 바닥면에는 치차 가이드(170)에 치합되는 적어도 하나의 치차(162,162a)가 구비된다.A gear guide 170 is provided on the bottom surface of the concave groove in the Z-axis direction. The gear guide 170 is provided on the joint side arm support 101 and the joint side arm support 102, respectively, and is formed to extend in the longitudinal direction of the joint side arm support 101 and the joint side arm support 102. do. In addition, at least one gear 162 and 162a engaged with the gear guide 170 is provided on the bottom surface of the work table 160 in the Z-axis direction.

작업대(160)에는 치차(162)를 회전 구동시키는 구동 모터(161)를 구비한다. 치차(162,162a)는 구동 모터(161)의 구동축에 연결되어 회전되는 구동 치차(162)와, 아이들(Idle) 회전되는 비구동 치차(162a)로 이루어진다. 상기 작업대(160)는 마찰교반접합시 발생하는 고하중을 견디면서 일방향(X축 방향)으로 직선 운동해야 한다.The work table 160 includes a driving motor 161 that rotates and drives the gear 162 . The gears 162 and 162a include a drive gear 162 connected to the drive shaft of the drive motor 161 and rotated, and a non-drive gear 162a rotated idle. The work table 160 must linearly move in one direction (X-axis direction) while enduring a high load generated during friction stir welding.

상기 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)는 단부에 조인트(103)를 통해 회전 가능하게 연결되어 서로 각도 조정 가능하다. 이러한 구성을 통해, 피접합재가 거대 구조물에 속해 있으면서 경사가 있는 경우, 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102) 간에 각도를 주어 대응할 수 있다.The joint-side arm support 101 and the joint-side arm support 102 are rotatably connected to ends through a joint 103 so that angles can be adjusted to each other. Through this configuration, when the material to be joined is inclined while belonging to a large structure, it is possible to respond by giving an angle between the arm support 101 and the arm support 102 on the joined side.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 작업대를 도시한 사시도이며, 도 7은 도 6의 배면 사시도이고, 도 8은 도 6의 정면도이다.6 is a perspective view showing a work table of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a rear perspective view of FIG. 6 , and FIG. 8 is a front view of FIG. 6 .

도 6 내지 도 8을 참조하면, 작업 툴(120)이 결합된 접합측 암 지지대(101) 측의 작업대(160)에는, 피접합재(201)를 Z축 방향으로 가압하는 다점접촉구속부(165)를 구비한다. 상기 다점접촉구속부(165)는 작업 툴(120)의 주위에 적어도 하나 구비되고, 피접합재(201)의 표면에 구름 가능한 복수개의 볼(166)로 구성된다.6 to 8, the work table 160 on the side of the arm support 101 on the bonding side to which the work tool 120 is coupled has a multi-point contact restraint 165 for pressing the material 201 to be joined in the Z-axis direction. ) is provided. At least one of the multi-point contact restraints 165 is provided around the work tool 120 and is composed of a plurality of balls 166 capable of rolling on the surface of the material 201 to be joined.

다점접촉구속부(165)는 복수의 초경합금 또는 침탄 등 표면경화개질처리를 거친 강구로 이루어져 있는 일종의 볼 캐스터(Ball Caster)로 구성될 수 있다. 다점접촉구속부(165)는 마찬교반접합 용접 방향이나 피접합재의 이송이 어느 방향으로도 가능하되 작업 툴 주위의 피접합재의 상하방향 변위를 방지하여 접합 시 구속도를 높이고 접합 품질을 향상시킨다.The multi-point contact restraining part 165 may be composed of a kind of ball caster made of a plurality of cemented carbide or steel balls that have undergone surface hardening and modification treatment such as carburizing. The multi-point contact restraining unit 165 is capable of transporting the material to be joined in any direction, but increases the degree of restraint during welding and improves the quality of joining by preventing vertical displacement of the material to be joined around the work tool.

도 8에서, 피접합재(201)의 실선은 미접합 상태를 도시한 것이고, 점선은 겹치기 이음매의 접합이 완료된 상태를 도시한 것이다. 볼(166)로 구성된 다점접촉구속부(165)는 피접합재(201)를 상부에서 하부 방향으로 고르게 분산 가압한다.In FIG. 8 , the solid line of the material to be joined 201 shows an un-joined state, and the dotted line shows a state in which the joining of the lap joint is completed. The multi-point contact restraining portion 165 composed of balls 166 evenly distributes and presses the material to be joined 201 from top to bottom.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 백킹 플레이트 및 회전부를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 백킹 플레이트를 도시한 측면도이다.9 is a perspective view showing a backing plate and a rotating part of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a side view showing a backing plate of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 백킹 플레이트(130)는 고하중에도 견딜 수 있도록 무한궤도 형태로 회전되는 복수개의 다절편(135)으로 이루어진다. 더욱 상세하게는, 백킹 플레이트(130)는 지지 프레임(131)과 무한궤도 모듈(132)로 이루어진다.Referring to FIGS. 9 and 10 , the backing plate 130 is composed of a plurality of multi-sections 135 rotated in an endless orbit to withstand high loads. More specifically, the backing plate 130 is composed of a support frame 131 and a crawler module 132 .

지지 프레임(131)은 "┖┚"형상으로 이루어지며 회전부(140) 중 후술할 제2 회전부(141)에 고정된다. 무한궤도 모듈(132)은 한 쌍의 이송 롤러(134)를 구비한다. 이송 롤러(134)는 서로 일정 거리 이격 설치되며, 복수개의 다절편(135)들이 서로 회전 가능하게 연결되어 한 쌍의 이송 롤러(134)에 감겨진 무한궤도를 형성한다. 지지 프레임(131)에는 복수개의 고정용 롤러(133)가 구비되어 다절편(135)의 이탈을 방지한다. 백킹 플레이트(130)는 이송 롤러(134)를 회전시켜 무한궤도를 회전시키는 모터(136)를 구비한다.The support frame 131 has a “┖┚” shape and is fixed to a second rotation unit 141 to be described later among the rotation units 140. The caterpillar module 132 has a pair of conveying rollers 134 . The conveying rollers 134 are installed at a predetermined distance from each other, and a plurality of multi-segments 135 are rotatably connected to each other to form an endless track wound around the pair of conveying rollers 134 . A plurality of fixing rollers 133 are provided in the support frame 131 to prevent the multi-segments 135 from being separated. The backing plate 130 includes a motor 136 that rotates the feed roller 134 to rotate the caterpillar.

이 경우, 상기 고정용 롤러(133)는 경우에 따라(도 17에 도시된 적용 예의 경우) 다점접촉구속부(165)와 간섭이 발생할 수 있다. 이로 인해, 다점접촉구속부(165)가 다수 구비된 경우, 고정용 롤러(133)는 불필요하게 되어 생략할 수 있다.In this case, the fixing roller 133 may interfere with the multi-point contact restraining part 165 in some cases (in the case of the application example shown in FIG. 17). For this reason, when a plurality of multi-point contact restraining units 165 are provided, the fixing roller 133 becomes unnecessary and can be omitted.

도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 접합 방향에 따른 사용 예를 도시한 사시도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 백킹 플레이트의 방향 전환 과정을 도시한 것이다.11 and 12 are perspective views illustrating usage examples of a friction stir welding device according to a bonding direction according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a perspective view of a backing plate of a friction stir welding device according to an embodiment of the present invention. It shows the direction change process.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 회전부(140)는 제1 회전부(142) 및 제2 회전부(141)로 이루어진다. 제1 회전부(142)는 피접합측 암 지지대(102) 측에 고정된다. 제2 회전부(141)는 백킹 플레이트(130) 측에 고정되고, 제1 회전부(142)에 대해 평행한 방향으로 회전 가능하다. 또한, 제2 회전부(141)는 제1 회전부(142)에 대해 Z축 방향으로 승강 가능하다.Referring to FIGS. 11 to 13 , the rotation unit 140 includes a first rotation unit 142 and a second rotation unit 141 . The first rotating part 142 is fixed to the side of the arm support 102 to be joined. The second rotating part 141 is fixed to the side of the backing plate 130 and is rotatable in a direction parallel to the first rotating part 142 . In addition, the second rotation unit 141 can move up and down in the Z-axis direction with respect to the first rotation unit 142 .

도 11은 백킹 플레이트(130)의 회전 방향이 X축 방향으로서 작업 툴(120)의 주행 방향인 X축 방향과 나란한 방향이며, 도 12는 백킹 플레이트(130)의 회전 방향이 Y축 방향으로서 작업 툴(120)의 주행 방향인 X축 방향과 직교하는 방향이다. 도 13은 백킹 플레이트(130)가 도 11의 상태에서 회전부(140)에 의해 도 12의 상태로 회전되는 과정을 도시한 것이다. 도 13을 참조하면, 도 11의 상태에서 제2 회전부(141)가 제1 회전부(142)에 대해 상승 이동한 후 90°회전되고 이후에 제2 회전부(141)가 제1 회전부(142)에 대해 하강 이동한다.11 shows that the rotation direction of the backing plate 130 is the X-axis direction, parallel to the X-axis direction, which is the driving direction of the work tool 120, and FIG. 12 shows the rotation direction of the backing plate 130 as the Y-axis direction. It is a direction orthogonal to the X-axis direction, which is the traveling direction of the tool 120. FIG. 13 illustrates a process in which the backing plate 130 is rotated from the state shown in FIG. 11 to the state shown in FIG. 12 by the rotation unit 140 . Referring to FIG. 13 , in the state of FIG. 11 , the second rotation unit 141 moves upward with respect to the first rotation unit 142 and then rotates 90°, and then the second rotation unit 141 attaches to the first rotation unit 142. move down about

도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 접합 방향에 따른 사용 예를 도시한 평면도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치의 Y축 방향 접합 예를 도시한 사시도이며, 도 17은 도 16의 변형 예에 따른 마찰교반접합 장치의 Y축 방향 접합 예를 도시한 평면도이다.14 and 15 are plan views illustrating usage examples of the friction stir welding device according to the bonding direction according to an embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a Y-axis direction of the friction stir welding device according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 is a perspective view showing a bonding example, and FIG. 17 is a plan view illustrating a Y-axis direction bonding example of the friction stir welding device according to the modified example of FIG. 16 .

도 14와 같이 피접합재(201)의 접합 방향이 X축 방향인 경우, 이송수단은 접합측 암 지지대(101)의 작업대(160)가 된다. 아울러, 도 15와 같이 피접합재(201)의 접합 방향이 Y축 방향인 경우, 이송수단은 백킹 플레이트(130)의 무한궤도형 다절편(135)이 된다.As shown in FIG. 14 , when the joining direction of the materials to be joined 201 is in the X-axis direction, the transfer means becomes the work table 160 of the arm support 101 on the joining side. In addition, when the joining direction of the material to be joined 201 is the Y-axis direction as shown in FIG. 15, the conveying means becomes the endless track multi-section 135 of the backing plate 130.

도 16을 참조하면, 피접합재(201)의 접합 방향이 Y축 방향으로 이루어지며, 피접합재(201)의 길이는 무제한으로 설정될 수 있다. 이 경우, 접합측 암 지지대(101)의 작업대(160) 및 피접합측 암 지지대(102)의 작업대(160)는 고정되며 피접합재(201)만을 이동시키면서 접합을 수행 가능하다. 도 17을 참조하면, 피접합재(201)의 접합 방향이 Y축 방향으로 이루어지며, 피접합재(201)의 길이는 무제한으로 설정될 수 있다. 아울러, 피접합재(201)의 최대 접합 완성품 폭은 작업대(160)의 직선주행 가능 거리와 동일하다.Referring to FIG. 16 , the joining direction of the material to be joined 201 is in the Y-axis direction, and the length of the material to be joined 201 may be set to be unlimited. In this case, the work table 160 of the joint side arm support 101 and the work table 160 of the joint side arm support 102 are fixed, and bonding can be performed while moving only the material 201 to be joined. Referring to FIG. 17 , the joining direction of the material to be joined 201 is in the Y-axis direction, and the length of the material to be joined 201 may be set to be unlimited. In addition, the maximum width of the finished jointed product of the material to be joined 201 is the same as the distance that the work table 160 can run in a straight line.

겹치기 이음매(Lap joint)의 피접합재의 경우, 지지 측 모재의 마찰교반접합하는 부분은 작업 툴(120)에 인접한 판재보다 국부적으로 4배 이상 두꺼워지도록 압출 프로파일을 사용하여, 지지 측 모재가 백킹 플레이트를 대신하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 백킹 플레이트(130)는 사용되지 않으며, 접합 툴(120)과 백킹 플레이트(130)는 마주보지 않는다. 접합 툴(120)과 백킹 플레이트(130) 간의 상대 위치 조정은 전술한 암 지지대들 간의 회전 각도를 조정하는 등의 방법으로 수행할 수 있다. 즉, 백킹 플레이트(130)는 필요에 따라 사용되거나 사용되지 않도록 조정이 가능하다.In the case of the material to be joined at the lap joint, the part to be friction stir welded on the support side base material uses an extrusion profile so that it is locally 4 times or more thicker than the plate material adjacent to the work tool 120, so that the support side base material is the backing plate. can be substituted for In this case, the backing plate 130 is not used, and the bonding tool 120 and the backing plate 130 do not face each other. Adjustment of the relative position between the bonding tool 120 and the backing plate 130 may be performed by adjusting a rotation angle between the aforementioned arm supports. That is, the backing plate 130 can be adjusted to be used or not used as needed.

상기에서, 백킹 플레이트(130)는 2중으로 되어있고 무한궤도의 진행 방향과 90° 방향으로 진행하게 구성된 2단 구조의 무한궤도로 구현함으로써, 일 방향으로 긴 판재의 마찰교반접합이 가능하다. 이 경우, 본 발명의 마찰교반접합 장치는 고정되어 있고 피접합용 판재가 이송이 되어야 하므로, 2단 무한궤도형 백킹 플레이트 외에, 장치 외부에서 장방형 피접합 부재의 장입 접합 완료된 부재의 이송을 위한 별도의 가이드 롤러를 구성할 수 있다.In the above, the backing plate 130 is doubled and realized as a two-stage structure configured to proceed in a direction of 90 ° with the direction of the endless track, so that friction stir welding of long plates in one direction is possible. In this case, since the friction stir welding device of the present invention is fixed and the plate material to be joined must be transported, in addition to the two-stage endless track type backing plate, a separate device for loading and transporting the joined member from the outside of the device It is possible to configure a guide roller of.

본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치는 한변의 길이가 최소 20m인 대형 정방형 알루미늄 LNG 탱크의 제작에 있어서, 용접부 결함을 줄일 수 있고 탱크의 초기 조립 단계부터 최종 대형 탱크 조립 단계까지 적용 가능하다. 아울러, 아크용접에 비해 결함이 적고 생산속도가 빠르며 생산 효율이 크게 향상된다.The friction stir welding device according to an embodiment of the present invention can reduce welding defects in the manufacture of a large square aluminum LNG tank with a side length of at least 20 m, and can be applied from the initial tank assembly stage to the final large tank assembly stage. do. In addition, compared to arc welding, defects are reduced, production speed is fast, and production efficiency is greatly improved.

정리하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰교반접합 장치(100)는 FSW 접합 및 피접합재의 상하방향 변위구속용 다점접촉구속부(165)에 의한 하중을 충분히 견딜 수 있도록 강건하게 설계된 백킹 플레이트(130)의 지지 프레임(131), 상기의 하중을 견디며 피접합재를 직선 이동시킬 수 있는 복수의 다절편(135) 및 접합 방향을 바꾸기 위한 회전부(140)를 구비한다.In summary, the friction stir welding device 100 according to an embodiment of the present invention is a backing plate designed to be robust enough to withstand the load by the multi-point contact restraint 165 for FSW bonding and restraining the displacement of the material to be joined in the vertical direction. It is provided with a support frame 131 of 130, a plurality of multi-pieces 135 capable of linearly moving the material to be joined while enduring the above load, and a rotating part 140 for changing the joining direction.

또한, 무한궤도형 다절편 백킹 플레이트(130)는 접합 후 접합측 암 지지대의 작업대에 위치한 접합 툴(120) 및 다점접촉구속부(165)로부터 전달되는 하중을 견디면서, 피접합부의 용접 길이에 구애받지 않고 피접합재를 이송할 수 있도록 구성된다. 용접장의 길이에 제한이 없이 백킹 플레이트 역할을 수행하기 위하여 모터 구동에 의해 일축 이송이 가능한 다수의 절편으로 이루어진 무한궤도가 구비됨에 따라, 각 다절편은 접합측 부하를 견디면서 궤도 이동이 가능하도록 소형 롤러들에 의해 하중을 분산 전달할 수 있다.In addition, the endless orbital multi-segment backing plate 130 withstands the load transferred from the joining tool 120 and the multi-point contact restraint 165 located on the workbench of the arm support on the joining side after joining, and adjusts the welding length of the joint to be joined. It is configured to be able to transfer the material to be joined without being restricted. In order to serve as a backing plate without limiting the length of the welding field, as an endless track composed of a plurality of segments capable of uniaxially transported by a motor drive is provided, each multi-section is small enough to enable orbital movement while enduring the load on the bonding side. The load can be distributed and transmitted by means of rollers.

한편, 상기에서 회전부(140)는 작업대(160)에 부착되며, 도시되지는 않았으나 내부의 모터 구동에 의하여 제1 회전부(142)와 제2 회전부(141) 간의 상대 회전 운동이 가능하고, 내부의 별도의 액추에이터 등에 의해 제1 회전부(142)와 제2 회전부(141) 간의 승강 운동을 구현할 수 있다.On the other hand, in the above, the rotation unit 140 is attached to the work table 160, and although not shown, relative rotational movement between the first rotation unit 142 and the second rotation unit 141 is possible by driving an internal motor, An elevation movement between the first rotation unit 142 and the second rotation unit 141 may be implemented by a separate actuator or the like.

회전부(140)는 접합시 고하중을 견디기 위하여 회전 이동시에는 부하가 없는 상태에서 상부의 제2 회전부(141)를 +Z축 방향으로 10mm 이상 상승 이격시키고, 원하는 각도만큼 회전시킨 후 -Z축 방향으로 하강시켜 원위치시킨다. 이 단계에서 변화된 제2 회전부(141)의 회전각도만큼 무한궤도의 진행 방향을 조절할 수 있다.The rotating part 140 raises and separates the upper second rotating part 141 by 10 mm or more in the +Z-axis direction in the absence of load during rotation in order to withstand a high load during bonding, rotates it by a desired angle, and then rotates it in the -Z-axis direction. Lower it to its original position. The traveling direction of the caterpillar may be adjusted by the rotation angle of the second rotation unit 141 changed in this step.

아울러, 접합측 암 지지대(101)의 작업대(160)와 다점접촉구속부(165)의 사이에는 하향 하중 부하장치가 구비되어, 상하 이동 및 하향 하중 부하가 가능하다. 다점접촉구속부(165)가 피접합재(201)를 구속할 때 가압이 이루어져 피접합재(201)를 하부의 무한궤도형 다절편 백킹 플레이트(130)에 단단히 고정되게 한다.In addition, a downward load loading device is provided between the work table 160 of the joint side arm support 101 and the multi-point contact restraining part 165, so that vertical movement and downward load application are possible. When the multi-point contact restraining part 165 restrains the material to be joined 201, pressure is applied so that the material to be joined 201 is firmly fixed to the lower endless track multi-segment backing plate 130.

이 경우, 피접합재에 대한 구속압력은 피접합 판재에 심한 소성변형을 일으키지 않고, 구속 후 피접합재의 상하방향 변위가 없으며, 하부의 무한궤도형 백킹 플레이트에 의해 이송이 가능해야 한다. 구속압력은 피접합 판재의 두께 및 재질에 따라 달라지며 대략 항복응력의 5%이상 50%이하의 범위에서 3~4회의 실제로 가압 실험을 통해 적정압력을 결정하는 것이 바람직하다.In this case, the restraining pressure on the material to be joined does not cause severe plastic deformation in the plate material to be joined, there is no vertical displacement of the material to be joined after the restraint, and it must be able to be transported by the lower endless track backing plate. The restraining pressure varies depending on the thickness and material of the plate materials to be joined, and it is preferable to determine the appropriate pressure through 3 to 4 actual pressing experiments in the range of approximately 5% or more and 50% or less of the yield stress.

지금까지 본 발명에 따른 마찰교반접합 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.So far, the friction stir welding device according to the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and anyone skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 마찰교반접합 장치
101: 접합측 암 지지대 102: 피접합측 암 지지대
103: 조인트 110: 고정 돌기
120: 작업 툴 130: 백킹 플레이트
131: 지지 프레임 132: 무한궤도 모듈
133: 고정용 롤러 134: 이송 롤러
135: 다절편
140: 회전부 142: 제1 회전부
141: 제2 회전부
160: 작업대 161: 구동 모터
162: 치차 164: 가이드 롤러
165: 다점접촉구속부 166: 볼
170: 치차 가이드
201: 피접합재 202: 접합선
203: 정반 204: 고정 홈
100: friction stir welding device
101: joint side arm support 102: joined side arm support
103: joint 110: fixed protrusion
120: work tool 130: backing plate
131: support frame 132: caterpillar module
133: fixing roller 134: transfer roller
135: multisection
140: rotating part 142: first rotating part
141: second rotating part
160: work table 161: drive motor
162: gear 164: guide roller
165: multi-point contact restraint 166: ball
170: gear guide
201: material to be joined 202: joint line
203: surface plate 204: fixed groove

Claims (10)

접합측 암 지지대(101);
상기 접합측 암 지지대(101)에 대해 Z축 방향으로 이격 배치되는 피접합측 암 지지대(102);
상기 접합측 암 지지대(101)에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되는 접합 툴(120);
상기 피접합측 암 지지대(102)에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되는 백킹 플레이트(130); 및
상기 백킹 플레이트(130)를 Z축 방향을 축선(Axis)으로 하여 회전시키는 회전부(140)를 포함하고,
상기 접합측 암 지지대(101) 및 피접합측 암 지지대(102)에는 각각 접합 툴(120) 및 백킹 플레이트(130)를 결합시켜 직선 주행시키기 위한 작업대(160)가 구비되며,
상기 접합측 암 지지대(101) 및 피접합측 암 지지대(102)에는 마주하는 면에 각각 작업대(160)를 수용하는 요입홈이 길이 방향으로 형성되고, 상기 요입홈의 Y축 방향 양벽면에 가이드 홈(1011,1021)이 형성되며,
상기 작업대(160)의 Y축 방향 양측에 상기 가이드 홈(1011,1021)에 삽입되는 가이드 롤러(164)가 구비되는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합 장치.
joint side arm support 101;
a jointed side arm support 102 spaced apart from the jointed side arm support 101 in the Z-axis direction;
a joining tool 120 provided to be linearly movable in the X-axis direction on the joining-side arm support 101;
a backing plate 130 provided to be linearly movable in the X-axis direction on the arm support 102 on the side to be bonded; and
A rotating part 140 for rotating the backing plate 130 in the Z-axis direction as an axis,
The joint side arm support 101 and the joint side arm support 102 are provided with a work table 160 for straight driving by combining the joining tool 120 and the backing plate 130, respectively,
Concave grooves for accommodating the worktable 160 are formed in the longitudinal direction on the facing surfaces of the joint side arm support 101 and the joint side arm support 102, respectively, and guides are formed on both walls of the concave groove in the Y-axis direction. Grooves 1011 and 1021 are formed,
Friction stir welding device characterized in that guide rollers 164 inserted into the guide grooves 1011 and 1021 are provided on both sides of the worktable 160 in the Y-axis direction.
제1 항에 있어서,
상기 회전부(140)는 피접합측 암 지지대(102)에 일 측이 고정되고 타 측이 상기 백킹 플레이트(130)에 고정되어, 백킹 플레이트(130)를 직선 이동 방향에 대해 -90° 내지 90°회전시키는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합 장치.
According to claim 1,
The rotating part 140 has one side fixed to the joint arm support 102 and the other side fixed to the backing plate 130, so that the backing plate 130 is moved at -90° to 90° with respect to the linear movement direction. A friction stir welding device characterized in that for rotating.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 요입홈의 Z축 방향 바닥면에 치차 가이드(170)가 구비되고,
상기 작업대(160)의 Z축 방향 바닥면에 상기 치차 가이드(170)에 치합되는 적어도 하나의 치차(162,162a)가 구비되고, 상기 치차를 회전 구동시키는 구동 모터(161)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합 장치.
According to claim 1,
A gear guide 170 is provided on the bottom surface of the concave groove in the Z-axis direction,
At least one gear (162, 162a) engaged with the gear guide 170 is provided on the bottom surface of the worktable 160 in the Z-axis direction, and a drive motor 161 for rotationally driving the gear is included. A friction stir welding device.
접합측 암 지지대(101);
상기 접합측 암 지지대(101)에 대해 Z축 방향으로 이격 배치되는 피접합측 암 지지대(102);
상기 접합측 암 지지대(101)에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되는 접합 툴(120);
상기 피접합측 암 지지대(102)에 X축 방향으로 직선 이동 가능하게 구비되는 백킹 플레이트(130); 및
상기 백킹 플레이트(130)를 Z축 방향을 축선(Axis)으로 하여 회전시키는 회전부(140)를 포함하고,
상기 접합측 암 지지대(101)와 피접합측 암 지지대(102)는 단부에 조인트(103)를 통해 회전 가능하게 연결되어 서로 각도 조정 가능한 것을 특징으로 하는 마찰교반접합 장치.
joint side arm support 101;
a jointed side arm support 102 spaced apart from the jointed side arm support 101 in the Z-axis direction;
a joining tool 120 provided to be linearly movable in the X-axis direction on the joining-side arm support 101;
a backing plate 130 provided to be linearly movable in the X-axis direction on the arm support 102 on the side to be bonded; and
A rotating part 140 for rotating the backing plate 130 in the Z-axis direction as an axis,
The joint-side arm support (101) and the joint-side arm support (102) are rotatably connected at their ends through a joint (103) so that angles can be adjusted to each other.
제2 항에 있어서,
상기 회전부(140)는,
상기 피접합측 암 지지대(102) 측에 고정되는 제1 회전부(142)와,
상기 백킹 플레이트(130) 측에 고정되고, 상기 제1 회전부(142)에 대해 평행한 방향으로 회전 가능하며, 상기 제1 회전부(142)에 대해 Z축 방향으로 승강 가능한 제2 회전부(141)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합 장치.
According to claim 2,
The rotating part 140,
A first rotation part 142 fixed to the side of the arm support 102 on the side to be joined;
A second rotation unit 141 fixed to the backing plate 130, rotatable in a direction parallel to the first rotation unit 142, and elevating in the Z-axis direction with respect to the first rotation unit 142. A friction stir welding device, characterized in that consisting of.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 백킹 플레이트(130)는 무한궤도 형태로 회전되는 복수개의 다절편(135)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합 장치.
According to claim 1,
The friction stir welding device, characterized in that the backing plate 130 is composed of a plurality of multi-pieces 135 rotated in the form of an endless orbit.
KR1020160078735A 2016-06-23 2016-06-23 Friction stir welding device KR102532894B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160078735A KR102532894B1 (en) 2016-06-23 2016-06-23 Friction stir welding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160078735A KR102532894B1 (en) 2016-06-23 2016-06-23 Friction stir welding device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180000572A KR20180000572A (en) 2018-01-03
KR102532894B1 true KR102532894B1 (en) 2023-05-16

Family

ID=61002382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160078735A KR102532894B1 (en) 2016-06-23 2016-06-23 Friction stir welding device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102532894B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002103061A (en) * 2000-10-02 2002-04-09 Hitachi Ltd Method and apparatus for friction stir welding
JP2007203326A (en) * 2006-02-01 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd Friction stir welding equipment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120061229A (en) * 2010-12-03 2012-06-13 대우조선해양 주식회사 Apparatus for friction stir welding
KR101631557B1 (en) 2014-11-11 2016-06-27 대우조선해양 주식회사 Friction stir welding device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002103061A (en) * 2000-10-02 2002-04-09 Hitachi Ltd Method and apparatus for friction stir welding
JP2007203326A (en) * 2006-02-01 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd Friction stir welding equipment

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180000572A (en) 2018-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6419142B1 (en) Apparatus for friction stir welding
US11208119B2 (en) Guide module and driving device having the same
JP4485846B2 (en) Structure block manufacturing method and manufacturing apparatus
JP6408526B2 (en) Ball screw polishing method and apparatus
US11247263B2 (en) Method for manufacturing rack bar
US10245676B2 (en) Friction stir welding device
KR200460819Y1 (en) Auto welding robot of multi path type
JP6711911B2 (en) Linear expansion mechanism
WO2017212945A1 (en) Pallet conveyance device
KR102532894B1 (en) Friction stir welding device
US20180111221A1 (en) Arcuate boom for friction stir welding of arcuate work pieces
JP2003200324A (en) Rotation indexing device for machine tool
US8647175B2 (en) Method and apparatus for finish machining ball tracks in a nut of a ball drive
JP3836091B2 (en) Friction stir welding method, apparatus therefor, and structure manufactured by the method
JPS62238098A (en) Welding jig for long-sized material
KR101180866B1 (en) Buffing machine for inside surface of large size pipe
JP4323909B2 (en) Friction stir welding method and friction stir welding apparatus
KR102595360B1 (en) Complex friction stir welding device for manufacturing propellant tanks
JP6540243B2 (en) Compound grinding machine equipped with superfinishing apparatus and superfinishing apparatus
JP3661923B2 (en) Mash seam welding equipment
JP2000334576A (en) Method and device for joining including pretreatment
JP2001219280A (en) Method and apparatus for joining cylindrical body
JP2003260573A (en) Spot welding system and body structure
KR101820778B1 (en) Friction stir welding device
JP5459509B2 (en) Bogie propulsion screw

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant