KR102567988B1 - Undercut prevention method for TIG welding end point - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TIG 용접으로 대상물(10)의 접합부(15)를 연결하는 과정에서 시단부와 종단부의 함몰을 방지하는 방법에 있어서: 상기 대상물(10)의 모재(20)에서 시단부와 종단부에 해당하는 부분에 연장부(21)를 형성하고, TIG 용접으로 접합부(15)의 연결이 완료된 후에 연장부(21)를 제거하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 자동차의 촉매변환기와 같은 구조의 대상물에 티그 용접을 적용함에 있어 용접부의 시단부와 종단부에서 함몰되는 결함을 방지하여 양산의 품질과 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.The present invention is a method for preventing depression of the start and end portions in the process of connecting the junction 15 of the object 10 by TIG welding: It is characterized in that the extension part 21 is formed at the corresponding part, and the extension part 21 is removed after the connection of the junction part 15 is completed by TIG welding.
Accordingly, in applying TIG welding to an object having a structure such as a catalytic converter of an automobile, there is an effect of improving the quality and productivity of mass production by preventing defects that are recessed at the beginning and end of the welding part.

Description

TIG 용접부 말단의 함몰방지 방법 {Undercut prevention method for TIG welding end point}Undercut prevention method for TIG welding end point}

본 발명은 TIG 용접 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 티그 용접 과정에서 용접부에 발생되는 결함을 최소화하기 위한 TIG 용접부 말단의 함몰방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a TIG welding method, and more particularly, to a method for preventing recession at the end of a TIG welded portion for minimizing defects generated at the welded portion during the TIG welding process.

티그 용접은 비교적 고가이면서 용접 속도가 느린 단점을 보이지만 다양한 금속 재질에 적용 가능하고 기계적 성질과 내부식성을 높일 수 있다. 자동차의 경우 경량이면서 높은 인장강도와 항복강도를 갖춘 알루미늄 합금, 마그네슘 합금의 접합에도 티그 용접이 활용될 수 있다. 이와 같이 자동차를 비롯한 각종 분야에서 티그 용접의 활용성이 기대되지만 실드가스의 안정적 공급, 안정된 아크 스타트 외에 양단부의 함몰에 대한 대책이 중요하다.Although TIG welding has disadvantages of relatively high cost and slow welding speed, it can be applied to various metal materials and can improve mechanical properties and corrosion resistance. In the case of automobiles, TIG welding can be used for joining aluminum alloys and magnesium alloys that are lightweight and have high tensile strength and yield strength. In this way, the utilization of TIG welding is expected in various fields including automobiles, but countermeasures against sinking of both ends are important in addition to stable supply of shield gas and stable arc start.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2014-0134385호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2013-0046926호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.As prior art documents that can be referred to in this regard, Korean Patent Publication No. 2014-0134385 (Prior Document 1) and Korean Patent Publication No. 2013-0046926 (Prior Document 2) are known.

선행문헌 1은 맞대기 용접 대상인 두개의 부재가 맞댄 상태로 유지되는 이면에 부착되는 세라믹 백킹제, 두 부재의 용접 시작점과 종료점에 설치되어 용접 슬래그에 의한 용접 불량을 방지하는 탭 피스를 포함하고, 세라믹 백킹제의 양단이 용접 시작점과 종료점 각각의 바깥으로 연장된다. 이에, 작업효율 향상과 백킹제의 처짐 방지 효과를 기대한다.Prior Document 1 includes a ceramic backing agent attached to the back surface of two members to be butt-welded butt-welded, and a tap piece installed at the welding start and end points of the two members to prevent welding defects caused by welding slag, ceramic Both ends of the backing material extend outside each of the welding start and end points. Accordingly, an improvement in work efficiency and an effect of preventing sagging of the backing agent are expected.

선행문헌 2는 두 강판의 양단에 한 쌍의 보조판을 각각 결합하여, 한 쌍의 보조판에 형성된 연장홈과 이음부의 종 방향 양단이 연결되도록 하고, 용접 시작측과 용접 종료측에 각각 위치된 연장홈과 이음부를 따라 금속 용접재를 도포하는 과정을 거친다. 이에, 보조판의 구조가 복잡하지 않으며, 제작하는데 필요한 시간과 비용을 줄이는 효과를 기대한다.In Prior Document 2, a pair of auxiliary plates are coupled to both ends of two steel plates, so that the extension groove formed in the pair of auxiliary plates and both ends in the longitudinal direction of the joint are connected, and the extension grooves respectively located at the welding start side and the welding end side. and the process of applying metal welding material along the joint. Thus, the structure of the auxiliary plate is not complicated, and the effect of reducing the time and cost required for manufacturing is expected.

다만, 상기한 선행문헌에 의하면 자동차의 촉매변환기와 같은 구조에 티그 용접을 적용하기 미흡하여 개선의 여지를 보이고 있다.However, according to the above prior literature, it is insufficient to apply TIG welding to a structure such as a catalytic converter of an automobile, showing room for improvement.

한국 공개특허공보 제2014-0134385호 "맞대기 이음 용접용 탭 피스" (공개일자 : 2014.11.24.)Korean Patent Publication No. 2014-0134385 "Tap piece for butt joint welding" (Publication date: 2014.11.24.) 한국 공개특허공보 제2013-0046926호 "종균열 방지를 위한 편면 맞대기 용접방법" (공개일자 : 2013.05.08.)Korean Patent Laid-open Publication No. 2013-0046926 "Single-sided butt welding method for preventing longitudinal cracks" (Publication date: 2013.05.08.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 자동차의 촉매변환기와 같은 구조의 대상물에 티그 용접을 적용함에 있어 용접부의 시단부와 종단부에서 함몰되는 결함을 방지할 수 있는 TIG 용접부 말단의 함몰방지 방법을 제공하는 데 있다.The object of the present invention for improving the above conventional problems is, in applying TIG welding to an object having a structure such as a catalytic converter of an automobile, a TIG welding part capable of preventing recessed defects at the beginning and end of the welding part It is to provide a method for preventing the collapse of the terminal.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 TIG 용접으로 대상물의 접합부를 연결하는 과정에서 시단부와 종단부의 함몰을 방지하는 방법에 있어서: 상기 대상물의 모재에서 시단부와 종단부에 해당하는 부분에 연장부를 형성하고, TIG 용접으로 접합부의 연결이 완료된 후에 연장부를 제거하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for preventing the sinking of the start and end portions in the process of connecting the joint of the object by TIG welding: extending from the base material of the object to the portion corresponding to the start and end It is characterized in that the extension is removed after forming the part and completing the connection of the joint by TIG welding.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 대상물은 원통부의 적어도 일단에 스피닝 가공된 축경부를 갖춘 구조에 적용되는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the object is characterized in that it is applied to a structure having a diameter-reducing portion that is processed by spinning at least one end of the cylindrical portion.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모재는 이음매가 없는 일체형 구조 또는 접합부를 개재한 분할형 구조로 연장부를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the base material is characterized in that it has an extension part in an integrated structure without a joint or a split structure with a joint interposed therebetween.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모재는 연장부의 매끄러운 절단을 위한 절취부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the base material is characterized in that it further comprises a cutting portion for smooth cutting of the extension portion.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모재는 지그를 이용하여 접합부, TIG용접기, 절단기 중에서 적어도 어느 2개를 지지하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the base material is characterized by supporting at least any two of a joint, a TIG welding machine, and a cutting machine using a jig.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 자동차의 촉매변환기와 같은 구조의 대상물에 티그 용접을 적용함에 있어 용접부의 시단부와 종단부에서 함몰되는 결함을 방지하여 양산의 품질과 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, in applying TIG welding to an object having a structure such as a catalytic converter of an automobile, there is an effect of improving the quality and productivity of mass production by preventing defects that are depressed at the beginning and end of the welded part. .

도 1은 본 발명의 기반이 되는 기술적 사상을 나타내는 모식도
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시예를 나타내는 모식도1 is a schematic diagram showing the technical idea underlying the present invention
2 and 3 are schematic diagrams showing an embodiment of the method according to the present invention

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

본 발명은 TIG 용접으로 대상물(10)의 접합부(15)를 연결하는 과정에서 시단부와 종단부의 함몰을 방지하는 방법에 관하여 제안한다.The present invention proposes a method for preventing depression of the start and end portions in the process of connecting the joint 15 of the object 10 by TIG welding.

도 1을 참조하면, 대상물(10)의 일변과 타변을 맞댄 부분에 TIG 용접에 의한 접합부(15)가 형성된다. 도 1(a)는 종래의 방법으로서 접합부(15)의 시단부(10A)와 종단부(10B)에서 함몰되는 현상이 나타난다. 이는 과도한 용접전류 등의 원인으로 노치가 형성되는 결함으로서 피로강도 약화를 초래한다. 특히 후술하는 스피닝 가공과 같이 소성변형이 부가되면 완제품의 불량률 증가로 이어진다.Referring to Figure 1, a junction 15 by TIG welding is formed on the part where one side and the other side of the object 10 butt. 1 (a) shows a phenomenon in which the joint portion 15 is depressed at the start portion 10A and the end portion 10B as a conventional method. This is a defect in which a notch is formed due to excessive welding current, etc., and causes a weakening of fatigue strength. In particular, when plastic deformation is added as in the spinning process described later, the defect rate of the finished product increases.

본 발명에 따르면 상기 대상물(10)의 모재(20)에서 시단부와 종단부에 해당하는 부분에 연장부(21)를 형성한다.According to the present invention, the base material 20 of the object 10 forms an extension portion 21 at a portion corresponding to the start and end portions.

도 1(b)에서, 대상물(10)인 모재(20)의 접합부(15)에서 시단부(10A)와 종단부(10B)에 해당하는 위치에 연장부(21)가 형성된 상태를 나타낸다. 연장부(21)는 모재(20)와 동일한 소재를 사용함이 선호되지만 이종의 소재를 배제하는 것은 아니다. 모재(20)의 양단에서 연장부(21)가 돌출되는 길이는 10㎜ 이상으로 유지한다. 연장부(21)의 돌출되는 폭은 돌출되는 길이보다 크게 설정한다.In Figure 1 (b), it shows a state in which the extension part 21 is formed at the position corresponding to the beginning part (10A) and the end part (10B) in the junction part 15 of the base material 20 which is an object (10). For the extension part 21, it is preferred to use the same material as the base material 20, but different materials are not excluded. The protruding length of the extension part 21 from both ends of the base material 20 is maintained at 10 mm or more. The protruding width of the extension part 21 is set larger than the protruding length.

또한, 본 발명에 따르면 TIG 용접으로 접합부(15)의 연결이 완료된 후에 연장부(21)를 제거한다.In addition, according to the present invention, the extension part 21 is removed after the connection of the junction part 15 is completed by TIG welding.

모재(20)의 일변과 타변을 맞대면 양단의 연장부(21)도 맞댄 상태를 유지하며, 비소모성 텅스텐 전극과 용가재로 아크용접이 진행되어도 함몰과 같은 결함이 연장부(21)에 국한된다. 용접 완료후 모재(20)에서 함몰된 양단의 연장부(21)를 제거하면 온전한 상태의 중간재가 생성된다. 이후 중간재를 이용하여 설정된 후속 가공을 거치면 중간품 또는 완제품이 생성된다.When one side and the other side of the base material 20 are brought into contact, the extended portions 21 at both ends also maintain the abutted state, and even when arc welding is performed with the non-consumable tungsten electrode and the filler material, defects such as depressions are limited to the extended portion 21. After welding is completed, removing the recessed extensions 21 at both ends of the base material 20 creates an intermediate material in an intact state. After that, through the subsequent processing set using the intermediate material, an intermediate product or a finished product is created.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 대상물(10)은 원통부(11)의 적어도 일단에 스피닝 가공된 축경부(13)를 갖춘 구조에 적용되는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the object 10 is characterized in that it is applied to a structure having a diameter-reduced portion 13 spinning at least one end of the cylindrical portion 11.

도 2 및 도 3을 참조하면, 원통부(11)와 축경부(13)를 갖춘 구조의 자동차 촉매변환기용 중간품이 나타난다. 대상물(10)은 원통형으로 절곡되어 원통부(11)를 형성하도 적어도 그 일단에 스피닝 가공으로 축경부(13)를 일체로 구비한다. 원통부(11)를 형성함에 전술한 연장부(21)를 갖춘 모재(20)가 적용된다. 모재(20)의 양단을 맞대고 일단의 연장부(21)에서 타단의 연장부(21)까지 TIG 용접을 완료한 후에 양단의 연장부(21)를 제거하고 일단을 스피닝 가공하여 도 3의 촉매변환기 중간품 형태로 생성할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , an intermediate product for a catalytic converter for automobiles having a structure having a cylindrical portion 11 and a reduced diameter portion 13 is shown. Even when the object 10 is bent into a cylindrical shape to form the cylindrical portion 11, at least one end thereof is integrally provided with a diameter reduction portion 13 by spinning. In forming the cylindrical portion 11, the base material 20 having the extension portion 21 described above is applied. After completing TIG welding from the extension part 21 of one end to the extension part 21 of the other end by butting both ends of the base material 20, the extension parts 21 of both ends are removed and one end is subjected to spinning to obtain the catalytic converter of FIG. It can be created in intermediate form.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모재(20)는 이음매가 없는 일체형 구조 또는 접합부(25)를 개재한 분할형 구조로 연장부(21)를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the base material 20 is characterized in that it has an extension portion 21 in a seamless integral structure or a split structure with a joint portion 25 interposed therebetween.

도 1 내지 도 3에서, 모재(20)의 연장부(21)는 다양한 형태로 예시하지만 크게 2가지 형태를 이룬다. 모재(20)를 블랭킹 방식으로 형성하는 경우 연장부(21)와 일체형으로 구성하기 용이하다. 그 외에 모재(20)를 단순한 절단 방식으로 형성하는 경우 연장부(21)는 별도로 형성하여 부착한다. 분리형의 연장부(21)는 용접을 이용하여 모재(20)와 접합부(25)를 형성한다. 이 경우의 접합부(25)는 가접에 의해 단속적으로 형성할 수도 있다.1 to 3, the extension 21 of the base material 20 is exemplified in various forms, but largely forms two forms. When the base material 20 is formed in a blanking method, it is easy to configure the extension part 21 and integrally. In addition, when the base material 20 is formed by a simple cutting method, the extension part 21 is separately formed and attached. The extension part 21 of the separable type forms a joint part 25 with the base material 20 by welding. The junction part 25 in this case can also be intermittently formed by temporary welding.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모재(20)는 연장부(21)의 매끄러운 절단을 위한 절취부(23)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the base material 20 is characterized in that it further comprises a cutting portion 23 for smooth cutting of the extension portion 21.

도시에는 생략하나, 모재(20)의 연장부(21)를 제거하는 공정에 와이어 커팅, 밴드쏘 커팅, 레이저 가공, 워터젯 가공 방식에서 선택되는 절단기(35)를 사용한다. 모재(20)와 연장부(21) 사이에 절취부(23)를 부가하면 연장부(21)의 제거를 매끄럽고 신속하게 수행할 수 있다. 절취부(23)는 그루우브를 형성하여 두께를 줄이는 형태 또는 단속적으로 절개되는 형태로 구현된다. 어느 경우에나 스피닝 가공과 같은 소성변형에도 영향이 없도록 구현된다.Although omitted in the illustration, a cutter 35 selected from wire cutting, band saw cutting, laser processing, and water jet processing is used in the process of removing the extension 21 of the base material 20. If the cutout 23 is added between the base material 20 and the extension 21, the extension 21 can be removed smoothly and quickly. The cutout 23 is implemented in a form of reducing the thickness by forming a groove or a form of intermittently cut. In any case, it is implemented so as not to be affected by plastic deformation such as spinning.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 모재(20)는 지그(32)를 이용하여 접합부(15), TIG용접기(30), 절단기(35) 중에서 적어도 어느 2개를 지지하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the base material 20 is characterized by supporting at least any two of the joint 15, the TIG welding machine 30, and the cutting machine 35 using the jig 32.

도 2에서, 지그(32)가 접합부(15), TIG용접기(30), 절단기(35)에 걸쳐진 상태를 나타낸다. 지그(32)는 모재(20)의 양단을 긴밀하게 지지하여 접합부(15)의 형성에 조력한다. 지그(32)는 TIG용접기(30)를 직선운동 가능하게 지지하여 텅스텐 전극과 용가재의 자세유지를 조력한다. 지그(32)는 절단기(35)를 직선운동 가능하게 지지하여 연장부(21)의 매끄러운 절단을 조력한다.In FIG. 2, the jig 32 shows a state in which the joint 15, the TIG welding machine 30, and the cutting machine 35 are straddled. The jig 32 closely supports both ends of the base material 20 to assist in the formation of the junction 15. The jig 32 supports the TIG welding machine 30 so as to be able to move in a straight line, and assists in maintaining the posture of the tungsten electrode and the filler material. The jig 32 supports the cutter 35 so as to be able to move in a straight line, thereby assisting in smooth cutting of the extension part 21 .

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such variations or modifications should fall within the scope of the claims of the present invention.

10: 대상물 11: 원통부
13: 축경부 15: 접합부
20: 모재 21: 연장부
23: 절취부 25: 접합부
30: TIG용접기 32: 지그
35: 절단기10: object 11: cylindrical part
13: reduced diameter portion 15: joint portion
20: base material 21: extension
23: cutout 25: junction
30: TIG welding machine 32: jig
35: cutter

Claims (5)

TIG 용접으로 대상물(10)의 접합부(15)를 연결하는 과정에서 시단부와 종단부의 함몰을 방지하는 방법에 있어서:
상기 대상물(10)의 모재(20)에서 시단부와 종단부에 해당하는 부분에 연장부(21)를 형성하고,
TIG 용접으로 접합부(15)의 연결이 완료된 후에 연장부(21)를 제거하되,
상기 대상물(10)은 원통부(11)의 적어도 일단에 스피닝 가공된 축경부(13)를 갖춘 구조에 적용되고,
상기 모재(20)는 이음매가 없는 일체형 구조로 연장부(21)를 구비하며,
상기 모재(20)는 연장부(21)의 매끄러운 절단을 위한 절취부(23)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 TIG 용접부 말단의 함몰방지 방법.In the method of preventing depression of the beginning and end in the process of connecting the junction 15 of the object 10 by TIG welding:
In the base material 20 of the object 10, an extension 21 is formed at a portion corresponding to the beginning and end,
Remove the extension part 21 after the connection of the junction part 15 is completed by TIG welding,
The object 10 is applied to a structure having a diameter-reduced portion 13 spun on at least one end of the cylindrical portion 11,
The base material 20 has an extension part 21 in an integral structure without a joint,
The base material 20 further comprises a cutout 23 for smooth cutting of the extension 21, characterized in that the TIG welding part end sink prevention method. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 모재(20)는 지그(32)를 이용하여 접합부(15), TIG용접기(30), 절단기(35) 중에서 적어도 어느 2개를 지지하는 것을 특징으로 하는 TIG 용접부 말단의 함몰방지 방법.The method of claim 1,
The base material 20 is a method for preventing sinking at the end of the TIG welded part, characterized in that for supporting at least any two of the joint 15, the TIG welder 30, and the cutter 35 using the jig 32.
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