KR102639710B1 - Multilaiered plates of heterogeneous material and joint method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 이종 다판 접합방법은, 스틸 재질의 제1판의 하방에 스틸 재질의 제2판을 서로 소정 간격 이격된 복수 개소 점용접시키는 용접접합단계; 및 제2판의 하방에 경량재 재질을 포함하는 제3판을 복수 개소 SPR 접합 또는 클린칭 접합시키되, 접합되는 위치는 복수 개소의 점용접 위치 중 서로 인접한 두 개의 점용접 위치 사이인 기계접합단계;를 포함한다.The method for joining multiple plates of different types according to the present invention includes a welding joining step of spot welding a second plate made of steel below a first plate made of steel at a plurality of locations spaced apart from each other at a predetermined distance; And a mechanical joining step in which a third plate containing a lightweight material is joined to the lower part of the second plate by SPR bonding or clinching at a plurality of points, and the joining position is between two adjacent spot welding positions among the plurality of spot welding positions. Includes ;
Description
본 발명은 이종 다판 접합구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셋 이상의 이종 판재를 결합시키기 위한 이종 다판 접합구조 및 그 제조방법 에 관한 것이다.The present invention relates to a heterogeneous multi-plate joint structure and a manufacturing method thereof, and more specifically, to a heterogeneous multi-plate joint structure for joining three or more heterogeneous plates and a manufacturing method thereof.
최근 배기가스 규제가 강화되면서 전기자동차의 개발이 가속화되고 있다. 그런데 전기자동차는 항속거리가 배터리의 용량에 의해 좌우되므로, 전기자동차에 탑재되는 배터리의 무게가 점차 증가하고 있다.As exhaust gas regulations have recently been strengthened, the development of electric vehicles is accelerating. However, because the range of electric vehicles is determined by the capacity of the battery, the weight of batteries mounted on electric vehicles is gradually increasing.
그러나 배터리의 무게가 증가하면 이에 따라 다시 연비가 감소하게 되므로, 배터리 무게가 증가하더라도 차량 전체의 무게를 감소시켜 연비를 증가시킬 수 있도록 차량 경량화에 대한 니즈가 점차 증대되고 있다.However, as the weight of the battery increases, fuel efficiency decreases, so the need for lighter vehicles is gradually increasing so that fuel efficiency can be increased by reducing the overall weight of the vehicle even if the battery weight increases.
이에 따라, 차량의 BIW(Body In White)의 일부를 강판에서 경량재로 대체하는 추세이며, 경량화와 동시에 BIW 강성을 유지하기 위해 경량화 효과가 큰 부위에만 경량재를 사용하여 강판과 경량재를 함께 사용하는 멀티 매터리얼 믹스(Multi material mix) BIW에 대한 개발이 진행되고 있다.Accordingly, there is a trend to replace part of the vehicle's BIW (Body In White) with lightweight materials from steel plates. In order to maintain BIW rigidity while reducing weight, lightweight materials are used only in areas where the weight reduction effect is significant, and steel plates and lightweight materials are used together. Development of the multi material mix BIW used is in progress.
이에 따라 강판과 경량재를 효과적으로 접합시킬 수 있는 이종재질 접합 방법이 요구되고 있고, 특히, 강판과 경량재가 3개 이상의 다겹으로 접합될 때, 이들을 강건하게 결합시키기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need for a method for joining dissimilar materials that can effectively join steel plates and lightweight materials. In particular, when steel plates and lightweight materials are joined in three or more layers, a technology for robustly joining them is required.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 둘 이상의 강판과 하나 이상의 경량재판을 결합시킬 수 있는 이종 다판 접합구조 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.The present invention was devised to solve this problem, and the purpose of the present invention is to provide a heterogeneous multi-plate bonding structure that can combine two or more steel plates and one or more lightweight plates and a manufacturing method thereof.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 다판 접합방법은, 스틸 재질의 제1판의 하방에 스틸 재질의 제2판을 서로 소정 간격 이격된 복수 개소 점용접시키는 용접접합단계; 및 제2판의 하방에 경량재 재질을 포함하는 제3판을 복수 개소 SPR 접합 또는 클린칭 접합시키되, 접합되는 위치는 복수 개소의 점용접 위치 중 서로 인접한 두 개의 점용접 위치 사이인 기계접합단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for joining multiple plates of different types according to an embodiment of the present invention includes a welding joining step of spot welding a second plate made of steel below a first plate made of steel at a plurality of locations spaced apart from each other at a predetermined distance; And a mechanical joining step in which a third plate containing a lightweight material is joined to the lower part of the second plate by SPR bonding or clinching at a plurality of points, and the joining position is between two adjacent spot welding positions among the plurality of spot welding positions. Includes ;
용접접합단계가 수행된 후 기계접합단계에서, 리벳을 제3판을 관통하여 제2판에 결합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시킬 수 있다.After the welding joining step is performed, in the mechanical joining step, the second and third plates can be joined by passing a rivet through the third plate and joining the second plate.
용접접합단계 이전에 제1판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고, 용접접합단계가 수행된 후 기계접합단계에서, 리벳을 제1판에 형성된 관통홀을 통해 제2판에 삽입하고 제2판을 관통하여 제3판에 결합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시킬 수 있다.It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the first plate before the welding and joining step, and in the mechanical joining step after the welding and joining step, the rivets are connected to the second plate through the through holes formed in the first plate. The second and third plates can be joined by inserting it into the second plate and joining it to the third plate.
용접접합단계 이전에 제1판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고, 용접접합단계가 수행된 후 기계접합단계에서, 리벳을 제1판에 형성된 관통홀의 위치와 대응되는 위치의 제3판을 관통하여 제2판에 결합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시킬 수 있다.It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the first plate before the welding joining step, and in the mechanical joining step after the welding joining step is performed, the rivet is placed at a position corresponding to the position of the through hole formed in the first plate. The second and third plates can be joined by penetrating through the third plate and joining the second plate.
기계접합단계 이전에 제3판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고, 기계접합단계에서, 리벳을 제2판을 관통하여 제3판에 결합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시키며, 용접접합단계에서, 하나의 전극을 제3판에 형성된 관통홀을 통해 삽입하여 제2판에 접촉시키고, 다른 하나의 전극을 제1판에 접촉시켜 제1판과 제2판을 점용접시킴으로써 제1판과 제2판을 결합시킬 수 있다.It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the third plate before the mechanical joining step, and in the mechanical joining step, the second and third plates are connected to the third plate by passing a rivet through the second plate. In the welding joining step, one electrode is inserted through a through hole formed in the third plate to contact the second plate, and the other electrode is brought into contact with the first plate to connect the first and second plates. The first and second plates can be joined by spot welding.
용접접합단계가 수행된 후 기계접합단계에서, 제1판, 제2판 및 제3판이 동시에 상방으로 돌출되도록 클린칭 접합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시킬 수 있다.After the welding joining step is performed, in the mechanical joining step, the second and third plates can be joined by clinching the first, second, and third plates so that they simultaneously protrude upward.
용접접합단계 이전에 제1판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고, 용접접합단계가 수행된 후 기계접합단계에서, 펀치를 제1판에 형성된 관통홀을 통해 삽입하여 제2판에 접촉시키고, 제2판 및 제3판이 동시에 하방으로 돌출되도록 클린칭 접합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시킬 수 있다.It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the first plate before the welding joining step, and in the mechanical joining step after the welding joining step is performed, a punch is inserted through the through hole formed in the first plate to form a plurality of through holes in the first plate. The second and third plates can be joined by bringing them into contact with the second plate and clinching them so that the second and third plates simultaneously protrude downward.
용접접합단계 이전에 제1판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고, 용접접합단계가 수행된 후 기계접합단계에서, 펀치를 제1판에 형성된 관통홀과 대응되는 위치의 제3판에 접촉시키고, 제2판 및 제3판이 동시에 상방으로 돌출되어 돌출부가 제1판의 관통홀에 수용되도록 클린칭 접합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시킬 수 있다.It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the first plate before the welding joining step, and in the mechanical joining step after the welding joining step is performed, the punch is placed at a position corresponding to the through hole formed in the first plate. The second plate and the third plate can be joined by contacting the third plate and clinching the second plate and the third plate so that the second plate and the third plate simultaneously protrude upward and the protrusion is accommodated in the through hole of the first plate.
기계접합단계 이전에 제3판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고, 기계접합단계에서, 제2판 및 제3판이 동시에 하방으로 돌출되도록 클린칭 접합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시키며, 용접접합단계에서, 하나의 전극을 제3판에 형성된 관통홀을 통해 삽입하여 제2판에 접촉시키고, 다른 하나의 전극을 제1판에 접촉시켜 제1판과 제2판을 점용접시킴으로써 제1판과 제2판을 결합시킬 수 있다.It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the third plate before the mechanical joining step, and in the mechanical joining step, the second plate and the third plate are clinched so that they simultaneously protrude downward. The three plates are joined, and in the welding joining step, one electrode is inserted through the through hole formed in the third plate and brought into contact with the second plate, and the other electrode is brought into contact with the first plate to connect the first plate and the second plate. The first and second plates can be joined by spot welding the plates.
기계접합단계 이전에, 마그네슘 및 알루미늄 중 어느 하나 이상을 포함하는 경량재 재질의 경량재판과 스틸 재질의 보강판을 적층하여 제3판을 형성하는 적층단계를 더 포함하고, 기계접합단계에서, 경량재판 및 보강판은 제2판과 SPR 접합 또는 클린칭 접합될 수 있다.Before the mechanical joining step, it further includes a laminating step of forming a third plate by laminating a lightweight plate made of a lightweight material containing at least one of magnesium and aluminum and a reinforcing plate made of steel, and in the mechanical joining step, the lightweight plate is formed. The back plate and reinforcement plate can be SPR bonded or clinched bonded to the second plate.
한편, 이종 다판 접합구조는, 복수 개소가 서로 점용접된 스틸 재질의 제1판; 및 제2판; 제2판에 복수 개소가 SPR 접합 또는 클린칭 접합되는 경량재 재질을 포함하는 제3판;을 포함하고, 제1판과 제2판의 결합된 복수 개소의 점용접 위치는 서로 소정 간격 이격되고, 제2판과 제3판의 SPR 접합 또는 클린칭 접합되는 위치는 서로 인접한 두 개의 점용접 위치 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the heterogeneous multi-plate bonding structure includes a first plate made of steel that is spot-welded to each other at a plurality of places; and 2nd edition; A third plate including a lightweight material that is SPR bonded or clinched at a plurality of places to the second plate; wherein the spot welding positions of the plurality of places where the first plate and the second plate are joined are spaced apart from each other at a predetermined distance. , the SPR joining or clinching joining position of the second and third plates is characterized in that it is formed between two spot welding positions adjacent to each other.
제2판과 제3판을 SPR 접합시키는 리벳은 제3판을 관통하여 제2판에 결합될 수 있다.The rivet that joins the second and third plates to the SPR may penetrate the third plate and be coupled to the second plate.
제1판에는 복수 개소의 점용접 위치 사이에 관통홀이 형성되고, 제2판과 제3판을 SPR 접합시키는 리벳은 제1판의 관통홀을 통해 제2판에 삽입되고, 제2판을 관통하여 제3판에 결합될 수 있다.A through hole is formed between a plurality of spot welding positions in the first plate, and the rivet for SPR joining the second and third plates is inserted into the second plate through the through hole of the first plate, It may penetrate and be coupled to the third plate.
제1판에는 복수 개소의 점용접 위치 사이에 관통홀이 형성되고, 제2판과 제3판을 SPR 접합시키는 리벳은 제1판의 관통홀이 형성된 위치와 대응되는 위치의 제3판을 관통하여 제2판에 결합됨으로써 SPR 접합부의 돌출부가 제1판의 관통홀에 수용될 수 있다.A through hole is formed between a plurality of spot welding positions in the first plate, and the rivet that SPR joins the second and third plates penetrates the third plate at a position corresponding to the position where the through hole of the first plate was formed. By being coupled to the second plate, the protrusion of the SPR joint can be accommodated in the through hole of the first plate.
제3판에는 제1판과 제2판의 점용접 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고, 제2판과 제3판을 SPR 접합시키는 리벳은 제2판을 관통하여 제3판에 결합될 수 있다.A through hole is formed in the third plate at a position corresponding to the spot welding position of the first and second plates, and the rivet that SPR joins the second and third plates penetrates the second plate and is connected to the third plate. It can be.
제1판, 제2판 및 제3판은 서로 대응되는 위치가 상방으로 돌출되어 제2판 및 제3판이 클린칭 접합될 수 있다.The first, second, and third plates protrude upward at corresponding positions so that the second and third plates can be clinched.
제1판에는 복수 개소의 점용접 위치 사이에 관통홀이 형성되고, 제2판 및 제3판은 서로 대응되는 위치가 상방 또는 하방으로 돌출되어 제2판 및 제3판이 클린칭 접합될 수 있다.A through hole is formed between a plurality of spot welding positions in the first plate, and the corresponding positions of the second and third plates protrude upward or downward so that the second and third plates can be clinched. .
제3판에는 제1판과 제2판의 점용접 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고, 제2판과 제3판은 서로 대응되는 위치가 하방으로 돌출되어 제2판 및 제3판이 클린칭 접합될 수 있다.A through hole is formed in the third plate at a position corresponding to the spot welding position of the first and second plates, and the corresponding positions of the second and third plates protrude downward to form the second and third plates. Can be joined by clinching.
제3판은 마그네슘 및 알루미늄 중 어느 하나 이상을 포함하는 경량재 재질의 경량판과 스틸 재질의 보강판을 포함하고, 하나의 경량판에 다른 경량판 또는 보강판을 적층하여 마련될 수 있다.The third plate includes a lightweight plate made of a lightweight material containing at least one of magnesium and aluminum and a reinforcing plate made of steel, and may be prepared by laminating one lightweight plate with another lightweight plate or reinforcing plate.
본 발명에 의한 이종 다판 접합구조 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the heterogeneous multi-plate bonding structure and manufacturing method according to the present invention, the following effects are achieved.
첫째, 두 장 이상의 강판과 한 장 이상의 경량재판을 용이하게 결합시킬 수 있다.First, two or more steel plates and one or more lightweight plates can be easily combined.
둘째, 주변 부품과의 간섭이나 요구 물성에 따라 다양한 방법으로 이종 재질을 결합시킬 수 있다.Second, dissimilar materials can be combined in various ways depending on interference with surrounding parts or required physical properties.
도 1 내지 도 6은 SPR 접합 방법으로 접합된 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이종 다판 접합구조를 나타낸 도면이고,
도 7 내지 도 9는 클린칭 접합 방법으로 접합된 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이종 다판 접합구조를 나타낸 도면이다.1 to 6 are diagrams showing heterogeneous multi-plate bonding structures according to various embodiments of the present invention joined by the SPR bonding method,
Figures 7 to 9 are diagrams showing heterogeneous multi-plate joint structures according to various embodiments of the present invention joined by a clinching joining method.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only intended to refer to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms include plural forms unless phrases clearly indicate the contrary. As used in the specification, the meaning of "comprising" is to specify a specific characteristic, area, integer, step, operation, element and/or component, and to specify another specific property, area, integer, step, operation, element, component and/or group. It does not exclude the existence or addition of .
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as those generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries are further interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이종 다판 접합구조 및 그 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a heterogeneous multi-plate bonding structure and a manufacturing method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 1 내지 도 6은 SPR 접합 방법으로 접합된 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이종 다판 접합구조를 나타낸 도면이고, 도 7 내지 도 9는 클린칭 접합 방법으로 접합된 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이종 다판 접합구조를 나타낸 도면이다.Figures 1 to 6 are diagrams showing heterogeneous multi-plate joint structures according to various embodiments of the present invention joined by the SPR joining method, and Figures 7 to 9 are diagrams showing various embodiments of the present invention joined by the clinching joining method. This is a diagram showing a heterogeneous multi-plate joint structure.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 다판 접합구조는 스틸 재질의 강판인 제1판(100)과 제2판(200)을 점용접시키는 용접접합단계와, 제2판(200)에 제3판(300)을 SPR 접합 또는 클린칭 접합 방식으로 접합시키는 기계접합단계를 포함하고, 선택적으로, 제1판(100)에 관통홀(110)을 형성시키거나 제3판(300)에 관통홀(330)을 형성시키는 준비단계 및 마그네슘 및 알루미늄 중 어느 하나 이상을 포함하는 경량재 재질의 경량재판(310)과 스틸 재질의 보강판(320)을 적층하여 제3판(300)을 형성하는 적층단계 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 제조방법을 통해 제조된다.As shown in Figures 1 to 9, the heterogeneous multi-plate joining structure according to the present invention includes a welding joining step of spot welding the
이때, 용접접합단계에서 제1판(100)과 제2판(200)을 결합시키는 점용접 위치(W)는 복수 개가 서로 소정 간격 이격되도록 형성된다. 각각의 점용접 위치(W)가 배열되는 형상과 간격은 특별히 한정하지 않지만, 예를 들어 사각형의 격자 구조로 형성되거나, 삼각형이나 육각형의 허니콤 구조를 이루도록 형성될 수 있을 것이다. 이때, 점용접 위치(W)간의 간격은 20~60mm 이격될 수 있고, 바람직하게는 30~40mm 이격될 수 있다.At this time, in the welding joining step, a plurality of spot welding positions (W) for joining the
복수 개의 점용접 위치(W) 사이의 간격이 지나치게 가까울 경우에는 shunt effect가 발생하는 문제가 있고, 간격이 지나치게 멀면 제1판(100)과 제2판(200)의 결합 강성이 저하될 수 있다.If the spacing between the plurality of spot welding positions (W) is too close, a shunt effect may occur, and if the spacing is too far, the joint rigidity of the
기계접합단계에서 제2판(200)과 제3판(300)을 결합시키는 SPR 접합 위치(R) 또는 클린칭 접합 위치(C)는 서로 인접한 두 점용접 위치(W)의 사이에 형성되는 것이 바람직하다. 더 구체적으로 한정하면, 서로 인접한 두 점용접 위치(W)의 중앙에 SPR 접합 위치(R) 또는 클린칭 접합 위치(C)가 형성되어, 예를 들어 두 개의 점용접 위치(W)가 서로 30mm 이격되었을 때 두 개의 점용접 위치(W)로부터 15mm 정도 이격되도록 형성시키는 것이 바람직하다.In the mechanical joining step, the SPR joining position (R) or clinching joining position (C) that joins the
SPR 접합 위치(R) 또는 클린칭 접합 위치(C)와 점용접 위치(W) 사이의 간격이 지나치게 가까우면, 점용접이나 SPR/클린칭 접합을 수행하기 위한 전극이나 펀치 등을 올바른 위치에 접촉시키기 어렵기 때문에, 점용접 수행 이후 SPR/클린칭 접합을 수행하거나, SPR/클린칭 접합 수행 이후 점용접을 수행하기 어려울 수 있다.If the gap between the SPR joining position (R) or clinching joining position (C) and the spot welding position (W) is too close, contact the correct position with an electrode or punch to perform spot welding or SPR/clinching joining. Because it is difficult to do, it may be difficult to perform SPR/clinching joining after performing spot welding, or performing spot welding after performing SPR/clinching joining.
또한, 본 발명에 따른 제3판(300)은 하나 이상의 판이 적층된 구조로 형성될 수 있는데, 최소한 하나 이상의 경량재판(310)을 포함하고, 선택적으로 추가적인 경량재판(310) 또는 스틸 재질의 보강판(320)을 더 포함할 수 있다.In addition, the
경량재판(310)은 알루미늄 및 마그네슘 중 어느 하나 이상을 포함하는 경량 금속 재질의 합금으로 형성되고, 보강판(320)은 제1판(100) 및 제2판(200)과 동일하거나 유사한 스틸 재질의 강판일 수 있다. 본 발명에 첨부되어 있는 도면에는 하나의 경량재판(310)과 하나의 보강판(320)을 적층하여 제3판(300)을 형성하는 모습이 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 경량재판(310)에 다른 경량재판(310)을 적층하여 제3판(300)을 형성하거나, 두 개의 경량재판(310)에 하나의 보강판(320)을 적층하여 제3판(300)을 형성시킬 수도 있을 것이다.The
본 발명에 따른 이종 다판 접합구조의 제조방법은, 크게 SPR 접합에 의한 방법과 클린칭 접합에 의한 방법으로 나뉘고, 이들은 각각 용접접합단계를 먼저 수행한 후 기계접합단계를 수행하거나, 기계접합단계를 수행한 후 용접접합단계를 수행할 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 여러 실시예에 대해 설명하도록 한다.The manufacturing method of the heterogeneous multi-plate bonded structure according to the present invention is largely divided into a method by SPR bonding and a method by clinching bonding, which each perform a welding bonding step first and then a mechanical bonding step, or a mechanical bonding step. After performing this, the welding joint step can be performed. Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described.
1. SPR 접합-제1실시예1. SPR bonding - first example
도 1에 도시된 바와 같이, 제1실시예는 먼저 용접접합단계를 통해 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킨 후, 기계접합단계를 수행하여 리벳을 제3판(300)의 하면으로부터 제2판(200) 방향으로 관통시키면서 SPR 접합을 수행함으로써, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접 결합되고, 제2판(200)과 제3판(300)이 SPR 접합된다.As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the
이때, 점용접 위치(W)와 SPR 접합 위치(R)가 상하로 교번 배치되어 두 개의 점용접 위치(W) 사이의 중심부에 SPR 접합 위치(R)가 위치되도록 형성된다.At this time, the spot welding position (W) and the SPR joining position (R) are alternately arranged up and down so that the SPR joining position (R) is located in the center between the two spot welding positions (W).
2. SPR 접합-제2실시예2. SPR Bonding - Second Example
도 2에 도시된 바와 같이, 제2실시예는 용접접합단계를 수행하기 이전에 제1판(100)에 복수 개의 관통홀(110)을 형성시키는 준비단계를 수행하고, 용접접합단계를 통해 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킨 후, 기계접합단계를 수행하여 리벳을 제1판(100)의 관통홀(110)을 통해 제2판(200)의 상면으로부터 제3판(300) 방향으로 관통시키면서 SPR 접합을 수행함으로써, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접 결합되고, 제2판(200)과 제3판(300)이 SPR 접합된다.As shown in FIG. 2, in the second embodiment, a preparation step of forming a plurality of through
이때, 제1판(100)에 형성되는 관통홀(110)은 제1판(100)과 제2판(200)이 점용접되는 점용접 위치(W)의 사이에 형성되어, 관통홀을 통해 삽입된 리벳에 의해 형성된 SPR 접합 위치(R)가 두 개의 점용접 위치(W) 사이의 중앙부에 형성된다.At this time, the through
3. SPR 접합-제3실시예3. SPR Bonding - Third Example
도 3에 도시된 바와 같이, 제3실시예는 제2실시예와 동일하게 용접접합단계를 수행하기 이전에 제1판(100)에 복수 개의 관통홀(110)을 형성시키는 준비단계를 수행하고, 용접접합단계를 통해 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킨 후, 기계접합단계를 수행하여 리벳을 제3판(300)의 하면으로부터 제2판(200) 방향으로 관통시키면서 SPR 접합을 수행함으로써, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접 결합되고, 제2판(200)과 제3판(300)이 SPR 접합된다.As shown in FIG. 3, the third embodiment is the same as the second embodiment, performing a preparation step of forming a plurality of through
이때, 리벳을 제1판(100)에 형성된 관통홀(110)과 대응되는 제3판(300)의 하면으로 삽입함으로써, 리벳이 삽입되어 형성된 SPR 접합 돌출부(R1)가 제1판(100)의 관통홀(110) 내측에 수용되어, 제1판(100), 제2판(200) 및 제3판(300)이 결합된 이후에 별도의 돌출부가 형성되지 않고 평탄한 표면을 나타내도록 할 수 있다. 이렇게 결합 이후에 평탄한 표면을 형성할 수 있기 때문에, 주변 부품과의 간섭을 최소화할 수 있다.At this time, by inserting the rivet into the lower surface of the
4. SPR 접합-제4실시예4. SPR bonding - Example 4
도 4에 도시된 바와 같이, 제4실시예는 용접접합단계를 수행하기 이전에 제3판(300)에 복수 개의 관통홀(330)을 형성시키는 준비단계를 수행하고, 기계접합단계를 통해 리벳을 제2판(200)의 상면으로부터 제3판(300) 방향으로 관통시키면서 SPR 접합을 수행한 후, 용접접합단계를 수행하여 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킴으로써, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접 결합되고, 제2판(200)과 제3판(300)이 SPR 접합된다.As shown in FIG. 4, the fourth embodiment performs a preparation step of forming a plurality of through
이때, 용접접합단계에서 하나의 전극을 제3판(300)에 형성된 관통홀(330)을 통해 삽입하여 제2판(200)의 하면에 접촉시키고, 다른 하나의 전극을 제3판(300)의 관통홀(330)과 대응되는 위치의 제1판(100)의 상면에 접촉시킴으로써 제1판(100)과 제2판(200)을 점용접시키게 된다.At this time, in the welding joining step, one electrode is inserted through the through
5. 제1실시예 내지 제4실시예의 변형5. Modifications of the first to fourth embodiments
제1실시예 내지 제4실시예는 제3판(300)이 경량재판(310)의 단층으로 구성되어 있지만, 이러한 제3판(300)은 경량재판(310)과 보강판(320)을 포함하는 복층 구조로 대체될 수 있다.In the first to fourth embodiments, the
도 5에는 제1실시예의 제3판(300)을 복층으로 대체한 모습이 도시되어 있고, 도 6에는 제2실시예의 제3판(300)을 복층으로 대체한 모습이 도시되어 있으며, 도 7에는 제3실시예의 제3판(300)을 복층으로 대체한 모습이 도시되어 있다.Figure 5 shows the
이렇게 제3판(300)을 복층으로 구성하여 4겹 이상의 이종 재질의 다판을 접합시킬 때에도, 상술한 제1실시예 내지 제4실시예와 동일한 방법으로 용접 및 SPR 접합을 수행하여 접합시킬 수 있다.In this way, even when the
또한, 도 1에 도시된 제1실시예의 경우 SPR 접합 위치(R)에서 리벳이 제1판(100)까지 관통하여 결합되지만, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접을 통해 접합되어 있기 때문에 이러한 결합 구조는 필수적이지 않다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 제1실시예에서 제3판(300)을 복층으로 구성할 때, 리벳이 보강판(320), 경량재판(310) 및 제2판(200)을 결합시킨 후 제1판(100)까지 관통하지 않더라도 무방하다.In addition, in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the rivet penetrates and joins the
6. 클린칭 접합-제5실시예6. Clinching joint - Example 5
도 8에 도시된 바와 같이, 제5실시예는 먼저 용접접합단계를 통해 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킨 후, 기계접합단계를 수행하여 제3판(300)의 하면을 펀치로 가압함으로써 제1판(100), 제2판(200) 및 제3판(300)을 동시에 클린칭 접합시킨다.As shown in FIG. 8, in the fifth embodiment, the
이때, 점용접 위치(W)와 클린칭 접합 위치(C)가 상하로 교번 배치되어 두 개의 점용접 위치(W) 사이의 중앙부에 클린칭 접합 위치(C)가 배치되도록 형성된다.At this time, the spot welding position (W) and the clinching joining position (C) are alternately arranged up and down, so that the clinching joining position (C) is arranged in the center between the two spot welding positions (W).
7. 클린칭 접합-제6실시예7. Clinching joint - Example 6
도 9에 도시된 바와 같이, 제6실시예는 용접접합단계를 수행하기 이전에 제1판(100)에 복수 개의 관통홀(110)을 형성시키는 준비단계를 수행하고, 용접접합단계를 통해 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킨 후, 기계접합단계를 수행하여 펀치를 제1판(100)의 관통홀(110)을 통해 제2판(200)의 상면에 접촉시킨 후 가압하여 클린칭 접합을 수행함으로써, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접 결합되고, 제2판(200)과 제3판(300)이 클린칭 접합된다.As shown in FIG. 9, the sixth embodiment performs a preparation step of forming a plurality of through
이때, 제1판(100)에 형성되는 관통홀(110)은 제1판(100)과 제2판(200)이 점용접되는 점용접 위치(W)의 사이에 형성되어, 관통홀을 통해 삽입된 리벳에 의해 형성된 SPR 접합 위치(R)가 두 개의 점용접 위치(W) 사이의 중앙부에 형성된다.At this time, the through
8. 클린칭 접합-제7실시예8. Clinching joint - Example 7
도 10에 도시된 바와 같이, 제7실시예는 제6실시예와 동일하게 용접접합단계를 수행하기 이전에 제1판(100)에 복수 개의 관통홀(110)을 형성시키는 준비단계를 수행하고, 용접접합단계를 통해 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킨 후, As shown in FIG. 10, the seventh embodiment performs a preparation step of forming a plurality of through
기계접합단계를 수행하여 펀치를 제3판(300)의 하면에 접촉시킨 후 가압하여 클린칭 접합을 수행함으로써, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접 결합되고, 제2판(200)과 제3판(300)이 SPR 접합된다.By performing a mechanical joining step, bringing the punch into contact with the lower surface of the
이때, 펀치를 제1판(100)에 형성된 관통홀(110)과 대응되는 제3판(300)의 하면에 접촉시킴으로써, 클린칭 접합 위치(C)에 형성되는 클린칭 접합 돌출부(C1)가 제1판(100)의 관통홀(110) 내측에 수용되어, 제1판(100), 제2판(200) 및 제3판(300)이 결합된 이후에 별도의 돌출부가 형성되지 않고 평탄한 표면을 나타내도록 할 수 있다. 이렇게 결합 이후에 평탄한 표면을 형성할 수 있기 때문에, 주변 부품과의 간섭을 최소화할 수 있다.At this time, by bringing the punch into contact with the lower surface of the
9. 클린칭 접합-제8실시예9. Clinching joint - Example 8
도 11에 도시된 바와 같이, 제8실시예는 용접접합단계를 수행하기 이전에 제3판(300)에 복수 개의 관통홀(330)을 형성시키는 준비단계를 수행하고, 기계접합단계를 통해 펀치를 제2판(200)의 상면에 접촉시켜 가압함으로써 제2판(200)과 제3판(300)을 클린칭 접합시킨 후, 용접접합단계를 수행하여 제1판(100)과 제2판(200)을 복수 개소 점용접시킴으로써, 제1판(100)과 제2판(200)은 점용접 결합되고, 제2판(200)과 제3판(300)이 클린칭 접합된다.As shown in FIG. 11, the eighth embodiment performs a preparatory step of forming a plurality of through
이때, 용접접합단계에서 하나의 전극을 제3판(300)에 형성된 관통홀(330)을 통해 삽입하여 제2판(200)의 하면에 접촉시키고, 다른 하나의 전극을 제3판(300)의 관통홀(330)과 대응되는 위치의 제1판(100)의 상면에 접촉시킴으로써 제1판(100)과 제2판(200)을 점용접시키게 된다.At this time, in the welding joining step, one electrode is inserted through the through
10. 제5실시예 내지 제8실시예의 변형10. Modifications of Embodiments 5 to 8
제5실시예 내지 제8실시예는 제3판(300)이 경량재판(310)의 단층으로 구성되어 있지만, 이러한 제3판(300)은 경량재판(310)과 보강판(320)을 포함하는 복층 구조로 대체될 수 있다.In the fifth to eighth embodiments, the
도 12에는 제6실시예의 제3판(300)을 복층으로 대체한 모습이 도시되어 있고, 도 13에는 제7실시예의 제3판(300)을 복층으로 대체한 모습이 도시되어 있다.Figure 12 shows the
이렇게 제3판(300)을 복층으로 구성하여 4겹 이상의 이종 재질의 다판을 접합시킬 때에도, 상술한 제5실시예 내지 제8실시예와 동일한 방법으로 용접 및 클린칭 접합을 수행하여 접합시킬 수 있다.Even when the
다만, 네 개 이상의 판재를 적층하여 클린칭 접합을 수행하는 것은 공법 특성상 쉽지 않기 때문에, 최대 세 개의 판재를 적층한 구조에만 클린칭 접합을 수행하는 것이 바람직할 것이다.However, since it is not easy to perform clinching joining by stacking four or more sheets due to the nature of the construction method, it would be preferable to perform clinching joining only on structures in which up to three sheets are stacked.
이렇게 본 발명의 다양한 실시예에 따라 제조된 이종 다판 접합구조를 사용할 경우, 이종 재질을 갖는 복수 개의 판재를 적층하여 결합시킬 수 있기 때문에, 스틸 강판과 경량재판을 적층하여 견고하게 결함시킴으로써, 차량의 BIW 중 일부를 경량재판으로 대체하여 차량의 경량화를 실현할 수 있게 된다.When using the heterogeneous multi-plate bonding structure manufactured according to various embodiments of the present invention, a plurality of plates having different materials can be stacked and joined, so that the vehicle's By replacing some of the BIW with lightweight plates, it is possible to achieve lighter vehicles.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You will be able to understand it.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
100: 제1판 110: 제1판의 관통홀
200: 제2판 300: 제3판
310: 경량재판 320: 보강판
330: 제3판의 관통홀 R: SPR 접합 위치
R1: SPR 접합 돌출부 C: 클린칭 접합 위치
C1: 클린칭 접합 돌출부 W: 점용접 위치100: first plate 110: through hole of first plate
200: 2nd edition 300: 3rd edition
310: lightweight board 320: reinforcement plate
330: Through hole of third plate R: SPR joint position
R1: SPR joint projection C: Clinching joint location
C1: Clinching joint protrusion W: Spot welding position
Claims (19)
제2판의 하방에 경량재 재질을 포함하는 제3판을 복수 개소 SPR 접합 또는 클린칭 접합시키되, 접합되는 위치는 복수 개소의 점용접 위치 중 서로 인접한 두 개의 점용접 위치 사이인 기계접합단계;를 포함하고,
기계접합단계 이전에 제3판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고,
기계접합단계에서, 리벳을 제2판을 관통하여 제3판에 결합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시키며,
용접접합단계에서, 하나의 전극을 제3판에 형성된 관통홀을 통해 삽입하여 제2판에 접촉시키고, 다른 하나의 전극을 제1판에 접촉시켜 제1판과 제2판을 점용접시킴으로써 제1판과 제2판을 결합시키는 것을 특징으로 하는 이종 다판 접합방법.
A welding joining step of spot welding a second plate made of steel to the lower part of the first plate made of steel at a plurality of locations spaced apart from each other at a predetermined distance; and
A mechanical joining step of SPR joining or clinching a third plate containing a lightweight material below the second plate at a plurality of locations, where the joint location is between two adjacent spot welding locations among the plurality of spot welding locations; Including,
It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the third plate before the mechanical joining step,
In the mechanical joining step, the second and third plates are joined by passing a rivet through the second plate and joining the third plate,
In the welding joining step, one electrode is inserted through a through hole formed in the third plate and brought into contact with the second plate, and the other electrode is brought into contact with the first plate to spot weld the first and second plates. A heterogeneous multi-plate joining method characterized by combining the first plate and the second plate.
제2판의 하방에 경량재 재질을 포함하는 제3판을 복수 개소 SPR 접합 또는 클린칭 접합시키되, 접합되는 위치는 복수 개소의 점용접 위치 중 서로 인접한 두 개의 점용접 위치 사이인 기계접합단계;를 포함하고,
기계접합단계 이전에 제3판에 복수 개의 관통홀을 형성시키는 준비단계;를 더 포함하고,
기계접합단계에서, 제2판 및 제3판이 동시에 하방으로 돌출되도록 클린칭 접합시킴으로써 제2판과 제3판을 결합시키며,
용접접합단계에서, 하나의 전극을 제3판에 형성된 관통홀을 통해 삽입하여 제2판에 접촉시키고, 다른 하나의 전극을 제1판에 접촉시켜 제1판과 제2판을 점용접시킴으로써 제1판과 제2판을 결합시키는 것을 특징으로 하는 이종 다판 접합방법.
A welding joining step of spot welding a second plate made of steel to the lower part of the first plate made of steel at a plurality of locations spaced apart from each other at a predetermined distance; and
A mechanical joining step of SPR joining or clinching a third plate containing a lightweight material below the second plate at a plurality of locations, where the joint location is between two adjacent spot welding locations among the plurality of spot welding locations; Including,
It further includes a preparation step of forming a plurality of through holes in the third plate before the mechanical joining step,
In the mechanical joining step, the second and third plates are joined by clinching so that the second and third plates simultaneously protrude downward,
In the welding joining step, one electrode is inserted through a through hole formed in the third plate and brought into contact with the second plate, and the other electrode is brought into contact with the first plate to spot weld the first and second plates. A heterogeneous multi-plate joining method characterized by combining the first plate and the second plate.
기계접합단계 이전에, 마그네슘 및 알루미늄 중 어느 하나 이상을 포함하는 경량재 재질의 경량재판과 스틸 재질의 보강판을 적층하여 제3판을 형성하는 적층단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 다판 접합방법.
The method of claim 1 or 9,
Before the mechanical joining step, heterogeneous multi-plate bonding further includes a laminating step of forming a third plate by laminating a lightweight plate made of a lightweight material containing at least one of magnesium and aluminum and a reinforcing plate made of steel. method.
제2판에 복수 개소가 SPR 접합 또는 클린칭 접합되는 경량재 재질을 포함하는 제3판;을 포함하고,
제1판과 제2판의 결합된 복수 개소의 점용접 위치는 서로 소정 간격 이격되고, 제2판과 제3판의 SPR 접합 또는 클린칭 접합되는 위치는 서로 인접한 두 개의 점용접 위치 사이에 형성되며,
제3판에는 제1판과 제2판의 점용접 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고,
제2판과 제3판을 SPR 접합시키는 리벳은 제2판을 관통하여 제3판에 결합되는 것을 특징으로 하는 이종 다판 접합구조.
A first plate made of steel and spot welded to each other in multiple places; and 2nd edition;
It includes a third plate including a lightweight material that is SPR bonded or clinched at multiple locations to the second plate,
The plurality of spot welding positions of the first and second plates are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the SPR joining or clinching joint positions of the second and third plates are formed between two adjacent spot welding positions. And
A through hole is formed in the third plate at a position corresponding to the spot welding position of the first and second plates,
A heterogeneous multi-plate joint structure characterized in that the rivet for SPR joining the second and third plates penetrates the second plate and is coupled to the third plate.
제2판에 복수 개소가 SPR 접합 또는 클린칭 접합되는 경량재 재질을 포함하는 제3판;을 포함하고,
제1판과 제2판의 결합된 복수 개소의 점용접 위치는 서로 소정 간격 이격되고, 제2판과 제3판의 SPR 접합 또는 클린칭 접합되는 위치는 서로 인접한 두 개의 점용접 위치 사이에 형성되며,
제3판에는 제1판과 제2판의 점용접 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고,
제2판과 제3판은 서로 대응되는 위치가 하방으로 돌출되어 제2판 및 제3판이 클린칭 접합되는 것을 특징으로 하는 이종 다판 접합구조.
A first plate made of steel and spot welded to each other in multiple places; and 2nd edition;
It includes a third plate including a lightweight material that is SPR bonded or clinched at multiple locations to the second plate,
The plurality of spot welding positions of the first and second plates are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the SPR joining or clinching joint positions of the second and third plates are formed between two adjacent spot welding positions. And
A through hole is formed in the third plate at a position corresponding to the spot welding position of the first and second plates,
A heterogeneous multi-plate joint structure characterized in that the second and third plates are clinched jointed with corresponding positions protruding downward.
제3판은 마그네슘 및 알루미늄 중 어느 하나 이상을 포함하는 경량재 재질의 경량판과 스틸 재질의 보강판을 포함하고, 하나의 경량판에 다른 경량판 또는 보강판을 적층하여 마련되는 것을 특징으로 하는 이종 다판 접합구조.
The method of claim 11 or 18,
The third plate includes a light plate made of a lightweight material containing at least one of magnesium and aluminum and a reinforcing plate made of steel, and is prepared by laminating another lightweight plate or reinforcing plate on one lightweight plate. Heterogeneous multi-plate joint structure.
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