KR20000048808A - 상호 연결되어 겹쳐지는 평판 결합방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 연결되어 겹쳐지는 금속재료의 평판 결합에 관한 것이다. 상기 결합은 서로 연결되는 평판이 예각으로 유입되는 롤닙에서 이루어진다. 롤닙에서 서로 압축되기 전에, 복사 에너지에 의하여 대향면 상에 가열되나, 녹지는 않는다. 적절한 형태를 위하여, 적어도 면이 창성된 하나의 롤러 또는 압축력을 받는 평판은 겹침결합부로 제한되고, 겹침결합부 이동방향 재료유동이 방지된다.

Description

상호 연결되어 겹쳐지는 평판 결합방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR JOINING FLAT PRODUCTS TO BE CONNECTED SUCH THAT THEY OVERLAP}

상위한 유형의 공지된 방법과 장치에 있어서, 복사에너지는 레이저빔 열원에 의해 생성된다(DE 19502 140 C1). 가열 중에 아연과 같이 저온용융 피복제가 아직 증발되지 않도록 온도가 유지될 수 있으며, 피복재료의 용융 또는 증발은 연결의 강도에 악영향을 가져다 준다. 롤닙을 형성하는 두개의 롤러는 양쪽면 위에 겹침결합부의 앞에서 연장되면서 대략 원통형의 생성면이 형성되어 그것들의 전체길이 이상을 갖는다. 두 평판의 연결에 필요한 면압을 얻기 위하여, 가열 후에 평판은 20%이하의 변형도 내에서 성형되도록 준비되며, 이는 롤이 부착된 크래딩과 비교하여 작다. 요구되는 압연력은 매우 크며, 따라서 비록 겹침 결합부를 연하는 평판의 비가열부라도 가열된다. 경질 평판의 모서리에서 연질 평판이 찢어지는 것을 방지하기 위하여, 특히 다른 경도를 갖는 재료에 있어서, 연질 평판은 백스트립 수단으로 기인된 반대압력에 의하거나 혹은 적절하게 보정된 롤러에 의해 지지된다. 일반적인 경우에, 롤러에는 또한 겹침결합에 연하여 적어도 하나의 평판의 인접부의 바람직하지 않는 두께 감소가 야기된다. 상기의 이유에 의하여 공지된 방법이 최적의 것은 아님을 알 수 있다.

본 발명은 금속재료의 평판 결합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 연결되어 겹쳐지는 스트립, 시트, 시트 블랭크의 형태로 결합되며, 비록 모재는 녹지않지만 평판의 적어도 한쪽 면은 다른 평판과의 물리적 접촉에 우선하여 순간적으로 복사에너지에 의하여 가열된 후에, 롤닙(Roll Nip)의 속으로 예각을 갖고 서로 집중되어 유입되며, 롤닙에서 서로 압축되는 평탄 결합방법에 관한 것이다. 반면에 아연과 같이 저온 용융 피복제는 녹을 수 있다.

본 발명은 또한 상기 방법을 실행하는 데 적절하며, 주로 두개의 롤러와 롤닙 안으로 향하는 복사열원을 포함하는 장치에 관한 것이다.

도 1은 두개의 스트립 또는 시트를 결합하는 장치의 종단면도이고,

도 2는 도 1의 I-I선 단면도로서, 도 1에서 나타낸 장치를 보인 도면이고,

도 3은 도 1의 I-I선 단면도로서, 도 1을 변형하여 나타낸 장치를 보인 도면이고,

도 4는 도 1의 I-I선 단면도로서, 도 1을 또 달리 변형하여 나타낸 장치를 보인 도면이다.

상호 연결되어 겹쳐지는 금속재료의 평판 결합을 더 값싸게 할 수 있는 방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다. 특히 보다 상세하게는 용접성이 곤란한 것을 융접에 의해 서로 연결될 수 있는 이종재료에 관한 것으로서, 만일 전혀 다르거나 매우 다른 경도의 재료, 예를 들면 강/알루미늄, 강/구리, 강/티타늄, 강/특수강이 있다. 또한 상기 방법의 실행에 적합한 장치를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.

상기 문제는 롤닙 내에서 압축되는 표면이 겹침결합부로 제한되는 형태에 의해 상세히 설명된 종류의 방법발명에 의해 해결된다. 오히려 바람직하게는 겹침결합의 길이방향에서 롤닙 내의 평판의 재료 유동은 방지된다.

상기 문제는 축방향 연장내에서 작동압력부를 갖는 면이 생성된 하나의 롤러가 롤러들의 전체 축방향 길이보다 작게되는 두개의 롤러인 것을 특징으로하는 장치로서 해결된다. 바람직하게는 작동압력부를 갖는 면이 생성된 롤러는 원주로 확대되는 홈을 갖는다.

보다 상세하게는 재료유동에 영향을 주는 결합으로서, 겹침결합부에서 롤닙 내로 압축되는 면의 제한은, 선행기술인 방법발명보다 더 작은 압연력이 작용되도록 결합에 필요한 압력을 갖을 수 있고, 그 중에서도 가열되지 않은 재료라도 단면감소공정에 포함된다. 만일 ST14Z/AlMoSi 연결을 위해 요구되는 압연력으로 비교된다면, 전형적인 방법에 있어서 25mm 폭의 알미늄 스트립의 경우에는, 압연력의 감소는 60KN로 부터, 9mm의 겹침 폭을 갖는 본 발명에 따른 방법에 있어서는 5KN으로 얻어진다. 그래서 성형효율은 투입된 복사에너지와 관계에서 최적화된다. 이는 요구되는 장치가 실제적으로 더 가볍게 설치될 수 있는 바람직한 결과를 갖는다. 표면 압축이 발생되는 비교적 좁은 영역의 제한은 또한 tailored blank라고 불리는 형상으로 정의되는 판(시트 블랭크)의 결합을 용이하게 하며, 그 중에서 결합은 가끔 직선으로 연장되지 않고 곡선화 된다. 정확하게 말하면, 구비되는 구성품의 경우에 있어서, 조작시 응력을 받는 데 따라서 다른 치수로 되어 다른 평판이 만들어지나, 어떤 구비되는 구성품의 경우에는 그렇지 않으며, 겹침결합의 인접부의 구성품은 결합에 의하여 반대로 영향받지는 않는다. 그래서 본 발명에 따른 방법에 있어서, 가열과 성형은 겹침결합에 제한적이고, 한편으로는 열영향부는 가능한 적고 다른 한편으로는 재료의 전체 두께는 평판의 인접부에서 유지되며, 어떤 것은 단면감소공정을 갖는 선행기술의 방법발명으로는 불가능하다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 유익하게도 두 평판의 표면은 가열된다. 만일 두개의 평판이 다른 경도의 재료라면, 겹침결합의 폭은 적어도 더 연한 재료의 평판 두께보다 1.5배에 해당되는 것이 유리한 것으로 알려졌다.

전술한 겹침결합부의 길이방향으로 평판의 재료유동 방지는 여러방법으로서 구조적으로 성취될 수 있다. 본 발명의 실시례중 필수적인 형태는 재료는 압축되는 표면에 관계되는 요소의 유입부로 흐를 수 있다. 예를 들면, 하나의 선택된 표면에서 적어도 압축되는 표면(롤러/평판)에 관계되는 요소의 하나는 모양이 형성된다. 모양이 형성된 표면은 바람직하게 수직방향/길이방향의 홈을 포함한다. 이 경우 홈은 적당한 압축면을 허용하나, 동시에 겹침결합의 길이방향 재료유동을 방지하며, 따라서 소재는 홈으로 유동할 수 있다. 홈은 또한 겹침결합의 방향에서 평판을 안내하도록 제공된다. 홈이 형성된 롤러는 바람직하게 더 연한 모재로 사용된다. 모재의 하나는 홈이 형성되고, 바람직하게는 더 경한 것이 선택된다.

본 발명은 모식화된 도면을 참고로 하여 설명될 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 방법을 수행하는 두개의 선택이 가능한 태양을 도시하고 보여준다.

도 1을 설명하면, 장치는 두개의 롤러 1, 2로 구성되며, 하나의 롤러 1은 원통형으로 창성된 표면 1을 가지며, 다른 롤러 2는 원주 방향으로 늘어난 상승부 2a 를 갖는 창성된 표면을 갖는다. 상기 창성면의 상승부 2a는 롤닙을 형성하기 위하여 하나의 롤러 1의 원통형 창성면과 서로 상응하며, 겹쳐서 공급되는 두개의 평판 3, 4는 바람직하게는 특히 10도 이상, 15도 이하로 예각으로서 서로 집중되면서 유입된다. 평판 3, 4의 두개의 대향하는 표면은 평판 3, 4의 모재의 용융온도에 도달하지 않고, 단지 겹침결합부의 폭을 초과하는 레이저빔 발생열원 5의 빔 5a에 의하여 롤닙에서의 거셋에 가열된다. 그런데, 두개의 평판 3, 4는 겹침결합부에서 압축면에 의해 롤닙부로 연결된다. 압축면의 상세도는 도 3과 도 4로 부터 알 수 있다.

첫번째 선택적 실시례에 있어서(도 2), 롤러 2의 창성면의 상승부 2a는 겹침결합의 폭으로 제한된다. 이에 부가하여 상승부는 수직방향으로 여러개의 홈이 형성되어 있다.

도 3에 도시된 실시례는 단지 상승부 2a에 홈이 형성되어 있지 않은 형태로서 도 2에 도시된 것과 다르다. 대신 두개의 평판중 하나 즉 평판 4는 겹침결합의 방향으로 연장되는 여러개의 홈으로 형성되어 있다. 홈은 더 경한 재료로 유입되는 것이 바람직하다.

상승부 2a에 의하여, 두개의 실시례에서 롤닙에서의 압력은 겹침결합부로 제한된다. 압축면의 상기와 같은 제한은 두개의 평판 3, 4가 단지 겹침결합부내에서 형성되는 것을 보증한다. 만일 홈이 제공된다면, 이는 겹침결합부의 길이방향으로 재료유동을 방지하며, 그리하여 소재는 홈으로 들어갈 수 있다. 또한, 홈은 겹침결합부의 길이방향에서, 평판 3, 4의 안내를 유도한다.

또 다른 선택은 도 4에 보여지며, 그 중에서 상승부 2a는 원추형으로 형성된다. 상기 실시례는 이동방향에서 재료의 유동을 활성화시키고, 길이방향에서는 유동을 방지한다. 본 발명에 따른 방법의 또 다른 장점은 평판은 겹침부의 외부로 응력강화 및/또는 열영향이 발생되지 않고, 생성된 결합부는 냉간가공될 수 있다. 또한 다른 평판의 모서리를 둥글게 할 수 있으며, 또한 후속하여 이어지는 냉간가공에 적절한 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. 비록 모재는 녹지않지만 평판의 적어도 한쪽면은 다른 평판과의 물리적 접촉에 우선하여 순간적으로 복사에너지에 의하여 가열된 후에, 롤닙의 속으로 예각을 갖고 서로 집중되어 유입되며, 롤닙에서 서로간에 압축되고, 서로 연결되어 겹쳐지는 스트립, 시트, 시트 블랭크의 형태로 평판을 결합하는 평판 결합 방법에 있어서, 롤닙의 압축면이 겹침결합부로 제한된 것을 특징으로 하는 평판 결합방법.
2. 제 1 항에 있어서, 두개의 평판이 가열되는 것을 특징으로 하는 평판 결합방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 두개의 평판이 다른 경도의 소재인 경우 겹침결합부의 폭이 적어도 더 연한 재료의 평판 두께에 1.5배인 것을 특징으로 하는 평판 결합방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 겹침결합의 길이방향에서 롤닙에서 각각의 평판의 재료유동이 방지되는 것을 특징으로 하는 평판 결합방법.
5. 제 4 항에 있어서, 재료의 유동을 방지하기 위하여 겹침결합부의 방향으로 연장되는 길이방향 홈을 갖도록 형성된 평판이거나, 작동 압력부에서 수직의 홈을 갖도록 형성된 롤러로 만들어진 것을 특징으로 하는 평판 결합방법.
6. 제 4 항에 있어서, 재료의 유동을 방지하기 위하여 원추형 롤러로 만들어 진 것을 특징으로 하는 평판 결합방법.
7. 두개의 롤러와 롤닙안으로 향하는 복사열원을 포함하는 금속 재료의 평탄 결합 장치에 있어서, 축방향 연장되어 작동압력부를 갖는 면이 창성된 롤러가 롤러의 전체 축길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 서로 연결되어 겹쳐지는 금속재료의 평판 결합장치.
8. 제 7 항에 있어서, 작동압력부를 갖는 면이 창성된 롤러가 원주방향으로 연장된 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 평판 결합장치.