KR20020056496A - 레어저 빔 용접 방법 - Google Patents

Abstract

레이저 빔을 이용한 레이저 빔 용접 방법에 있어서, 용접 부재들의 플랜지의 용접할 부분을 서로 밀착시켜 압착시키는 단계와, 상기 압착된 부분을 레이저 빔을 조사하여 용접하는 단계를 포함하되, 상기 레이저 빔에 의한 용접부의 형상이 대체로 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법.

Description

레어저 빔 용접 방법{A Laser Beam Welding Method}

본 발명은 레어저 랩 용접 방법, 특히 용접 접합의 형태가 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 레이저 랩 용접 방법에 관한 것이다.

얇은 2장의 패널 사이를 용접하는 데 있어서는, 전극 사이에 용접물을 넣고 가압하면서 전류를 통하여 그 접촉 부분의 저항열로 가압 부분을 융합시키는 스폿용접이 있는데, 최근에는 이 스폿용접을 대신하여 정밀용접이 가능한 레이저 빔 용접을 많이 시행하고 있으며 특히 라인의 자동화가 많이 진행된 자동차 조립 공장에서의 차체 패널 용접에 많이 사용되고 있다.

한편, 자동차의 차체 조립 공정에 레이저 용접을 적용하기 위해서는 용착되어 2개의 패널 사이의 틈새가 대략 0.3㎜ 이내가 되도록 밀착되지 아니하면 용접이곤란하다. 이 때문에 레이저 빔 용접을 실시하기 위해서는 2매의 패널 사이의 틈새형성을 없애주기 위하여 가압시켜주지 아니하면 안되는 바 종래의 가압방식으로는 도 3에 도시된 바와 것과 같이 가압로울러(20)에 의한 가압방식이 널리 사용되고 있으며, 용접헤드(21) 일측으로 아암(22)을 돌출시기고 아암(22)의 단부에 가압로울러(20)를 설치하여 그 로울러(20)로 하여금 용접 진행부 앞쪽의 용접부재(23, 패널)를 누르는 상태에서 레이점 빔 조사기(24)를 통해 레이저 빔(25)을 조사하여 바느질 형상으로 용접을 한다.

그러나, 용접부는 응력집중에 민감하고 특히 자동차 차체와 같은 구조용 강재는 저온에서 취성파괴의 위험성이 발생하기 쉬우므로 각별한 주의가 필요한데, 종래 바느질 형상으로 레이저 용접을 하게 되면, 용접부 끝단부에 결함 발생이 많으며 차체 부품에 가해지는 응력 방향에 따라 피로강도가 현저히 저하되고, 특히 응력방향과 상기 바느질 형상의 용접선 방향이 동일한 경우에는 피로강도가 더욱 현저하게 저하된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은, 레이저 용접부의 형상을 원형(플랜지가 충분히 클 경우)과 타원형(플랜지 길이가 작을 경우)로 함으로써 용접부 끝단면의 결함발생을 억제하고 차체부품에 가해지는 응력에 대한 피로강도를 향상시키는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 랩 용접 방법의 일실시예를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 랩 용접 방법의 다른 실시예를 도시한 개략도.

도 3은 종래 레이저 용접 방법에 따른 접합형태를 도시한 개략도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 레이저 빔을 이용한 레이저빔 용접 방법에 있어서, 용접 부재들의 플랜지의 용접할 부분을 서로 밀착시켜 압착시키는 단계와; 상기 압착된 부분을 레이저 빔을 조사하여 용접하는 단계를 포함하되, 상기 레이저 빔에 의한 용접부의 형상이 대체로 원형인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법을 제공한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 용접부의 형상의 직경은 6mm~10mm 사이인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법을 제공한다..

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 레이저 빔을 이용한 레이저 빔 용접 방법에 있어서, 용접 부재들의 플랜지의 용접할 부분을 서로 밀착시켜 압착시키는 단계와; 상기 압착된 부분을 레이저 빔을 조사하여 용접하는 단계를 포함하되, 레이저 빔에 의한 용접부의 형상이 대체로 타원형인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법을 제공한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 용접부의 형상의 장반경은 3mm~5mm 사이이고, 단반경은 1mm~3mm 사이인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법을 제공한다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

먼저 도 1에는 본 발명에 따른 레이저 빕 용접 방법에 따른 레이저 용접부의 형상이 개략적으로 도시되어 있다. 본 실시예에서는 부품의 플랜지를 겹쳐서 용접하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 본 실시예에 따른 레이저 용접 방식으로는 종래기술로써 상술한 가압로울러에 의한 가압방식을 이용하는 것으로 가정한다.

도시된 바와 같이, 용접부의 단면 형상이 원형이 되도록 가압로울러 및 빔조사기를 원형으로 선회시켜 레이저 빔을 조사하면서 하나의 원형 형상의 용접단면을 형성시킨 다음, 화살표 방향으로 가압로울러 및 빔조사기를 이동시켜 도시된 바와 같은 다수의 원형 형상의 용접단면을 형성한다.

이와 같이, 원형 형상으로 용접 단면을 형성하기 위해서는 비교적 큰 폭의 플랜지가 요구되며, 이 때 원형 형상의 직경은 6mm 이상 10mm이하로 하는 것이 바람직하다. 직경이 6mm 이하이면 충분한 용접부 피로강도를 얻을 수 없고 10mm이상이면 용접 속도가 떨어지기 때문이다.

다음으로, 도 2에는 본 발명에 따른 레이저 빕 용접 방법에 따른 레이저 용접부의 형상이 개략적으로 도시되어 있다. 본 실시예에서도 역시 부품의 플랜지를 겹쳐서 용접하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 본 실시예에 따른 레이저 용접 방식으로는 종래기술로써 상술한 가압로울러에 의한 가압방식을 이용하는 것으로 가정한다.

도시된 바와 같이, 용접부의 단면 형상이 타원형이 되도록 가압로울러 및 빔조사기를 원형으로 선회시켜 레이저 빔을 조사하면서 하나의 원형 형상의 용접단면을 형성시킨 다음, 화살표 방향으로 가압로울러 및 빔조사기를 이동시켜 도시된 바와 같은 다수의 타원형 형상의 용접단면을 형성한다.

이와 같이, 타원형 형상의 용접 단면이 요구되는 경우는 원형 형상의 용접 단면이 요구되는 경우보다 플랜지의 폭이 좁을 경우이며, 이 때 타원형 형상의 장반경은 3mm이상 5mm이하, 타원형 형상의 단반경은 1mm이상 3mm이하인 것이 바람직하다. 장반경 또는 단반경이 3mm 이하 또는 1mm 이하인 경우에는 충분한 용접부 피로강도를 얻을 수 없고, 장반경 또는 단반경이 5mm 이상 또는 3mm 이상인 경우에는 용접 속도가 떨어지기 때문이다.

상기와 같이, 플랜지의 폭에 따라 원형 또는 타원형의 용접 형상으로 레이저 빔 용접을 행함에 따라 종래 바느질 형상의 용접부보다 피로강도가 최소 30% 이상 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 레이저 빔 용접 방법에 의하면, 용접 끝단부의 결함이 줄어들고 차체부품에 가해지는 응력의 작용방향이 변하더라도 충분히 큰 피로강도를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 레이저 빔을 이용한 레이저 빔 용접 방법에 있어서,

   용접 부재들의 플랜지의 용접할 부분을 서로 밀착시켜 압착시키는 단계와;

   상기 압착된 부분을 레이저 빔을 조사하여 용접하는 단계를 포함하되,

   상기 레이저 빔에 의한 용접부의 형상이 대체로 원형인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 용접부의 형상의 직경은 6mm~10mm 사이인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법.
3. 레이저 빔을 이용한 레이저 빔 용접 방법에 있어서,

   용접 부재들의 플랜지의 용접할 부분을 서로 밀착시켜 압착시키는 단계와;

   상기 압착된 부분을 레이저 빔을 조사하여 용접하는 단계를 포함하되,

   레이저 빔에 의한 용접부의 형상이 대체로 타원형인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 용접부의 형상의 장반경은 3mm~5mm 사이이고, 단반경은 1mm~3mm 사이인것을 특징으로 하는 레이저 빔 용접 방법.