KR20080071518A - 프로젝션 용접 및 프로젝션 용접을 형성하기 위한 방법 - Google Patents

프로젝션 용접 및 프로젝션 용접을 형성하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 제 1 금속 기재와, 제 2 금속 기재와, 상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재와 별개의 구성의 프로젝션 재료를 제공하는 단계와, 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 상기 금속 프로젝션 재료를 배치하는 단계와, 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 중 적어도 하나에 전류 및 압력을 인가하는 단계와, 상기 전류 및 압력의 상기 인가를 통해 상기 금속 프로젝션 재료를 융해시키는 단계와, 상기 융해를 통해, 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 용접부를 생성하는 단계와, 상기 용접부를 통해 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재를 견고하게 결합하는 단계를 포함하는 프로젝션 용접 방법이 개시된다.

Description

프로젝션 용접 및 프로젝션 용접을 형성하기 위한 방법{PROJECTION WELD AND METHOD FOR CREATING THE SAME}
본 발명은 일반적으로 용접 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 프로젝션 용접(projection welding) 방법에 관한 것이다.
프로젝션 용접은 2개의 중첩하는 금속 시트를 접합하기 위한 공지된 기술이다. 종래의 프로젝션 용접에 있어서, 소형 프로젝션이 시트 중 하나 상에 제공되고 시트의 측부에 횡단 연장하여, 그 팁(tip)은 나머지 하나의 시트와 접촉한다. [용접 건(welding gun)의 전극과 같은] 전류 생성 장치가 가압되어 프로젝션과 정렬하여 시트 중 하나와 접촉하고, 힘 및 용접 전류의 조합이 전극에 인가되어, 프로젝션이 붕괴하도록 하고, 프로젝션에 의해 규정된 접촉 영역에서 2개의 시트를 함께 접합하는 용접 덩어리를 형성한다.
저항 프로젝션 용접은 고체 상태 접합 방법으로서, 아크 용접 방법이 필요로하는 사전 가열의 필요성을 제거한다. 프로젝션 용접은 또한 신속하여 제조 시간을 감소시킨다. 하지만, 몇몇 금속의 특성은 이들 금속이 이 공정을 통해 서로에 직접적으로 용접되는 것을 불가능하게 한다. 추가하여, 구리와 같은 높은 전도성 재료에 있어서는 접합이 형성되기 매우 어렵다. 열은 접합부로부터 금속하게 전도되어, 결함을 갖는 접합을 생성한다. 용접에 있어서, 이것은 융해 및 다공성의 결여로 이어질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 구리 접합은 많은 적용예, 특히 MRI 장비의 자기 코일에 있어서는 필수적이다.
따라서, 보다 효율적인 접합 형성과, 서로에 직접적으로 용접되는 것이 가능한 금속을 프로젝션 용접하는 수단에 대한 필요성이 존재한다.
제 1 금속 기재와, 제 2 금속 기재와, 상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재와 별개의 구성의 프로젝션 재료를 제공하는 단계와, 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 상기 금속 프로젝션 재료를 배치하는 단계와, 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 중 적어도 하나에 전류 및 압력을 인가하는 단계와, 상기 전류 및 압력의 상기 인가를 통해 상기 금속 프로젝션 재료를 융해시키는 단계와, 상기 융해를 통해, 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 용접부를 생성하는 단계와, 상기 용접부를 통해 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재를 견고하게 결합하는 단계를 포함하는 프로젝션 용접 방법이 개시된다.
또한, 제 1 금속 기재와, 제 2 금속 기재와, 상기 제 1 금속기재 및 상기 제 2 금속 기재와 별개의 프로젝션 재료와, 상기 제 1 금속 기재, 상기 제 2 금속 기재 및 상기 프로젝션 재료의 혼합물을 포함하는 프로젝션 용접부 덩어리를 포함하는 프로젝션 용접부가 개시된다.
또한, 제 1 금속 기재와, 제 2 금속 기재와, 상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재와 별개의 구성의 금속 프로젝션 재료를 제공하는 단계와, 상기 금속 프로젝션 재료를 상기 제 1 금속 기재에 부착하는 단계와, 상기 프로젝션 재료가 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 배치되도록, 상기 프로젝션 재료 및 상기 제 1 금속 기재와 함께 상기 제 2 금속 기재를 배치하는 단계와, 상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재 중 적어도 하나에 전류 및 압력을 인가하는 단계와, 상기 전류 및 상기 압력의 상기 인가를 통해 상기 금속 프로젝션 재료를 융해시키는 단계와, 상기 융해를 통해 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 용접부를 생성하는 단계와, 상기 용접부를 통해 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재를 견고하게 결합하는 단계를 포함하는 프로젝션 용접 방법이 개시된다.
본 발명에 따르면, 보다 효율적인 접합 형성과, 서로에 직접적으로 용접되는 것이 가능한 금속을 프로젝션 용접하는 수단이 제공된다.
이하의 설명은 결코 제한적인 것으로 고려되어서는 안된다. 첨부된 도면을 참조하여, 유사한 요소는 비슷하게 번호가 매겨진다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 프로젝션 용접(projection weld)(10)이 도시되고, 제 1 금속 기재(12), 제 2 금속 기재(14) 및 금속 프로젝션 요소(16)를 포함한 다. 도면(특히 도 3)에 도시된 바와 같이, 금속 프로젝션 재료(16)는 프로젝션 용접을 통해 제 1 기재(12)와 제 2 기재(14)를 견고하게 결합한다. 이러한 용접이 발생하는 방식의 예시적인 실시예가 이하에 설명될 것이다.
도 1을 참조하면, 용접되기 전의 프로젝션 용접(10)의 구성요소가 도시된다. 도면에 도시된 바와 같이, 제 1 기재(12), 제 2 기재(14) 및 프로젝션 재료(16)는 모두 서로 별개의 구성이다. 제 1 및 제 2 기재(12, 14)는 동일한 임의의 금속(또는 복합 합금)이거나, 또는 비제한적으로 탄소, 강철, 알루미늄 및 구리와 같은 상이한 성분일 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 도면에 도시된 바와 같이 이들 기재(12, 14)는 실질적으로 평면 시트이다. 프로젝션 재료(16)는 또한 임의의 금속 또는 임의의 원하는 조성의 복합 합금을 포함할 수 있고, 와이어, 메싱된 와이어(meshed wire)[이들 중 하나는 공동이 형성되거나 또는 용제(flux)로 코팅될 수 있다], 파우더 또는 임의의 다른 원하는 재료로 형성될 수 있다. 예시적인 일 실시예에 있어서, 은 메시(silver mesh)의 프로젝션 재료가 강철과 알루미늄의 기판들 사이에 배치된다. 프로젝션 재료(16)의 형태 및 금속 조성은, 제 1 및 제 2 기재(12, 14)의 특성에 기초하여, 제 1 및 제 2 기재(12, 14) 사이에 강한 프로젝션 용접을 제공하도록 선택된다. 프로젝션 재료(16)는 또한 비제한적으로 절두형 원뿔체 또는 부분적 구체(shpere)와 같은 임의의 원하는 형상을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일단 프로젝션 재료(16)가 선택되어 기재(12, 14) 사이에 위치되고, 양 기재(12, 14)는 기재(12, 14)를 프로젝션 용접하기 위한 준비로 프로젝션 재료(16)와 접촉하게 된다(또는 거의 접촉하게 된다). 이 접촉(거의 접촉)은 프로젝션 재료(16)의 대향 단부(18, 20)에서 발생하고(도 1 참조), 단부(18, 20)는 제 1 및 제 2 기재(12, 14)의 관련 내측 표면(22, 24)과 각각 접촉한다. 프로젝션 용접이 그 후 전류(26) 및 압력(36)을 기재(12, 14) 중 적어도 하나에 인가함으로써 수행된다. 도 2의 예시적인 실시예에 있어서, 전류(26) 및 압력(36)은 전극(28, 30)을 통해 양 기재(12, 14)에 인가된다. 이 실시예에 있어서, 전극(28, 30)은 프로젝션 기재(16)와 정렬되고, 따라서 프로젝션 재료(16)와 정렬하여 전류를 제공한다. 상술된 바와 같이, 전극(28, 30)은 또한 다시 프로젝션 재료(16)와 정렬하여 기재(12, 14)에 압력을 제공하고, 이것은 프로젝션 용접 공정을 더 촉진한다.
이제 도 3을 참조하면, 기재(12, 14)에 전류(26) 및 압력(36)을 제공하는 것은 프로젝션 재료(16)를 완전히 융해시키는 용접부(32)를 생성한다. 전류(26) 및 압력(36)에 의해 발생된 열을 통해 생성된 이 용접부(32)는 기재(12, 14)와 프로젝션 재료(16)의 혼합물을 포함하는 프로젝션 용접 덩어리(33)를 형성한다. 이 용접부(32)는 프로젝션 용접 공정을 통해 제 1 기재(12) 및 제 2 기재(14)를 견고하게 결합한다.
기재(12, 14) 중 적어도 하나에의 전류(26)의 인가에 앞서, 별개로 구성된 프로젝션 재료(16)의 일 단부(18, 20)는 비제한적으로 종래의 용접과 같은 임의의 원하는 수단을 통해 표면(22, 24) 중 하나에 먼저 고정됨을 이해하여야 한다. 표면(22, 24) 중 나머지 하나가 그 후 단부(18, 20) 중 나머지 하나에 근접하여(또는 접촉하여) 배치되고, 전류(26) 및 압력(36)이 인가된다. 이상과 같이, 전류(26) 및 압력(36)은 그 후 프로젝션 재료(16)를 완전히 소모할 용접부를 생성할 것이다. 따라서, 기재(12, 14) 중 하나를 참조하여 상술된 바와 같이, 전류 및 압력의 인가에 앞서[즉, 프로젝션 용접 덩어리(33)의 생성 전에], 프로젝션 재료(16)가 기재(12, 14) 중 하나에 또는 양쪽에 고정된 경우에도, [프로젝션(16)과 같은] 프로젝션은 기재(12, 14)와 별개의 구성인 것으로 고려됨을 이해하여야 한다. 프로젝션 재료(16)는 또한 기재(12, 14) 중 하나 또는 양쪽과 동일한 조성을 포함하고, 전류 및 압력의 인가에 앞서 프로젝션 재료(16)가 기재(12, 14) 중 하나 또는 양쪽에 고정되는지 여부와 무관하게, 기재(12, 14)와 별개의 구성인 것으로 고려된다.
도 4를 참조하면, 기재(12, 14)는 상술된 프로젝션 용접 공정을 거쳐 생성된 복수의 용접부(10)를 통해 함께 용접될 수 있음을 추가로 이해하여야 한다. 복수의 용접부(10)는 서로로부터 이격된 복수의 프로젝션 재료 부분(16)을 포함한다.
도 5를 참조하면, 프로젝션 용접의 방법(100)이 도시되고, 작동 블록(102)에 도시된 바와 같이, 제 1 금속 기재(12), 제 2 금속 기재(14), 제 1 금속 기재(12) 및 제 2 금속 기재(14)와 별개의 구성의 프로젝션 재료(16)를 제공하는 단계를 포함한다. 방법(100)은, 작동 블록(104)에 도시된 바와 같이, 제 1 금속 기재(12)와 제 2 금속 기재(14) 사이에 금속 프로젝션 재료(16)를 배치하는 단계와, 제 1 금속 기재 및 제 2 금속 기재 중 적어도 하나에 전류 및 압력을 인가하는 단계와, 전류 및 압력의 인가를 통해 금속 프로젝션 재료(16)를 융해시키는 단계를 더 포함한다. 방법(100)은 또한, 작동 블록(106)에 도시된 바와 같이, 융해를 통해 제 1 금속 기재(12)와 제 2 금속 기재(14) 사이에 용접부(32)를 생성하는 단계와, 용접부(32)를 통해 제 1 금속 기재(12)와 제 2 금속 기재(14)를 견고하게 결합하는 단게를 포함한다.
본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경이 행해질 수 있고, 구성요소는 동등물로서 대체될 수 있음을 당업자는 이해하여야 한다. 추가하여, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고, 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 물질을 적용하기 위해 많은 변형이 행해질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 실행하기 위해 고려된 최선의 모드로서 개시된 특정 실시예에 제한되어서는 안되고, 본 발명은 할당된 청구범위의 범위 내에 있는 모든 실시예를 포함하는 것이 중요하다. 또한, 특정적으로 언급되지 않는 한, 제 1, 제 2 등과 같은 용어의 모든 사용은 임의의 순서 또는 중요도를 나타내지 않고, 제 1, 제 2 등과 같은 용어는 하나의 요소로부터 다른 요소를 구별하기 위해 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 전개된 프로젝션 용접의 개략적인 측면 사시도,
도 2는 전류를 수용하는 프로젝션 용접의 요소의 개략적인 측면 사시도,
도 3은 프로젝션 용접의 개략적인 측면도,
도 4는 다수 프로젝션 용접의 개략적인 측면도,
도 5는 프로젝션 용접 방법을 예시하는 블록 다이어그램.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 용접부 12 : 제 1 금속 기재
14 : 제 2 금속 기재 16 : 프로젝션 재료
26 : 전류 36 : 압력

Claims (19)

  1. 프로젝션 용접 방법에 있어서,
    제 1 금속 기재와, 제 2 금속 기재와, 상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재와 별개의 구성의 프로젝션 재료(projection material)를 제공하는 단계와,
    상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 상기 금속 프로젝션 재료를 배치하는 단계와,
    상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 중 적어도 하나에 전류 및 압력을 인가하는 단계와,
    상기 전류 및 압력의 상기 인가를 통해 상기 금속 프로젝션 재료를 융해시키는 단계와,
    상기 융해를 통해, 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 용접부를 생성하는 단계와,
    상기 용접부를 통해 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재를 견고하게 결합하는 단계를 포함하는
    프로젝션 용접 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 기재는 동일계 합금(same base alloy)인
    프로젝션 용접 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 기재는 강철이고, 상기 제 2 금속 기재는 알루미늄인
    프로젝션 용접 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속 프로젝션 재료는 은 또는 구리 합금인
    프로젝션 용접 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 기재는 상이계 합금(different base alloy)인
    프로젝션 용접 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 프로젝션 재료는 와이어, 메시(mesh) 및 분말 중 적어도 하나인
    프로젝션 용접 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 프로젝션 재료는 적어도 하나의 와이어 및 메쉬이고, 상기 메쉬는, 메쉬 와이어로 이루어지며, 상기 와이어 및 상기 메쉬는 코어 또는 플럭스 코 팅 중 적어도 하나인
    프로젝션 용접 방법.
  8. 제 1 항에 있어서
    상기 금속 프로젝션 재료는 복수의 합금을 포함하는
    프로젝션 용접 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재는 실질적으로 평탄하고, 상기 금속 프로젝션 재료는 서로 이격된 복수의 프로젝션 재료 부분인
    프로젝션 용접 방법.
  10. 프로젝션 용접부에 있어서,
    제 1 금속 기재와,
    제 2 금속 기재와,
    상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재와는 별개인 프로젝션 재료와,
    상기 제 1 금속 기재, 상기 제 2 금속 기재 및 상기 프로젝션 재료의 혼합물을 포함하는 프로젝션 용접부 덩어리를 포함하는
    프로젝션 용접부.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 기재는 강철이고, 상기 제 2 금속 기재는 알루미늄인
    프로젝션 용접부.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 프로젝션 재료는 은 또는 구리 합금인
    프로젝션 용접부.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재는 구리인
    프로젝션 용접부.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속 프로젝션 재료는 와이어, 메시 기재(mesh substrate) 및 분말 중 적어도 하나인
    프로젝션 용접부.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속 프로젝션 재료는 적어도 하나의 와이어 및 메쉬 기재이고, 상기 메쉬는, 메쉬 와이어로 이루어지며, 상기 와이어 및 상기 메쉬는 코어 또는 플럭스 코팅 중 적어도 하나인
    프로젝션 용접부.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 금속 프로젝션 재료는 복수의 합금을 포함하는
    프로젝션 용접부.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재는 실질적으로 평탄한
    프로젝션 용접부.
  18. 프로젝션 용접 방법에 있어서,
    제 1 금속 기재와, 제 2 금속 기재와, 상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재와는 별개의 구성의 금속 프로젝션 재료를 제공하는 단계와,
    상기 금속 프로젝션 재료를 상기 제 1 금속 기재에 부착하는 단계와,
    상기 프로젝션 재료가 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 배치되도록, 상기 프로젝션 재료 및 상기 제 1 금속 기재와 함께 상기 제 2 금속 기재를 배치하는 단계와,
    상기 제 1 금속 기재 및 상기 제 2 금속 기재 중 적어도 하나에 전류 및 압 력을 인가하는 단계와,
    상기 전류 및 상기 압력의 상기 인가를 통해 상기 금속 프로젝션 재료를 융해시키는 단계와,
    상기 융해를 통해 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재 사이에 용접부를 생성하는 단계와,
    상기 용접부를 통해 상기 제 1 금속 기재와 상기 제 2 금속 기재를 견고하게 결합하는 단계를 포함하는
    프로젝션 용접 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 기재에 상기 금속 프로젝션 재료를 부착하는 상기 단계는 용접을 통해 달성되는
    프로젝션 용접 방법.
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