KR20090059584A - Stud welding device and stud welding method using the same - Google Patents

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Abstract

A stud welding device and a stud welding method using the same are provided to check the quality of a welded part and to reduce the intensity deviation of a junction. A stud welding device comprises: a support stand(10) extending to the vertical direction; a pressurizer(30) supplying the downward pressure to the support stand; a collet(40) having a stud(1) mounted on a bottom part; a pressure meter(50) combined between a top end part of the collet and a bottom end part of the support stand; a current measuring unit(70) measuring the current flowing when the stud contacts with an object to be welded, based on the time; a controller(80) authorizing the voltage difference between the collet and the object to be welded, and calculating the comparison result of the measured current with the measured pressure; and an indicator(90) indicating the comparison result calculated by the controller.

Description

스터드 용접 장치 및 이를 이용한 스터드 용접 방법{STUD WELDING DEVICE AND STUD WELDING METHOD USING THE SAME}STUD WELDING DEVICE AND STUD WELDING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 스터드 용접 장치 및 이를 이용한 스터드 용접 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 피용접재에 보스를 접합하는 용도 등으로 사용되는 스터드 용접 장치 및 이를 이용한 스터드 용접 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stud welding device and a stud welding method using the same. More particularly, the present invention relates to a stud welding apparatus used for joining a boss to a welded material, and a stud welding method using the same.

마그네슘 합금은 우수한 기계 가공성과 높은 진동 감쇠능력, 진동 및 충격에 대한 탁월한 흡수성, 우수한 전자파 차폐특성, 경량성, 높은 비강도 등의 우수한 특성을 가지며 가공적인 측면에서 얇은 판재로서의 성형이 가능하다.Magnesium alloy has excellent machinability, high vibration damping ability, excellent absorbency against vibration and shock, excellent electromagnetic shielding properties, light weight, high specific strength, and can be formed into a thin plate in terms of processing.

따라서 최근 급속히 컴퓨터, 휴대전화 등의 전자기기 케이스에 적용이 증가하고 있다. 전자기기 케이스는 회로기판 혹은 내장부품을 조립하기 위한 수단이 요구되는데 두께가 얇고 열전도가 빠르기 때문에 보스용접이 어렵다.Therefore, in recent years, the application of electronic devices such as computers, mobile phones is increasing. The electronics case requires a means for assembling a circuit board or internal parts, and because of its thin thickness and fast thermal conductivity, boss welding is difficult.

따라서 컨덴서 방전에 의한 스터드 용접을 제안되었으나 이는 마그네슘은 산화가 잘 되고 인성이 낮기 때문에 접합부 강도가 낮은 문제가 있다. 또한, 스프링을 전자석으로 고정하고 컨덴서 방전과 동시에 스터드를 발사하여 용접하는 방법을 제안하였으나 이 방법에서도 용접부 기공 방지가 어렵고 접합부 강도 편차가 큰 문 제점이 있다. 따라서 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 용접 방법에 대한 연구가 광범위하게 수행되고 있다.Therefore, stud welding by condenser discharge has been proposed, but since magnesium is well oxidized and has low toughness, there is a problem of low joint strength. In addition, the method of fixing the spring with an electromagnet and firing the stud at the same time as the discharge of the capacitor is proposed, but this method also has a problem in that it is difficult to prevent weld seam porosity and large variation in joint strength. Therefore, research on a new welding method that can solve the above problems has been extensively performed.

본 발명의 제1 목적은 양호한 용접 품질을 실현할 수 있는 스터드 용접 장치를 제공하는 것이다.It is a first object of the present invention to provide a stud welding device capable of realizing good welding quality.

본 발명의 제2 목적은 상기 스터드 용접 장치를 사용하는 용접 방법을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a welding method using the stud welding device.

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스터드 용접 장치는 실질적으로 수직 방향으로 연장하는 형상을 갖는 지지대, 상기 지지대에 하방 압력을 공급하는 역할을 하는 가압기, 하단부에 스터드가 장착되는 콜렛, 상기 콜렛의 상단부와 상기 지지대의 하단부 사이에는 결합되는 압력 측정기, 상기 스터드가 피용접재와 접촉시 시간에 따라 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정기, 하단부에 상기 스터드가 결합된 상기 콜렛과 상기 피용접재 사이에 전압차를 가하고 상기 압력 측정기에서 측정된 시간에 따른 압력과 상기 전류 측정기에서 측정된 시간에 따른 전류의 비교 결과를 계산하는 제어기 및 상기 제어기에서 계산된 상기 비교 결과를 표시하는 표시기를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the first object, the stud welding device has a support having a shape extending substantially in the vertical direction, a pressurizer for supplying a downward pressure to the support, the stud is a lower end The collet is mounted, the pressure meter is coupled between the upper end of the collet and the lower end of the support, a current meter for measuring the current flowing over time when the stud is in contact with the material to be welded, and the collet with the stud is coupled to the lower end A controller for applying a voltage difference between the welded material and calculating a result of comparing the pressure with time measured by the pressure meter and the current with time measured by the current meter, and displaying the comparison result calculated by the controller. It includes an indicator.

스터드 용접 장치는 상기 지지대를 소정의 위치에 고정시키는 역활을 하는 고정대 및 상기 콜렛의 최대 이송 거리를 조절하기 위해 상기 지지대의 상단부에 결합되는 이송거리 조정기를 더 포함할 수 있다.The stud welding apparatus may further include a fixing rod which serves to fix the support to a predetermined position, and a feeding distance adjuster coupled to an upper end of the support to adjust the maximum feeding distance of the collet.

상기 피용접재는 마그네슘 판재일 수 있다. 상기 압력 측정기는 스트레인게 이지형 로드셀 또는 피에조형 압력 센서일 수 있다. 상기 압력 측정기의 최대 용량은 약 10 Kgf 내지 약 200 Kgf이고, 응답성은 약 1kHz이상일 수 있다.The welded material may be a magnesium plate material. The pressure gauge may be a strain gauge load cell or piezoelectric pressure sensor. The maximum capacity of the pressure gauge is about 10 Kgf to about 200 Kgf, and the responsiveness may be about 1 kHz or more.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스터드 용접 방법이 제공된다. 구체적으로 콜렛의 하단부에 부착된 스터드와 피용접재 사이에 전압차를 발생시킨다. 그리고 상기 스터드와 상기 피용접재를 접촉시켜 발생하는 아크를 통해 용접을 수행하면서 상기 스터드와 상기 피용접재 사이에 가해지는 압력의 최고점에서의 시간 및 상기 스터드와 상기 피용접재 사이에 흐르는 전류의 종료시간을 측정한다. 이어서 상기 압력의 최고점에서의 시간과 상기 전류의 종료시간를 비교하여 상기 압력의 최고점에서의 시간이 상기 전류의 종료시간 보다 작은 경우는 용접 불량으로 판정하고, 상기 압력의 최고점에서의 시간이 상기 전류의 종료시간 이상인 경우는 용접 양호로 판정한다. 그리고 상기 피용접재는 마그네슘 판재일 수 있다.According to one embodiment of the present invention for achieving the second object, a stud welding method is provided. Specifically, a voltage difference is generated between the stud attached to the lower end of the collet and the welded material. And time at the highest point of the pressure applied between the stud and the welded material and current flowing between the stud and the welded material while performing welding through an arc generated by contacting the stud and the welded material. Measure the end time. Subsequently, the time at the highest point of the pressure is compared with the end time of the current. When the time at the highest point of the pressure is smaller than the end time of the current, it is determined that the welding is defective. If it is more than the end time, it is determined that welding is good. The welded material may be a magnesium plate material.

본 발명에 따르면 용접부의 기공 발생량을 줄일 수 있으며 접합부의 강도 편차를 용이하게 줄일 수 있다. 또한, 용접부의 품질을 현장에서 직접 확인할 수 있어 일정한 용접 품질을 유지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the amount of pore generation of the welded portion and to easily reduce the variation in strength of the welded portion. In addition, the quality of the welded portion can be directly confirmed in the field to maintain a constant welding quality.

이하, 첨부되는 도면들을 참조하여 스터드 용접 장치 및 이를 이용한 마그네슘 판재의 용접 방법에 대해서 상세하게 설명하겠지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니다. 따라서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발 명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시될 수 있다.Hereinafter, a stud welding apparatus and a welding method of a magnesium plate using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. Therefore, those skilled in the art will be able to implement the present invention in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention. In the accompanying drawings, the dimensions of the components may be shown enlarged than actual for clarity of the invention.

스터드Stud 용접 장치 Welding device

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 용접 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a stud welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 스터드 용접 장치(100)는 지지대(10), 고정대(20), 가압기(30), 콜렛(40), 압력 측정기(50), 이송거리 조정기(60), 전류 측정기(70), 제어기(80) 및 표시기(90)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the stud welding apparatus 100 includes a support 10, a fixture 20, a pressurizer 30, a collet 40, a pressure measuring device 50, a feeding distance adjuster 60, and a current measuring device 70. ), A controller 80 and an indicator 90.

구체적으로 지지대(10)는 실질적으로 수직 방향으로 연장하는 형상을 갖는다. 고정대(20)는 지지대(10)를 소정의 위치에 고정시키는 역할을 한다. 고정대(20)는 스터드 용접 장치의 본체에 구멍 혹은 홈을 형성시키고 공압 실린더 혹은 모터를 사용하여 핀을 삽입/탈출시키거나 자성 재료 및 전자석 코일을 사용하여 전자기력으로 장전/발진시키도록 구성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the support 10 has a shape extending in a substantially vertical direction. Fixing table 20 serves to fix the support 10 in a predetermined position. Fixture 20 may be configured to form holes or grooves in the body of the stud welding device and to insert / extract pins using pneumatic cylinders or motors, or to load and oscillate with electromagnetic force using magnetic materials and electromagnet coils. It is not limited to this.

가압기(30)는 지지대(10)에 하방 압력을 공급하는 역할을 한다. 가압기(30)의 예들은 스프링, 공압 실린더, 유압 실린더, 모터를 이용한 기어 구동기, 전자기 장치 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The pressurizer 30 serves to supply the downward pressure to the support 10. Examples of the pressurizer 30 may be, but are not limited to, a spring, a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, a gear drive using a motor, an electromagnetic device, and the like.

콜렛(40)은 구리, 알루미늄, 은 등의 전기 전도도가 우수한 소재로 형성하며 하단부에는 스터드(1)가 장착된다. 콜렛(40)의 하단부에는 스터드(1)가 장착될 수 있도록 홈이 가공되어 있을 수 있다. 스터드(1)가 콜렛(40)의 하단부에 장착되었을 때 자중에 의해 낙하되지 않을 정도로 스터드(1)를 지지하고 있어야 한다. 이를 위해서 콜렛(40)의 홈이 갖는 내경은 스터드(1)의 외경보다 약 0.05mm 내지 약 1mm 작을 수 있다. 이는 홈의 내경과 스터드(1)의 외경의 차이가 약 0.05 mm 미만인 경우 스터드(1)가 콜렛(40)에 장착되었을 때 스터드(1)가 낙하할 수 있다는 문제점이 있으며 반면에 약 1mm를 초과하는 경우 용접 후 스터드(1)가 쉽게 탈착되지 않는다는 문제점이 있기 때문이다.The collet 40 is formed of a material having excellent electrical conductivity such as copper, aluminum, and silver, and a stud 1 is mounted at a lower end thereof. The lower end of the collet 40 may be grooved so that the stud 1 can be mounted. When the stud 1 is mounted at the lower end of the collet 40, the stud 1 should be supported so that it does not fall by its own weight. To this end, the inner diameter of the groove of the collet 40 may be about 0.05 mm to about 1 mm smaller than the outer diameter of the stud 1. This is a problem that when the difference between the inner diameter of the groove and the outer diameter of the stud (1) is less than about 0.05 mm, the stud (1) can fall when the stud (1) is mounted on the collet 40, while exceeding about 1 mm This is because there is a problem that the stud 1 is not easily detached after welding.

콜렛(40)의 상단부와 지지대(10)의 하단부 사이에는 압력 측정기(50)가 결합된다. 압력 측정기(50)는 스터드(1)가 피용접재(2)에 용접될 때 시간에 따라 가해지는 압력을 측정한다. 압력 측정기(50)로는 스트레인게이지형 로드셀, 피에조형 압력 센서 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The pressure meter 50 is coupled between the upper end of the collet 40 and the lower end of the support 10. The pressure gauge 50 measures the pressure exerted over time when the stud 1 is welded to the welded material 2. The pressure gauge 50 may be a strain gauge load cell, a piezo type pressure sensor, or the like, but is not limited thereto.

압력 측정기(50)의 최대 용량이 약 10 Kgf 미만인 경우 용량을 초과할 수 있다는 문제점이 있다. 반면에 압력 측정기(50)의 최대 용량이 약 200 Kgf를 초과하는 경우 측정 압력이 너무 작아서 측정이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 따라서 압력 측정기(50)의 최대 용량은 약 10 Kgf 내지 약 200 Kgf일 수 있다.If the maximum capacity of the pressure gauge 50 is less than about 10 Kgf, there is a problem that the capacity may be exceeded. On the other hand, when the maximum capacity of the pressure gauge 50 exceeds about 200 Kgf, the measurement pressure is too small, there is a problem that the measurement is not easy. Thus, the maximum capacity of the pressure gauge 50 may be about 10 Kgf to about 200 Kgf.

그리고 압력 측정기(50)의 응답성은 약 1kHz이상인 것이 바람직하다. 이는 응답성이 약 1kHz보다 느리면 압력이 작용하는 시간이 상대적으로 짧아 정확한 압력을 측정할 수 없기 때문이다.In addition, the responsiveness of the pressure gauge 50 is preferably about 1 kHz or more. This is because if the response is slower than about 1 kHz, the time for which the pressure is applied is relatively short, so that the accurate pressure cannot be measured.

이송거리 조정기(60)는 콜렛(40)의 최대 이송 거리를 조절하기 위해 지지대(10)의 상단부에 결합된다. 전류 측정기(70)는 스터드(1)가 피용접재(2)와 접촉 시 시간에 따라 흐르는 전류를 측정한다. 제어기(80)는 하단부에 스터드(1)가 결합된 콜렛(40)과 피용접재(2) 사이에 전압차를 가한다. 그리고 제어기(80)는 압력 측정기(50)에서 측정된 시간에 따른 압력과 전류 측정기(70)에서 측정된 시간에 따른 전류의 비교 결과를 계산한다. 표시기(90)는 제어기(80)에서 계산된 비교 결과를 표시한다.The feeding distance adjuster 60 is coupled to the upper end of the support 10 to adjust the maximum feeding distance of the collet 40. The current meter 70 measures the current flowing over time when the stud 1 comes into contact with the member 2 to be welded. The controller 80 applies a voltage difference between the collet 40 to which the stud 1 is coupled to the lower end and the welded material 2. In addition, the controller 80 calculates a result of comparing the pressure over time measured by the pressure gauge 50 with the current measured over time measured by the current meter 70. The indicator 90 displays the comparison result calculated by the controller 80.

마그네슘 판재의 용접 방법Welding method of magnesium plate

도 2는 도 1에 도시된 스터드 용접 장치를 사용하는 스터드 용접 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a stud welding method using the stud welding apparatus shown in FIG. 1.

도 1 및 2를 참조하면, 콜렛의 하단부에 부착된 스터드와 피용접재(2) 사이에 전압차를 발생시킨다(S10).1 and 2, a voltage difference is generated between the stud attached to the lower end of the collet and the welded material 2 (S10).

실질적으로 수직 방향으로 연장하는 형상을 갖는 지지대(10), 지지대(10)를 소정의 위치에 고정시키는 역할을 하는 고정대(20), 지지대(10)에 하방 압력을 공급하는 역할을 하는 가압기(30), 하단부에 스터드(1)가 장착되는 콜렛(40), 콜렛(40)의 상단부와 지지대(10)의 하단부 사이에는 결합되는 압력 측정기(50), 콜렛(40)의 최대 이송 거리를 조절하기 위해 지지대(10)의 상단부에 결합되는 이송거리 조정기(60), 스터드(1)가 피용접재(2)와 접촉시 시간에 따라 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정기(70), 하단부에 스터드(1)가 결합된 콜렛(40)과 피용접재(2) 사이에 전압차를 가하고 압력 측정기(50)에서 측정된 시간에 따른 압력과 전류 측정기(70)에서 측정된 시간에 따른 전류의 비교 결과를 계산하는 제어기(80) 및 제어 기(80)에서 계산된 비교 결과를 표시하는 표시기(90)를 포함하는 스터드 용접 장치(100)를 준비한다. 그리고 피용접재(2)로 마그네슘 판재를 준비한다. A support 10 having a shape extending substantially in a vertical direction, a support 20 for fixing the support 10 to a predetermined position, and a pressurizer 30 for supplying downward pressure to the support 10. ), The lower end of the collet 40, the collet 40, the bottom of the collet 40, the collet 40, the stud (1) is mounted on the lower end to adjust the maximum transport distance of the collet 40 Hazard distance adjuster 60 coupled to the upper end of the support 10, the current measuring device 70 for measuring the current flowing over time when the stud 1 is in contact with the welded material 2, the stud (1) ) Is a voltage difference between the combined collet 40 and the welded material (2) and compares the result of the pressure with the time measured by the pressure meter 50 and the current with the time measured by the current meter 70 Indicator 90 displaying the comparison results calculated by controller 80 and controller 80 to calculate Prepare a stud welding apparatus (100) comprising. And a magnesium plate is prepared as the to-be-welded material (2).

이어서 스터드(1)와 피용접재(2)를 접촉시켜 발생하는 아크를 통해 용접을 수행하면서 스터드(1)와 피용접재(2) 사이에 가해지는 압력의 최고점에서의 시간(tp) 및 스터드(1)와 피용접재(2) 사이에 흐르는 전류의 종료시간(t0)을 측정한다(S20).The time t p at the highest point of the pressure exerted between the stud 1 and the welded material 2 while welding is performed through an arc generated by contacting the stud 1 and the welded material 2 and The end time t 0 of the current flowing between the stud 1 and the welded material 2 is measured (S20).

구체적으로 피용접재(2)와 스터드(1) 사이에 일정한 간극(g)을 유지한 채 제어기(80)에서 하단부에 스터드(1)가 결합된 콜렛(40)과 피용접재(2) 사이에 전압차를 가한다. 이와 동시에 고정대(20)를 개방하면 스터드(1)가 피용접재(2)로 하강한다. 스터드(1)의 하강으로 인해 스터드(1)가 피용접재(2)에 접촉하는 순간 아크가 발생한다. 아크에 기인한 열로 인해 스터드(1) 및 피용접재(2)의 표면이 가열되고 가압기(30)의 압력에 의하여 용접이 이루어지게 된다. 이때 스터드(1)가 피용접재(2)와 접촉시 시간에 따라 흐르는 전류를 전류 측정기(70)를 통해 측정하고 스터드(1)와 피용접재(2) 사이에 가해지는 압력을 압력 측정기(50)을 통해 측정한다.Specifically, while maintaining a constant gap (g) between the welded material (2) and the stud (1) between the collet 40 and the welded material (2) in which the stud 1 is coupled to the lower end in the controller 80 Apply a voltage difference to At the same time, when the holder 20 is opened, the stud 1 descends to the welded material 2. An arc occurs at the moment when the stud 1 contacts the welded material 2 due to the stud 1 falling. The heat due to the arc causes the surfaces of the stud 1 and the welded material 2 to be heated and to be welded by the pressure of the pressurizer 30. At this time, when the stud 1 is in contact with the material to be welded 2, the current flowing in time is measured through the current meter 70, and the pressure applied between the stud 1 and the material to be welded 2 is measured by a pressure gauge ( 50).

압력의 최고점에서의 시간(tp)과 전류의 종료시간(t0)를 비교하여 압력의 최고점에서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0)보다 작은 경우는 용접 불량으로 판정하고, 압력의 최고점에서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0) 이상인 경우는 용접 양호로 판정한다(S30).When compared to the end time (t 0) of the time (t p) and current in a pressure peak time of the pressure peak (tp) is less than the end time (t 0) of the current is determined as a welding defect, When the time tp at the highest point of the pressure is equal to or more than the end time t 0 of the current, it is determined that welding is good (S30).

구체적으로 압력의 최고점에서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0)보다 작은 경우는 스터드(1)가 피용접재(2)에 밀착되기 이전에 아크가 소멸되기 때문에 용접 상태가 불량하게 된다. 반면에 압력의 최고점에서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0) 이상인 경우는 아크가 유지된 상태에서 스터드(1)가 피용접재(2)에 압착되기 때문에 용접 상태가 양호하다. 따라서 압력의 최고점에서의 시간(tp)과 전류의 종료시간(t0)을 비교하여 용접 상태를 판단할 수 있다. Specifically, when the time t p at the highest point of the pressure is smaller than the end time t 0 of the current, the welding state is poor because the arc is extinguished before the stud 1 comes into close contact with the material to be welded 2. Done. On the other hand, when the time t p at the peak of the pressure is longer than the end time t 0 of the current, the welding state is good because the stud 1 is pressed against the welded material 2 while the arc is maintained. . Therefore, the welding state can be determined by comparing the time t p at the highest point of the pressure with the end time t 0 of the current.

여기서 스터드 용접 장치(100)의 제어부는 압력의 최고점에서의 시간(tp)과 전류의 종료시간(t0)을 비교하여 압력의 최고점에서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0)보다 작은 경우 용접 불량 신호를 표시기(90)에 전달하며 표시기(90)는 용접 불량 표시를 한다. 반대로 압력의 최고점에서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0) 이상인 경우 용접 양호 신호를 표시기(90)에 전달하며 표시기(90)는 용접 양호 신호를 한다.The control of the stud welding device 100 includes a time (t p) and time (t p), the end time (t 0 of the current in a pressure peaks by comparing the end time (t 0) of the current in a pressure peak If less than), a welding failure signal is transmitted to the indicator 90 and the indicator 90 displays a welding failure indication. Conversely, if the time t p at the peak of the pressure is greater than or equal to the end time t 0 of the current, a weld good signal is sent to the indicator 90 and the indicator 90 gives a weld good signal.

압력 최고점에서의 시간이 전류 종료시간 이상일 때 용접 품질 관련 실험Experiment on welding quality when time at pressure peak is over current end time

스터드와 마그네슘 판재를 접촉시켜 발생하는 아크를 통해 서로 용접하였다. 이 때 조건으로서 압력 최고점에서의 시간(tp)을 전류 종료시간(t0) 이상으로 하여 용접을 수행하였다. The studs were welded to each other through an arc generated by contacting the magnesium plate. At this time, welding was performed by making time t p at the pressure highest point more than the current end time t 0 as a condition.

도 3은 본 실험에서 압력 및 전류와 시간과의 관계를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between pressure, current and time in this experiment.

도 3을 참조하면, 압력 및 전류 파형의 중복이 거의 일어나지 않았으며 압력의 최고점에서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0) 이상이었다.Referring to FIG. 3, almost no overlap of the pressure and current waveforms occurred and the time t p at the peak of the pressure was greater than or equal to the end time t 0 of the current.

도 4는 본 실험에서 압력 최고점에서의 시간(tp)에서 발생하는 아크를 촬영한 사진이다.Figure 4 is a photograph of the arc occurring at the time (t p ) at the pressure peak in the present experiment.

도 4를 참조하면, 압착이 최고조에 이르는 압력 최고점에서 아크가 대부분 소멸된 상태로 용접이 이루어진다.Referring to Figure 4, the welding is made with most of the arc extinct at the pressure peak where the crimping peaks.

도 5는 본 실험에 의해서 용접이 이루어진 용접부의 단면을 촬영한 사진이다.5 is a photograph of a cross section of a welded portion in which welding is performed by the present experiment.

도 5를 참조하면, 압착이 최고조에 이르는 압력 최고점에서 아크가 소멸된 상태에서 용접이 이루어졌기 때문에 용접부가 충분히 형성되지 않았으며 기공이 다수 형성되어 용접부의 강도 편차가 클 수 있어 용접 불량임을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, since the welding was performed in the state where the arc was extinguished at the pressure peak reaching the peak, the weld was not sufficiently formed, and many pores were formed, so that the weld may have a large variation in the strength of the weld. have.

압력 최고점에서의 시간이 전류 종료시간보다 작을 때 용접 품질 관련 실험Experiments on welding quality when time at pressure peak is less than current end time

스터드와 마그네슘 판재를 접촉시켜 발생하는 아크를 통해 서로 용접하였다. 이 때 조건으로서 압력 최고점에서의 시간(tp)을 전류 종료시간(t0)보다 작게 하여 용접을 수행하였다.The studs were welded to each other through an arc generated by contacting the magnesium plate. At this time, welding was performed by making the time t p at the pressure maximum point smaller than the current termination time t 0 as a condition.

도 6은 본 실험에서 압력 및 전류와 시간과의 관계를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a relationship between pressure, current, and time in this experiment.

도 6을 참조하면, 압력 및 전류 파형의 중복이 일어났으며 압력의 최고점에 서의 시간(tp)이 전류의 종료시간(t0)보다 작았다.Referring to FIG. 6, the overlap of the pressure and current waveforms occurred and the time t p at the peak of the pressure was smaller than the end time t 0 of the current.

도 7은 본 실험에서 압력 최고점에서의 시간(tp)에서 발생하는 아크를 촬영한 사진이다.7 is a photograph of the arc generated at the time (t p ) at the pressure peak in the present experiment.

도 7을 참조하면, 압착이 최고조에 이르는 압력 최고점에서 아크가 유지되면서 용접이 이루어진다.Referring to FIG. 7, welding is performed while the arc is maintained at the pressure peak where the crimp reaches its peak.

도 8은 본 실험에 의해서 용접이 이루어진 용접부의 단면을 촬영한 사진이다.8 is a photograph of a cross section of a welded portion in which welding is performed by the present experiment.

도 8을 참조하면, 압력이 최고조에 이르는 압력 최고점에서 아크가 유지되면서 용접이 이루어졌기 때문에 용접부가 충분히 형성되었으며 기공의 발생이 거의 없어 용접부의 강도 편차가 실질적으로 균일하여 용접이 양호함을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, since the welding was performed while the arc was maintained at the pressure peak at which the pressure reached the peak, the weld was sufficiently formed and there was almost no generation of pores, indicating that the weld was good because the variation in the strength of the weld was substantially uniform. have.

본 발명에 따르면 용접부의 품질을 현장에서 직접 확인할 수 있어 일정한 용접 품질을 유지할 수 있다. 또한, 용접부에서 기공 발생이 많아 강도 편차가 심했던 마그네슘 판재에 대해 본 발명을 적용하는 경우 용접부의 기공 발생량을 줄일 수 있으며 접합부의 강도 편차를 용이하게 줄여 용접 품질을 향상시킬 수 있다. According to the present invention it is possible to directly check the quality of the weld in the field can maintain a constant welding quality. In addition, when the present invention is applied to a magnesium plate material having a lot of porosity in the weld part and the strength variation is severe, the pore generation amount of the weld part can be reduced and the welding quality can be easily reduced by reducing the variation in the strength of the joint part.

특히, 마그네슘 판재의 용접시 마그네슘 판재가 특유하게 산화가 용이하고 인성이 낮더라도 최대압력에서 용접을 수행하는바 용접부의 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있다.In particular, when welding the magnesium sheet, even if the magnesium sheet is easily oxidized and has low toughness, the welding is performed at the maximum pressure, thereby effectively increasing the strength of the welded portion.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 스터드 용접 장 치 및 이를 이용한 마그네슘 판재의 용접 방법에 대해서 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the stud welding apparatus and the welding method of the magnesium plate using the same have been described with reference to the preferred embodiments of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate the spirit and scope of the present invention. It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 용접 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a stud welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 스터드 용접 장치를 사용하여 마그네슘 판재를 용접하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of welding a magnesium sheet using the stud welding apparatus shown in FIG. 1.

도 3은 압력 최고점에서의 시간이 전류종료시간 이상일 때 용접 품질 관련 실험에서 압력 및 전류와 시간과의 관계를 나타내는 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the relationship between pressure and current and time in the welding quality-related experiment when the time at the pressure peak is more than the current end time.

도 4는 압력 최고점에서의 시간이 전류종료시간 이상일 때 용접 품질 관련 실험에서 압력 최고점에서의 시간에서 발생하는 아크를 촬영한 사진이다.4 is a photograph of an arc generated at a time at the pressure peak in the welding quality-related experiment when the time at the pressure peak is more than the current end time.

도 5는 압력 최고점에서의 시간이 전류종료시간 이상일 때 용접 품질 관련 실험에 의해서 용접이 이루어진 용접부의 단면을 촬영한 사진이다.FIG. 5 is a photograph of a cross section of a welded portion in which welding is performed by a welding quality related experiment when the time at the pressure peak is greater than or equal to the current end time.

도 6은 압력 최고점에서의 시간이 전류 종료시간보다 작을 때 용접 품질 관련 실험에서 압력 및 전류와 시간과의 관계를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the relationship between pressure and current and time in a welding quality related experiment when the time at the pressure peak is less than the current end time.

도 7은 압력 최고점에서의 시간이 전류 종료시간보다 작을 때 용접 품질 관련 실험에서 압력 최고점에서의 시간에서 발생하는 아크를 촬영한 사진이다.FIG. 7 is a photograph of arcs generated at the time at the pressure peak in the welding quality related experiment when the time at the pressure peak is less than the current end time.

도 8은 압력 최고점에서의 시간이 전류 종료시간보다 작을 때 용접 품질 관련 실험에 의해서 용접이 이루어진 용접부의 단면을 촬영한 사진이다.FIG. 8 is a photograph of a cross section of a welded portion in which welding is performed by welding quality related experiments when the time at the pressure peak is less than the current end time.

Claims (7)

실질적으로 수직 방향으로 연장하는 형상을 갖는 지지대;A support having a shape extending in a substantially vertical direction; 상기 지지대에 하방 압력을 공급하는 역할을 하는 가압기;A pressurizer for supplying downward pressure to the support; 하단부에 스터드가 장착되는 콜렛;A collet in which a stud is mounted at the lower end; 상기 콜렛의 상단부와 상기 지지대의 하단부 사이에는 결합되는 압력 측정기;A pressure gauge coupled between the upper end of the collet and the lower end of the support; 상기 스터드가 피용접재와 접촉시 시간에 따라 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정기;A current meter for measuring a current flowing in time when the stud contacts the welded material; 하단부에 상기 스터드가 결합된 상기 콜렛과 상기 피용접재 사이에 전압차를 가하고 상기 압력 측정기에서 측정된 시간에 따른 압력과 상기 전류 측정기에서 측정된 시간에 따른 전류의 비교 결과를 계산하는 제어기; 및A controller configured to apply a voltage difference between the collet and the workpiece to which the stud is coupled to a lower end thereof, and calculate a comparison result of pressure according to time measured by the pressure meter and current according to time measured by the current meter; And 상기 제어기에서 계산된 상기 비교 결과를 표시하는 표시기를 포함하는 스터드 용접 장치.And an indicator for displaying the comparison result calculated by the controller. 제 1 항에 있어서, 상기 지지대를 소정의 위치에 고정시키는 역활을 하는 고정대; 및The method of claim 1, wherein the support for the role of fixing the support in a predetermined position; And 상기 콜렛의 최대 이송 거리를 조절하기 위해 상기 지지대의 상단부에 결합되는 이송거리 조정기를 더 포함하는 스터드 용접 장치.Stud welding device further comprises a feed distance adjuster coupled to the upper end of the support to adjust the maximum feed distance of the collet. 제 1 항에 있어서, 상기 피용접재는 마그네슘 판재인 스터드 용접 장치.The stud welding device according to claim 1, wherein the weld target material is a magnesium plate material. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 측정기는 스트레인게이지형 로드셀 또는 피에조형 압력 센서인 스터드 용접 장치.The apparatus of claim 1, wherein the pressure gauge is a strain gauge load cell or a piezo pressure sensor. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 측정기의 최대 용량은 10 Kgf 내지 200 Kgf이고, 응답성은 1kHz이상인 스터드 용접 장치.The stud welding device of claim 1, wherein a maximum capacity of the pressure gauge is 10 Kgf to 200 Kgf, and the responsiveness is 1 kHz or more. 콜렛의 하단부에 부착된 스터드와 피용접재 사이에 전압차를 발생시키는 단계;Generating a voltage difference between the stud attached to the lower end of the collet and the welded material; 상기 스터드와 상기 피용접재를 접촉시켜 발생하는 아크를 통해 용접을 수행하면서 상기 스터드와 상기 피용접재 사이에 가해지는 압력의 최고점에서의 시간 및 상기 스터드와 상기 피용접재 사이에 흐르는 전류의 종료시간을 측정하는 단계; 및The time at the highest point of the pressure applied between the stud and the welded material and the end of the current flowing between the stud and the welded material while performing welding through an arc generated by contacting the stud and the welded material. Measuring time; And 상기 압력의 최고점에서의 시간과 상기 전류의 종료시간를 비교하여 상기 압력의 최고점에서의 시간이 상기 전류의 종료시간 보다 작은 경우는 용접 불량으로 판정하고, 상기 압력의 최고점에서의 시간이 상기 전류의 종료시간 이상인 경우는 용접 양호로 판정하는 단계를 포함하는 스터드 용접 방법.The time at the highest point of the pressure is compared with the end time of the current. When the time at the highest point of the pressure is smaller than the end time of the current, it is determined that the welding is poor, and the time at the highest point of the pressure is the end of the current. Stud welding method comprising the step of determining that the welding is good when the time. 제 6 항에 있어서, 상기 피용접재는 마그네슘 판재인 스터드 용접 방법.The method of claim 6, wherein the welded material is a magnesium plate material.
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