KR20090091912A - 차체부품용 아연도금강판 겹치기 레이저 용접방법 및 그에의한 차체부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 차제로 사용되는 아연도금강판을 겹치기 방식으로 레이저 용접을 실시함에 있어서, 아연증기의 배출을 위한 간극(GAP)을 효과적으로 마련하면서 전체적으로 차체부품의 강도 향상 등 품질을 향상시킬 수 있는 용접방법에 관한 것이며, 그러한 방법에 의한 차체부품에 관한 것이다.

방법의 요지로는 아연도금강판을 레이저용접으로 겹치기 용접하여 자동차용 차체부품을 제조함에 있어서, 구조용 접착제로 만들어지고 양면에 접착이 가능한 양면 테이프의 형식의 접착테이프를 준비하되, 이러한 구조용 접착제 성분의 접착테이프(10)는 그 두께를 0.2 내지 0.3mm로 하여 용접을 위해 클램프로 판재(1)에 압력을 가하여 밀착시켰을 때 두께가 압축되면서 판재(1) 간의 간극(t)이 0.1 내지 0.2mm가 되도록 하며, 이러한 접착테이프를 판재(1)의 사이에 레이저 용접할 위치의 옆에 부착한 상태에서 레이저 용접을 실시하는 것을 특징으로 한다.

Description

차체부품용 아연도금강판 겹치기 레이저 용접방법 및 그에 의한 차체부품{Car body parts galvanized sheet iron overlap laser welding method and car body parts}

본 발명은 자동차 차제로 사용되는 아연도금강판을 겹치기 방식으로 레이저 용접을 실시함에 있어서, 아연증기의 배출을 위한 간극(GAP)을 효과적으로 마련하면서 전체적으로 차체부품의 강도 향상 등 품질을 향상시킬 수 있는 용접방법에 관한 것이며, 그러한 방법에 의한 차체부품에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 자동차의 차체를 제조할 때는 내부식성에 대한 소비자의 욕구가 점차 증대되고 있으므로 차체를 구성하는 판재로서 아연도금강판의 사용이 확대되고 있다.

자동차의 차체를 만드는 과정을 간략하게 살펴보면, 차체의 부분 부분을 프레스로 성형한 다음 각각의 부품들을 용접하여 전체 차체가 형성되도록 하는데, 구체적인 용접방법으로는 저항점용접(Resistant Spot Welding)이나 레이저용접(Laser Welding)이 사용되고 있으며, 최근 자동차 차체의 용접품질 향상과 생산성 향상을 위하여 차체부품의 용접방법은 저항점용점에서 레이저용접으로 점차 전환되는 추세이다.

그러나 자동차 차체에 많이 사용되는 아연도금강판을 레이저로 용접하는 경우에는 용접부에 기공이 많이 생기는 단점이 있는데, 이 때문에 레이저 용접을 적용하는 부위는 윈도우 프레임 등과 같이 외관 품질이 문제가 되지 않는 부분에 주로 적용되고 있다.

이러한 문제점 해결을 위해 아연도금강판을 레이저에 의해 겹치기 용접하는 방법이 많이 연구되고 있는데, 지금까지 많이 사용되는 방법은 겹쳐지는 두 장(또는 그 이상)의 강판 사이에 0.1 내지 0.2mm의 간극(GAP)을 인위적으로 만들어 레이저 용접시에 발생하는 아연증기가 잘 배출될 수 있도록 하는 것이다..

그러나 자동차 차체 또는 차체부품을 생산하는 공장에서 인위적인 0.1 ~ 0.2mm의 간극을 정확히 만든다는 것은 대단히 어려운 일이었다.

한편, 이러한 자동차 차체부품의 용접을 보완하는 방법으로는 구조용 접착제를 도포하는 방법이 최근 사용되고 있는데, 이러한 구조용 접착제를 실러 형태로 도포할 경우에는 자체 강도의 보완에는 도움이 되지만 아연증기의 배출을 위한 간극을 일정하게 만들기는 어렵기 때문에 용접불량이 발생할 우려가 많고 균일한 제품을 생산하기도 어려운 단점이 있었다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 아연도금강판을 이용하여 레이저용접으로 자체부품을 제조시 구조용 접착제를 사용하는 형태와 방법을 개선하여 구조용 접착제로서의 기능과 아울러 균일한 간극을 만들 수 있게 되는 기능도 갖도록 하며, 이러한 균일한 간극에 의해 아연증기의 배출이 원활해지고 균일한 차체부품을 제조하는 것과 용접의 강도를 보완하는 효과도 동시에 얻고자 함을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 레이저 용접을 이용하여 아연도금강판을 겹치기 용접함에 있어서, 용접이 실시되는 곳의 인근한 위치에 용접할 판재 사이에 구조용 접착제로 만들어진 접착테이프를 접착한 다음 레이저 용접함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면 접착테이프 형식으로 구조용 접착제를 도포함으로서 균일한 간극을 만들 수 있게 되는 것이고, 이러한 균일한 간극에 의해 아연증기가 원할하게 배출되어 용접품질이 향상되는 것은 물론이고 일정한 간극이 유지됨에 의해 균일한 제품을 제조할 수 있으면서 차체부품의 강도가 향상되는 등 구조용 접착제에 의한 용접 보완 효과도 동시에 이룩하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 용접 준비과정을 나타낸 사시도

도 2는 본 발명에 의해 판재가 밀착된 상태의 측면도

도 3은 본 발명에 의해 용접이 이루어지는 상태의 확대도

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 판재

10: 접착테이프

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 용접 준비과정을 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 의해 판재가 밀착된 상태의 측면도,

도 3은 본 발명에 의해 용접이 이루어지는 상태의 확대도이다.

본 발명은 우선 구조용 접착제로 이루어지는 접착테이프(10)의 구성을 필요로 한다.

접착테이프(10)는 양면에 접착이 가능한 양면 테이프의 형식이 바람직할 것으로 보이는데, 이러한 접착테이프(10) 그 자체가 구조용 접착제 성분으로 제조되어 양면에 접착이 가능한 접착층(11)을 갖는 형태이거나 또는 테이프를 이루는 바탕재(10')를 구성한 후 그 양면에 구조용 접착제로 된 접착층(11)을 구성하는 것도 가능할 것이다. 이러한 경우에 바탕재(10')는 자체에 그대로 부착되어 차체로 완성되어도 차량의 정상적인 성능이나 강도에 영향을 주지 않는 성분으로 함이 바람직하다.

이러한 구조용 접착제 성분의 접착테이프(10)는 그 두께를 0.2 내지 0.3mm로 하여 용접을 위해 클램프로 판재(1)에 압력을 가하여 밀착시켰을 때 두께가 압축되면서 판재(1) 간의 간극(t)이 0.1 내지 0.2mm로 유지되도록 한다.

본 발명은 이러한 구조용 접착제 성분의 접착테이프(10)를 이용하여 레이저 용접을 실시하는데, 두 장의 판재(1) 사이에 접착테이프(10)를 도포하여 간극을 만든 후 용접을 실시하되, 용접이 이루어지는 용접위치(P)에서 조금 이격된 위치의 일측 판재(1) 상면에 접착테이프(10)를 도포한 후 그 위에 다른 판재(1)를 밀착시켜 줌으로서 두 장의 판재(1)가 그 사이의 접착테이프(10)에 의해 접착된 상태가 되도록 하며, 클램프 등의 고정수단을 통하여 두 장의 판재(1)가 밀착되도록 한 다음 레이저 용접을 실시하는 것이다.

상기 접착테이프(10)가 부착되는 위치는 용접위치(P)로부터 2 내지 10mm정도 이격된 위치가 되도록 용접중 발생한 아연증기가 용이하게 배출되도록 한다.

본 발명에 의한 차체부품은 레이저에 의해 두 개의 판재가 0.1 내지 0.2mm의 간극을 갖고 용접되어 있으며, 레이저 용접위치의 바로 옆 인근한 위치에 접착테이프 형의 구조용 접착제가 용해되어 일체화된 상태가 된다.

도면 중 미설명된 부호 2는 레이저 광선이다.

이와 같은 본 발명의 용접방법에 의하면, 접착테이프 방식으로 구조용 접착제가 판재(1)의 사이에 고정되므로 판재 사이의 간극(t)이 자동으로 정확하게 형성되는 장점이 있는 것이고, 이러한 간극의 균일화로 인하여 아연증기의 배출이 원활해짐에 의해 용접의 품질을 향상시킬 수 있는 것은 물론이고 용접 후 완성되는 제품이 정확하고 균일한 치수와 외형을 가지게 되는 것으로, 결국 아연도금강판을 레이저로 용접하여 제조되는 차체부품의 품질향상을 이룩하게 되는 것이다.

또한, 테이프 형식의 구조용 접착제는 용접 후 열처리 과정에 의해 그대로 일반적인 구조용 접착제와 같이 판재의 사이에 견고하게 안착되어 판재를 접착하는 기능에 충실하게 되고, 아울러 이러한 구조용 접착제가 용접부위로부터 인근한 장소에 위치하고 있으므로, 제품으로 완성되고 차체부품으로 적용된 다음 외부에서 가해지는 충격이나 응력 및 피로가 용접한 부위에만 집중되지 않고 구조용 접착제가 도포된 부분까지 분산되므로 굽힘 강성과 비틀림 강성 등 차체 강도가 20 내지 30% 향상되고 피로에 대한 강도 또한 향상되는 것으로, 전체적으로 차체부품의 수명과 강도가 향상되는 것이라 할 수 있다.

Claims (4)

1. 아연도금강판을 레이저용접으로 겹치기 용접하여 자동차용 차체부품을 제조함에 있어서,

   구조용 접착제로 만들어지고 양면에 접착이 가능한 양면 테이프의 형식의 접착테이프를 준비하되,

   이러한 구조용 접착제 성분의 접착테이프(10)는 그 두께를 0.2 내지 0.3mm로 하여 용접을 위해 클램프로 판재(1)에 압력을 가하여 밀착시켰을 때 두께가 압축되면서 판재(1) 간의 간극(t)이 0.1 내지 0.2mm가 되도록 하며,

   이러한 접착테이프를 판재(1)의 사이에 레이저 용접할 위치의 옆에 부착한 상태에서 레이저 용접을 실시하는 것을 특징으로 하는 차체부품용 아연도금강판 겹치기 레이저 용접방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 접착테이프(10)가 부착되는 위치는 용접위치(P)로부터 2 내지 10mm정도 이격된 위치가 되도록 한 것을 특징으로 하는 차체부품용 아연도금강판 겹치기 레이저 용접방법.
3. 제1항에 있어서,

   테이프 형식의 구조용 접착제는 레이저 용접 후 열처리 과정에서 용해되어 두 개의 판재가 일체화 되도록 한 것을 특징으로 하는 차체부품용 아연도금강판 겹치기 레이저 용접방법.
4. 레이저에 의해 두 개의 판재가 0.1 내지 0.2mm의 간극을 갖고 용접되어 있으며, 레이저 용접위치의 바로 옆 인근한 위치에 접착테이프 형의 구조용 접착제가 용접 후 열처리에 의해 용해되어 두 개의 판재가 일체화된 것을 특징으로 하는 겹치기 레이저 용접방법에 의한 차체부품.