KR20120079618A

KR20120079618A - 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프

Info

Publication number: KR20120079618A
Application number: KR1020110000899A
Authority: KR
Inventors: 김문기
Original assignee: 주식회사 세원정공
Priority date: 2011-01-05
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-07-13

Abstract

본 발명은 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 아연도금 강판 재질로 된 평판형 소재 위에 절곡 된 다른 소재를 용접으로 연결하여 구성되는 자동차의 언더바디 등 각종의 자동차 부품을 지그를 통해 클램핑하고 레이저 용접시 아연도금 강판이 용융되면서 발생하는 아연증기의 배출이 용이하도록 용접지점의 소재 사이에 0.1㎜ ~ 0.2㎜ 정도의 갭(GAP)이 형성되도록 갭 조절이 가능한 클램프에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프는, 클램프를 구성하는 지그를 구성시 두 장의 소재를 지그에 넣고 클램핑하면 소재 상호간에 맞닿기 시작하는 부분이 움직이지 못하도록 눌러줄 수 있도록 하기 위한 소재 고정볼트가 상하 지그 프레임에 구성되고, 용접이 이루어지는 용접지점을 지난 한쪽 소재를 아래 방향으로 젖혀 소재 상호 간에 간격을 발생시키는 갭 조절볼트가 상하 지그 프레임에 구성된 것이 본 발명에 특징이며, 본 발명에 의하면 아연도금 강판으로 된 두 장의 소재 상호 간에 레이저용접시 발생하는 아연증기의 배출에 요구되는 간격이 클램핑에 의해 자연스럽게 발생하여 항상 균일하고 정확한 간격을 형성할 수 있기 때문에 용접제품의 품질을 향상시키는 효과가 있으며,
특히, 상하 지그 프레임에 구성된 소재 고정볼트와 갭 조절볼트를 소재의 두께나 조건에 따라 위치를 간편하게 조절할 수 있기 때문에 소재의 자체 성형불량과 용접 조건에 호환성을 제공하게 되는 등 많은 효과가 기대되는 발명이다.,

Description

갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프{Jig clamp for laser welding that gap control is possible}

본 발명은 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 아연도금 강판 재질로 된 평판형 소재 위에 절곡 된 다른 소재를 용접으로 연결하여 구성되는 자동차의 언더바디 등 각종의 자동차 부품을 지그를 통해 클램핑하고 레이저 용접시 아연도금 강판이 용융되면서 발생하는 아연증기의 배출이 용이하도록 용접지점의 소재 사이에 0.1㎜ ~ 0.2㎜ 정도의 갭(GAP)이 형성되도록 구성된 갭 조절이 가능한 지그 클램프에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 레이저 용접은 고에너지의 레이저 빔을 용접하려는 부위에 조사하여 용접지점이 순간적으로 용융하고, 레이저 빔이 지나간 후에 용접지점 주위에 열을 빼앗아 용접지점을 응고시킴으로써, 두 장의 소재를 용접하는 것을 말하는 것이다.

상기한 레이저용접에서 아연도금 강판을 레이저 용접 시 좋은 조건을 제공하려면, 두 장의 아연도금 강판에 용접지점이 0.1mm ~ 0.2mm 정도의 갭을 갖도록 해야 한다.

그 이유는 레이저 용접으로 두 장의 아연도금 강판 소재를 용접하는 경우에 조사되는 레이저 빔에 의해 아연도금 강판의 용접지점이 용융될 때 아연증기가 발생 되는데, 이러한 아연증기는 용접지점에서 신속하게 배출되지 않으면 아연도금 강판이 용접되지 않거나 용접에 결함이 많이 남게 되는 문제점이 되기 때문에 아연증기 배출이 잘되는 조건이 필요하다.

따라서, 종래에는 한쪽 아연도금 강판 소재의 용접지점을 돌출시켜 상대 소재에 돌출된 용접지점이 밀착되게 하여 지그의 클램프로 고정하고 용접지점에 레이저 빔을 조사하여 용접을 하였다.

그러나 상기와 같이 아연도금강판 소재에 용접해야할 지점을 돌출시켜주고 상대 소재에 밀착하여 갭을 형성하는 경우에, 이러한 가압부 그 위치 또는 가압부 주변에 용접이 이어지므로 구조적으로 용접지점에 적당한 크기의 갭이 유지되기가 어렵고, 또 해당 가압부에 용접을 하여야 하므로 가압부에 클램프를 하기는 불가능할 뿐 아니라 클램프의 구조상 아연도금강판을 가압하여 간격을 조절하기 어려운 것이었다.

또한, 용접할 소재에 미리 절곡부를 만드는 공정이 별도로 추가되어 제조 원가가 상승하였고, 용접 후의 절곡부 형상이 원래와 같이 유지되지 못하고 변형되므로 용접품질의 균일성이 부족하여 불량 발생률이 상승한다는 단점이 있었다.

상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 본 원의 출원인이 선출원하여 공개된 아연도금강판의 레이저 용접에 적합한 클램핑 방법에서 사용한 클램프의 구조가 있으나, 소재의 두께나 용접 조건에 따라 갭을 임의로 조절할 수 없는 구조적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차의 언더바디와 같이 절곡된 형상으로 된 두 장의 아연도금 강판 소재를 지그에 넣고 클램핑하게 되면 소재 상호 대접하는 평면부를 레이저 용접 시 용접부위에서 발생하는 아연 증기의 배출이 용이하도록 소재의 평면부 상호간에 갭이 자연스럽게 형성되도록 하고, 특히 소재의 두께나 조건에 따라 지그의 갭 조절이 가능한 클램프를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프는, 클램프를 구성하는 지그를 구성시 두 장의 소재를 지그에 넣고 클램핑하면 소재 상호간에 맞닿기 시작하는 부분이 움직이지 못하도록 눌러줄 수 있도록 하기 위한 소재 고정볼트가 상하 지그 프레임에 구성되고, 용접이 이루어지는 용접지점을 지난 한쪽 소재를 아래 방향으로 젖혀 소재 상호 간에 간격을 발생시키는 갭 조절볼트가 상하 지그 프레임에 구성된 것이 본 발명에 특징이다.

본 발명에 의하면 아연도금 강판으로 된 두 장의 소재 상호 간에 레이저용접시 발생하는 아연증기의 배출에 요구되는 간격이 클램핑에 의해 자연스럽게 발생하여 항상 균일하고 정확한 간격을 형성할 수 있기 때문에 용접제품의 품질을 향상시키는 효과가 있으며,

특히, 상하 지그 프레임에 구성된 소재 고정볼트와 갭 조절볼트를 소재의 두께나 조건에 따라 위치를 간편하게 조절할 수 있기 때문에 소재의 자체 성형불량과 용접 조건에 호환성을 제공하게 되는 등 많은 효과가 기대되는 발명이다.

도 1은 본 발명에 의한 갭 조절이 가능한 지그 클램프의 구성을 보인 사시도
도 2는 본 발명에 의한 갭 조절이 가능한 지그 클램프의 구성을 보인 측면도
도 3은 본 발명에 의한 갭 조절이 가능한 지그 클램프의 작용상태를 보인 예시도
도 4는 도 3의 작용을 확대해 보인 상세도

이하, 본 발명에 의한 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

공지의 구조와 작용으로 소재를 클램핑하는 클램프(10)와 상기 클램프에 설치되는 지그(1)를 구성시 상하 두 개의 지그 프레임(2,3)으로 구성하고, 레이저 빔 조사공간(4)을 구성하며,

두 장의 소재를 지그를 구성하는 상하 두 개의 지그 프레임(2,3) 사이에 넣고 클램핑하면 소재 상호간에 맞닿기 시작하는 부분이 움직이지 못하도록 눌러줄 수 있기 위한 고정볼트(5,6)가 상하 지그 프레임(2,3)에 구성되고, 용접이 이루어지는 용접지점을 지난 한쪽 소재를 아래 방향으로 젖혀 소재 상호 간에 간격을 발생시키는 갭 조절볼트(7,8)가 상하 지그 프레임에 구성되며,

상기 상하 지그 프레임(2,3)에 구성된 고정볼트(5,6)와 갭 조절볼트(7,8)는 체결에 의해서 상하 지그 프레임(2,3)에 결합하여 소재의 두께나 용접 조건에 따라 체결 위치를 조절할 수 있게 구성된 것이다.

도면의 미설명부호 50은 상부소재, 51은 하부소재, 52는 용접지점, 53은 레이저 조사용 노즐을 의미한다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프에 관한 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상부소재(50)와 하부소재(51)를 겹쳐지도록 하되 하부소재(51)가 상부소재(50)로부터 돌출되게 하여 지그(1)를 구성하는 상하 두 개의 지그 프레임(2,3) 사이에 넣고 공지의 구조와 작용으로 소재를 클램핑하는 클램프(10)를 작동시킨다.

그러면, 상하 두 개의 지그 프레임(2,3)도 클램프(10)와 같이 작동하여 상부소재(50)와 하부소재(51)를 클램핑하면서 소재 상호간에 용접지점이 0.1mm ~ 0.2mm 정도 이격되는데, 더욱 구체적으로는 소재 상호간에 맞닿기 시작하는 부분이 움직이지 못하도록 눌러줄 수 있기 위한 고정볼트(5,6)가 상하부 소재를 눌러주고, 갭 조절볼트(7,8)는 용접이 이루어지는 용접지점을 지난 한쪽 소재를 아래 방향으로 젖혀 소재 상호 간에 간격을 발생시키는 눌러주게 된다.

이러한 상태에서 레이저 빔 조사공간(4)으로 레이저 용접을 실시하게 되면 레이저 빔에 의해 상하부 소재(50,51)가 용접되어 일체화되는 것이고, 레이저 용접과정에서 발생하는 아연증기는 벌어진 틈새를 통하여 외부로 배출되는 것이다.

상기와 같이 레이저 용접을 완료한 후 클램프(10)를 복귀시켜 압착력을 해제하게 되면 하부소재(51)의 자체 탄성력으로 인해 복귀를 하여 수평상태로 되고 상하 소재는 용접작업이 완료된다.

그리고, 상하 지그 프레임(2,3)에 구성된 고정볼트(5,6)와 갭 조절볼트(7,8)는 체결에 의해서 상하 지그 프레임(2,3)에 결합 되었기 때문에 소재의 두께나 용접 조건에 따라 체결 위치를 조절해두면, 항시 클램프(10)와 같이 작동하게 되므로 상부소재(50)와 하부소재(51) 상호 간 용접지점이 0.1mm ~ 0.2mm 정도 이격된 상태에서 레이저 용접이 될 수 있는 것이다.

1: 지그 2,3: 상하 지그 프레임
4: 레이저 빔 조사 공간 5,6: 고정볼트
7.8: 갭 조절볼트 10: 클램프

Claims

소재를 클램핑하는 클램프(10)와 상기 클램프에 설치되는 지그(1)를 구성함에 있어서,
상기 지그(1)는 상하 지그 프레임(2,3)으로 구성하여 레이저 빔 조사공간(4)이 구성되며,
상기 상하 지그 프레임(2,3)에는 두 장의 소재를 넣고 클램핑하면 소재 상호 간에 맞닿기 시작하는 부분이 움직이지 못하도록 눌러줄 수 있기 위한 고정볼트(5,6)가 구성하고, 용접이 이루어지는 용접지점을 지난 한쪽 소재를 아래 방향으로 젖혀 소재 상호 간에 간격을 발생시키기 위한 갭 조절볼트(7,8)를 구성하되,
상기 고정볼트(5,6)와 갭 조절볼트(7,8)는 소재의 두께나 용접 조건에 따라 체결 위치를 조절할 수 있게 상하 지그 프레임(2,3)에 체결에 의해서 결합된 것을 특징으로 하는 갭 조절이 가능한 레이저용접용 지그 클램프.