KR20120079628A - 차체부품용 아연도금강판 맞대기 레이저 용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 차체로 사용되는 아연도금강판을 맞대기 방식으로 레이저 용접을 실시함에 있어서, 아연증기의 배출을 위해 아연도금강판 사이의 간극(GAP)을 효과적으로 마련하면서 전체적으로 차체부품의 강도 향상 및 소음억제 등 품질을 향상시킬 수 있는 용접방법에 관한 발명으로서, 아연도금강판을 레이저용접으로 맞대기 용접하여 자동차용 차체부품을 제조함에 있어서, 구조용 접착제로 형성되고, 양면에 접착이 가능한 양면 테이프 형식의 접착테이프를 구성하고, 상기 구조용 접착제 성분의 접착테이프는 폭 4mm, 두께 0.2mm ~ 0.3mm 로 형성하여 레이저용접을 위해 아편도금강판재 사이에 접착 후, 클램프로 상기 아연도금강판재에 압력을 가하여 밀착시켰을 때, 접착테이프의 두께가 압축되면서 아연도금강판재 사이의 간극이 0.1mm ~ 0.2mm 가 되도록 하며, 상기한 접착테이프를 아연도금강판재 사이에 레이저 용접할 위치의 3mm ~ 10mm 이내의 위치에 접착한 상태에서 레이저용접을 실시하는 것을 특징으로 한다.
발명에 의하면 접착테이프 형식으로 구조용 접착제를 접착함으로서 아연도금강판 사이에 균일한 간극을 형성할 수 있게 되는 것이고, 이러한 균일한 간극에 의해 아연증기가 원활하게 배출되어 용접품질이 향상되며, 일정한 간극이 유지됨에 의해 균일한 레이저 용접제품을 제조할 수 있으면서, 차체 하부에서 수분이나 소음이 레이저용접된 아연도금강판 사이로 진입하는것을 차단하며, 맞대기 레이저용접 방식으로 제작된 차체부품의 강도가 향상되는 등 구조용 접착제에 의한 용접 보완 효과도 동시에 이룩하게 되는 효과가 있다.

Description

차체부품용 아연도금강판 맞대기 레이저 용접방법{car body parts galvanized sheet iron matching laser welding method}

본 발명은 자동차 차체로 사용되는 아연도금강판을 맞대기 방식으로 레이저 용접을 실시함에 있어서, 아연증기의 배출을 위해 아연도금강판 사이의 간극(GAP)을 효과적으로 마련하면서 전체적으로 차체부품의 강도 향상 및 소음억제 등 품질을 향상시킬 수 있는 용접방법에 관한 발명이다.

주지된 바와 같이 자동차 소비자들의 차체 내부식성에 대한 요구의 증가로 차체를 구성하는 판재로서 아연도금강판의 사용이 점차 확대되고 있는 실정이다.

자동차의 차체를 만드는 과정을 간략하게 살펴보면, 차체의 부분 부품을 프레스로 성형한 후, 각각의 부품들을 용접하여 전체 차체가 형성하는 것이 일반적인 과정인데, 각각의 부품들을 용접하는 용접법으로는 저항점용접(Resistant Spot Welding)이나 레이저용접(Laser Welding)이 사용되고 있으며, 최근에는 레이저용접이 자동차 차체의 용접품질이 우수하고, 생산성이 우수한 이유로 점차 많아지고 있는 추세이다.

하지만, 자동차 차체에 주로 사용되는 아연도금강판을 레이저로 용접하는 경우, 아연도금강판의 용접부위에 기공이 많이 생기는 단점이 있어, 자동차 차체에 레이저 용접을 적용하는 부위는 차체 외부로 보이지 않는 부위에 한정되는 문제가 있다.

이러한 문제 해결을 위해 아연도금강판을 레이저에 의해 맞대기 용접하는 방법이 많이 연구되고 있는데, 지금까지 많이 사용되는 방법은 맞물려지는 두 장(또는 그 이상)의 아연도금강판 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 맞대기 용접되는 아연도금강판 사이에 인위적인 0.1 ~ 0.2mm의 간극을 정확히 만든다는 것은 대단히 어려운 일이었다.

한편, 이러한 자동차 차체부품의 용접을 보완하는 방법으로는 웰드본드 방식의 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 있어 사용상의 문제점으로 지적되고 있다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 아연도금강판을 이용하여 맞대기 방식의 레이저용접으로 자체부품을 제조시, 구조용 접착제를 사용하는 형태와 방법을 개선하여 구조용 접착제로서의 기능과 아울러 균일한 간극을 형성하는 기능 또한 갖도록 하며, 이러한 균일한 간극에 의해 아연도금강판의 맞대기 레이저용접시 아연증기의 배출이 원활해져 레이저용접의 품질이 우수하고 균일한 차체부품을 제공함과 동시에, 아연도금강판의 맞대기 레이저 용접의 강도를 보완하는 효과도 동시에 얻고자 함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 레이저 용접을 이용하여 아연도금강판을 맞대기 용접함에 있어서, 용접이 실시되는 곳의 가까운 위치에 용접할 아연도금강판재 사이에 구조용 접착제로 만들어진 접착테이프를 접착한 다음 레이저 용접함을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 접착테이프 형식으로 구조용 접착제를 접착함으로서 아연도금강판 사이에 균일한 간극을 형성할 수 있게 되는 것이고, 이러한 균일한 간극에 의해 아연증기가 원활하게 배출되어 용접품질이 향상된다.

또한 일정한 간극이 유지됨에 의해 균일한 레이저 용접제품을 제조할 수 있으면서, 차체 하부에서 수분이나 소음이 맞대기 레이저용접된 아연도금강판 사이로 진입하는 것을 차단하며, 맞대기 레이저용접 방식으로 제작된 차체부품의 강도가 향상되는 등 구조용 접착제에 의한 용접 보완 효과도 동시에 이룩하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 용접준비과정을 나타낸 사시도
도 2는 본 발명에 의해 아연도금강판재가 밀착된 상태의 측면도
도 3은 본 발명에 의해 레이저용접이 이루어지는 상태의 확대도

본 발명에 의한 차체부품용 아연도금강판 맞대기 레이저 용접방법은 구조용 접착제로 형성된 접착테이프(10)를 필요로 한다.

상기 접착테이프(10)는 양면 모두 접착이 가능한 양면 테이프의 형식이 바람직하고, 이러한 접착테이프(10)는 그 자체가 구조용 접착제 성분으로 제조되어 양면 모두에 접착 가능한 접착층(11)을 갖는 형태이거나, 또는 접착테이프(10)를 이루는 바탕재(10')를 구성한 후 상기 바탕재(10')의 양면에 구조용 접착제로 된 접착층(11)을 구성하는 것도 가능할 것이다.

이러한 경우에 바탕재(10')는 차체에 그대로 부착되어 차체로 완성되어도 차량의 정상적인 성능이나 강도에 영향을 주지 않는 성분으로 함이 바람직하다.

이러한 구조용 접착제 성분의 접착테이프(10)는 폭은 4mm로 하고, 두께를 0.2 내지 0.3mm로 하여 용접을 위해 클램프로 아연도금강판재(1)에 압력을 가하여 밀착시켰을 때 두께가 압축되면서 아연도금강판재(1) 간의 간극(t)이 0.1 내지 0.2mm로 유지되도록 한다.

본 발명은 이러한 구조용 접착제 성분의 접착테이프(10)를 이용하여 맞대기 레이저 용접을 실시함에 있어서,

두 장의 아연도금강판재(1) 사이에 접착테이프(10)를 접착하여 간극을 만든 후 레이저용접을 실시하되, 레이저용접이 이루어지는 용접위치(P)에서 조금 이격된 위치의 일측 아연도금강판재(1)의 상면에 접착테이프(10)를 접착하고, 그 위에 다른 아연도금강판재(1)를 밀착시켜 접착하여 줌으로서 두 장의 아연도금강판재(1)가 그 사이의 접착테이프(10)에 의해 접착된 상태가 유지되도록 하며, 클램프 등의 고정수단을 통하여 두 장의 아연도금강판재(1)가 밀착되도록 한 다음 레이저용접을 실시하는 것이다.

상기 접착테이프(10)가 부착되는 위치는 용접위치(P)로부터 3mm ~ 10mm정도 이격된 위치가 되도록 하여, 레이저용접중 발생한 아연증기가 용이하게 배출되도록 한다.

본 발명에 의한 차체부품은 레이저용접에 의해 두 개의 아연도금판재가 0.1 내지 0.2mm의 간극을 갖고 용접되어 있으며, 레이저 용접위치의 바로 옆 3mm ~ 10mm 정도의 위치에 접착테이프 형의 구조용 접착제가 용해되어 일체화된 상태가 된다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

이와 같은 본 발명의 레이저용접방법에 의하면, 접착테이프 방식으로 구조용 접착제가 아연도금강판재(1)의 사이에 고정되므로 아연도금강판재 사이의 간극(t)이 정확하게 자동 형성되는 장점이 있는 것이고, 이러한 간극의 균일화로 인하여 레이저용접시 아연증기의 배출이 원활해짐에 의해 레이저용접의 품질을 향상시킬 수 있는 것은 물론이고, 레이저용접 후 완성되는 제품이 정확하고 균일한 치수와 외형을 가지게 되며, 레이저 용접된 아연도금강판재 사이로 수분이나 소음이 진입하는 것을 차단하여, 아연도금강판을 레이저로 용접하여 제조되는 차체부품의 품질향상을 이룩하게 되는 것이다.

본 발명에 의한 테이프 형식의 구조용 접착제는 레이저용접 후 열처리 과정에서 일반적인 구조용 접착제와 같이 아연도금강판재의 사이에 견고하게 안착되어 아연도금강판재를 접착하는 기능에 충실하게 되고, 이러한 구조용 접착제가 레이저용접부위로부터 가까운 장소에 위치하고 있으므로, 제품으로 완성되고 차체부품으로 적용된 다음 외부에서 가해지는 충격이나 응력 및 피로가 레이저용접한 부위에만 집중되지 않고 구조용 접착제가 접착된 부분으로 분산되므로 굽힘 강성과 비틀림 강성 등 차체 강도가 20%~ 30% 향상되고, 피로에 대한 강도 또한 향상되어 전체적으로 차체부품의 수명과 강도가 향상되는 것이라 할 수 있다.

1: 아연도금강판재 10: 접착테이프
10': 바탕재 11: 접착층

Claims (1)

1. 아연도금강판을 레이저용접으로 맞대기 용접하여 자동차용 차체부품을 제조함에 있어서,
   구조용 접착제로 형성되고, 양면에 접착이 가능한 양면 테이프 형식의 접착테이프(10)를 구성하고,
   상기 구조용 접착제 성분의 접착테이프(10)는 폭 4mm, 두께 0.2mm ~ 0.3mm 로 형성하여 레이저용접을 위해 아편도금강판재(1) 사이에 접착 후, 클램프로 상기 아연도금강판재(1)에 압력을 가하여 밀착시켰을 때, 접착테이프(10)의 두께가 압축되면서 아연도금강판재(1) 간의 간극(t)이 0.1mm ~ 0.2mm 가 되도록 하며,
   상기한 접착테이프(10)를 아연도금강판재(1) 사이에 레이저 용접할 위치의 3mm ~ 10mm 이내의 위치에 접착한 상태에서 레이저용접을 실시하고, 구조용 접착제 성분의 접착 테이프(10)는 레이저 용접 후 열처리 과정에서 용해되어 두개의 아연도금강판재(1)가 일체화 되도록 하는 것을 특징으로 하는 차체부품용 아연도금강판 맞대기 레이저 용접방법.

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