KR20130119780A - 이종소재 용접용 지그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종소재들간의 용접시 대상물의 변형을 최소화할 수 있게 한 이종소재 용접용 지그가 개시된다. 이를 위한, 이종소재 용접용 지그는 판형상이면서 특정 크기로 이루어진 몸체부재와, 상기 몸체부재 상에 배치되어 제2플레이트가 상기 몸체부재 상에 안착된 상태에서 이동이 제한되게 하는 파지유닛와, 상기 몸체부재 상에 서로 이격되도록 배치되어 제1플레이트가 제2플레이트를 향하는 방향으로 이동되는 것을 제한하는 복수개의 위치제한부재들과, 상기 몸체부재에 상기 몸체부재의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동되도록 결합되고, 하방으로 제1플레이트를 압박하도록 이루어진 것으로, 제1플레이트가 상기 두 개의 위치제한부재들에 밀착되고, 제2플레이트는 파지유닛에 의해 고정되어 제1플레이트의 일단부에 밀착된 상태에서 제1플레이트와 제2플레이트가 서로 밀착되는 부분을 하방으로 압박하는 압박유닛을 포함한다.

Description

이종소재 용접용 지그{Jig for tailor welded blank}
본 발명은 이종소재 용접용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 일부분을 구성하는 부품들을 제조하는데 사용되는 이종소재 용접용 지그에 관한 것이다.
최근에는 유가가 급등하고, 환경문제에 대한 관심이 높아지면서, 과거보다 차량의 연비 증가에 대한 노력이 높아지고 있다. 차량의 연비는 차량의 중량이 증가할수록 감소되고, 차량의 중량이 감소될수록 증가되는 것이 일반적이다. 따라서, 차량의 연비를 증가시키기 위해서는, 차량의 몸체의 중량을 감소시켜야 하고, 차량의 몸체의 중량을 감소시키기 위해서는 차량을 구성하는 부품의 자중을 감소시켜야 한다. 즉, 차량을 구성하는 부품의 경량화가 요구되고 있다.
특히, 차량의 경량화는 연비향상기술 중 가장 주목을 받고 있는 것으로, 부품삭감 및 구조개선, 소재의 경량화 등 다양한 부문에서 연구, 개발이 진행되고 있다. 그리고, 차량 소재의 경량화는 엔진효율을 높여 차량의 성능향상을 극대화시키고, 이로 인하여 연비향상을 도모할 수 있으므로, 환경오염방지와 연료절감에 가장 적합하고 효과적인 방법이다.
차량을 경량화시키는 방법으로, 기존의 스틸로 구성된 차체를 강도가 큰 고장력강판을 사용하여 두께를 줄이거나, TWB(Tailor Welded Blank)같은 형태의 소재를 만들어 여러 보강재를 줄임으로써 경량화를 실현하고 있다.
상기 TWB 공법은 두께와 재료가 다른 소재를 레이저 또는 매쉬심 용접 및 마찰교반접합 등을 통해 성형전에 용접된 소재를 일컫는다. TWB 공법은 보강재를 삭제할 수 있어 금형비 절감 및 소재절감으로 원가 및 경량화에 매우 유효한 장점을 갖는다.
한편, TWB 공법의 경우 강판의 맞춤 용접시 강판을 사방에서 지지하는 강판 지지용 실린더와 지그들이 요구되는 것이 일반적이다.
한국공개특허공보 제2008-0043135호 (공개일 2008.05.16) 에는 차체 용접용 지그의 클램프가 기술되어 있다.
상기 선행문헌에 기술된 바와 같이 종래의 일반적인 지그는 단순히 용접될 대상물의 일부분만 고정하도록 이루어져 있다. 그러므로, 용접과정시 발생되는 열원에 의해 비틀림이 발생하여 용접 품질이 나빠지게 될 가능성이 높다. 또한, TWB 공법의 경우, 두 개의 판재들의 모서리를 서로 유격없이 밀착시켜 놓은 상태에서 용접이 이루어지는 것이 바람직하다. 이유인 즉, 두 개의 판재들 사이에서 틈이 발생되면, 결합강도가 낮아져서 용접 신뢰성이 낮아질 수 있기 때문이다.
본 발명은 이종소재들간의 용접시 대상물의 변형을 최소화할 수 있게 한 이종소재 용접용 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그는, 판형상이면서 특정 크기로 이루어진 몸체부재와, 상기 몸체부재 상에 배치되어 제2플레이트가 상기 몸체부재 상에 안착된 상태에서 이동이 제한되게 하는 파지유닛와, 상기 몸체부재 상에 서로 이격되도록 배치되어 제1플레이트가 제2플레이트를 향하는 방향으로 이동되는 것을 제한하는 복수개의 위치제한부재들과, 상기 몸체부재에 상기 몸체부재의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동되도록 결합되고, 하방으로 제1플레이트를 압박하도록 이루어진 것으로, 제1플레이트가 상기 두 개의 위치제한부재들에 밀착되고, 제2플레이트는 파지유닛에 의해 고정되어 제1플레이트의 일단부에 밀착된 상태에서 제1플레이트와 제2플레이트가 서로 밀착되는 부분을 하방으로 압박하는 압박유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그에서는 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 틈이 거의 없는 상태에서 용접이 이루어짐으로써, 용접된 부분에서 벌어짐이 발생되지 않게 된다. 또한, 제1플레이트와 제2플레이트의 경계에서 용접이 이루어지는 동안, 제1플레이트와 제2플레이트가 압박유닛에 의해 압박된 상태이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그를 이용한 용접에서는 용접시 발생되는 열원에 의한 열적 비틀림 현상이 방지될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그를 이용한 용접은 종래의 용접용 지그보다 용접 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이종소재 용접용 지그를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이종소재 용접용 지그에 제1플레이트와 제2플레이트가 안착된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이종소재 용접용 지그에서 압박부재에 의해 제1플레이트와 제2플레이트가 압박된 상태를 도시한 사시도.
도 4는, 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이종소재 용접용 지그에서 제1플레이트와 제2플레이트가 압박부재에 의해 압박된 상태를 도시한 단면도.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그는 서로 상이한 소재로 이루어진 제1플레이트와 제2플레이트를 용접하는데 사용된다. 여기서, 제1플레이트의 일예로 알루미늄 소재의 판재일 수 있다. 제2플레이트의 일예로 강철일 수 있다. 단, 반드시 제1플레이트가 알루미늄으로 이루어지고, 제2플레이트가 강철인 것으로 한정하지는 않는다. 그리고, 제1플레이트와 제2플레이트가 용접된 부재는 차량의 다양한 부분을 구성하는 부품이 될 수 있다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이종소재 용접용 지그를 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그(100)는 몸체부재(110)와, 파지유닛(120)과, 위치제한부재(130)들과, 압박유닛(140)을 포함한다.
몸체부재(110)는 판형상이면서 특정 크기로 이루어진다. 몸체부재(110)는 직사각형으로 이루어질 수 있다.
파지유닛(120)은 상기 몸체부재(110) 상에 배치되어 제2플레이트(20)가 상기 몸체부재(110) 상에 안착된 상태에서 이동이 제한되게 한다.
위치제한부재(130)들은 상기 몸체부재(110) 상에 서로 이격되도록 배치되어 제1플레이트(10)가 제2플레이트(20)를 향하는 방향으로 이동되는 것을 제한한다.
압박유닛(140)은 상기 몸체부재(110)에 상기 몸체부재(110)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동되도록 결합되고, 하방으로 제1플레이트(10)를 압박하도록 이루어진 것으로, 제1플레이트(10)가 상기 두 개의 위치제한부재(130)들에 밀착되고, 제2플레이트(20)는 파지유닛(120)에 의해 고정되어 제1플레이트(10)의 일단부에 밀착된 상태에서 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)가 서로 밀착되는 부분을 하방으로 압박한다.
한편, 전술한 압박유닛(140)의 구조의 일예로, 가이드부재(141)와, 이동부재(142)와, 압박부재(144)와, 구동부재(145)를 포함할 수 있다.
가이드부재(141)는 상기 몸체부재(110)의 길이방향을 따라 배치된다. 가이드부재(141)의 일예로 두 개의 레일들로 이루어질 수 있다. 두 개의 레일들은 몸체부재(110)의 상면에 결합되고, 서로 평행한 상태로 배치될 수 있다.
이동부재(142)는 상기 가이드부재(141)를 따라 이동되도록 형성된다. 이를 위해 이동부재(142)의 하면에는 가이드부재(141)와 대응되는 형상의 홈이 형성될 수 있다. 이러한 홈이 레일 상에 안착되어 이동부재(142)가 가이드부재(141)를 따라 직선 왕복 이동될 수 있다.
이동부재(142)에는 특정 폭으로 관통된 슬릿부(143)가 형성된다. 이러한 슬릿부(143)를 통하여 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)가 밀착되는 부분이 용접될 수 있다.
압박부재(144)는 상기 이동부재(142)의 슬릿부(143)에 인접하게 결합된다. 압박부재(144)는 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)가 서로 밀착되는 부분에 슬릿부(143)가 위치한 상태에서 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)의 상면을 압박하도록 형성된다. 압박부재(144)의 형상의 일예로, 복수개의 실린더들과, 상기 실런더들의 자유단에 결합된 밀착판으로 이루어질 수 있다. 제2플레이트(20)가 몸체부재(110) 상에 안착된 상태에서 실린더가 동작되어 밀착판이 제2플레이트(20)의 상면을 압박한다. 이에 따라, 제2플레이트(20)가 용접과정에서 변형되지 않게 된다.
구동부재(145)는 상기 이동부재(142)가 가이드부재(141)를 따라 이동하도록 동력을 발생시킨다. 이를 위해 구동부재(145)의 자유단은 이동부재(142)의 일측에 고정결합될 수 있다. 구동부재(145)의 일예로 유압실린더, 공압실리더 및 선형모터 등 다양한 동력장치가 될 수 있다.
한편, 전술한 파지유닛(120)의 구조의 일예로, 클램프부재(121)와, 스토퍼부재를 포함할 수 있다.
클램프부재(121)는 제2플레이트(20)가 상기 몸체부재(110) 상에 안착된 상태에서 제2플레이트(20)의 상면을 하방으로 압박하도록 형성된다. 클램프부재(121)는 몸체부재(110) 상에서 제2플레이트(20)가 안착되는 영역을 따라 배치될 수 있다.
스토퍼부재는 제2플레이트(20)의 측면을 지지하도록 형성된다. 스포터부재(122)는 용접되는 과정에서 몸체부재(110) 상에 안착된 제2플레이트(20)가 이동되는 것을 방지한다.
한편, 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그(100)에서 상기 제1플레이트(10)에서 제2플레이트(20)와 밀착되는 모서리의 길이는 제2플레이트(20)에서 제1플레이트(10)와 밀착되는 모서리의 길이보다 길게 형성된 것이 바람직하다. 이는, 제1플레이트(10)가 제2플레이트(20)의 이동을 제한하게 한 것이다. 더욱 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그(100)는, 제2플레이트(20)가 제1플레이트(10)를 향하는 방향으로 이동되는 것을 방지하기 위한 별도의 스토퍼를 포함하지 않더라도, 제1플레이트(10)가 위치제한부재(130)들에 밀착된 상태를 유지한 상태에서 제2플레이트(20)가 제1플레이트(10)의 일측 모서리에 밀착된다.
이하에서는 도면을 참조하여 전술한 구조로 이루어진 이종소재 용접용 지그(100)에의해 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)가 용접되는 과정을 설명한다.
우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(10)의 일측 모서리가 위치제한부재(130)들에 밀착되게 하면서, 제1플레이트(10)가 몸체부재(110) 상에 안착되게 한다. 다음으로, 제2플레이트(20)가 스토퍼부재에 밀착되게 하면서 몸체부재(110) 상에 안착되게 한다. 여기서, 제2플레이트(20)의 일측 모서리는 제1플레이트(10)의 일측 모서리와 밀착되게 하여 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20) 사이에 틈(gap)이 발생되지 않게 한다. 그리고, 클램프부재(121)가 제2플레이트(20)를 압박하게 한다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동부재(142)가 구동부재(145)에 의해 가이드부재(141)를 따라 이동되어 슬릿부(143)가 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)의 경계에 위치되게 한다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 압박부재(144)가 동작되어 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20) 모두를 압박한 상태에서 슬릿부(143)를 통하여 용접기가 이동하면서 용접이 실시된다. 최종적으로, 도 3을 재차참조하면, 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)의 용접이 완료된 이후에는 용접된 제품이 제2플레이트(20)로부터 제1플레이트(10)를 향하는 방향으로 이송될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그(100)에서는 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20) 사이에 틈이 거의 없는 상태에서 용접이 이루어짐으로써, 용접된 부분에서 벌어짐이 발생되지 않게 된다. 또한, 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)의 경계에서 용접이 이루어지는 동안, 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)가 압박유닛(140)에 의해 압박된 상태이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그(100)를 이용한 용접에서는 용접시 발생되는 열원에 의한 열적 비틀림 현상이 방지될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 이종소재 용접용 지그(100)를 이용한 용접은 종래의 용접용 지그보다 용접 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 제1플레이트 20: 제2플레이트
100: 이종소재 용접용 지그
110: 몸체부재 120: 파지유닛
121: 클램프부재 122: 스포터부재
130: 위치제한부재 140: 압박유닛
141: 가이드부재 142: 이동부재
143: 슬릿부 144: 압박부재
145: 구동부재

Claims (4)

  1. 서로 상이한 소재로 이루어진 제1플레이트와 제2플레이트를 용접하는데 사용되는 이종소재 용접용 지그에 있어서,
    판형상이면서 특정 크기로 이루어진 몸체부재;
    상기 몸체부재 상에 배치되어 제2플레이트가 상기 몸체부재 상에 안착된 상태에서 이동이 제한되게 하는 파지유닛;
    상기 몸체부재 상에 서로 이격되도록 배치되어 제1플레이트가 제2플레이트를 향하는 방향으로 이동되는 것을 제한하는 복수개의 위치제한부재들;
    상기 몸체부재에 상기 몸체부재의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동되도록 결합되고, 하방으로 제1플레이트를 압박하도록 이루어진 것으로, 제1플레이트가 상기 두 개의 위치제한부재들에 밀착되고, 제2플레이트는 파지유닛에 의해 고정되어 제1플레이트의 일단부에 밀착된 상태에서 제1플레이트와 제2플레이트가 서로 밀착되는 부분을 하방으로 압박하는 압박유닛;
    을 포함하는 이종소재 용접용 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압박유닛은:
    상기 몸체부재의 길이방향을 따라 배치된 가이드부재;
    상기 가이드부재를 따라 이동되도록 형성된 것으로, 특정 폭으로 관통된 슬릿부가 형성된 이동부재;
    상기 이동부재의 슬릿부에 인접하게 결합된 것으로, 제1플레이트와 제2플레이트가 서로 밀착되는 부분에 슬릿부가 위치한 상태에서 제1플레이트와 제2플레이트의 상면을 압박하도록 형성된 압박부재; 및
    상기 이동부재가 가이드부재를 따라 이동하도록 동력을 발생시키는 구동부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종소재 용접용 지그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파지유닛은:
    제2플레이트가 상기 몸체부재 상에 안착된 상태에서 제2플레이트의 상면을 하방으로 압박하도록 형성된 적어도 하나의 클램프부재; 및
    제2플레이트의 측면을 지지하도록 형성된 적어도 하나의 스토퍼부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종소재 용접용 지그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1플레이트에서 제2플레이트와 밀착되는 모서리의 길이는 제2플레이트에서 제1플레이트와 밀착되는 모서리의 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 이종소재 용접용 지그.
KR1020120042844A 2012-04-24 2012-04-24 이종소재 용접용 지그 KR101348385B1 (ko)

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