KR20150089553A - 레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법에 관한 것으로서, 레이저를 조사하는 레이저 용접기의 하단과, 레이저 용접을 위한 모재 사이에 구비되는 몸체부와; 상기 몸체부로부터 상기 모재 측으로 돌출 형성되고, 하단면이 상기 모재와 밀착되어 상기 모재를 연직 방향으로 가압하며, 상기 레이저 용접기로부터의 레이저가 상기 모재로 조사되도록 레이저 홀이 관통 형성되는 밀착부를 포함하고, 상기 밀착부의 상기 하단면에는 상기 하단면으로부터 돌출 형성되는 확인 부재가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 모재와 밀착 지그와의 밀착에 따라 밀착 지그에 형성된 확인 부재의 형상이 모재에 음각된 정도를 통하여 확인함으로써, 밀착 지그가 모재를 밀착하는 정도를 확인할 수 있다. 이에, 밀착 지그와 모재의 간극 발생 및 밀착 부족에 따른 용접 불량과 같은 문제점을 방지할 수 있다.

Description

레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법{Laser Welding Adhesion Checking JIG And Laser Wedling Adhesion Checking Method}

본 발명은 레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지그가 모재를 밀착한 정도를 확인할 수 있는 레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법에 관한 것이다.

이차전지 모듈은 배터리 셀과, 셀 커버, 하우징을 포함하여 구성되어 있다. 이러한 이차전지 모듈은 배터리 셀을 셀 커버에 조립 후 하우징에 삽입하여 제조된다. 이 때, 각 셀이 가진 전압을 직렬로 연결하여 대전압으로 만들기 위하여 배터리 셀의 전극 지드를 버스바에 용접하는 공정을 실시한다. 이러한 용접 공정은 레이저 용접기를 이용하여 이루어진다.

도 1은 레이저 용접을 간략히 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 용접 대상물인 모재(1)는 배터리 셀의 전극 리드인 제1 모재와, 제1 모재와 밀착되어 레이저 용접되는 버스바인 제2 모재이다. 제1 모재와 제2 모재가 서로 밀착된 상태로 안착되고, 상부에 위치하는 레이저 용접기(5)로부터 레이저가 조사되어 제1 모재와 제2 모재가 용접된다. 이 때, 제1 모재와 제2 모재가 서로 밀착된 상태를 유지하기 위하여 밀착 지그를 사용한다. 밀착 지그는 모재와 밀착되어 모재(1)를 연직방향으로 가압함으로써 제1 모재와 제2 모재가 서로 밀착되도록 한다. 따라서 정확한 위치에서 밀착 지그가 모재(1)를 밀착하는 것이 중요하다.

이러한 종래 밀착 지그를 도 2 내지 도 3에 도시하였다. 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 종래 밀착 지그는 몸체부(10)와, 몸체부(10)로부터 모재(1)측으로 돌출되어 하단면이 모재(1)와 밀착되어 가압하는 밀착부(20)가 마련된다. 밀착부(20)에는 레이저 용접기(5)로부터의 레이저가 모재(1)로 관통하기 위한 레이저 홀(30)이 형성된다.

그러나 이러한 밀착 지그는 레이저 용접에 따라 밀착 지그에 오염이 발생하거나, 밀착 지그의 반복적인 상하 방향으로의 움직임에 따라 휘어지거나 마모가 발생된다. 이에 밀착 지그와 모재(1) 사이에 간극이 발생하게 되고, 이에 따라 제1 모재와 제2 모재는 밀착 상태를 유지하지 못하게 된다. 모재가 서로 완전히 밀착되지 않은 상태에서 레이저 용접이 진행될 경우, 상부에 위치한 모재가 레이저에 의해 관통 부분이 형성되거나 약용접이 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밀착 지그가 모재를 밀착하는 정도를 확인할 수 있는 레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법은, 레이저를 조사하는 레이저 용접기의 하단과, 레이저 용접을 위한 모재 사이에 구비되는 몸체부와; 상기 몸체부로부터 상기 모재 측으로 돌출 형성되고, 하단면이 상기 모재와 밀착되어 상기 모재를 연직 방향으로 가압하며, 상기 레이저 용접기로부터의 레이저가 상기 모재로 조사되도록 레이저 홀이 관통 형성되는 밀착부를 포함하고, 상기 밀착부의 상기 하단면에는 상기 하단면으로부터 돌출 형성되는 확인 부재가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 확인 부재는 상기 하단면에 복수 개의 돌기로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 돌기는 복수 개가 상기 하단면 전체에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 돌기는 복수 개가 상기 하단면의 길이 방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 확인 부재는 상기 하단면에 패턴을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 패턴은 상기 하단면 전체에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 패턴은 상기 하단면의 길이 방향을 따라 연장되어 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 모재는 이차전지의 전극 리드이며, 상기 밀착부는 상기 전극 리드와 대응하는 형상으로 구비되는 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 밀착부는 제1 전극 리드를 밀착하기 위한 제1 밀착부와; 제2 전극 리드를 밀착하기 위한 제2 밀착부로 구비되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 용접 밀착력 확인 지그 및 레이저 용접 밀착력 확인 방법은, 모재와 밀착 지그와의 밀착에 따라 밀착 지그에 형성된 확인 부재의 형상이 모재에 음각된 정도를 통하여 확인함으로써, 밀착 지그가 모재를 밀착하는 정도를 확인할 수 있다. 이에, 밀착 지그와 모재의 간극 발생 및 밀착 부족에 따른 용접 불량과 같은 문제점을 방지할 수 있다.

도 1은 레이저 용접을 간략히 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 종래 밀착 지그를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 제1 실시예를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 레이저 용접 밀착력 확인 지그와 모재와의 밀착력이 양호한 상태일 때 패턴이 형성된 모재를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 제2 실시예를 도시한 도면.
도 7은 도 6의 레이저 용접 밀착력 확인 지그와 모재와의 밀착력이 양호한 상태일 때 패턴이 형성된 모재를 도시한 도면.
도 8은 도 6의 레이저 용접 밀착력 확인 지그와 모재와의 밀착력이 불량한 상태일 때 패턴이 형성된 모재를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 레이저 용접 밀착력 확인 방법의 순서를 도시한 도면.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 용접 밀착력 확인 지그는, 레이저를 조사하는 레이저 용접기의 하단과, 레이저 용접을 위한 모재(1) 사이에 구비되는 몸체부(10)와; 몸체부(10)로부터 모재(1) 측으로 돌출 형성되는 밀착부(20)를 포함한다.

밀착부(20)는 하단면이 모재(1)와 밀착되어 모재를 연직 방향으로 가압하며, 레이저 용접기로부터의 레이저가 모재(1)로 조사되기 위한 레이저 홀(30)이 관통 형성된다. 모재(1)는 배터리 셀의 전극 리드인 제1 모재와, 제1 모재와 밀착되어 레이저 용접되는 버스바인 제2 모재이다. 이 때, 제1 모재인 전극 리드는 알루미늄 재질이고, 제2 모재는 버스바는 구리 재질로서, 제1 모재와 제2 모재 모두 연성 재질이다.

한편, 용접 대상물인 모재(1)가 배터리 셀의 전극 리드이므로 이를 밀착하여 가압하는 밀착부(20)의 형상은 전극 리드와 대응되는 형상으로 구비된다. 또한 전극 리드가 양극 리드와 음극 리드로 구비됨에 따라 밀착부(20) 역시 양극 리드 또는 음극 리드와 밀착되는 제1 밀착부(21)와, 음극 리드 또는 양극 리드와 밀착되는 제2 밀착부(22)로 구비된다.

이러한 밀착부(20)의 하단면에는 하단면으로부터 돌출 형성되는 확인 부재(40)가 형성된다. 확인 부재(40)는 밀착부(20)의 하단면에 양각으로 형성되어, 밀착부(20)와 모재(1)가 밀착됨에 따라 연성 재질의 모재(1)에 확인 부재(40)가 찍혀 확인 부재(40)의 형상과 대응하는 형상으로 음각 형성된다.

이러한 확인 부재(40)의 제1 실시예를 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 밀착부(20)의 하단면에는 확인 부재(40)가 복수 개의 돌기(41)로 형성된다. 복수 개의 돌기(41)는 밀착부(20)의 하단면 전체에 형성되거나 밀착부(20) 하단면의 길이 방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 레이저 용접 밀착력 확인 지그와 모재(1)의 밀착력을, 돌기(41)에 의해 연성 재질의 모재(1)에 음각 형성되는 자국과 돌기(41)의 형상을 비교하여 확인할 수 있다. 즉, 연성 재질의 모재(1)에 밀착부(20) 하단면의 복수개의 돌기 형상(41') 전체가 음각 형성된 경우, 레이저 용접 밀착력 확인 지그가 모재(1)를 밀착하는 밀착력이 양호한 것으로 판단할 수 있고(도 5 참조), 연성 재질의 모재(1)에 밀착부(20) 하단면의 복수개의 돌기 형상 일부만 음각 형성된 경우, 레이저 용접 밀착력 확인 지그가 모재(1)를 밀착하는 밀착력이 불량한 것으로 판단하여, 그에 따른 적절한 대응을 함으로서 간극 발생 및 밀착력 부족에 따른 용접 불량을 방지할 수 있다.

확인 부재의 제2 실시예를 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 밀착부(20)의 하단면에 확인 부재(40)가 양각으로 패턴(42)을 이루며 형성된다. 패턴(42)은 쐐기 무늬 또는 격자 무늬 등 다양하게 형성될 수 있다. 이러한 패턴(42)은 밀착부(20)의 하단면 전체에 형성되거나 밀착부(20) 하단면의 길이 방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 레이저 용접 밀착력 확인 지그와 모재(1)가 접촉하였을 때, 밀착부 하단면의 양각 패턴(42)에 의해 연성 재질의 모재(1)에는 패턴과 대응하는 형상(42')이 음각으로 형성된다. 이에, 레이저 용접 밀착력 확인 지그와 모재(1)의 밀착력을 모재(1)에 음각 형성되는 패턴(42')과 밀착부(20) 하단면의 패턴(42) 형상을 비교하여 확인할 수 있다. 즉, 연성 재질의 모재(1)에 밀착부(20) 하단면의 패턴(42) 형상 전체가 음각 형성(42')된 경우(도 7 참조), 레이저 용접 밀착력 확인 지그가 모재(1)를 밀착하는 밀착력이 양호한 것으로 판단할 수 있고, 연성 재질의 모재(1)에 밀착부(20) 하단면의 패턴(42) 형상 일부만 음각 형성(42')된 경우(도 8 참조), 레이저 용접 밀착력 확인 지그가 모재(1)를 밀착하는 밀착력이 불량한 것으로 판단하여, 그에 따른 적절한 대응을 함으로서 간극 발생 및 밀착력 부족에 따른 용접 불량을 방지할 수 있다.

상기와 같이 마련되는 레이저 용접 밀착력 확인 지그를 사용하여 레이저 용접 시 밀착력을 확인하는 방법을 설명한다. 도 9는 본 발명에 따른 레이저 용접 밀착력 확인 방법의 순서를 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 우선, 레이저 용접을 위하여 장착부에 모재(1)를 장착하는 장착 단계(S1)를 실시한다. 장착부는 레이저 용접을 위하여 레이저 용접기의 하단에 마련된다. 모재(1)는 구리 재질의 리드 또는 버스바와, 알루미늄 재질의 전극 리드인 제1 모재와 제2 모재이다.

장착 단계(S1) 이후, 모재(1)와 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 밀착부(20) 하단면을 밀착시키는 밀착 단계(S2)를 실시한다. 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 밀착부(20)는 제1 전극을 밀착하기 위한 제1 밀착부(21)와 제2 전극을 밀착하기 위한 제2 밀착부(22)를 포함한다. 이에, 제1 밀착부와 제2 밀착부가 각각 모재(1)를 밀착하도록 한다. 이러한 밀착 단계(S2)에 의해 밀착부(20) 하단면이 모재(1)와 밀착함과 동시에, 레이저 용접 밀착력 확인 지그는 모재를 연직한 방향으로 위에서 가압한다.

밀착 단계(S2) 이후, 밀착 확인 단계(S3)를 실시한다. 밀착 확인 단계(S3)는 모재(1)에 레이저 용접 밀착력 확인 지그 하단면의 확인 부재(40) 형상이 음각된 것을 확인하는 단계이다. 밀착부(20)의 하단면에는 확인 부재(40)가 하단면으로부터 돌출되어 양각 형성되어 있기 때문에, 밀착부(20)와 모재(1)가 밀착이 양호할 경우 연성의 모재(1)에는 밀착부(20) 하단면의 하단 부재(40)의 형상과 대응하는 형상이 음각 형성된다. 이를 통하여 밀착력이 양호한지 불량인지를 판단한다.

확인 단계(S3)를 통하여 모재(1)와 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 밀착력이 양호할 경우, 레이저 용접기로부터 밀착부(20)에 관통 형성된 레이저홀(30)로 레이저를 조사하여 모재(1)의 용접을 진행한다. 모재(1)와 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 밀착력이 불량할 경우, 레이저 용접 밀착력 확인 지그를 교체한 후, 다시 모재(1)와 교체한 레이저 용접 밀착력 확인 지그와의 밀착력을 확인하여 모재(1)와 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 밀착력이 양호할 경우에 레이저 용접을 진행한다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 몸체부 20: 밀착부
40: 확인 부재

Claims (10)

1. 레이저를 조사하는 레이저 용접기의 하단과, 레이저 용접을 위한 모재 사이에 구비되는 몸체부와;
   상기 몸체부로부터 상기 모재 측으로 돌출 형성되고, 하단면이 상기 모재와 밀착되어 상기 모재를 연직 방향으로 가압하며, 상기 레이저 용접기로부터의 레이저가 상기 모재로 조사되도록 레이저 홀이 관통 형성되는 밀착부를 포함하고,
   상기 밀착부의 상기 하단면에는 상기 하단면으로부터 돌출 형성되는 확인 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 확인 부재는 상기 하단면에 복수 개의 돌기로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 돌기는 복수 개가 상기 하단면 전체에 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 돌기는 복수 개가 상기 하단면의 길이 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 확인 부재는 상기 하단면에 패턴을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 패턴은 상기 하단면 전체에 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 패턴은 상기 하단면의 길이 방향을 따라 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 모재는 이차전지의 전극 리드이며,
   상기 밀착부는 상기 전극 리드와 대응하는 형상으로 구비되는 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 밀착부는 제1 전극 리드를 밀착하기 위한 제1 밀착부와;
   제2 전극 리드를 밀착하기 위한 제2 밀착부로 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 지그.
10. 장착부에 모재를 장착하는 장착 단계와;
    상기 모재에 레이저 용접 밀착력 확인 지그의 밀착부의 하단면을 밀착시키는 밀착 단계와;
    상기 모재에 상기 하단면의 확인 부재 형상이 음각된 것을 확인하는 밀착 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 밀착력 확인 방법.

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