KR20160082288A - fastener for joining sheet - Google Patents

fastener for joining sheet Download PDF

Info

Publication number
KR20160082288A
KR20160082288A KR1020140193363A KR20140193363A KR20160082288A KR 20160082288 A KR20160082288 A KR 20160082288A KR 1020140193363 A KR1020140193363 A KR 1020140193363A KR 20140193363 A KR20140193363 A KR 20140193363A KR 20160082288 A KR20160082288 A KR 20160082288A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fastener
joining
plate
dissimilar
sheet materials
Prior art date
Application number
KR1020140193363A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김민석
이문용
Original Assignee
주식회사 성우하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 성우하이텍 filed Critical 주식회사 성우하이텍
Priority to KR1020140193363A priority Critical patent/KR20160082288A/en
Publication of KR20160082288A publication Critical patent/KR20160082288A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/004Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by cold pressure welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/06Solid rivets made in one piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/08Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of welds or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Disclosed is a fastener to join sheets. According to an embodiment of the present invention, the fastener for joining sheets to join a metal sheet and a heterogeneous sheet having another material is included, wherein the fastener to join the sheets comprises: a head body in which a tool insertion groove having a cylindrical surface wherein a spindle is inserted and in which a protrusion end protruded to a lower surface along a lower outer circumference surface is formed; and a welding body combined with a lower surface of the head body in which a probe is formed on a center of the lower surface. The welding body is friction stir welded on the metal sheet by a pressure and rotation by the spindle in a state in which the welding body is inserted via a piercing hole formed on the heterogeneous sheet. The head body is mechanically joined by pressing the upper surface of the heterogeneous sheet to the metal sheet.

Description

판재 접합용 파스너{fastener for joining sheet} Fastener for joining sheet [0002]

본 발명은 판재 접합용 파스너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 본딩이나 복잡한 체결부품 없이, 마찰교반용접과 기계적 접합을 통하여 금속판재와 이종판재를 간단하게 접합할 수 있도록 하는 판재 접합용 파스너에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fastener for joining a plate material, and more particularly, to a fastener for joining a plate material, in which a metal plate and a dissimilar plate can be easily joined through friction stir welding and mechanical joining without separate bonding or complicated fastening parts .

일반적으로 산업분야에서 두 금속판재를 상호 겹치기 접합하기 위해서는 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 이용한 레이저 용접이나, 스폿 용접기를 이용한 전기저항 용접이 주로 적용된다. Generally, in the industrial field, laser welding using a laser beam output from a laser oscillator or electric resistance welding using a spot welder is mainly applied to mutually overlap and bond two metal plates.

도 1에서는 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도로써, 레이저빔(LB)을 이용하여 금속판재를 용접하기 위한 일반적인 레이저 용접 시스템은 로봇(1)의 아암(3) 선단에 레이저 헤드(5)가 설치되고, 이 레이저 헤드(5)는 레이저 발진기(7)와 연결된다. 1, a general laser welding system for welding a metal plate using a laser beam LB as a laser welding process by a general laser welding system includes a laser head 5 at the tip of an arm 3 of the robot 1 And the laser head 5 is connected to the laser oscillator 7. [

상기 로봇(1)은 로봇 제어기(C)에 의해 거동 제어되어 상기 레이저 헤드(5)를 소재(9)의 용접패턴을 따라 이동시키면서 레이저빔(LB)이 조사되도록 하여 용접작업을 진행하게 된다. The robot 1 is controlled by the robot controller C so that the laser beam LB is irradiated while moving the laser head 5 along the welding pattern of the work 9 to perform welding work.

한편, 최근에는 차체의 고강도 경량화의 추세에 따라 차체 소재로 금속판재 또는 비철금속판재뿐만 아니라 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: CARBON FIBER REINFORCED PLASTICS, 이하, CFRP라 칭함)으로 이루어지는 복합판재를 적용하는 사례가 빈번해 졌다. In recent years, in accordance with the trend of high-strength and light weight of the vehicle body, a case where a composite plate made of a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP), as well as a metal plate or a non- lost.

탄소섬유를 이용한 CFRP는 강도, 탄성률, 경량성, 안정성이 우수하기 때문에, 높은 성능이 요구되는 항공이나 자동차 분야에서는 주요한 재료 중 하나로 각광받고 있으며, 경제적인 조건만 해결되면 향후 사용이 더욱 확대되고, CFRP의 제조량이 비약적으로 증가될 것으로 기대된다.Since CFRP using carbon fiber is excellent in strength, elastic modulus, light weight and stability, it is widely regarded as one of the main materials in the aeronautical and automobile fields requiring high performance. If the economic condition is solved, The production of CFRP is expected to increase dramatically.

특히, 자동차 산업에서의 CFRP는 탄소섬유를 주로 에폭시나 플라스틱 등의 수지의 심으로 제조하여 많이 사용하는 추세이다. 즉, CFRP는 탄소섬유를 와인딩 모양이나 직물 모양으로 제조한 후, 수지류에 함침하여 경화시킨 것으로서, 고강도, 고탄성의 경량소재로 주목받고 있는 첨단 복합 재료이며, 비금속재이다. Particularly, CFRP in the automobile industry is a tendency to use carbon fiber mainly made of resin such as epoxy or plastic. In other words, CFRP is a high-tech composite material that is made of carbon fiber in a winding shape or a fabric shape and then cured by impregnating the resin into a resin stream, which is a high-strength and highly elastic lightweight material.

그러나 상기한 바와 같은 CFRP 또는 비철금속판재 등을 차체에 적용하기 위해서는 이를 대체하기 어려운 부분에 적용되는 금속판재과의 접합이 가능해야 하는데, 두 소재의 물성적 특성에 의해 종래와 같이 레이저 용접이나 스폿 용접은 불가능한 단점이 있어, 주로 본딩이나 복잡한 체결부품을 이용한 기계적 접합(셀프 피어싱, 볼팅, 리벳팅 등)이 이루어지고 있다.However, in order to apply CFRP or a non-ferrous metal plate as described above to a vehicle body, it is necessary to be able to join the metal plate material which is difficult to replace. In the case of laser welding or spot welding, (Self-piercing, bolting, riveting, etc.) using bonding or complicated fastening parts.

이에, 금속판재에 CFRP 복합판재 또는 비철금속판재 등의 이종판재를 종래의 접합방법에 따른 본딩이나 기계적 접합을 위해서는 설계치수를 벗어나지 않도록 설계단계에서부터 치수가 고려되어야 하며, 이에 따른 레이아웃 상의 자유도가 낮은 단점이 있어 새로운 접합방법의 연구개발이 시급한 문제이다.Accordingly, in order to bond or mechanically bond a different plate material such as a CFRP composite plate or a non-ferrous metal plate to a metal plate, dimensions must be taken into consideration from the designing stage so as not to deviate from the designed dimension, Therefore, research and development of new bonding methods is an urgent problem.

상기와 같은 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the above background section are intended to enhance understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

본 발명의 실시 예는 금속판재와, 상기 금속판재와는 다른 소재의 이종판재를 상호 접합하기 위하여 상기 이종판재에 형성된 피어싱홀을 통하여 삽입되어 상기 금속판재에 대해서는 마찰교반용접으로 접합되고, 이종판재에 대해서는 기계적 접합으로 접합되어 금속판재와 이종판재를 상호 겹치기 접합할 수 있도록 하는 판재 접합용 파스너를 제공하고자 한다. The embodiment of the present invention is characterized in that a metal plate is inserted through a piercing hole formed in the dissimilar plate for joining the dissimilar plates of a material different from the metal plate and is joined to the metal plate by friction stir welding, The metal plate and the dissimilar plate can be overlapped and joined to each other by means of mechanical joining.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 금속판재와, 상기 금속판재와는 다른 소재의 이종판재를 상호 겹치기 접합하기 위한 판재 접합용 파스너에 있어서, 상면에 스핀들이 삽입되는 툴 삽입홈이 형성되는 헤드체; 상기 헤드체의 하면 중심에 일체로 형성되고, 하단면 중심에 프로브가 형성되는 용접체로 이루어지며, 상호 겹쳐진 금속판재와 이종판재를 마찰교반용접 및 기계적 접합으로 접합하는 판재 접합용 파스너가 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a fastener for joining plate members for overlapping and joining a metal plate material and a dissimilar plate material of a material different from the metal plate, the fastener comprising: sieve; There is provided a fastener for joining a plate member made of a welded body integrally formed at the center of the lower surface of the head body and having a probe formed at the center of the lower end face thereof and joining the mutually overlapped metal plate and the dissimilar plate by friction stir welding and mechanical joining have.

또한, 상기 파스너는 상기 이종판재에 형성된 피어싱홀을 통하여 상기 용접체가 삽입된 상태로, 상기 스핀들을 통한 가압 및 회전작동에 의해 상기 용접체가 상기 금속판재에 마찰교반용접되고, 상기 헤드체가 상기 이종판재의 상면을 상기 금속판재 측으로 압착하여 기계적 접합으로 접합할 수 있다.The fastener is friction stir welded to the metal plate by pressing and rotating operation through the spindle while the welded body is inserted through the piercing hole formed in the dissimilar plate, Can be pressed to the metal plate side and bonded by mechanical bonding.

또한, 상기 헤드체는 원형단면의 하단 외주면을 따라 하면에 뽀족하게 돌출되어 접합 시, 상기 이종판재를 파고드는 돌출단이 형성될 수 있다.In addition, the head body may protrude from the lower surface along the lower outer circumferential surface of the circular cross-section to form a protruding end for engaging the dissimilar plate material upon joining.

또한, 상기 헤드체는 하면 상에 상기 용접체 둘레를 따라 내측으로 파여져, 접합 시, 상기 이종판재가 유입되는 유입홈이 형성될 수 있다.In addition, the head body may be formed on an under surface along a circumference of the welded body, and an inlet groove through which the dissimilar plate is introduced may be formed at the time of bonding.

또한, 상기 금속판재는 스틸 또는 마그네슘 합금을 소재로 할 수 있다.The metal plate material may be made of steel or a magnesium alloy.

또한, 상기 이종판재는 비철금속으로 이루어질 수 있다.Also, the dissimilar plate may be made of a non-ferrous metal.

여기서, 상기 비철금속은 알루미늄으로 이루어지는 판재 접합용 파스너. Here, the non-ferrous metal is made of aluminum.

또한, 상기 이종판재는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 복합판재로 이루어질 수 있다.In addition, the dissimilar plate may be made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite plate.

본 발명의 실시 예에 따른 파스너는 금속판재와, 상기 금속판재와는 다른 소재의 이종판재를 상호 겹치기 접합하도록 상기 이종판재의 하부에 금속판재를 겹친 상태로, 상기 이종판재에 형성된 피어싱홀을 통하여 파스너를 삽입하여 상기 금속판재에 대해서는 마찰교반용접으로 접합하고, 이종판재에 대해서는 기계적 접합으로 접합하여 금속판재와 이종판재 즉, 비철금속판재 또는 CFRP 복합판재 등을 쉽게 겹치기 접합할 수 있다.The fastener according to an embodiment of the present invention includes a metal plate and a metal plate joined to a lower portion of the dissimilar plate so as to overlap and bond the dissimilar plates of a material different from the metal plate, The metal plate is joined to the metal plate by friction stir welding and mechanically joined to the dissimilar plate, so that the metal plate and the dissimilar plate, that is, the nonferrous metal plate or the CFRP composite plate can be easily overlapped and joined.

이에 따라, 본딩이나 접착제 테이핑 또는 복잡한 기계적 접합에 비하여 자동화 라인의 구현이 쉽고, 체결부품 등, 접합 부재료를 최소화하여 설계치수를 고려할 필요가 없다는 이점이 있다.Accordingly, it is easy to implement an automation line as compared with bonding, adhesive taping, or complicated mechanical bonding, and it is advantageous in that it is unnecessary to minimize the bonding material cost such as fastening parts and to consider the design dimensions.

또한, 본딩 접합은 접착제 정적온도를 유지관리해야 하는 반면, 주변 온도에 따른 접합강도의 편차가 없다는 이점도 있다. In addition, the bonding bonding has an advantage that there is no variation in bonding strength depending on the ambient temperature, while maintaining the static temperature of the bonding agent.

또한, CFRP 복합판재, 비철금속판재 외에도 다양한 복합판재와 금속판재의 접합에 적용할 수 있는 이점이 있다. In addition to the CFRP composite plate and nonferrous metal plate, there is an advantage that it can be applied to the joining of various composite plates to a metal plate.

도 1은 일반적인 레이저 용접 시스템에 의해 레이저 용접 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너의 상부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너의 저부 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 파스너의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너의 접합공정도이다.
1 is a view showing a laser welding process by a general laser welding system.
2 is a top perspective view of a fastener for joining sheet members according to an embodiment of the present invention.
3 is a bottom perspective view of a fastener for joining sheet members according to an embodiment of the present invention.
4 is a sectional view of the fastener according to the line AA in Fig.
5 is a process diagram showing a fastening process of the fastener for joining sheet members according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너의 상부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너의 저부 사시도이고, 도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 파스너의 단면도이다. FIG. 2 is a top perspective view of a fastener for joining sheet members according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a bottom perspective view of a fastener for joining sheet members according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross- Sectional view.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너(10)는 금속판재(20)와, 상기 금속판재(20)와는 다른 소재의 이종판재(30)를 상호 겹치기 접합하기 위한 것으로, 헤드체(11)와 용접체(13)로 구성된다. 2 to 4, a fastener 10 for joining a plate according to an embodiment of the present invention includes a metal plate 20 and a dissimilar plate 30 of a material different from the metal plate 20, And is composed of a head body 11 and a welded body 13.

상기 헤드체(11)는 일정두께의 원형단면을 가지며, 상면에는 중앙에 스핀들(40)이 삽입되는 툴 삽입홈(11a)이 형성된다. The head body 11 has a circular cross section with a predetermined thickness and a tool insertion groove 11a through which the spindle 40 is inserted in the center is formed on the upper surface.

또한, 상기 헤드체(11)는 상기 원형단면의 하단 외주면을 따라 하면에 뽀족하게 돌출되어 돌출단(11b)이 형성되는데, 상기 돌출단(11b)은 상기 금속판재(20)와 이종판재(30)의 겹치기 접합 시, 상기 이종판재(30)를 파고들도록 형성된다. The protruding end 11b protrudes from the bottom surface of the head body 11 along the lower outer circumferential surface of the circular section so that the protruding end 11b is positioned between the metal plate 20 and the dissimilar plate 30 ), It is formed to pierce the dissimilar plate 30.

그리고 상기 용접체(13)는 상기 헤드체(11)의 하면 중심에 일체로 형성되며, 하단면 중심에는 프로브(13a)가 일체로 형성된다. The welded body 13 is integrally formed at the center of the lower surface of the head body 11, and a probe 13a is integrally formed at the center of the lower end face.

이때, 상기 용접체(13) 둘레를 따라서는 상기 헤드체(11)의 하면 상에 내측으로 파여져 유입홈이(11c) 형성되는데, 상기 유입홈(11c)은 상기 금속판재(20)와 이종판재(30)의 겹치기 접합 시, 상기 이종판재(30)가 유입되어 상기 돌출단(11b)과 함께 기계적 접합력을 높여준다.At this time, an inlet groove 11c is formed inwardly on the lower surface of the head body 11 along the periphery of the welded body 13, and the inlet groove 11c is formed by the metal plate 20 and the dissimilar plate (30), the dissimilar plate member (30) flows in and the mechanical joint force together with the protruding end (11b) is increased.

이러한 구성을 갖는 판재 접합용 파스너(10)는 상호 겹쳐진 금속판재(20)와 이종판재(30)를 마찰교반용접 및 기계적 접합으로 상호 겹치기 접합이 이루어지도록 한다. The fastener (10) for joining sheet members having such a configuration allows the mutually overlapping metal sheet material (20) and the dissimilar sheet material (30) to be overlapped to each other by friction stir welding and mechanical joining.

즉, 상기 파스너(10)는 상기 이종판재(30)에 형성된 피어싱홀(H)을 통하여 상기 용접체(13)가 삽입된 상태로, 상기 스핀들(40)을 통한 가압 및 회전작동에 의해 상기 용접체(13)가 상기 금속판재(20)에 마찰교반용접되고, 상기 헤드체(11)가 상기 이종판재(30)의 상면을 상기 금속판재(20) 측으로 압착하여 기계적 접합으로 접합한다. That is, the fastener 10 is pressed by the pressing and rotating operation through the spindle 40 in a state where the welded body 13 is inserted through the piercing hole H formed in the dissimilar plate 30, The body 13 is friction stir welded to the metal plate 20 and the head body 11 presses the upper surface of the dissimilar plate 30 toward the metal plate 20 and joins them mechanically.

여기서, 상기 금속판재(20)는 스틸 또는 마그네슘 합금을 소재로 이루어질 수 있다. Here, the metal plate 20 may be made of steel or a magnesium alloy.

또한, 상기 이종판재(30)는 비철금속 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 복합판재로 이루어질 수 있다. In addition, the dissimilar plate 30 may be formed of a non-ferrous metal or a carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) composite plate.

여기서, 상기 비철금속은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.Here, the non-ferrous metal may be made of aluminum.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너의 접합공정도이다. 5 is a process diagram showing a fastening process of the fastener for joining sheet members according to the embodiment of the present invention.

따라서 도 5를 참조하면, 상기한 바와 같은 판재 접합용 파스너(10)는 스틸판재, 마그네슘 합금강판 등의 금속판재(20)와, 알루미늄 판재, CFRP 복합판재 등의 피어싱홀(H)을 갖는 이종판재(30)를 상호 겹친 상태로, 상기 피어싱홀(H)을 통하여 마찰교반용접 및 기계적 접합을 통하여 상호 접합한다.5, the fastener for joining plate members 10 described above includes a metal plate 20 such as a steel plate or a magnesium alloy steel plate, and a plurality of different types of metal plates 20 each having a piercing hole H such as an aluminum plate or a CFRP The plate members 30 are bonded to each other through the piercing holes H through friction stir welding and mechanical bonding in a state in which they overlap each other.

즉, 도 5의 (S1)에서와 같이, 상기 이종판재(30)의 하부에 금속판재(20)를 겹친 상태로, 상기 이종판재(30)에 형성된 피어싱홀(H)을 통하여 파스너(10)를 삽입하고, 상기 헤드체(11) 상의 툴 삽입홈(11a)에 스핀들(40)을 장착하여 상기 용접체(13)를 금속판재(20)에 대하여 가압하면서 회전시킨다. 5, the metal plate 20 is placed on the lower part of the dissimilar plate 30 and the fastener 10 is inserted through the piercing hole H formed in the dissimilar plate 30, And the spindle 40 is mounted on the tool insertion groove 11a on the head body 11 to rotate the welding body 13 while pressing against the metal plate 20. [

그러면, 상기 금속판재(20)에 대해서는 용접체(13)의 프로브(13a)가 마찰열을 발생시키며 마찰교반용접(FW)이 진행되고, 상기 이종판재(30)에 대해서는 상기 헤드체(11)가 회전하면서 돌출단(11b)이 이종판재(30)의 상면을 파고들어 상기 피어싱홀(H)을 메우면서 이종판재(30)의 내부를 유입홈(11c) 측으로 밀어 넣게 된다. The probe 13a of the welded body 13 generates frictional heat and the friction stir welding FW progresses with respect to the metal plate 20. The head body 11 of the dissimilar plate 30 The protruding end 11b pierces the upper surface of the dissimilar plate 30 to fill the piercing hole H and push the inside of the dissimilar plate 30 toward the inlet groove 11c.

이에 따라, 도 5의 (S2)를 참조하면, 상기 파스너(10)는 용접체(13)가 상기 금속판재(20)의 상면에 대해 마찰교반용접(FW)이 이루어져 접합하고, 헤드체(11)가 상기 이종판재(30)에 대해 기계적 접합에 의해 접합되어 금속판재(20)와 이종판재(30) 즉, 비철금속판재 또는 CFRP 복합판재 등을 쉽게 겹치기 접합을 이룬다. 5 (S2), the fastener 10 is welded to the upper surface of the metal plate 20 by friction stir welding (FW), and the head body 11 Are joined to the dissimilar plate 30 by mechanical bonding so that the metal plate 20 and the dissimilar plate 30, that is, the nonferrous metal plate or the CFRP composite plate, are easily overlapped and bonded.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 판재 접합용 파스너(10)는 본딩이나 접착제 테이핑 또는 복잡한 기계적 접합에 비하여 자동화 라인의 구현이 쉽고, 체결부품 등, 접합 부재료를 최소화하여 설계치수를 고려할 필요가 없게 된다.As described above, the fastener 10 for joining sheet members according to the embodiment of the present invention is easier to implement an automated line than bonding, adhesive taping, or complicated mechanical joining, and it is necessary to minimize the joining material, such as fastening parts, I will not.

또한, 본딩 접합이 접착제 정적온도를 유지 및 관리해야 하는 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 파스너(10)는 주변 온도에 따른 접합강도의 편차가 없다는 이점이 있으며, CFRP 복합판재, 비철금속판재(20) 외에도 다양한 복합판재와 금속판재(20)의 접합에 적용할 수 있다.The fastener 10 according to the embodiment of the present invention is advantageous in that the bonding strength does not vary according to the ambient temperature. On the other hand, the CFRP composite plate, the non-ferrous metal plate 20 The present invention can be applied to the joining of the various metal plates 20 and the various composite plates.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

10: 파스너
11: 헤드체
13: 용접체
11a: 툴 삽입홈
11b: 돌출단
11c: 유입홈
13a: 프로브
20: 금속판재
30: 이종판재
40: 스핀들
FW: 마찰교반용접
H: 피어싱홀
10: fastener
11: Head body
13:
11a: Tool insertion groove
11b: protruding end
11c: Inflow home
13a: Probe
20: metal plate
30: Dissimilar plate
40: spindle
FW: Friction stir welding
H: Pierce Hall

Claims (14)

금속판재와, 상기 금속판재와는 다른 소재의 이종판재를 상호 겹치기 접합하기 위한 판재접합용 파스너에 있어서,
상면에 스핀들이 삽입되는 툴 삽입홈이 형성되는 헤드체;
상기 헤드체의 하면 중심에 일체로 형성되고, 하단면 중심에 프로브가 형성되는 용접체;로 이루어지며,
상호 겹쳐진 금속판재와 이종판재를 마찰교반용접 및 기계적 접합으로 접합하는 판재 접합용 파스너.
A fastener for joining sheet materials for mutually overlapping and joining dissimilar plate materials different from the metal plate material,
A head body on which a tool insertion groove for inserting a spindle is formed;
And a welding body integrally formed at the center of a lower surface of the head body and having a probe formed at the center of a lower end surface thereof,
A fastener for joining plate members joined together by friction stir welding and mechanical joining.
제1항에 있어서,
상기 파스너는
상기 이종판재에 형성된 피어싱홀을 통하여 상기 용접체가 삽입된 상태로, 상기 스핀들을 통한 가압 및 회전작동에 의해 상기 용접체가 상기 금속판재에 마찰교반용접되고, 상기 헤드체가 상기 이종판재의 상면을 상기 금속판재 측으로 압착하여 기계적 접합으로 접합하는 판재 접합용 파스너.
The method according to claim 1,
The fastener
Wherein the welded body is friction stir welded to the metal plate by pressing and rotating operation through the spindle while the welded body is inserted through the piercing hole formed in the dissimilar plate, A fastener for joining a plate material by press-bonding to a plate material side and joining by mechanical joining.
제1항에 있어서,
상기 헤드체는
원형단면의 하단 외주면을 따라 하면에 뽀족하게 돌출되어 접합 시, 상기 이종판재를 파고드는 돌출단이 형성되는 판재 접합용 파스너.
The method according to claim 1,
The head body
And a protruding end is formed on the lower surface along the lower outer peripheral surface of the circular cross section so as to protrude therefrom.
제1항에 있어서,
상기 헤드체는
하면 상에 상기 용접체 둘레를 따라 내측으로 파여져, 접합 시, 상기 이종판재가 유입되는 유입홈이 형성되는 판재 접합용 파스너.
The method according to claim 1,
The head body
And an inflow groove through which the dissimilar plate is introduced is formed on the lower surface of the fastener stringer.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속판재는
스틸 또는 마그네슘 합금을 소재로 하는 판재 접합용 파스너.
3. The method according to claim 1 or 2,
The metal plate material
A fastener for joining sheet materials made of steel or magnesium alloy.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이종판재는
비철금속으로 이루어지는 판재 접합용 파스너.
3. The method according to claim 1 or 2,
The dissimilar plate
A fastener for joining sheet materials made of non-ferrous metals.
제6항에 있어서,
상기 비철금속은
알루미늄으로 이루어지는 판재 접합용 파스너.
The method according to claim 6,
The non-
A fastener for joining sheet materials made of aluminum.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이종판재는
탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 복합판재로 이루어지는 판재 접합용 파스너.
3. The method according to claim 1 or 2,
The dissimilar plate
A carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite plate fastener for joining sheet materials.
금속판재와, 상기 금속판재와는 다른 소재의 이종판재를 상호 겹치기 접합하기 위한 판재 접합용 파스너에 있어서,
원형단면을 가지며, 상면에 스핀들이 삽입되는 툴 삽입홈이 형성되고, 하단 외주면을 따라 하면에 뽀족하게 돌출되는 돌출단이 형성되는 헤드체;
상기 헤드체의 하면 중심에 일체로 형성되고, 하단면 중심에 프로브가 형성되는 용접체;로 이루어지며,
상기 이종판재에 형성된 피어싱홀을 통하여 상기 용접체가 삽입된 상태로, 상기 스핀들을 통한 가압 및 회전작동에 의해 상기 용접체가 상기 금속판재에 마찰교반용접되고, 상기 헤드체가 상기 이종판재의 상면을 상기 금속판재 측으로 압착하여 기계적 접합으로 접합하는 판재 접합용 파스너.
A fastener for joining sheet materials for mutually overlapping and joining dissimilar plate materials different from the metal plate material,
A head body having a circular cross section and formed with a tool insertion groove for inserting a spindle on an upper surface thereof and a protruding end protruding from a lower surface along the lower end circumferential surface;
And a welding body integrally formed at the center of a lower surface of the head body and having a probe formed at the center of a lower end surface thereof,
Wherein the welded body is friction stir welded to the metal plate by pressing and rotating operation through the spindle while the welded body is inserted through the piercing hole formed in the dissimilar plate, A fastener for joining a plate material by press-bonding to a plate material side and joining by mechanical joining.
제9항에 있어서,
상기 헤드체는
하면 상에 상기 용접체 둘레를 따라 내측으로 파여져, 접합 시, 상기 이종판재가 유입되는 유입홈이 형성되는 판재 접합용 파스너.
10. The method of claim 9,
The head body
And an inflow groove through which the dissimilar plate is introduced is formed on the lower surface of the fastener stringer.
제9항에 있어서,
상기 금속판재는
스틸 또는 마그네슘 합금을 소재로 하는 판재 접합용 파스너.
10. The method of claim 9,
The metal plate material
A fastener for joining sheet materials made of steel or magnesium alloy.
제9항에 있어서,
상기 이종판재는
비철금속으로 이루어지는 판재 접합용 파스너.
10. The method of claim 9,
The dissimilar plate
A fastener for joining sheet materials made of non-ferrous metals.
제12항에 있어서,
상기 비철금속은
알루미늄으로 이루어지는 판재 접합용 파스너.
13. The method of claim 12,
The non-
A fastener for joining sheet materials made of aluminum.
제9항에 있어서,
상기 이종판재는
탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 복합판재로 이루어지는 판재 접합용 파스너.
10. The method of claim 9,
The dissimilar plate
A carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite plate fastener for joining sheet materials.
KR1020140193363A 2014-12-30 2014-12-30 fastener for joining sheet KR20160082288A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140193363A KR20160082288A (en) 2014-12-30 2014-12-30 fastener for joining sheet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140193363A KR20160082288A (en) 2014-12-30 2014-12-30 fastener for joining sheet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160082288A true KR20160082288A (en) 2016-07-08

Family

ID=56504233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140193363A KR20160082288A (en) 2014-12-30 2014-12-30 fastener for joining sheet

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160082288A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107191456A (en) * 2017-05-25 2017-09-22 柳州博纳汽车科技有限公司 A kind of rotating welding rivet and its clinching method
KR20180076239A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 주식회사 성우하이텍 Rivet and methode for joining of pannel using the same
KR20180095295A (en) * 2017-02-17 2018-08-27 서강대학교산학협력단 Joint method by using rivet, rivet and joint device using rivet
KR20190081139A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 자동차부품연구원 Jointing unit for dissimilar material
JP2021527186A (en) * 2018-06-08 2021-10-11 マキシム グロージャン A method for assembling the first part and the second part via an insert

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180076239A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 주식회사 성우하이텍 Rivet and methode for joining of pannel using the same
KR20180095295A (en) * 2017-02-17 2018-08-27 서강대학교산학협력단 Joint method by using rivet, rivet and joint device using rivet
CN107191456A (en) * 2017-05-25 2017-09-22 柳州博纳汽车科技有限公司 A kind of rotating welding rivet and its clinching method
KR20190081139A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 자동차부품연구원 Jointing unit for dissimilar material
JP2021527186A (en) * 2018-06-08 2021-10-11 マキシム グロージャン A method for assembling the first part and the second part via an insert

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160082288A (en) fastener for joining sheet
EP2329905B1 (en) Method for joining metal and plastic workpieces
US20140356053A1 (en) Method for connecting members together and connection structure
US10946468B2 (en) Tool and method for joining material layers
US10035216B2 (en) Method of joining multiple components and an assembly thereof
US20180354231A1 (en) Different-material joining structure
EP3121457B1 (en) An assembly of dissimilar material members with an improved joining structure and producing method of dissimilar material joined body
WO2012077196A1 (en) Method of connecting members
EP2075109A2 (en) System for integrating rivet nuts into plastic components
JP2013059770A (en) Member connecting method
KR20160125148A (en) Rivet screw drill
JP5817234B2 (en) Resin member connection method
KR101888384B1 (en) Method for joining dissimilar materials
KR102529372B1 (en) Joining structure of different kinds materials using rivet for joining different kinds materials
KR20180078041A (en) Bonding method of different material
KR101916091B1 (en) Fastener for joining panal
CN106335183B (en) It is designed for the connector of plastics and composite-joint strength improving
KR20160125150A (en) Rivet screw drill
KR102120653B1 (en) Hardware for different panel joining and different panel joining method using the same
KR20170014258A (en) Welding method for carbon fiber reinforced plastics sheets
KR101558208B1 (en) Spot welding method of panel
KR20160125149A (en) Rivet screw drill
KR20180044623A (en) Adhering structure and method of different kinds materials
KR20180044625A (en) Adhering structure and method of different kinds materials
KR20170120845A (en) Composite of different materials

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination