KR20160083106A - 샌드위치 패널의 다단식 저항 용접 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샌드위치 패널(1)과 하나 이상의 다른 금속 구성 부품(2)의 저항 용접 방법에 관한 것이며, 샌드위치 패널은 두 개의 금속 커버 층(1a, 1c)과, 이들 금속 커버 층(1a, 1c) 사이에 배열된 열가소성 플라스틱 층을 포함하며, 적어도 샌드위치 패널(1)의 용접될 영역(3)은, 열가소성 플라스틱 층이 연화되어, 커버 층들의 압착에 의해 용접 영역(3)으로부터 밀리도록 가열되며, 커버 층들은 제1 및 제2 용접 전극(6, 7)을 통한 전류 흐름에 의해 다른 구성 부품과 서로 용접되고, 이때 제1 용접 전극(6)은 샌드위치 패널(1)의 일측 금속 커버 층과 접촉되고 제2 용접 전극(7)은 금속 구성 부품과 접촉된다. 기포의 형성 및 샌드위치 패널 구성 부품 내의 결함을 형성하지 않으면서, 짧은 순환 시간 내에서 샌드위치 패널(1)이 다른 금속 구성 부품(2)과 접합될 수 있는 샌드위치 패널의 저항 용접을 위한 간단한 방법을 제공하는 과제는, 상기 저항 용접이 적어도, (A) 예열 전류를 통해 샌드위치 패널의 용접될 영역(3)이 가열되고, 제1 및 제2 용접 전극에 대한 가압력의 인가를 통해 용접 영역 내에서 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이의 플라스틱이 밀림으로써, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들이 서로 압축되는 단계와, (B) 제1 용접 전극과 제2 용접 전극(6, 7) 사이의 가용접 전류(IH)의 사용 하에 샌드위치 패널(1)의 금속 커버 층들 사이에서 가용접이 형성되는 단계와, (C) 용접 전류를 통해 샌드위치 패널의 가용접된 금속 커버 층(1a, 1c)들과 구성 부품이 용접되는 단계를 포함함으로써 해결된다.

Description

샌드위치 패널의 다단식 저항 용접{MULTI-STAGE RESISTANCE WELDING OF SANDWICH-TYPE METAL SHEETS}

본 발명은, 샌드위치 패널과 하나 이상의 다른 금속 구성 부품의 저항 용접 방법에 관한 것이며, 샌드위치 패널은 두 개의 금속 커버 층과, 이들 금속 커버 층들 사이에 배열된 열가소성 플라스틱 층을 포함하며, 적어도 샌드위치 패널의 용접될 영역은, 열가소성 플라스틱 층이 연화되어 커버 층들의 압착에 의해 용접 영역으로부터 밀리도록 가열되고, 커버 층들이 제1 및 제2 용접 전극을 통한 전류 흐름에 의해 다른 구성 부품과 서로 용접되며, 이때 제1 용접 전극은 샌드위치 패널의 일측 금속 커버 층과 접촉되고 제2 용접 전극은 금속 구성 부품과 접촉된다.

차량 산업에서 경량 구조 컨셉에 대한 수요 증가는, 샌드위치 패널의 사용 하에 차량 구조의 경량화 잠재성을 더 증대시키기 위한 배경에서, 얇은 두 개의 금속 커버 층들 사이에 열가소성 플라스틱 층을 포함하는 샌드위치 패널이 사용되는 추세이다. 샌드위치 패널은 연속되는 열가소성 플라스틱 층 및 추가의 금속 스트립을 갖는 예를 들어 금속 스트립의 적층을 통해 스트립 형태로 제조되어 패널로 개별화된다. 샌드위치 패널은 새로운 경량화 잠재성을 허용하는 다양한 배타적인 특성을 제공할 수 있다. 샌드위치 패널은 플라스틱 층으로 인해, 중실 철판보다 명확히 더 가벼운 무게를 가지며, 동시에 높은 강도값을 제공한다. 또한, 샌드위치 패널은 음향 감쇠적이며 높은 강성을 제공한다. 그러나 샌드위치 패널의 경우, 용융 용접 방법에서 완벽한 용접 연결의 형성과 관련되어 문제를 야기하는 전기 절연성 플라스틱 층을 포함하는 단점이 있다. 다른 금속 구성 부품과의 용접에 대한, 예를 들어 저항 용접에 대한 샌드위치 패널의 부적합성으로 인해, 샌드위치 패널은 통상 접착되거나 기계적으로 서로 접합된다.

독일 공개 공보 DE 10 2011 109 708 A1에는 샌드위치 패널과 다른 금속 구성 부품의 접합 방법이 공지되어 있으며, 연결 영역 내의 중간 층이 용융되어 연결 영역으로부터 밀림으로써, 이어서, 구성 부품과 샌드위치 패널의 커버 층 사이의 전기 접촉의 형성에 의해 용접 연결이 형성될 수 있다. 접합 영역의 가열이 온도 제어 가능한 전극 또는 압축 요소를 통해 수행되는 것이 제안된다. 이를 위해, 용접 전극 또는 압축 요소가 예를 들어 가열 요소를 구비한다. 따라서, 용접 전극의 구조가 비교적 복잡하다. 또한, 열가소성 플라스틱 층의 가열 속도가 여전히 더 증가될 수 있기 때문에, 더 짧은 순환 시간이 달성될 수 있다.

또한, 미국 특허 공보 US 4,650,951에는 두 개의 접합 패널의 저항 용접 방법이 공지되어 있으며, 실제 용접이 개시되기 전에, 두 개의 용접 전극은 가열되어 있고 커버 층들 사이에 놓인 플라스틱 층을 가열하여 밀리게 하는, 두 용접 전극이 사용된다.

또한, 비공개 독일 특허 출원 DE 10 2013 108 563에는, 저항 용접을 통해 샌드위치 패널을 다른 금속 구성 부품과 연결시키기 위해 두 개의 전류 회로가 사용되는 방법이 공지되어 있다. 상기 방법은 두 개의 단계로 분할되며, 한편으로, 예열 단계에서 예열 전류를 통해 용접될 영역이 가열되고 열 가소성 플라스틱이 샌드위치 패널의 용접될 영역으로부터 밀린다. 다른 한편으로, 예열 이후에 용접 전류의 인가를 통해 샌드위치 패널이 금속 구성 부품과 용접된다. 그러나 이러한 절차에서, 예열 전류가 아직 인가되어 있을 때 커버 층이 접촉될 경우 단락을 야기할 수 있고, 이에 의해 기포 형성 또는 박리 현상을 야기할 수 있는 샌드위치 패널 내에 스패터(spatter)가 형성되는 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 과제는, 기포의 형성 및 샌드위치 패널 구성 부품 내의 결함을 형성하지 않으면서, 짧은 순환 시간 내에서 샌드위치 패널이 다른 금속 구성 부품과 접합될 수 있는 샌드위치 패널의 저항 용접을 위한 간단한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 교시에 따르면, 상기 과제는 저항 용접이 적어도 이하의 단계를 포함함으로써 해결된다:

(A) 예열 전류를 통해 샌드위치 패널의 용접될 영역이 가열되고, 제1 및 제2 용접 전극에 대한 가압력(welding force)의 인가를 통해 용접 영역 내에서 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이의 플라스틱이 밀림으로써, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들이 서로 압축되는 단계와,

(B) 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 가용접 전류의 사용 하에 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이에서 가용접이 형성되는 단계와,

(C) 용접 전류를 통해, 샌드위치 패널의 가용접된 금속 커버 층들과 구성 부품이 용접되는 단계.

본 발명의 교시에 따라, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들은 먼저 가용접을 통해 연결되고, 이어서 금속 구성 부품과 용접됨으로써, 샌드위치 구성 부품 내에서 결함을 야기할 수 있는 스패터가 효과적으로 방지될 수 있다. 직접 용접 시에는, 플라스틱 층이 밀리는 경우에 남아있는 플라스틱 잔재가 금속 층들의 내측 면 상에서 매우 짧은 시간 내에 용융 또는 증발된다. 형성된 가스는 기포 형성 또는 박리 현상을 야기한다. 또한, 샌드위치 패널의 내부에서 금속 커버 층들의 코팅 부분의 증발을 통해 스패터가 플라스틱 잔재와 상호 작용함으로써, 연결 영역 주변에 직접적으로 기포 형성 또는 박리 현상이 형성될 수 있다. 이에 반해, 가용접 시에는 에너지 입력이 작게 유지됨으로써, 금속 커버 층들이 완전히 용융되는 것이 아니라, 단지 두 개의 금속 커버 층들 사이의 경계층만이 재료 결합식으로 연결된다. 금속의 나머지는 용융 온도에 있지 않기 때문에, 직접 인접한 부근 내의 플라스틱이 증발 온도로 되지 않음으로, 금속 커버 층들 사이의 플라스틱 잔재의 양호한 제거가 가용접 이전 및/또는 가용접 중에 수행된다. 이어서, 샌드위치 패널의 인접한 영역 내에서 기포 형성 또는 박리 현상이 발생하지 않으면서, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들과 금속 구성 부품의 용접 단계가 수행될 수 있다.

방법의 제1 구성에 따르면, 예열 전류는 제1 용접 전극과 용접될 금속 구성 부품 사이의 바이패스를 통해 흐름으로써, 너무 높은 예열로 인한 예를 들어 커버 패널과 플라스틱 층 사이의 박리 현상과 같은 손상을 억제하기 위해, 전류가 커버 패널을 통해 직접 안내되는 것이 방지될 수 있다.

다른 구성에 따르면, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이에 저항 측정이 수행됨으로써, 용접 전극들 사이에서 전기 저항의 하강 시에 예열 전류가 감소되거나 차단된다. 두 개의 용접 전극들 사이의 저항 측정을 통해, 샌드위치 패널 내의 용접될 영역으로부터 열가소성 플라스틱 층이 밀리는 공정을 모니터링하는 것이 가능하다. 샌드위치 패널의 금속 커버 층들이 서로 접근하는 경우, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 실제로 빠르게 하강되며, 전기 저항은 두 개의 용접 전극 상으로 가압력이 계속 일정하게 유지될 경우에, 두 개의 금속 커버 층들 사이의 금속 접촉 시에 더 느리게 최소로 하강된다. 이로써, 예열 전류는 저항 측정을 통해, 용접될 영역으로부터 플라스틱이 밀림에 따라 제어부에 의해 설정되거나 차단될 수 있다.

다른 일 실시예에 따르면, 상기 방법의 다른 개선예는, 예열 전류가 사전 규정된 제1 값으로 감소되거나 예열 전류가 차단된 후에, 연결될 영역 내에서 커버 패널들이 완전히 접촉될 때까지, 두 개의 용접 전극들이 더 접근함으로써 달성된다. 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이에 가용접을 형성하기 위해, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이에 가용접 전류가 설정되며, 가용접 전류는 선택적으로 용접 전류보다 낮다. 다른 개선예에서, 샌드위치 패널 내의 스패터 및 이로 인해 발생하는 기포 또는 박리 현상의 방지 시에, 예열 전류가 이미 사전 규정된, 예를 들어 매우 낮은 값으로 하강되거나 완전히 차단되어 커버 패널들이 연결될 영역 내에서 실제로 완전히 접촉되어야, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이에서 가용접 전류가 스위칭 온되는 것으로 밝혀졌다. 이에 의해, 샌드위치 패널 내로의 입열이 더 양호하게 제어된다. 선택적으로 가용접 전류는, 금속 커버 층들과 금속 구성 부품의 용접을 위해 사용되는 용접 전류보다 낮다. 이러한 조치로 인해, 접촉되는 금속 커버 층들의 영역이 보호되어 가열되고, 금속 커버 층들의 가용접의 개선된 제어 가능성이 달성된다.

바람직하게는, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 용접 전극의 예열 및 압축 중에, 사전 규정된 제1 저항값으로 하강됨으로써, 사전 규정된 제1 저항값의 도달 시에, 커버 패널들의 완전한 접촉 시 단락을 방지하기 위해, 예열 전류가 감소 또는 차단된다. 이에 의해, 가용접 전류의 스위칭 온은, 예를 들어 금속 커버 층들 사이에 플라스틱이 거의 더 이상 존재하지 않을 경우에야 비로소 트리거된다.

바람직하게는, 가용접 전류가 램프 함수의 사용 하에 그의 최대값으로 설정된다. 또한, 이에 의해, 금속 커버 층들 사이에 아직 남아 있는 플라스틱 잔재가 보호되어 가열되며, 용접 전극을 통해 인가된 가압력이 금속 커버 층들 사이의 중간 공간으로부터 제거될 수 있다.

방법의 다른 구성에 따르면, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 사전 규정된 제2 전기 저항값의 도달 시에, 샌드위치 패널과 구성 부품의 용접을 위한 용접 전류가 제1 전류 회로 내에서 설정된다. 전기 저항값은 상술된 바와 같이, 금속 커버 층들 사이에 아직 존재하는 플라스틱의 양과 관련된다. 따라서, 사전 규정된 제2 저항값은, 금속 커버 층들과 금속 구성 부품의 용접 시에 금속 스패터의 위험 및 샌드위치 패널 내부의 스패터의 위험이 명확히 감소되도록, 금속 커버 층들 사이에 남아 있는 플라스틱의 비율을 설정하는데 사용될 수 있다.

또한, 방법의 다른 구성에 따르면, 용접 전류는 램프 함수의 사용 하에 그의 최대값으로 설정된다. 램프 함수는, 최대값에서 종결되며 시간에 따라 증가되는 용접 전류 또는 가용접 전류로 이해된다. 최대값은 예를 들어 소정의 시간 동안 일정하게 유지될 수 있다.

다른 구성에 따르면, 샌드위치 패널의 용접될 영역으로부터 열가소성 플라스틱이 밀리는 속도를 통해 샌드위치 패널 내의 결함을 감소시키기 위해, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 가압력은 적어도, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 하강할 때까지 증가된다. 이에 의해, 열가소성 플라스틱의 유체화 영역 및 금속 커버 층들의 상호 접근은, 용접될 영역으로부터 열가소성 플라스틱이 가능한 한 보호되면서 밀리는 것을 달성하는데 사용된다.

또한, 본 발명의 다른 구성에 따르면, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 사전 규정된 제3 저항값으로 하강되는 즉시, 가압력은 일정하게 유지되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 사전 규정된 제3 저항값은, 가용접 전류가 스위칭 온되는, 용접 전극들 사이의 전기 저항보다 작거나 클 수 있다. 그러나 두 개의 저항값들이 동일할 수도 있다.

마지막으로, 특히 간단한 구성에 따르면, 예열 전류는 고정된 예열 기간 후에 차단될 수 있다. 예를 들어, 예열 기간은 설정된 예열 전류에 따라, 그리고 각각 용접될 샌드위치 패널에 따라, 예열 전류가 스위칭 온되고 가압력이 인가되었을 때 시간 간격이 경험적으로 결정되는 방식으로, 용접될 구성 부품과의 조합되어 경험적으로 결정되며, 상기 시간 간격 내에서 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 강하게 하강된다. 예열 전류는, 저항 하강이 예열 전류의 차단 후에야 비로소 수행되도록 설정될 수 있는데, 그 이유는 저항 하강이 플라스틱의 연화에 의해 약간 지연되어 설정되기 때문이다. 또한 기본적으로, 가용접 전류 및/또는 용접 전류의 스위칭 온의 시점을 예열 전류의 차단에 따라 고정하여 설정하는 것이 가능하며, 바람직하게 스위칭 온 시점은 구성 부품과 샌드위치 패널 사이의 경험적인 용접 시험을 통해 결정된다. 이에 의해, 예를 들어 저항 용접이 동시적인 저항 측정없이 수행될 수 있다.

이하, 본 발명이 도면과 관련된 실시예를 참조로 상세히 설명된다.

도 1a 및 도 1b는 스패터에 의한 샌드위치 패널 내의 결함의 생성을 개략 단면도로 도시한다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 상이한 시점에서 본 발명에 따른 방법의 실행을 위한 장치의 실시예를 개략 단면도로 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시예의 시간적 흐름을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예의 그래프를 도시한다.

먼저, 도 1a에는, 두 개의 커버 층(1a, 1c)들 사이에 배열된 열가소성 플라스틱 층(1b)과 두 개의 금속 커버 층(1a, 1c)으로 구성된 샌드위치 패널(1)의 용접 시의 최초 상태가 개략 단면도로 도시된다. 용접될 영역(3) 내에서 금속 커버 층(1a, 1c)들이 이미 접촉되어 있다. 그러나, 종래의 저항 용접 방법의 사용 시, 특히 커버 패널과 스위칭 온된 예열 전류의 접촉 시에, 화살표로 표시된 샌드위치 패널 내부에 스패터가 형성된다. 스패터는, 증발되고 경우에 따라 유체 금속이 특히 커버 층들의 코팅에 동반되는 플라스틱의 너무 빠른 가열에 의해 초래될 수도 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 스패터는 용접 영역(3)으로부터 인접한 영역(4) 내에서 가열된 스패터를 통해 플라스틱의 국부적인 증발을 초래함으로써, 예를 들어 샌드위치 패널 내의 벌지(bulge)와 같은 통상의 용접 결함이 식별된다.

샌드위치 패널과 금속 구성 부품의 용접을 위해 사용 가능한 장치의 실시예가 도 2a 내지 도 2c에 도시된다. 샌드위치 패널(1)과 금속 구성 부품(2)의 용접을 위한 장치(5)는 먼저, 제1 및 제2 용접 전극(6, 7) 그리고 이 두 개의 용접 전극들 사이에 제공된 예열 전류(I_V)를 포함한다. 예열 전류(I_V)는 전류원 또는 전압원(8)에 의해 형성된다. 전류는 전압원(8)으로부터 제1 용접 전극(6)과 용접될 금속 구성 부품(2) 사이의 바이패스(9)를 통해 흐른다. 이에 의해, 커버 패널의 직접적인 가열이 수행되지 않는 것이 보장됨으로써, 너무 높은 입열이 방지되고 샌드위치 패널의 박리 현상이 억제될 수 있다. 예열 전류(I_V)의 스위칭 온 후에, 가열된 플라스틱이 용접될 영역으로부터 밀리도록, 용접 전극(6, 7)은 가압력(F_S)에 의해 서로에 대해 압축된다(도 2a). 용접될 영역 내에서 두 개의 커버 패널이 접촉되기 바로 직전에, 예열 전류(I_V)가 감소되거나 바람직하게는 차단되는 반면, 용접 전극(6, 7)들은, 커버 패널들이 완전히 접촉될 때까지 서로에 대해 수렴되거나 압축된다.

두 개의 커버 패널들의 접촉 후에, 가용접 전류(I_H)가 전압원(8)으로부터 제공됨으로써, 두 개의 커버 패널들 사이의 경계층 내에 재료 결합식 연결이 형성될 수 있다(도 2b). 가용접 전류(I_H)는 더 낮은 전기 저항으로 인해, 금속 커버 층(1a, 1c)들을 통해 제2 전극으로, 그리고 바이패스(9)를 통해서는 단지 작은 부분으로만 흐른다. 완화된 입열에 의한 샌드위치 패널 내에 전기 통로가 제공된 후에, 이어서 커버 패널은 서로에 대해 그리고 금속 구성 부품과 재료 결합식으로 연결되도록(도 2c), 용접 영역 내의 커버 패널을 용융시키는 용접 전류(I_S)가 제공된다. 도 2a 내지 도 2c에서, 제1 용접 전극(6)과 제2 용접 전극(7) 사이의 전기 저항을 측정하는 전기 저항(10)의 측정을 위한 장치가 제공된다.

도 3에는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예가, 금속 구성 부품 및 해당하는 샌드위치 패널의 개략 단면도를 갖는 공정 그래프를 참조로 도시된다. 그래프에서 x-축 상에는 공정 시간(t)이 도시되고, 세로 좌표축 상에는 질적으로, 예열 전류(I_V)의 값, 가용접 전류(I_H)의 값, 용접 전류(I_S)의 값 및 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항(R)의 값이 공정 시간(t)에 따라 도시된다.

본 발명에 따르면, 샌드위치 패널(1)과 금속 구성 부품(2)의 용접이 세 개의 단계로 분할된다. 단계(A)에서, 샌드위치 패널의 용접될 영역이 예열 전류에 의해 가열되고, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이의 플라스틱이 용접 영역 내에서 제1 및 제2 용접 전극 상으로의 가압력의 인가를 통해 밀림으로써, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들이 서로에 대해 압축된다. 다음 단계(B)에서, 용접 전극(6, 7)들 사이에는 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이에 가용접을 형성하기 위한 가용접 전류(I_H)가 흐른다. 이어서, 단계(C)에서, 샌드위치 패널의 가용접된 금속 커버 층들과 구성 부품이 용접 전류에 의해 용접된다.

도 3의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 예열 전류(I_V)가 두 개의 용접 전극(6, 7)들 사이의 저항(R)의 하강 시에, 단계(A)에서 강하게 감소되고, 가용접 전류(I_H)가 인가된다. 방법 단계(B)에서, 금속 커버 층들이 서로 가용접됨으로써, 금속 커버 층들 사이에 존재하는 잔여 플라스틱은 샌드위치 패널 내의 스패터의 형성 없이, 상기 영역으로부터 보호되면서 제거된다. 또한, 가용접 후에 금속 커버 층들 사이에 재료 결합식 연결이 제공됨으로써, 용접 전류(I_S)의 인가 시에 샌드위치 패널 내부에 스패터가 더 이상 형성될 수 없다.

용접 전류(I_S)는 금속 커버 층들의 가용접의 종료 후에 스위칭 온된다. 바람직하게는, 용접 전류(I_S)의 스위칭 온이 램프 함수에 의해 수행됨으로써, 용접 전류는 시간에 따라 증가되며 최대값까지 상승된다. 금속 커버 층들과 금속 구성 부품의 용접이 수행된 후에, 용접 전류(I_S)는 다시 0으로 감소된다.

도 3의 그래프에는 추가로, 두 개의 용접 전극(6, 7)들을 서로 가압하는 가압력(F)이 도시된다. 가압력(F)은 예열 단계(A) 중에 상승되고 가용접 초기에 최대값에 도달되는 것을 볼 수 있다. 가압력(F)은 최대값에 머무르고 용접 전극이 접합된 샌드위치 패널로부터 들어올려지고 나야 0으로 감소된다.

그래프의 하부에는, 상당히 개략적인 도시로 각각의 시점에서 용접 전극(6, 7), 샌드위치 패널(1) 및 구성 부품(2)이 도시된다. 단계(A)에 따른 예열 후에, 샌드위치 패널(1)의 금속 커버 층들이 금속 접촉됨으로써, 저항(R)이 강하게 하강된다. 이러한 상태에서, 가용접 전류(I_H)가 방법 단계(B)에서 스위칭 온되고 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이의 가용접이 형성된다. 샌드위치 패널의 금속 커버 층의 감소된 두께로 인해, 더 낮은 가용접 전류(I_H)만이 요구된다. 금속 커버 층들과 구성 부품(2)의 용접 시에, 통상 도 3에 도시된 바와 같이, 방법 단계(C)에 도시된 바와 같이 더 높은 용접 전류(I_S)가 필요하다. 그러나 가용접 전류는 가변적이며 연결 대응편의 구조에 적응될 수 있다.

도 4에 도시된 실시예에서, 마찬가지로, 방법 단계(A, B, C)가 공정 시간(t)에 따라 도시된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 예열 전류(I_V)는 고정된 시간 기간(t₁) 동안 설정됨으로써, 충분한 가열이 달성되고, 예열 전류(I_V)가 제1 및 제2 용접 전극(6, 7)들 사이의 전기 저항(R)의 하강 중에 이미 차단되도록 설정된다. 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 사전 규정된 제1 저항값(R₁)으로 하강되는 경우, 가용접 전류(I_H)가 스위칭 온되고 램프 함수를 통해 그의 최대값으로 상승된다. 가용접 전류(I_H)의 상승이 느려짐으로써, 샌드위치 패널의 금속 커버 층의 가용접 시에 샌드위치 패널 내부의 스패터의 위험이 감소된다. 방법 단계(B) 동안에 가용접에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이 전기 저항(R)은, 사전 규정된 제2 저항값(R₂)까지 계속 하강됨으로써, 저항값(R₂)의 도달 시에 용접 저항(I_S)이 스위칭 온될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 용접 전류(I_S)는 가용접 전류(I_H)보다 크다.

고정된 예열 기간을 시점(t₁)까지 설정하기 위해, 예를 들어 경험적 시험의 분석을 이용하여, 금속 커버 층들 상호 간의 접촉으로 인한 저항 하강이 높은 개연성으로 이루어지게 되는 공정 시간 범위(t₂ 내지 t₃)를 결정할 수 있다. 시간 간격(t₂ 내지 t₃)이 규정되는 경우, 기간(t₁)이 고정 설정됨으로써, 가용접 전류(I_H)가 스위칭 온되는 즉시 예열 전류(I_V)는 차단된다.

결과적으로, 짧은 공정 시간과, 스패터에 의한 샌드위치 패널(1) 내의 결함의 발생 위험을 거의 배제하면서, 샌드위치 패널과 금속 구성 부품(2)의 용접이 실행될 수 있다.

Claims (11)

1. 샌드위치 패널과 하나 이상의 다른 금속 구성 부품의 저항 용접 방법이며, 샌드위치 패널은 두 개의 금속 커버 층과, 이들 금속 커버 층들 사이에 배열된 열가소성 플라스틱 층을 포함하며, 적어도 샌드위치 패널의 용접될 영역은, 열가소성 플라스틱 층이 연화되어 커버 층들의 압착에 의해 용접 영역으로부터 밀리도록 가열되고, 커버 층들은 제1 및 제2 용접 전극을 통한 전류 흐름에 의해 다른 구성 부품과 서로 용접되며, 이때 제1 용접 전극은 샌드위치 패널의 일측 금속 커버 층과 접촉되고 제2 용접 전극은 금속 구성 부품과 접촉되는 저항 용접 방법에 있어서,
   상기 저항 용접은 적어도,
   (A) 예열 전류를 통해 샌드위치 패널의 용접될 영역이 가열되고, 제1 및 제2 용접 전극에 대한 가압력의 인가를 통해 용접 영역 내에서 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이의 플라스틱이 밀림으로써, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들이 서로 압축되는 단계와,
   (B) 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 가용접 전류의 사용 하에 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이에서 가용접이 형성되는 단계와,
   (C) 용접 전류를 통해, 샌드위치 패널의 가용접된 금속 커버 층들과 구성 부품이 용접되는 단계를 포함하는 저항 용접 방법.
2. 제1항에 있어서, 예열 전류는 제1 용접 전극과 용접될 금속 구성 부품 사이의 바이패스를 통해 흐르는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이에서 저항 측정이 수행되고, 용접 전극들 사이의 전기 저항의 하강 시에 예열 전류가 감소되거나 차단되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 예열 전류가 사전 규정된 제1 값으로 감소되거나 또는 예열 전류가 차단된 후에, 샌드위치 패널의 금속 커버 층들 사이에 가용접을 형성하기 위해 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이에 가용접 전류가 설정되며, 가용접 전류는 선택적으로 용접 전류보다 낮은 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항은 사전 규정된 제1 저항값으로 하강되며, 사전 규정된 제1 저항값의 도달 시에, 가용접 전류가 스위칭 온되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가용접 전류는 램프 함수의 사용 하에 최대값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이에 사전 규정된 제2 전기 저항값의 도달 시에, 샌드위치 패널과 구성 부품의 용접을 위한 용접 전류가 설정되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 용접 전류는 램프 함수의 사용 하에 최대값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 가압력은 적어도, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 하강될 때까지 증가되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이의 전기 저항이 사전 규정된 제3 값으로 하강되는 즉시, 가압력은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 예열 전류는 고정된 예열 기간 후에 차단되는 것을 특징으로 하는 저항 용접 방법.

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