KR20160139245A - 복수패널상의 너트용접방법 - Google Patents

Abstract

복수패널상의 너트용접방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수패널 상에 웰드너트를 접합하는 복수패널상의 너트용접방법에 있어서, 상부패널과 하부패널이 서로 겹쳐진 복수패널에 대하여 원형 고리모양의 압흔이 남도록 겹치기 스폿 용접을 선행하여 진행한 후, 스폿 용접부의 중앙부에 고출력의 레이저빔을 이용하여 웰드너트를 설치하기 위한 관통홀을 절단 가공한 후, 상기 관통홀에 대하여 웰드너트를 저항 용접한다.

Description

복수패널상의 너트용접방법{WELDING METHOD OF A NUT IN MULTI-PANEL}

본 발명은 복수패널상의 너트용접방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수패널 상의 겹치기 스폿 용접부 중심에 레이저빔를 이용하여 웰드너트를 설치하기 위한 관통홀을 한번에 형성하여 웰드너트를 용접함으로써 용접부 위치정도를 확보함과 동시에 용접공정의 사이클 타임을 단축하는 복수패널상의 너트용접방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 각종 차체 패널에는 탑너트 등과 같은 웰드너트(weld nut)를 용접하여 다른 부품과 연결을 정확하고 견고하게 고정할 수 있도록 한다. 이러한 웰드너트의 용접은 패널 상에 홀을 가공하고, 이에 대응하여 상기 웰드너트를 위치시킨 후, 프로젝션 용접기 등을 이용하여 전류 및 압력을 가하여 저항열이 발생되도록 하여 용접하게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 복수패널상의 너트용접방법을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 복수패널(101)에 상기 웰드너트(100)를 용접하기 위해서도, 선행 프레스 공정 등에서 홀(H)이 가공되어 겹쳐진 2장의 패널(101a,101b)을 프로젝션 용접기의 하부 전극(110)에 위치시켜 위치 결정핀(111)에 상기 홀(H)이 끼워지도록 한 상태로, 상기 웰드너트(100)를 투입한다.

상기 웰드너트(100)가 위치 결정핀(111)에 의해 위치가 설정된 후, 상부 전극(120)을 하강하여 가압함과 동시에 통전하여 저항열에 의해 웰드너트(100)가 용접되도록 한다.

그러나 종래와 같이, 복수패널(101)에 웰드너트(100)를 용접하는 경우, 선행 공정인 프레스 공정에서 가공된 홀(H)의 치구가 불균일한 경우, 웰드너트(100)의 위치를 정확하게 설정하기 어렵고, 반드시 선행공정을 통하여 홀(H)을 가공하여야만 웰드너트(100)를 용접할 수 있는 단점이 있었다.

이로 인해, 웰드너트(100)의 용접부 위치가 정확하지 않게 되는 경우, 용접 자체가 불가능한 단점이 있고, 용접이 되더라도 웰드너트(100)의 위치정도가 낮으며, 통전 및 발열조건이 달라 용접불량의 원인이 된다.

본 발명의 실시 예는 복수패널의 겹치기 스폿 용접 후, 스폿 용접부 중심에 레이저빔를 이용하여 웰드너트를 설치하기 위한 관통홀을 한번에 가공하여 웰드너트를 용접함으로써 용접부 위치정도를 확보함과 동시에 용접공정의 사이클 타임을 단축하는 복수패널상의 너트용접방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 복수패널 상에 웰드너트를 접합하는 복수패널상의 너트용접방법에 있어서, 상부패널과 하부패널이 서로 겹쳐진 복수패널에 대하여 원형 고리모양의 압흔이 남도록 겹치기 스폿 용접을 선행하여 진행한 후, 스폿 용접부의 중앙부에 고출력의 레이저빔을 이용하여 웰드너트를 설치하기 위한 관통홀을 절단 가공한 후, 상기 관통홀에 대하여 웰드너트를 저항 용접하는 복수패널상의 너트용접방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 겹치기 스폿 용접은 원통형의 상부 스폿 전극과 원통형의 하부 스폿 전극에 의해 겹쳐진 상기 상부패널과 하부패널 상에 원형 고리모양의 압흔이 형성되도록 저항 용접으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 관통홀은 상기 원통형의 상부 스폿 전극의 중공부를 통하여 고출력의 레이저빔을 상기 원형 고리모양의 스폿 용접부 내경 둘레를 따라 조사하여 레이저 절단 가공하여 원형홀로 형성될 수 있다.

또한, 상기 레이저빔은 초점구간의 레이저빔이 적용될 수 있다.

또한, 상기 웰드너트는 외면 일측 둘레를 따라 접합단이 돌출 형성되고, 하단이 상기 관통홀에 일부 끼워진 상태로 상기 접합단이 상기 상부패널의 관통홀 둘레에 가압 통전에 의해 접합될 수 있다.

또한, 상기 접합단은 하측에 상기 관통홀 둘레면에 대하여 전류를 집중하도록 접합돌기가 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 접합단은 상기 상부패널 상에 원형 고리모양의 압흔으로 이루어지는 스폿 용접부 상에 접합될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 복수패널을 겹치기 스폿 용접한 후, 스폿 용접부 중심에 레이저빔를 이용하여 웰드너트를 설치하기 위한 관통홀을 한번에 가공하여 웰드너트를 용접함으로써 웰드너트의 용접부 위치정도를 확보함과 동시에 용접공정의 사이클 타임을 단축할 수 있다.

이로 인해, 복수패널에 대한 웰드너트의 용접품질을 향상시키며, 웰드너트의 용접부 변형 또는 치수편차 등에 의한 볼트 체결불량의 원인을 제거할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 복수패널상의 너트용접방법을 도시한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복수패널상의 너트용접방법을 도시한 공정도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 복수패널상의 너트용접방법을 도시한 공정도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복수패널상의 너트용접방법은 웰드너트(10)의 용접부 위치정도를 확보함과 동시에 용접공정의 사이클 타임을 단축하고, 복수패널(1)에 대한 웰드너트(10)의 용접부 변형 또는 치수 편차의 발생을 방지할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 복수패널(1)은 상부패널(3)과 하부패널(5)로 구성된다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 복수패널상의 너트용접방법은 먼저, 상부 스폿 전극(7)과 하부 스폿 전극(8)에 의해 겹쳐진 상기 상부패널(3)과 하부패널(5) 상에 겹치기 스폿 용접을 진행하여 원형 고리모양의 압흔으로 형성되는 스폿 용접부(SW)를 선행하여 형성한다.(S1)

여기서, 상기 겹치기 스폿 용접은 원통형으로 내부에 원형의 중공부를 갖는 상부 스폿 전극(7)과 하부 스폿 전극(9)에 의해 이루어지며, 겹쳐진 상기 상부패널(3)과 하부패널(5) 상에 원형 고리모양의 압흔이 형성되면서 내부에 저항 용접이 진행되어 스폿 용접부(SW)를 형성한다.

이와 같이, 스폿 용접부(SW)를 형성한 복수패널(1)에 대해서 상기 원통형의 상부 스폿 전극(7)의 중공부를 통하여 고출력의 레이저빔을 상기 원형 고리모양의 스폿 용접부(SW) 내경 둘레를 따라 조사하여 레이저 절단 가공에 의해 관통홀(H)을 형성한다(S2)

여기서, 상기 관통홀(H)은 상기 고출력의 초점구간 레이저빔(LB)을 원형 고리모양의 스폿 용접부 내경 둘레를 따라 조사하여 상기 상부패널(3)과 하부패널(5)이 완전히 절단되어 스크랩이 하부 스폿 전극(9)의 중공부를 통하여 배출되도록 하여 원형홀로 형성된다.

이어서, 상기 관통홀(H)이 형성된 복수패널(1)에 웰드너트(10)를 접합하게 되는데, 먼저, 상기 웰드너트(10)는 외면 일측 둘레를 따라 접합단(11)이 돌출 형성되며, 상기 접합단(11)의 하측에는 상기 관통홀(H) 둘레면에 대하여 전류를 집중하도록 접합돌기(13)가 일체로 형성된다.

이러한 웰드너트(10)는 하단이 상기 복수패널(1)의 관통홀(H)에 일부 끼워진 상태로, 상기 접합단(11)을 상기 상부패널(3)의 관통홀(H) 둘레에 프로젝션 용접기에 의해 가압 통전하여 접합된다.(S3)

즉, 프로젝션 용접기를 통한 웰드너트(10)의 용접은 하부 전극(21)상의 위치 결정핀(23)에 상호 용접된 상부패널(3)과 하부패널(5)을 관통홀(H)을 통하여 끼운다.

이러한 상태로, 상기 웰드너트(10)를 공급하여 위치 결정핀(23)에 의해 용접위치가 설정되도록 한 후, 상부 전극(25)을 하강하여 가압함과 동시에 통전시킨다.

그러면, 상기 웰트너트(10)의 접합단(11)과 상기 상부패널(3)의 관통홀(H) 둘레면 사이에 저항열이 발생하여 상호 용접 접합된다.

이와 같이, 상기의 스폿 용접 공정(S2), 관통홀 형성 공정(S2) 및 웰드너트 접합공정(S3)을 통하여 상기 웰드너트(10)의 접합단(11)이 상기 상부패널(3) 상에 원형 고리모양의 압흔으로 이루어지는 스폿 용접부(SW) 상에 견고하고 강건하게 접합된다.(S4)

따라서 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 복수패널상의 너트용접방법에 의하면, 복수패널(1)을 겹치기 스폿 용접한 후, 스폿 용접부(SW) 중심에 레이저빔(LB)를 이용하여 웰드너트(10)를 조립하기 위한 관통홀(H)을 한번에 가공하고, 이어서 웰드너트(10)를 바로 용접 접합함으로써, 웰드너트(10)의 용접부 위치정도를 확보함과 동시에 용접공정의 전체적인 사이클 타임을 단축할 수 있다.

또한, 스폿 용접으로 인해 강성이 확보된 스폿 용접부(SW)에 대하여 웰드너트(10)를 용접함으로써, 복수패널(1)에 대한 웰드너트(10)의 용접부 변형 또는 치수 편차의 발생을 방지할 수 있다,

이로써, 복수패널(1)에 대한 웰드너트(10)의 용접품질을 향상시키며, 웰드너트(10)의 용접부 변형 또는 치수편차 등에 의한 볼트 체결불량의 원인을 제거할 수 있다.

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.

1: 복수패널
3: 상부패널
5: 하부패널
7: 상부 스폿 전극
9: 하부 스폿 전극
10: 웰드너트
11: 접합단
13: 접합돌기
21: 하부 전극
23: 위치 결정핀
25: 상부 전극
SW: 스폿 용접부
H: 관통홀
LB: 레이저빔
SC: 스크랩
SL: 중심선

Claims (10)

1. 복수패널 상에 웰드너트를 접합하는 복수패널상의 너트용접방법에 있어서,
   상부패널과 하부패널이 서로 겹쳐진 복수패널에 대하여 원형 고리모양의 압흔이 남도록 겹치기 스폿 용접을 선행하여 진행한 후, 스폿 용접부의 중앙부에 고출력의 레이저빔을 이용하여 웰드너트를 설치하기 위한 관통홀을 절단 가공한 후, 상기 관통홀에 대하여 웰드너트를 저항 용접하는 복수패널상의 너트용접방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 겹치기 스폿 용접은
   원통형의 상부 스폿 전극과 원통형의 하부 스폿 전극에 의해 겹쳐진 상기 상부패널과 하부패널 상에 원형 고리모양의 압흔이 형성되도록 저항 용접으로 이루어지는 복수패널상의 너트용접방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 관통홀은
   상기 원통형의 상부 스폿 전극의 중공부를 통하여 고출력의 레이저빔을 상기 원형 고리모양의 스폿 용접부 내경 둘레를 따라 조사하여 레이저 절단 가공하여 원형홀로 형성되는 복수패널상의 너트용접방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 레이저빔은
   초점구간의 레이저빔이 적용되는 복수패널상의 너트용접방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 웰드너트는
   외면 일측 둘레를 따라 접합단이 돌출 형성되고, 하단이 상기 관통홀에 일부 끼워진 상태로 상기 접합단이 상기 상부패널의 관통홀 둘레에 가압 통전에 의해 접합되는 복수패널상의 너트용접방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 접합단은
   하측에 상기 관통홀 둘레면에 대하여 전류를 집중하도록 접합돌기가 일체로 형성되는 복수패널상의 너트용접방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 접합단은
   상기 상부패널 상에 원형 고리모양의 압흔으로 이루어지는 스폿 용접부 상에 접합되는 복수패널상의 너트용접방법.
8. 복수패널 상에 웰드너트를 접합하는 복수패널상의 너트용접방법에 있어서,
   원통형의 상부 스폿 전극과 원통형의 하부 스폿 전극에 의해 겹쳐진 상기 상부패널과 하부패널 상에 겹치기 스폿 용접을 진행하여 원형 고리모양의 압흔으로 형성되는 스폿 용접부를 선행하여 형성하는 단계,
   상기 원통형의 상부 스폿 전극의 중공부를 통하여 고출력 초점구간의 레이저빔을 상기 원형 고리모양의 스폿 용접부 내경 둘레를 따라 조사하여 레이저 절단 가공에 의해 원형홀로 이루어지는 관통홀을 절단 가공하는 단계;
   외면 일측 둘레를 따라 접합단이 돌출 형성된 웰드너트의 하단을 상기 관통홀에 일부 끼운 상태로, 상기 접합단을 상기 상부패널의 관통홀 둘레에 가압 통전하여 접합하는 단계;
   를 포함하는 복수패널상의 너트용접방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 접합단은
   하측에 상기 관통홀 둘레면에 대하여 전류를 집중하도록 접합돌기가 일체로 형성되는 복수패널상의 너트용접방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 접합단은
    상기 상부패널 상에 원형 고리모양의 압흔으로 이루어지는 스폿 용접부 상에 접합되는 복수패널상의 너트용접방법.

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