KR20170071627A - 프로젝션 용접장치 - Google Patents

Abstract

용접 불량 방지할 수 있는 하드웨어의 프로젝션 용접장치가 소개된다. 상부전극(10)으로부터 대상물의 용접면에 가해지는 하중분포를 측정할 수 있도록, 하부전극(20) 선단의 전극부(21) 하부에 전극부(21)의 둘레를 따라 복수 개 설치된 하중센서(30)를 구비한다

Description

프로젝션 용접장치{PROJECTION WELDING APPARATUS}

본 발명은 프로젝션 용접, 특히 스터드 볼트나 너트와 같은 하드웨어를 패널에 프로젝션 용접하는 장치에 관한 것이다.

조립부의 강성 확보 및 조립 편의를 위해 하드웨어의 프로젝션 용접이 널리 사용되고 있다. 차량의 경우, 화이트바디에 장착되는 서브프레임의 마운팅부에 볼트가 프로젝션 용접된다.

그런데, 고강도가 요구되는 프로젝션 용접 부위의 융착강도가 부족하거나, 도 1에서 보듯이, 용접상태가 극히 불량하여 패널(2)과 하드웨어(1) 간의 분리, 파단(3)이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래기술에서와 같은 용접 불량 방지할 수 있는 프로젝션 장치를 제공함을 목적으로 한다.

위 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 용접장치는, 상부전극으로부터 대상물의 용접면에 가해지는 가압력의 분포를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성된다.

도 2 내지 도 4는 위와 같은 본 발명의 아이디어가 기초하고 있는 종래 프로젝션 용접의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 하드웨어(1)의 프로젝션(4)이 접촉하는 패널(2)의 용접면은 항상 평탄하지는 않다. 도 3에서 보듯이 패널(2)의 용접면이 평탄하지 않은 경우 하드웨어(1)의 프로젝션(4)과 접촉이 미흡한 영역(F)이 존재할 수 있다.

프로젝션 용접은 전극으로 하드웨어(1)를 가압하고 통전을 하므로 패널(2)과 프로젝션(4) 간의 접촉 불균일은 어느 정도 해소 가능하다. 그러나 패널(2)의 용접면을 4개의 영역(도 4 참조: a,b,c,d)으로 나누어, 용접 시 이들 영역에 가해지는 하중분포를 조사해 보면, 일정 이상으로 불균일한 경우 용접 불량이 발생한다.

위와 같은 프로젝션(4)과 용접 대상물 간의 접촉 불균일은 단순히 패널(2) 용접면의 평탄도에만 의존하는 것은 아니다. 용접면이 평탄하더라도 상하부 전극의 직진도가 불량할 수 있고, 또 하드웨어(1)가 잘못 놓여져 프로젝션(4)과 용접 대상물 간의 접촉이 불균일 할 수 있으며, 이러한 경우 용접 불량이 문제가 된다.

실제로 서브프레임의 마운팅부에 하드웨어의 프로젝션 용접을 적용하고자 시제품 제작을 하였다. 3,500kgf 이상의 인장강도를 갖는 용접부 형성을 목표로 하였으나, 결과는 40% 이상이 불량이었다. 불량 발생의 원인은 여러 가지가 있을 것이나, 하드웨어의 프로젝션과 패널의 용접면 간의 접촉이나 가압력이 균일하지 못한 이유일 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면 프로젝션 용접장치는, 상부전극으로부터 대상물의 용접면에 가해지는 하중분포를 측정할 수 있도록, 하부전극 선단의 전극부 하부에 전극부의 둘레를 따라 복수 개 설치된 하중센서를 구비한다. 각 하중센서의 측정값은 제어부로 송출되며, 하중분포에 일정 이상의 편차가 존재하는 경우 불량으로 판정한다.

하나의 예로서 먹지를 이용하면 상하부 전극의 직진도 불량을 확인할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 전극의 직진도를 체크할 수 있을 뿐, 용접 시 여러 원인에 의해 발생될 수 있는 용접면에서의 접촉이나 가압력 불량까지는 확인할 수 없다. 실시예에서와 같이 용접면에 가해지는 하중분포를 실시간 측정하여 보정을 함으로써 최적의 용접 조건을 유지할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 프로젝션 용접장치에 의하면, 용접 불량의 발생을 미리 예측하여 이를 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 용접 불량이 발생되는 조건에 관한 데이터의 축적이 가능하며 이를 이용하여 최적의 용접 조건을 도출하고 이를 유지할 수 있다.

또한 프로젝션 용접의 경우 가압 상태에서 용접이 이루어지기에 전극의 직진도가 문제되는데, 본 발명에 의하면 전극 직진도를 용이하게 판별할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 프로젝션 용접의 불량율 최소화가 가능하며 고강도의 우수한 품질의 프로젝션 용접을 얻을 수 있다.

도 1은 종래 프로젝션 용접의 불량 예를 보인 도면,
도 2 내지 도 4는 프로젝션 용접의 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 용접장치를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하중센서의 설치 예를 보인 모식도,
도 7은 도 6에 도시된 하중센서의 개략적인 평면도이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도면들에서 동일한 구성요소 또는 부품들은 설명의 편의를 위해 가능한 한 동일한 참조부호로 표시된다.

도 5를 참조하면, 실시예에 다른 프로젝션 용접장치는 상부전극(10), 하부전극(20), 그리고 하부전극(20)에 설치된 하중센서(30) 혹은 압력센서를 포함한다.

상부전극(10)은 가동전극이다. 승강 가능하며, 하부전극(20)에 마운팅된 하드웨어(1)를 패널(미도시)에 대해 가압하고 여기에 전류를 공급할 수 있다. 상부전극(10)은 선단의 전극부(11)와 전극부(11)가 고정되는 홀더(12)로 구성된다.

하부전극(20)은 고정전극이다. 패널과 여기에 용접될 하드웨어(1)가 하부전극(20)에 마운팅된다. 마운팅된 상태에서 패널과 하드웨어(1)의 프로젝션(14)이 접촉한다. 하부전극(20) 또한 선단의 전극부(21)와 전극부(21)가 고정되는 홀더(22)로 구성된다.

도 5에서 보듯이, 하중센서(30)는 하부전극(20)의 전극부(21)와 홀더(22) 사이에 개재된다. 하중센서(30)는 상부전극(10)으로부터의 가압력이 하드웨어(1)의 디스크(5), 패널의 용접면 및 전극부(21)를 거쳐 하중센서(30)로 전달될 수 있도록, 전극부(21) 직하부에 설치된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 하중센서(30)는 하부전극(20)의 전극부(21)에 대응하는 원통형 형상의 절연체(31)와 그 둘레를 따라 배열된 4개의 센서부(33)를 포함한다.

센서부(33)는 절연체(31) 내부에 매설되며, 센서부(33)와 전극부(21) 사이에는 전극부(21)로부터의 가압력을 센서부(33)로 전달할 수 있도록 세라믹볼이 개재된다. 센서부(33)와 전극부(21) 사이는 특정 지점, 즉 세라믹볼 설치 위치에서의 하중을 측정할 수 있도록 이격된다.

센서부(33)는 케이블(34)을 통해 제어부(미도시)에 연결되며, 각 센서부(33)로부터 측정값을 수신한 제어부에서 용접 불량 발생 가능성을 판정한다.

이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 또는 변형될 수 있다는 것이 이해될 필요가 있다.

10: 상부전극 11,21: 전극부
12,22: 홀더 20: 하부전극
30: 하중센서

Claims (2)

1. 대상물과 이에 용접될 하드웨어가 마운팅될 수 있도록 구성된 상부전극;
   이동하여 하부전극에 마운팅된 하드웨어를 가압할 수 있도록 구성된 하부전극;
   상부전극으로부터 대상물의 용접면에 가해지는 하중분포를 측정하기 위해, 하부전극 선단에 배치된 전극부의 하부에 전극부의 둘레를 따라 복수 개 설치된 하중센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 하중센서는 하부전극의 전극부와 이 전극부가 장착되는 홀더 사이의 이격공간에 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝션 용접장치.

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