KR20180044625A - 이종소재 접합 구조체 및 접합 방법 - Google Patents

Abstract

이종소재 접합 구조체가 개시된다. 개시된 이종소재 접합 구조체는 비철소재와 스틸소재의 금속판재들이 접합된 것으로서, 서로 겹쳐진 금속판재들의 접합 부위에서 스틸소재의 금속판재에 접합 홀들이 형성되며, 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의한 비철소재의 소성 유동 소스가 접합 홀들을 메우면서 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 일체로 접합하는 접합부로서 구비될 수 있다.

Description

이종소재 접합 구조체 및 접합 방법 {ADHERING STRUCTURE AND METHOD OF DIFFERENT KINDS MATERIALS}

본 발명의 실시 예는 이종소재의 접합 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스틸소재와 알루미늄소재의 이종소재를 일체로 접합한 이종소재 접합 구조체 및 그 접합방법에 관한 것이다.

최근 자동차 차체의 구성은 연비 향상을 위해 경량재료의 적용이 증가하고 있다. 이러한 경량재료의 증가에 따라서 서로 다른 이종소재, 예를 들어 알루미늄 소재와 스틸 소재 등의 조합이 많아지고 있지만, 이러한 조합의 강종에 용접을 적용하면, 갈바닉 부식으로 인한 품질문제가 발생한다.

이에 당 업계에서는 레이저 브레이징 방식, 구조용 접착제를 이용한 본딩 방식이나 셀프 피어싱 리벳(SPR: Self Piercing Rivet)과 같은 체결부품을 이용한 기계적인 접합 방식의 매우 제한적인 접합 방식으로서 이종소재를 접합하고 있다.

그러나, 레이저 브레이징 방식의 경우에는 이종소재 간 반응층의 형성으로 인해 접합강도가 약하다는 단점이 있다. 또한, 구조용 접착제를 이용한 본딩 방식은 접착제의 경화 시간이 길어 공정 관리 면에서 불리하고, 재료비가 증가하며, 접합 강도가 약하다는 단점이 있다.

상기에서 셀프 피어싱 리벳과 같은 체결부품을 이용한 기계적인 접합 방식은 갈비닉 부식(전위차 부식)으로 인한 품질문제가 발생할 수 있고, 하드웨어 비용이 증가하며, 소재의 강도에 따라 제한이 따른다는 단점이 있다.

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.

본 발명의 실시 예들은 마찰 교반 접합 방식을 이용하여 이종소재의 금속판재들을 일체로 접합한 이종소재 접합 구조체 및 접합 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체는, 비철소재와 스틸소재의 금속판재들이 접합된 것으로서, 서로 겹쳐진 상기 금속판재들의 접합 부위에서 상기 스틸소재의 금속판재에 피어싱 홀들이 형성되되, 상기 피어싱 홀들은 한 쪽 방향으로 경사지게 형성되며, 상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의한 비철소재의 소성 유동 소스가 상기 피어싱 홀들을 메우면서 상기 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 일체로 접합하는 접합부로서 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 피어싱 홀들은 한 쌍을 기준으로 할 때, 서로 반대 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 금속판재들의 접합 부위 계면에는 마찰 교반에 의해 비철소재와 스틸소재의 반응층이 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체는, 비철소재와 스틸소재의 금속판재들이 접합된 것으로서, 서로 겹쳐진 상기 금속판재들의 접합 부위에서 상기 스틸소재의 금속판재에 탭 홀들이 형성되며, 상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의한 비철소재의 소성 유동 소스가 상기 탭 홀들을 메우면서 상기 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 일체로 접합하는 접합부로서 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 탭 홀들은 상기 스틸소재의 금속판재에 수직 방향으로 형성되며, 홀의 내주 면에 나사 산이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체에 있어서, 상기 금속판재들의 접합 부위 계면에는 마찰 교반에 의해 비철소재와 스틸소재의 반응층이 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합방법은, 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 접합하는 것으로서, 스틸소재 금속판재의 접합 부위에 접합 홀들을 가공하고, 다이 상에 상기 스틸소재의 금속판재를 배치하며, 상기 스틸소재 금속판재의 접합 부위에 비철소재의 금속판재를 겹쳐지게 맞대고 상기 비철소재 금속판재의 표면을 마찰 교반하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합방법은, 상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의해 고액공존 온도구역의 소성 유동 소스를 상기 접합 홀들에 메우면서 상기 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 접합할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합방법에 있어서, 상기 고액공존 온도구역은 400℃를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합방법은, 상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의한 고액공존 온도구역에서 상기 금속판재들의 접합 부위 계면에 비철소재와 스틸소재의 반응층을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합방법은, 상기 스틸소재의 금속판재에 상기 접합 홀로서 한 쪽 방향으로 경사진 피어싱 홀을 가공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합방법은, 상기 스틸소재의 금속판재에 상기 접합 홀로서 수직 방향의 탭 홀을 가공하며, 상기 탭 홀의 내주 면에 나사 산을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이종소재 접합방법에 있어서, 상기 비철소재는 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 마찰 교반 방식으로 쉽게 겹치기 접합할 수 있고, 스틸소재 금속판재의 접합 홀들에 침투된 소성 유동 소스로서의 접합부를 통해 비철소재 금속판재 및 스틸소재 금속판재의 접합 강도를 증대시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체의 접합방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체의 접합방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

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.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(100)는 차체의 경량화를 도모하기 위해 이종소재의 금속판재(1, 2)들이 일체로 접합된 접합체로서, 예를 들면 차체 패널과 같은 차체 조립용 부품으로 구성될 수 있다.

이러한 이종소재의 접합 구조체(100)는 상기한 바와 같이 차체용 패널에 적용되는 것으로 한정되지 않고, 차체용 멤버 및 차체 프레임 등과 같은 각종 차체 구조물에 적용될 수도 있다.

더 나아가, 본 발명의 보호범위가 차체 조립용 부품의 이종소재 접합체에 반드시 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 구조물에 채용되는 이종소재의 접합체라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

여기서, 이종소재의 금속판재들(1, 2)은 예를 들어, 알루미늄 판재, 더 나아가 마그네슘 판재 등과 같은 비철소재의 금속판재(1)와, 스틸 강판, 스테인레스 스틸 강판, 고장력 강판 및 초고장력 강판 등과 같은 스틸소재의 금속판재(2)를 포함할 수 있다.

이하에서는 도면을 기준으로 비철소재의 금속판재(1)를 스틸소재의 금속판재(2) 위에 일부 겹쳐 놓은 상태로 그 비철소재 금속판재(1)와 스틸소재 금속판재(2)의 서로 겹쳐진 접합 부위를 일체로 접합하여 이종소재의 접합체를 제조하는 예를 설명하기로 한다.

그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 비철소재 금속판재(1)와 스틸소재 금속판재(2)의 기준 위치 및 접합장치의 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(100)는 고상 접합법인 마찰 교반 접합(Friction Stir Welding; FSW) 방식에 의해 비철소재의 금속판재(1)와 스틸소재의 금속판재(2)가 일체로 접합된 구조로 이루어진다.

여기서, 마찰 교반 접합이라 함은 접합 소재 보다 경도가 우수한 재질의 접합 툴이 서로 겹쳐진 접합 소재들의 접합 부위를 가압하며 회전함에 따라 그 접합 툴의 가압력과, 접합 툴과 접합 부위 사이에서 발생하는 마찰열을 이용하여 소재 내의 역성 유동에 의해 접합하는 고상 접합 방식이다.

즉, 마찰 교반 접합 방식에서는 접합 소재들의 접합 부위를 가압하며 회전하는 접합 툴과 접합 소재 사이의 마찰열에 의하여 소재의 소성 유동과 변형으로 연화된 결정조직을 강제적으로 혼합하면서 접합 소재들의 접합 부위를 접합할 수 있다.

상기에서와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(100)는 서로 겹쳐진 비철소재 금속판재(1)와 스틸소재 금속판재(2)의 접합 부위(3)에서 그 스틸소재의 금속판재(2)에 접합 홀들(10)이 형성되어 있다.

상기 접합 홀들(10)은 비철소재 금속판재(1)와 스틸소재 금속판재(2)의 접합 부위(3)에서 그 접합 방향을 따라 스틸소재의 금속판재(2)에 연속적으로 형성된다. 예를 들면, 상기 접합 홀들(10)은 한 쪽 방향으로 경사지게 형성된 사각 단면 형상의 피어싱 홀들(11)을 포함한다. 상기 피어싱 홀들(11)은 한 쌍을 기준으로 할 때, 서로 반대 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 비철소재의 금속판재(1)에 일체로 연결되고, 스틸소재 금속판재(2)의 피어싱 홀들(11)에 구비된 접합부(31)를 포함하고 있다. 상기 접합부(31)는 비철소재와 스틸소재의 금속판재들(1, 2)을 실질적으로 접합하는 것으로서, 비철소재 금속판재(1) 표면의 마찰 교반에 의한 비철소재의 소성 유동 소스(33)가 피어싱 홀들(11)을 메우면서 형성될 수 있다.

상기에서 소성 유동 소스(33)라 함은 비철소재 금속판재(1) 표면의 마찰 교반에 의해 고액공존 온도구역(예를 들면 400℃)에서 소성 유동하는 비철소재의 연화 결정조직을 의미한다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서 상기 비철소재 및 스틸소재 금속판재들(1, 2)의 접합 부위 계면에는 마찰 교반에 의해 비철소재와 스틸소재의 반응층(41)이 형성된다.

상기 반응층(41)은 비철소재 금속판재(1) 표면의 마찰 교반에 의한 고액공존 온도구역에서 소성 유동과 변형으로 비철소재와 스틸소재의 연화된 결정조직이 혼합된 것으로서, 비철소재 및 스틸소재 금속판재들(1, 2)의 접합 부위 계면에 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(100)의 접합방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체의 접합방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 스틸소재 금속판재(2)의 설정된 접합 부위(3)에 접합 홀들(10)을 가공하는데, 한 쪽 방향으로 경사진 피어싱 홀들(11)을 가공한다. 이 때, 본 발명의 실시 예에서는 서로 반대 방향으로 경사진 한 쌍의 피어싱 홀들(11)을 스틸소재 금속판재(2)의 접합 부위(3)에 연속적으로 가공한다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 다이(101) 상에 스틸소재의 금속판재(2)를 배치하고, 그 스틸소재 금속판재(2)의 접합 부위(3) 상에 비철소재의 금속판재(1)를 일부 겹쳐지게 배치한다.

그런 다음, 본 발명의 실시 예에서는 도 4에서와 같이, 마찰 교반용 접합 툴(103)로서 비철소재 금속판재(1)의 표면을 가압하며, 그 접합 툴(103)을 회전시킨다.

상기와 같이 서로 겹쳐진 비철소재와 스틸소재의 금속판재(1, 2) 접합 부위(3)에서 비철소재 금속판재(1)의 표면을 접합 툴(103)로 가압하며 회전시키게 되면, 본 발명의 실시 예에서는 접합 툴(103)의 가압력과 그 접합 툴(103)과 접합 부위(3) 사이에서 발생하는 마찰열에 의해 소재 내의 역성 유동이 발생한다.

이에, 본 발명의 실시 예에서는 비철소재 금속판재(1) 표면의 마찰 교반에 의해 고액공존 온도구역의 소성 유동 소스(33)를 피어싱 홀(11)에 메우면서 비철소재와 스틸소재의 금속판재들(1, 2)을 일체로 접합할 수 있게 된다. 여기서, 상기 접합 부위(3)의 고액공존 온도구역에서는 400℃를 유지하며, 소성 유동 소스(33)를 피어싱 홀(11)로 침투시킬 수 있다.

그리고, 상기한 과정에서 본 발명의 실시 예에서는 비철소재 및 스틸소재 금속판재들(1, 2)의 접합 부위 계면에 마찰 교반에 의한 비철소재와 스틸소재의 반응층(41)을 형성한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기한 바와 같은 접합 툴(103)을 비철소재와 스틸소재의 금속판재(1, 2) 접합 부위(3)를 따라 이동시키면서 비철소재와 스틸소재의 금속판재들(1, 2)을 마찰 교반 방식으로 접합하며, 도 2에서와 같은 이종소재 접합 구조체(100)를 제조할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 비철소재와 스틸소재의 금속판재들(1, 2)을 마찰 교반 방식으로 쉽게 겹치기 접합할 수 있게 되고, 스틸소재 금속판재(2)의 경사진 피어싱 홀들(11)에 침투된 소성 유동 소스(33)로서의 접합부(31)를 통해 비철소재 금속판재(1) 및 스틸소재 금속판재(2)의 접합 강도를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 비철소재 및 스틸소재 금속판재들(1, 2)의 접합 부위 계면에 마찰 교반에 의한 비철소재와 스틸소재의 반응층(41)을 형성하므로, 그 반응층(41)을 통하여 전위차 부식을 방지할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체를 도시한 단면 구성도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(200)는 전기 실시 예의 구조를 기본으로 하면서, 스틸소재의 금속판재(2)에 형성되는 접합 홀들(10)로서 탭 홀들(21)을 포함할 수 있다.

상기 탭 홀들(21)은 비철소재 금속판재(1)와 스틸소재 금속판재(2)의 접합 부위(3)에서 그 접합 방향을 따라 스틸소재의 금속판재(2)에 연속적으로 형성된다. 상기 탭 홀들(21)은 스틸소재의 금속판재(2)에 수직 방향으로 형성되며, 그 홀들의 내주 면는 나사 산(23)(당 업계에서는 "나사 탭" 이라고도 한다)이 형성된다.

본 발명의 다른 실시 예에서는 비철소재의 금속판재(1)에 일체로 연결되고, 스틸소재 금속판재(2)의 탭 홀들(21)에 구비된 접합부(61)를 포함하고 있다. 상기 접합부(61)는 비철소재와 스틸소재의 금속판재들(1, 2)을 실질적으로 접합하는 것으로서, 비철소재 금속판재(1) 표면의 마찰 교반에 의한 비철소재의 소성 유동 소스(63)가 탭 홀들(21)을 메우면서 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시 예에서 상기 접합부(61)에 대응하는 금속판재들(1, 2)의 접합 부위 계면에는 마찰 교반에 의한 비철소재와 스틸소재의 반응층(81)이 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(200)의 접합방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체의 접합방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 우선 본 발명의 다른 실시 예에서는 스틸소재 금속판재(2)의 설정된 접합 부위(3)에 접합 홀들(10)을 가공하는데, 그 접합 부위(3)에 수직 방향의 탭 홀들(21)을 연속적으로 가공한다. 이 때, 상기 탭 홀들(21)의 내주 면에는 나사 산(23)을 형성하고 있다.

그리고 나서, 본 발명의 다른 실시 예에서는 다이(101) 상에 스틸소재의 금속판재(2)를 배치하고, 그 스틸소재 금속판재(2)의 접합 부위(3) 상에 비철소재의 금속판재(1)를 일부 겹쳐지게 배치한 상태에서, 도 8에서와 같이 접합 툴(103)로서 비철소재 금속판재(1)의 접합 부위 표면을 마찰 교반한다.

이에, 본 발명의 다른 실시 예에서는 비철소재 금속판재(1) 표면의 마찰 교반에 의해 고액공존 온도구역의 소성 유동 소스(63)를 탭 홀(21)에 메우면서 비철소재와 스틸소재의 금속판재들(1, 2)을 일체로 접합할 수 있게 된다. 여기서, 상기 접합 부위(3)의 고액공존 온도구역에서는 400℃를 유지하며, 소성 유동 소스(63)를 탭 홀(21)로 침투시킬 수 있다.

그리고, 상기한 과정에서 본 발명의 다른 실시 예에서는 비철소재 및 스틸소재 금속판재들(1, 2)의 접합 부위 계면에 마찰 교반에 의한 비철소재와 스틸소재의 반응층(81)을 형성한다.

따라서, 본 발명의 다른 실시 예에서는 상기한 바와 같은 접합 툴(103)을 비철소재와 스틸소재의 금속판재(1, 2) 접합 부위(3)를 따라 이동시키면서 비철소재와 스틸소재의 금속판재들(1, 2)을 마찰 교반 방식으로 접합하며, 도 6에서와 같은 이종소재 접합 구조체(200)를 제조할 수 있다.

이로써, 본 발명의 다른 실시 예에서는 스틸소재 금속판재(2)의 나사 산(23)을 가진 탭 홀들(21)에 침투된 소성 유동 소스(63)로서의 접합부(61)를 통하여 비철소재 금속판재(1) 및 스틸소재 금속판재(2)의 접합 강도를 증대시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 이종소재 접합 구조체(200) 및 접합방법의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시 예에서와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 비철소재 금속판재
2... 스틸소재 금속판재
3... 접합 부위
10... 접합 홀
11... 피어싱 홀
21... 탭 홀
23... 나사 산
31, 61... 접합부
33, 63... 소성 유동 소스
41, 81... 반응층
100, 200... 이종소재 접합 구조체
101... 다이
103... 접합 툴

Claims (13)

1. 비철소재와 스틸소재의 금속판재들이 접합된 이종소재 접합 구조체에 있어서,
   서로 겹쳐진 상기 금속판재들의 접합 부위에서 상기 스틸소재의 금속판재에 피어싱 홀들이 형성되되, 상기 피어싱 홀들은 한 쪽 방향으로 경사지게 형성되며,
   상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의한 비철소재의 소성 유동 소스가 상기 피어싱 홀들을 메우면서 상기 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 일체로 접합하는 접합부로서 구비되는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 피어싱 홀들은 한 쌍을 기준으로 할 때, 서로 반대 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 금속판재들의 접합 부위 계면에는 마찰 교반에 의해 비철소재와 스틸소재의 반응층이 형성되는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.
4. 비철소재와 스틸소재의 금속판재들이 접합된 이종소재 접합 구조체에 있어서,
   서로 겹쳐진 상기 금속판재들의 접합 부위에서 상기 스틸소재의 금속판재에 탭 홀들이 형성되며,
   상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의한 비철소재의 소성 유동 소스가 상기 탭 홀들을 메우면서 상기 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 일체로 접합하는 접합부로서 구비되는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 탭 홀들은,
   상기 스틸소재의 금속판재에 수직 방향으로 형성되며, 홀의 내주 면에 나사 산이 형성되는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 금속판재들의 접합 부위 계면에는 마찰 교반에 의해 비철소재와 스틸소재의 반응층이 형성되는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합 구조체.
7. 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 접합하는 이종소재 접합방법에 있어서,
   스틸소재 금속판재의 접합 부위에 접합 홀들을 가공하고,
   다이 상에 상기 스틸소재의 금속판재를 배치하며,
   상기 스틸소재 금속판재의 접합 부위에 비철소재의 금속판재를 겹쳐지게 맞대고 상기 비철소재 금속판재의 표면을 마찰 교반하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합방법.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의해 고액공존 온도구역의 소성 유동 소스를 상기 접합 홀들에 메우면서 상기 비철소재와 스틸소재의 금속판재들을 접합하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합방법.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 고액공존 온도구역은 400℃를 유지하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합방법.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 비철소재 금속판재 표면의 마찰 교반에 의한 고액공존 온도구역에서 상기 금속판재들의 접합 부위 계면에 비철소재와 스틸소재의 반응층을 형성하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합방법.
11. 제7 항에 있어서,
    상기 스틸소재의 금속판재에 상기 접합 홀로서 한 쪽 방향으로 경사진 피어싱 홀을 가공하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합방법.
12. 제7 항에 있어서,
    상기 스틸소재의 금속판재에 상기 접합 홀로서 수직 방향의 탭 홀을 가공하며, 상기 탭 홀의 내주 면에 나사 산을 형성하는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합방법.
13. 제7 항에 있어서,
    상기 비철소재는 알루미늄 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종소재 접합방법.

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