KR20200142183A - Spot welding device and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시 예는 스폿 용접 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종 강도 소재의 강판들을 스폿 용접하기 위한 스폿 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a spot welding system, and more particularly, to a spot welding apparatus and method for spot welding steel sheets of different strength materials.
일반적으로, 전기저항용접은 용접할 물체에 전류를 인가하여 접촉부에서 발생하는 전기 저항 열로 모재를 용융상태로 만들고 외력을 가하여 접합하는 전기저항 용접방식으로서, 전극 팁을 이용한 스폿(spot) 용접이 주로 사용되고 있다.In general, electric resistance welding is an electric resistance welding method in which the base material is melted by applying an electric current to the object to be welded and the electric resistance heat generated at the contact part, and an external force is applied to it, and spot welding using an electrode tip is mainly used. Is being used.
스폿 용접은 겹쳐놓은 금속판 양면을 전극 팁으로 가압하면서 전류를 인가하면 접촉면에 전기저항이 크게 발생하게 되는데, 이때 발생하는 발열을 이용하여 용접하는 방식이다. 이러한 스폿 용접 방식은 스폿 용접기를 산업용 로봇에 장착하여 주로 자동차의 차체 부품 조립 공정에서 패널 등을 용접할 때 많이 사용되고 있다.In spot welding, when an electric current is applied while pressing both sides of an overlapped metal plate with an electrode tip, electric resistance is largely generated on the contact surface, which is a method of welding using heat generated at this time. This spot welding method is widely used when a spot welder is mounted on an industrial robot to weld panels, etc., mainly in the assembly process of vehicle body parts.
이와 같은 스폿 용접에 사용되는 전극 팁은 높은 전기 전도도와 열 전도율, 고강도와 내마모성을 유지해야 하는 바, 통상적인 스폿 용접용 전극 소재는 Cu-Cr, Cu-Zr 등 Cu 계열의 합금이 적용되고 있다.The electrode tip used for such spot welding must maintain high electrical conductivity, thermal conductivity, high strength and abrasion resistance, and as a general electrode material for spot welding, Cu-based alloys such as Cu-Cr and Cu-Zr are applied. .
한편, 일반적인 차체는 비교적 강도가 높은 구조적 보강재(예를 들면, 초 고장력강)로 이루어진 골격 구조 위를 비교적 강도가 낮은 외판재(예를 들면, 연강)로 둘러싼 형태로 되어 있다.On the other hand, a general vehicle body is in the form of surrounding a frame structure made of a structural reinforcement material with relatively high strength (for example, super high-tensile strength steel) with a shell plate material having relatively low strength (for example, mild steel).
여기서, 강판의 강도가 높을수록 합금원소의 첨가량이 많아 탄소당량이 높아짐에 따라 비저항이 커지고, 강판의 강도가 낮을수록 함금원소의 첨가량이 적어 탄소당량이 낮아짐에 따라 비저항이 낮아진다.Here, the higher the strength of the steel sheet, the greater the amount of alloying elements added and the higher the carbon equivalent, the greater the specific resistance, and the lower the strength of the steel sheet, the less the amount of the alloying element added, and the lower the carbon equivalent, the lower the specific resistance.
이에, 상기한 바와 같은 강도가 높은 강판과 강도가 낮은 강판을 서로 겹쳐놓고 스폿 용접을 진행할 때, 이들 강판의 비저항 차이로 인해 발열 및 용융 거동이 상이하다. 이는 비저항이 높은 강판은 급속한 발열로 먼저 용융되지만, 비저항이 낮은 강판은 상대적으로 용융시점이 늦기 때문이다.Accordingly, when spot welding is performed by overlapping a steel plate having high strength and a steel plate having low strength as described above, the heat generation and melting behavior are different due to the difference in resistivity of these steel sheets. This is because a steel sheet with high specific resistance melts first due to rapid heat generation, but a steel sheet with low specific resistance has a relatively slow melting point.
따라서, 서로 다른 강도를 갖는 강판들을 스폿 용접(다겹 용접)하는 경우에는 강판들 간의 비저항 차이로 인해 강판들의 용접부에 전극 팁의 축 방향을 따른 비대칭적인 용접 너겟이 생성되거나 미 용접이 발생할 수 있다.Therefore, in the case of spot welding (multi-layer welding) of steel sheets having different strengths, an asymmetric welding nugget along the axial direction of the electrode tip may be generated or non-welding may occur in the welds of the steel sheets due to the difference in resistivity between the steel sheets.
이 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 this background are prepared to enhance an understanding of the background of the invention, and may include matters other than those of the prior art known to those of ordinary skill in the field to which this technology belongs.
본 발명의 실시 예들은 서로 다른 강도를 갖는 강판들을 다겹 용접할 때 강판들의 비저항 차이로 인해 용접부에 비대칭성의 용접 너겟이 생성되는 것을 방지할 수 있도록 한 스폿 용접 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide a spot welding apparatus and method capable of preventing the generation of asymmetrical welding nuggets in a weld zone due to a difference in resistivity of steel sheets when multi-ply welding steel sheets having different strengths.
본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치는, 서로 다른 강도를 갖는 적어도 두 매의 강판들이 겹쳐진 용접 대상물을 저항 스폿 용접으로 접합하는 것으로서, 건 프레임에 동축 방향으로 각각 배치되며, 상기 용접 대상물을 사이에 두고 어느 하나가 상기 건 프레임에 고정되고, 다른 하나가 상기 건 프레임에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 용접 대상물을 가압하는 한 쌍의 전극 팁을 포함하며, 상기 한 쌍의 전극 팁은 강도가 높은 강판 및 강도가 낮은 강판에 각각 대응하여 서로 다른 면적을 지닌 동심원의 모재 접촉부를 각각 형성할 수 있다.A spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention is to join a welding object in which at least two sheets of steel plates having different strengths are overlapped by resistance spot welding, and are respectively disposed in a gun frame in a coaxial direction, and between the welding objects. One is fixed to the gun frame, the other is installed to be movable back and forth on the gun frame, and includes a pair of electrode tips for pressing the welding object, and the pair of electrode tips have strength It is possible to form concentric base metal contact portions having different areas respectively corresponding to the high steel plate and the low strength steel plate.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 강도가 낮은 강판에 대응하는 상기 전극 팁의 모재 접촉부는 강도가 높은 강판에 대응하는 상기 전극 팁의 모재 접촉부 보다 작은 면적으로 구비될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the base material contact portion of the electrode tip corresponding to the steel sheet having low strength may be provided with a smaller area than the base material contact portion of the electrode tip corresponding to the steel sheet having high strength. have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 한 쌍의 전극 팁은 강도가 높은 강판 및 강도가 낮은 강판에 각각 대응하여 서로 다른 구경으로 구비될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the pair of electrode tips may be provided with different diameters corresponding to a steel plate having high strength and a steel plate having low strength, respectively.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 강도가 높은 강판에 대응하는 상기 전극 팁은 대 구경으로 구비되며, 강도가 낮은 강판에 대응하는 상기 전극 팁은 소 구경으로 구비될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode tip corresponding to the steel sheet having high strength is provided with a large diameter, and the electrode tip corresponding to the steel sheet having low strength may be provided with a small diameter. have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치는, 소 구경의 전극 팁에 결합되며, 상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부를 중앙에서 개방하고 그 모재 접촉부와 함께 상기 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더를 더 포함할 수 있다.In addition, the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention is coupled to a small-diameter electrode tip, a non-conductive material that opens a base material contact portion of the small-diameter electrode tip at the center and presses the welding object together with the base material contact portion. It may further include an electrode holder of.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 전극 홀더는 대 구경 전극 팁의 모재 접촉부에 대응하는 외경의 모재 지지부를 상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성할 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode holder may form a base material support part having an outer diameter corresponding to the base material contact part of the large-diameter electrode tip on the edge side of the base material contact part of the small-diameter electrode tip. .
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 전극 홀더는 상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부를 개방하는 개방 단과, 상기 소 구경의 전극 팁이 삽입 가능하도록 상기 개방 단에 연결되는 삽입 홀을 포함할 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode holder has an open end that opens a base material contact portion of the small-diameter electrode tip, and is connected to the open end so that the small-diameter electrode tip can be inserted. It may include an insertion hole.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 삽입 홀은 상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부 측을 지지하도록 상기 개방 단에서 멀어질수록 점차 커지는 단면 직경을 지닌 제1 내경 면과, 상기 소 구경 전극 팁의 나머지 부분을 지지하도록 상기 소 구경 전극 팁의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경을 지닌 제2 내경 면을 포함할 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the insertion hole includes a first inner diameter surface having a cross-sectional diameter gradually increasing as the distance from the open end increases so as to support the side of the base metal contact portion of the small diameter electrode tip. And a second inner diameter surface having the same cross-sectional diameter along the axial direction of the small diameter electrode tip to support the rest of the small diameter electrode tip.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 전극 홀더는 링 타입으로 구비되며, 상기 삽입 홀은 상기 소 구경 전극 팁의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경을 지닌 내경 면을 형할 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode holder is provided in a ring type, and the insertion hole may form an inner diameter surface having the same cross-sectional diameter along the axial direction of the small-diameter electrode tip. have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 강도가 높은 강판에 대응하는 전극 팁은 대 구경으로 구비되고, 강도가 낮은 강판에 대응하는 전극 팁은 대 구경의 전극 팁에 대응하는 외경을 지닌 제1 부분과, 상기 제1 부분 보다 작은 외경을 지닌 소 구경으로서 상기 제1 부분에 일체로 연결되는 제2 부분으로 이루어질 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode tip corresponding to the high strength steel plate is provided with a large diameter, and the electrode tip corresponding to the low strength steel plate corresponds to the large diameter electrode tip. It may be composed of a first portion having an outer diameter and a second portion integrally connected to the first portion as a small diameter having an outer diameter smaller than that of the first portion.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 제2 부분에는 상기 모재 접촉부를 중앙에서 개방하고 그 모재 접촉부와 함께 상기 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더가 결합될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, a non-conductive electrode holder that opens the base material contact part at the center and presses the welding object together with the base material contact part may be coupled to the second part. .
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 전극 홀더는 대 구경 전극 팁의 모재 접촉부에 대응하는 외경의 모재 지지부를 제2 부분의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성하며, 상기 제2 부분의 모재 접촉부를 개방하는 개방 단을 형성하고, 상기 제2 부분이 삽입 가능하도록 상기 개방 단에 연결되며, 상기 제2 부분의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경의 내경 면을 지닌 삽입 홀을 형성할 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode holder forms a base material support part having an outer diameter corresponding to the base material contact part of the large-diameter electrode tip on the edge side of the base material contact part of the second part, and the second To form an open end to open the base material contact portion of the part, the second part is connected to the open end to be insertable, and an insertion hole having an inner diameter surface of the same cross-sectional diameter along the axial direction of the second part is formed. I can.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 전극 홀더는 링 타입으로 구비되며, 접착제를 통해 상기 제1 부분에 고정될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode holder is provided in a ring type, and may be fixed to the first part through an adhesive.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 강도가 높은 강판에 대응하는 전극 팁은 대 구경으로 구비되고, 강도가 낮은 강판에 대응하는 전극 팁은 상기 모재 접촉부에서 멀어질수록 단면 직경이 점차 커지는 테이퍼 형상으로 구비될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode tip corresponding to the steel plate having high strength is provided with a large diameter, and the electrode tip corresponding to the steel plate having low strength has a cross-section as the distance from the contact portion of the base metal increases. The diameter may be provided in a tapered shape gradually increasing.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 테이퍼 형상의 전극 팁에는 상기 모재 접촉부를 중앙에서 개방하고 그 모재 접촉부와 함께 상기 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더가 결합될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, a non-conductive electrode holder that opens the base material contact part at the center and presses the welding object together with the base material contact part is coupled to the tapered electrode tip. I can.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 전극 홀더는 대 구경 전극 팁의 모재 접촉부에 대응하는 외경의 모재 지지부를 테이퍼 형상 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성하며, 상기 테이퍼 형상 전극 팁의 모재 접촉부를 개방하는 개방 단을 형성하고, 상기 테이퍼 형상 전극 팁이 삽입 가능하도록 상기 개방 단에 연결되며, 상기 테이퍼 형상 전극 팁의 모재 접촉부에서 멀어질수록 점차 단면 직경이 커지는 내경 면을 지닌 삽입 홀을 형성할 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the electrode holder forms a base material support portion having an outer diameter corresponding to the base material contact portion of the large-diameter electrode tip on the edge of the base material contact portion of the tapered electrode tip, and the tapered An inner diameter surface that forms an open end to open the base material contact part of the shaped electrode tip, is connected to the open end so that the tapered electrode tip can be inserted, and the cross-sectional diameter gradually increases as the distance from the base material contact part of the tapered electrode tip increases. Insertion holes can be formed.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 상기 한 쌍의 전극 팁은 강도가 높은 강판 및 강도가 낮은 강판에 각각 대응하여 동일한 구경으로 구비될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the pair of electrode tips may be provided with the same diameter corresponding to a steel plate having high strength and a steel plate having low strength, respectively.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치에 있어서, 강도가 낮은 강판에 대응하는 상기 전극 팁에는 상기 모재 접촉부의 가장자리 측에 모재 지지부로서의 비전도성 코팅층이 형성될 수 있다.In addition, in the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, a non-conductive coating layer as a base material support part may be formed on the electrode tip corresponding to the steel sheet having low strength on the edge side of the base material contact part.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 방법은, (a) 서로 다른 강도를 갖는 적어도 두 매의 강판들을 겹쳐놓은 용접 대상물을 제공하는 과정과, (b) 강도가 낮은 강판에 대응하는 제1 전극 팁과 강도가 높은 강판에 대응하는 제2 전극 팁 사이에 상기 용접 대상물을 두고 상기 제1 및 제2 전극 팁의 모재 접촉부를 통해 상기 용접 대상물을 가압하며, 상기 제1 및 제2 전극 팁에 설정된 용접 전류를 인가하는 과정을 포함하며, 상기 (b) 과정에서는 상기 제2 전극 팁의 모재 접촉부 보다 작은 면적의 모재 접촉부를 상기 제1 전극 팁에 제공하며, 상기 제2 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 상기 제1 전극 팁의 모재 접촉부 외경에 대응하는 비전도성의 모재 지지부를 제공할 수 있다.In addition, the spot welding method according to an embodiment of the present invention includes (a) providing a welding object in which at least two steel plates having different strengths are stacked, and (b) a first corresponding to a low strength steel plate. The welding object is placed between the electrode tip and the second electrode tip corresponding to the high-strength steel plate, and the welding object is pressed through the base metal contact portions of the first and second electrode tips, and the first and second electrode tips A process of applying a set welding current, and in the (b) process, a base material contact part having an area smaller than that of the base material contact part of the second electrode tip is provided to the first electrode tip, and the edge of the base material contact part of the second electrode tip A non-conductive base material support part corresponding to an outer diameter of the base material contact part of the first electrode tip may be provided on the side.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 방법에 있어서, 상기 (b) 과정에서는 상기 모재 지지부를 지니며 상기 제1 전극 팁에 장착되는 비전도성의 전극 홀더를 제공할 수 있다.In addition, in the spot welding method according to an embodiment of the present invention, in the step (b), a non-conductive electrode holder having the base material support and mounted on the first electrode tip may be provided.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 방법에 있어서, 상기 (b) 과정에서는 상기 모재 지지부를 지니며 상기 제1 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성되는 비전도성의 코팅층을 제공할 수 있다.In addition, in the spot welding method according to an embodiment of the present invention, in the step (b), a non-conductive coating layer having the base material support portion and formed on the edge of the base material contact portion of the first electrode tip may be provided. .
본 발명의 실시 예는 이종 강도 모재의 강판들에 대한 전극 팁의 접촉 면적 차이 및 전극 홀더를 통한 전극 팁의 가압 균일성을 통해 강판들 간의 전류 밀도에 변화를 주면서 비대칭 너겟의 생성을 방지할 수 있다.The embodiment of the present invention can prevent the generation of an asymmetric nugget while changing the current density between the steel plates through the difference in the contact area of the electrode tips with the steel plates of the different strength base material and the uniformity of pressing the electrode tips through the electrode holder. have.
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.In addition, effects obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed within a detailed description to be described later.
이 도면들은 본 발명의 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치에 적용되는 전극 팁의 모재 접촉부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치에 적용되는 전극 홀더를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치를 이용한 스폿 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치의 변형 예들을도시한 도면이다.Since these drawings are for reference only to explain the embodiments of the present invention, the technical idea of the present invention should not be limited to the accompanying drawings.
1 is a view schematically showing a spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a base material contact portion of an electrode tip applied to a spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an electrode holder applied to the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a spot welding method using the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are diagrams showing modified examples of the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description have been omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
이와 같은 도면은 본 발명의 바람직한 실시 예와 기술적인 사상 또는 특징 등을 구체적이고 명확하게 설명하기 위한 참고용이므로, 실제 제품 사양과 다를 수도 있음을 미리 밝혀둔다. Such drawings are for reference only to specifically and clearly describe a preferred embodiment of the present invention and a technical idea or feature, and it should be noted in advance that it may differ from actual product specifications.
또한, 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.In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, so the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions. Done.
하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of the components are divided into first, second, etc. to distinguish them because the names of the components are the same, and are not necessarily limited to the order in the following description.
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.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.In addition, terms such as "...unit", "...means", "...part", "...member" described in the specification refer to a unit of a comprehensive constitution that performs at least one function or operation. it means.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치(100)는 소정의 차체 부품, 예를 들면 차체 패널, 차체 프레임 등과 같은 용접 대상 구조물을 차체에 조립하는 차체 조립라인에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
예를 들면, 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치(100)는 차체 조립라인에서, 비교적 강도가 높은 구조적 보강재의 골격 구조에 비교적 강도가 낮은 외판재들을 스폿 용접으로 접합하며, 차체를 조립하는 공정에 적용될 수 있다.For example, the
여기서, 상기 강도가 높은 구조적 보강재는 (초)고장력 강판을 포함할 수 있고, 강도가 낮은 외판재들은 연강 강판을 포함할 수 있다. 더 나아가, 상기 (초)고장력 강판은 120K급 강판을 포함할 수 있고, 연강 강판은 (초)고장력 강판보다 비교적 낮은 강도의 강판을 포함할 수 있다.Here, the structural reinforcing material having high strength may include a (ultra) high-tensile steel plate, and the outer plate materials having low strength may include a mild steel plate. Further, the (ultra) high-tensile steel sheet may include a 120K grade steel sheet, and the mild steel sheet may include a steel sheet of relatively lower strength than the (ultra) high-tensile steel sheet.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치(100)는 상기에서와 같이 서로 다른 강도를 갖는 적어도 두 매의 강판들이 겹쳐진 모재로서의 용접 대상물(P)을 저항 스폿 용접으로 접합할 수 있다.The
상기에서 용접 대상물(P)은 서로 다른 강도를 갖는 강판들이 다겹으로 겹쳐진 것으로, 이하에서는 편의 상 비교적 강도가 높은 강판을 제1 강판(1)이라 하고, 비교적 강도가 낮은 강판을 제2 강판(2)이라고 한다.In the above, the welding object P is a stack of steel plates having different strengths. Hereinafter, for convenience, a steel plate having relatively high strength is referred to as a
이와 같은 스폿 용접 장치(100)는 용접 대상물(P)에 설정된 압력을 가하며, 설정된 용접 전류를 통전시키면서 용접 대상물(P)의 강판(1, 2)들을 전기 저항 열로서 스폿 용접할 수 있다. 더 나아가, 상기 스폿 용접 장치(100)는 용접 로봇의 아암에 장착되며, 그 용접 로봇의 설정된 티칭 경로를 따라 이동될 수 있다.The
상기에서는 용접 대상물(P)로서의 차체 부품을 스폿 용접하는 예를 설명하고 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 구조물에 적용되는 용접 대상물을 스폿 용접하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.In the above, an example of spot welding a vehicle body part as a welding object P is described, but the present invention is not necessarily to be understood as being limited thereto, and if a welding object applied to a structure of various types and uses is spot welding The technical idea of the present invention can be applied.
이하에서는 도면에서와 같이, 본 장치(100)를 상하 방향으로 세워 놓고, 용접 대상물(P)을 상하 방향으로 겹쳐 놓은 상태를 기준으로 하여, 본 장치(100)를 통해 용접 대상물(P)을 스폿 용접하는 예를 설명하기로 한다.Hereinafter, as shown in the drawing, based on the state in which the
즉, 이하에서는 제1 강판(1)을 상측에 두고 제1 강판(1)의 하측에 복수 매의 제2 강판(2)들을 겹쳐 놓은 다겹의 용접 대상물(P)을 스폿 용접하는 예를 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단부, 상부, 상단 및 상면으로 정의할 수 있고, 하측을 향하는 부분을 하단부, 하부, 하단 및 하면으로 정의할 수 있다.That is, the following describes an example of spot welding a multi-ply welding object P in which a plurality of
그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 용접 대상물(P)의 기준 위치 및 본 장치(100)의 접합 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.However, the definition of the direction as described above is a relative meaning, and the direction may vary depending on the reference position of the object P and the bonding direction of the
더 나아가, 하기에서의 "단(일측 단, 다른 일측 단, 일단, 타단 등)"은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(일측 단부, 다른 일측 단부, 일단 부, 타단 부 등)으로 정의될 수도 있다.Further, the "end (one end, the other end, one end, the other end, etc.)" in the following may be defined as either end, and a certain portion including the end (one end, the other end, one end, etc.) , The other end, etc.).
본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치(100)는 서로 다른 강도를 갖는 강판들을 다겹 용접할 때 강판들의 비저항 차이로 인해 용접부에 비대칭성의 용접 너겟이 생성되는 것을 방지할 수 있는 구조로 이루어진다.The
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 스폿 용접 장치(100)는 기본적으로, 건 프레임(F), 제1 전극 팁(10), 제2 전극 팁(20), 그리고 전극 홀더(30)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.To this end, the
상기에서 건 프레임(F)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 설치하기 위한 것으로, 예를 들면 "C" 형의 용접 건으로 구비될 수 있다. 더 나아가, 상기 건 프레임(F)은 용접 로봇(도면에 도시되지 않음)의 다 관절 아암 선단에 장착될 수 있다.In the above, the gun frame F is for installing various components to be described below, and may be provided as, for example, a "C" type welding gun. Furthermore, the gun frame F may be mounted on the tip of the multi-articulated arm of a welding robot (not shown in the drawings).
상기 건 프레임(F)은 이하에서 설명될 각각의 구성 요소들 지지하기 위한 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 블록, 레일, 칼라 등과 같은 각종 부속 요소들을 포함할 수 있다.The gun frame F may include various accessory elements such as brackets, bars, rods, plates, blocks, rails, collars, etc. for supporting respective components to be described below.
이러한 각종 부속 요소들은 이하에서 설명될 각각의 구성 요소들을 건 프레임(F)에 설치하기 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 각종 부속 요소들을 건 프레임(F)으로 통칭한다.These various accessory elements are for installing each of the constituent elements to be described below to the gun frame F, and in the embodiment of the present invention, except for exceptional cases, the aforementioned various accessory elements are collectively referred to as the gun frame F. do.
상기 제1 전극 팁(10)은 고정 전극 팁 및 하부 전극 팁으로도 명명되며, 건 프레임(F)의 한쪽 단부(도면에서의 하측 단부)에 고정되게 설치된다. 상기 제1 전극 팁(10)은 용접 대상물(P)의 제2 강판(2)을 지지하며, 제2 강판(2)으로 설정된 용접 전류를 인가할 수 있다.The
상기 제2 전극 팁(20)은 가동 전극 팁 및 상부 전극 팁으로도 명명되며, 제1 전극 팁(10)에 대응하여 건 프레임(F)의 다른 한쪽 단부(도면에서의 상측 단부)에 상하 방향으로 전후진 이동 가능하게 설치된다. 상기 제2 전극 팁(20)은 용접 대상물(P)의 제1 강판(1)을 가압하며, 제1 강판(1)으로 설정된 용접 전류를 인가할 수 있다.The
여기서, 상기 제2 전극 팁(20)은, 제1 전극 팁(10)과의 사이에 용접 대상물(P)을 두고 제1 전극 팁(10)을 통해 용접 대상물(P)의 제2 강판(2)을 지지한 상태에서, 구동원(D)을 통해 하측 방향으로 이동되며 제1 강판(1)을 가압할 수 있다.Here, the
상기한 구동원(D)은 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 공지 기술의 이동장치 또는 공압에 의해 직선 운동하는 공지 기술의 작동 실린더 장치를 포함할 수 있다.The drive source D may include a known technology moving device that converts rotational motion of a servo motor into a linear motion or a known technology operating cylinder device that performs linear motion by pneumatic pressure.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)은 건 프레임(F)에 각각 상하 동축 방향으로 배치되는 바, 제1 및 제2 강판(1, 2)에 각각 대응하여 서로 다른 구경(단면 직경)으로 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first and
예를 들면, 상기 제1 강판(1)에 대응하는 제2 전극 팁(20)은 대 구경으로 구비되고, 제2 강판(2)에 대응하는 제1 전극 팁(10)은 제2 전극 팁(20) 보다 상대적으로 작은 단면 직경의 소 구경으로 구비된다.For example, the
상기에서와 같은 대 구경과 소 구경의 의미는 각 전극 팁의 단면 직경이 크고 작음을 의미하는 상대적인 의미로서, 본 실시 예에서는 대 구경과 소 구경의 수치를 어느 특정한 값으로 한정하지 않는다.The meaning of the large-diameter and the small-diameter as described above is a relative meaning that the cross-sectional diameter of each electrode tip is large and small, and the numerical values of the large-diameter and small-diameter are not limited to any specific values in the present embodiment.
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)은 제1 및 제2 강판(1, 2)에 대응하여 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 면적을 지닌 동심원의 제1 및 제2 모재 접촉부(11, 21)를 각각 형성하고 있다.Furthermore, in an embodiment of the present invention, the first and
상기 제1 모재 접촉부(11)는 용접 대상물(P)의 제2 강판(2)에 접촉되며 그 제2 강판(2)을 가압하는 부분으로, 제1 전극 팁(10)의 상단에 설정된 직경으로 평평하게 형성된다.The first base
상기 제2 모재 접촉부(21)는 용접 대상물(P)의 제1 강판(1)에 접촉되며 그 제1 강판(1)을 가압하는 부분으로, 제2 전극 팁(20)의 하단에 설정된 직경으로 평평하게 형성된다.The second base
여기서, 상기 제1 모재 접촉부(11)는 제2 모재 접촉부(21) 보다 작은 면적으로 구비된다. 이는 상기 제1 전극 팁(10)이 소 구경으로 구비되고, 제2 전극 팁(20)이 대 구경으로 구비됨에 따라 당연하다 할 것이다.Here, the first base
본 발명의 실시 예에서, 상기 전극 홀더(30)는 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11)와 함께 용접 대상물(P)의 제2 강판(2)을 가압하는 것으로서, 제1 전극 팁(10)에 결합된다.In an embodiment of the present invention, the
상기 전극 홀더(30)는 비전도성 소재로 이루어진 비전도체로서, 제1 모재 접촉부(11)를 상단 중앙에서 개방하며 그 제1 모재 접촉부(11)와 함께 제2 강판(2)을 지지 및 가압할 수 있다. 상기 전극 홀더(30)는 제1 전극 팁(10)에 암수 식으로 결합될 수 있다.The
이러한 전극 홀더(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 전극 팁(20)의 제2 모재 접촉부(21)에 대응하는 외경의 모재 지지부(31)를 상면에 형성하고 있다. 상기 모재 지지부(31)는 제1 모재 접촉부(11)와 동일 면을 이루며, 제1 모재 접촉부(11)를 중앙에 두고 그 제1 모재 접촉부(11)의 가장자리 측에 위치한다.As shown in FIG. 3, the
더 나아가, 상기 전극 홀더(30)는 개방 단(33)과 삽입 홀(35)을 형성하고 있다. 상기 개방 단(33)은 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11)를 개방한다. 즉, 상기 개방 단(33)은 모재 지지부(31)의 중앙 측에 위치한다.Further, the
상기 삽입 홀(35)은 제1 전극 팁(10)이 삽입되는 부분으로, 개방 단(33)에 연결된다. 상기 삽입 홀(35)은 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11) 측을 지지하도록 개방 단(33)에서 하측으로 멀어질수록 점차 커지는 단면 직경을 지닌 제1 내경 면(37)을 형성하고 있다.The
그리고 상기 삽입 홀(35)은 제1 전극 팁(10)의 나머지 부분을 지지하도록 제1 전극 팁(10)의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경을 지닌 제2 내경 면(39)을 형성하고 있다. 여기서 상기 제1 내경 면(37)과 제2 내경 면(39)은 상호 연결된다.In addition, the
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치(100)의 작용 및 그 스폿 용접 장치(100)를 이용한 스폿 용접 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치를 이용한 스폿 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a spot welding method using the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 우선, 본 발명의 실시 예에서는 강도가 비교적 높은 제1 강판(1: 예를 들면 초고장력 강으로서의 차체 골격 구조체)에 제1 강판(1) 보다 상대적으로 강도가 낮은 제2 강판(2: 예를 들면 연강으로서의 외판재)들을 셋팅하고, 클램퍼 등을 통해 제1 및 제2 강판(1, 2)을 클램핑 한다.Referring to FIG. 4, first, in the embodiment of the present invention, a first steel plate having a relatively high strength (1: for example, a vehicle body skeleton structure as an ultra-high tensile steel) has a relatively low strength compared to the
이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도면을 기준으로 할 때, 상기 용접 대상물(P)을 사이에 두고 이의 상하 측에 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)을 위치시킨다(도 1 참조).In this state, in the embodiment of the present invention, the first and
여기서, 상기 용접 대상물(P)에 대한 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)의 정 위치는 용접 로봇(도면에 도시되지 않음)을 통해 건 프레임(F)을 용접 대상물(P) 측으로 이동시키며 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극 팁(10)은 용접 대상물(P)의 제2 강판(2) 측에 위치하고, 제2 전극 팁(20)은 제1 강판(1) 측에 위치하며, 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)은 서로 마주하는 동축 방향을 따라 위치하고 있다.Here, the fixed position of the first and
다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 용접 로봇을 통해 건 프레임(F)을 상측 방향으로 이동시키며, 구동원(D)의 전진 작동에 의해 제2 전극 팁(20)을 하측 방향으로 이동시킨다.Next, in an embodiment of the present invention, the gun frame F is moved upward through the welding robot, and the
그러면, 상기 제1 전극 팁(10)은 제1 모재 접촉부(11)를 통해 용접 대상물(P)의 제2 강판(2)에 설정된 압력을 가압하며, 제2 전극 팁(20)은 제2 모재 접촉부(21)를 통해 제1 강판(1)을 설정된 압력으로 가압한다.Then, the
여기서, 본 발명의 실시 예에서는 소 구경을 지닌 제1 전극 팁(10)에 비전도성의 전극 홀더(30)가 결합되어 있기 때문에, 대 구경을 지닌 제2 전극 팁(20)의 제2 모재 접촉부(21)에 대응하는 외경의 모재 지지부(31)를 통하여 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11)와 함께 용접 대상물(P)의 제2 강판(2)을 가압한다.Here, in the embodiment of the present invention, since the
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 소 구경의 제1 전극 팁(10)과 대 구경의 제2 전극 팁(20)에 의한 제1 및 제2 강판(1, 2)의 가압 불 균일을 전극 홀더(30)의 모재 지지부(31)를 통해 해소하며, 제1 및 제2 강판(1, 2)에 대한 전극 가압력의 대칭성(균일성)을 유지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the uneven pressing of the first and
이로써, 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 강판(1, 2)의 용접부에 대한 제1 및 제2 전극 팁(10, 20) 간의 가압 불 균일로 인해 대 구경을 지닌 제2 전극 팁(20)에서 접촉 저항이 높게 발생하는 것을 전극 홀더(30)의 모재 지지부(31)를 통해 방지할 수 있다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, a second electrode tip having a large diameter due to uneven pressure between the first and
그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)에 용접 전류를 인가한다. 그러면, 상기 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)은 제1 및 제2 모재 접촉부(11, 21)를 통하여 용접 대상물(P)의 제1 및 제2 강판(1, 2)을 통전시킨다.Then, in the embodiment of the present invention, a welding current is applied to the first and
이에, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)을 통해 제1 및 제2 강판(1, 2)의 설정된 용접부에 압력을 가하며, 통전에 의한 전기 저항으로 용접 열을 발생시키면서 그 용접부를 스폿 용접할 수 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, pressure is applied to the set welds of the first and
이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11)가 제2 전극 팁(20)의 제2 모재 접촉부(21) 보다 작은 면적을 지니고 있기 때문에, 제2 모재 접촉부(21)와 접촉된 강도가 높은 제1 강판(1) 쪽에서는 전류 밀도를 낮게 유지할 수 있고, 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11)와 접촉된 강도가 낮은 제2 강판(2) 쪽에서는 전류 밀도를 상대적으로 높게 유지할 수 있다.In this process, in the embodiment of the present invention, since the first base
부연 설명하면, 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)의 구경 차(단면 직경 차이)로 인한 제1 및 제2 강판(1, 2)의 가압 불 균일을 전극 홀더(30)의 모재 지지부(31)를 통해 해소함과 아울러, 제1 및 제2 모재 접촉부(11, 21)의 면적 차이에 의하여, 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)에 인가되는 전류에는 영향을 주지 않으면서, 제1 및 제2 강판(1, 2) 쪽에서의 전류 밀도에 큰 변화를 발생시킬 수 있다.To further explain, in the embodiment of the present invention, the pressure unevenness of the first and
즉, 본 발명의 실시 예에서는 비저항이 작은 제2 강판(2) 쪽으로는 전류가 흐르는 통로를 좁게 형성하고, 비저항이 큰 제1 강판(1) 쪽으로는 전류가 흐르는 통로를 넓게 형성하면서 제1 및 제2 강판(1, 2) 쪽에서의 전류 밀도에 큰 변화를 줄 수 있다.That is, in the embodiment of the present invention, a path through which current flows toward the
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 제1 및 제2 강판(1, 2)에 대한 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)의 접촉 면적 차이 및 전극 홀더(30)를 통한 제1 및 제2 전극 팁(10, 20)의 가압 균일성을 통해 강판들(1, 2) 간의 전류 밀도에 큰 변화를 줌으로써, 이종 강도 모재 간의 용접 시 발생하는 비대칭 너겟의 생성을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the difference in contact area between the first and
이로써, 본 발명의 실시 예에서는 강도가 높은 제1 강판(1) 쪽에서의 전류 밀도를 낮게 유지하고, 강도가 낮은 제2 강판(2) 쪽에서의 전류 밀도를 높게 유지함에 따라, 제1 및 제2 강판(1, 2) 계면에서의 발열량 밸런스를 맞추며, 대칭적인 너겟(N)의 생성 및 너겟 경의 확대에 기여할 수 있고, 이로 인해 용접 대상물(P)의 용접성 및 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, as the current density at the side of the
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 대 구경의 제2 전극 팁(20)에 대응하여 소 구경의 제1 전극 팁(10)에 전극 홀더(30)를 결합함으로써, 제1 및 제2 강판(1, 2)에 대한 전극 가압력의 대칭성을 유지할 수 있으므로, 강도가 비교적 낮은 제2 강판(2)에서의 압흔 발생을 억제할 수 있고, 이로 인해 용접 대상물(P)의 용접 외관 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.Furthermore, in an embodiment of the present invention, by coupling the
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 스폿 용접 장치의 변형 예들을도시한 도면이다.5 to 8 are diagrams showing modified examples of the spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제1 변형 예에서는 제1 전극 팁(10)이 소 구경으로 구비되고, 제2 전극 팁(20)이 대 구경으로 구비되는 것을 기본으로 하면서, 링 타입으로 구비되는 비전도성의 전극 홀더(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, in the first modified example, the
상기 전극 홀더(130)는 제1 전극 팁(10)에 결합되는 바, 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11)를 중앙에서 개방하며, 제1 모재 접촉부(11)와 함께 용접 대상물을 가압할 수 있다.The
상기 전극 홀더(130)는 제2 전극 팁(20)의 제2 모재 접촉부(21)에 대응하는 외경의 모재 지지부(131)를 제1 전극 팁(10)의 제1 모재 접촉부(11) 가장자리 측에 동일 평면으로 형성하며, 제1 모재 접촉부(11)를 개방하는 개방 단(133)을 중앙에 형성하고 있다.The
그리고, 상기 전극 홀더(130)는 제1 전극 팁(10)이 삽입 가능하도록 개방 단(133)에 연결되는 삽입 홀(135)을 형성하고 있다. 상기에서 삽입 홀(135)은 제1 전극 팁(10)의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경을 지닌 내경 면(137)을 형성하고 있다.In addition, the
본 제1 변형 예에 따른 나머지 구성 및 작용 효과는 앞서 설명한 바와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the remaining configurations and effects according to the first modified example are as described above, a more detailed description will be omitted.
도 6을 참조하면, 제2 변형 예에서 제2 전극 팁(20)은 대 구경으로 구비된다. 그리고, 제1 전극 팁(210)은 제2 전극 팁(20)에 대응하는 외경을 지닌 제1 부분(251)과, 제1 부분(251) 보다 작은 외경을 지닌 소 구경으로서 제1 부분(251)에 일체로 연결되는 제2 부분(252)으로 이루어진다. 상기에서 제2 부분(252)의 상면에는 제1 모재 접촉부(211)를 형성하고 있다.Referring to FIG. 6, in the second modified example, the
더 나아가, 본 변형 예에서 상기 제1 전극 팁(210)의 제2 부분(252)에는 제1 모재 접촉부(211)를 중앙에서 개방하며, 제1 모재 접촉부(211)와 함께 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더(230)가 결합된다.Furthermore, in this modified example, the first base
상기 전극 홀더(230)는 링 타입으로 구비되는 바, 제2 전극 팁(20)의 제2 모재 접촉부(21)에 대응하는 외경의 모재 지지부(231)를 제1 전극 팁(210)의 제1 모재 접촉부(211) 가장자리 측에 동일 평면으로 형성하고 있다.Since the
그리고, 상기 전극 홀더(230)는 제2 부분(252)의 제1 모재 접촉부(211)를 개방하는 개방 단(233)을 중앙에 형성하고 있다. 또한, 상기 전극 홀더(230)는 제2 부분(252)이 삽입 가능하도록 개방 단(233)에 연결되면서 제2 부분(252)의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경의 내경 면(237)을 지닌 삽입 홀(235)을 형성하고 있다.In addition, the
여기서, 상기에서와 같은 전극 홀더(230)는 구조용 접착제(250)를 통하여 제1 전극 팁(210)의 제1 부분(251)에 고정될 수 있다. 상기 전극 홀더(230)는 삽입 홀(235)을 통해 제2 부분(252)에 끼워지며, 접착제(250)를 통하여 제1 부분(251)의 상면에 접합될 수 있다.Here, the
본 제2 변형 예에 따른 나머지 구성 및 작용 효과는 앞서 설명한 바와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The remaining configurations and effects according to the second modified example are the same as described above, and a more detailed description will be omitted.
도 7을 참조하면, 제3 변형 예에서 제2 전극 팁(20)은 대 구경으로 구비된다. 그리고, 제1 전극 팁(310)은 상단에 제1 모재 접촉부(311)를 형성하며 그 제1 모재 접촉부(311)에서 멀어질수록 단면 직경이 점차 커지는 테이퍼 형상으로 구비된다.Referring to FIG. 7, in the third modified example, the
그리고, 상기 제1 전극 팁(310)에는 제1 모재 접촉부(311)를 중앙에서 개방하고 그 제1 모재 접촉부(311)와 함께 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더(330)가 체결된다.In addition, a
이러한 전극 홀더(330)는 제2 전극 팁(20)의 제2 모재 접촉부(21)에 대응하는 외경의 모재 지지부(331)를 제1 전극 팁(310)의 제1 모재 접촉부(311) 가장자리 측에 동일 평면으로 형성하고 있다. 상기 전극 홀더(330)는 제1 전극 팁(310)의 제1 모재 접촉부(311)를 개방하는 개방 단(333)을 중앙에 형성하고 있다.The
그리고, 상기 전극 홀더(330)는 제1 전극 팁(310)이 삽입 가능하도록 개방 단(333)에 연결되는 삽입 홀(335)을 형성하고 있다. 상기 삽입 홀(335)은 제1 전극 팁(310)의 제1 모재 접촉부(311)에서 멀어질수록 점차 단면 직경이 커지는 내경 면(337)을 형성하고 있다.In addition, the
본 제3 변형 예에 따른 나머지 구성 및 작용 효과는 앞서 설명한 바와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the remaining configurations and effects according to the third modified example are as described above, a more detailed description will be omitted.
도 8을 참조하면, 제4 변형 예에서 제1 및 제2 전극 팁(410, 20)은 각각 동일한 구경으로 구비된다. 그리고, 상기 제1 전극 팁(410)에서 상면 중앙에는 제1 모재 접촉부(411)가 형성되며, 제1 전극 팁(410)의 상면에서 제1 모재 접촉부(411)의 가장자리 측에는 비전도성의 코팅층(450)이 형성된다.Referring to FIG. 8, in the fourth modified example, the first and
상기 코팅층(450)은 제1 전극 팁(410)의 상면에서 제1 모재 접촉부(411)를 중앙에 두고 제2 전극 팁(20)의 제2 모재 접촉부(21)에 대응하는 외경의 모재 지지부(431)를 제1 모재 접촉부(411) 가장자리 측에 동일 평면으로 형성하고 있다. 상기 코팅층(450)은 제1 전극 팁(410)의 상면에서 모재 지지부(431)와 동일 평면의 제1 모재 접촉부(411)를 개방한다.The
본 제4 변형 예에 따른 나머지 구성 및 작용 효과는 앞서 설명한 바와 같으므로, 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The remaining configurations and effects according to the fourth modified example are the same as described above, so a more detailed description will be omitted.
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.Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the technical idea of the present invention within the scope of the same technical idea, components It will be possible to easily propose another embodiment by adding, changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.
1: 제1 강판 2: 제2 강판
10, 210, 310, 410: 제1 전극 팁
11, 211, 311, 411: 제1 모재 접촉부
20: 제2 전극 팁 21: 제2 모재 접촉부
30, 130, 230, 330: 전극 홀더
31, 131, 231, 331, 431: 모재 지지부
33, 133, 233, 333: 개방 단
35, 135, 235, 335: 삽입 홀
37, 39, 137, 237, 337: 내경 면
250: 접착제 251: 제1 부분
252: 제2 부분 450: 코팅층
D: 구동원 F: 건 프레임
N: 너겟 P: 용접 대상물
100: 스폿 용접 장치.1: 1st steel plate 2: 2nd steel plate
10, 210, 310, 410: first electrode tip
11, 211, 311, 411: first base material contact portion
20: second electrode tip 21: second base material contact portion
30, 130, 230, 330: electrode holder
31, 131, 231, 331, 431: base material support
33, 133, 233, 333: open end
35, 135, 235, 335: insertion hole
37, 39, 137, 237, 337: inner diameter surface
250: adhesive 251: first part
252: second part 450: coating layer
D: Drive source F: Gun frame
N: Nugget P: Welding object
100: spot welding device.
Claims (20)
건 프레임에 동축 방향으로 각각 배치되며, 상기 용접 대상물을 사이에 두고 어느 하나가 상기 건 프레임에 고정되고, 다른 하나가 상기 건 프레임에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 상기 용접 대상물을 가압하는 한 쌍의 전극 팁을 포함하며,
상기 한 쌍의 전극 팁은 강도가 높은 강판 및 강도가 낮은 강판에 각각 대응하여 서로 다른 면적을 지닌 동심원의 모재 접촉부를 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.As a spot welding apparatus for joining a welding object in which at least two sheets of steel plates having different strengths are overlapped by resistance spot welding,
A pair of each disposed in the gun frame in a coaxial direction, one of which is fixed to the gun frame with the object to be welded therebetween, the other is installed to be movable back and forth on the gun frame, and pressurizes the object to be welded Including the electrode tip of,
The pair of electrode tips are spot welding apparatus, characterized in that, respectively, corresponding to the high strength steel plate and the low strength steel plate to form concentric contact portions of the base metal having different areas.
강도가 낮은 강판에 대응하는 상기 전극 팁의 모재 접촉부는 강도가 높은 강판에 대응하는 상기 전극 팁의 모재 접촉부 보다 작은 면적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 1,
Spot welding apparatus, characterized in that the base metal contact portion of the electrode tip corresponding to the low strength steel sheet is provided with a smaller area than the base metal contact portion of the electrode tip corresponding to the high strength steel sheet.
상기 한 쌍의 전극 팁은,
강도가 높은 강판 및 강도가 낮은 강판에 각각 대응하여 서로 다른 구경으로 구비되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 2,
The pair of electrode tips,
Spot welding apparatus, characterized in that provided with different diameters corresponding to each of the high strength steel plate and the low strength steel plate.
강도가 높은 강판에 대응하는 상기 전극 팁은 대 구경으로 구비되고,
강도가 낮은 강판에 대응하는 상기 전극 팁은 소 구경으로 구비되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 3,
The electrode tip corresponding to the high strength steel plate is provided with a large diameter,
Spot welding apparatus, characterized in that the electrode tip corresponding to the low strength steel sheet is provided with a small diameter.
소 구경의 전극 팁에 결합되며, 상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부를 중앙에서 개방하고 그 모재 접촉부와 함께 상기 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 3,
A non-conductive electrode holder coupled to the small-diameter electrode tip, opening the base material contact part of the small-diameter electrode tip in the center and pressing the welding object together with the base material contact part
Spot welding device, characterized in that it further comprises.
상기 전극 홀더는,
대 구경 전극 팁의 모재 접촉부에 대응하는 외경의 모재 지지부를 상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 5,
The electrode holder,
A spot welding apparatus, characterized in that a base material support portion having an outer diameter corresponding to the base material contact portion of the large-diameter electrode tip is formed on an edge side of the base material contact portion of the small-diameter electrode tip.
상기 전극 홀더는,
상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부를 개방하는 개방 단과,
상기 소 구경의 전극 팁이 삽입 가능하도록 상기 개방 단에 연결되는 삽입 홀
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 6,
The electrode holder,
An open end for opening the base material contact portion of the small-diameter electrode tip,
Insertion hole connected to the open end so that the small diameter electrode tip can be inserted
Spot welding device comprising a.
상기 삽입 홀은,
상기 소 구경 전극 팁의 모재 접촉부 측을 지지하도록 상기 개방 단에서 멀어질수록 점차 커지는 단면 직경을 지닌 제1 내경 면과,
상기 소 구경 전극 팁의 나머지 부분을 지지하도록 상기 소 구경 전극 팁의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경을 지닌 제2 내경 면
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 7,
The insertion hole,
A first inner diameter surface having a cross-sectional diameter gradually increasing as it moves away from the open end to support the side of the base metal contact portion of the small-diameter electrode tip;
A second inner diameter surface having the same cross-sectional diameter along the axial direction of the small-diameter electrode tip to support the rest of the small-diameter electrode tip
Spot welding device comprising a.
상기 전극 홀더는 링 타입으로 구비되며,
상기 삽입 홀은 상기 소 구경 전극 팁의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경을 지닌 내경 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 7,
The electrode holder is provided in a ring type,
The insertion hole spot welding apparatus, characterized in that to form an inner diameter surface having the same cross-sectional diameter along the axial direction of the small-diameter electrode tip.
강도가 높은 강판에 대응하는 전극 팁은 대 구경으로 구비되고,
강도가 낮은 강판에 대응하는 전극 팁은 대 구경의 전극 팁에 대응하는 외경을 지닌 제1 부분과, 상기 제1 부분 보다 작은 외경을 지닌 소 구경으로서 상기 제1 부분에 일체로 연결되는 제2 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 2,
The electrode tip corresponding to the high strength steel plate is provided with a large diameter,
The electrode tip corresponding to the low-strength steel plate includes a first portion having an outer diameter corresponding to a large-diameter electrode tip, and a second portion integrally connected to the first portion as a small diameter having an outer diameter smaller than the first portion. Spot welding device, characterized in that consisting of.
상기 제2 부분에는,
상기 모재 접촉부를 중앙에서 개방하고 그 모재 접촉부와 함께 상기 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더가 결합되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 10,
In the second part,
A spot welding apparatus, characterized in that the base material contact portion is opened at a center and a non-conductive electrode holder for pressing the welding object is coupled together with the base material contact portion.
상기 전극 홀더는,
대 구경 전극 팁의 모재 접촉부에 대응하는 외경의 모재 지지부를 제2 부분의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성하며,
상기 제2 부분의 모재 접촉부를 개방하는 개방 단을 형성하고,
상기 제2 부분이 삽입 가능하도록 상기 개방 단에 연결되며, 상기 제2 부분의 축 방향을 따라 동일한 단면 직경의 내경 면을 지닌 삽입 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 11,
The electrode holder,
Forming a base material support portion of an outer diameter corresponding to the base material contact portion of the large-diameter electrode tip on the edge side of the base material contact portion of the second portion,
Forming an open end to open the base material contact portion of the second portion,
The spot welding apparatus, characterized in that the second portion is connected to the open end so as to be insertable, and forming an insertion hole having an inner diameter surface of the same cross-sectional diameter along the axial direction of the second portion.
상기 전극 홀더는,
링 타입으로 구비되며, 접착제를 통해 상기 제1 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 12,
The electrode holder,
Spot welding apparatus, characterized in that provided in a ring type and fixed to the first portion through an adhesive.
강도가 높은 강판에 대응하는 전극 팁은 대 구경으로 구비되고,
강도가 낮은 강판에 대응하는 전극 팁은 상기 모재 접촉부에서 멀어질수록 단면 직경이 점차 커지는 테이퍼 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 2,
The electrode tip corresponding to the high strength steel plate is provided with a large diameter,
The electrode tip corresponding to the low-strength steel plate is a spot welding apparatus, characterized in that provided in a tapered shape in which the cross-sectional diameter gradually increases as the distance from the base material contact portion increases.
상기 테이퍼 형상의 전극 팁에는,
상기 모재 접촉부를 중앙에서 개방하고 그 모재 접촉부와 함께 상기 용접 대상물을 가압하는 비전도성의 전극 홀더가 결합되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 14,
In the tapered electrode tip,
A spot welding apparatus, characterized in that the base material contact portion is opened at a center and a non-conductive electrode holder for pressing the welding object is coupled together with the base material contact portion.
상기 전극 홀더는,
대 구경 전극 팁의 모재 접촉부에 대응하는 외경의 모재 지지부를 테이퍼 형상 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성하며,
상기 테이퍼 형상 전극 팁의 모재 접촉부를 개방하는 개방 단을 형성하고,
상기 테이퍼 형상 전극 팁이 삽입 가능하도록 상기 개방 단에 연결되며, 상기 테이퍼 형상 전극 팁의 모재 접촉부에서 멀어질수록 점차 단면 직경이 커지는 내경 면을 지닌 삽입 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 15,
The electrode holder,
A base material support having an outer diameter corresponding to the base material contact part of the large-diameter electrode tip is formed on the edge of the base material contact part of the tapered electrode tip,
Forming an open end for opening the base material contact portion of the tapered electrode tip,
A spot welding apparatus comprising: an insertion hole having an inner diameter surface that is connected to the open end so that the tapered electrode tip can be inserted, and whose cross-sectional diameter gradually increases as the distance from the base material contact portion of the tapered electrode tip increases.
상기 한 쌍의 전극 팁은 강도가 높은 강판 및 강도가 낮은 강판에 각각 대응하여 동일한 구경으로 구비되며,
강도가 낮은 강판에 대응하는 상기 전극 팁에는 상기 모재 접촉부의 가장자리 측에 모재 지지부로서의 비전도성 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.The method of claim 2,
The pair of electrode tips are provided with the same diameter corresponding to each of a high strength steel plate and a low strength steel plate,
Spot welding apparatus, characterized in that a non-conductive coating layer as a base material support part is formed on the edge side of the base material contact part on the electrode tip corresponding to the low strength steel sheet.
(b) 강도가 낮은 강판에 대응하는 제1 전극 팁과 강도가 높은 강판에 대응하는 제2 전극 팁 사이에 상기 용접 대상물을 두고 상기 제1 및 제2 전극 팁의 모재 접촉부를 통해 상기 용접 대상물을 가압하며, 상기 제1 및 제2 전극 팁에 설정된 용접 전류를 인가하는 과정;을 포함하며,
상기 (b) 과정에서는 상기 제2 전극 팁의 모재 접촉부 보다 작은 면적의 모재 접촉부를 상기 제1 전극 팁에 제공하며, 상기 제2 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 상기 제1 전극 팁의 모재 접촉부 외경에 대응하는 비전도성의 모재 지지부를 제공하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 방법.(a) providing a welding object in which at least two steel plates having different strengths are stacked; And
(b) placing the welding object between the first electrode tip corresponding to the low-strength steel plate and the second electrode tip corresponding to the high-strength steel plate, and passing the welding object through the base metal contact portions of the first and second electrode tips. Pressurizing and applying a set welding current to the first and second electrode tips; includes,
In the step (b), a base material contact part having an area smaller than that of the base material contact part of the second electrode tip is provided to the first electrode tip, and the outer diameter of the base material contact part of the first electrode tip at the edge of the base material contact part of the second electrode tip Spot welding method, characterized in that it provides a non-conductive base material support corresponding to.
상기 (b) 과정에서는,
상기 모재 지지부를 지니며 상기 제1 전극 팁에 장착되는 비전도성의 전극 홀더를 제공하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 방법.The method of claim 18,
In the process (b),
A spot welding method comprising the base material support and providing a non-conductive electrode holder mounted on the first electrode tip.
상기 (b) 과정에서는,
상기 모재 지지부를 지니며 상기 제1 전극 팁의 모재 접촉부 가장자리 측에 형성되는 비전도성의 코팅층을 제공하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 방법.The method of claim 18,
In the process (b),
A spot welding method comprising providing a non-conductive coating layer having the base material support and formed on the edge of the base material contact part of the first electrode tip.
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