KR20230128189A - 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법은 체결하기 위한 서로 다른 상판, 및 하판의 판재가 압력을 받아 서로 면접촉되는 제1 단계와 전류를 발생시키는 전극이 상기 상판의 표면에 접촉되는 제2 단계와 상기 상판이 상기 전극에서 발생된 전류에 의해 통전되어 연화 열처리 되는 제3 단계와 상기 제3 단계에서 열처리된 상기 상판에 리벳이 펀치되는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저항 용접장비를 활용하여 체결을 하기 위한 판재를 저항 연화 열처리한 후 SPR(Self Piercing Rivet)공정을 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법이다.
자동차 연료 소비의 약 23%는 차량의 중량과 연관이 있으며, 자동차의 무게를 줄이는 것은 연비 향상, 이산화탄소 배출 절감의 효과가 있다. 차체 경량화를 위해서 차체에 부분적인 알루미늄 적용이 필요한 상황이기 때문에 강철/알루미늄 이종소재 접합 조건이 발생하는데 두 소재의 열전도성 차이로 용접이 힘들어 대체 접합 방법으로 기계적 체결 방법이 요구된다.
그 중 SPR은 공정의 자동화가 용이하고, 접합시간이 단시간에 이루어진다. 이러한 공정상의 특징으로 인해, 점용접이 어렵거나 불가능한 재료의 접합에 사용할 수 있다. 하지만 현재 중요한 문제점은 판재의 조합에 따라 많은 종류의 리벳(Rivet)과 다이(Die)의 수가 있다는 것인데 상판 강도와 두께에 따라 적용되는 리벳의 종류가 달라지고, 하판 두께와 연신율에 따라 적용되는 다이의 종류가 달라진다.
이러한 문제점을 개선하고자 종래에는 프리-홀(Pre-Hole), 레이저 열처리의 기술이 사용되어 왔으나, 프리-홀은 SPR공정 전에 상판에 드릴을 이용하여 구멍을 내는 선 가공 방법으로 원가가 상승되고, 생산성이 저하되며, 구멍에 리벳을 정확하게 위치시켜야 하는 문제점이 있고, 레이저 열처리는 표면에 레이저빔을 조사하여 판재의 용융온도 직전까지 온도를 급격히 상승시킨 후 급랭시켜 조직 변화를 유도하는 방법으로 고가의 레이저 장비 요구로 초기 자체 제작 라인의 투자비가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 저항 용접장비를 활용하여 체결을 하기 위한 판재를 저항 연화 열처리한 후 SPR(Self Piercing Rivet)공정을 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적인 문제점을 해결하기 위하여,
본 발명에 의한 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법은 체결하기 위한 서로 다른 상판, 및 하판의 판재가 압력을 받아 서로 면접촉되는 제1 단계와 전류를 발생시키는 전극이 상기 상판의 표면에 접촉되는 제2 단계와 상기 상판이 상기 전극에서 발생된 전류에 의해 통전되어 연화 열처리 되는 제3 단계와 상기 제3 단계에서 열처리된 상기 상판에 리벳이 펀치되는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 상판은 핫스탬핑 강이고, 상기 하판은 알루미늄 합금인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 상판과 상기 하판이 받는 압력은 3~7kN인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는상기 전극은 세기가 0에서 초당 8~10kA 증가하여, 3kA에 도달하면 0.1~0.3초 유지된 후, 3kA에서 초당 15~20kA 감소하여 0이 되는 전류를 발생시켜, 상기 상판에 도통되면서 상기 상판의 온도를 상승시켜 상기 상판을 연화 열처리하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 리벳은 HD3 리벳인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저항 용접장비를 활용하여 체결을 하기 위한 판재를 저항 연화 열처리한 후 SPR(Self Piercing Rivet)공정을 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예 내지 제13 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판과 하판 사진.
도 2는 본 발명의 제14 실시예 내지 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판과 하판 사진.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 로봇 용접기 사진.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제1 실험예 상판 사진.
도 5는 본 발명의 제3 실시예 내지 제5 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 제6 실시예 내지 제8 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 제9 실시예 내지 제11 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제2 실험예 상판 사진.
도 9는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프.
도 10은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프.
도 11은 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프.
도 12는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프.
도 13은 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프.
도 14는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프.
도 15는 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프.
도 16은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프.
도 17은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프.
도 18은 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프.
도 19는 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프.
도 20은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프.
도 21은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제17 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제18 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
도 23은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제19 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
도 24는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제20 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
도 2는 본 발명의 제14 실시예 내지 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판과 하판 사진.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 로봇 용접기 사진.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제1 실험예 상판 사진.
도 5는 본 발명의 제3 실시예 내지 제5 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 제6 실시예 내지 제8 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 제9 실시예 내지 제11 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제2 실험예 상판 사진.
도 9는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프.
도 10은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프.
도 11은 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프.
도 12는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프.
도 13은 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프.
도 14는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프.
도 15는 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프.
도 16은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프.
도 17은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프.
도 18은 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프.
도 19는 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프.
도 20은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프.
도 21은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제17 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제18 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
도 23은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제19 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
도 24는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제20 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예 내지 제13 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판과 하판 사진이고, 도 2는 본 발명의 제14 실시예 내지 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판과 하판 사진이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법은 체결하기 위한 서로 다른 상판(100), 및 하판(200)의 판재가 압력을 받아 서로 면접촉되는 제1 단계(S100)와 전류를 발생시키는 전극(300)이 상기 상판(100)의 표면에 접촉되는 제2 단계(S200)와 상기 상판(100)이 상기 전극(300)에서 발생된 전류에 의해 통전되어 연화 열처리 되는 제3 단계(S300)와 상기 제3 단계(S300)에서 열처리된 상기 상판(100)에 리벳(400)이 펀치되는 제4 단계(S400)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 로봇 용접기 사진이다.
도 3을 참조하면, 상기 상판(100)은 로봇 용접기의 일측에 설치된 상기 전극(300)에서 발생된 전류가 도통되어 연화 열처리 될 수 있다.
여기서, 상기 로봇 용접기를 사용한 상기 상판(100)의 연화 열처리 효과 검증 시험을 실시하였다.
실험예 1: 상판이 DP강일 때의 연화 열처리 효과
상기 상판(100)은 DP강인 DP 980을 두께 1.2mm로 사용하고, 상기 하판(200)은 알루미늄 합금인 Al 6061을 두께 1.0mm로 사용하고, 점용접은 시편크기 40mm × 40mm를 상기 로봇 용접기를 사용하고, 경도 측정은 비커스 경도 시험기를 이용하여 하중을 0.1kgf로, 배율을 50 배율로 사용하였다.
여기서, DP 980은 인장강도 980MPa이고, 경도 320Hv이고, Al 6061은 인장강도 125MPa이고, 경도 107Hv일 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법 제1 실험예의 상판 사진이다.
도 4를 참조하면, DP 980으로 제작된 상기 상판(100)의 하단으로부터 높이 0.3mm인 지점을 계면, 하단으로부터 높이 0.6mm인 지점을 중간부, 하단으로부터 높이 0.9mm인 지점을 표면으로 지정하여 상기 상판(100)과 상기 하판(200)이 받는 압력과 상기 전극(300)에서 발생되는 전류의 변화에 따라 상기 상판(100)의 각각의 위치에서 평균 경도값을 측정하였다.
가압력, kN | 전류, kA | 통전시간, 초 | |
실시예 1 | 3.4 | 3.0 | 0.417 |
실시예 2 | 3.4 | 4.0 | 0.417 |
실시예 3 | 5.0 | 3.0 | 0.417 |
실시예 4 | 5.0 | 4.0 | 0.417 |
실시예 5 | 5.0 | 5.0 | 0.417 |
실시예 6 | 5.0 | 3.0 | 0.5 |
실시예 7 | 5.0 | 4.0 | 0.5 |
실시예 8 | 5.0 | 5.0 | 0.5 |
실시예 9 | 5.0 | 3.0 | 0.583 |
실시예 10 | 5.0 | 4.0 | 0.583 |
실시예 11 | 5.0 | 5.0 | 0.583 |
실시예 12 | 5.0 | 4.0 | 0.583 |
실시예 13 | 5.0 | 3.0 | 전류 증가 : 0.167, 유지 : 0.250, 전류 감소 : 0.167 |
상기 표 1은 상판이 DP강일 때의 연화 열처리 효과 검증을 위해 열처리를 실시한 조건이다.
계면 경도, Hv | 중간 경도, Hv | 표면 경도, Hv | |
실시예 1 | 384 | 365 | 361 |
실시예 2 | 375 | 368 | 359 |
상기 표 2는 실시예 1 내지 실시예 2의 상기 상판(100)의 각각의 위치에서 평균 경도를 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예 내지 제5 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제6 실시예 내지 제8 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 제9 실시예 내지 제11 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 평균 경도를 측정하여 도시한 그래프이다.
계면 경도, Hv | 중간 경도, Hv | 표면 경도, Hv | |
실시예 12 | 299 | 322 | 330 |
실시예 13 | 332 | 313 | 329 |
상기 표 3은 실시예 12 내지 실시예 13의 상기 상판(100)의 각각의 위치에서 평균 경도를 측정한 결과이다.
표 2, 표 3, 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상판이 DP강일 때의 저항 점용접 연화 열처리 효과는 미미함을 알 수 있다.
실험예 2: 상판이 핫스탬핑강일 때의 연화 열처리 효과
상기 상판(100)은 핫스탬핑강을 두께 1.2mm로 사용하고, 상기 하판(200)은 알루미늄 합금인 Al 6061을 두께 1.0mm로 사용하고, 점용접은 시편크기 40mm × 40mm를 상기 로봇 용접기를 사용하고, 경도 측정은 비커스 경도 시험기를 이용하여 하중을 0.1kgf로, 배율을 50 배율로 사용하였다.
여기서, 핫스탬핑강은 인장강도 1470MPa이고, 경도 543Hv이고, Al 6061은 인장강도 125MPa이고, 경도 107Hv일 수 있다.
도 8는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법 제2 실험예의 상판 사진이다.
도 8을 참조하면, 핫스탬핑강으로 제작된 상기 상판(100)의 하단으로부터 높이 0.3mm인 지점을 계면, 하단으로부터 높이 0.6mm인 지점을 중간부, 하단으로부터 높이 0.9mm인 지점을 표면으로 지정하여 상기 상판(100)과 상기 하판(200)이 받는 압력과 상기 전극(300)에서 발생되는 전류의 변화에 따라 상기 상판(100)의 각각의 위치에서 평균 경도값을 측정하였다.
가압력, kN | 전류, kA | 전류 증가, 초 | 전류 유지, 초 | 전류 감소, 초 | |
실시예 14 | 5.0 | 3.0 | 0.333 | 0.167 | 0.167 |
실시예 15 | 5.0 | 3.0 | 0.250 | 0.167 | 0.250 |
실시예 16 | 5.0 | 2.0 | 0.333 | 0.083 | 0.250 |
상기 표 4는 상판이 핫스탬핑강일 때의 연화 열처리 효과 검증을 위해 열처리를 실시한 조건이다.
도 9는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프이고, 도 10은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프이고, 도 11은 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 전류 파형을 도시한 그래프이다.
표 4, 및 도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 상판(100)은 로봇 용접기의 일측에 설치된 상기 전극(300)에서 발생된 전류가 도통될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프이고, 도 13은 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프이고, 도 14는 본 발명의 제14 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프이고, 도 15는 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프이고, 도 16은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프이고, 도 17은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프이고, 도 18은 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 계면의 경도를 도시한 그래프이고, 도 19는 본 발명의 제16 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 중간의 경도를 도시한 그래프이고, 도 20은 본 발명의 제15 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 상판 표면의 경도를 도시한 그래프이다.
도 12 내지 도 20을 참조하면, 상판이 핫스탬핑강일 때의 저항 점용접 연화 열처리 효과는 우수하며, 제 14 실시예의 경우 최대 경도 감소율이 가장 우수함을 알 수 있다.
리벳 | 직경 | 머리형상 | 경도 |
C, J, K 리벳 | 3mm, 5mm | Counter sunk radius | H4 = 480 ±30 HV10 (standard) |
HD2 리벳 | 3mm, 5mm | Counter sunk | H4 = 480 ±30 HV10 (standard) |
HD3 리벳 | 3mm, 5mm | Counter sunk | H4 = 480 ±30 HV10 (standard) |
P 리벳 | 3mm, 5mm | Counter sunk | H4 = 480 ±30 HV10 (standard) |
HDX 리벳 | 4mm, 6mm | Counter sunk radius | H6 = 555 +20/-25 HV10 (hard) |
상기 표 5는 SPR(Self Piercing Rivet)에 사용되는 리벳(Rivet)의 종류이다.
표 5를 참조하면, SPR 공정은 판재의 조합에 따라 많은 종류의 리벳과 다이(Die)가 사용된다.
실험예 2, 및 실험예 3에서 최대 경도 감소율이 가장 우수한 제14 실시예의 조건에서 상기 리벳(400)의 종류에 따른 SPR공정을 실험하였다.
실험예 3: HD3 리벳으로 SPR
핫스탬핑강으로 제작된 상기 상판(100)을 열처리 하지 않은 경우와 제14 실시예의 조건으로 저항 점용접 연화 열처리한 경우에 대하여 SPR 공정을 실험하였다.
이때, 상기 리벳(400)은 HD3 리벳이 60 kN으로 펀치되었다.
열처리 | 인터락, mm | 바닥 두께, mm | 크랙 | |
실시예 17 | 미적용 | 1.0 | 0.1 | 발생 |
실시예 18 | 적용 | 1.1 | 0.2 | 미발생 |
상기 표 6은 핫스탬핑강으로 제작된 상기 상판(100)을 열처리 하지 않은 경우와 상기 제14 실시예의 조건으로 저항 점용접 연화 열처리한 경우에 대하여 HD3 리벳으로 SPR 공정을 실험한 결과이다.
도 21은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제17 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진이고, 도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제18 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진이다.
표 6, 및 도 21 내지 도 22를 참조하면, 연화 열처리 미적용 시 발생했던 크랙이 연화 열처리를 적용한 조건에서는 발생하지 않았고, 인터락은 1.1mm로 최적화된 길이였고, 바닥 두께는 0.2mm로 최소길이를 만족하였다.
실험예 4: HD2 리벳으로 SPR
핫스탬핑강으로 제작된 상기 상판(100)을 열처리 하지 않은 경우와 제14 실시예의 조건으로 저항 점용접 연화 열처리한 경우에 대하여 SPR 공정을 실험하였다.
이때, 상기 리벳(400)은 HD2 리벳이 60 kN으로 펀치되었다.
열처리 | 인터락, mm | 바닥 두께, mm | 크랙 | |
실시예 19 | 미적용 | 0.9 | 0.1 | 발생 |
실시예 20 | 적용 | 1.0 | 0.2 | 발생 |
상기 표 7은 핫스탬핑강으로 제작된 상기 상판(100)을 열처리 하지 않은 경우와 상기 제14 실시예의 조건으로 저항 점용접 연화 열처리한 경우에 대하여 HD2 리벳으로 SPR 공정을 실험한 결과이다.
도 23은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제19 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진이고, 도 24는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법의 제20 실시예의 SPR후 리벳의 단면 사진이다.
표 7, 및 도 23 내지 도 24를 참조하면, 연화 열처리 미적용 시 발생했던 크랙이 연화 열처리를 적용한 조건에서도 발생하였고, 인터락은 1.0mm로 최적화된 길이인 1.1mm보다 0.1mm 부족하였지만, 바닥 두께는 0.2mm로 최소길이를 만족하였다.
결론적으로, 상기 제18 실시예의 핫스탬핑강으로 제작된 상기 상판(100)과 알루미늄 합금으로 제작된 상기 하판(200)을 3~7kN의 압력으로 면접촉 시킨 후, 상기 전극(300)을 상기 상판(100)의 표면에 접촉한 후, 상기 전극(300)이 세기가 0에서 초당 8~10kA 증가하여, 3kA에 도달하면 0.1~0.3초 유지된 후, 3kA에서 초당 15~20kA 감소하여 0이 되는 전류를 발생시켜, 상기 상판(100)에 도통되면서 상기 상판(100)의 온도를 상승시켜 상기 상판(100)을 연화 열처리한 후, 상기 상판(100)의 표면에 상기 리벳(400)이 HD3 리벳으로 펀치되는 것이 가장 효과가 좋음을 알 수 있다.
100: 상판
200: 하판
300: 전극 400: 리벳
300: 전극 400: 리벳
Claims (5)
- 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법에 있어서,
체결하기 위한 서로 다른 상판(100), 및 하판(200)의 판재가 압력을 받아 서로 면접촉되는 제1 단계(S100);
전류를 발생시키는 전극(300)이 상기 상판(100)의 표면에 접촉되는 제2 단계(S200);
상기 상판(100)이 상기 전극(300)에서 발생된 전류에 의해 통전되어 연화 열처리 되는 제3 단계(S300); 및
상기 제3 단계(S300)에서 열처리된 상기 상판(100)에 리벳(400)이 펀치되는 제4 단계(S400)를 포함하는 것을
특징으로 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 상판(100)은 핫스탬핑 강이고, 상기 하판(200)은 알루미늄 합금인 것을
특징으로 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 상판(100)과 상기 하판(200)이 받는 압력은
3~7kN인 것을
특징으로 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 전극(300)은
세기가 0에서 초당 8~10kA 증가하여, 3kA에 도달하면 0.1~0.3초 유지된 후, 3kA에서 초당 15~20kA 감소하여 0이 되는 전류를 발생시켜, 상기 상판(100)에 도통되면서 상기 상판(100)의 온도를 상승시켜 상기 상판(100)을 연화 열처리하는 것을
특징으로 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 리벳(400)은
HD3 리벳인 것을
특징으로 하는 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법.
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KR1020220025279A KR20230128189A (ko) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법 |
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KR1020220025279A KR20230128189A (ko) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법 |
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KR1020220025279A KR20230128189A (ko) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 기계적 체결을 위한 저항 점용접 연화 열처리 방법 |
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Citations (3)
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KR101221052B1 (ko) | 2010-11-18 | 2013-01-10 | 한국생산기술연구원 | 저항 점 용접방법 |
KR20150075719A (ko) | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 주식회사 포스코 | 아연도금강재의 저항점용접 방법 |
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- 2022-02-25 KR KR1020220025279A patent/KR20230128189A/ko not_active Application Discontinuation
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