KR950003260B1 - Measuring method and detector of shunt current in resistanse spot welding process - Google Patents

Measuring method and detector of shunt current in resistanse spot welding process Download PDF

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KR950003260B1
KR950003260B1 KR1019930009050A KR930009050A KR950003260B1 KR 950003260 B1 KR950003260 B1 KR 950003260B1 KR 1019930009050 A KR1019930009050 A KR 1019930009050A KR 930009050 A KR930009050 A KR 930009050A KR 950003260 B1 KR950003260 B1 KR 950003260B1
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조형석
김영선
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한국과학기술원
천성순
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Abstract

The method for measuring the shunt current by using the difference of the electromotive forces induced from the both coils, has two opposite coils symmetrically arranged at the center of the welding electrode. The apparatus comprises a plate material having a through hole for inserting the electrode; a pair of coils each having the same diameter and the same winding number, symmetrically arranged at the insert hole; electrically connecting section for connecting the coils.

Description

저항 점 용접 공정에서 션트(shunt)전류의 측정방법 및 션트전류 검출장치Shunt Current Measurement Method and Shunt Current Detection Device in Resistance Spot Welding Process

제1도는 본 발명에 따르는 션트전류 측정을 위한 코일 배치도.1 is a coil arrangement for shunt current measurement according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따르는 션트전류 검출장치의 구조를 나타내는 도면.2 is a view showing the structure of a shunt current detecting device according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따르는 션트전류 검출장치의 설치 예시도.3 is an exemplary installation diagram of a shunt current detection device according to the present invention.

제4도는 본 발명의 실시예에서 사용된 션트전류 측정실험용 시편의 요부 분해 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view of the main portion of the test specimen for shunt current measurement used in the embodiment of the present invention.

제5도는 제4도에 도시된 시편의 용접시 션트전류의 흐름을 나타낸 도면.FIG. 5 shows the flow of shunt current during welding of the specimen shown in FIG. 4. FIG.

제6도는 본 발명의 실시예에서 션트 용접부가 없는 시편에 대하여 본 발명의 검출장치로 측정한 실제 용접전류와 평균 유도기전력과의 관계를 나타낸 그래프.6 is a graph showing the relationship between the actual welding current and the average induced electromotive force measured by the detection apparatus of the present invention for a specimen without a shunt weld in the embodiment of the present invention.

제7도는 본 발명의 실시예에서 션트 용접부가 존재하는 시판에 대하여 본 발명의 검출장치로 측정한 실제 용접전류와 평균 유도기전력과의 관계를 나타낸 그래프.7 is a graph showing the relationship between the actual welding current and the average induced electromotive force measured by the detection apparatus of the present invention for commercially available shunt welding in the embodiment of the present invention.

제8도는 종래의 토로이드 코일을 이용하여 용접전류를 측정하는 예를 나타낸 도면.8 is a view showing an example of measuring the welding current using a conventional toroidal coil.

제9도는 이미 용접된 용접부(션트 용접부)가 존재할때, 용접전류의 일부가 션트용접로 분류되는 것을 나타내는 도면.9 is a view showing that when there is already a welded part (shunt welded part), a part of the welding current is classified as shunt welding.

제10도는 기존의 방법으로 영구자석을 이용하여 션트용접부로 분류되는 션트전류를 억제하는 상태를 나타내는 도면.10 is a view showing a state of suppressing a shunt current classified into a shunt welding portion by using a permanent magnet in a conventional method.

본 발명은 저항 점 용접 공정에서 션트전류 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 판금속을 용접하고자 하는 저항 점 용접 공정에서 현재 용접이 진행중인 용접부(이하 "현 용접부"라 칭한다) 주위에 이미 용접이 되어진 용접부(이하 "션트 용접부"라 칭한다)가 존재할 때, 초기 용접전류로부터 션트 용접부로 빠져나가는 일부 용접전류(이하 "션트전류"라 칭한다)를 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of measuring a shunt current in a resistance spot welding process. More particularly, the present invention is already welded around a welding part (hereinafter referred to as "current welding part") that is currently being welded in a resistance spot welding process for welding two sheet metals. The present invention relates to a method for measuring some welding current (hereinafter referred to as "shunt current") that exits from the initial welding current to the shunt weld when there is a weld (hereinafter referred to as "shunt welding").

일반적으로 저항 점 용접이라 함은 두개의 금속판을 서로 겹쳐 양쪽에 전극을 압력을 가하면서 다량의 전류를 흘려보내 재료의 접촉면의 저항에 의해 주울열을 발생시키고 그 열로서 재료를 용융시켜 두 모재를 접합시키는 방법을 말한다.In general, resistance spot welding refers to two metal plates overlapping each other to apply a large amount of current while applying pressure to electrodes on both sides to generate Joule heat by the resistance of the contact surface of the material, and to melt the material as the heat. It says how to bond.

이 저항 점 용접은 작업속도가 매우 빨라서 대량 생산 공정에 유리하며 가열범위가 좁아서 재료의 국부적 변질만 가져오고, 타 용접방법에 비해 잔류응력이나 변형도 적은 편이며, 또한, 용접봉과 같은 첨가물이 없어서 용접 후에도 재료의 무게에 큰 변화가 없는 것 등의 장점이 있어서, 비행기 기체나 자동차 차체, 연소기 등과 같은 판금속 용접법으로서 널리 이용 되어왔다. 그러나 용접부가 재료의 내부에 형성되므로 용접부가 외부까지 성장하기 이전에는 식별이 어렵고, 파괴시험 이외에는 용접부의 용접질을 알 수 있는 확실한 방법이 없을 뿐만 아니라, 용접시간이 매우 짧아서 용접변수들이 조금만 변해도 용접질에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 균일한 용접질을 얻는 것이 매우 어려운 단점도 있다.This resistance spot welding process is very fast, which is advantageous for mass production process, and the heating range is narrow, resulting in only local deterioration of materials, less residual stress and deformation than other welding methods, and also no additives such as welding rods. Since the weight of the material does not change significantly even after welding, it has been widely used as a sheet metal welding method such as an airplane body, an automobile body, a combustor, and the like. However, since the weld is formed inside the material, it is difficult to identify before the weld grows to the outside, and there is no reliable way to know the weld quality of the weld except for the fracture test. It is also very difficult to obtain a uniform weld quality because it can have a big impact on quality.

저항 점 용접은 1877년 엘리히 톰슨(Elihi Thomson)에 의해서 맨처음 특허화되어 초창기에는 거의 숙련자의 경험에 의존하여 수많은 용접의 시도에 의한 시행착오법 용접이 주류를 이루었고, 후에 캠이나 공압을 이용한 지연장치에 이어 알씨(RC)시상수와 전압을 이용한 전자장치가 개발되었고, 입력주파수를 카운팅(counting)하는 방식, 마이크로 프로세서의 연결로 까지 이르게 되었다. 그 밖에 저항 점 용접 공정을 수학적으로 모델링하여 열 전달식에 근거하여 수치적으로 점 용접공정을 해석 및 제어하였고, 전극 분리 신호를 이용한 용접질제어에 대한 연구도 최근까지 계속 되었다.Resistance spot welding was first patented by Elihi Thomson in 1877, and in the early days, trial-and-error welding was the mainstream, with many attempts at welding, relying on the experience of almost skilled practitioners, and later delayed using cams or pneumatics. Following the device, electronic devices using RC constants and voltages were developed, leading to the method of counting input frequencies and connecting microprocessors. In addition, by mathematically modeling the resistance spot welding process, numerically, the spot welding process was numerically analyzed and controlled based on the heat transfer equation, and research on welding quality control using the electrode separation signal continued until recently.

지금까지는 상기의 방법들에 의해 저항 점 용접 공정시 용접부의 크기가 제어 되었는데 현재 용접이 진행중인 현 용접부 근처에 타 용접부가 이미 존재할 경우, 현 용접부 주위의 기존 용접부(션트 용접부)로 용접전류의 일부가 흘러 들어 감으로써, 현 용접부가 충분히 용융되지 않아서 결과적으로 용접질을 저하시키게 된다. 이러한 현상을 "션트 효과"라고 하는데 상기에 기술된 제어 신호들로서는 한 점 용접시와는 달리 용접중 변화하는 용접부의 상태를 충분히 반영하지 못하므로 제어 신호로서의 가치가 떨어지게 된다. 실제로 저항 점 용접이 사용 되는 경우 한 모재의 여러 곳에 용접을 실시하는 경우가 많아서 션트효과에 의한 용접질 저하가 심각함에도 불구하고 이에 대한 효과적인 대책이 미흡한 실정 이었다.Until now, the size of the weld is controlled by the above methods in the resistance spot welding process. If other welds already exist near the current weld in progress, part of the welding current is transferred to the existing weld (shunt weld) around the current weld. By flowing in, the current weld portion is not sufficiently melted, resulting in deterioration of the weld quality. This phenomenon is referred to as the "shunt effect", and the control signals described above do not sufficiently reflect the state of the welding part that changes during welding, unlike at the time of single point welding, so that the value as the control signal is lowered. In fact, when resistance spot welding is used, welding is often carried out at various places of the base metal, but even though the welding quality is severely degraded due to the shunt effect, effective countermeasures have been insufficient.

지금까지 기존 생산 현장에서는 션트 효과로 인한 용접질 저하를 막기 위해서 단순히 용접 전류를 적정량 이상으로 용접부에 통전 시킴으로서 션트 용접부의 유무에 관계없이 용접부가 충분히 용융되도록 하는 방법을 써왔으나 이 방법은 에너지 낭비가 심한 비 생산적 방법일 뿐만 아니라 균일한 용접질을 얻고자 하는 용접질 제어 본래의 취지에도 어긋난다.Until now, the existing production site has been using a method that the welding part is sufficiently melted regardless of the presence or absence of the shunt welding part by simply energizing the welding part more than an appropriate amount in order to prevent the welding quality deterioration due to the shunt effect. Not only is it a severely unproductive method, it also violates the intent of weld quality control to achieve uniform weld quality.

현재 일반적인 용접전류 측정방법으로 제8도의 도시와 같이 저항 점 용접기의 상부전극(20a)과 하부전극(20b) 사이에 한쌍의 피용접 판금속(50)을 위치시키고 하부전극(20b)측에 토로이드 코일(30)을 위치시켜 용접 전류(A)가 흐를때 발생하는 자기장의 변화에 의해 토로이드 코일(30)에 유도되는 기전력을 측정하여 왔다. 하지만 이 방법 만으로는 현용접부(51)주위에 션트 용접부(52)가 있을 경우, 제9도에서와 같이 용접전류(A)중 일부가 션트전류(A1)로 분류되어 션트 용접부(52)로 흐르게 되면 현 용접부(51)를 용융시키는 순 용접전류(A2)의 양은 감소하게 되고, 따라서 용접질의 저하를 가져오게 된다.As a general welding current measurement method, as shown in FIG. 8, a pair of welded plate metal 50 is placed between the upper electrode 20a and the lower electrode 20b of the resistance spot welding machine, and the earth is disposed on the lower electrode 20b side. By placing the Lloyd coil 30, the electromotive force induced in the toroidal coil 30 by the change of the magnetic field generated when the welding current A flows has been measured. However, if there is a shunt welding portion 52 around the current welding portion 51 only by this method, as shown in FIG. 9, a part of the welding current A is classified as the shunt current A1 and flows to the shunt welding portion 52. The amount of the net welding current A2 for melting the current welding part 51 is reduced, resulting in a decrease in weld quality.

션트 효과를 보상 하고자 하는 방법과 관련된 특허로는 일본국 특허 공개 제59-223180호가 있다. 이 방법은 저항 점 용접 공정시 영구자석을 션트 용접부가 있는 방향으로 설치하여 션트전류의 흐름을 억제함으로써 션트전류의 손실을 막고 동시에 용접질 저하를 줄이는데 목적을 둔것으로서, 제10도에 도시되는 바와 같이 직육면체 형태의 상, 하 영구자석(40a)(40b)과 영구자석 절연체(41a)(41b)를 전극에 대하여 션트 용접부(52)가 있는 방향으로 배치하여, 션트전류(A1)의 흐름을 방해함으로써 션트 효과를 줄여보고자 하는 방법이었다. 그러나 피용접 판금속(50) 내부를 통해 흐르는 션트전류를 완전히 차단 할수는 없으므로 어느정도의 션트 효과로 인한 용접질 저하는 감수할 수 밖에 없었고, 또한 이 방법으로는 션트전류 측정이 어려워 션트 효과에 따르는 용접질 저하를 근원적으로 보상할 수 없는 등의 문제점들이 있었다.Patent related to the method to compensate for the shunt effect is Japanese Patent Laid-Open No. 59-223180. This method aims to prevent the loss of the shunt current and at the same time reduce the quality of the weld by installing the permanent magnet in the direction of the shunt welding part in the resistance spot welding process, and as shown in FIG. 10. Likewise, the upper and lower permanent magnets 40a and 40b and the permanent magnet insulators 41a and 41b in the form of a rectangular parallelepiped are disposed in the direction in which the shunt welding portion 52 is located with respect to the electrode, thereby preventing the flow of the shunt current A1. By trying to reduce the shunt effect. However, since the shunt current flowing through the inside of the welded sheet metal 50 cannot be completely blocked, welding quality deterioration due to a certain shunt effect is inevitable, and in this method, it is difficult to measure the shunt current. There were problems such as the inability to fundamentally compensate for the deterioration of the weld quality.

따라서, 본 발명은 당 분야의 선행기술에 따른 문제점들을 감안하여, 션트 용접부로 흐르는 션트전류를 간접측정하고 션트 효과로 인해 저하되는 용접질을 용접중에 즉시 보상하므로서 실제 용접작업시 전력낭비를 줄이고 보다 균일한 용접질을 얻고자 함을 목적으로 하는 것으로서, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 판금속의 저항 점 용접 공정에서 용접기의 전극중심을 기준으로 좌우 대칭되도록 동일한 직경과 감은수를 가진 코일을 설치하여 션트전류에 의해 양쪽 코일에 유도되는 기전력의 차이를 이용하여 션트 전류를 측정하는 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention, in consideration of the problems according to the prior art in the art, indirect measurement of the shunt current flowing to the shunt welding portion and immediately compensate for the weld quality deteriorated due to the shunt effect during welding to reduce power consumption during actual welding work more In order to achieve the above object, the present invention provides a coil having the same diameter and winding number so as to be symmetrical with respect to the electrode center of the welder in the resistance point welding process of sheet metal. By using the difference in the electromotive force induced in both coils by the shunt current provides a method for measuring the shunt current.

또한, 본 발명은 판 금속의 저항 점 용접 중의 션트전류를 검출하기 위한 목적으로 저항점 용접기의 전극에 끼우도록 설정된 중앙전극 착탈구멍이 형성된 판부재와, 판부재의 중앙전극 착탈구멍 좌우 양측에 상호 대칭적으로 배치되는 동일 직경과 감은수를 갖는 한쌍의 코일과, 상기 코일들을 전기적으로 접속하기 위한 전기접속부로 구성되는 션트전류를 검출장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a plate member having a center electrode detachment hole set to be fitted to an electrode of a resistance spot welder for the purpose of detecting a shunt current during resistance spot welding of a sheet metal, and the left and right sides of the center electrode detachment hole of the plate member. Provided is a shunt current detection device comprising a pair of coils having the same diameter and the number of turns arranged symmetrically, and an electrical connection portion for electrically connecting the coils.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

제1도는 본 발명에 따라 동일한 감음수와 직경을 갖는 좌,우측 코일(11a)(11b)이 전극(20a,20b) 중심을 기준으로 대칭적으로 배치된 상태에서 용접전류(A)가 흐를때 현 용접부(5)로부터 션트 용접부(52)로 션트전류(A1)의 흐름을 나타낸 상태도이다. 도시된 바와 같이, 현 용접부(51) 주위에 션트 용접부(52)가 있으면, 이 션트 용접부(52)로 션트전류(A1)가 흐르게 되고, 이 션트전류(A1)에 의해서 좌,우측 코일(11a)(11b)에는 크기가 서로다른 자기장이 발생하게 된다. 이때 용접전류(A)는 주파수가 일정하고, 파형의 최대 진폭의 변동이 없는 위상제어방식으로 조절되는 전류라야 하며, 이러한 전류일 경우 자기장은 시간에 대해서 변화하게 되고, 이때 코일(11a)(11b)에는 전자기 유도작용에 의하여 회로에 생기는 유도전류는 언제나 용접전류에 의해서 발생하는 자기장의 증감을 방해하는 방향으로 발생한다는 렌쯔(Lontz)의 법칙에 의거하여 시간에 대한 자기장의 변화율에 음의 방향으로 비례하는 유도기전력이 발생하게 된다. 이러한 조건에서, 한 점 용접시 코일의 좌반구, 우반구에 유도되는 기전력은 크기는 같고 방향은 반대가 되며 코일과 수평인 자기장에 의해서 코일에 발생하는 유도기전력은 항상 영(0)이 되는 원리를 적용하여 두 코일을 전기적으로 연결하면, 두 코일에 유도되는 기전력은 회로가 이상적으로 대칭일 경우 항상 크기는 같고 방향이 반대인 유도기전력이 얻어지므로 회로 전체에서 얻어지는 유도기전력은 영(0)이 된다. 반면, 션트 용접부(52)가 존재하게 되면 션트 용접부에 대해 션트전류가 흐르게 되고 이는 검출장치의 중심선에 비대칭이 되므로 두 코일에 유도되는 기전력의 크기가 달라진다. 상기와 같은 션트전류의 흐름은 도선으로 가정하고 도선에 전류가 흐르고 있을대 도선상의 선소(線素)에 의해 공간의 한 점에 발생하는 자계의 세기를 주는 비오-사바아르(Biot-Savart)법칙에 적용하면 전극 양측에 설치된 두 코일의 각 중심점에 유도되는 기전력이 합으로부터 대략적인 션트전류값을 얻어잴 수 있고, 두 코일로부터 얻어진 유도기전력을 비교하면 전극에 대한 션트 용접부의 방향도 추정할 수 있게 된다.1 is a flow diagram of the present invention when the welding current A flows in a state in which left and right coils 11a and 11b having the same number of windings and diameters are symmetrically disposed with respect to the centers of the electrodes 20a and 20b. It is a state diagram which shows the flow of the shunt current A1 from the current welding part 5 to the shunt welding part 52. As shown in FIG. As shown, if there is a shunt welding portion 52 around the current welding portion 51, the shunt current A1 flows to the shunt welding portion 52, and the left and right coils 11a are caused by the shunt current A1. At 11b, magnetic fields of different sizes are generated. At this time, the welding current A should be a current controlled by a phase control method with a constant frequency and no fluctuation of the maximum amplitude of the waveform. In this case, the magnetic field changes with time, and the coils 11a and 11b ), The induction current generated in the circuit by the electromagnetic induction action always occurs in the direction of interfering with the increase and decrease of the magnetic field generated by the welding current, and according to Lentz's law, in the negative direction of the rate of change of the magnetic field with respect to time. Proportional electromotive force is generated. Under these conditions, the electromotive force induced in the left hemisphere and the right hemisphere of the coil during one-point welding is the same in magnitude and opposite in direction, and the induced electromotive force generated in the coil by the magnetic field parallel to the coil is always zero. When the two coils are electrically connected to each other, the induced electromotive force of the two coils is always the same and the opposite direction of the induced electromotive force is obtained when the circuit is ideally symmetric, so the induced electromotive force obtained in the entire circuit becomes zero (0). On the other hand, if the shunt welding portion 52 is present, the shunt current flows with respect to the shunt welding portion, which is asymmetric to the center line of the detection device, and thus the magnitude of the electromotive force induced in the two coils is changed. The flow of the shunt current is assumed to be a wire and the Biot-Savart law gives the strength of the magnetic field generated at a point in space by the line on the wire when the current flows in the wire. When applied to, the approximate shunt current value can be obtained from the sum of the electromotive force induced at each center point of two coils installed on both sides of the electrode. By comparing the induced electromotive force obtained from the two coils, the direction of the shunt weld with respect to the electrode can be estimated. Will be.

제2도에는 본 발명에 의한 션트전류 검출장치(10)가 도시된다. 도시되는 바와 같이 본 발명의 션트전류 검출장치(10)는 중앙에 전극 착탈구멍(14)이 형성된 판부재(12)와, 중앙전극 착탈구멍(14)의 좌우 양측에 상호 대칭적으로 배치되는 동일한 직경과 감은수를 가진 한쌍의 코일(11a)(11b)과, 상기 코일을 전기적으로 접속하기 위한 전기접속부(13)로 구성된다. 양측 코일(11a)(11b)에서 유도된 기전력은 도선을 따라 전기 접속부(13)로 전달된다. 이러한 구성의 검출장치(10)는 제3도에 도시되는 바와 같이 저항 점 용접기 상부전극(20a)에 삽입 설치되어 진다.2 shows a shunt current detection device 10 according to the present invention. As shown, the shunt current detection device 10 of the present invention has the same plate member 12 having the electrode detachment hole 14 formed in the center and the same symmetrically arranged on both the left and right sides of the center electrode detachment hole 14. It consists of a pair of coils 11a and 11b having a diameter and a winding number, and an electrical connection portion 13 for electrically connecting the coils. Electromotive force induced in both coils 11a and 11b is transmitted to the electrical contact 13 along the lead. The detection apparatus 10 of such a structure is inserted in the resistance spot welding machine upper electrode 20a as shown in FIG.

이하, 하기 실시예를 참조하여 본 발명을 예시하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be illustrated with reference to the following examples.

[실시예 1]Example 1

션트전류를 측정하기 위하여 제2도에 도시된 바와 같은 션트전류 검출장치를 제3도에 도시되는 바와 같이 저항 점 용접기의 상부 용접전극에 끼워 실험을 실시 하였다.In order to measure the shunt current, an experiment was conducted by inserting a shunt current detection device as shown in FIG. 2 into the upper welding electrode of the resistance spot welding machine as shown in FIG.

사용된 션트전류를 검출장치는 저항 점 용접기의 상부 용접전극에 끼워질 중앙전극 착탈구멍을 형성한 두께 1mm의 투명 아크릴재 판부재에 중앙전극 착탈구멍의 좌, 우 양쪽에 동일한 감은수와 직경을 가진 코일을 중앙전극 중심에 대해서 대칭적으로 설치하므로써 두 코일 중심에 대칭적인 전류에 대해 각각의 코일에서 얻은 유도기전력의 합이 영이 되도록 한 것이었다. 이때, 코일은 0.08mm 굵기의 에나멜선을 사용한 내경 8mm의 코일로서 전극-코일 중심간의 거리는 15mm로 하였다. 또한, 션트전류 검출장치의 양측 코일의 감은수(CTN)를 각각 150, 250, 350회로 하여 션트전류를 측정하였다.The shunt current detection device used is a transparent acrylic plate member with a thickness of 1mm that forms a center electrode detachment hole to be inserted into the upper welding electrode of the resistance spot welding machine. By installing the coils symmetrically with respect to the center electrode center, the sum of the induced electromotive force from each coil was zero for symmetrical currents between the two coil centers. At this time, the coil was a coil having an inner diameter of 8 mm using an enamel wire of 0.08 mm thickness, and the distance between the electrode and the coil center was 15 mm. In addition, the shunt current was measured by winding the number of windings (CTN) of both coils of the shunt current detector at 150, 250, and 350 circuits, respectively.

션트전류 측정에 사용된 시편은 두께 1.5mm인 냉각 압연 강판으로 하여 두 판금속(50a)(50b)의 접촉면 사이에 절연종이(60)를 삽입하되, 절연종이(60)상에서 현 용접부에 해당하는 위치에 내열, 내압성 절연체(61)를 부착하고 시편 중심으로부터 일정 간격 떨어진 곳에는 구멍(62)을 뚫어 두 시편을 겹친후 이들 이 부분을 용접하여 션트 용접부로 작용하도록 한 것이었다(제 4도 참조).The specimen used for the shunt current measurement is a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.5 mm, and an insulating paper 60 is inserted between the contact surfaces of the two sheet metals 50a and 50b, which corresponds to the current welding portion on the insulating paper 60. The heat- and pressure-resistant insulator 61 was attached at the position, and a hole 62 was drilled at a predetermined distance from the center of the specimen to overlap the two specimens, and these portions were welded to act as shunt welds (see FIG. 4). .

또한, 상기한 강판과 동일재질을 가진 두께 1.5mm인 냉각 압연 강판 두개를 그대로 겹친 시편을 사용하여 한 점을 용접시의 전류를 측정하였다.In addition, using a specimen in which two cold-rolled steel sheets having a thickness of 1.5 mm having the same material as the above steel sheets were directly stacked, a current was measured at one point.

[실험에 사용된 기타 장비][Other equipment used in the experiment]

저항 점 용접기 : 전극의 가압력을 조절할 수 있는 공압 조절기와 초기 가압시간, 용접시단, 유지시간, 휴지시간을 조절할 수 있는 제어반(Controller)이 부착된 저항 점 용접기.Resistance spot welding machine: Resistance spot welding machine equipped with a pneumatic controller that can adjust the pressing force of the electrode, and a controller that can control the initial pressurization time, welding start time, holding time, and down time.

월드 체커(Weld Checker) : 용접시간을 사이클 단위로 나타내는 LED표시기와 용접전압 또는 용접전류를 표시하는 LED 표시기가 있는 웰드 체커.Weld Checker: Weld Checker with LED indicator for welding time in cycles and LED indicator for welding voltage or welding current.

전극 : 연강이나 저합금 스테인레스강, 황동 및 니켈 합금 등의 저항 점 용접용 구리-크롬(Cu-Cr)전극;Electrodes: copper-chromium (Cu-Cr) electrodes for resistance spot welding such as mild steel, low alloy stainless steel, brass and nickel alloys;

데이타 채득장치 : 검출 장치로부터 발생하는 아날로그 신호를 디지탈로 변환시켜주는 역할을 하는 데이타 채득장치.Data acquisition device: A data acquisition device that converts analog signals generated from detection devices into digital devices.

[실험결과][Experiment result]

판금속 사이에 절연체 없는 시편을 사용하여 한 점만을 용접할 경우, 검출장치로부터 검출되는 유도기전력의 평균값(Y값)과 토로이드 코일로부터 얻어지는 유도기전력을 웰드 체커에 입력시켜 표시되는 값을 실제 용접전류(X값)로하여 그래프로 도시하였다. 그 결과는 제6도에 제시된다.When welding only one point using a specimen without insulator between the sheet metals, the average value of the induced electromotive force (Y value) detected from the detection device and the induced electromotive force obtained from the toroidal coil are input to the weld checker and the actual value is displayed. It is shown graphically as the current (X value). The results are shown in FIG.

현 용접부가 절연된 상태로 션트 용접부를 가지고 있는 시펀(제 4도)에 용접전류가 흐르게 한 경우, 검출장치로부터 검출되는 유도기전력의 평균값(Y값)과 토로이드 코일로부터 얻어지는 유도기전력을 웰드 체커에 입력시켰을때 웰드체커가 표시하는 값을 실제 용접전류(X값)로하여 그래프로 도시하였다. 그 결과는 제7도에 제시된다. 제5도는 현 용접부가 절연되고 션트 용접부가 있는 시편(제4도)에서 용접전류가 전극에 서 션트 용접부로 흘러감을 나타낸 것이다.When the welding current flows to the siphon (FIG. 4) which has the shunt welding part with the current welding part insulated, weld checks the average value (Y value) of the induction electromotive force detected by the detection apparatus and the induction electromotive force obtained from the toroid coil. The value displayed by the weld checker when inputted in the graph is shown as the actual welding current (X value). The results are shown in FIG. FIG. 5 shows the welding current flowing from the electrode to the shunt weld in the specimen with the current weld insulated and the shunt weld (FIG. 4).

제6도 및 제7도의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 한 점 용접시에는 검출장치의 코일에 유도되는 기전력이 거의 영에 가깝게 되므로 실제 용접전류의 증가에 대하여 유도기전력의 평균값이 거의 영에 가깝게 나타나며, 션트 용접부가 존재할 경우에는 션트전류에 의해 검출장치에 유도기전력이 발생하여 양측에 좋은 비례관계가 나타났다. 즉, 션트전류 변화를 간접 모니터할 수 있었다. 또한, 코일의 감은수(CTN)가 많을수록 유도기전력의 차이가 크게 되고, 그 결과 션트전류 변화의 모니터가 보다 용이하였다.As can be seen from the graphs of Figs. 6 and 7, the point of electromotive force induced in the coil of the detection device becomes almost zero at one point welding, so that the average value of the induced electromotive force is near zero for the increase of the actual welding current. In the presence of a shunt weld, an induced electromotive force is generated in the detection device by the shunt current, which shows a good proportional relationship on both sides. In other words, it was possible to monitor the shunt current change indirectly. In addition, the larger the coil number (CTN) of the coil, the larger the difference in induced electromotive force, and as a result, it is easier to monitor the shunt current change.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 실제 용접시에 코일로부터 유도기전력을 얻어 션트전류를 측정하고, 이 값을 전체 용접전류와 비교함으로써 현재 용접이 진행중인 현 용접부의 순 용접전류를 측정할 수 있고 이러한 션트전류 변화를 간접 모니터함으로써 션트 효과로 인해 저하되는 용접질을 용접중에 보상할 수 있을 뿐만아니라, 전력의 낭비도 최소화 할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the actual shunt current can be measured by obtaining the induced electromotive force from the coil during actual welding, and comparing this value with the total welding current, thereby measuring the net welding current of the current welding part in progress. Indirect monitoring of current changes not only compensates for weld deterioration due to shunt effects, but also minimizes waste of power.

Claims (2)

판금속의 저항 점 용접 공정에서 용접기의 전극중심을 기준으로 좌우 양측에 상호 대칭되도록 동일한 직경과 감은수를 가진 코일을 설치하여 션트전류에 의해 양쪽 코일에 유도되는 유도 기전력의 차이를 이용하여 션트전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 션트전류 측정방법.In the resistance spot welding process of sheet metal, coils with the same diameter and number of windings are installed on the left and right sides of the welder's electrode center to measure the shunt current using the difference in induced electromotive force induced by both coils by the shunt current. Shunt current measurement method characterized in that. 판금속의 저항 점 용접 중의 션트전류 검출장치에 있어서, 저항 점 용접기의 전극에 끼우도록 설정된 중앙전극 착탈구멍이 형성된 판부재와, 판부재의중앙전극 착탈구멍 좌우 양측에 상호 대칭적으로 배치되는 동일 직경과 감은수를 갖는 한쌍의 코일과, 상기 코일들을 전기적으로 접속하기 위한 전기접속부로 구성되는 것을 특징으로 하는 션트전류 검출장치.A device for detecting shunt current during resistance spot welding of sheet metal, comprising: a plate member having a center electrode detachment hole set to be inserted into an electrode of a resistance spot welder, and the same diameter disposed symmetrically on both left and right sides of the center electrode detachment hole of the plate member; And a pair of coils having a number of turns, and an electrical connection portion for electrically connecting the coils.
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