KR960007148B1

KR960007148B1 - 전기가열이 가능한 코킹방법

Info

Publication number: KR960007148B1
Application number: KR1019930005994A
Authority: KR
Inventors: 마쓰모또 지로; 야나기사와 이꾸오
Original assignee: 니뽄 게이낀조꾸 가부시끼가이샤; 시게끼 무꼬야마
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1996-05-29
Also published as: JP2697471B2; CA2093691C; CA2093691A1; EP0566031A1; KR930021810A; DE69312147D1; EP0566031B1; DE69312147T2; JPH05285567A

Abstract

내용 없음.

Description

전기가열이 가능한 코킹방법

제1도는 본 발명에 따른 전기 가열이 가능한 코킹 방법(caulking)이 수행되기 전의 상태를 보인 단면도.

제2도는 제1도에 대응하는 도면으로, 본 발명에 따른 코킹 방법이 수행된 후의 상태를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 1a : 코킹 판

2 : 공작물 2a : 삽입공

3, 4 : 전극

본 발명은 기밀 유지가 가능하도록 틈새를 없애기 위한 전기 가열이 가능한 코킹 방법에 관한 것으로, 특히 마그네슘 또는 적절한 금속 합금으로 만들어지고 하나 이상의 코킹 핀을 구비하는 공작물의 틈새를 없애는 전기 가열이 가능한 코킹 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 경량 알루미늄 합금이나 강판은 전부터 실린더 헤드 덮개 또는 배플판 따위의 차량의 구조부재로써 폭넓게 사용되어 왔다. 이들 부재가 또 다른 부재에 고정 부착될 때, 소위 전기 가열이 가능한 코킹 방법이 이하에 설명되는 바와 같이 폭넓게 사용된다. 먼저, 부재중 하나의 부재상에 제공되는 코킹 핀은 다른 부재에 형성된 대응하는 코킹 핀 구멍내로 삽입된다. 따라서, 이들 두 부재는 상호 중첩되고 두 개의 대향하는 전극간에 배치되며, 이들 두 전극에 의해 두 부재간에 교류 전류가 공급되며, 이에 더하여 그 사이에 압력이 또한 가해진다.

또한, 최근들어 상기 언급한 알루미늄 합금에 대신하여 이 알루미늄 합금보다 그 비중이 작은 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 사용하는 방법을 발견하기 위해 다각도로 연구가 진행되어 왔다. 차량의 구조 부재에 적용할 경우, 실린더 헤드 덮개의 재료로 마그네슘 합금을 사용할 수 있다. 그러나, 종래에는, 경량의 알루미늄 합금은 별 문제로 치고, 마그네슘 합금의 가소성 가공이 알루미늄 합금의 가소성 가공보다 더 어렵고, 따라서 종래의 코킹방법으로는 마그네슘 합금을 소정의 형상으로 가공하는 것이 어렵기 때문에, 마그네슘 합금으로 된 실린더 헤드 덮개를 배플판에 부착하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법에 마그네슘 합금을 사용하는 것이 기술적으로 어렵다는 생각을 가졌었다.

이러한 점을 고려하여 본 발명자들이 연구를 행한 결과, 전극이 특정 재료로 만들어지고 용접을 행하는데 필요한 전류 암페어, 용접시간, 압력 등등의 용접 조건이 적절히 선택되면, 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 사용하여 좋은 코킹을 얻을 수 있음을 발견하였다.

본 발명의 목적은 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 사용할 수 있는 전기 코킹 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따라, 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 만들어지며 본체와 상기 본체에서 일체적으로 돌출 형성된 코킹 핀으로 구성되며 제1전극이 상기 코킹 핀과 접촉하고 상기 제1전극과 대향하는 제2전극이 상기 본체와 접촉할 수 있도록 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에서 공작물을 보유하는 단계와 상기 제1 및 제2전극간에 전류를 공급하는 단계와 상기 코킹 핀이 소정의 형상으로 변형되어 코킹이 행해지도록 전극간에 압력을 가하는 단계로 구성되는 전기 가열이 가능한 코킹 방법에 있어서, 적어도 공작물의 상기 코킹 핀과 접촉하는 상기 제1전극은 열확산도가 낮은 재료로 만들어지고 마그네슘과 합금되기 어려움을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법이 제공된다.

상기 방법은 상기 제1공작물과 함께 부착되는 제2공작물을 또한 포함하며, 상기 코킹 핀이 삽입공내에 삽입될 수 있도록 상기 제1 및 제2부재를 함께 위치시키는 단계를 또한 포함한다.

상기 재료는 텅스텐 따위의 열확산도가 낮고 마그네슘과 합금되기 어려운 재료인 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2전극간에는 교류 전류가 공급되는 것이 또한 바람직하다.

전류 밀도는 100-600A/㎟인 것이 좋다.

상기 제1 및 제2전극간에는 13-22Kgf/㎟의 압력이 가해지게 되는 것이 또한 바람직하다.

상기 공작물의 본체와 접촉하는 상기 제2전극은 Cr-Cu 합금으로 만들어지는 것이 또한 바람직하다.

본 발명에 있어서, 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 만들어진 공작물의 코킹 핀은 적절히 변형될 수 있어서 양호한 코킹 효과를 얻을 수가 있다.

이하, 첨부 도면, 제1도 및 제2도를 통해 본 발명에 따른 전기 가열이 가능한 코킹 방법을 상세히 설명하기로 한다.

공작물(1)은 마그네슘 합금으로 만들어진 부재로, 두께가 6.0㎜인 판상 본체로 구성되어 있다. 본체(1)에는 사전 설정된 위치에서 본체(1)에서 돌출된 하나 또는 다수의 코킹 핀(1a)이 일체적으로 제공되어 있다. 코킹핀(1a)의 직경은 6.9㎜이고 높이는 5.5㎝이다.

본 발명에 따른 코킹 방법에 의해 공작물에 부착되는 또 다른 공작물(2)은 부재(1)와 동일한 재료, 즉 마그네슘 함금으로 만들어진 판이다. 그러나 상기 판(2)은 그밖의 다른 재료로 만들어질 수도 있다. 판(2)에는 코킹핀(1a)과 대응하는 위치에서 직경이 7.9㎜인 하나 또는 다수의 코킹 핀 삽입공(2a)이 제공되어 있다.

제1도에 도시한 바와 같이 판(2)이 부재(1)와 합체되면, 판(2)은 먼저 코킹 핀(1a)이 코킹 핀 삽입공(2a)내에 끼워맞춤될 수 있도록 부재(1)상에 놓인다. 그런 다음, 이들 부재(1,2)는 상부 전극(3)이 코킹 핀(1a)의 상단과 접촉하고 상부 전극에 대향하는 하부 전극(4)이 대응하는 위치에서 부재(1)와 접촉할 수 있도록 상기 전극(3,4)간에 보유된다.

전극(3,4)중 적어도 하나, 즉 마그네슘 합금으로 된 부재(1)의 코킹 핀(1a)과 접촉하는 상부 전극(3)은 본 실시예의 경우, 텅스텐이 용융점 및 경도가 높고 열확산도가 낮으며 마그네슘과 합금되기 어려운 재료이기 때문에, 직경이 20.0㎜인 텅스텐으로 만들어진다.

그러나, 이와 유사한 특징을 지닌 다른 재료를 사용하여 이러한 목적을 달성할 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 다른 전극, 즉 하부 전극(4)은 Cr-Cu 합금(Cr의 함량은1.0%)으로 만들어지며 외경은 50.0㎜이다.

대향하는 상부 및 하부 전극(3,4)간에 교류 전력과 압력이 동시에 가해지게 되면, 코킹 핀 또는 돌출부(1a)가 변형됨으로써 제2도에 도시한 바와 같이 코킹 핀 삽입공(2a)이 폐쇄된다.

다음에 주어진 전류 및 압력의 범위에서 선택된 조건하에서 코킹 공정을 수행하면 아주 양호한 코킹 결과를 얻을 수 있음을 발견하였다. 따라서, 상기 상부 및 하부 전극(3,4)간에 가해지게 되는 압력은 350-800Kgf이고, 전류 암페어는 3,000-8,000A이며, 전력 공급 시간은 0.2-1.6초이다.

이하의 표1 및 표2는 상기 언급한 코킹 공정의 실험 결과를 보여주고 있다. 평가 조건은 다음과 같다 : 코킹에 의한 변형이 일어나기 전의 초기 조건에 있어서 코킹 핀(1a)의 직경은 6.9㎜이고, 높이는 5.5㎜이다. 코킹에 의해 변형이 이루어진 후에 코킹 핀(1a)의 외경(d)이 변형된 헤드부에서 9.8㎜보다 더 크고 높이(H)는 3.0㎜ 이하이며 슬릿이나 압쇄부가 적은 경우에 ◎은 "양호한" 샘플을 나타낸다. 코킹 공정에 의해 변형이 일어난 후에 코킹 핀(1a)의 외경(d)이 변형된 헤드부에서 9.0㎜보다 더 크고 높이(H)는 3.5㎜ 이하이며 슬릿이나 압쇄부가 적은 경우에 ○은 "실제의 사용에서 허용 가능함"을 나타낸다. 코킹 공정에 의해 변형이 일어난 후에 코킹 핀 (1a)의 외경(d)이 변형된 헤드부에서 9.0㎜보다 더 작고 높이(H)는 3.5㎜ 이상인 경우에 △은 "실제로 사용하기에 약간의 어려움을 수반함"을 나타낸다. 샘플이 슬릿이나 압쇄부를 가짐으로써 어려울 경우 X는 "실제의 사용이 허용되지 않음"을 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

*1 : 작은 슬릿이 존재함

*2 : 분산되어 표면에 부착된 용융 알루미늄

표1 및 표2에 나타낸 바와 같이, 전극으로 텅스텐 전극을 사용하고 코킹 핀의 재료로 마그네슘 합금(직경은 6.9㎜)을 사용하고 상기 상부 및 하부 전극(3,4)간에 가해지는 압력은 500-800Kgf, 즉 단위 면적당 압력으로 나타낼 경우 13.4-21.4Kgf/㎟으로 하고 전류 암페어는 4,000-6,000A, 즉 전류 밀도를 100-160A/㎟로 하고 전력 공급 시간을 0.2-1.6초로 하여 코킹 공정을 수행하였을 때 매우 양호한 코킹 결과를 얻을 수 있음을 발견하였다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 공작물의 코킹 핀과 접촉하는 전극중 적어도 하나의 전극은 열확산도가 낮고 마그네슘과 함금되기 어려운 재료로 만들어지고 상기한 바와 같이 코킹 및 용접 조건이 적절히 선택되기 때문에 종래에 있어서는 불가능한 것으로 생각되었던 코킹 공정하에서 가공되는 재료로 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 사용하는 것이 가능하게 되었다. 따라서, 본 발명의 차량 부품을 경량화하는 등의 여러가지 분야에 효과적으로 응용될 수 있다. 이상, 첨부 도면에 예시한 실시예를 통해 본 발명을 설명하였지만 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일예에 지나지 않는바, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않는 한 여러가지로 변경 및 변형이 가능하다는 것을 밝혀둔다.

Claims

마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 만들어지며 본체와 상기 본체에서 일체적으로 돌출 형성된 코킹 핀으로 구성되며, 제1전극이 상기 코킹 핀과 접촉하고 사기 제1전극과 대향하는 제2전극이 상기 본체와 접촉할 수 있도록 상기 제1전극 및 상기 제2전극사이에서 공작물을 보유하는 단계와 상기 제1 및 제 2전극간에 전류를 공급하는 단계와 상기 코킹 핀이 소정의 형상으로 변형되어 코킹이 행해지도록 전극간에 압력을 가하는 단계로 구성되는 전기 가열이 가능한 코킹 방법에 있어서, 적어도 공작물의 상기 코킹 핀과 접촉하는 상기 제1전극은 열확산도가 낮은 재료로 만들어지고 마그네슘과 합금되기 어려움을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 제1공작물과 함께 부착되는 제2공작물을 또한 포함하며, 상기 코킹 핀이 코킹 핀 삽입공내에 삽입될 수 있도록 상기 제1 및 제2부재를 함께 위치시키는 단계를 또한 포함함을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 재료는 텅스텐 따위의 열확산도가 낮고 마그네슘과 합금되기 어려운 재료인 것을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2전극간에는 교류 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법.
제1항에 있어서, 전류 밀도는 100-160A/㎟인 것을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법.
제1항에 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2전극간에는 13-22Kgf/㎟의 압력이 가해지게 되는 것을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 공작물의 본체와 접촉하는 상기 제2전극은 Cr-Cu 합금으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전기 가열이 가능한 코킹 방법.