WO2012015197A2

WO2012015197A2 - 진동 스폿 용접 장치 및 방법

Info

Publication number: WO2012015197A2
Application number: PCT/KR2011/005382
Authority: WO
Inventors: 진인태
Original assignee: Jin In Tai
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-02-02
Also published as: CN103140318A; US20130112665A1; DE112011102493T5; WO2012015197A3; CN103140318B; DE112011102493B4

Abstract

중첩된 금속판의 용접부에 열을 가함과 동시에 연속적인 직선 반복 하중을 가하여 중첩된 금속판을 용접하는 진동 스폿 용접 장치 및 방법이 개시된다. 상기 진동 스폿 용접 장치는 중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 진동 용접기를 포함하며, 상기 한 쌍의 진동 용접기 중 적어도 하나는 상기 금속판의 용접부를 가열하고 상기 용접부가 상기 한 쌍의 진동 용접기 사이에서 왕복 운동하여 소성 유동이 발생하도록 하며 소성 유동이 발생된 용접부를 가압하여 접합되도록 할 수 있다. 또한, 상기 진동 스폿 용접 방법은 중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 전극에 압력을 가하여 금속판을 밀착하는 단계; 상기 한 쌍의 전극에 전원을 공급하여 금속판의 용접부를 가열하는 단계; 상기 가열된 용접부를 왕복 이동시켜 소성 유동을 발생시키는 단계; 그리고 소성 유동이 발생된 상기 용접부를 가압하여 중첩된 금속판을 용접하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

진동 스폿 용접 장치 및 방법

본 발명은 진동 스폿 용접 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중첩된 금속판의 용접부에 열을 가함과 동시에 연속적인 직선 반복 하중을 가하여 중첩된 금속판을 용접하는 진동 스폿 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 비교적 얇은 두 장의 중첩된 금속판을 용접하는 방법에는 용융 용접법(fusion welding)과 고상 용접법(solid phase welding)이 있다. 용융 용접법인 스폿 용접은 중첩된 금속판들의 용접부에 전기저항에 의한 열과 압력을 가하여 용접부를 용융시켜 금속판들을 용접하는 방법을 의미한다. 고상 용접법인 마찰 교반 용접(Friction Stir Welding; FSW)은 중첩된 금속판에 회전하는 공구(rotating tool)의 돌기(probe)를 삽입하면 회전하는 돌기와 금속판 사이의 마찰열에 의하여 공구 주변의 금속판이 연화되고 공구의 교반에 의한 용접부에 발생하는 소성 유동에 의하여 양 금속판의 용접부가 강제적으로 혼합되어 금속판들을 용접하는 방법을 의미한다.

상기 스폿 용접과 마찰 교반 용접은 각각의 장점 및 단점을 가지고 있다.

예를 들어, 스폿 용접은 전기 저항에 의하여 발생된 열에 의해 금속판들의 용접부를 용융시켜 용접하기 때문에 금속판의 접촉면에 고전류의 인가로 인한 아크가 발생하고 용접면의 불량 등의 문제점을 가지고 있다.

마찰 교반 용접은 고상 용접법이기 때문에 용접된 금속판들의 기계적 강도가 우수하고 아크가 발생하지 않으며 경금속의 용접에 적합한 장점이 있는 반면에 용접 후 용접면에 돌기의 회전에 의한 용접 자국 또는 구멍이 남는 단점이 있다.

이러한 스폿 용접과 마찰 교반 용접의 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국등록특허 제743857호와 같은 압출 점 접합 방법(Extru-Spot Welding; ESW)이 개발되었다. 대한민국등록특허 제743857호는 중첩된 두 장의 금속판과 별도의 금속띠를 전극으로 순간적으로 가열하고 금속띠로부터 압입 소재를 펀칭하며 펀칭된 압입 소재를 중첩된 금속판에 압출하여 금속판을 용접하는 기술이 개시되어 있다. 이러한 압출 점 접합 방법은 접합력이 강하고 아크가 발생되지 않는 장점이 있으나 별도의 금속띠를 사용해야 하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중첩된 금속판의 용접부에 열을 가함과 동시에 연속적인 직선 반복 하중을 가하여 중첩된 금속판을 용접하는 진동 스폿 용접 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치는 중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 진동 용접기를 포함하며, 상기 한 쌍의 진동 용접기 중 적어도 하나는 상기 금속판의 용접부를 가열하고 상기 용접부가 상기 한 쌍의 진동 용접기 사이에서 왕복 운동하여 소성 유동이 발생하도록 하며 소성 유동이 발생된 용접부를 가압하여 접합되도록 할 수 있다.

상기 한 쌍의 진동 용접기 중 적어도 하나는 전류를 인가 받아 중첩된 금속판을 가열하기 위한 전극; 상기 전극의 후단부에 장착되며 금속판의 용접부를 왕복 운동시키고 가압하기 위한 압력을 공급받도록 된 실린더; 그리고 서로 연결된 전단과 후단을 포함하며, 상기 후단은 상기 실린더 내에 위치하여 상기 압력을 인가 받고 전단은 상기 실린더와 전극을 관통하여 상기 금속판의 용접부를 왕복 운동시키거나 가압하도록 되어 있는 진동 피스톤;을 포함할 수 있다.

상기 진동 용접기는 상기 실린더 내에서 상기 진동 피스톤의 뒤에 위치하며, 상기 실린더에 형성된 압력을 받아 상기 실린더에 전달함으로써 상기 금속판의 용접부를 가압하는 가압 피스톤을 더 포함할 수 있다.

상기 실린더 내의 상기 진동 피스톤과 상기 가압 피스톤 사이에는 제1챔버가 형성되며, 상기 제1챔버는 상기 금속판의 용접부를 왕복 운동시키기 위한 압력을 받도록 되어 있을 수 있다.

상기 진동 피스톤의 뒤의 상기 실린더 내주면에는 진동 피스톤의 왕복 거리를 조정하기 위한 제1스토퍼가 장착되어 있을 수 있다.

상기 실린더의 후단에는 커버가 장착되어 있으며, 상기 실린더 내의 상기 가압 피스톤과 상기 커버 사이에는 제2챔버가 형성되며, 상기 제2챔버는 소성 유동이 발생된 용접부를 가압하기 위한 압력을 받도록 되어 있을 수 있다.

상기 진동 피스톤의 후단과 상기 실린더의 전단 사이에는 탄성부재가 위치할 수 있다.

상기 가압 피스톤의 뒤의 상기 실린더 내주면에는 상기 제1챔버의 압력에 대항하여 상기 가압 피스톤을 지지하기 위한 제2스토퍼가 장착되어 있을 수 있다.

상기 한 쌍의 진동 용접기는 각각 전극, 실린더, 그리고 진동 피스톤을 포함하고, 상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 동일한 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 서로 일정 각도를 형성하도록 배치되어 있을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 삼각형의 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 180°의 각도를 형성하도록 배치되어 있을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 사각형의 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 45°의 각도를 형성하도록 배치되어 있을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치는 중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 진동 용접기를 포함하며, 상기 한 쌍의 진동 용접기 중 적어도 하나는 전류를 인가 받아 중첩된 금속판을 가열하기 위한 전극; 상기 전극의 후단부에 장착되는 실린더; 상기 실린더의 후단에 결합하는 커버; 서로 연결된 전단과 후단을 포함하며, 상기 후단은 상기 실린더 내에 위치하고 전단은 상기 실린더와 전극을 관통하여 상기 중첩된 금속판 중 하나와 접촉하도록 된 진동 피스톤; 상기 실린더 내에서 상기 진동 피스톤의 뒤에 위치하는 가압 피스톤; 상기 실린더 내의 상기 진동 피스톤과 상기 가압 피스톤 사이에 형성되며, 상기 금속판의 용접부를 왕복 운동시키기 위한 압력을 상기 진동 피스톤에 가하도록 된 제1챔버; 그리고 상기 실린더 내의 상기 가압 피스톤과 상기 커버 사이에 형성되며, 소성 유동이 발생된 상기 용접부를 가압하기 위한 압력을 상기 가압 피스톤에 가하도록 된 제2챔버;를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동 스폿 용접 방법은 중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 전극에 압력을 가하여 금속판을 밀착하는 단계; 상기 한 쌍의 전극에 전원을 공급하여 금속판의 용접부를 가열하는 단계; 상기 가열된 용접부를 왕복 이동시켜 소성 유동을 발생시키는 단계; 그리고 소성 유동이 발생된 상기 용접부를 가압하여 중첩된 금속판을 용접하는 단계;를 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 중첩된 금속판의 용접부들은 삼각형의 단면 형상을 가지며, 서로 180°의 각도를 형성하도록 배치되어 있을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 중첩된 금속판의 용접부들은 사각형의 단면 형상을 가지며, 서로 45°의 각도를 형성하도록 배치되어 있을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전극으로 용접부를 가열하고 연속적인 반복 하중을 상기 용접부에 가함으로써 소성유동을 발생시킨 후 용접부를 가압하여 중첩된 금속판을 용접하므로 아크가 발생하지 않는다.

또한, 비교적 적은 반복 하중으로 용접부에 소성유동을 발생시키므로 에너지 소모가 적다.

더 나아가, 아크에 의하여 용접되기가 어려운 경금속들의 용접도 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동 용접기의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진동 피스톤의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치를 이용하여 두 장의 금속판의 용접부를 진동시키는 과정을 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치를 이용한 경우 용접부의 단면의 일 예를 보인 개략도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치를 이용한 경우 용접부의 단면의 다른 예를 보인 개략도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치를 로봇에 장착한 경우를 도시한 개략도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치는 중첩된 제1,2금속판(60, 62)을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 진동 용접기(10)를 포함한다. 상기 한 쌍의 진동 용접기(10)는 서로 동일한 구조를 가지거나 서로 다른 구조를 가질 수 있다. 설명의 편의 상, 본 명세서에서는 한 쌍의 진동 용접기(10)가 동일한 구조를 가지는 것을 보이나, 이에 한정되지는 않는다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 진동 용접기(10)는 금속판(60, 62)의 용접부(64, 66)를 가열하고, 왕복 운동시켜 소성 유동이 발생하도록 하며, 소성 유동이 발생된 용접부(64, 66)를 가압하도록 되어 있다. 이러한 기능을 달성하기 위하여, 상기 진동 용접기(10)는 전극(12), 실린더(16), 진동 피스톤(20), 가압 피스톤(30), 그리고 커버(18)를 포함한다. 전극(12)은 상기 실린더(16)의 전단에 장착되어 있고, 상기 진동 피스톤(20)과 가압 피스톤(30)은 상기 실린더(16)의 내부에 장착되어 있으며, 상기 커버(18)는 상기 실린더(18)의 후단에 장착되어 있다.

여기에서, 전측, 전단 등은 금속판(60, 62)에 가까운 측, 단 등을 의미하고, 후측, 후단 등은 금속판(60, 62)로부터 먼 측, 단 등을 의미한다.

전극(12)은 상기 금속판(60, 62)에 접촉되어 상기 금속판(60, 62)을 밀착되도록 한다. 상기 전극(12)과 금속판(60, 62)의 접촉 부분의 전기 저항이 크므로, 상기 전극(12)에 고전류를 인가하면 전기 저항에 의하여 상기 금속판(60, 62)이 가열되게 된다. 따라서, 상기 전극(12)은 상기 금속판(60, 62)의 용접부(64, 66)를 순간적으로 가열하게 된다. 몇몇 실시예에서, 상기 전극(12)은 금속판(60, 62)의 일정 부분(예를 들어, 용접부(64, 66))만을 가열하도록 전방으로 갈수록 그 지름이 줄어드는 원통 형상으로 되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 상기 전극(12)에는 후측에서 전측으로 가이드 홀(14)이 형성되어 있다. 도 2에서는 상기 가이드 홀(14)의 단면 형상이 삼각형인 것을 보여주고 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

실린더(16)는 상기 전극(12)의 후단에 결합되어 있다. 실린더(16)는 중공의 원통 형상일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 실린더(16)의 전면에는 상기 전극(12)의 가이드 홀(14)에 대응하는 관통홀(24)이 형성되어 있다. 상기 실린더(16)의 후단은 커버(18)에 의하여 막혀 있다.

진동 피스톤(20)은 상기 실린더(16) 내부에 장착되어 있다. 진동 피스톤(20)의 전단은 상기 관통홀(24)과 가이드 홀(14)을 관통하여 상기 금속판(60, 62)의 용접부(64, 66)와 접촉하도록 되어 있다. 따라서, 진동 피스톤(20)의 전단의 단면은 상기 관통홀(24)과 가이드 홀(14)의 단면과 극히 유사하다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 용접부(64, 66)가 삼각형 형상인 경우 진동 피스톤(20)의 전단의 단면도 삼각형이다. 이와는 달리, 도 6에 도시된 바와 같이, 용접부(64, 66)가 사각형 형상인 경우 진동 피스톤(20)의 전단의 단면도 사각형이다.

또한, 한 쌍의 진동 피스톤(20)의 전단은 소성 유동이 발생된 제1,2용접부(64, 66)가 서로 섞일 수 있도록 서로 일정 각도를 형성한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1,2용접부(64, 66)가 삼각형 단면을 가지는 경우, 제1,2용접부(64, 66)가 서로 180°의 각도를 형성하도록 되어 있다. 따라서, 제1,2용접부(64, 66)의 일정 부분(중앙 부분)은 한 쌍의 가이드 홀(14) 사이에서 진동 피스톤(20)과 함께 움직일 수 있고 제1,2용접부(64, 66)의 다른 부분(변두리 부분)은 전극(12)의 전단까지만 움직이고 가이드 홀(14) 내로 압출되지 못한다. 유사하게, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1,2용접부(64, 66)가 사각형 단면을 가지는 경우, 제1,2용접부(64, 66)가 서로 45°의 각도를 형성하도록 되어 있다.

상기 진동 피스톤(20)의 왕복 운동은 제1챔버(34)에 공급되는 압력에 의하여 발생한다. 상기 제1챔버(34)는 상기 실린더(16) 내에서 상기 진동 피스톤(20)과 가압 피스톤(30) 사이에 형성된다. 따라서, 상기 진동 피스톤의 후단(22)과 상기 가압 피스톤의 후단(32)은 상기 실린더(16)의 내주면에 밀착하게 된다. 또한, 상기 진동 피스톤의 후단(22)과 상기 실린더(16)의 내주면 사이 및 상기 가압 피스톤의 후단(32)과 상기 실린더(16)의 내주면 사이에는 각각 씰링부재(예를 들어, O-링)가 장착될 수 있다. 또한, 상기 제1챔버(34)는 제1라인(40)을 통해 제1압력 공급부(70)에 연결되어 압력을 공급 받는다. 상기 압력은 유압 또는 공압일 수 있다. 또한, 상기 압력은 한 쌍의 제1챔버(34)에 교대로 공급되거나 동시에 공급될 수 있다.

상기 제1챔버(34) 내의 실린더(16)의 내주면에는 제1스토퍼(28)가 장착된다. 제1스토퍼(28)는 진동 피스톤(20)의 이동 거리를 제한하게 된다. 즉, 하나의 제1챔버(34)의 유압에 의하여 하나의 진동 피스톤(20)이 움직이면, 상기 진동 피스톤(20)과 용접부(64, 66)를 통해 연결된 다른 진동 피스톤(20)도 밀리게 된다. 이 때, 상기 다른 진동 피스톤(20)은 제1스토퍼(28)에 의하여 일정 거리 이상은 밀리지 않게 된다. 또한, 제1스토퍼(28)는 상기 실린더(16) 내주면에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 이동 가능한 결합으로 나사 결합이 사용될 수 있다. 따라서, 실린더(16) 내의 제1스토퍼(28)의 위치를 조절함으로써 진동 피스톤(20)의 이동 거리를 조절할 수 있다.

상기 진동 피스톤의 후단(22)과 상기 실린더(16)의 전단 사이에는 탄성부재(22)가 장착될 수 있다. 상기 탄성부재(22)는 제1챔버(34)의 압력에 대항하는 탄성력을 상기 진동 피스톤(20)에 제공한다.

가압 피스톤(30)은 상기 실린더(16) 내에서 상기 진동 피스톤(20)의 후측에 배치되어 있다. 상기 가압 피스톤(30)은 진동 피스톤(20)에 의하여 소성 유동이 발생한 용접부(64, 66)를 가압하여 용접한다. 상기 가압 피스톤(30)은 제2챔버(36)에 공급된 압력에 의하여 상기 용접부(64, 66)를 가압한다. 즉, 제2챔버(36)에 압력이 공급되면 그 압력은 가압 피스톤의 후단(32)을 용접부(64, 66)를 향하여 밀게 되고, 가압 피스톤(30)은 진동 피스톤(20)의 후단을 용접부(64, 66)를 향하여 밀어 용접부(64, 66)를 가압한다. 한 쌍의 제2챔버(36)에는 동시에 압력이 공급될 수 있다. 이 경우, 용접부(64, 66)는 양 방향으로부터 압력을 받아 서로 용접되게 된다.

제2챔버(36)는 제2라인(42)을 통해 제2압력 공급부(72)에 연결되어 압력을 공급받는다. 상기 제1압력 공급부(70)와 상기 제2압력 공급부(72)는 일체로 형성될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치는 다관절 로봇(80)에 장착될 수 있다. 상기 다관절 로봇(80)은 베이스(82) 상에 장착되며 복수개의 관절(84a, 84b, 84c)을 포함한다. 상기 복수개의 관절(84a, 84b, 84c)은 서로 상대 회전이 가능하다. 상기 로봇(80)의 선단부(86)는 서로 이격된 제1,2암(86a, 86b)을 가지고 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 장치는 제1,2암(86a, 86b) 사이에 장착된다. 이 때, 상기 한 쌍의 진동 용접기(10) 중 하나는 다른 한 쌍의 진동 용접기(10)를 향하여 움직일 수 있도록 이동 실린더(88)를 통하여 상기 제1,2 암(86a, 86b) 중 하나에 장착된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 위쪽의 진동 용접기(10)는 이동 실린더(88)를 통하여 제1암(86a)에 장착되고 아래쪽의 진동 용접기(10)는 제2암(86b)에 직접 장착된다.

상기 이동 실린더(88)는 상기 진동 용접기(10)에 압력을 가하여 상기 중첩된 금속(60, 62)이 밀착되도록 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 진동 스폿 용접 방법은, 도 8에 도시된 바와 같이, 용접하려는 금속판(60, 62)을 중첩시킴으로써 시작된다(S100).

금속판(60, 62)이 중첩되면, 이 금속판(60, 62)을 한 쌍의 진동 용접기(10) 사이에 위치시킨다. 그 후, 이동 실린더(88)를 이용하여 한 쌍의 전극(12)에 압력을 가하여 중첩된 금속판(60, 62)을 밀착시킨다(S110).

중첩된 금속판(60, 62)이 밀착되면, 상기 한 쌍의 전극(12)에 전원을 공급하여 용접부(64, 66)를 급속 가열한다(S120). 용접부(64, 66)의 가열에 의하여 용접부(64, 66)가 연화되게 된다.

그 후, 한 쌍의 진동 피스톤(20)에 압력을 교대로 가하여 가열된 용접부(64, 66)를 왕복 이동시킨다(S130). 도 4에 도시된 바와 같이, 위쪽의 진동 피스톤(20)에 압력을 아래쪽으로 가하면 제1용접부(64)는 제2금속판(62)과 동일 평면까지 움직이며 제2용접부(66)는 아래쪽 전원(12)의 가이드 홀(14)에 삽입되게 된다. 이 상태에서 위쪽의 진동 피스톤(20)에 가해지던 압력을 제거하면 탄성부재(22)의 탄성력과 아래쪽의 진동 피스톤(20)의 압력에 의해서 제1,2용접부(64, 66)는 원래의 위치로 돌아가게 된다. 이 상태에서 아래쪽의 진동 피스톤(20)에 압력을 위쪽으로 가하면, 제2용접부(66)는 제1금속판(60)과 동일 평면까지 움직이며 제1용접부(64)는 위쪽 전원(12)의 가이드 홀(14)에 삽입되게 된다.

이러한 과정을 반복하면, 제1,2용접부(64, 66)에 소성 유동이 발생하게 되고, 서로 섞이게 된다.

제1,2용접부(64, 66)에 소성 유동이 발생하여 충분히 섞였으면, 한 쌍의 가압 피스톤(30)에 압력을 동시에 가하여 제1,2용접부(64, 66)를 가압한다(S140). 따라서, 제1,2용접부(64, 66)의 용접이 완료되게 된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims

중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 진동 용접기를 포함하며,

상기 한 쌍의 진동 용접기 중 적어도 하나는 상기 금속판의 용접부를 가열하고 상기 용접부가 상기 한 쌍의 진동 용접기 사이에서 왕복 운동하여 소성 유동이 발생하도록 하며 소성 유동이 발생된 용접부를 가압하여 접합되도록 하는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제1항에 있어서,

상기 한 쌍의 진동 용접기 중 적어도 하나는

전류를 인가 받아 중첩된 금속판을 가열하기 위한 전극;

상기 전극의 후단부에 장착되며 금속판의 용접부를 왕복 운동시키고 가압하기 위한 압력을 공급받도록 된 실린더; 그리고

서로 연결된 전단과 후단을 포함하며, 상기 후단은 상기 실린더 내에 위치하여 상기 압력을 인가 받고 전단은 상기 실린더와 전극을 관통하여 상기 금속판의 용접부를 왕복 운동시키거나 가압하도록 되어 있는 진동 피스톤;

을 포함하는 진동 스폿 용접 장치.
제2항에 있어서,

상기 실린더 내에서 상기 진동 피스톤의 뒤에 위치하며, 상기 실린더에 형성된 압력을 받아 상기 실린더에 전달함으로써 상기 금속판의 용접부를 가압하는 가압 피스톤을 더 포함하는 진동 스폿 용접 장치.
제3항에 있어서,

상기 실린더 내의 상기 진동 피스톤과 상기 가압 피스톤 사이에는 제1챔버가 형성되며, 상기 제1챔버는 상기 금속판의 용접부를 왕복 운동시키기 위한 압력을 받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제3항에 있어서,

상기 진동 피스톤의 뒤의 상기 실린더 내주면에는 진동 피스톤의 왕복 거리를 조정하기 위한 제1스토퍼가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제3항에 있어서,

상기 실린더의 후단에는 커버가 장착되어 있으며,

상기 실린더 내의 상기 가압 피스톤과 상기 커버 사이에는 제2챔버가 형성되며, 상기 제2챔버는 소성 유동이 발생된 용접부를 가압하기 위한 압력을 받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제3항에 있어서,

상기 진동 피스톤의 후단과 상기 실린더의 전단 사이에는 탄성부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제4항에 있어서,

상기 가압 피스톤의 뒤의 상기 실린더 내주면에는 상기 제1챔버의 압력에 대항하여 상기 가압 피스톤을 지지하기 위한 제2스토퍼가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제2항에 있어서,

상기 한 쌍의 진동 용접기는 각각 전극, 실린더, 그리고 진동 피스톤을 포함하고,

상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 동일한 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 서로 일정 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제9항에 있어서,

상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 삼각형의 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 180°의 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제9항에 있어서,

상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 사각형의 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 45°의 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 진동 용접기를 포함하며,

상기 한 쌍의 진동 용접기 중 적어도 하나는

전류를 인가 받아 중첩된 금속판을 가열하기 위한 전극;

상기 전극의 후단부에 장착되는 실린더;

상기 실린더의 후단에 결합하는 커버;

서로 연결된 전단과 후단을 포함하며, 상기 후단은 상기 실린더 내에 위치하고 전단은 상기 실린더와 전극을 관통하여 상기 중첩된 금속판 중 하나와 접촉하도록 된 진동 피스톤;

상기 실린더 내에서 상기 진동 피스톤의 뒤에 위치하는 가압 피스톤;

상기 실린더 내의 상기 진동 피스톤과 상기 가압 피스톤 사이에 형성되며, 상기 금속판의 용접부를 왕복 운동시키기 위한 압력을 상기 진동 피스톤에 가하도록 된 제1챔버; 그리고

상기 실린더 내의 상기 가압 피스톤과 상기 커버 사이에 형성되며, 소성 유동이 발생된 상기 용접부를 가압하기 위한 압력을 상기 가압 피스톤에 가하도록 된 제2챔버;

를 포함하는 진동 스폿 용접 장치.
제12항에 있어서,

상기 진동 피스톤의 후단과 상기 실린더의 전단 사이에는 탄성부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제12항에 있어서,

상기 진동 피스톤의 뒤의 상기 실린더 내주면에는 진동 피스톤의 왕복 거리를 조정하기 위한 제1스토퍼가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제12항에 있어서,

상기 가압 피스톤의 뒤의 상기 실린더 내주면에는 상기 제1챔버의 압력에 대항하여 상기 가압 피스톤을 지지하기 위한 제2스토퍼가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제12항에 있어서,

상기 한 쌍의 진동 용접기는 각각 전극, 실린더, 그리고 진동 피스톤을 포함하고,

상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 동일한 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 서로 일정 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제16항에 있어서,

상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 삼각형의 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 180°의 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
제16항에 있어서,

상기 한 쌍의 진동 피스톤의 전단은 사각형의 단면 형상을 가지며, 상기 진동 피스톤의 길이 방향에 대하여 45°의 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 장치.
중첩된 금속판을 기준으로 서로 마주보는 한 쌍의 전극에 압력을 가하여 금속판을 밀착하는 단계;

상기 한 쌍의 전극에 전원을 공급하여 금속판의 용접부를 가열하는 단계;

상기 가열된 용접부를 왕복 이동시켜 소성 유동을 발생시키는 단계; 그리고

소성 유동이 발생된 상기 용접부를 가압하여 중첩된 금속판을 용접하는 단계;

를 포함하는 진동 스폿 용접 방법.
제19항에 있어서,

상기 중첩된 금속판의 용접부들은 삼각형의 단면 형상을 가지며, 서로 180°의 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 방법.
제19항에 있어서,

상기 중첩된 금속판의 용접부들은 사각형의 단면 형상을 가지며, 서로 45°의 각도를 형성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 스폿 용접 방법.