WO2017010787A1 - 점용접기의 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체 - Google Patents

점용접기의 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체 Download PDF

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강문진
김동철
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김영민
황인성
윤현준
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Korea Institute of Industrial Technology KITECH
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    • B23K11/36—Auxiliary equipment

Definitions

  • the present invention relates to a spot welding technique, and more particularly, to a control method of a spot welder and a recording medium storing the program.
  • spot welding is a welding method belonging to electric resistance welding, and refers to a method of welding while applying pressure using heat generated when current flows through a metal.
  • Spot welding generates resistance heat when the two metals to be joined are brought together and applied with an appropriate mechanical pressure to generate a resistance heat.
  • This spot welding is a welding method that is very much used for the assembly of automobile bodies.
  • An apparatus for resistance spot welding includes, for example, a fixed lower electrode and an upper electrode moved up and down on the lower electrode. Therefore, the welding material is seated on the lower electrode, and welding is performed by the movement of the upper electrode.
  • this conventional spot welding has a problem that the welding result is uneven due to various factors such as the surface state of the joint, the welding spot position, the number of spots, and the like, and the welding defect and damage to the welding material are caused by unnecessary heat.
  • the present invention is to solve a number of problems including the above problems, and to minimize unnecessary heat, and to control the welder and the damage of the welding material due to unnecessary heat control method and program thereof It is an object to provide a stored recording medium.
  • problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
  • a method of controlling a spot welder including: gradually applying current to a welding material through at least one electrode; Detecting a peak dynamic resistance (R peak ) of the welding material during application while gradually increasing the current; After detecting the peak dynamic resistance (R peak ), decreasing and restoring a current applied to the welding material for a predetermined time; And applying a gradually decreasing current to the welding material after the restoring step.
  • the step of applying a current of a predetermined size to the welding material for a predetermined time may be further included.
  • Reducing and restoring the current applied to the welding material for a predetermined time may include turning off the current applied to the welding material for the predetermined time.
  • Reducing and restoring the current applied to the welding material for a predetermined time may allow the current applied to the welding material to correspond to 100% of a preset reference current when the recovery is completed.
  • the time from when the current is applied to start the welding until the peak dynamic resistance (R peak ) appears may be greater than 30 ms.
  • the step of reducing and restoring the current applied to the welding material for a predetermined time may cause the current applied to the welding material to have a value smaller than a preset reference current when the recovery is completed.
  • the time from when the current is applied to start welding until the peak dynamic resistance (R peak ) appears may be 30 ms or less.
  • the set time is 1 ms to 10 ms when the detection time of the peak dynamic resistance (R peak ) is 30 m or less, and the peak dynamic resistance ( When the detection time of R peak ) is greater than 30 ms, it may be 10 ms to 20 ms.
  • the detecting of the peak dynamic resistance (R peak ) may include: measuring the resistance of the welding material n times at intervals t 1 ; And detecting the maximum resistance among the measurement resistances of the welding material as the peak dynamic resistance (R peak ).
  • the detecting of the peak dynamic resistance may include: measuring the resistance of the welding material n times at intervals t 1 ; It may include a; and the detection of the peak the same resistance (R peak), comprising: a resistance material the weld measurement repeated n times a period of t 1 on the basis of the n x-th from the n x-th of the n times, .
  • the detecting of the peak dynamic resistance may be performed within a measurement resistance of the welding material within a maximum allowable resistance or within a maximum allowable current applied to the welding material.
  • a recording medium storing a program for performing the above-described method for controlling a spot welder.
  • the welding area can have a wide area, advantageous to the conditions having a nugget of a desired size, and has the effect of preventing flying during welding.
  • the scope of the present invention is not limited by these effects.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a control method of a spot welder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a welding machine according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 5 are graphs showing a hysteresis curve of an applied current with time as a control method of a spot welder according to an embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are flowcharts illustrating peak dynamic resistance measurement steps in a method of controlling a spot welder according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the time-based current, voltage and dynamic resistance waveforms according to an example of a method of controlling a spot welder according to the present invention.
  • Figure 9 is a photograph of the fracture site observation of the welded portion of the specimen welded by the control method of the spot welder according to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a flow chart illustrating a control method of a spot welder according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing a welding machine according to an embodiment of the present invention
  • 3 to 5 are graphs showing the history of applied current over time to explain a method for controlling a spot welder according to embodiments of the present invention.
  • the control method of the spot welding machine is a step of applying while increasing the current to the welding material (S13), detecting the peak dynamic resistance (R peak ) of the welding material (S14), after detecting the peak dynamic resistance (R peak ), reducing and restoring the current applied to the welding material for a predetermined time (S15) and applying the reducing current to the welding material (S16) It may include.
  • the step S11 of preparing the welding material and the step S12 of constantly applying the current may be performed.
  • step S11 of preparing a welding material at least one welding material 10 for spot welding is prepared, and the welding material 10 is positioned on the at least one electrode 20.
  • the welding material 10 may be formed as a pair and positioned between the upper and lower electrodes 20.
  • a current is applied to the welding material 10 through the electrode 20.
  • a current having a specific value is constantly applied during a welding time, but the present invention allows the current to be applied at various stages during the welding process.
  • a constant current of a magnitude corresponding to a constant ratio of the reference current for example, about 80% of the reference current of 8 kA is uniformly applied to the welding material 10 for a predetermined time. It may be (S12).
  • the constant maintenance step (S12) of the current may correspond to the adaptive control type, and may include increasing the current to maintain the constant current.
  • the reference current means a current that is set in advance so as to be a reference for the fraction of the current applied to the welding material 10. For example, if the reference current is 8kA, the current set to 80% of the reference current means 6.4kA.
  • the reference current may mean a DC current that is constantly applied during the time of the conventional welding in the conventional spot welding process.
  • FIG. 3 illustrates a pattern (general DC current pattern) in which a reference current is uniformly applied during a welding time as a conventional general contact method.
  • the minimum dynamic resistance (R min ) can be detected in the constant maintenance step (S12) of the current, the minimum dynamic resistance (R min ) is the copper for the welding material 10 at a constant time interval (t 2 ), for example 5 ms intervals. By measuring the resistance, the minimum value of the copper resistance measurement is obtained. This can be obtained from the current applied to the welding material 10 by the power supply control unit 30.
  • the detection method of the peak dynamic resistance (R peak ) which will be described later, is the same to or similar except for the minimum value extraction and the time interval. Can be used.
  • the time interval t 2 for measuring the minimum dynamic resistance R min is set to be different from the time interval t 1 for measuring the peak dynamic resistance R peak . It is also possible to set the same time interval.
  • the time from the time point at which the current is applied to the welding material 10 through the electrode 20 to the end point of the constant maintenance step S12 of the current may be an initial current time t in , for example, 20 ms.
  • the application of the current to the electrode 20 can be made by the control of the power control unit 30, which is required in a predetermined process, for example, the method of controlling the spot welder according to all embodiments of the present invention.
  • Application of current to the electrode 20 can be controlled.
  • the power controller 30 not only supplies power to the spot welder shown in FIG. 3, but also measures, for example, resistance measurement of the welding material 10, minimum dynamic resistance (R min ), and peak dynamic resistance (R peak ). It is possible to control the calculation, the application and off of the current accordingly, and have a timer for time control.
  • the current is gradually applied to the welding material 10 by controlling the power supply control unit 30 through one or more electrodes 20 ( S13).
  • the current value at the time of the gradual increase of the current i.e., the minimum current value i upmin
  • the current value at the end of the gradual increase of the current i.e. the maximum current value i upmax
  • the rise current time t up may be performed, for example, for 30 ms.
  • the peak dynamic resistance R peak of the welding material 10 is detected using the current applied to the welding material 10 (S14).
  • the peak copper resistance (R peak) can be the values that make the peak (peak) from the measured resistance to may be detected, the welding material (10) by the power control unit 30.
  • the measurement resistance of the welding material 10 may be calculated from the voltage across the welding material 10 and the current applied to the electrode 20 by the power supply control unit 30. It can also calculate from the electric current applied to 20).
  • the peak dynamic resistance (R peak ) may vary depending on the type and thickness of the welding material 10.
  • the detecting of the peak dynamic resistance (R peak ) (S14) may be performed within the maximum allowable current applied to the weld material 10 or within the maximum allowable resistance of the welding material 10. Detecting the peak dynamic resistance (R peak ) (S14) is carried out by measuring the resistance of the weld material 10, which gradually increases the current applied to the electrode 20 to the weld material 10. This is done during the process. Therefore, if the gradual increase of the current is not limited due to the case where the detection of the peak dynamic resistance (R peak ) is not possible, excessive current is applied to the electrode 20, which may cause welding failure and safety problems. In order to solve this problem, the resistance measurement of the welding material 10 may be performed within a preset maximum allowable resistance, or the current may be gradually increased to the welding material 10 within a preset maximum allowable current.
  • the current applied to the welding material 10 is reduced for a predetermined time t r and then recovered (S15).
  • Counting and control of the current of the set time (t r) is such a can be carried out according to a predetermined process by the power control unit 30, the power supply controller 30 using a timer, for example a set time (t r), various The count of time can be performed.
  • Reducing the current and restoring the current may include maintaining the current applied to the welding material 10 such that the low current i low is applied for the set time t r as shown in FIGS. 3 and 4.
  • Low current applied for a set time (t r) (i low) has a value lower than the set time (t r), a current (the starting current, i upmax) applied to the weld 10 at the time the start Means that.
  • This step may be a step of abruptly reducing or further stopping the amount of heat input to the welding material 10 for a short time, and in this sense, in the present specification and the claims, the step of reducing the current and recovering it again. May be referred to as an idle time.
  • the current i low applied during the set time t r may be maintained as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the low current i low is not necessarily constant and may have various forms in a range having a lower level than the start current i upmax during the idle time t r .
  • the step of reducing the current and then restoring the current may be a step of turning off the current applied to the welding material 10 for a predetermined time t off . In this case there is no current is applied during the stop time (t off).
  • the welding material is cooled for a short time by the step of maintaining the current value applied during the idle time t r and t off to a low value or turning off the current and restoring it again.
  • the amount of current applied to the welding material is excessive, it leads to an increase in the amount of heat input to the welding, and the quality of the welding may be reduced by the generation of spatter, etc. by the excessive heat input.
  • R peak peak dynamic resistance
  • the recovery current, i dn1 may have the same or lower values as compared with the above reference current.
  • the recovery current i dn1 may have a value corresponding to 100% of the reference current.
  • the recovery current i dn1 may have a value corresponding to 80% of the reference current.
  • the level of the recovery current i dn1 may be controlled in conjunction with the detection time of the peak dynamic resistance R peak .
  • the detection time t p of the peak dynamic resistance (R peak ) that is, the time from when the current is applied to start the welding until the peak dynamic resistance (R peak ) appears is less than or equal to a predetermined time, As an example, in the case of 30 ms or less, it is a case where the peak dynamic resistance (R peak ) is detected within a relatively short time after welding, and it is applicable when the input of heat input amount is high at the beginning of welding. In this case, problems such as spatter generation due to excessive heat input may occur in a subsequent process by the heat accumulated in the welding material during the initial welding process.
  • the recovery current (i dn1 ) is restored to a value smaller than the reference current, for example, 80% of the reference current, and afterwards, it is possible to control not to exceed the amount of heat input as a whole. have.
  • the detection time t p of the peak dynamic resistance R peak is greater than a preset time, for example, more than 30 ms
  • the recovery current i dn1 is restored to a value corresponding to 100% of the reference current. You can.
  • the idle time (t r , t off ) may be 1-20 ms, for example 5 ms. If the idle time (t off ) is less than 1ms, the cooling effect is insignificant, and if it is more than 20ms, welding may not be effectively performed due to excessively long cooling.
  • the dwell time may be controlled in conjunction with the detection time of the peak dynamic resistance (R peak ). As illustrated in FIG. 3, the idle time when the detection time t p of the peak dynamic resistance R peak is less than or equal to a predetermined time may have the same value or smaller than that when the peak dynamic resistance R peak is greater than 30 ms.
  • the rest time may be in the range of 1 ms to 10 ms, and in the case of more than 30 ms, it may have a range of 10 ms to 20 ms.
  • the detection time t p of the peak dynamic resistance (R peak ) is less than or equal to the preset time, the recovery current value may be set smaller than the reference current, and the amount of heat input that may be generated in this case is excessively reduced. It is necessary to shorten the down time (i.e., the time at which cooling takes place).
  • the detection time (t p ) of the peak dynamic resistance (R peak ) is greater than the predetermined time, the problem caused by the relatively initial heat input amount is reduced, so that the rest time can be relatively longer.
  • the current is applied to the welding material 10 while gradually decreasing (S16). That is, while the idle time (t r , t off ) is applied to the welding material 10 on the basis of the elapsed time, it can be applied while gradually reducing the current. By controlling the current, supply of unnecessary heat can be cut off, and damage to the welding material 10 due to unnecessary heat can be reduced.
  • the end point of applying the current may be a point at which the total welding time elapsed after counting when the current is applied to the welding material 10.
  • the initial current in the step (S16) to be applied while reducing the current (i dn1) and reviews the current value (dn2 i) may be a value each of the minimum current to the maximum current value in the step (S16).
  • step S14 (shown in FIG. 1) of detecting the peak dynamic resistance (R peak ) is a specific example, wherein the resistance of the welding material 10 is measured n times at intervals of t 1 ( S21) and detecting the maximum resistance among the measurement resistances of the welding material 10 as the peak dynamic resistance (R peak ), and in this case, the measurement period of the peak dynamic resistance (R peak ) is t. It can be represented by 1 ⁇ n.
  • the peak dynamic resistance (R peak ) may be detected by applying a current to the welding material 10 at a predetermined number of times of 10 ms.
  • the peak dynamic resistance (R peak ) may indicate the maximum resistance having the largest value when the current is applied to the welding material 10 a predetermined number of times.
  • the measurement period of the peak dynamic resistance (R peak ) can be represented, for example, 10 ms 3, that is, 30 ms.
  • the peak copper resistance (R peak) detecting as shown in FIG 7 (S14; shown in Fig. 1)
  • the weld material 10 to the current t 1 period n times applied to the peak copper in when measuring the resistance (R peak) can be the measurement period at the time the detected peak copper resistance (R peak) 1 times repeated to measure the peak copper resistance (R peak).
  • the step of detecting the peak dynamic resistance (R peak ) is a step of measuring the resistance of the welding material 10 n times at intervals t 1 (S31), and detecting the peak dynamic resistance (R peak ) at the n xth of n times.
  • the step (S32) may include the step (S33) of repeating the measurement of the resistance of the welding material n times with a period t 1 based on the n x- th.
  • the step (S33) of repeatedly measuring the resistance of the welding material is such that when the new peak dynamic resistance is detected by the power supply control unit 30 in the repeated measurement process, it is updated to the peak dynamic resistance (R peak ), and the repetition of the measurement section is repeated. For example, it may be repeatedly performed a predetermined number of times, or may be repeatedly performed until another peak dynamic resistance is not detected in the repeated measurement process as another example.
  • the control method of the spot welder according to the embodiments of the present invention can be prepared by a computer program. Codes and code segments constituting this computer program can be easily inferred by a computer programmer in the art.
  • the computer program may be stored in a computer-readable recording medium, and the computer program may be read and executed by a computer to perform or implement a method of controlling a spot welder.
  • FIG. 8 is a graph showing time-dependent current, voltage, and dynamic resistance waveforms according to an example of a method of controlling a spot welder according to the present invention. And a change in the copper resistance.
  • Table 2 shows the tensile test results of the welded material welded by the method of controlling the spot welder according to the embodiment of the present invention. After that, the tensile strength (unit: kN) at the weld is shown. The total welding time was 200ms, 250ms and 300ms, and the reference current was changed from 7kA to 12kA for each welding time. In all the tested conditions, the fracture of the weld site showed button fracture, which shows sound welding characteristics.
  • Table 3 shows the results of continuous RBI test using SGAFC1180Y (thickness 1.2mm) and SGACEN (thickness 1.1mm) under conditions of 11kA reference current and 250ms welding time. According to this, it can be seen that the present invention does not generate flying up to 500 RBIs, all of the button breaks occur, and the tensile strength decrease does not appear significantly.
  • Table 4 shows the tensile test results according to the method of controlling the spot welder according to the embodiment of the present invention. Tensile strength (unit: kN) is shown. The total welding time was 200ms, 250ms and 300ms, and the reference current was changed from 6kA to 10kA for each welding time. In all the tested conditions, the fracture of the welded part showed button fracture.
  • Table 5 shows the results of continuous RBI test using SGAFC1180Y (thickness 1.2mm) and SGAFC590DP (thickness 0.9mm) under the condition of 8kA reference current and 250ms welding time. According to this, it can be seen that the present invention does not generate flying up to 1000 RBIs, all button breaks occur, and the tensile strength decrease does not appear significantly.
  • Table 6 shows tensile test results by the method of controlling the spot welder according to the embodiment of the present invention, and after spot welding using SGAFC1180Y (thickness 1.2mm) and SGAFC590 (thickness 0.9mm), which are hot-dip galvanized steel sheets, Tensile strength (unit: kN) is shown.
  • the total welding time was 200ms, 250ms and 300ms, and the reference current was changed from 6kA to 10kA for each welding time. Under all conditions tested, the weld fracture showed button fracture.
  • Table 7 and Table 8 are tensile test results according to the method of controlling the spot welder according to the embodiment of the present invention, after spot welding using a cold-rolled steel plate SPRC440 (thickness 1.0mm), the fracture shape of the weld portion during the tensile force test It was investigated.
  • Table 7 shows a case in which the peak dynamic resistance (R peak ) detection time is smaller than 30 ms, and the recovery current recovered after the rest time is 80% of the reference current.
  • the current value applied to the welding material during the rest time was applied to 0% of the reference current (that is, to turn off the current), 30%, 50%, and 70%.
  • the reference current was 9kA.
  • the idle time was 5ms when the current was off, and the rest time was 15ms.
  • Table 8 shows the same conditions except that the peak dynamic resistance (R peak ) was detected over 30 ms and the recovery current was 100% of the reference current.
  • Figure 9 shows the results of observing the fracture surface of the weld site according to the above conditions.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 불필요한 열량을 최소화할 수 있고, 불필요한 열량에 의한 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있는 점용접기의 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것으로서, 용접재에 하나 이상의 전극을 통하여 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 단계; 상기 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 동안, 상기 용접재의 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계; 상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출 후, 상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계; 상기 회복시키는 단계 이후에 상기 용접재에 전류를 점진적으로 감소시키면서 인가하는 단계;를 포함한다.

Description

점용접기의 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체
본 발명은 점용접 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 점용접기의 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 점용접(스폿 용접)은 전기저항 용접에 속하는 용접 방법으로서, 금속에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 압력을 주면서 용접하는 방법을 말한다.
점용접은 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이다. 이러한 점용접은 자동차의 차체 조립에 매우 많이 쓰이는 용접 방법이다.
저항 점용접을 위한 장치는 일례로 고정된 하부 전극과, 하부 전극 상에서 상하로 이동되는 상부 전극이 구비된다. 따라서, 용접재는 하부 전극 상에 안착되고, 상부 전극의 이동에 의하여 용접이 실시된다.
그러나 이러한 종래의 점용접은 접합부의 표면 상태, 용접 타점 위치, 타점 회수 등의 다양한 요인에 의해 용접 결과가 불균일하고, 불필요한 열량에 의해 용접 불량 및 용접재의 손상을 일으키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 불필요한 열량을 최소화할 수 있고, 불필요한 열량에 의한 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있는 점용접기의 제어방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 점용접기의 제어방법은, 용접재에 하나 이상의 전극을 통하여 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 단계; 상기 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 동안, 상기 용접재의 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계; 상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출 후, 상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계; 상기 회복시키는 단계 이후에 상기 용접재에 전류를 점진적으로 감소시키면서 인가하는 단계;를 포함한다.
상기 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 단계 이전에, 상기 용접재에 설정된 크기의 전류를 설정된 시간 동안 일정하게 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계는, 상기 설정된 시간동안 상기 용접재에 인가되는 전류를 오프(off)시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계는, 상기 회복이 완료되는 시점에 상기 용접재에 인가되는 전류가 기 설정된 기준전류의 100%에 해당되게 할 수 있다. 이 경우 용접개시를 위해 전류가 인가된 시점으로부터 상기 피크 동저항(Rpeak)이 나타난 때까지의 시간이 30ms 초과일 수있다.
또는 상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계는, 상기 회복이 완료되는 시점에 상기 용접재에 인가되는 전류가 기 설정된 기준전류 보다 작은 값을 가지게 할 수 있다. 이 경우, 용접개시를 위해 전류가 인가된 시점으로부터 상기 피크 동저항(Rpeak)이 나타난 때까지의 시간이 30ms이하일 수 있다.
상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계에서 상기 설정된 시간은, 상기 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간이 30m 이하 일 때, 1ms 내지 10ms 이고, 상기 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간이 30ms 초과 일 때, 10ms 내지 20ms일 수 있다.
상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계는, 상기 용접재의 저항을 t1을 주기로 n번 측정하는 단계; 및 상기 용접재의 측정 저항 중 최대 저항을 상기 피크 동저항(Rpeak)으로 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계는,상기 용접재의 저항을 t1을 주기로 n번 측정하는 단계; 및 상기 n번 중 nx번째에서 상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 경우, 상기 nx번째를 기준으로 상기 용접재의 저항을 t1을 주기로 n번 반복 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 용접재의 저항을 반복 측정하는 단계는, 새로운 피크 동저항이 검출시, 이를 상기 피크 동저항(Rpeak)으로 업데이트하도록 하고, 정해진 횟수만큼 반복해서 실시될 수 있다.
상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계는, 상기 용접재의 측정 저항이 최대 허용 저항 이내 또는 상기 용접재에 인가되는 최대 허용 전류 이내에서 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 사상에 의하면, 상술한 점용접기의 제어방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록매체가 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따르면, 불필요한 열량을 최소화할 수 있고, 불필요한 열량에 의한 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있고, 요구 인장강도를 가지는 전류하한을 높일 수 있으며, 적정 용접영역이 넓은 영역을 가질 수 있도록 하고, 원하는 크기의 너깃을 갖는 조건에 유리하도록 하며, 용접시 날림을 방지할 수 있는 효과를 가진다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 점용접기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접기를 도시한 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 점용접기의 제어방법으로서, 시간에 따른 인가전류의 이력곡선을 도시한 그래프이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 점용접기의 제어방법에서 피크 동저항 측정 단계를 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 따른 점용접기의 제어방법의 일례에 따른 시간별 전류, 전압 및 동저항 파형을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 점용접기의 제어방법에 의해 용접된 시편의 용접부위 파단면 관찰 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 점용접기의 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용접기를 도시한 구성도이다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 점용접기의 제어방법을 설명하기 위하여 시간에 따른 인가전류의 이력을 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 점용접기의 제어방법은 용접재에 전류를 증가시키면서 인가하는 단계(S13), 용접재의 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계(S14), 상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출 후, 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계(S15) 및 용접재에 전류를 감소시키면서 인가하는 단계(S16)를 포함할 수 있다.
용접재에 전류를 증가시키면서 인가하는 단계(S13) 이전에는, 용접재를 준비하는 단계(S11)와, 전류를 일정하게 인가하는 단계(S12)를 수행할 수 있다.
용접재를 준비하는 단계(S11)에 의하면, 점용접을 위한 적어도 하나의 용접재(10)를 준비하고, 용접재(10)를 적어도 하나의 전극(20)에 위치시킨다. 이때 일례로 용접재(10)는 한 쌍으로 이루어져서 상부와 하부의 전극(20) 사이에 위치시킬 수 있다.
용접재(10)의 준비를 마치면, 용접재(10)에 전극(20)을 통해서 전류를 인가한다. 종래의 일반적인 점용접 방법으로서 특정값을 가지는 전류가 용접시간 동안 일정하게 인가되었으나, 본 발명은 용접이 진행되는 동안 여러 단계로 전류가 인가되게 된다.
구체적으로 도 3 내지 도 5를 참조하면, 우선 용접이 시작된 초기에는 용접재(10)에 기준전류의 일정비율, 예컨대 기준전류 8kA의 80% 정도에 해당하는 크기의 전류를 설정된 시간동안 일정하게 인가할 수 있다(S12). 이러한 전류의 일정 유지 단계(S12)는 적응 제어형에 해당할 수 있으며, 전류를 일정하게 유지하기 위하여 전류를 상승시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에서 기준전류는 용접재(10)에 인가되는 전류의 분율의 기준이 되도록 미리 설정된 전류를 의미한다. 예를 들면, 기준전류가 8kA라면, 기준전류의 80%로 설정된 전류는 6.4kA를 의미한다. 기준전류는 종래의 점용접 공정에서 종래의 용접이 이루어지는 시간 동안 일정하게 인가되는 DC 전류를 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 3에는 종래의 일반적인 점접 방법으로서 기준전류가 용접시간 동안 일정하게 인가되는 패턴(일반DC전류패턴)일이 도시되어 있다.
전류의 일정 유지 단계(S12)에서 최소 동저항(Rmin)을 검출할 수 있는데, 최소 동저항(Rmin)은 일정한 시간 간격(t2), 예컨대 5ms 간격으로 용접재(10)에 대한 동저항을 측정함으로써 동저항 측정에 의한 최소값을 획득하게 된다. 이는 전원제어부(30)가 용접재(10)에 인가되는 전류로부터 획득할 수 있으며, 후술하게 될 피크 동저항(Rpeak)의 검출 방법들과는 최소값 추출과 시간 간격을 제외하고는 동일 내지 유사한 방법이 사용될 수 있다.
본 실시예에서 최소 동저항(Rmin)의 측정을 위한 시간 간격(t2)이 피크 동저항(Rpeak)의 측정을 위한 시간 간격(t1)과 다르게 설정됨을 나타내나, 이와 달리 양자의 시간 간격을 동일하게 설정할 수도 있다. 또한 용접재(10)에 전극(20)을 통해서 전류를 인가하는 시점부터 전류의 일정 유지 단계(S12)의 종점까지 시간은 초기전류시간(tin)으로서, 일례로 20ms일 수 있다.
전극(20)에 대한 전류의 인가는 전원제어부(30)의 제어에 의해 이루어질 수 있는데, 전원제어부(30)는 정해진 프로세스, 예컨대 본 발명의 모든 실시예들에 따른 점용접기의 제어방법에서 요구되는 전극(20)에 대한 전류의 인가를 제어할 수 있다. 전원제어부(30)는 도 3에 도시된 점용접기에 전원을 공급하는 역할 뿐만 아니라, 예를 들어, 용접재(10)의 저항 측정, 최소 동저항(Rmin) 및 피크 동저항(Rpeak) 산출과, 그에 따른 전류의 인가 및 오프(off) 등을 제어할 수 있으며, 시간 제어를 위하여 타이머를 가질 수 있다.
용접재(10)에 전류를 설정된 시간 동안 일정하게 인가시킨 다음, 용접재(10)에 하나 이상의 전극(20)을 통하여 전원제어부(30)의 제어에 의해 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하게 된다(S13). 이러한 단계(S13)에서, 전류의 점진적 증가 시점의 전류값, 즉 최소 전류값(iupmin)은 예컨대 기준전류의 80%일 수 있고, 전류의 점진적 증가 종점의 전류값, 즉 최대 전류값(iupmax)은 예컨대 기준전류의 120%일 수 있으며, 상승전류시간(tup)은 일례로 30ms 동안 수행될 수 있다.
용접재(10)에 전류를 증가시키면서 인가하는 단계(S13)에서, 용접재(10)에 인가되는 전류를 이용하여 용접재(10)의 피크 동저항(Rpeak)을 검출하게 된다(S14). 여기서 피크 동저항(Rpeak)은 전원제어부(30)에 의해 검출될 수 있으며, 용접재(10)에 대한 측정 저항들 중에서 피크(peak)를 이루는 값이 될 수 있다. 여기서 용접재(10)의 측정 저항은 전원제어부(30)가 용접재(10) 양단의 전압과 전극(20)에 인가되는 전류 등으로부터 산출할 수 있고, 전력이 일정한 경우, 알려진 전력과 전극(20)에 인가되는 전류 등으로부터 산출할 수도 있다. 또한 피크 동저항(Rpeak)은 용접재(10)의 종류 및 두께 등에 따라 변동될 수 있다.
피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계(S14)는 용접재(10)의 측정 저항이 최대 허용 저항 이내 또는 용접재(10)에 인가되는 최대 허용 전류 이내에서 수행될 수 있다. 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계(S14)는 용접재(10)의 저항 측정에 의해 수행되는데, 이러한 측정은 용접재(10)에 대한 전극(20)에 인가되는 전류를 점진적으로 증가시키는 과정 중에 수행된다. 따라서 피크 동저항(Rpeak)의 검출이 불가한 경우 등의 이유로 전류의 점진적 증가를 제한하지 않을 경우, 전극(20)에 과도한 전류가 인가됨으로써 용접 불량 및 안전상의 문제를 초래할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 미리 설정된 최대 허용 저항 이내에서 용접재(10)의 저항 측정이 이루어지도록 하거나, 미리 설정된 최대 허용 전류 이내에서 용접재(10)에 점진적으로 전류가 증가하도록 인가될 수 있다.
피크 동저항(Rpeak)을 검출 이후, 용접재(10)에 인가되는 전류를 설정시간(tr)동안 감소시켰다가 회복시키는 단계(S15)를 거치게 된다(S15). 설정시간(tr)의 카운트 및 전류의 제어는 전원제어부(30)에 의해 정해진 프로세스에 따라 수행될 수 있는데, 전원제어부(30)는 일례로 타이머를 이용하여 설정시간(tr)을 비롯한 각종 시간의 카운트를 수행할 수 있다.
이러한 전류를 감소시켰다가 다시 회복시키는 단계는, 도 3 및 도 4와 같이 용접재(10)에 인가되는 전류를 설정시간(tr) 동안 낮은 전류(ilow)가 인가되도록 유지하는 단계가 포함될 수 있다. 설정시간(tr) 동안 인가되는 낮은 전류(ilow)는 설정시간(tr)이 시작되는 시점에 용접재(10)에 인가되는 전류(이하 시작전류,iupmax)에 비해 낮은 값을 가진다는 것을 의미한다. 이 단계는 용접재(10)에 투입되는 열량을 짧은 시간 동안 급격하게 감소시키거나 더 나아가 중단하는 단계일 수 있으며, 이러한 의미에서 본 명세서 및 특허청구법위에서 상기 "전류를 감소시켰다가 다시 회복시키는 단계"가 수행되도록 설정된 시간을 휴지시간으로 지칭할 수 있다.
이때 설정된 시간(tr), 즉 휴지시간(tr)동안 인가되는 전류(ilow)는 도 3 및 도 4와 같이 일정한 값을 유지할 수 있다. 다만 상기 낮은 전류(ilow)는 반드시 일정할 필요는 없으며 휴지시간(tr) 동안 시작전류(iupmax)에 비해 낮은 수준을 갖는 범위에서 다양한 형태를 가질 수 있다.
다른 예로서, 도 5와 같이 전류를 감소시켰다가 다시 회복시키는 단계는 용접재(10)에 인가되는 전류를 소정의 휴지시간(toff) 동안 오프(off)시키는 단계일 수 있다. 이 경우에는 휴지시간(toff)동안 전류가 인가되지 않게 된다.
이러한 휴지시간(tr,toff)동안 인가되는 전류값을 낮은 값으로 내려 유지하거나 혹은 전류를 오프하였다가 다시 회복시키는 단계에 의해 짧은 시간 동안 용접재가 냉각되는 효과가 발생한다. 용접재에 인가된 전류량이 과다할 경우 결국 용접에 투입된 입열량의 증가로 이어지게 되며 이러한 과다 입열량에 의해 스패터 등의 발생으로 용접의 품질이 감소될 수 있다. 본 발명에서는 피크 동저항(Rpeak)의 검출 이후에 과다한 입열량의 투입을 방지하고자, 짧은 시간동안 투입되는 전류값을 감소시켜 일종의 입열량 감소에 따른 용접재 냉각효과를 거둘 수 있다.
회복이 완료되는 시점의 전류(이하 회복전류,idn1)는 상술한 기준전류와 비교하여 동일하거나 더 낮은 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같이 회복전류(idn1)는 기준전류의 100%에 해당되는 값을 가질 수 있다. 다른 예로서, 도 4와 같이 회복전류(idn1)는 기준전류의 80%에 해당되는 값을 가질 수 있다.
이러한 회복전류(idn1)의 수준은 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간과 연동하여 제어될 수 있다. 도 3과 같이, 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간(tp), 즉 용접개시를 위해 전류가 인가된 시점으로부터 피크 동저항(Rpeak)이 나타난 때까지의 시간이 기 설정된 시간 이하, 일예로서, 30ms 이하일 경우에는, 비교적 용접 후 짧은 시간 내에 피크 동저항(Rpeak)이 검출된 경우로서 용접 초기에 입열량의 투입이 높은 경우 해당된다고 할 수 있다. 이런 경우 초기 용접과정에서 용접재에 축적된 열량에 의해 후속되는 공정에서 과다 입열량에 의한 스패터 발생 등과 같은 문제점이 나타날 수 있다. 따라서 이 경우에는 회복전류(idn1)를 기준전류 보다 작은 값, 예를 들어 기준전류의 80%에 해당되는 값으로 회복시킨 후 이후 작업을 수행함으로써 전체적으로 투입되는 입열량이 과다하지 않도록 제어할 수 있다. 다른 예로서, 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간(tp)이 기 설정된 시간 초과, 일예로서, 30ms 초과일 경우에는 회복전류(idn1)를 기준전류의 100%에 해당되는 값으로 회복시킬 수 있다.
휴지시간(tr,toff) 1~20ms일 수 있으며, 일례로 5ms일 수 있다. 휴지시간(toff)이 1ms 미만일 경우 냉각효과가 미미하며, 20ms 초과인 경우 지나치게 긴 냉각으로 인해 용접이 효과적으로 진행되지 못하는 문제점이 발생될 수 있다. 다른 측면에서 이러한 휴지시간은 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간과 연동하여 제어될 수 있다. 도 3과 같이, 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간(tp)이 기 설정된 시간 이하일 경우의 휴지시간은 30ms 초과일 경우에 비해 동일하거나 더 작은 값을 가질 수 있다. 일예로서, 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간(tp)이 30ms 이하일 경우에는 휴지시간은 1ms 내지 10ms이고, 30ms 초과일 경우에는 10ms 내지 20ms의 범위를 가질 수 있다. 이는 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간(tp)이 기 설정된 시간 이하일 경우 회복전류의 값이 기준전류 보다 작게 설정될 수 있으며, 이 경우에 발생될 수 있는 입열량이 지나치게 감소되는 것을 보완하고자 휴지시간(즉, 냉각이 일어나는 시간)을 짧게 할 필요가 있다. 반면, 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간(tp)이 기 설정된 시간 초과일 경우에는 상대적으로 초기 투입된 입열량에 의한 문제가 감소되므로 상대적으로 휴지시간을 더 길게 할 수 있다.
휴지시간(tr,toff) 경과 후, 용접재(10)에 전류를 점진적으로 감소시키면서 인가하게 된다(S16). 즉 휴지시간(tr,toff)이 경과 시점을 기준으로 용접재(10)에 전류를 인가하되, 이러한 전류를 점진적으로 감소시키면서 인가할 수 있다. 이러한 전류의 제어를 통해 불필요한 열량의 공급을 차단할 수 있고, 불필요한 열량에 의한 용접재(10)의 손상을 줄일 수 있다. 여기서 전류의 인가 종료 시점은 용접재(10)에 전류를 인가할 때부터 카운트되어 정해진 총 용접 시간이 경과된 시점일 수 있다. 전류를 감소시키면서 인가하는 단계(S16)에서 초기 전류값(idn1)과 후기 전류값(idn2)은 각각 해당 단계(S16)에서의 최대 전류값과 최소 전류값일 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계(S14; 도 1에 도시)는 구체적인 일례로서, 용접재(10)의 저항을 t1을 주기로 n번 측정하는 단계(S21)와, 용접재(10)의 측정 저항 중 최대 저항을 피크 동저항(Rpeak)으로 검출하는 단계(S22)를 포함할 수 있으며, 이 경우 피크 동저항(Rpeak)의 측정구간이 t1ㅧ n으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 용접재(10)에 전류를 10ms 주기로 정해진 횟수로 인가하여 피크 동저항(Rpeak)을 검출할 수 있다. 이때, 피크 동저항(Rpeak)은 용접재(10)에 전류를 정해진 횟수로 인가하였을 때, 그 중 가장 큰 값을 갖는 최대 저항을 나타낼 수 있다. 또한, 피크 동저항(Rpeak)의 측정구간은 예컨대, 10msㅧ 3, 즉 30ms로 나타낼 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계(S14; 도 1에 도시)는 다른 예로서, 용접재(10)에 전류를 t1을 주기로 n번 인가하여 피크 동저항(Rpeak)을 측정할 때, 피크 동저항(Rpeak)을 검출한 시점을 기준으로 측정구간을 1회 더 반복하여 피크 동저항(Rpeak)을 측정할 수 있다. 예컨대 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계는 용접재(10)의 저항을 t1을 주기로 n번 측정하는 단계(S31), n번 중 nx번째에서 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 경우(S32), nx번째를 기준으로 용접재의 저항을 t1을 주기로 n번 반복 측정하는 단계(S33)를 포함할 수 있다. 여기서 용접재의 저항을 반복 측정하는 단계(S33)는 반복 측정 과정에서 전원제어부(30)에 의해 새로운 피크 동저항이 검출시, 이를 피크 동저항(Rpeak)으로 업데이트하도록 하며, 측정구간의 반복이 정해진 횟수만큼, 예컨대 1회 반복해서 실시될 수 있고, 다른 예로서 반복 측정 과정에서 새로운 피크 동저항이 검출되지 않을 때까지 반복해서 실시될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 점용접기의 제어방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 이 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머의 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한 해당 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 점용접기의 제어방법을 수행 내지 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명의 따른 점용접기의 제어방법의 일례에 따른 시간별 전류, 전압 및 동저항 파형을 나타낸 그래프로서, 아래의 표 1에서와 같은 제어변수를 조건으로 할 때, 시간에 따른 전압, 전압 및 동저항의 변화를 나타낸다.
구분 조건
최소 동저항(Rmin) 검출 시간간격(t2) 5ms
피크 동저항(Rpeak) 검출 시간간격(t1) 10ms
일정 전류 유지값 기준전류의 80%
초기전류시간(tin) 20ms
전류 증가 단계(S13)의 최대 전류값(tupmax) 기준전류의 120%
전류 증가 단계(S13)의 상승전류시간(tup) 30ms
전류 오프 단계(S15)의 휴지시간(toff) 5ms
전류 감소 단계(S16)의 초기 전류값(idm1) 설정전류의 80%
전류 감소 단계(S16)의 후기 전류값(idm2) 설정전류의 60%
표 2는 본 발명의 실시예에 따른 점용접기의 제어방법에 의하여 용접된 용접재에 대한 인장시험결과로서, 용융도금강판인 SGAFC1180Y(두께 1.2mm)와 SGACEN(두께 1.1mm)를 사용하여 점용접한 후 용접부에서의 인장강도(단위는 kN) 결과를 나타낸 것이다. 총 용접시간은 200ms, 250ms, 300ms 이었으며, 각 용접시간 별로 기준전류는 7kA~12kA로 변화시켰다. 실험한 모든 조건에서 용접부위의 파괴는 건전한 용접특성을 나타내는 버튼파괴(button fracture)를 나타내었다.
용접시간(ms) 7kA 8kA 9kA 10kA 11kA 12kA
300 4.2 4.6 4.8 6.0 6.3 5.9
250 3.1 4.1 4.5 5.9 6.0 5.7
200 3.1 3.9 4.0 5.5 5.8 6.0
표 3은 SGAFC1180Y(두께 1.2mm)와 SGACEN(두께 1.1mm)를 사용하여 기준전류 11kA 및 용접시간 250ms의 조건에서 연속타점 시험결과를 나타낸 결과이다. 이에 따르면, 본 발명은 500 타점까지 날림이 발생하지 않고, 모두 버튼파단이 발생하며, 인장강도 저하가 크게 나타나지 않음을 알 수 있다.
인장강도(kN) 6.2 6.1 6.2 5.8 5.8 5.8 5.9 5.7 6.0 5.9
타점수 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
너깃사이즈(mm) 5.5 5.6 5.3 5.6 5.3 5.4 5.7 5.2 5.5 5.4
파단형태 버튼파단
표 4는 본 발명의 실시예에 따른 점용접기의 제어방법에 의한 인장시험결과로서, 용융도금강판인 SGAFC1180Y(두께 1.2mm)와 SGAFC590DP(두께 0.9mm)를 사용하여 점용접한 후, 용접부에서의 인장강도(단위는 kN) 결과를 나타낸 것이다. 총 용접시간은 200ms, 250ms, 300ms 이었으며, 각 용접시간 별로 기준전류는 6kA~10kA로 변화시켰다. 실험한 모든 조건에서 용접부위의 파괴는 버튼파괴를 나타내었다.
용접시간(ms) 6kA 7kA 8kA 9kA 10kA
300 5.3 7.1 8.8 9.1 9.1
250 4.8 7.5 8.2 8.6 9.3
200 4.6 7.0 8.0 8.4 8.6
표 5는 SGAFC1180Y(두께 1.2mm)와 SGAFC590DP(두께 0.9mm)를 사용하여 기준전류 8kA 및 용접시간 250ms의 조건에서 연속타점 시험결과를 나타낸 결과이다. 이에 따르면, 본 발명은 1000 타점까지 날림이 발생하지 않고, 모두 버튼파단이 발생하며, 인장강도 저하가 크게 나타나지 않음을 알 수 있다.
인장강도(kN) 8.1 8.0 8.0 8.3 8.3 8.4 8.1 8.3 8.2 8.1 7.9
타점수 1 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
너깃사이즈(mm) 4.3 4.3 4.3 4.4 4.4 4.5 4.4 4.5 4.5 4.4 4.4
파단형태 버튼파단
인장강도(kN) 8.1 7.9 8.1 8.0 7.8 7.7 7.9 7.9 7.8 7.8 -
타점수 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1,000 -
너깃사이즈(mm) 4.3 4.2 4.1 4.3 4.2 4.1 4.2 4.2 4.2 4.3 -
파단형태 버튼파단
표 6은 본 발명의 실시예에 따른 점용접기의 제어방법에 의한 인장시험결과로서, 용융도금강판인 SGAFC1180Y(두께 1.2mm)와 SGAFC590(두께 0.9mm)를 사용하여 점용접한 후, 용접부에서의 인장강도(단위는 kN) 결과를 나타낸 것이다. 총 용접시간은 200ms, 250ms, 300ms 이었으며, 기준전류는 용접시간 별로 6kA~10kA로 변화시켰다. 실험한 모든 조건에서 용접부위의 파괴는 버튼파괴(button fracture)를 나타내었다.
용접시간(ms) 6kA 7kA 8kA 9kA 10kA
300 6.6 7.7 9.3 9.8 9.0
250 4.9 7.4 9.1 9.5 8.8
200 4.6 7.0 9.0 9.1 9.2
표 7 및 표 8은 본 발명의 실시예에 따른 점용접기의 제어방법에 의한 인장시험결과로서, 냉연강판인 SPRC440(두께 1.0mm)를 사용하여 점용접한 후, 인장력 시험시 용접부의 파단형태를 조사한 것이다.
표 7은 피크 동저항(Rpeak) 검출 시간이 30ms 보다 작은 경우로서, 휴지시간이 종료되면서 회복되는 회복전류는 기준전류의 80% 였다. 또한 휴기시간 동안 용접재에 인가되는 전류값은 기준전류의 0%(즉, 전류의 오프를 의미함), 30%, 50%, 70%를 인가하였다. 기준전류는 9kA이었다. 전류가 오프된 상태에서는 휴지시간은 5ms였으며, 나머지의 경우 휴지시간은 15ms였다.
표 8은 표 7과 비교하여 피크 동저항(Rpeak)이 검출되는 시간이 30ms를 초과하였으며, 회복전류가 기준전류의 100% 이었다는 점을 제외하고는 모두 동일한 조건이었다.
도 9에는 위 조건에 따른 용접부위의 파단면을 관찰한 결과가 나타나 있다.
표 7, 표 8 및 도 9에 나타낸 것과 같이, 모든 조건에서 용접부에서 버튼파괴가 관찰되었으며, 이로부터 본 발명의 실시예에 따라 용접된 부분의 특성이 매우 양호하다는 것을 알 수 있었다.
회복전류 기준전류의 80%
휴지시간(전류 유지시간) 5ms 15ms
유지전류(기준전류 대비 %) 0% 30% 50% 70%
파단형태 버튼파단
회복전류 기준전류의 100%
휴지시간(전류 유지시간) 5ms 15ms
유지전류(기준전류 대비 %) 0% 30% 50% 70%
파단형태 버튼파단
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 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.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따르면, 불필요한 열량을 최소화할 수 있고, 불필요한 열량에 의한 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있고, 요구 인장강도를 가지는 전류하한을 높일 수 있으며, 적정 용접영역이 넓은 영역을 가질 수 있도록 하고, 원하는 크기의 너깃을 갖는 조건에 유리하도록 하며, 용접시 날림을 방지할 수 있는 점용접기를 구현함으로써, 용접의 효율을 증가시켜 용접단가를 절감시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 용접재에 하나 이상의 전극을 통하여 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 단계;
    상기 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 동안, 상기 용접재의 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계;
    상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출 후, 상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계;
    상기 회복시키는 단계 이후에 상기 용접재에 전류를 점진적으로 감소시키면서 인가하는 단계;
    를 포함하는, 점용접기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류를 점진적으로 증가시키면서 인가하는 단계 이전에, 상기 용접재에 설정된 크기의 전류를 설정된 시간 동안 일정하게 인가하는 단계를 더 포함하는, 점용접기의 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계는, 상기 설정된 시간동안 상기 용접재에 인가되는 전류를 오프(off)시키는 단계를 포함하는, 점용접기의 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계는, 상기 회복이 완료되는 시점에 상기 용접재에 인가되는 전류가 기 설정된 기준전류의 100%에 해당되는, 점용접기의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 용접재에 인가되는 전류를 설정된 시간동안 감소시켰다가 회복시키는 단계는, 상기 회복이 완료되는 시점에 상기 용접재에 인가되는 전류가 기 설정된 기준전류 보다 작은 값을 가지는, 점용접기의 제어방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    용접개시를 위해 전류가 인가된 시점으로부터 상기 피크 동저항(Rpeak)이 나타난 때까지의 시간이 30ms 이하인, 점용접기의 제어방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    용접개시를 위해 전류가 인가된 시점으로부터 상기 피크 동저항(Rpeak)이 나타난 때까지의 시간이 30ms를 초과하는, 점용접기의 제어방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정된 시간은,
    상기 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간이 30m 이하 일 때, 1ms 내지 10ms 이고,
    상기 피크 동저항(Rpeak)의 검출시간이 30ms 초과 일 때, 10ms 내지 20ms 인, 점용접기의 제어방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계는,
    상기 용접재의 저항을 t1을 주기로 n번 측정하는 단계; 및
    상기 용접재의 측정 저항 중 최대 저항을 상기 피크 동저항(Rpeak)으로 검출하는 단계;
    를 포함하는, 점용접기의 제어방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계는,
    상기 용접재의 저항을 t1을 주기로 n번 측정하는 단계; 및
    상기 n번 중 nx번째에서 상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 경우, 상기 nx번째를 기준으로 상기 용접재의 저항을 t1을 주기로 n번 반복 측정하는 단계;
    를 포함하는, 점용접기의 제어방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접재의 저항을 반복 측정하는 단계는,
    새로운 피크 동저항이 검출시, 이를 상기 피크 동저항(Rpeak)으로 업데이트하도록 하고, 정해진 횟수만큼 반복해서 실시되는, 점용접기의 제어방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 피크 동저항(Rpeak)을 검출하는 단계는,
    상기 용접재의 측정 저항이 최대 허용 저항 이내 또는 상기 용접재에 인가되는 최대 허용 전류 이내에서 수행되는, 점용접기의 제어방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항의 점용접기의 제어방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록매체.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010038882A (ko) * 1999-10-28 2001-05-15 이준웅 점 용접기의 재 용접 보상 장치
JP2004090037A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Murata Mfg Co Ltd 抵抗溶接方法、電子部品、非可逆回路素子および通信装置
KR100653257B1 (ko) * 2005-09-29 2006-12-05 정연강 초정밀 저항용접기의 제어장치
KR20120032119A (ko) * 2010-09-28 2012-04-05 이희준 지능형 용접 제어장치 및 제어방법
WO2015049998A1 (ja) * 2013-10-04 2015-04-09 Ｊｆｅスチール株式会社 抵抗スポット溶接方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5388822B2 (ja) 2009-03-13 2014-01-15 Ｊｆｅケミカル株式会社 リン酸鉄リチウムの製造方法
US8455929B2 (en) 2010-06-30 2013-06-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Formation of III-V based devices on semiconductor substrates

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010038882A (ko) * 1999-10-28 2001-05-15 이준웅 점 용접기의 재 용접 보상 장치
JP2004090037A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Murata Mfg Co Ltd 抵抗溶接方法、電子部品、非可逆回路素子および通信装置
KR100653257B1 (ko) * 2005-09-29 2006-12-05 정연강 초정밀 저항용접기의 제어장치
KR20120032119A (ko) * 2010-09-28 2012-04-05 이희준 지능형 용접 제어장치 및 제어방법
WO2015049998A1 (ja) * 2013-10-04 2015-04-09 Ｊｆｅスチール株式会社 抵抗スポット溶接方法

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