WO2020101065A1 - 통전압접장치 및 통전압접방법 - Google Patents

통전압접장치 및 통전압접방법 Download PDF

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천두만
박홍석
한흥남
박주원
리영방
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to an energizing voltage welding device and an energizing voltage welding method, and more specifically, to apply a current to the first metal member and the second metal material, and apply pressure to the diffusion bonding of the first metal member and the second metal material.
  • the present invention relates to an energizing voltage welding device and a energizing voltage welding method.
  • generally assisted pressure joining refers to a method of bonding two metal materials to each other while heating and heating the material to a temperature below the melting point by closely contacting and pressing the two metal materials. More specifically, the energized contact is applied by applying a current in a state where two metal materials are in contact with each other, applying pressure to the extent that plastic deformation does not occur, and bonding using diffusion of atoms generated between the bonding surfaces.
  • Korean Patent Application Publication No. 10-2014-0089640 discloses a conventional voltage contact device.
  • the first metal material and the second metal material are bonded to each other by applying pressure, so that the surfaces of the first metal material and the second metal material are joined to each other. Therefore, there is a disadvantage that defects such as barreling may occur in the first metal material and the second metal material due to the high compressive flow stress of the first metal material and the second metal material.
  • the bonding property may be deteriorated due to the difference in components at the bonding sites.
  • the present invention was created to solve the above-described problems, and has an object to provide a through-voltage welding device and a through-voltage welding method that minimize damage to the first metal material and the second metal material and improve bonding properties.
  • a voltage supply device for achieving the above object is a voltage supply device for bonding the first metal member and the second metal member to each other, the electrode portion; And a mediation part formed to include a plurality of micropores between the first metal member and the second metal member, and connected to the electrode part to receive current from the electrode part to receive the first metal member and the agent. It transmits to the two metal members, and includes a pressure part for joining the first metal member and the second metal member through the mediator by applying pressure to the first metal member.
  • the pressure part is connected to the electrode part, the first metal member is arranged to abut, the pressing part for applying pressure to the first metal member, the electrode part is connected, and the second metal member is arranged to abut It may include a fixing portion.
  • the intermediate portion, the first metal member and the second metal member may be formed in a shape corresponding to the joining contact portion.
  • the media unit may be manufactured using a 3D printing process, and may be printed on the first metal member or the second metal member.
  • the intermediate portion may be manufactured using a metal powder.
  • the intermediate portion one side is in contact with the first metal member and the other side is configured to come into contact with the second metal member, is formed to gradually increase the component of the second metal member from one side to the other side, the other side
  • the component of the first metal member may be formed to gradually increase toward one side.
  • the energization method of the other side of the present invention is connected to the electrode part and the electrode part, the first metal member is arranged to come into contact with the pressing part for applying pressure to the first metal member, and connected to the electrode part.
  • the mediator in the manufacturing step of the mediator, may be manufactured using a 3D printing process, and the mediator may be printed on the first metal member or the second metal member.
  • the intermediate portion may be manufactured using a metal powder.
  • the intermediate portion, one side is in contact with the first metal member and the other side is configured to come into contact with the second metal member, the intermediate part manufacturing step, the intermediate part from the other side of the component of the second metal member It is formed to gradually increase, and it is preferable to form the components of the first metal member gradually increase from the other side to one side.
  • the intermediate portion is formed to include a plurality of micropores, thereby minimizing damage to the first metal member and the second metal member with a low compressive flow stress. It is possible to generate a local high temperature part with high electrical resistance, so it is easy to join the first metal member and the second metal member.
  • the intermediate portion by manufacturing the intermediate portion using 3D printing, it is easy to manufacture and can be directly printed on the first metal member or the second metal member, thereby easily fixing the position of the intermediate part and improving production efficiency.
  • the components of the one side and the other side of the intermediate portion are formed to gradually increase the components of the first metal member and the second metal member, respectively, so that the components of the joints of the first metal member and the second metal member can be gradually mixed. High bonding.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a through-voltage welding device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the intermediate portion of the voltage contact device shown in Figure 1,
  • 3 to 5 are cross-sectional views showing the manufacturing state of the intermediate portion of the voltage contact device shown in FIG. 1,
  • FIG. 6 is a graph showing the component distribution of the intermediate portion of the voltage welding device shown in FIG. 1,
  • FIG. 7 is a flow chart showing the procedure of the voltage contact method using the voltage contact device shown in FIG. 1.
  • the voltage applying device 10 is for diffusion-bonding a first metal member B and a second metal member P to each other, and an electrode unit ( 100) and the pressure unit 200.
  • the electrode unit 100 supplies current to the first metal member (B) and the second metal member (P). That is, the electrode part 100 is provided to be connected to the first metal member B and the second metal member P.
  • the pressure part 200 is connected to the first metal member (B) and the second metal member (P), for diffusion bonding the first metal member (B) and the second metal member (P) That is, it is connected to the electrode unit 100. Accordingly, the pressure part 200 receives current from the electrode part 100 and transmits it to the first metal member B and the second metal member P, and the first metal member B The first metal member (B) and the second metal member (P) can be joined by applying pressure. If it expands, the intermediate portion 201 is inserted between the first metal member B and the second metal member P. That is, the pressure part 200 may join the first metal member B and the second metal member P through the intermediate part 201.
  • the pressure part 200 may include a pressing part 210 and a fixing part 220.
  • the pressing part 210 is provided on one side of the first metal member B, and is connected to the electrode part 100.
  • the pressing part 210 is disposed such that the first metal member B comes into contact with each other, and applies pressure to the first metal member B. If it is further expanded, the pressing part 210 receives the current from the electrode part 100, delivers the current to the first metal member B, and then presses the first metal member B to press the first metal member. (B) and the second metal member (P) can be bonded.
  • the fixing part 220 is connected to the electrode part 100 and is disposed so that the second metal member P contacts. That is, the fixing unit 220 receives current from the electrode unit 100 and transmits current to the second metal member P.
  • the mediator 201 is formed to include a plurality of micropores 201h.
  • the intermediate portion 201 is inserted between the first metal member (B) and the second metal member (P), and the first metal member (B) and the second metal member (P) are in contact with each other. It is preferably formed in a corresponding shape. That is, the intermediary portion 201 is formed to have a cross section corresponding to a junction where the first metal member B and the second metal member P contact, and may have a predetermined thickness. Therefore, the fixing part 220 is fixed to support the second metal member P, and the pressing part 210 presses the first metal member B, thereby localizing the intermediate part 201.
  • the first metal member B and the second metal member P may be joined to each other.
  • the mediator 201 may be configured to include a plurality of micropores 201h, thereby having high electrical resistance, and a low compressive flow stress may cause intensive plastic deformation in the mediator 201. Thus, the damage to the first metal member B and the second metal member P can be minimized.
  • the intermediary unit 201 may be manufactured using a 3D printing process. That is, the mediator 201 is preferably manufactured to include a plurality of micropores 201h using a metal 3D printing process. If it is more, the intermediate portion 201 is individually formed into a shape corresponding to a contact portion where the first metal member (B) and the second metal member (P) contact each other by using a 3D printing process as illustrated in FIG. 3. It can be produced, as shown in Figure 4, the first metal member (B) is printed on one side, or as shown in Figure 5, it is manufactured to be printed on one side of the second metal member (P) Can be.
  • the first metal member (B) and the second metal member (P) are joined by the intermediate part (201) being manufactured on one side of the first metal member (B) or the second metal member (P).
  • the mediator 201 is not limited to forming a plurality of micropores 201h by using 3D printing, and includes a plurality of micropores 201h by manufacturing using a metal powder. It could be formed.
  • the intermediate portion 201 is configured such that one side contacts the first metal material (B) and the other side contacts the second metal material (P).
  • the intermediate portion 201 is the second metal toward the other side from one side to the other
  • the components of the material (P) are formed to gradually increase, and the components of the first metal material (B) are gradually increased from the other side to one side. Therefore, the components of the first metal material (B) and the second metal material (P) made of different materials can be gradually mixed through the intermediary portion 201, so that the bonding property is high.
  • FIG 7 is a flow chart showing the current-carrying method (S10) of the present invention.
  • the voltage contact method (S10), the first metal member (B) and the second metal member (P) by using the voltage contact device (10) including an electrode portion (100) and a pressure portion (200) It is for bonding.
  • the energizing method (S10) includes an intermediate part manufacturing step (S100), an intermediate part placement step (S200), and a bonding step (S300).
  • the manufacturing step of the intermediate part (S100) is a step for manufacturing the intermediate part 201 that is inserted between the first metal member (B) and the second metal member (P).
  • the intermediate part 201 is manufactured in a shape corresponding to a joining part between the first metal member B and the second metal member P.
  • the intermediate part 201 is manufactured to include a plurality of micropores 201h. At this time, in the manufacturing step of the intermediate part (S100), it is preferable to manufacture the intermediate part 201 using a 3D printing process.
  • the intermediate part 201 is manufactured to include a plurality of micropores 201h using a metal 3D printing process.
  • the intermediate part manufacturing step (S100) may be individually manufactured in the shape corresponding to the contact portion where the first metal member (B) and the second metal member (P) are in contact with the intermediate part 201, It may be manufactured to print on one side of the first metal member (B), or to print on one side of the second metal member (P).
  • the mediator 201 is manufactured on one side of the first metal member B or the second metal member P, so that the first metal member B and the second metal member P are mediated. When joining through the unit 201, the positioning of the intermediate unit 201 is easy to improve the manufacturing efficiency.
  • the medium manufacturing step (S100) is not limited to manufacturing the medium 201 using 3D printing, and is manufactured using a metal powder to include a plurality of micropores 201h. It could be formed.
  • the component of the second metal material P is gradually increased as the intermediate part 201 goes from one side to the other, and the first metal material increases from the other side to one side. It can be formed so that the component (B) gradually increases.
  • the intermediate portion 201 is configured such that one side contacts the first metal material (B) and the other side contacts the second metal material (P). Therefore, in the manufacturing step (S100), when the first metal member (B) or the second metal member (P) is formed of a different material, the second metal becomes the second metal as the medium 201 goes from one side to the other.
  • the component of the material (P) is formed to gradually increase, and the component of the first metal material (B) can be formed to gradually increase from the other side to one side. Therefore, the components of the first metal material (B) and the second metal material (P) made of different materials can be gradually mixed through the intermediary portion 201, so that the bonding property is high.
  • the intermediate portion 201 produced from the intermediate portion manufacturing step (S100) is disposed between the first metal member (B) and the second metal member (P). That is, in the step of placing the intermediate portion (S200), one side of the intermediate portion 201 is arranged to contact the first metal member B, and the other side is placed to contact the second metal member P.
  • the bonding step (S300) is a step for bonding the first metal member (B) and the second metal member (P).
  • the current is applied from the electrode part 100, and the pressure is applied to the first metal member B through the pressing part 210, so that The first metal member (B) and the second metal member (P) are joined. That is, in the bonding step (S300), the intermediate portion 201 is inserted between the first metal member (B) and the second metal member (P) from the intermediate portion placement step (S200).
  • intensive plastic deformation is generated in the intermediate portion 201 to cause the intermediate portion. 201 and the first metal member B and the second metal member P may be joined.
  • the intermediate portion 201 is formed to include a plurality of micropores 201h, and thus the first metal member B with low compressive flow stress. ) And the damage to the second metal member (P) can be minimized, and the high electric resistance of the intermediate part (201) can generate a local high-temperature part, so that the first metal member (B) and the second metal member (P) It is easy to join.
  • the intermediate portion 201 by manufacturing the intermediate portion 201 using 3D printing, it is easy to manufacture and can be directly printed on the first metal member (B) or the second metal member (P), so that the position of the intermediate part 201 is fixed. Easy to improve production efficiency.
  • the components of one side and the other side of the intermediate portion 201 are formed such that the components of the first metal member (B) and the second metal member (P) are gradually increased, so that the first metal member (B) and the second metal are formed. Since the components at the joining portion of the member P can be gradually mixed, the joinability is high.
  • fixing part B first metal member

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Abstract

본 발명에 따른 통전압접장치 및 통전압접방법은 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 서로 접합시키는 것으로, 전극부; 및 상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재 사이에 복수개의 미세기공을 포함하도록 형성되는 매개부가 삽입되고, 상기 전극부와 연결되어 상기 전극부로부터 전류를 인가받아 상기 제 1금속부재 및 상기 제 2금속부재에 전달하며, 상기 제 1금속부재에 압력을 가함으로써 상기 매개부를 통하여 상기 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 접합시키는 압력부를 포함한다.

Description

통전압접장치 및 통전압접방법
본 발명은 통전압접장치 및 통전압접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제 1금속부재와 제 2금속소재에 전류를 인가하고, 압력을 가함으로써 제 1금속부재와 제 2금속소재를 확산접합에 의하여 접합시키는 통전압접장치 및 통전압접방법에 관한 것이다.
일반적으로, 일반적으로 통전압접(Electrically assisted pressure joining)은 두 금속재료를 밀착, 가압시켜 소재를 융점 이하의 온도로 가열하면서 두 금속재료를 서로 접합하는 방법을 말한다. 더욱 구체적으로 상기 통전압접은 두 금속재료를 맞닿은 상태에서 전류를 인가하고, 소성변형을 일으키지 않을 정도로 압력을 가해, 접합면 사이에서 발생하는 원자의 확산을 이용하여 접합한다.
종래의 통전압접장치는 대한민국 공개특허 10-2014-0089640호가 개시되어 있다.
하지만, 종래의 통전압접장치는 제 1금속소재와 제 2금속소재를 서로 맞닿도록 배치시겨 압력을 가함으로써 접합시키므로, 제 1금속소재와 제 2금속소재가 서로 맞닿은 면이 서로 접합된다. 따라서 제 1금속소재와 제 2금속소재의 높은 압축유동응력으로 제 1금속소재와 제 2금속소재에 배럴링(Barreling)과 같은 결함이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 또한 더불어 제 1금속소재와 제 2금속소재가 이종소재로 구성되는 경우, 접합부위의 성분차이로 인하여 접합성이 저하 될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로, 제 1금속소재와 제 2금속소재의 손상을 최소화하고, 접합성을 향상시킨 통전압접장치 및 통전압접방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통전압접장치는, 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 서로 접합시키는 통전압접장치에 있어서, 전극부; 및 상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재 사이에 복수개의 미세기공을 포함하도록 형성되는 매개부가 삽입되고, 상기 전극부와 연결되어 상기 전극부로부터 전류를 인가받아 상기 제 1금속부재 및 상기 제 2금속부재에 전달하며, 상기 제 1금속부재에 압력을 가함으로써 상기 매개부를 통하여 상기 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 접합시키는 압력부를 포함한다.
여기서 상기 압력부는, 상기 전극부와 연결되고, 제 1금속부재가 맞닿도록 배치되며, 상기 제 1금속부재에 압력을 가하는 가압부와, 상기 전극부와 연결되고, 제 2금속부재가 맞닿도록 배치되는 고정부를 포함 할 수 있다.
또한 상기 매개부는, 상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재가 맞닿는 접합부위에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
또한 상기 매개부는, 3D프린팅 공정을 이용하여 제작될 수 있으며, 상기 제 1금속부재 또는 상기 제 2금속부재에 프린팅 될 수 있다.
그리고 상기 매개부는, 메탈파우더(Metal powder)를 이용하여 제작될 수 있다.
또한 상기 매개부는, 일측이 상기 제 1 금속부재와 맞닿고 타측이 상기 제 2금속부재와 맞닿도록 구성되며, 일측에서 타측으로 갈수록 상기 제 2금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되고, 타측에서 일측으로 갈수록 상기 제 1금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성될 수 있다.
한편 본 발명의 다른 측면의 통전압전방법은, 전극부 및 상기 전극부와 연결되고 제 1금속부재가 맞닿도록 배치되며 상기 제 1금속부재에 압력을 가하는 가압부와, 상기 전극부와 연결되고 제 2금속부재가 맞닿도록 배치되는 고정부를 포함하는 압력부를 구비하는 통전압접장치를 이용하여 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 서로 접합시키는 통전압접방법에 있어서, 상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재의 접합부위에 대응하는 형상으로 복수개의 미세기공을 포함하도록 형성되는 매개부를 제작하는 매개부제작단계; 상기 매개부를 상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재 사이에 배치시키는 매개부배치단계; 및 상기 전극부로부터 전류를 인가받고, 상기 가압부를 통하여 상기 제 1금속부재에 압력을 가함으로써, 상기 매개부를 통하여 상기 제 1금속부재 및 상기 제 2금속부재를 접합시키는 접합단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 매개부제작단계는, 상기 매개부를 3D프린팅 공정을 이용하여 제작할 수 있으며, 상기 매개부를 상기 제 1금속부재 또는 상기 제 2금속부재에 프린팅할 수 있다.
또한 상기 매개부제작단계는, 상기 매개부를 메탈파우더(Metal powder)를 이용하여 제작할 수 있다.
또한 상기 매개부는, 일측이 상기 제 1 금속부재와 맞닿고 타측이 상기 제 2금속부재와 맞닿도록 구성되며, 상기 매개부제작단계는, 상기 매개부를 일측에서 타측으로 갈수록 상기 제 2금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되고, 타측에서 일측으로 갈수록 상기 제 1금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 통전압전장치 및 통전압전방법에 의하면, 매개부가 복수개의 미세기공을 포함하도록 형성되어, 낮은 압축유동응력으로 제 1금속부재와 제 2금속부재의 손상을 최소화할 수 있으며, 매개부의 높은 전기저항으로 국부적인 고온부위를 발생 가능하여 제 1금속부재와 제 2금속부재의 접합이 용이하다.
또한 매개부를 3D 프린팅을 이용하여 제작함으로써, 제작이 간편하고 제 1금속부재 또는 제 2금속부재에 직접적으로 프린팅 할 수 있어 매개부의 위치고정이 용이하여 제작효율이 향상된다.
또한 매개부의 일측 및 타측의 성분이 각각 제 1금속부재 및 제 2금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성됨으로써, 제 1금속부재 및 제 2금속부재의 접합부위의 성분이 점차적으로 혼합될 수 있어 접합성이 높다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통전압접장치를 계략적으로 도시한 단면도,
도 2는 도 1에 도시한 통전압접장치의 매개부를 도시한 사시도,
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시한 통전압접장치의 매개부의 제작상태를 도시한 단면도들,
도 6은 도 1에 도시한 통전압접장치의 매개부의 성분분포를 도시한 그래프,
도 7은 도 1에 도시한 통전압접장치를 이용한 통전압접방법의 순서를 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 실시예에 따른 통전압접장치(10)는, 제 1금속부재(B) 및 제 2 금속부재(P)를 서로 확산접합시키기 위한 것으로, 전극부(100) 및 압력부(200)를 포함한다.
상기 전극부(100)는 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)에 전류를 공급한다. 즉 상기 전극부(100)는 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)에 연결되어 구비된다.
상기 압력부(200)는 상기 제 1금속부재(B) 및 상기 제 2금속부재(P)와 연결되어, 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)를 확산 접합시키기 위한 것으로, 상기 전극부(100)와 연결된다. 따라서 상기 압력부(200)는 상기 전극부(100)로부터 전류를 인가받아, 상기 제 1금속부재(B) 및 상기 제 2금속부재(P)에 전달하며, 상기 제 1금속부재(B)에 압력을 가함으로써 상기 제 1금속부재(B) 및 상기 제 2금속부재(P)를 접합시킬 수 있다. 부연하면 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P) 사이에는 매개부(201)가 삽입된다. 즉 상기 압력부(200)는 상기 매개부(201)를 통하여 상기 제 1금속부재(B) 및 상기 제 2 금속부재(P)를 접합시킬 수 있다. 상기 압력부(200)는, 가압부(210)와 고정부(220)를 포함 할 수 있다.
상기 가압부(210)는 상기 제 1금속부재(B)의 일측에 구비되는 것으로, 상기 전극부(100)와 연결된다. 상기 가압부(210)는 상기 제 1금속부재(B)가 맞닿도록 배치되어, 상기 제 1금속부재(B)에 압력을 가한다. 부연하면 상기 가압부(210)는 상기 전극부(100)로부터 전류를 인가받아 상기 제 1금속부재(B)에 전류를 전달한 후, 상기 제 1금속부재(B)를 가압함으로써 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)를 접합시킬 수 있다.
상기 고정부(220)는 상기 전극부(100)와 연결되고, 상기 제 2금속부재(P)가 맞닿도록 배치된다. 즉 상기 고정부(220)는 상기 전극부(100)로부터 전류를 인가받아 상기 제 2금속부재(P)에 전류를 전달한다.
상기 매개부(201)는 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 형성된다. 상기 매개부(201)는 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P) 사이에 삽입되며, 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)가 맞닿는 접합부위에 대응하는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 상기 매개부(201)는 단면이 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)가 맞닿는 접합부위에 대응하도록 형성되며, 소정두께를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 상기 고정부(220)는 고정되어 상기 제 2금속부재(P)를 지지하고, 상기 가압부(210)가 상기 제 1금속부재(B)를 가압함으로써, 상기 매개부(201)에 국부적인 고온부위가 유발됨으로서, 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)가 서로 접합될 수 있다. 부연하면, 상기 매개부(201)가 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 구성됨으로써 높은 전기저항을 가질 수 있으며, 압축유동응력이 낮아 상기 매개부(201)에 집중적으로 소성변형이 발생되도록 유발되어, 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)의 손상을 최소화하며 접합될 수 있다.
한편 상기 매개부(201)는, 3D프린팅(3D Printing) 공정을 이용하여 제작될 수 있다. 즉 상기 매개부(201)는, 금속 3D프린팅 공정을 이용하여 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 제작되는 것이 바람직하다. 부연하면 상기 매개부(201)는 도 3에 도시된 바와 같이 3D프린팅 공정을 이용하여 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)가 맞닿는 접촉부위에 대응하는 형상으로 개별적으로 제작할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1금속부재(B)의 일측면에 프린팅되거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 2금속부재(P)의 일측면에 프린팅 되도록 제작될 수 있다. 상기 매개부(201)가 상기 제 1금속부재(B) 또는 상기 제 2금속부재(P)의 일측면에 제작됨으로써 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)를 접합시킬 때 상기 매개부(201)의 위치고정이 용이하여 제작효율이 향상된다. 상기 매개부(201)는 3D프린팅을 이용하여 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 형성시키는 것에 한정하는 것은 아니며, 메탈파우더(Metal powder)를 이용하여 제작함으로써 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 형성시킬 수도 있을 것이다.
한편 상기 매개부(201)는, 일측이 상기 제 1 금속소재(B)와 맞닿고 타측이 상기 제 2금속소재(P)와 맞닿도록 구성된다. 이 때 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제 1금속부재(B) 또는 제 2금속부재(P)가 이종소재로 형성되는 경우, 상기 매개부(201)는 일측에서 타측으로 갈수록 상기 제 2금속소재(P)의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되고, 타측에서 일측으로 갈수록 상기 제 1금속소재(B)의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 이종소재로 구성된 상기 제 1금속소재(B) 상기 제 2금속소재(P)의 성분이 상기 매개부(201)를 통하여 점차적으로 혼합될 수 있어 접합성이 높다.
한편 도 7은 본 발명의 통전압접방법(S10)을 나타내는 순서도이다. 상기 통전압접방법(S10)은, 전극부(100) 및 압력부(200)를 포함하는 상기 통전압접장치(10)를 이용하여 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)를 접합시키기 위한 것이다. 여기서 상기 통전압접장치(10)의 동일한 참조번호는 동일한 구성 및 작용을 하는 동일부재이므로, 반복적인 설명은 생략하도록 한다. 상기 통전압접방법(S10)은, 매개부제작단계(S100), 매개부배치단계(S200), 접합단계(S300)를 포함한다.
상기 매개부제작단계(S100)는 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)의 사이에 삽입되는 매개부(201)를 제작하기 위한 단계이다. 상기 매개부제작단계(S100)는 상기 매개부(201)를 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)의 접합부위에 대응하는 형상으로 제작한다. 또한 상기 매개부제작단계(S100)는 상기 매개부(201)가 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 제작한다. 이때 상기 매개부제작단계(S100)는, 상기 매개부(201)를 3D프린팅 공정을 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 즉 상기 매개부제작단계(S100)는 상기 매개부(201)를 금속 3D프린팅 공정을 이용하여 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 제작한다. 부연하면 상기 매개부제작단계(S100)는 상기 매개부(201)를 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)가 맞닿는 접촉부위에 대응하는 형상으로 개별적으로 제작할 수 있으며, 상기 제 1금속부재(B)의 일측면에 프린팅하거나, 상기 제 2금속부재(P)의 일측면에 프린팅하도록 제작할 수 있다. 상기 매개부(201)가 상기 제 1금속부재(B) 또는 상기 제 2금속부재(P)의 일측면에 제작됨으로써 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)를 상기 매개부(201)를 통하여 접합시킬 때 상기 매개부(201)의 위치고정이 용이하여 제작효율이 향상된다. 상기 매개부제작단계(S100)는 상기 매개부(201)를 3D프린팅을 이용하여 제작하는 것에 한정하는 것은 아니며, 메탈파우더(Metal powder)를 이용하여 제작함으로써 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 형성시킬 수도 있을 것이다.
상기 매개부제작단계(S100)는, 상기 매개부(201)가 일측에서 타측으로 갈수록 상기 제 2금속소재(P)의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되고, 타측에서 일측으로 갈수록 상기 제 1금속소재(B)의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성시킬 수 있다. 이때 상기 매개부(201)는, 일측이 상기 제 1 금속소재(B)와 맞닿고 타측이 상기 제 2금속소재(P)와 맞닿도록 구성된다. 따라서 상기 매개부제작단계(S100)는 상기 제 1금속부재(B) 또는 제 2금속부재(P)가 이종소재로 형성되는 경우, 상기 매개부(201)가 일측에서 타측으로 갈수록 상기 제 2금속소재(P)의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되고, 타측에서 일측으로 갈수록 상기 제 1금속소재(B)의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성시킬 수 있다. 따라서 이종소재로 구성된 상기 제 1금속소재(B) 상기 제 2금속소재(P)의 성분이 상기 매개부(201)를 통하여 점차적으로 혼합될 수 있어 접합성이 높다.
상기 매개부배치단계(S200)는 상기 매개부제작단계(S100)로부터 제작된 상기 매개부(201)를 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P) 사이에 배치시킨다. 즉 상기 매개부배치단계(S200)는 상기 매개부(201)의 일측이 상기 제 1금속부재(B)와 맞닿도록 배치시키고, 타측이 상기 제 2금속부재(P)에 맞닿도록 배치시킨다.
상기 접합단계(S300)는 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)를 접합시키기 위한 단계이다. 상기 접합단계(S300)는 상기 전극부(100)로부터 전류를 인가받고, 상기 가압부(210)를 통하여 상기 제 1금속부재(B)에 압력을 가함으로써, 상기 매개부(201)를 통하여 상기 제 1금속부재(B) 및 상기 제 2금속부재(P)를 접합시킨다. 즉 상기 접합단계(S300)는 상기 매개부배치단계(S200)로부터 상기 제 1금속부재(B)와 상기 제 2금속부재(P)사이에 상기 매개부(201)가 삽입된 상태에서, 상기 제 1금속부재(B) 및 상기 제 2금속부재(P)에 전류를 인가시키고, 상기 제 1금속부재(B)를 가압함으로써, 상기 매개부(201)에 집중적인 소성변형을 발생시켜 상기 매개부(201)와 상기 제 1금속부재(B) 및 상기 제 2금속부재(P)를 접합시킬 수 있다.
본 발명에 따른 통전압전장치(10) 및 통전압전방법(S10)에 의하면, 매개부(201)가 복수개의 미세기공(201h)을 포함하도록 형성되어, 낮은 압축유동응력으로 제 1금속부재(B)와 제 2금속부재(P)의 손상을 최소화할 수 있으며, 매개부(201)의 높은 전기저항으로 국부적인 고온부위를 발생 가능하여 제 1금속부재(B)와 제 2금속부재(P)의 접합이 용이하다.
또한 매개부(201)를 3D 프린팅을 이용하여 제작함으로써, 제작이 간편하고 제 1금속부재(B) 또는 제 2금속부재(P)에 직접적으로 프린팅 할 수 있어 매개부(201)의 위치고정이 용이하여 제작효율이 향상된다.
또한 매개부(201)의 일측 및 타측의 성분이 각각 제 1금속부재(B) 및 제 2금속부재(P)의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성됨으로써, 제 1금속부재(B) 및 제 2금속부재(P)의 접합부위의 성분이 점차적으로 혼합될 수 있어 접합성이 높다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 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.
= 부호의 설명 =
10 : 통전압접장치 100 : 전극부
200 : 압력부 201 : 매개부
201h : 미세기공 210 : 가압부
220 : 고정부 B : 제 1금속부재
P : 제 2금속부재

Claims (12)

  1. 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 서로 접합시키는 통전압접장치에 있어서,
    전극부; 및
    상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재 사이에 복수개의 미세기공을 포함하도록 형성되는 매개부가 삽입되고, 상기 전극부와 연결되어 상기 전극부로부터 전류를 인가받아 상기 제 1금속부재 및 상기 제 2금속부재에 전달하며, 상기 제 1금속부재에 압력을 가함으로써 상기 매개부를 통하여 상기 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 접합시키는 압력부를 포함하는 통전압접장치.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 압력부는,
    상기 전극부와 연결되고, 제 1금속부재가 맞닿도록 배치되며, 상기 제 1금속부재에 압력을 가하는 가압부와,
    상기 전극부와 연결되고, 제 2금속부재가 맞닿도록 배치되는 고정부를 포함하는 통전압접장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 매개부는,
    상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재가 맞닿는 접합부위에 대응하는 형상으로 형성되는 통전압접장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매개부는,
    3D프린팅 공정을 이용하여 제작되는 통전압접장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 매개부는,
    상기 제 1금속부재 또는 상기 제 2금속부재에 프린팅되는 통전압접장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 매개부는,
    메탈파우더(Metal powder)를 이용하여 제작되는 통전압접장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 매개부는, 일측이 상기 제 1 금속부재와 맞닿고 타측이 상기 제 2금속부재와 맞닿도록 구성되며,
    일측에서 타측으로 갈수록 상기 제 2금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되고,
    타측에서 일측으로 갈수록 상기 제 1금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되는 통전압접장치.
  8. 전극부 및 상기 전극부와 연결되고 제 1금속부재가 맞닿도록 배치되며 상기 제 1금속부재에 압력을 가하는 가압부와, 상기 전극부와 연결되고 제 2금속부재가 맞닿도록 배치되는 고정부를 포함하는 압력부를 구비하는 통전압접장치를 이용하여 제 1금속부재 및 제 2 금속부재를 서로 접합시키는 통전압접방법에 있어서,
    상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재의 접합부위에 대응하는 형상으로 복수개의 미세기공을 포함하도록 형성되는 매개부를 제작하는 매개부제작단계;
    상기 매개부를 상기 제 1금속부재와 상기 제 2금속부재 사이에 배치시키는 매개부배치단계; 및
    상기 전극부로부터 전류를 인가받고, 상기 가압부를 통하여 상기 제 1금속부재에 압력을 가함으로써, 상기 매개부를 통하여 상기 제 1금속부재 및 상기 제 2금속부재를 접합시키는 접합단계를 포함하는 통전압접방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 매개부제작단계는,
    상기 매개부를 3D프린팅 공정을 이용하여 제작하는 통전압접방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 매개부제작단계는,
    상기 매개부를 상기 제 1금속부재 또는 상기 제 2금속부재에 프린팅하는 통전압접방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 매개부제작단계는,
    상기 매개부를 메탈파우더(Metal powder)를 이용하여 제작하는 통전압접방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 매개부는, 일측이 상기 제 1 금속부재와 맞닿고 타측이 상기 제 2금속부재와 맞닿도록 구성되며,
    상기 매개부제작단계는,
    상기 매개부를 일측에서 타측으로 갈수록 상기 제 2금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성되고, 타측에서 일측으로 갈수록 상기 제 1금속부재의 성분이 점차적으로 증가하도록 형성시키는 통전압접방법.
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