KR100527310B1 - 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치 - Google Patents
수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 점용접성을 정확하고 신속하게 평가하기 위해서 개발한 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치에 관한 것으로서, 상기 점용접 장치의 구조는 크게 본체와 시편지지대, 시편수거함과 시편보관함 및 시편이송장치와 상ㆍ하부 용접전극봉으로 구성된다. 상기 시편보관함 내의 시편적치대에 일정수량의 시편들을 적재한 상태에서 연속적으로 점용접을 실시할 수 있도록 하므로써 용접 후 연속타점성도 아울러 시험하고 또한 필요에 따라 시편이송장치를 사용하지 않고 수동으로 일점 점용접을 실시하고 동시에 시험할 수 있도록 한 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차용 강판의 양호한 점용접을 수행하고 또한 시험 후 평가하기 위해 사용되는, 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 강판과 강판끼리 수많은 이음부로 이루어져 만들어지기 때문에 자동차의 품질에 금속 이음부의 이음수단, 이음부 평가방법, 이음부의 물성 등이 많은 영향을 미친다. 자동차의 금속간 접합에 가장 많이 사용되는 방법으로는 볼트를 이용한 볼트접합이 사용되고 두 강판을 용접시키는 방법으로는 점용접이 사용된다. 그 외에는 아크용접이나 레이져용접, 그리고 본드나 접착제를 이용한 방법이 적용된다.
여기서, 특히 점용접은 자동차에 사용되는 강판을 접합시키는 가장 일반화되고 고전적인 방법이다. 때문에 자동차용 강판을 생산하는 철강사들은 생산하는 강판의 점용접성, 즉 점용접부의 전단강도, 너깃(Nugget)크기, 인장력 등을 평가하는 기술이 매우 중요하다.
그런데, 종래에는 상기 점용접 후 점용접성을 시험하는데 있어서, 일정한 크기의 시편을 중첩시킨 후 통상의 집게로 집어서 수동으로 점용접을 실시하였다. 그러므로 연속적인 점용접은 시험할 수 없었을 뿐 아니라 시편을 안정적으로 고정할 수 없으므로 부정확한 시험결과를 초래할 가능성이 컸으며, 또한 용접시 발생되는 스패터(Spatter)에 의해 작업자의 안전을 위협받는 등의 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고 연속 점용접에 의한 용접작업은 물론 아울러 점용접성을 정확하고 신속하게 평가하기 위해서 개발한 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능하도록 한 자동차용 강판의 점용접 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 시편보관함 내의 시편적치대에 일정수량의 시편들을 적재한 상태에서 연속적으로 점용접을 실시한 후 연속타점성(용접전극의 수명을 평가하는 시험방법으로 KS B0851에 관련 내용이 규정되어 있으며, 일정 피치로 하나의 용접전극봉을 사용하여 연속적으로 점용접을 실시한 후 용접 전극의 마모상태와 시험재의 용접상태를 관찰하여 적정 용접타점수를 평가하는 방법)을 시험하고 또한 필요에 따라 시편이송장치를 사용하지 않고 수동으로 일점 점용접을 실시함은 물론 점용접성도 시험할 수 있도록 하는 데 본 발명의 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명상의 점용접 장치는 제품 또는 시편 용접을 위해 본체와 그 좌ㆍ우측에 시편보관함과 시편수거함이 위치되도록 하고 상기 본체에는 통상의 공압장치를 이용하여 자동적으로 시편을 이송하는 기능을 하는 시편이송장치를 가이드레일 상에서 좌ㆍ우로 자유롭게 움직일 수 있도록 구성함과 동시에 상기 본체의 상면에는 통상의 공압실린더를 사용하여 x축 및 y축으로 이동이 자유로운 시편지지대를 구비하고, 그 시편지지대 상ㆍ하측에는 상ㆍ하부 용접전극봉을 설치하는 것을 요지로 한다. 이하 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명상의 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치(1)는 도 1과 같이 본체(2)의 좌ㆍ우측에 시편보관함(3)과 시편수거함(4)이 위치되고 상기 본체(2)의 상면에는 통상의 공압실린더(5)(5a)를 사용하여 x축 및 y축으로 자유로이 위치이동 할 수 있는 시편지지대(7)를 설치하며, 그 시편지지대(7)에는 시편(P)과 동일한 크기의 사각형 모양으로 시편 고정홈부(8)를 형성하고 시편(P)이 삽입 고정될 수 있도록 걸림턱(9)을 구비한다. 또한 상부 용접전극봉(10)부를 기준으로 좌ㆍ우측에 소정길이로 된 아암(Arm)(11)(11a)이 각각 기둥(13)(13a)에 의해 지지되고 상기 아암(11)(11a)의 전면 중도부에는 가이드레일(14)(14a)을 부착하며, 그 아암(11)(11a)의 하측에는 통상의 공압실린더(15)(15a)를 설치한다.
상기 공압실린더(15)(15a)에 의해 가이드레일(14)(14a) 상에서 좌ㆍ우로 자유로이 위치이동하는 시편이송장치(T)(Ta)의 구조는 도 2와 같이 소정두께와 폭을 가진 수직판(30)의 하단에 하부판(31)을 부착하고 그 하부판(31)의 상측에는 하부판(31)과 소정거리를 이격하여 상부판(32)을 상기 수직판(30)과 일체로 형성하며, 상기 수직판(30)의 상단에는 상기 하부판(31)과 상부판(32)의 돌출방향과 반대방향으로 케이블 체인 고정판(33)을 수직판(30)과 일체로 형성한 것으로 되어 있다.
상기 하부판(31)의 상면 중도부에는, 피스톤(34)을 내재하고 상부와 하부에 공기 입출구(35)가 형성된 공압실린더(36)가 설치되며 상기 피스톤(34)과 일체로 된 소정길이의 피스톤로드(37)는 상기 상부판(32)을 관통하여 일정길이 만큼 연장되고 그 피스톤로드(37)와 상부 끝단부가 결합구(38)에 의해 일체로 결합되는 전ㆍ후측 연결봉(39)(39a)은 상부판(32)과 하부판(31)을 관통하여 상기 상부판(32) 및 하부판(31)보다 전방으로 소정길이만큼 돌출되는 형상으로 된 고정판(40)에 결합고정되고 그 고정판(40)의 저면에는 공압튜브(41)에 연결된 다수개의 흡반(42)이 구비된다. 또한 상기 수직판(30)의 배면에는 레일홀더(43) 및 상기 아암(11)(11a)의 하측에 구비된 공압실린더(15)(15a)의 피스톤과 결합되는 결합부(44)가 형성된다.
상기 시편보관함(3)은 내부에 가이드바(16)를 수직으로 구비하고 그 가이드바(16)를 타고 상ㆍ하로 이동자재한 시편적치대(17)를 설치한다. 그리고 시편수거함(4)은 전면에 손잡이(18)를 구비하고 하부에 통상의 회전바퀴(19)를 부착하므로써 수거된 시편(P)들을 편리하게 운반할 수 있도록 한다.
[실시예]
위와 같이 구성된 본 발명상의 점용접 장치의 작동순서를 일실시예로서 도 3에서 (a)~(e)에 의거하여 이하에 설명한다. 또한, 본 발명에서 사용한 시험편의 종류, 규격, 적용두께, 용접형식 등을 (표 1)에 나타내었다.
표 1
먼저, 수동 점용접은 일정한 크기로 절단된 시험편(P)을 시편지지대(7)의 시편 고정홈부(8)에 삽입 고정한 뒤 점용접을 실시한다. 점용접 수행시 공급되는 가압력, 용접전류, 용접시간(cycle)은 각각 10kg/㎠, 40kA이상, 100cycle범위에서 수행 가능하다. 여기서, 시편지지대(7)는 부도체 재료를 사용함이 바람직하다. 시험이 완료되면 작업자가 수동으로 시험편을 들어낸다.
다음으로, 본 발명상의 자동 연속 점용접은 먼저 일정한 크기의 시편(P)들을 시편보관함(3)에 적재하고 적재된 시험편(P)의 이동은 시편보관함(3) 측의 아암(11)에서 좌ㆍ우로 이동하는 시편이송장치(T)가 흡반(42)으로 시험편(P)을 흡착한 후 이동하여 상기 본체(2)의 상면에 설치된 시편지지대(7)에 옮겨 놓는다. 이러한 동작을 반복하여 두개의 시편(P)이 중첩되면 시편지지대(7)는 상ㆍ하부 용접전극봉(10)(10a)의 중앙으로 이동하여 미리 입력한 설정값에 따라 x축 및 y축으로 이동함과 동시에 상부 용접전극봉(10)이 상승 및 하강을 연속적으로 반복하며 연속 점용접이 진행된다.
연속 점용접 시의 타점방식은 도 4에 나타낸 바와 같이 첫번째 줄인 X1축과 Y1축에서 먼저 Y축으로 이동하며 일정한 피치로 점용접을 실시하고 Y축의 끝인 Yf
에 도달되면, 두번째 줄인 X2축으로 이동하여 첫번째 Y축 이동경로와 동일하게 Yf위치까지 일정한 피치로 점용접을 실시하며 이동한다. 그 이상의 단계는 첫번째 줄 및 두번째 줄의 타점방식과 동일한 방식으로 연속타점을 수행한다.
자동방식으로 연속 점용접을 수행할 때 용접간 피치(t)는 시편지지대(7)의 x축 및 y축의 이동거리를 설정하므로써 가능하며 규격에 준하여 용접간 피치(t)를 정확하게 제어 할 수 있다. 용접이 완료된 시험편(P)은 시편수거함(4) 측의 시편이송장치(Ta)가 흡반(42)으로 시험편(P)을 흡착하여 들어올린 뒤 시편수거함(4)으로 이송한 후 흡반(42)의 진공을 해제하므로써 시험편(P)을 낙하시킨다. 시험조건 및 시험 결과데이타는 컴퓨터에 자동으로 저장되고 그 결과 얻어진 데이타는 모니터상에서 관찰 및 출력가능하다.
일반적으로 점용접시 조절하는 변수는 가압력, 통전전류, 통전시간이고
연속타점은 최적 점용접조건에서의 타점수이다.
냉연강판(T0.5~2.5mm)의 경우 압력은 200~780kg, 시간 6~23초, 전류 9~17kA범위에서 수행하고 만약 T0.8mm의 경우 최적 조건은 가압력 290kg, 시간 8초, 전류 10.7kA이며, 연속타점은 500타점 이상이다.
용융아연과 전기아연도금강판(T0.5~2.5mm)의 경우 가압력은 250~830kg, 시간 7~23초, 전류 9.5~17.5kA범위에서 수행하고 만약 T0.8mm의 경우 최적 조건은 가압력 330kg, 시간 8초, 전류 12.1kA이며, 연속타점은 300타점 이상이다.
도면중 미설명 부호 (C)는 움직임이 잦은 케이블을 안전하게 보호하기 위한 케이블 체인이다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명상의 자동차용 강판의 점용접 장치에 의해서, 종래와 같이 일정한 크기의 시편을 중첩시킨 후 통상의 집게로 집어서 수동으로 점용접을 실시해야 하는 번거로움 뿐 아니라 시편을 안정적으로 고정할 수 없으므로 부정확한 시험결과를 초래하는 문제점까지 해소할 수 있게 됨과 아울러 연속적인 점용접을 실시할 수 있게 되므로써 연속타점성을 시험할 수 있게 되고, 용접시 발생되는 스패터(Spatter)로부터 작업자의 안전을 지켜주며 점용접성을 정확하고 신속하게 수행 및 평가할 수 있는 등의 다양한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명상의 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치의 사시도.
도 2는 본 발명상의 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치에서 시편이송장치를 나타낸 일부절결 사시도.
도 3에서 (a)~(e)는 본 발명인 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치의 자동 연속 점용접 과정을 나타낸 작동 순서도.
도 4는 본 발명상의 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치가 자동 연속 점용접을 실행할 때의 타점방식을 나타낸 간략 설명도.
도 5은 본 발명인 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치로 점용접을 실시한 시험편.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
1. 점용접 장치 2. 본체 3. 시편보관함
4. 시편수거함 5, 5a, 15, 15a, 36. 공압실린더
7. 시편지지대 8. 시편 고정홈부
9. 걸림턱 10. 상부 용접전극봉 11, 11a. 아암(Arm)
13, 13a. 기둥 14, 14a. 가이드레일 16. 가이드바
17. 시편적치대 18. 손잡이 19. 회전바퀴
30. 수직판 31. 하부판 32. 상부판
33. 케이블 체인 고정판 34. 피스톤
35. 공기 입출구 37. 피스톤로드 38. 결합구
39, 39a. 전ㆍ후측 연결봉 40. 고정판
41. 공압튜브 42. 흡반 43. 레일홀더
44. 결합부 P. 시편 T, Ta. 시편이송장치
Claims (2)
- 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치에 있어서, 본체(2)의 좌ㆍ우측에는 내부에 가이드바(16)를 수직으로 구비하고 그 가이드바(16)를 타고 상ㆍ하로 이동 자유로이 시편적치대(17)가 설치된 시편보관함(3)과 전면에 손잡이(18)를 구비하고 그 하부에 통상의 회전바퀴(19)를 부착한 시편수거함(4)이 위치되며, 상기 본체(2)의 상면에는 통상의 공압실린더(5)(5a)를 사용하여 x축 및 y축으로 자유로이 위치이동 할 수 있는 시편지지대(7)가 설치되고 그 시편지지대(7)에는 시편 고정홈부(8)를 형성하며 그 시편 고정홈부(8)의 내부 하단에는 걸림턱(9)을 구비하고, 상부 용접전극봉(10)부를 기준으로 좌ㆍ우측에 아암(Arm)(11)(11a)이 각각 기둥(13)(13a)에 의해 지지되며 상기 아암(11)(11a)의 전면 중도부에는 시편이송장치(T)(Ta)를 안내하는 가이드레일(14)(14a)이 부착되고 그 아암(11)(11a)의 하측에는 통상의 공압실린더(15)(15a)를 설치하여서 구성된 것을 특징으로 하는 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 시편이송장치(T)(Ta)에는 수직판(30)의 하단에 하부판(31)이 부착되고 그 하부판(31)의 상측에는 하부판(31)과 소정거리를 이격하여 상부판(32)을 상기 수직판(30)과 일체로 형성하며, 상기 수직판(30)의 상단에는 상기 하부판(31)과 상부판(32)의 돌출방향과 반대방향으로 케이블 체인 고정판(33)을 수직판(30)과 일체로 형성하고, 상기 하부판(31)의 상면 중도부에는, 피스톤(34)을 내장하고 상부와 하부에 공기 입출구(35)가 형성된 공압실린더(36)가 설치되며 상기 피스톤(34)과 일체로 된 피스톤로드(37)는 상기 상부판(32)을 관통하여 일정길이 만큼 연장되고 그 피스톤로드(37)와 상부 끝단부가 결합구(38)에 의해 일체로 결합되는 전ㆍ후측 연결봉(39)(39a)은 상부판(32)과 하부판(31)을 관통하여 상기 상부판(32) 및 하부판(31)보다 전방으로 소정길이만큼 돌출되는 형상으로 된 고정판(40)에 결합고정되며 그 고정판(40)의 저면에는 공압튜브(41)에 연결된 다수개의 흡반(42)이 구비되고 상기 수직판(30)의 배면에는 레일홀더(43) 및 결합부(44)를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 수동 점용접 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20121101 Year of fee payment: 8 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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