KR100865433B1 - 고온재료를 마찰교반용접하기 위한 앤빌 - Google Patents

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Abstract

공작물(10A, 10B)에 대해 앤빌(14)을 확산 또는 기계적 결합을 제거하는 마찰교반용접용 앤빌 및 앤빌을 제공하기 위한 방법이 제공된다. 상기 앤빌을 제조하기 위한 선택적 방법은 산화물, 질소화물, 금속간화합물 및/또는 내화금속들과 같은 확산장벽으로 앤빌을 코팅하고, 상기 재료로부터 완전히 또는 부분적으로 앤빌을 제조하거나 공작물(10A, 10B) 및 앤빌사이에 얇은 시트 또는 분말형태로 상기 재료의 코팅부(26)를 배열한다. 상기 앤빌(14)이 공작물(10A, 10B)에 대해 기계적 또는 확산결합되는 것을 방지하고 앤빌의 변형을 최소화하거나 제거하기 위해 800℃보다 높은 온도와 같이 증가된 온도에서 높은 강도 및 경도를 가진다.

Description

고온재료를 마찰교반용접하기 위한 앤빌{ANVIL FOR FRICTION STIR WELDING HIGH TEMPERATURE MATERIALS}
본원발명은 마찰교반용접, 특히 고온재료 또는 공작물을 마찰교반용접할 때, 마찰교반용접용 공구 또는 공작물과 앤빌(anvil)사이에 기계적 결합 또는 확산결합을 방지하고 앤빌변형에 저항할 수 있는 재료로 코팅되거나 상기 재료로 제조되는 마찰교반용접과정에 이용되는 앤빌에 관련된다.
마찰교반용접이 용접산업에서 여러 해 동안 이용되어왔다. 예를 들어, 두 개의 파이프들의 단부들이 서로 가압되고 서로 반대 방향으로 동시에 회전할 때, 열이 발생되고 상기 단부들이 소성화되고 결합된다. 상기 파이프들의 회전운동을 정지시키면 두 개의 파이프들이 서로 용접된다.
다른 한편으로 마찰교반용접이 상대적으로 새로운 기술로서, 1995년 10월 24일에 공고된 미국특허 제 5, 460, 317호에 공개된다. 프로파일구조를 가지며 검사된 검사단부를 가진 비소모성 마찰교반용접용 공구를 서로 접촉하는 위치에서 두 개의 공작물들에 가압하는 과정이 상기 마찰교반용접에 포함된다. 상기 공구가 두 개의 공작물들에 대해 가압할 때, 상기 공구의 상기 단부가 주기적인 운동을 하면 열이 발생한다. 상기 단부의 마찰에 의해 형서된 소성영역내에서 상기 공구의 단 부가 유입되거나 삽입된다. 다음에 두 개의 공작물들이 서로 지지되는 위치로 상기 단부가 서서히 이동하여, 단부아래에서 두 개의 공작물들사이에 위치한 상기 영역이 서로 고형화된다.
마찰교반용접은 다수의 장점들을 가진다. 상기 장점들에 의하면, 마찰교반용접작업동안, 연소생성물들에 가열된 재료가 노출되지 않는다. 그 결과 공구및 부산물을 가진 공작물의 접촉면에 기인한 공작물내부의 화학적 변형이 감소된다. 마찰교반용접의 또 다른 장점에 의하면, 심지어 가열된 영역에서 공작물의 온도가 종래기술의 용접과정으로 형성되는 온도만큼 높지 않다. 상기 온도감소에 의해 대기에 의한 공작물의 산화작용이 감소되어, 용접위치에 불활성분위기를 제공하는 것이 불필요하다.
상기 검사단부가 마모되기 때문에, 마찰교반용접은 알루미늄 합금, 동합금, 납 및 마그네슘합금과 같은 저융점재료들의 용접에 국한된다. 표준 강을 지지하는 지지체 또는 앤빌을 이용하여 상기 재료가 효과적으로 결합된다. 그러나 최근의 기술진보에 의하면, 이전에 용접할 수 없었던 경한 재료들의 마찰교반용접이 허용된다.
소위 강, 스테인레스 강, 니켈합금 또는 티타늄합금과 같은 ' 고온재료'를 결합하기 위하여, 온도 및 하중을 증가시켜야 한다. 증가된 온도 및 하중은 새로운 문제를 발생시킨다. 예를 들어, 상기 고온재료는 앤빌에 대해 공작물의 확산 또는 기계적 결합을 야기시킨다. 또한 고온재료의 마찰교반용접은 앤빌의 불필요한 변형을 야기시킨다.
고온재료들을 결합하는 최신기술에 의하면, 앤빌에 대해 공작물의 확산 또는 기계적 결합이 형성될 가능성을 감소시키기 위해 검사단부에 의한 충분한 관통작업을 방지한다. 검사단부가 결합부에 대해 단지 소량으로 관통하면, 결합부의 단지 일부분이 가열되고 결합되며, 결합영역을 통해 용접부가 충분히 관통될 때와 같이 용접부가 강하지 못하다. 또한 재료가 전체 용접시임(seam)에 대해 충분히 소성화되지 못하여, 용접된 영역의 일부분은 중첩용접되고 중첩영역에서 공작물들 중 한 개로부터 재료가 근접한 공작물의 재료위에 중첩되고 충분히 결합되지 못한다. 상기 용접부의 취약성은 항상 분명한 것은 아니고, 적어도 예비검사과정에서 확인될 수 있는 것은 아니다.
최근에 충분한 관통용접이 시도되었다. 다수의 발명에 의하면, 앤빌 또는 공작물에 요홈 또는 그루브를 추가한다. (미국특허 제 5,611,479호 및 제 5,769,306호를 참고. ) 또한 다수의 특허에서 핀의 깊이를 제어하기 위한 피드백제어시스템이 이용되어, 관통높이를 제어한다. (미국특허 제 6, 168, 066 및 제 6, 173, 880호를 참고. )
미국특허 제 6, 168, 066호에 의하면, 상대적으로 약한 비자기성재료내에서 자기성 마찰교반용접용 공구의 깊이를 제어하기 위해 자기장 및 자기유동을 감지하기 위한 세라믹센서가 제공된다.
따라서 다른 기술에 의해 현재 기술을 개선하거나 심지어 대체하기 위한 개선이 필요하다.
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본 발명을 따르는 마찰교반용접을 위한 앤빌에 의하면,
- 마찰교반용접과정에 의해 서로 용접되는 재료를 지지하기 위한 코어를 가지고,
- (ⅰ) 상기 코어 및 (ⅱ) 상기 코어의 적어도 일부분위에 부착되는 코팅 중 한 개에 포함되는 화학적으로 불활성인 재료를 가진다.
선택적으로, 상기 코팅은 (ⅰ) 주기율표원소들 중 제 ⅢA 족원소들로부터 선택된 원소, (ⅱ) 주기율표원소들 중 제 ⅣA 족원소들로부터 선택된 원소, (ⅲ) 주기율표원소들 중 제 ⅢB 족원소들로부터 선택된 원소, (ⅳ) 주기율표원소들 중 제 ⅣB 족원소들로부터 선택된 원소 중 한 개로 구성될 수 있다. 또한 선택적으로, 상기 코팅은 (ⅰ) 다이아몬드, (ⅱ) 금속간화합물 및 (ⅲ) 내열금속 중 한 개로 구성될 수 있다.
마찰교반용접할 때, 공작물 및 앤빌사이에서 확산장벽을 형성하는 마찰교반용접용 앤빌이 본 발명의 실시예에 의해 제공된다.
종래기술의 마찰교반용접용 앤빌에 의해 용접하기 곤란하고 일반적으로 '강성'을 가진 것으로 간주되는 공작물 및 재료들의 용접을 허용하는 개선된 마찰교반용접용 앤빌이 본 발명의 실시예에 의해 제공된다.
종래기술의 마찰교반용접용 앤빌에 의해 용접하기 곤란한 재료들을 충분히 관통하여 용접할 수 있고 개선된 마찰교반용접용 앤빌이 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공된다.
고온 재료 및 공작물을 마찰교반용접할 때 앤빌에 기인한 일반적인 변형을 억제하는 개선된 마찰교반용접용 앤빌이 본 발명의 실시예에 의해 제공된다.
마찰교반용접할 때, 공작물 및 앤빌사이에서 확산을 방지하는 마찰교반용접용 앤빌이 본 발명의 실시예에 의해 제공된다.
마찰교반용접할 때, 공작물 및 앤빌사이에서 기계적 결합을 방지하는 마찰교반용접용 앤빌이 본 발명의 실시예에 의해 제공된다.
공작물 및 앤빌사이에서 확산장벽을 형성할 수 있고 화학적으로 불활성을 가진 적어도 한 개의 재료로부터 제조되거나 코팅되는 마찰교반용접용 앤빌이 본 발명의 실시예에 의해 제공된다.
또한 종래기술의 마찰교반용접용 앤빌에 의해 구해지는 성능보다 우수하게 앤빌이 제조될 수 있거나 앤빌을 코팅하기 위해 이용될 수 있는 다수의 재료들이 본 발명의 실시예에 의해 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징 및 장점들이 첨부된 도면들에 의한 하기 상세한 설명으로부터 당업자가 이해한다.
선호되는 실시예에서, 산화물, 질소화물, 카바이드 또는 규소화물과 같이 화학적으로 불활성을 가진 재료로부터 마찰교반용접용 앤빌이 제조된다. 실시예에 의하면, 마찰교반용접하는 동안 공작물을 지지하는 회전휠 또는 평판이 앤빌로서 제공된다. 선택적으로 상기 재료로 구성되는 앤빌대신에, 화학적으로 불활성을 가진 재료가 앤빌을 코팅하기 위해 이용된다.
상기 재료를 이용하여 앤빌의 제조 또는 적용하는 방법의 선택적 예가 하기에 제공된다. 본 발명의 실시예에 의하면, 화학적으로 불활성을 가진 재료에 의해 금속재질의 앤빌을 직접 스프레이 코팅하여 앤빌이 제조된다. 선택적으로 화학적 증착 또는 증기증착에 의해 앤빌이 화학적으로 불활성을 가진 재료로 코팅된다. 앤빌이 양극산화처리에 의해 화학적으로 불활성을 가진 재료로 코팅되거나 이온빔소결과정에 의해 화학적으로 불활성을 가진 재료로 코팅될 수 있다. 또한 앤빌은 화학적으로 불활성을 가진 재료로 구성된 완전한 인서트이거나 상기 앤빌이 화학적으로 불활성을 가진 재료의 분말형태일 수 있다. 또한 상기 앤빌이 슬러리에 의해 화학적으로 불활성을 가진 재료의 분말형태로 코팅될 수 있다. 선택적으로 반응 또는 변환에 의해 화학적으로 불활성을 가진 재료를 동시에 형성하고 결합하여 상기 앤빌이 화학적으로 불활성을 가진 재료로 코팅될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 앤빌이 적어도 부분적으로 화학적으로 불활성을 가진 재료로 코팅되거나 구성되는 한, 목적을 달성하기 위하여 앤빌의 형상 및 기 하학적 구조를 변화시킬 수 있다. 추가로 산화물, 질소화물, 카바이드 또는 규산염을 형성하기 위해 제2 또는 제 3 성분으로서 산소, 질소, 탄소 또는 규소와 결합된 금속을 포함한 화학적으로 불활성인 코팅이 본 발명의 실시예를 따르는 앤빌의 성능을 개선한다.
다이아몬드에 국한되지 않더라도, 화학적으로 불활성을 가진 재료를 포함한 코팅이 본 발명의 실시예를 따르는 앤빌의 성능을 개선한다.
공구가 앤빌 또는 공작물에 달라붙지 않고 용접부가 향상되기 때문에, 강, 티타늄 및 다른 고온재료와 같이 종래기술에 따라 마찰교반용접될 수 없는 재료를 마찰교반용접하는 동안, 본 발명의 실시예에 의하면, 충분한 관통이 형성된다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 장점들이 하기 청구범위를 따르는 상세한 설명으로부터 이해된다. 청구범위에서 청구한 기구 및 조합에 의해 상기 특징 및 장점들이 구해진다. 또한 본 발명의 특징 및 장점들이 하기 설명으로부터 이해된다.
상기 특징 및 다른 특징과 본 발명의 장점이 구해지도록 본 발명의 상세한 설명이 도면들의 실시예를 참고하여 제공된다. 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예를 도시하며, 따라서 본 발명의 범위를 제한하지 않고, 본 발명이 첨부된 도면들을 통해 상세히 설명된다.
도 1은 공작물의 결합선 및 지지앤빌을 포함하고, 용접되어야 하는 표면을 도시한 단면.
도 2는 용접되어야 하는 표면을 도시하고 공작물내에서 작동하는 마찰교반용접용 공구를 도시한 또 다른 단면도.
도 3은 종래기술의 앤빌을 가지고 용접한 후에 표면을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의해 용접후 표면을 도시한 단면도.
도 5는 앤빌위에 코팅된 확산장벽을 도시하고 용접되어야 하는 표면을 도시한 단면도.
도 6은 불활성 장벽으로 구성된 앤빌 및 용접되어야 하는 표면을 도시한 또 다른 단면도.
*부호설명*
10A, 10B : 공작물 14 : 앤빌
26 : 코팅부 28 : 코어
도면들을 참고할 때, 본 발명의 다양한 요소들이 부호를 가지며, 본 발명이 설명된다. 하기 설명은 단지 본 발명의 원리에 관한 예를 제공하고 청구범위를 제한하기 위한 것으로 간주되어서는 안된다.
본 발명의 일부 실시예들은 스테인레스강과 같은 고온재료의 마찰교반용접과정동안 전체 또는 일부 관통과정을 위해 제공된다. 마찰교반용접장치 및 방법에서 이용되는 공구들의 새로운 시도에 의하면, 과거에 이용된 재료보다 더 많은 고융점재료를 가진 다양한 재료들이 마찰교반용접부를 형성할 수 있다. 고온재료 또는 공작물을 결합하기 위한 고온 및 압력에 의하면, 앤빌의 변형을 방지하고 공작물들 사이의 확산결합을 제거하기 위하여, 공작물 및 지지체사이에 확산장벽이 필요하다. 실험에 의하면, 마찰교반용접에 의해 고온재료들을 결합할 때, 공작물 및 종래기술 또는 표준 강재질의 앤빌사이에서 확산결합, 기계적 결합 및 변형이 발생한다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 마찰교반용접과정동안 공작물에 대한 앤빌의 상기 결합이 방지되고 서로 제거되지 못하면 앤빌변형을 최소화한다.
명세서 및 청구범위에서 '고온재료'는 종래기술의 마찰교반용접공구에 의해 용이하게 마찰교반용접되지 않는 공작물 또는 성분을 의미한다. 상기 성분이 강에 국한되지 않지만, 스테인레스 강, 니켈합금 및 티타늄합금을 포함한다. 상기 재료들을 마찰교반용접할 때, 전형적으로 1300 ℃를 초과하는 온도 및 10톤하중을 초과하는 압력이 제공된다.
도 1을 참고할 때, 용접되어야 하는 표면의 단면도가 도시되고, 두 개의 공작물 및 지지앤빌(14)이 도시된다. 상기 도면에서 용접판(10A, 10B)들이 결합부(12)에서 또 다른 판에 맞대기배열된다.
도 2에서 마찰교반용접공구(22) 및 용접판(10A, 10B)이 도시된다. 핀(pin)(16)이 마찰에 의해 재료를 소성화하고 판을 용접시킨다. 고온재료들을 결합시킬 때, 완전한 관통을 회피하고, 미결합부분(18)을 남겨 둔다. 관통부분이 부족하여, 도 3에 도시된 것과 같이 단면(24)을 가진 용접부가 제공되고, 용접부(18)의 하부에 대하여, 용접부가 완전한 구조인가에 대한 결정이 곤란하다.
도 4를 참고할 때, 본 발명의 실시예를 따라 결합되는 용접부의 단면(24)이 도시된다. 앤빌에 대해 공작물을 기계적으로 결합하거나 확산시키는 위험없이 완 전한 관통을 허용하며 코팅된 앤빌(14)이 도시된다. 상기 앤빌이 확산결합을 억제하는 불활성재료로 코팅된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 스프레이코팅이 이용되고 평평한 정규 앤빌이 이용된다. 도 5에 상기 코팅앤빌의 단면도가 도시된다. 도시된 앤빌이 종래기술의 강코어(28)를 포함하고, 상기 코어가 확산결합을 억제하는 불활성코팅(26)으로 코팅된다.
본 발명에 의하면, 종래기술의 강코어에 재료를 증착하기 위하여 화학적증착이 선택적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 재료는 비제한적으로 카바이드(carbide), 질소화물, 산화물 및 규산염을 포함한다.
예를 들어, 분말코팅과정에 의해 도 5의 불활성코팅이 종래기술의 강코어에 부착된다. 마찰교반용접을위해 준비된 위치에 공작물을 배열하기 전에 불활성분말이 강재질의 앤빌위에 분포된다. 공작물이 앤빌을 가로질러 이동할 때, 분말코팅이 공작물의 하부를 코팅하고 결합을 억제한다.
도 5의 코팅이 선택적으로 양극산화처리에 의해 부착될 수 있다. 따라서 앤빌이 양극으로서 전해조내에 매달려 배열되고, 전류가 전해조를 통과한다. 상기 과정동안 산화층을 형성하기 위해 금속과 반응하는 양극면에서 산소가 발생한다.
도 6의 앤빌은 불활성재료(26)로 완전히 구성된다. 실시예들이 상기 앤빌을 인서트로서 이용한다. 앤빌의 선택적 실시예는 비제한적으로 수평의 회전식 실린더 또는 롤러를 포함한다. 상기 형상 및 다른 형상은 본 발명의 실시예의 범위내에 포함된다.
마찰교반용접의 비용이 많이 들고 경제적 부담이 커서 고온재료들을 충분히 관통할 수 없기 때문에, 불활성 화학물질을 포함하거나 불활성 화학물질로 덮혀지는 앤빌을 제공하는 것은 종래기술로부터 제외되었다.
앤빌이 모든 형태의 재료들로 구성될 때, 코팅이 앤빌의 변형을 방지하지 못하더라도, 코팅은 전형적으로 대부분의 재료로 구성된 앤빌들내에서 확산결합을 방지한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라 코팅되고 열변형에 대한 저항이 큰 재료로 구성된 앤빌들내에서 확산결합과 변형이 방지된다. 변형된 테이블 또는 앤빌위에 연속적으로 배열된 용접부들은 표면위치와 관련한 심각한 문제들을 가지지만, 본 발명의 실시예에 의하면, 증가된 온도에서 재료의 탄성계수를 유지하며 (즉 강30 million psi이상에서) 용접부를 확산시키지 않는 코팅구조 및 비코팅구조의 고형 앤빌재료가 이용될 수 있다. 상기 재료들 중 일부분이 상기 확산장벽재료로부터 제조된다. 또한 실시예들이 대리석 및/또는 화강암을 이용할 수 있다. 공작물들이 배열되는 앤빌 또는 테이블을 액체냉각하여 열유동을 제어하고, 마찰교반용접동안 테이블계수를 유지하고 용접부품질을 위한 제어변수로서 상기 열유동이 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 고형의 세라믹재료가 가지는 열전달계수에 기초하여 열유동을 제어하기 위하여 상기 세라믹재료가 이용될 수 있다. 고형의 세라믹재료는 앤빌로서 이용되고, 전형적으로 확산결합 또는 변형을 허용하지 않는다. 본 발명에 의하면, 마찰교반용접용 앤빌을 제공하기 위한 방법이
- 코어를 가진 앤빌을 제공하는 단계,
- 마찰교반용접되어야 하는 재료를 앤빌위에 배열하는 단계,
- 재료들을 마찰교반용접하는 단계,
- 용접부의 온도를 제어하는 단계로 구성된다. 또한, 상기 코어를 가진 앤빌을 제공하는 단계가
- 코어내부에 공동을 형성하는 단계, 및
- 코어에 도관을 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 용접부의 온도를 제어하는 단계가, 앤빌의 온도를 제어하기 위해 공동을 통해 유체를 순환시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 원리 및 장점들로부터 벗어나지 않고 다수의 수정예들이 실시예로부터 실시될 수 있다는 것을 당업자들이 이해한다. 따라서 모든 상기 수정예들은 본 발명의 실시예의 범위내에 해당한다.
본 발명의 실시예들은 마찰교반용접 및 고온재료들 또는 공작물을 마찰교반용접할 때 앤빌 및 마찰교반용접용 공구 또는 공작물사이의 확산결합 또는 기계적 결합을 방지하고 앤빌의 변형을 억제하는 재료로부터 코팅되거나 제조되며 마찰교반용접에서 이용되는 앤빌에 관련된다. 본 발명은 본 발명의 사상 및 특징으로부터 벗어나지 않고 다른 특수 형태로 제공될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명이 아니라 청구범위에 의해 제공된다. 청구범위의 범위 및 의미에 해당하는 모든 변형들은 본 발명의 범위내에 포함되어야 한다.

Claims (20)

  1. 마찰교반용접을 위한 앤빌에 있어서,
    - 마찰교반용접과정에 의해 서로 용접되는 재료를 지지하기 위한 코어를 가지고,
    - (ⅰ) 상기 코어 및 (ⅱ) 상기 코어의 적어도 일부분위에 부착되는 코팅 중 한 개에 포함되는 화학적으로 불활성인 재료를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅이
    (ⅰ) 주기율표원소들 중 제 ⅢA 족원소들로부터 선택된 원소,
    (ⅱ) 주기율표원소들 중 제 ⅣA 족원소들로부터 선택된 원소,
    (ⅲ) 주기율표원소들 중 제 ⅢB 족원소들로부터 선택된 원소,
    (ⅳ) 주기율표원소들 중 제 ⅣB 족원소들로부터 선택된 원소중 한 개로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 코팅이
    (ⅰ) 다이아몬드,
    (ⅱ) 금속간화합물 및
    (ⅲ) 내열금속 중 한 개로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  4. 제 1 항에 있어서, 마찰교반용접을 수행할 때, 앤빌의 표면 및 서로 용접되는 재료사이에서 상기 앤빌이 확산장벽을 구성하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 앤빌에 의해 마찰교반용접하는 재료가 충분히 관통되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  6. 제 1 항에 있어서, 마찰교반용접동안 앤빌이 변형을 억제하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  7. 제 1 항에 있어서, 재료 및 앤빌사이에서 앤빌이 기계적 결합을 방지하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  8. 제 1 항에 있어서, 화학적으로 불활성인 재료가
    (ⅰ)산화물
    (ⅱ)질소화물
    (ⅲ)카바이드 및
    (ⅳ)규산염 중 한 개로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 코어가
    (ⅰ) 판 및
    (ⅱ) 회전휠 중 한 개인 것을 특징으로 하는 마찰교반용접을 위한 앤빌.
  10. 고온재료들을 마찰교반용접할 수 있는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    - 마찰교반용접에 의해 서로 용접되는 재료를 지지하는 앤빌코어를 제공하는 단계 및
    - (ⅰ) 상기 앤빌코어 및 (ⅱ) 상기 앤빌코어의 적어도 일부분위에 부착되는 코팅 중 한 개를 제공할 때, 화학적으로 불활성인 재료를 이용하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 화학적으로 불활성인 재료를 이용하는 단계가
    (ⅰ) 스프레이 코팅과정을 이용하는 단계,
    (ⅱ) 증착과정을 이용하는 단계,
    (ⅲ) 양극산화과정을 이용하는 단계,
    (ⅳ) 이온빔소결과정을 이용하는 단계,
    (ⅴ) 슬러리과정을 이용하는 단계,
    (ⅵ) 화학반응과정을 이용하 단계 중 한 개인 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 화학적으로 불활성인 재료를 이용하는 단계가,
    분말코팅과정을 이용하여 코팅의 적어도 일부분을 코팅하기 위한 단계를 포함하며, 화학적으로 불활성인 재료가 분말형태인 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 화학적으로 불활성인 재료가 금속 및 산소를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 화학적으로 불활성인 재료가 금속 및 질소화물을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 화학적으로 불활성인 재료가 금속 및 탄소를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 화학적으로 불활성인 재료가 금속 및 규소를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  17. 제 10 항에 있어서, 앤빌코어를 제공하는 단계가
    (ⅰ) 평판 및 (ⅱ) 회전휠 중 한 개의 내부로 코어를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제조하기 위한 방법.
  18. 마찰교반용접용 앤빌을 제공하기 위한 방법에 있어서,
    - 코어를 가진 앤빌을 제공하는 단계,
    - 마찰교반용접되어야 하는 재료를 앤빌위에 배열하는 단계,
    - 재료들을 마찰교반용접하는 단계,
    - 용접부의 온도를 제어하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제공하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 코어를 가진 앤빌을 제공하는 단계가
    - 코어내부에 공동을 형성하는 단계, 및
    - 코어에 도관을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제공하기 위한 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 용접부의 온도를 제어하는 단계가, 앤빌의 온도를 제어하기 위해 공동을 통해 유체를 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 앤빌을 제공하기 위한 방법.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000042743A (ja) 1998-07-31 2000-02-15 Nkk Corp 鋼構造物の防食方法及び防食構造物
US6168066B1 (en) 1999-04-21 2001-01-02 Lockheed Martin Corp. Friction stir conduction controller
KR20020013698A (ko) 2000-08-11 2002-02-21 제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹 심형 전자 비임 용접 공정

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