KR102047971B1 - Cold metal transfer welding apparatus for lightweight of body-frame and welding method using the same - Google Patents

Cold metal transfer welding apparatus for lightweight of body-frame and welding method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102047971B1
KR102047971B1 KR1020180071947A KR20180071947A KR102047971B1 KR 102047971 B1 KR102047971 B1 KR 102047971B1 KR 1020180071947 A KR1020180071947 A KR 1020180071947A KR 20180071947 A KR20180071947 A KR 20180071947A KR 102047971 B1 KR102047971 B1 KR 102047971B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
aluminum
wire
welding torch
bonding wire
Prior art date
Application number
KR1020180071947A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김창수
김상두
Original Assignee
주식회사 현성오토텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 현성오토텍 filed Critical 주식회사 현성오토텍
Priority to KR1020180071947A priority Critical patent/KR102047971B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102047971B1 publication Critical patent/KR102047971B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K9/232—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded of different metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1006—Power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/124—Circuits or methods for feeding welding wire
    • B23K9/125—Feeding of electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/126—Controlling the spatial relationship between the work and the gas torch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/164—Arc welding or cutting making use of shielding gas making use of a moving fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
    • B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
    • B23K9/295—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using consumable electrode-wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories
    • B23K9/325—Devices for supplying or evacuating shielding gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/20—Ferrous alloys and aluminium or alloys thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

The present invention relates to a cold metal transfer welding apparatus for lightening a vehicle body and a welding method using the same, which are provided to simplify a working process. To this end, the present apparatus comprises: a welding torch (100); a welding robot (200); a welding power control unit (300); a wire operating unit (400); and a wire supply control unit (500).

Description

차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치 및 이를 이용한 용접방법{COLD METAL TRANSFER WELDING APPARATUS FOR LIGHTWEIGHT OF BODY-FRAME AND WELDING METHOD USING THE SAME} COLD METAL TRANSFER WELDING APPARATUS FOR LIGHT WEIGHT OF BODY-FRAME AND WELDING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치 및 이를 이용한 용접방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스틸의 차량 골조와 알루미늄의 외판재의 이종재간 접합을 냉간금속이행용접장치를 이용하여 단락과 아크를 교대로 발생시키는 단락이행을 통하여 수행함으로써 용접부위에 백비드 발생을 감소시켜 상기 백비드의 제거를 위한 추가공정시간을 줄여 작업 공정의 간략화를 이루도록 하는 차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치 및 이를 이용한 용접방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cold metal transition welding apparatus for weight reduction of a vehicle body and a welding method using the same. More specifically, a cold and metal transition welding apparatus uses a cold metal transition welding apparatus to join a dissimilar material between a vehicle frame of steel and an outer plate of aluminum. Cold metal transition welding apparatus for reducing the weight of the body to reduce the process time for removing the back bead by reducing the occurrence of the back bead in the welded portion by performing a short-circuit to alternately generate a and to use the same It relates to a welding method.

일반적으로 자동차를 구성하는 각종 구성물들의 대부분은 철계 재료가 사용되고 있고, 이러한 철계 재료들은 중량감이 있으므로, 경량화를 위해서 일부 알루미늄계 재료가 사용되고 있다 이러한 철계 재료와 알루미늄계 재료 사이를 접합하는 방법은 알루미늄계의 납재를 사용하여 납땜을 하는 방법이 일반적인 철계 재료와 알루미늄계 재료의 접합방법이다. In general, most of the various components of the automobile are made of iron-based materials, and since these iron-based materials have a heavy weight, some aluminum-based materials are used to reduce the weight. The method of joining the iron-based and aluminum-based materials is aluminum-based. The soldering method using the soldering material of is a joining method of the general iron material and aluminum material.

모재와 금속 전극과의 사이에 아크를 발생시켜 그 열에 의해 전극과 모재를 용융시키고, 이 용융된 전극과 모재를 이용하여 2개의 금속을 접합시키는 방식의 용접을 용극식 용접이라고 하는데, 이러한 용극식 용접에는 피복 아크 용접, 서브머어지드 아크 용접, 불활성가스 금속 아크 용접, 탄산가스 실드 아크 용접 등이 있다. The welding method in which an arc is generated between the base material and the metal electrode to melt the electrode and the base material by the heat, and the two metals are joined using the molten electrode and the base material is called fusion type welding. The welding includes coated arc welding, submerged arc welding, inert gas metal arc welding, carbon dioxide shielded arc welding, and the like.

아크 용접에 있어서 아크 전류가 일정값 이하가 되면 핀치 효과가 약해져 용융 금속을 분사하는 역할을 못하게 되고, 이에 따라 전극의 끝단이 녹아 형성된 용융(이하 '용융'이라 한다)이 표면장력에 의해 뭉쳐져 있다가 전극 끝단으로부터 흘러 내려가 모재와 접촉 단락을 일으키고 주기적인 단락을 반복하면서 옮겨가는데, 이와 같은 상태를 단락(短絡) 아크라고 하며, 이와 같이 단락아크에 의해 전극을 용융시킴으로써 용접하는 경우 많은 양의 스패터(spatter, 용접 중에 비산하는 슬래그나 금속 알갱이)가 발생되며, 이로 인해 용접부가 매끄럽게 되지 않아 용접 품질이 저하되는 단점이 있다. In arc welding, when the arc current is below a certain value, the pinch effect is weakened, and thus the molten metal cannot be sprayed. Accordingly, the melt formed by melting the end of the electrode (hereinafter referred to as 'melting') is agglomerated by surface tension. Flows down from the end of the electrode, causing a short circuit with the base material and repeating the periodic short circuit. This state is called a short arc, and a large amount of spatter is produced when welding the electrode by melting the short circuit arc. The spatter (slag or metal grains scattered during welding) is generated, which causes disadvantages in that the weld quality is not smooth and the welding quality is deteriorated.

이에 최근에는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 다양한 아크 용접기와 용접방법이 개발되고 있는데, 그 일 예로써 용접케이블과 병렬로 연결된 반도체 스위치와, 용접아크 전압계와 용접 아크 전류계로부터 신호를 수신하는 스위치 제어회로를 포함하는 용접기가 개발된 바 있다. Recently, various arc welding machines and welding methods have been developed to solve the above problems. For example, a switch for receiving signals from a semiconductor switch connected in parallel with a welding cable, a welding arc voltmeter, and a welding arc ammeter. Welders have been developed that include circuits.

상기와 같은 용접기는 단락 아크가 발생하는 경우 전압계는 설정된 임계값 이하의 전압강하를 기록하여 제어회로에 신호를 부내고, 제어회로는 이 신호에 따라 스위치를 개방하여 100~700㎲의 시간동안 용접전류를 분류시킨다. In the case of the short-circuit arc as described above, the voltmeter records the voltage drop below the set threshold value to give a signal to the control circuit, and the control circuit opens the switch according to this signal to weld for 100 to 700 시간. Classify the current.

그리고, 단락 종료시에 용융링크가 형성되는 경우 전압계는 아크 공간을 가로질러 갑작스럽게 증가하는 전압상승을 검출하여 제어회로에 신호를 송신하면 제어회로는 스위치를 개방하여 용접전류를 분류시키고, 이에 의해 용융이 분리되는 순간까지 용접전류의 일부가 용융링크를 통해 흐르고, 용융링크의 분리는 전류계에 의해 검출되어 제어회로에 신호를 송신하면 300μs 후에 스위치를 닫아 다시 아크 발생이 개시되도록 한다. When the melt link is formed at the end of the short circuit, the voltmeter detects a sudden increase in voltage across the arc space and transmits a signal to the control circuit. The control circuit opens a switch to classify the welding current, thereby melting. A part of the welding current flows through the molten link until the moment of separation, and the separation of the molten link is detected by the ammeter and transmits a signal to the control circuit so that after 300 µs, the switch is closed to start the arc generation again.

그러나 와이어가 일정한 속도로 움직이기 때문에 용접전류가 분류되는 환경 하에서는 "달라붙는”현상이 일어나게 되고, 이로 인해 용융의 분리 흐름이 곤란하게 된다 또한, 특히 낮은 전류로 인해 용접시에 용접공정의 안정성이 저하되는 문제도 있다. However, because the wire moves at a constant speed, it becomes difficult to "stick" under the environment where the welding current is classified, which makes it difficult to separate the flow of the melt. There is also a problem of deterioration.

또한, 용접부위의 반대면에 용접으로 인해 돌출되는 백비드가 형성되는데, 이러한 백비드를 제거하기 위해 용접후 별도의 사상작업을 진행하게 되고, 이는 작업공정의 증가로 제품의 생산효율을 낮출 뿐 아니라 작업효율을 저하시키는 문제를 발생하게 된다. In addition, a back bead protruding due to welding is formed on the opposite side of the welded part. In order to remove such back bead, a separate finishing operation is performed after welding, which decreases the production efficiency of the product due to an increase in the work process. Rather, it causes a problem of lowering work efficiency.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국 공개특허 제10-2012-0031857호(출원일: 2011년 01월 31일, 공개일자: 2012년 04월 04일)의 이종재 접합방법이 개시되어 있다. As a background technology of the present invention, a method for joining dissimilar materials of Korean Patent Application Publication No. 10-2012-0031857 (Application Date: January 31, 2011, Publication Date: April 04, 2012) is disclosed.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 스틸의 차량 골조와 알루미늄의 외판재의 이종재간 접합을 냉간금속이행용접장치(cold metal transfer welding apparatus)에 의해 단락과 아크를 교대로 발생시키는 단락이행을 통하여 수행함으로써 알루미늄 외판재의 타측면에 백비드의 형성이 감소되게 하여 상기 백비드의 제거를 위한 추가공정시간의 감소를 통한 작업공정의 간략화를 이루면서 차량의 경량화를 이룰 수 있도록 하는 차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치 및 이를 이용한 용접방법을 제공하는 데 있다. The present invention was conceived in view of the above-described situation, and an object of the present invention is to connect a dissimilar material between a vehicle frame of steel and an outer plate of aluminum to prevent short circuits and arcs by a cold metal transfer welding apparatus. By performing the alternating short circuit, the formation of the back bead on the other side of the aluminum outer plate material is reduced, thereby simplifying the work process by reducing the additional process time for the removal of the back bead, thereby achieving a lighter weight of the vehicle. It is to provide a cold metal transition welding apparatus and a welding method using the same for reducing the weight of the vehicle body.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미늄접합와이어(30)를 수용하는 접촉팁(110)과, 보호가스가 통과하도록 상기 접촉팁(110)을 둘러싸는 환형채널(120)로 이루어지되 상기 환형채널(120) 내부의 상기 접촉팁(110)에는 상기 보호가스를 회전시키는 회전임펠러(130)가 설치된 용접토치(100); 상기 용접 토치(100)를 미리 정해진 용접 경로를 따라 이동하도록 구동하는 용접로봇(200); 상기 용접토치(100)에 동력을 공급하고, 상기 용접로봇(200)의 구동을 제어하는 용접전원제어부(300); 상기 알루미늄접합와이어(30)를 상기 용접토치(100)에 공급하는 와이어 구동부(400); 상기 용접토치(100)의 후방에 연결되게 설치되어 상기 용접토치(100)에 의해 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)간 용접의 수행시, 용접부위인 용접영역 쪽으로 상기 알루미늄접합와이어(30)의 공급속도를 조절하는 와이어공급조절부(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is made of a contact tip 110 for receiving the aluminum bonding wire 30 and the annular channel 120 surrounding the contact tip 110 to pass through the protective gas, the annular A welding torch 100 having a rotary impeller 130 for rotating the protective gas in the contact tip 110 in the channel 120; A welding robot 200 driving the welding torch 100 to move along a predetermined welding path; A welding power control unit 300 for supplying power to the welding torch 100 and controlling driving of the welding robot 200; A wire driver 400 for supplying the aluminum bonding wire 30 to the welding torch 100; The aluminum joining wire 30 is installed to be connected to the rear of the welding torch 100 so as to weld the vehicle frame 10 to the aluminum outer plate 20 by the welding torch 100. It characterized in that it comprises a; wire supply control unit 500 for adjusting the supply speed of the).

또한, 상기 상기 와이어공급조절부(500)는 상기 용접토치(100)의 후방에 연결되되 길이방향 양측에 상기 알루미늄접합와이어(30)의 인입출을 위한 통공(511)이 마련된 하우징(510)과, 상기 하우징(510)의 내측을 상부격실과 하부격실(513)로 분할하도록 마련되되 상기 알루미늄접합와이어(30)의 이동을 위한 가이드홈(521)이 상기 알루미늄접합와이어(30)의 진행방향을 따라 형성되는 지지격판(520)과, 상기 상부격실(512)에서 상기 지지격판(520)을 관통하여 상기 하부격실(513)로 연장되는 한 쌍의 전자기반응봉(530)과, 상기 상부격실(512)에 위치한 상기 한 쌍의 전자기반응봉(530)의 일측단를 상호 연결하도록 마련되어 상기 전자기반응봉(530)의 하강시 상기 가이드홈(521)을 따라 이동되는 상기 알루미늄접합와이어(30)에 밀착되는 탄성밀착구(540)와, 상기 하부격실(513)의 하측면에 설치된 상태로 상기 전자기반응봉(530)의 타측단에 연결되는 탄성복귀스프링(550)과, 상기 전자기반응봉(530)을 잡아당길 수 있도록 상기 하부격실(513)에 설치되는 전자석(560)으로 이루어진다. In addition, the wire supply control unit 500 is connected to the rear of the welding torch 100, the housing 510 is provided with a through hole 511 for the lead-in and out of the aluminum bonding wire 30 on both sides in the longitudinal direction; The guide groove 521 for moving the aluminum bonding wire 30 is provided to divide the inside of the housing 510 into an upper compartment and a lower compartment 513. The support plate 520 is formed along with, a pair of electromagnetic reaction rods 530 extending from the upper compartment 512 to the lower compartment 513 through the support plate 520, and the upper compartment ( One side of the pair of electromagnetic reaction rods 530 positioned in the 512 is provided to interconnect with the aluminum bonding wire 30 is moved along the guide groove 521 when the electromagnetic reaction rod 530 is lowered. The elastic close contact 540 and the lower compartment 513 Electromagnets installed in the lower compartment 513 to pull the elastic return spring 550 and the electromagnetic reaction rod 530 connected to the other end of the electromagnetic reaction rod 530 in a state installed on the lower side ( 560).

삭제delete

본 발명에 따르면 냉간금속이행용접장치(cold metal transfer welding apparatus)에 의해 단락과 아크를 교대로 발생시키는 단락이행을 통하여 차량골조의 외측에 알루미늄 외판재를 용접결합함에 따라 알루미늄 외판재의 외측면에 백비드의 발생이 감소되어 백비드 제거를 위한 추가공정시간이 감소되고, 그로 인해 작업공정의 간략화 및 경제성을 높일 수 있고, 균일한 용접과 용접부의 품질향상을 기대할 수 있을 뿐 아니라 스틸의 차량 골조와 알루미늄의 외판재의 이종재간 접합이 가능하게 되어 자동차 산업 등에서 산업용 부품의 특성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 차체 경량화를 이룰 수 있게 된다. According to the present invention, the aluminum outer plate member is welded to the outer side of the vehicle frame through a short-circuit transition that alternately generates a short circuit and an arc by a cold metal transfer welding apparatus. The reduction of back bead generation reduces additional processing time for back bead removal, thereby simplifying the work process and increasing economic feasibility, expecting uniform welding and improving the quality of welds, as well as steel frame construction. It is possible to join the dissimilar materials of the outer plate of aluminum and the aluminum can not only improve the characteristics of the industrial components in the automobile industry, but also achieve a lighter body weight.

도 1은 본 발명에 따른 냉간금속이행용접장치를 개략적으로 나타낸 상태도,
도 2는 본 발명에 따른 용접토치의 선단상태를 나타낸 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 용접토치에 회전임펠러가 설치된 상태를 나타낸 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 와이어공급조절부의 측단면 상태를 나타낸 상태도,
도 5는 도 4의 A-A 단면상태를 나타낸 상태도,
도 6은 본 발명에 따른 냉간금속이행용접장치를 이용한 접합방법을 나타낸 블록도. 1 is a state diagram schematically showing a cold metal transition welding apparatus according to the present invention,
Figure 2 is a state diagram showing the tip state of the welding torch according to the present invention,
Figure 3 is a state diagram showing a state in which the rotary impeller is installed in the welding torch according to the present invention,
Figure 4 is a state diagram showing a side cross-sectional state of the wire supply control unit according to the present invention,
5 is a state diagram showing the AA cross-sectional state of FIG.
Figure 6 is a block diagram showing a bonding method using a cold metal transition welding apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치를 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a cold metal transition welding apparatus for reducing the body weight according to the present invention. In the foregoing description, when it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자나 제조자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있을 것이며, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다. In addition, the terms to be described below are terms set in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the producer or manufacturer producing the product, and the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings. The drawings may be exaggerated for clarity and convenience, and the exemplary embodiments described in the present specification and the drawings are merely exemplary embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention. It is to be understood that there may be various equivalents and variations in place of them at the time of the present application.

또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. In addition, when a part of the specification is said to be 'connected' to another part, this includes not only 'directly connected', but also 'indirectly connected' with another element in between. do. In addition, the term 'comprising' a certain component means that the component may further include other components, except for the case where there is no contrary description.

또한, 본 발명에 사용되는 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다. Also, directional terms used in the present invention are used in connection with the orientation of the disclosed figure (s). Since the components of the embodiments of the present invention may be positioned in various orientations, the directional terminology is used for the purpose of illustration and not limitation.

도 1은 본 발명에 따른 냉간금속이행용접장치를 개략적으로 나타낸 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 용접토치의 선단상태를 나타낸 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 용접토치에 회전임펠러가 설치된 상태를 나타낸 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 와이어공급조절부의 측단면 상태를 나타낸 상태도이며, 도 5는 도 4의 A-A 단면상태를 나타낸 상태도이다. 1 is a state diagram schematically showing a cold metal transition welding apparatus according to the present invention, Figure 2 is a state diagram showing the front end state of the welding torch according to the present invention, Figure 3 is a rotary impeller installed in the welding torch according to the present invention Figure 4 is a state diagram showing the state, Figure 4 is a state diagram showing a side cross-sectional state of the wire supply control unit according to the present invention, Figure 5 is a state diagram showing the AA cross-sectional state of FIG.

상기 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치는 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)간 접합부위에 용접을 수행하는 용접토치(100)와, 상기 용접토치(100)를 미리 정해진 용접 경로를 따라 이동하도록 구동하는 용접로봇(200)과, 상기 용접토치(100)에 동력을 공급하고 상기 용접로봇(200)의 구동을 제어하는 용접전원제어부(300)와, 상기 용접토치(100)의 후방에 연결되게 설치되어 알루미늄접합와이어(30)의 공급속도를 조절하는 와이어공급조절부(500)로 구성된다. 1 to 5, the cold metal transition welding apparatus for weight reduction of the vehicle body according to the present invention includes a welding torch 100 for welding to a joint between the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20; A welding robot 200 for driving the welding torch 100 to move along a predetermined welding path, and a welding power control unit for supplying power to the welding torch 100 and controlling driving of the welding robot 200. 300 and the wire supply control unit 500 is installed to be connected to the rear of the welding torch 100 to adjust the supply speed of the aluminum bonding wire 30.

상기 용접토치(100)는 알루미늄접합와이어(30)를 수용하는 접촉팁(110)과, 보호가스가 통과하도록 상기 접촉팁(110)을 둘러싸는 환형채널(120)로 이루어지되 상기 환형채널(120) 내부의 상기 접촉팁(110)에는 상기 보호가스를 회전시키는 회전임펠러(130)가 설치된다. The welding torch 100 is composed of a contact tip 110 for receiving the aluminum bonding wire 30 and the annular channel 120 surrounding the contact tip 110 so that the protective gas passes through the annular channel 120 The inside of the contact tip 110 is a rotary impeller 130 for rotating the protective gas.

여기서, 상기 회전임펠러(130)는 상기 환형채널(120)의 내부에서 외부로 분사되는 보호가스가 회전되면서 분사될 수 있도록 하는 것으로, 용접부위에 용접을 수행하는 과정에서 상기 보호가스가 상기 회전임펠러(130)를 지나면서 회전되어 외부로 배출된다. Here, the rotary impeller 130 is to be sprayed while the protective gas injected from the inside of the annular channel 120 is rotated, the protective gas in the process of performing welding to the rotary impeller ( 130 is rotated while passing through the outside.

이때, 상기 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)에 의해서 직선 운동에 제한이 발생되고, 외부로 확산되면서 아크 발생 주위를 보호하게 된다. 종래의 보호가스 배출은 아크 주위에 난류를 발생시켜 외부 공기가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 없지만 본 발명에서는 보호가스가 상기 회전임펠러(130)를 통해 회전되면서 배출되는 외부 공기가 내부로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있게 된다. At this time, the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20 is limited by the linear movement, and spreads to the outside to protect the surrounding arc generation. Conventional protective gas discharge can not effectively block the inflow of external air by generating turbulent flow around the arc, but in the present invention, the protective gas is effectively rotated through the rotary impeller 130 and the external air discharged into the inside is effectively introduced. You can block.

이에 풍속 1m/s가 넘는 작업 환경에서는 바람에 의한 공기의 혼입이 발생이 방지되어 용접 품질 저하를 방지할 수 있게 되고, 난류 발생으로 인한 보호 가스의 낭비를 줄여 작업 비용을 현저히 절감할 수 있게 된다. Therefore, in the working environment with wind speed of more than 1m / s, it is possible to prevent the mixing of air by the wind to prevent the deterioration of welding quality, and to significantly reduce the work cost by reducing the waste of the protective gas caused by the turbulence. .

여기서, 상기 회전임펠러(130)를 별도의 동력수단에 연결하여 인위적으로 회전속도와 회전각도를 조절하거나 설치 위치를 변경할 수 있도록 하여 원하는 형태의 보호가스의 유동을 유도할 수 있음을 밝혀두는 바이다. Here, the rotary impeller 130 is connected to a separate power means to artificially adjust the rotational speed and the rotation angle or to change the installation position bar to induce the flow of the protective gas of the desired form.

또한, 상기 회전임펠러(130)의 날개 개수, 설치 높이, 형상 등은 상기 용접 토치가 사용되는 작업 환경 즉 외부바람의세기에 따라서 변동될 수 있음을 밝혀 두는 바이다. In addition, the number of wings, installation height, shape, etc. of the rotary impeller 130 is to be understood that the welding torch can be changed according to the working environment, that is, the strength of the external wind.

상기 용접로봇(200)은 상기 용접토치(100)를 미리 정해진 용접 경로를 따라 이동하도록 구동하는 것으로, 지면에 고정되는 고정부(210)와, 상기 고정부(210)의 상측에 회전가능하게 설치되는 바디구(220)와, 선단에 상기 용접토치(100)가 설치된 상태로 사방향으로 자유롭게 회동가능하도록 상기 바디구(220)에 연결되게 설치되되 설정된 궤적을 따라 움직여 상기 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)를 상기 용접토치(100)에 의해 용접접합할 수 있도록 하는 로봇암(230)을 이루어진다. The welding robot 200 drives the welding torch 100 to move along a predetermined welding path. The welding robot 200 is rotatably installed on the fixing part 210 fixed to the ground and on the fixing part 210. The body sphere 220 and the welding torch 100 is installed at the front end to be installed to be connected to the body sphere 220 so as to be free to rotate in four directions, moving along the set trajectory 10 and the vehicle frame 10 and The robot arm 230 may be welded to the aluminum outer plate 20 by the welding torch 100.

이때, 상기 로봇암(230)은 다양한 형상을 이루어질 수 있고, 다관절로 이루어짐이 바람직할 것이다. 또한, 상기 용접토치(100)에는 아크 발생을 위해 전기를 공급하도록 상기 알루미늄접합와이어(30)가 연결되고, 상기 알루미늄접합와이어(30)는 상기 와이어구동부(400)에 연결된다. In this case, the robot arm 230 may have a variety of shapes, it will be preferably made of multiple joints. In addition, the aluminum welding wire 30 is connected to the welding torch 100 to supply electricity for arc generation, and the aluminum bonding wire 30 is connected to the wire driving unit 400.

상기 용접전원제어부(300)는 상기 용접토치(100)에 동력을 공급하고, 상기 용접로봇(200)의 구동을 제어하는 것으로, 상기 용접로봇(200)에 일체로 설치되거나 상기 용접로봇(200)으로부터 일정간격 이격된 위치에 별도로 설치될 수 있음을 밝혀두는 바이다. The welding power control unit 300 supplies power to the welding torch 100 and controls the driving of the welding robot 200, which is installed integrally with the welding robot 200 or the welding robot 200. It should be noted that it can be installed separately at a predetermined distance from the position.

상기 와이어 구동부(400)는 상기 알루미늄접합와이어(30)를 상기 용접토치(100)에 공급하는 것으로, 상기 용접전원제어부(300)에 일체로 설치되거나 일정간격 이격된 위치에 별도로 설치될 수 있을 것이다. The wire driving unit 400 supplies the aluminum welding wire 30 to the welding torch 100, and may be installed integrally with the welding power control unit 300 or separately installed at a predetermined interval. .

또한, 상기 와이어 구동부(400)의 내부에는 상기 알루미늄접합와이어(30)를 이송시키기 위한 피더(미도시)가 구비되고, 상기 피더는 직류모터와 이 직류모터에 의해 동작되는 롤러 등을 구비하며 이러한 구성에 의해 상기 알루미늄접합와이어(30)가 연속적이며 일정한 속도로 공급된다. In addition, a feeder (not shown) is provided inside the wire driving unit 400 to transfer the aluminum bonded wire 30. The feeder includes a DC motor and a roller operated by the DC motor. By the configuration, the aluminum bonding wire 30 is supplied at a continuous and constant speed.

상기 와이어공급조절부(500)는 상기 용접토치(100)에 의해 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20) 간 용접의 수행시, 용접부위인 용접영역 쪽으로 상기 알루미늄접합와이어(30)의 공급속도를 조절한다. The wire supply control part 500 supplies the aluminum welding wire 30 toward the welding area, which is a welding area, when the welding is performed between the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20 by the welding torch 100. Adjust

이때, 상기 와이어공급조절부(500)는 상기 용접토치(100)의 후방에 연결되되 길이방향 양측에 상기 알루미늄접합와이어(30)의 인입출을 위한 통공(511)이 마련된 하우징(510)과, 상기 하우징(510)의 내측을 상부격실과 하부격실(513)로 분할하도록 마련되되 상기 알루미늄접합와이어(30)의 이동을 위한 가이드홈(521)이 상기 알루미늄접합와이어(30)의 진행방향을 따라 형성되는 지지격판(520)과, 상기 상부격실(512)에서 상기 지지격판(520)을 관통하여 상기 하부격실(513)로 연장되는 한 쌍의 전자기반응봉(530)과, 상기 상부격실(512)에 위치한 상기 한 쌍의 전자기반응봉(530)의 일측단를 상호 연결하도록 마련되어 상기 전자기반응봉(530)의 하강시 상기 가이드홈(521)을 따라 이동되는 상기 알루미늄접합와이어(30)에 밀착되는 탄성밀착구(540)와, 상기 하부격실(513)의 하측면에 설치된 상태로 상기 전자기반응봉(530)의 타측단에 연결되는 탄성복귀스프링(550)과, 상기 전자기반응봉(530)을 잡아당길 수 있도록 상기 하부격실(513)에 설치되는 전자석(560)으로 이루어진다. At this time, the wire supply control unit 500 is connected to the rear of the welding torch 100, the housing 510 is provided with a through hole 511 for the lead-out of the aluminum bonding wire 30 on both sides in the longitudinal direction, The inner side of the housing 510 is provided to divide the upper compartment and the lower compartment 513, the guide groove 521 for the movement of the aluminum bonding wire 30 is along the direction of travel of the aluminum bonding wire (30) The support plate 520 is formed, a pair of electromagnetic reaction rods 530 extending from the upper compartment 512 to the lower compartment 513 through the support plate 520, and the upper compartment 512. Is provided to interconnect one end of the pair of electromagnetic reaction rods 530 located in the) is in close contact with the aluminum bonding wire 30 is moved along the guide groove 521 when the electromagnetic reaction rod 530 is lowered Elastic contact hole 540 and the lower side of the lower compartment 513 An elastic return spring 550 connected to the other end of the electromagnetic reaction rod 530 and the electromagnet 560 installed in the lower compartment 513 to pull the electromagnetic reaction rod 530 in a state of being installed in the state. Is done.

상기 와이어공급조절부(500)의 작동시 알루미늄접합와이어(30)의 제동동작을 간략히 살펴보면, 상기 알루미늄접합와이어(30)가 일정한 속도로 공급될 때 상기 알루미늄접합와이어(30)는 상기 지지격판(520)에 지지된 상태로 상기 하우징(510)의 통공(511)을 통해 자유롭게 인출되고, 아크 공간의 전압이 급증하게 되면 상기 용접전원제어부(300)의 신호에 의해 상기 전자석(560)이 활성화되고, 이에 의해 상기 전자기반응봉(530)이 상기 하부격실(513)로 잡아당겨져 상기 탄성밀착구(540)가 상기 지지격판(520)의 가이드홈(521)을 따라 이동되는 상기 알루미늄접합와이어(30)에 밀착되어 이동을 저지한다. Looking briefly at the braking operation of the aluminum bonding wire 30 during operation of the wire supply control unit 500, when the aluminum bonding wire 30 is supplied at a constant speed, the aluminum bonding wire 30 is the support plate ( The electromagnet 560 is activated by the signal of the welding power supply control unit 300 when the voltage of the arc space is rapidly drawn out through the through hole 511 of the housing 510 while being supported by the 520. By this, the electromagnetic reaction rod 530 is pulled into the lower compartment 513 so that the elastic contact hole 540 is moved along the guide groove 521 of the support plate 520 (30) Close to) to prevent movement.

이후 상기 용접전원제어부(300)의 신호에 의해 상기 전자석(560)의 자력이 상실되면 상기 탄성복귀스프링(550)에 의해 상기 전자기반응봉(530)이 원위치로 복귀되고 이에 따라 상기 알루미늄접합와이어(30)의 공급이 다시 일정한 속도로 회복되는 것이다. Thereafter, when the magnetic force of the electromagnet 560 is lost by the signal of the welding power supply control unit 300, the electromagnetic reaction rod 530 is returned to its original position by the elastic return spring 550, and thus the aluminum junction wire ( 30) is restored at a constant rate again.

한편, 본 발명에 따른 차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치를 이용한 용접방법은 도 6에 도시된 바와 같이 차량 골조(10)에 알루미늄 외판재(20)를 배치하는 배치단계(S10)와, 알루미늄접합와이어(30)를 접합부위에 위치시키는 준비단계(S20)와, 상기 알루미늄 외판재(20)를 접합하는 접합단계(S30)로 이루어진다. On the other hand, the welding method using a cold metal transition welding apparatus for reducing the weight of the vehicle body according to the present invention, as shown in Figure 6 arrangement step (S10) for placing the aluminum outer plate material 20 in the vehicle frame 10, and aluminum It consists of a preparation step (S20) for placing the bonding wire 30 in the bonding portion, and a bonding step (S30) for bonding the aluminum outer plate material 20.

먼저, 상기 배치단계(S10)는 철재의 차량 골조(10)에 알루미늄 외판재(20)의 일측면이 면접되도록 배치하는 것으로, 대형버스에서 외부 화물칸 및 엔진룸의 뼈대가 되는 골조에 상기 알루미늄 외판재(20)위치시켜 배치하는 것이다. First, the arrangement step (S10) is to be arranged so that one side of the aluminum outer plate 20 to the vehicle frame 10 of the steel interview, the outside of the aluminum to the skeleton that is the skeleton of the outer cargo compartment and engine room in a large bus The plate 20 is positioned and disposed.

이때, 상기 알루미늄 외판재(20) 및 상기 차량 골조(10)를 별도의 지그를 이용하여 고정한 상태로 상기 알루미늄 외판재(20)가 상기 차량 골조(10)의 일측면에 면접되도록 배치할 수 있을 것이다. At this time, the aluminum outer plate 20 and the vehicle frame 10 may be arranged to be interviewed on one side of the vehicle frame 10 in a state of fixing using a separate jig. will be.

또한, 상기 차량 골조(10)의 표면에는 10~25㎛의 아연을 도금 처리하는 것이 바람직한데, 이는 일반적으로 강판의 경우 용접을 통한 접합을 시도하였을 때 강판 표면에 발생하는 산화 피막이 강판의 접합을 어렵게 하기 때문에 접합시 발생하는 강판의 산화를 방지하기 위해 상기와 같이 차량 골조(10)의 표면에 아연도금을 실시하는 것이 바람직한 것이다. In addition, it is preferable that the surface of the vehicle frame 10 is plated with zinc of 10 to 25㎛, which is generally the case of the steel sheet when the oxide film generated on the surface of the steel sheet when attempting to join the welding through the bonding of the steel sheet In order to prevent the oxidation of the steel sheet generated during joining, it is preferable to apply zinc plating to the surface of the vehicle frame 10 as described above.

상기 준비단계(S20)에서는 상기 알루미늄 외판재(20)의 일측면과 차량 골조(10)간 접합부위에 용접토치(100)의 내부로부터 돌출된 알루미늄접합와이어(30)를 위치시키게 된다. In the preparation step (S20) it is to place the aluminum bonding wire 30 protruding from the inside of the welding torch 100 on the joint between the one side surface of the aluminum outer plate material 20 and the vehicle frame 10.

즉, 상기 용접토치(100)의 끝단을 상기 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)의 면접위치에서 용접이 수행되는 부위에 상기 알루미늄접합와이어(30)를 위치시켜 용접을 준비하게 된다. That is, the aluminum welding wire 30 is positioned at the end where the welding torch 100 is welded at the interview position of the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20 to prepare for welding.

상기 접합단계(S30)에는 상기 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)가 접합될 부위에 단락과 아크를 교대로 발생시키는 단락이행을 통하여 상기 알루미늄접합와이어(30)를 160~250cm/min의 주기로 용융시키면서 상승 및 하강운동을 반복적으로 수행하면서 상기 알루미늄 외판재(20)를 상기 차량 골조(10)에 접합하게 된다. The joining step (S30) is 160 ~ 250cm / min the aluminum joining wire 30 through the short-circuit transition to alternately generate a short circuit and an arc to the site to be joined to the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20 The aluminum outer plate 20 is bonded to the vehicle frame 10 while repeatedly performing the up and down movement while melting at a cycle of.

즉, 이러한 접합은 일면 저입열(CMT:cold metal transfer)용접법으로써 CMT용접은 개조된 단락형 가스 금속 아크 용접 프로세스로, 전기 아크단계와 단락 단계가 주기적으로 교호하는 것을 특징으로 한다. 이러한 CMT용접 프로세스에서 와이어 공급 시스템은 디지털 제어 시스템과 동기화되고, 주기적 교호에 응답하여 와이어의 이동 방향을 변경할 수 있다. That is, the joint is a cold metal transfer (CMT) welding method, and the CMT welding is a modified short-circuit gas metal arc welding process, in which an electric arc step and a short step are alternated periodically. In this CMT welding process, the wire supply system is synchronized with the digital control system and can change the direction of movement of the wire in response to periodic alternation.

또한, 전기 아크 단계 중에 알루미늄접합와이어는 용접대상이 되는 공작물(차량 골조와 알루미늄 외판재)과 접촉할 때 까지 공작물을 향해 이동되고, 용접전류 및 용접 전압은 알루미늄접합와이어가 높은 이송 아크 전류에서 급속히 용융되어 액적을 형성하도록 하는 방식으로 제어된다. In addition, during the electric arc step, the aluminum bonding wire is moved toward the workpiece until it comes into contact with the workpiece to be welded (vehicle frame and aluminum shell member), and the welding current and the welding voltage are rapidly increased at the high conveying arc current of the aluminum bonding wire. Controlled in such a way as to melt to form droplets.

일단 단락이 발생하면, 디지털 제어 시스템이 전압 강하를 감지하고 전류를 휠씬 더 낮은 레밸로 감소시키며, 이때 와이어 이송은 역전되고 알루미늄접합와이어는 단락이 개방될 때까지 공작물로부터 멀어지게 이동된다. Once a short circuit occurs, the digital control system senses the voltage drop and reduces the current to a much lower level, where the wire feed is reversed and the aluminum bond wire is moved away from the workpiece until the short is opened.

이에 따라 CMT 용접은 와이어 동작과 함께 용접 전류 제어를 포함하고, 소정 속도 및 패턴으로 차량 골조와 알루미늄 외판재 간 접합부위에서부터 알루미늄접합와이어를 물리적으로 인출한다. Accordingly, CMT welding includes welding current control along with wire operation, and physically draws the aluminum bonding wire from the joint portion between the vehicle frame and the aluminum outer plate at a predetermined speed and pattern.

이러한 CMT 용접의 프로세스는 알루미늄접합와이어를 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)간 접합부위인 용접풀을 향해 이동시키는 단계와, 상기 알루미늄접합와이어를 용접 풀로 공급하면서 전류를 낮추는 단계와, 상기 알루미늄접합와이어를 후퇴시키는 단계를 반복적으로 수행하게 된다. The CMT welding process includes moving the aluminum bonding wire toward the welding pool, which is a joint between the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20, lowering the current while supplying the aluminum bonding wire to the welding pool, and The step of retracting the aluminum bonding wire is repeatedly performed.

상기와 같은 프로세스는 접합부위에 전달되는 열입력을 매우 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 아크는 단지 아크 발생 기간 중에 매우 단시간 동안 접합부위에 열을 입력하기 때문인 것이다. 이와 같이 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)간 접합부위는 상기와 같은 CMT프로세스 동안에 열입력을 감소시킬 수 있어 용접부위의 적은 왜곡 및 보다 높은 정확도와 같은 효과를 기대할 수 있게 된다. Such a process can greatly reduce the heat input to the junction because the arc only enters heat at the junction for a very short time during the arcing period. As such, the joint portion between the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20 can reduce the heat input during the CMT process as described above, so that effects such as less distortion and higher accuracy of the weld portion can be expected.

상기 용접토치(200)를 이용하여 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)간 용접을 수행시, 용접토치의 기울기는 25°로 하고, 보호가스는 CO2 5%와 혼합된 아르곤(AR)이 Ar 보호가스로 사용되고, 접촉팁의 팁 단부는 약 14mm 내지 15mm 범위의 거리만큼 접합부위로부터 이격되며, 상기 알루미늄접합와이어는 2.4mm인 것을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 용접 전류는 80~120A로 하고, 용접 전압은 14~16V하며, 보호가스의 유량은 6~7L/min으로 하고, 토치위빙(torch weaving)은 5Hz, 3mm크기로 한다. When performing welding between the vehicle frame 10 and the aluminum outer plate 20 using the welding torch 200, the inclination of the welding torch is 25 °, and the protective gas is argon (AR) mixed with 5% CO2. This Ar protective gas is used, the tip end of the contact tip is spaced apart from the joint by a distance in the range of about 14mm to 15mm, it is preferable to use that the aluminum bonding wire is 2.4mm. In addition, the welding current is 80 ~ 120A, the welding voltage is 14 ~ 16V, the flow rate of the protective gas is 6 ~ 7L / min, the torch weaving (torch weaving) is 5Hz, 3mm size.

또한, 상기 접합단계(S30)에서는 용접전압의 급변에 따라 와이어공급조절부(500)에 의해 용접토치로의 와이어 공급속도를 조절하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 와이어공급조절부(500)는 상기 용접토치(100)의 후방에 설치되거나 상기 와이어구동부(400)에 설치될 수 있는데 이하에서는 상기 와이어공급조절부(500)는 상기 용접토치(100)의 후방에 설치되는 것으로 하여 설명한다. In addition, in the bonding step (S30), it is preferable to adjust the wire supply speed to the welding torch by the wire supply control unit 500 according to the sudden change in the welding voltage, the wire supply control unit 500 is the welding torch It may be installed at the rear of the 100 or the wire driving unit 400 will be described below as the wire supply control unit 500 is installed in the rear of the welding torch 100.

즉, 상기 접합단계(S30)에서 용접을 수행하는 과정에서 어떤 시점에서는 용융이 용융풀에 거의 낙하되면서 융융링크(알루미늄접합와이어와 용융풀 사이에 형성되는 잘록한 형태의 링크)의 두께가 급격히 얇아지는 동시에 용접전압이 급격히 상승하기 시작하는데, 이때 별도의 용접전압센서(미도시)가 이를 검출하여 상기 용접전원제어부(300)에 전달하면 상기 용접전원제어부(300)에서는 상기 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)간 용접부위인 용접영역 쪽으로의 알루미늄접합와이어의 공급속도를 조절할 수 있도록 상기 와이어공급조절부(500)에 제어신호를 보내며, 이에 의해 알루미늄접합와이어 끝부분의 이동 속도가 급감하게 된다. That is, at some point in the process of welding in the joining step (S30), the melting of the molten link (a link of the concave form formed between the aluminum joining wire and the molten pool) is rapidly thinned as the molten drops drop into the molten pool. At the same time, the welding voltage starts to rise sharply. In this case, when a separate welding voltage sensor (not shown) detects this and transmits it to the welding power control unit 300, the welding power control unit 300 in the vehicle frame 10 and aluminum. The control signal is sent to the wire supply control unit 500 so as to control the supply speed of the aluminum bonding wire toward the welding area, which is the welding area between the outer plate members 20, and the movement speed of the end of the aluminum bonding wire is drastically reduced. .

상기와 같이 용접영역의 전류와 전압이 급감하여 전력이 거의 제로상태가 되는 동시에 알루미늄접합와이어의 이동에 제동이 걸리게 되면 용융링크가 부드럽게 절단되며, 이때 용접 전력이 거의 제로에 가깝기 때문에 종래의 용접에 있어서와 같이 용융링크가 번 아웃되지 않고, 용융풀의 전류력에 의한 양향을 받지 않고 절단이 일어나며, 알루미늄접합와이어의 끝단이 용융풀에 합쳐진다. As described above, when the current and the voltage in the welding area decrease rapidly and the power becomes almost zero, and the braking of the aluminum bonded wire is applied, the molten link is cut smoothly, and the welding power is almost zero. As in the case, the melt link is not burned out, the cutting occurs without being affected by the current force of the melt pool, and the end of the aluminum bonding wire is joined to the melt pool.

이와 같이 본 발명에 따른 차체 경량화를 위한 알루미늄 외판재의 접합방법에 의해 차량골조의 외측에 알루미늄 외판재를 용접하게 되면 알루미늄 외측면에 백비드의 발생이 감소되어 상기 백비드의 제거를 위한 추가공정시간이 감소되어 작업공정의 간략화 및 경제성이 높아지는 효과가 있을 뿐 아니라 균일한 용접과 용접부의 품질향상을 기대할 수 있으며, 스틸의 차량 골조와 알루미늄의 외판재의 이종재간 접합이 가능하게 되어 자동차 산업 등에서 산업용 부품의 특성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 차체 경량화를 이룰 수 있게 된다. As described above, when the aluminum outer panel member is welded to the outside of the vehicle frame by the method of joining the aluminum outer panel member to reduce the weight of the vehicle body, the occurrence of the back bead on the outer side of the aluminum is reduced, thereby further removing the back bead. As the time is reduced, the work process is simplified and the economic efficiency is improved, and the uniform welding and the quality of the welded part can be expected, and it is possible to join the dissimilar materials between the steel frame of steel and the outer plate of aluminum, and so on in the automobile industry. Not only can the characteristics of industrial parts be improved, but the body weight can be reduced.

상기와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 한정하지 않고, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다. Although specific embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by those equivalent to the claims.

10: 차량골조 20: 알루미늄 외판재
30: 알루미늄접합와이어 100: 용접토치
110: 접촉팁 120: 환형채널
130: 회전임펠러 200: 용접로봇
210: 고정부 220: 바디구
230: 로봇암 300: 용접전원제어부
400: 와이어 구동부 500: 와이어공급조절부
510: 하우징 511: 통공
512: 상부격실 513: 하부격실
520: 지지격판 521: 가이드홈
530: 전자기반응봉 540: 탄성밀착구
550: 탄성복귀스프링 560: 전자석10: vehicle frame 20: aluminum outer plate
30: aluminum bonding wire 100: welding torch
110: contact tip 120: annular channel
130: rotary impeller 200: welding robot
210: fixed portion 220: body sphere
230: robot arm 300: welding power control unit
400: wire drive unit 500: wire supply control unit
510: housing 511: through hole
512: upper compartment 513: lower compartment
520: support plate 521: guide groove
530: electromagnetic reaction rod 540: elastic contact
550: elastic return spring 560: electromagnet

Claims (3)

알루미늄접합와이어(30)를 수용하는 접촉팁(110)과, 보호가스가 통과하도록 상기 접촉팁(110)을 둘러싸는 환형채널(120)로 이루어지되 상기 환형채널(120) 내부의 상기 접촉팁(110)에는 상기 보호가스를 회전시키는 회전임펠러(130)가 설치된 용접토치(100); 상기 용접 토치(100)를 미리 정해진 용접 경로를 따라 이동하도록 구동하는 용접로봇(200); 상기 용접토치(100)에 동력을 공급하고, 상기 용접로봇(200)의 구동을 제어하는 용접전원제어부(300); 상기 알루미늄접합와이어(30)를 상기 용접토치(100)에 공급하는 와이어 구동부(400); 상기 용접토치(100)의 후방에 연결되게 설치되어 상기 용접토치(100)에 의해 차량 골조(10)와 알루미늄 외판재(20)간 용접의 수행시, 용접부위인 용접영역 쪽으로 상기 알루미늄접합와이어(30)의 공급속도를 조절하는 와이어공급조절부(500);를 포함하여 구성되고,
상기 와이어공급조절부(500)는 상기 용접토치(100)의 후방에 연결되되 길이방향 양측에 상기 알루미늄접합와이어(30)의 인입출을 위한 통공(511)이 마련된 하우징(510)과, 상기 하우징(510)의 내측을 상부격실과 하부격실(513)로 분할하도록 마련되되 상기 알루미늄접합와이어(30)의 이동을 위한 가이드홈(521)이 상기 알루미늄접합와이어(30)의 진행방향을 따라 형성되는 지지격판(520)과, 상기 상부격실(512)에서 상기 지지격판(520)을 관통하여 상기 하부격실(513)로 연장되는 한 쌍의 전자기반응봉(530)과, 상기 상부격실(512)에 위치한 상기 한 쌍의 전자기반응봉(530)의 일측단를 상호 연결하도록 마련되어 상기 전자기반응봉(530)의 하강시 상기 가이드홈(521)을 따라 이동되는 상기 알루미늄접합와이어(30)에 밀착되는 탄성밀착구(540)와, 상기 하부격실(513)의 하측면에 설치된 상태로 상기 전자기반응봉(530)의 타측단에 연결되는 탄성복귀스프링(550)과, 상기 전자기반응봉(530)을 잡아당길 수 있도록 상기 하부격실(513)에 설치되는 전자석(560)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차체 경량화를 위한 냉간금속이행용접장치.
The contact tip 110 for receiving the aluminum bonding wire 30 and the annular channel 120 surrounding the contact tip 110 to pass through the protective gas, but the contact tip inside the annular channel 120 110, the welding torch 100 is installed with a rotary impeller 130 for rotating the protective gas; A welding robot 200 driving the welding torch 100 to move along a predetermined welding path; A welding power control unit 300 for supplying power to the welding torch 100 and controlling driving of the welding robot 200; A wire driver 400 for supplying the aluminum bonding wire 30 to the welding torch 100; The aluminum joining wire 30 is installed to be connected to the rear of the welding torch 100 so as to weld the vehicle frame 10 to the aluminum outer plate 20 by the welding torch 100. It is configured to include; wire supply control unit 500 for adjusting the supply speed of)
The wire supply control unit 500 is connected to the rear of the welding torch 100, the housing 510 is provided with a through hole 511 for the lead-out of the aluminum bonding wire 30 on both sides in the longitudinal direction, and the housing 510 is provided to divide the upper compartment and the lower compartment 513, the guide groove 521 for the movement of the aluminum bonding wire 30 is formed along the traveling direction of the aluminum bonding wire (30) A support plate 520, a pair of electromagnetic reaction rods 530 extending from the upper compartment 512 to the lower compartment 513, and passing through the support plate 520 to the upper compartment 512. One end of the pair of electromagnetic reaction rods 530 positioned to interconnect with each other, the elastic close contact with the aluminum bonding wire 30 is moved along the guide groove 521 when the electromagnetic reaction rod 530 is lowered Sphere 540 and the lower side of the lower compartment 513 The elastic return spring 550 connected to the other end of the electromagnetic reaction rod 530 and the electromagnet 560 installed in the lower compartment 513 to pull the electromagnetic reaction rod 530. Cold metal transition welding apparatus for reducing the body weight, characterized in that made.
삭제delete 삭제delete
KR1020180071947A 2018-06-22 2018-06-22 Cold metal transfer welding apparatus for lightweight of body-frame and welding method using the same KR102047971B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180071947A KR102047971B1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Cold metal transfer welding apparatus for lightweight of body-frame and welding method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180071947A KR102047971B1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Cold metal transfer welding apparatus for lightweight of body-frame and welding method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102047971B1 true KR102047971B1 (en) 2019-11-22

Family

ID=68730824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180071947A KR102047971B1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Cold metal transfer welding apparatus for lightweight of body-frame and welding method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102047971B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200336846Y1 (en) * 2003-09-26 2003-12-24 삼성중공업 주식회사 Welding wire apparatus which can rotate
KR20120031857A (en) * 2010-09-27 2012-04-04 주식회사 신영 Junction method of each other different quality of material
WO2017155041A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 株式会社ダイヘン Arc welding system and wire-feeding device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200336846Y1 (en) * 2003-09-26 2003-12-24 삼성중공업 주식회사 Welding wire apparatus which can rotate
KR20120031857A (en) * 2010-09-27 2012-04-04 주식회사 신영 Junction method of each other different quality of material
WO2017155041A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 株式会社ダイヘン Arc welding system and wire-feeding device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11759879B2 (en) Synchronized rotating arc welding method and system
KR102134045B1 (en) Adaptable rotating arc welding method and system
JP5905074B2 (en) Thick plate joining method and apparatus using hybrid laser submerged arc welding process
KR102090841B1 (en) Dc electrode negative rotating arc welding method and system
CN110369829B (en) Electro-gas welding device and welding method
JP3101221B2 (en) Two-electrode single-sided gas shielded arc welding method
CN101489710B (en) Welding method and welded product
KR101991607B1 (en) Horizontal Fillet Welding Method, Horizontal Fillet Welding System and Program
CN103817449A (en) Plasma arc and melt electrode electric arc composite welding method and device
Ueyama et al. High-Speed Welding of Steel Sheets by the Tandem Pulsed Gas Metal Arc Welding Systemt
KR100949995B1 (en) Automatic welding machine
KR102047971B1 (en) Cold metal transfer welding apparatus for lightweight of body-frame and welding method using the same
CN203765179U (en) Hybrid welding device with plasma arc mode and consumable electrode electric arc mode
WO2018163808A1 (en) Arc welding method
JP3121597B2 (en) 2-electrode single-sided gas shielded arc welding equipment
WO2001003875A1 (en) Welding method and welding device for narrow gaps
JP3827658B2 (en) Non-consumable electrode arc welding method and welding apparatus
JP2007237224A (en) Tig welding method of thin steel plate
JP4864233B2 (en) Consumable two-electrode arc welding end method, welding end control method, and welding robot
JP2002239723A (en) Welding method, welding apparatus used to this method and welded joint and welded structure manufactured with this method
JP3604113B2 (en) Arc welding equipment
KR102396193B1 (en) electro gas welding method
CN219402755U (en) High-strength steel welding equipment
JP2005111551A (en) Hot wire tig welding method, part to be welded by the method, and hot wire tig welding equipment
JP2000246450A (en) Plasma arc build-up welding method of extra-low melting point metal

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
R401 Registration of restoration