KR102425147B1 - 자동코팅 마찰용접 접합방법과 접합시스템 - Google Patents

Abstract

접합대상모재 간의 부식이 방지되고 결합력이 개선되도록, 본 발명은 접합을 위해 중첩 적층된 상판부재 및 하판부재의 마찰용접리벳 접합부 상면에 적어도 1개소 이상의 프리홈이 형성되는 제1단계; 상기 프리홈에 열경화성 수지가 충진되는 제2단계; 및 마찰용접리벳이 상기 프리홈에 삽입되어 가압 및 회전되며 마찰열에 의한 가소화영역이 형성되되, 상기 열경화성 수지에 의해 상기 가소화영역의 경계면에 보호코팅층이 형성되면서 상기 상판부재 및 상기 하판부재가 접합되는 제3단계를 포함하는 자동코팅 마찰용접 접합방법를 제공한다.

Description

자동코팅 마찰용접 접합방법과 접합시스템{method and system for manufacturing automatically coated joint structure for friction welding}

본 발명은 자동코팅 마찰용접 접합방법과 접합시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접합대상모재 간의 부식이 방지되고 결합력이 개선되는 자동코팅 마찰용접 접합방법과 접합시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 산업에서는 환경 문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 및 마그네슘 등과 같은 연질 소재를 차체에 적용하여 차체의 경량화를 도모하는 사례가 널리 적용되고 있는 추세이다.

이러한 알루미늄 및 마그네슘 등과 같은 연질 소재를 가공하고 제품을 성형하는 기술은 활발히 진행되고 있다. 여기서, 연질 소재간의 접합 또는 연질 소재와 스틸 소재의 이종 소재를 접합하는 방법은 연질 소재의 물성적 특성에 의해 레이저, 아크 및 스폿 용접 등과 같은 용접 방식의 적용이 불가능하므로 기계적인 접합이나 본딩 방식에 국한되어 있는 실정이다.

그리고, 연질 소재를 포함하는 모재들을 접합하는 방법으로는 볼트와 너트, 리벳 등과 같은 체결 요소를 이용하여 서로 겹쳐진 모재들을 기계적으로 접합하는 방식을 사용하고 있다. 특히, 자동차, 전자기기, 각종 산업용기구 및 산업구조물에서 리벳 체결을 통한 부품의 접합이 널리 이용되고 있다.

여기서, 종래에는 상이한 이종재질의 부재에 리벳을 회전시켜 마찰열에 의해 각 부재가 피어싱되어 리벳과의 마찰열에 의해 상호 접합되는 공정이 개시되어 있다. 이때, 리벳의 헤드부에 물림되어 회전력을 전달하는 회전구동수단이 구비된다.

그러나, 리벳이 회전되는 과정에서 가소화영역이 형성되는 부재로부터 칩이 배출되어 상기 가소화영역 주변으로 비산되므로 칩이 떨어져나간 리벳 및 부재간 접합 부분이 매끄럽게 형성되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 기설정된 가소화영역이 상기 부재에 정확히 표시되어 있지 않으므로 리벳이 체결되는 부분이 기설정된 위치에 형성되지 않고 기설정된 위치와 다른 위치에 형성되는 문제점이 있었다.

그러나, 이종 금속 부품 간의 접합부에서는 상기 금속 부품뿐만 아니라 리벳과 금속 부품 간에 전기적으로 접촉됨에 따라 전기화학적 전위차에 의해 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion)이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 갈바닉 부식은 리벳이 체결된 부분의 외관을 저하시킬 뿐만 아니라 기계적인 체결 강도도 저하시켜 구조적인 손상으로 이어질 수 있다. 이에 따라, 접합 부품의 리벳 체결부에 갈바닉 부식을 방지하며 내식성을 확보하기 위하여 유기도장, 상온 경화형 접착제 등을 도포하는 방법을 적용하고 있다.

그러나, 유기도장을 도포하는 경우 기존에 부착되어 있던 도막(Paint Film)과의 부착력이 약하기 때문에 연속성있는 균일한 도막을 형성하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 각이 진 모서리 부분에서는 상대적으로 도막 두께가 얇아져 불균일한 도막층을 형성하기 때문에 장기적인 내식성을 확보하기 힘든 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1505910호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 접합대상모재 간의 부식이 방지되고 결합력이 개선되는 자동코팅 마찰용접 접합방법과 접합시스템을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 중첩 적층된 상판부재 및 하판부재가 마찰용접리벳으로 접합된 자동코팅 마찰용접 접합구조체에 있어서, 상기 마찰용접리벳의 하단부와 상기 하판부재 간의 마찰열을 통해 융접가소화영역을 형성하여 접합된 제1접합영역; 상기 마찰용접리벳과 상기 상판부재 간의 마찰열을 통해 개별가소화영역을 형성하여 상기 제1접합영역과 상기 마찰용접리벳의 헤드부 사이에 충진되어 접합되는 제2접합영역; 및 상기 제1접합영역과 상기 제2접합영역의 경계면을 따라 구비되는 보호코팅층을 포함하는 자동코팅 마찰용접 접합구조체를 제공한다.

한편, 본 발명은 접합을 위해 중첩 적층된 상판부재 및 하판부재의 마찰용접리벳 접합부 상면에 적어도 1개소 이상의 프리홈이 형성되는 제1단계; 상기 프리홈에 열경화성 수지가 충진되는 제2단계; 및 마찰용접리벳이 상기 프리홈에 삽입되어 가압 및 회전되며 마찰열에 의한 가소화영역이 형성되되, 상기 열경화성 수지에 의해 상기 가소화영역의 경계면에 보호코팅층이 형성되면서 상기 상판부재 및 상기 하판부재가 접합되는 제3단계를 포함하는 자동코팅 마찰용접 접합방법을 제공한다.

한편, 본 발명은 접합을 위해 중첩 적층된 상판부재 및 하판부재의 상면에 기설정된 위치의 마찰용접리벳 접합부를 가압 포밍하여 적어도 1개소 이상의 프리홈을 형성하는 포밍장치; 상기 프리홈에 열경화성 수지를 충진하는 수지공급장치; 및 상기 프리홈에 마찰용접리벳을 정렬 배치하고 가압 및 회전시켜 마찰열에 의한 가소화영역을 형성하여 상기 상판부재 및 상기 하판부재를 접합하는 마찰용접리벳 접합장치를 포함하는 자동코팅 마찰용접 접합시스템을 제공한다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 자동코팅 마찰용접 접합방법과 접합시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 마찰용접리벳이 상기 상판부재 및 상기 하판부재에 가압 및 회전됨에 따라 형성된 상기 제1접합영역과 상기 제2접합영역의 경계면에 갈바닉 부식 방지용 보호코팅층이 일체로 자동 형성되므로 이종 판재의 접합 경계면에서의 부식 발생이 현격히 방지되어 내구성 및 생산효율성이 현저히 개선될 수 있다.

둘째, 접합부 상면에 기형성된 프리홈은 오목한 상태로 형성되어 상기 마찰용접리벳이 가압되어 마찰교반회전시 발생하는 칩이 오목한 부분에 수용되므로 과도한 칩이 외부로 노출되어 발생되는 것이 최소화되며, 그의 내부에 수용된 열경화성 수지가 외부로 비산됨을 미연에 방지될 수 있다.

셋째, 상기 보호코팅층을 형성하는 상기 열경화성 수지는 상기 제1접합영역 및 상기 제2접합영역 간의 접합을 매개하여 경화됨에 따라 접합 강도가 더욱 증가하므로 상기 자동코팅 마찰용접 접합구조체의 결합력이 현저히 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합구조체의 제조방법을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합구조체의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합구조체의 마찰용접리벳을 나타낸 사시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 프리홈의 제조방법을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합시스템의 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합구조체 및 그의 접합방법과 접합시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합구조체의 제조방법을 나타낸 예시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합구조체의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합구조체의 마찰용접리벳을 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 프리홈의 제조방법을 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합시스템의 블록도이다.

여기서, 본 발명의 자동코팅 마찰용접 제조방법은 상이한 이종재질의 상면에 형성된 프리홈의 내부에 접착제를 도포한 뒤, 리벳이 회전되면서 원심력에 의해 상기 접착제가 상부 부재의 외면을 따라 보호막을 형성함과 동시에 상부 모재의 회전력에 의해 버링되면서 발생되는 칩(Chip)을 프리홈부에 흡수하는 공법으로 FEW(Friction Element Welding) Chip 및 부식 방지용 접합 공법을 지칭함으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 자동코팅 마찰용접은 중첩 적층된 둘 이상의 모재를 마찰열을 이용하여 영구적으로 연결하는 결합 방식으로 리벳 마찰 용접(Rivet Friction Welding, RFW)을 지칭함으로 이해함이 바람직하다.

도 2 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 자동코팅 마찰용접 접합방법은 다음과 같은 과정으로 진행된다.

먼저, 접합을 위해 중첩 적층된 상판부재(10) 및 하판부재(20)의 마찰용접리벳 접합부(c) 상면에 적어도 1개소 이상의 프리홈(11)이 형성된다(s10).

여기서, 상기 하판부재(20)의 상면으로 평판 형상의 금형가공전 상판부재층(10a)이 적층되어 준비됨이 바람직하다. 그리고, 상기 금형가공전 상판부재층(10a) 및 상기 하판부재(20)는 금속 재질로 구비되되, 상기 금형가공전 상판부재층(10a)은 상기 하판부재(20)와 상이한 금속 재질로 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 금형가공전 상판부재층(10a) 및 상기 하판부재(20)는 철, 알루미늄, 마그네슘 등의 금속 재질로 구비됨이 바람직하다.

이때, 포밍장치(1)에 의해 상기 프리홈(11)이 형성되지 않은 상태의 상기 금형가공전 상판부재층(10a)과, 상기 프리홈(11)이 형성된 상기 상판부재(10)는 구분되어 이해함이 바람직하다. 또한, 상기 금형가공전 상판부재층(10a) 및 상기 상판부재(10)는 동일한 재질로 구성됨으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서는 상기 상판부재(10)는 알루미늄 재질로 구비되고, 상기 하판부재(20)는 철 재질로 구비됨을 예로써 도시하고 있으나, 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 알루미늄 및 철 이외의 금속으로 구비되는 구성도 본 발명의 범위에 포함됨으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 상판부재(10)는 상기 하판부재(20)에 구비되는 재질보다 상대적으로 용융점이 낮은 알루미늄 등과 같은 연성금속 재질로 형성된 평판이 배치됨이 바람직하다. 상기 하판부재(20)는 상기 상판부재(10)에 구비될 수 있는 알루미늄 등과 같은 금속보다 상대적으로 용융점이 높은 철 등의 이종 금속재질로 형성된 평판이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 포밍장치(1)는 접합을 위해 중첩 적층된 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)의 상면에 기설정된 위치의 상기 마찰용접리벳 접합부(c)를 가압 포밍하여 적어도 1개소 이상의 상기 프리홈(11)을 형성함이 바람직하다. 이때, 상기 마찰용접리벳 접합부(c)는 상기 자동코팅 마찰용접 접합구조체(100)가 형성되는 가소화영역을 의미함이 바람직하다. 또한, 상기 프리홈(11)은 상기 마찰용접리벳 접합부(c)의 상기 상판부재(10)의 상면이 상기 마찰용접리벳(110)의 회전마찰열에 의해 가소화영역이 형성되기 전 단계에서 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 포밍장치(1)에는 상기 상판부재(10)가 가압 성형되어 상기 프리홈(11)을 형성하는 적어도 하나 이상의 가압돌기(1a)가 돌출됨이 바람직하다. 이때, 상기 가압돌기(1a)는 상기 포밍장치(1)의 일측에 기설정된 간격으로 복수개 돌설되되 돌설된 단부측으로 갈수록 반경이 감소되는 반원 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 포밍장치(1)가 상기 상판부재(10)의 상면으로 가압됨에 따라 상기 상판부재(10)의 일측에 복수개의 상기 프리홈(11)이 동시에 형성될 수 있다. 따라서, 종래의 각 상기 프리홈(11)이 개별로 형성되는 제조 방법보다 작업시간이 절감되어 생산성이 현저히 증가될 수 있다.

여기서, 상기 가압돌기(1a)의 직경은 상기 마찰용접리벳(110)의 직경 이상으로 설정됨이 바람직하다. 즉, 상기 가압돌기(1a)의 형상에 대응되어 상기 상판부재(10)의 상면에 형성되는 상기 프리홈(11)의 직경은 상기 마찰용접리벳(110)의 직경 이상으로 설정됨이 바람직하다.

여기서, 상기 프리홈(11)은 상기 상판부재(10)의 상면 일측에 기설정된 간격으로 복수개 형성되되, 각 상기 프리홈(11)은 상면에서 하면으로 갈수록 반경이 감소하는 홈 형태로 이해함이 바람직하다. 이에 따라, 상기 마찰용접리벳(110)의 하측에 형성되는 접촉팁(130)이 상기 프리홈(11)에 의해 형성된 상기 상판부재(10)의 홈 내부로 삽입된 상태에서 회전될 수 있다.

한편, 상기 프리홈(11)에 열경화성 수지(30a)가 충진된다(s20). 여기서, 수지공급장치(2)는 상기 상판부재(10)의 상면에 형성된 상기 프리홈(11)에 에폭시 수지를 포함하는 상기 열경화성 수지(30a) 및 상기 접착제보호 수지(30b)를 충진함이 바람직하다. 상세히, 상기 수지공급장치(2)는 열경화성 수지(30a)를 충진하는 제1노즐과 상기 프리홈(11)의 전체 면적을 따라 접착제보호 수지(30b)를 충진하는 제2노즐을 포함하여 구비될 수 있다.

그리고, 상기 프리홈(11)이 형성된 상기 상판부재(10)의 상면에 상기 접착제보호 수지(30b)가 충진된 뒤 상기 접착제보호 수지(30b)의 상면에 상기 열경화성 수지(30a)가 충진됨이 바람직하다.

이때, 상기 열경화성 수지(30a)는 에폭시 수지 등을 포함한 재질로 구비될 수 있다. 여기서, 에폭시 수지는 에폭시기를 2개 이상 가지는 것이면 특별히 제한되지 않고 이용될 수 있다. 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 디시클로 펜타디엔형 에폭시 수지, 디아미노 디페닐 메탄형 에폭시 수지, 아미노 페놀형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 수소 첨가 비페놀형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 및 이들의 혼합물 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 즉, 에폭시 수지는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 에폭시 수지는 옥세탄(Oxetane) 화합물이나 비닐 에테르 화합물이 첨가된 것이어도 무방하다.

그리고, 상기 접착제보호 수지(30b)는 상기 열경화성 수지(30a)와 동종 재질로 구비될 수 있으며 상이한 재질로 구비될 수도 있다. 이때, 상기 접착제보호 수지(30b)는 상기 프리홈(11)의 상면 전체에 기설정된 두께로 도포될 수 있다.

여기서, 상기 열경화성 수지(30a)는 기설정된 온도 및 시간에 따라 경화됨이 바람직하며, 기설정된 온도 및 시간에 따라 경화된 상기 열경화성 수지(30a)는 보호코팅층(30)으로 설명 및 도시됨으로 이해함이 바람직하다. 상기 열경화성 수지(30a)의 상세한 설명은 후술된다.

한편, 상기 마찰용접리벳(110)이 상기 프리홈(11)에 삽입되어 가압 및 회전되며 마찰열에 의한 가소화영역이 형성된다(s30). 또한, 상기 열경화성 수지(30a)에 의해 경계면에 상기 보호코팅층(30)이 형성되고 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 접합된다(s30). 여기서, 상기 가소화영역에는 융접가소화영역(a) 및 개별가소화영역(b)이 포함됨으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 마찰용접리벳 접합장치(3)는 상기 프리홈(11)에 상기 마찰용접리벳(110)을 정렬 배치하고 가압 및 회전시켜 마찰열에 의한 상기 융접가소화영역(a) 및 상기 개별가소화영역(b)을 형성하여 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)를 접합함이 바람직하다.

여기서, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 하판부재(20)와 동종의 금속 재질로 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 동종 재질의 의미는 상기 마찰용접리벳(110) 및 상기 하판부재(20)의 성분비 및 첨가물이 일부 상이할 수 있으나 금속을 이루는 주성분은 동일한 재질로 형성된 재질로 이해함이 바람직하다. 예를 들어, 상기 하판부재(20)가 철 재질로 구비되는 경우에 상기 마찰용접리벳(110)은 철 재질로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 마찰용접리벳(110)에는 철 재질로 구비되되 첨가물 등이 더 구비될 수 있으나 주성분은 철 재질이므로 상기 하판부재(20)와 동종 재질로 이해함이 바람직하다.

또한, 상기 마찰용접리벳(110)은 몸체부(120), 상기 접촉팁(130), 그리고 헤드부(140)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 몸체부(120), 상기 접촉팁(130), 그리고 상기 헤드부(140)는 기능 및 위치에 따라 상기 마찰용접리벳(110)의 각 부분을 지칭하되, 하나의 부재로 일체 형성됨으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 접촉팁(130)은 기형성된 상기 상판부재(10)의 상기 프리홈(11)으로부터 회전시 마찰열을 통해 가소화영역이 형성되도록 상기 프리홈(11)에 삽입되되, 접촉마찰면적이 점증되어 가소화영역이 확장되도록 쐐기형으로 구비됨이 바람직하다. 이때, 쐐기형은 협소화된 단부로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)는 중첩 적층시 각각의 형상에 따라 완전하게 밀착되거나 부분적으로 밀착 배치될 수 있다. 이때, 상기 마찰용접리벳 접합부(c)는 상기 마찰용접리벳(110)에 의해 마찰 용접될 대상 부분을 의미함이 바람직하다. 또한, 상기 마찰용접리벳 접합부(c)는 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 상호 밀착되는 부분 중 용접 결합시 기능, 용도 등에 부정적인 영향을 미치지 않는 부분으로 기설정될 수 있다.

그리고, 상기 접촉팁(130)은 하부로 갈수록 단면적이 협소화되는 뒤집어진 원추 또는 다각뿔 형상으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 접촉팁(130)은 하단부가 상기 프리홈(11)의 일측에 점 접촉된 상태에서 회전 및 하방 가압되며, 회전시 발생된 마찰열에 의해 상기 마찰용접리벳 접합부(c)에 가소화영역을 형성하며 삽입될 수 있다. 상세히, 상기 접촉팁(130)은 상기 하판부재(10)와 동종 금속인 철 등으로 형성되어 알루미늄 등의 연성금속 재질로 구비되는 상기 상판부재(10)보다 상대적인 금속의 강도가 높게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 상판부재(10)에 형성된 상기 프리홈(11)에 상기 접촉팁(130)이 가압 및 회전되므로 회전마찰온도가 상승됨에 따라 상기 상판부재(10)가 용융 될 수 있다.

여기서, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 프리홈(11)에 삽입된 상태에서 가압 및 회전하므로 피어싱되는 과정에서 발생한 칩의 비산이 방지될 수 있다. 이때, 비산의 의미는 칩이 일정한 배출구를 거치지 않고 대기중으로 직접 배출되는 의미로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 마찰용접리벳(110)이 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)에 회전함에 따라 발생하는 회전마찰온도는 최대 950~1000℃ 내외로 상승될 수 있다. 또한, 상기 접촉팁(130)이 점점 하측으로 삽입됨에 따라 상기 접촉팁(130)의 경사진 둘레면과 상기 마찰용접리벳 접합부(c) 간 접촉마찰면적이 점증되며, 상기 가소화영역이 상기 마찰용접리벳(110)의 반경방향 외측 및 하측으로 확장될 수 있다.

이에 따라, 상기 프리홈(11)에 삽입된 상기 접촉팁(130)의 하단부가 가소화영역 외곽의 비가소화된 상기 상판부재(10)에 의해 지지되면서 회전되므로 상기 접촉팁(130)의 회전 위치가 안정적으로 유지될 수 있다. 이때, 상기 접촉팁(130)은 회전시 마찰열을 통해 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)를 가소화시키므로 엔빌 등 별도의 지지수단 없이도 가소화를 통해 연화된 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)의 내부로 용이하게 관통 삽입될 수 있다.

한편, 상기 몸체부(120)는 상기 접촉팁(130)의 상단부에 연결되는 부분으로, 상기 접촉팁(130)에 후행하여 가소화영역으로 삽입되어 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)와 접촉되도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 몸체부(120)는 상기 접촉팁(130)과 일체로 회전되며, 상기 몸체부(120)의 둘레면은 상기 마찰용접리벳 접합부(c)의 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)와 접촉된 상태에서 상기 접촉팁(130)이 통과된 부분에 지속적으로 마찰열을 공급할 수 있다.

또한, 상기 몸체부(120)에는 상기 접촉팁(130)과 연결되는 하부영역을 따라 상기 가소화영역의 교반 유동이 촉진되도록 반경방향 내측으로 함몰된 교반홈(120a)이 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 교반홈(120a)은 상단부가 상기 헤드부(140)와 이격되되 하단부가 상기 접촉팁(130)과 연결되도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 마찰용접리벳 접합부(c) 내부의 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)의 가소화 상태가 유지되되, 가소화영역이 상기 마찰용접리벳(110)의 반경방향 외측으로 확장될 수 있다. 이와 동시에, 상기 몸체부(120)의 둘레면에 접촉된 가소화상태의 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)는 상기 몸체부(120)의 회전력을 전달받아 회전 유동되며 다량의 맞물림 결합을 형성할 수 있다.

이때, 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)의 회전을 통한 마찰열 공급이 차단되면, 상기 마찰용접리벳 접합부(c) 내의 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 상호 엉킴된 상태에서 고화되며 교반 결합을 형성함과 더불어, 상기 몸체부(120)의 표면에 고착되어 접합될 수 있다.

이에 따라, 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 교반 접합을 통해 상호 간의 결합을 형성하되, 상기 몸체부(120)가 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20) 레이어 간 브릿지를 형성함이 바람직하다. 따라서, 상기 몸체부(120)가 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20) 레이어 간 브릿지를 형성하므로 가소화영역의 횡방향 및 종방향 강도가 개선될 수 있다.

그리고, 상기 헤드부(140)는 상기 몸체부(120)의 상단부로부터 상기 마찰용접리벳(110)의 반경방향 외측으로 단차지게 돌출 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 헤드부(140)는 상기 몸체부(120)의 단면적으로부터 반경방향 외측으로 확장된 단면적을 갖도록 구비된다. 상세히, 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)은 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)로 삽입됨이 바람직하다. 이에 따라, 가소화영역 내의 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)는 삽입된 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)에 의해 밀려나 상향 토출될 수 있다.

여기서, 상기 헤드부(140)는 상기 상판부재(10)의 상부를 커버한 상태에서 상향 토출된 상기 상판부재(10)를 덮어 하방 가압한다. 이에 따라, 상기 상향토출된 상기 상판부재(10)가 상기 헤드부(140)의 하부로 재충진되며 상기 상판부재(10) 및 상기 마찰용접리벳(110) 간 밀도와 상호 결합 강도가 증가될 수 있다.

또한, 상기 헤드부(140)의 하면부(32)는 반경방향 내측으로 갈수록 상향 경사지게 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 헤드부(140)의 상면부에는 상기 마찰용접리벳 결합장치(3)와 일체 회전되도록 결합되는 외력전달부(141)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 외력전달부(141)가 상기 마찰용접리벳 결합장치(3)에 물림됨에 따라 상기 마찰용접리벳 결합장치(3)의 회전력 및 가압력이 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)에 전달될 수 있다.

여기서, 상기 외력전달부(141)는 회전력전달면(141a)과 가압력전달면(141b)으로 구비된 쐐기형상의 홈이 상기 헤드부(140)의 상면 테두리를 따라 원주방향으로 다단 형성될 수 있다. 이때, 상기 회전력전달면(141a)은 상기 헤드부(140)의 테두리로부터 반경방향 내측으로 절삭 가공된 수직단면으로 구비되어 상기 마찰용접리벳 결합장치(3)의 단부에 구비된 척 등을 통한 물림시 안정적인 회전력 전달이 가능하다.

그리고, 상기 가압력전달면(141b)은 상기 회전력전달면(141a)의 반경방향 내측단으로부터 회전반대방향을 향해 절삭 가공되며, 반경방향 외측으로 갈수록 하향 경사지게 형성된다. 이에 따라, 상기 헤드부(140)에 가해진 하측 방향의 가압력 중 일부가 상기 가압력전달면(141b)의 경사방향을 따라 반경방향 내측으로 전환될 수 있다. 그리고, 상기 외력전달부(141)는 회전중심을 향한 구속력을 제공하므로 회전 중심이 안정적으로 유지되며 고속회전시에도 진동량이 최소화될 수 있다.

따라서, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)를 향해 가압 및 고속 회전되되, 마찰열을 통해 가소화된 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20) 내부로 삽입되어 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)와 결합됨이 바람직하다.

이때, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20) 사이의 교반 접합을 유도할 수 있다. 여기서, 상기 교반 접합은 마찰열에 의해 가소화된 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 상기 마찰용접리벳(110)의 회전력에 의해 유동됨에 따라 서로 엉켜 맞물림 결합됨으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 마찰용접리벳(110)의 하단부와 상기 하판부재(20) 간의 마찰열을 통해 상기 융접가소화영역(a)을 형성하여 접합된 제1접합영역(101)이 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 제1접합영역(101)은 상기 마찰용접리벳(110)이 고속 회전되며 가압됨에 따라 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)과, 상기 하판부재(20)가 각각 가소화된 상태에서 상호 교반 융접되어 접합된 영역으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 도 3을 참조하면 상기 융접가소화영역(a)은 도시된 점선(a)의 상부영역으로 이해함이 바람직하며, 상기 제1접합영역(101)이 형성된 영역을 지칭함으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 마찰용접리벳(110) 및 상기 하판부재(20)는 동종의 금속 재질로 구비되므로 교반 접합됨에 따라 연속적인 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)이 회전마찰열에 따라 용융되어 상기 마찰용접리벳(110)의 반경방향 외측으로 유동될 수 있다. 이에 따라, 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)이 상기 상판부재(10)의 일측을 상향 돌출시킬 수 있다.

또한, 상기 마찰용접리벳(110)과 상기 상판부재(10) 간의 마찰열을 통해 상기 개별가소화영역(b)을 형성하여 상기 제1접합영역(101)과 상기 마찰용접리벳(110)의 상기 헤드부(140) 사이에 충진되어 접합되는 제2접합영역(102)이 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 제2접합영역(102)은 상기 제1접합영역(101)의 돌출된 영역에 의해 상기 상면부재(10)로부터 상향 돌출되되, 상기 헤드부(140)에 의해 커버되어 형성된 영역으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 도 3을 참조하면, 상기 개별가소화영역(b)은 도시된 점선(b)의 상부영역으로 이해함이 바람직하며, 상기 제2접합영역(102)이 형성된 영역을 지칭함으로 이해함이 바람직하다. 물론, 도면에 도시되지 않았으나, 상기 개별가소화영역(b)은 상기 하판부재(20)에서 상기 제1접합영역(101)의 경계면을 따라 잔존할 수도 있다.

여기서, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 프리홈(11)에 삽입된 상태에서 가압 및 회전하므로 피어싱되는 과정에서 발생하는 칩이 상기 프리홈(11)의 외부로 배출되지 않고 회전마찰열에 의해 용융될 수 있다. 즉, 상기 프리홈(11)이 상기 상판부재(10)의 내측으로 함몰 형성되므로 피어싱 중 발생한 칩이 비산되더라도 상기 프리홈(11)의 외측 테두리로부터 중앙측의 홈으로 재유입될 수 있다.

또한, 상기 프리홈(11)은 상면에 배치되는 상기 열경화성수지(30a)가 상기 마찰용접리벳(110)의 가압 및 회전시 상기 프리홈(11)의 외부로 비산됨을 미연에 방지할 수 있다.

따라서, 상기 마찰용접리벳 접합부(c) 상면에 기형성된 상기 프리홈(11)은 오목한 상태로 형성되어 상기 마찰용접리벳(110)이 가압되어 마찰교반 회전시 발생하는 칩이 오목한 부분에 수용되므로 과도한 칩이 외부로 노출되어 발생되는 것이 최소화될 수 있다. 또한, 상기 프리홈(11) 내부에 수용된 열경화성 수지(30a)가 외부로 비산됨을 미연에 방지될 수 있다.

그리고, 상기 열경화성 수지(30a)는 상기 마찰용접리벳(110)의 회전력에 의해 외면을 따라 코팅됨이 바람직하다. 상세히, 상기 열경화성 수지(30a)는 상기 마찰용접리벳(110)이 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)를 가압하며 고속 회전됨에 따라 형성된 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면을 따라 코팅됨이 바람직하다.

이때, 상기 열경화성 수지(30a)에 의해 경계면에 상기 보호코팅층(30)이 형성되고 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 접합됨이 바람직하다. 상세히, 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면을 따라 코팅된 상기 열경화성 수지(30a)가 경화되어 상기 보호코팅층(30)이 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 보호코팅층(30)은 경화되어 상기 상부판재(10)와 상기 하부판재(20)의 접합을 매개함이 바람직하다.

여기서, 상기 보호코팅층(30)은 상기 열경화성 수지(30a)가 기설정된 온도 및 시간에 따라 경화되어 형성됨이 바람직하다. 상세히, 상기 기설정된 온도는160~200℃에서 설정되고, 상기 기설정된 시간은 20~40분 사이로 설정됨이 바람직하다. 이때, 상기 보호코팅층(30)은 에폭시 수지를 포함하는 열경화성 수지(30a)로 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 상판부재(10)의 외면에 형성된 상기 프리홈(11)에 삽입되어 가압 및 회전됨에 따라 마찰열이 발생하고, 상기 마찰열에 의해 상기 열경화성 수지(30a)가 경화될 수 있다. 상세히, 상기 열경화성 수지(30a)는 원심력에 의해 상기 가소화영역의 경계면으로 유동되되 표면장력에 따른 밀착력으로 상기 가소화영역의 경계면에 균등 분산되어 상기 보호코팅층(30)이 형성되면서 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 접합됨이 바람직하다.

그리고, 상기 열경화성 수지(30a)가 경화되는 상기 기설정된 온도가 160℃ 미만인 경우 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면을 따라 코팅되지 못할 우려가 있다. 또한, 상기 기설정된 온도가 200℃ 이상에서 경화되는 경우에도 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면을 따라 상기 열경화성 수지(30a)가 경화되지 못할 우려가 있다.

따라서, 상기 열경화성 수지(30a)가 경화되는 상기 기설정된 온도가 160~200℃로 설정됨에 따라 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면을 따라 상기 보호코팅층(30)이 형성됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 보호코팅층(30)은 상기 마찰용접리벳(110)이 고속 회전되며 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)에 가압됨에 따라 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)의 경계면에 배치되어 경화될 수 있다.

그리고, 상기 보호코팅층(30)은 상기 제2접합영역(102) 및 상기 헤드부(40)가 연접된 부분까지 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 보호코팅층(30)은 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102) 사이로 형성된 경계면이 외부 공기와 접촉되지 않도록 상기 경계면의 최외각부를 커버하도록 형성됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 마찰용접리벳(110)이 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)에 가압 및 회전됨에 따라 형성된 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면에 갈바닉 부식 방지용 상기 보호코팅층(30)이 일체로 자동 형성되므로 이종 판재의 접합 경계면에서의 부식 발생이 현격히 방지되어 내구성 및 생산효율성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 상기 보호코팅층(30)을 형성하는 상기 열경화성 수지(30a)는 상기 제1접합영역(101) 및 상기 제2접합영역(102) 간의 접합을 매개하여 경화됨에 따라 접합 강도가 더욱 증가하므로 상기 자동코팅 마찰용접 접합구조체(100)의 결합력이 현저히 개선될 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 자동코팅 마찰용접 접합구조체(100)는 중첩 적층된 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 상기 마찰용접리벳(110)으로 접합되어 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)는 금속 재질로 구비되되, 상기 상판부재(10)는 상기 하판부재(20)와 상이한 재질로 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)는 철, 알루미늄, 마그네슘 등의 금속 재질로 구비됨이 바람직하다. 예를 들어, 상기 상판부재(10)는 알루미늄 재질로 구비되고, 상기 하판부재(20)는 철 재질로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제1접합영역(101)은 상기 마찰용접리벳(110)의 하단부와 상기 하판부재(20) 간의 마찰열을 통해 상기 융접가소화영역(a)을 형성하여 접합됨이 바람직하다. 이때, 상기 제1접합영역(101)은 상기 마찰용접리벳(110)이 고속 회전되며 가압됨에 따라 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)과, 상기 하판부재(20)가 용융 접합된 영역으로 이해함이 바람직하다. 그리고, 상기 마찰용접리벳(110) 및 상기 하판부재(20)는 동종 재질로 구비되므로 용융 접합됨에 따라 연속적인 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2접합영역(102)은 상기 마찰용접리벳(110)과 상기 상판부재(10) 간의 마찰열을 통해 상기 개별가소화영역(b)을 형성하여 상기 제1접합영역(101)과 상기 마찰용접리벳(110)의 헤드부(140) 사이에 충진되어 접합됨이 바람직하다. 이때, 상기 제2접합영역(102)은 상기 제1접합영역(101)의 돌출된 영역에 의해 상기 상면부재(10)로부터 상향 돌출되되, 상기 헤드부(140)에 의해 커버되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 보호코팅층(30)은 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면을 따라 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 열경화성 수지(30a)에 의해 경계면에 상기 보호코팅층(30)이 형성되고 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)가 접합됨이 바람직하다. 이때, 상기 보호코팅층(30)은 에폭시 수지를 포함하는 열경화성 수지(30a)로 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102)의 경계면을 따라 코팅된 상기 열경화성 수지(30a)가 경화되어 상기 보호코팅층(30)이 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 보호코팅층(30)은 상기 열경화성 수지(30a)가 기설정된 온도 및 시간에 따라 경화되어 형성됨이 바람직하다. 상세히, 상기 기설정된 온도는160~200℃에서 설정되고, 상기 기설정된 시간은 20~40분 사이로 설정됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 보호코팅층(30)은 상기 마찰용접리벳(110)이 고속 회전되며 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)에 가압됨에 따라 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)의 경계면에 배치되어 경화될 수 있다.

그리고, 상기 보호코팅층(30)은 상기 제2접합영역(102) 및 상기 헤드부(40)가 연접된 부분까지 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 보호코팅층(30)은 상기 제1접합영역(101)과 상기 제2접합영역(102) 사이로 형성된 경계면이 외부 공기와 접촉되는 지점을 커버하도록 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 하판부재(20)와 동종 재질로 형성되며, 이때, 상기 동종 재질의 의미는 상기 마찰용접리벳(110) 및 상기 하판부재(20)의 성분비 및 첨가물이 일부 상이할 수 있으나 금속을 이루는 주성분은 동일한 재질로 형성된 재질로 이해함이 바람직하다. 예를 들어, 상기 하판부재(20)가 철 재질로 구비되는 경우에 상기 마찰용접리벳(110)은 철 재질로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 마찰용접리벳(110)에는 철 재질로 구비되되 첨가물 등이 더 구비될 수 있으나 주성분은 철 재질이므로 상기 하판부재(20)와 동종 재질로 이해함이 바람직하다.

또한, 상기 마찰용접리벳(110)은 상기 몸체부(120), 상기 접촉팁(130), 그리고 상기 헤드부(140)를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 몸체부(120), 상기 접촉팁(130), 그리고 상기 헤드부(140)는 기능 및 위치에 따라 상기 마찰용접리벳(110)의 각 부분을 지칭하되 하나의 부재로 일체 형성됨이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 자동코팅 마찰용접 접합시스템(200)은 상기 포밍장치(1), 상기 수지공급장치(2), 상기 마찰용접리벳 접합장치(3)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 포밍장치(1)는 접합을 위해 중첩 적층된 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)의 상면에 기설정된 위치의 상기 마찰용접리벳 접합부(c)를 가압 포밍하여 적어도 1개소 이상의 상기 프리홈(11)을 형성하는 장치로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 포밍장치(1)에는 상기 상판부재(10)가 가압 성형되어 상기 프리홈(11)을 형성하는 적어도 하나 이상의 가압돌기(1a)가 돌출됨이 바람직하다. 여기서, 상기 가압돌기(1a)는 상기 포밍장치(1)의 일측에 기설정된 간격으로 복수개 돌설되되, 단부측으로 갈수록 반경이 감소되도록 반원 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가압돌기(1a)의 단부는 하부로 갈수록 단면적이 협소화되는 뒤집어진 원추 또는 다각뿔 형상으로 구비될 수도 있다.

이때, 상기 가압돌기(1a)의 직경은 상기 마찰용접리벳(110)의 직경 이상으로 설정됨이 바람직하다. 즉, 상기 가압돌기(1a)의 형상에 대응되어 상기 상판부재(10)의 상면에 형성되는 상기 프리홈(11)의 직경은 상기 마찰용접리벳(110)의 직경 이상으로 설정됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 포밍장치(1)가 상기 상판부재(10)의 상면으로 가압됨에 따라 상기 상판부재(10)의 일측에 복수개의 상기 프리홈(11)이 동시에 형성될 수 있다. 따라서, 종래의 각 상기 프리홈(11)이 별도로 형성되는 제조 방법보다 작업시간이 절감되어 생산성이 현저히 증가될 수 있다. 더욱이, 상기 포밍장치(1)는 기설정된 상기 마찰용접리벳 접합부(c)의 위치에 상기 프리홈(11)을 형성하므로 제조시 정밀성이 현저히 증가될 수 있다.

한편, 상기 수지공급장치(2)는 열결화성 수지(30a)를 충진하는 제1노즐과 상기 프리홈(11)의 전체 면적을 따라 접착제보호 수지(30b)를 충진하는 제2노즐을 포함하여 구비될 수 있다. 여기서, 상기 수지공급장치(2)는 상기 상판부재(10)의 상면에 형성된 상기 프리홈(11)에 에폭시 수지를 포함하는 상기 열경화성 수지(30a) 및 상기 접착제보호 수지(30b)를 충진함이 바람직하다.

한편, 상기 마찰용접리벳 접합장치(3)는 상기 프리홈(11)에 상기 마찰용접리벳(110)을 정렬 배치하고 가압 및 회전시켜 마찰열에 의한 상기 융접가소화영역(a) 및 상기 개별가소화영역(b)을 형성하여 상기 상판부재(10) 및 상기 하판부재(20)를 접합하는 장치로 이해함이 바람직하다. 여기서, 상기 마찰용접리벳 결합장치(3)의 일측에는 쐐기형상의 홈 형상으로 구비된 상기 헤드부(140)의 상기 외력전달부(141)에 대응되도록 회전형합돌기가 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 마찰용접리벳 결합장치(3)의 상기 회전형합돌기는 상기 헤드부(140)에 형성된 상기 외력전달부(141)와 결합되어 일체로 회전될 수 있다. 따라서, 상기 마찰용접리벳 결합장치(3)는 상기 외력전달부(141)에 물림되어 상기 몸체부(120) 및 상기 접촉팁(130)에 안정적으로 회전력 및 가압력이 전달될 수 있다.

이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 자동코팅 마찰용접 접합구조체 1: 포밍장치
2: 수지공급장치 3: 마찰용접리벳 접합장치
10: 상판부재 11: 프리홈
20: 하판부재 30: 보호코팅층
110: 마찰용접리벳

Claims (13)

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6. 접합을 위해 중첩 적층된 상판부재 및 하판부재의 마찰용접리벳 접합부 상면에 적어도 1개소 이상의 프리홈이 형성되는 제1단계;
   상기 프리홈에 열경화성 수지가 충진되는 제2단계; 및
   마찰용접리벳이 상기 프리홈에 삽입되어 가압 및 회전되며 마찰열에 의한 가소화영역이 형성되되, 상기 열경화성 수지에 의해 상기 가소화영역의 경계면에 보호코팅층이 형성되면서 상기 상판부재 및 상기 하판부재가 접합되는 제3단계를 포함하는 자동코팅 마찰용접 접합방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제3단계에서, 상기 마찰용접리벳의 하단부와 상기 하판부재 간의 마찰열을 통해 융접가소화영역을 형성하여 접합된 제1접합영역이 형성되며,
   상기 마찰용접리벳과 상기 상판부재 간의 마찰열을 통해 개별가소화영역을 형성하여 상기 제1접합영역과 상기 마찰용접리벳의 헤드부 사이에 충진되어 접합되는 제2접합영역이 형성되고,
   상기 제1접합영역과 상기 제2접합영역의 경계면을 따라 상기 보호코팅층이 회전에 따른 원심력에 의해 자동 형성됨을 특징으로 하는 자동코팅 마찰용접 접합방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 1단계에서, 상기 프리홈의 직경은 상기 마찰용접리벳의 직경 이상으로 설정됨을 특징으로 하는 자동코팅 마찰용접 접합방법.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 제3단계에서, 상기 마찰용접리벳은 회전 마찰에 의한 회전마찰온도가 950~1000℃가 되도록 회전됨을 특징으로 하는 자동코팅 마찰용접 접합방법.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 열경화 온도가 160~200℃ 사이에서 설정되고 시간은 20~40분 사이로 설정됨을 특징으로 하는 자동코팅 마찰용접 접합방법.
11. 접합을 위해 중첩 적층된 상판부재 및 하판부재의 상면에 기설정된 위치의 마찰용접리벳 접합부를 가압 포밍하여 적어도 1개소 이상의 프리홈을 형성하는 포밍장치;
    상기 프리홈에 열경화성 수지를 충진하는 수지공급장치; 및
    상기 프리홈에 마찰용접리벳을 정렬 배치하고 가압 및 회전시켜 마찰열에 의한 가소화영역을 형성하여 상기 상판부재 및 상기 하판부재를 접합하는 마찰용접리벳 접합장치를 포함하는 자동코팅 마찰용접 접합시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 포밍장치에는 상기 상판부재가 가압 성형되어 상기 프리홈을 형성하는 적어도 하나 이상의 가압돌기가 돌출됨을 특징으로 하는 자동코팅 마찰용접 접합시스템.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 마찰용접리벳 접합장치는 상기 마찰용접리벳의 하단부와 상기 하판부재 간의 마찰열을 통해 융접가소화영역을 형성하여 접합된 제1접합영역과, 상기 마찰용접리벳과 상기 상판부재 간의 마찰열을 통해 개별가소화영역을 형성하여 상기 제1접합영역과 상기 마찰용접리벳의 헤드부 사이에 충진되어 접합되는 제2접합영역의 형성을 위한 상기 마찰용접리벳의 회전시에,
    상기 제1접합영역과 상기 제2접합영역의 경계면을 따라 보호코팅층을 자동 형성함을 특징으로 하는 자동코팅 마찰용접 접합시스템.

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