KR20190070050A - 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법 - Google Patents

이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190070050A
KR20190070050A KR1020170170516A KR20170170516A KR20190070050A KR 20190070050 A KR20190070050 A KR 20190070050A KR 1020170170516 A KR1020170170516 A KR 1020170170516A KR 20170170516 A KR20170170516 A KR 20170170516A KR 20190070050 A KR20190070050 A KR 20190070050A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lower plate
self
piercing rivet
plate
upper plate
Prior art date
Application number
KR1020170170516A
Other languages
English (en)
Inventor
강문진
감동혁
김철희
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020170170516A priority Critical patent/KR20190070050A/ko
Publication of KR20190070050A publication Critical patent/KR20190070050A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/04—Dielectric heating, e.g. high-frequency welding, i.e. radio frequency welding of plastic materials having dielectric properties, e.g. PVC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/44—Joining a heated non plastics element to a plastics element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/60—Riveting or staking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
    • B29C66/7428—Transition metals or their alloys
    • B29C66/74283—Iron or alloys of iron, e.g. steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

본 발명은 이종 소재 접합 방법에 관한 것으로서, 전도성 셀프 피어싱 리벳(SPR, Self-Piercing Rivet)을 압착부에 공급하고, 상판 및 하판을 고정부에 고정하는 준비 단계; 상기 상판 및 상기 하판이 임시 접합되도록, 상기 압착부에 의하여 상기 셀프 피어싱 리벳이 상기 상판 및 상기 하판에 삽입되는 가접합 단계; 및 용접부를 통해 상기 하판 및 상기 셀프 피어싱 리벳에 전류가 인가되어 상기 하판 및 상기 셀프 피어싱 리벳이 용융되어 접합되는 접합 단계;를 포함할 수 있다.

Description

이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법{Connecting different materials, apparatus and method for joining different materials}
본 발명은 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 열경화성 CFRP와 초고강도강의 이종소재를 접합하기 위한 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 산업의 경우 연비 및 환경 규제와 충돌 안전성 규제가 동시에 강화되고 있어, 차량의 안전성 및 경량화를 모두 충족하기 위한 소재의 다변화가 추진되고 있으며, 자동차 경량화 요구로 인해 강에 대한 고강도화뿐만 아니라 강에 비해 상대적으로 가벼운 알루미늄 합금과 마그네슘 합금에 대한 적용에 요구가 증가하고 있다.
특히, 알루미늄 합금인 경우 지속적으로 적용이 확대되고 있는 상황이고 이에 따라 동종간의 접합뿐만 아니라 강판과 알루미늄 합금과의 이종접합의 필요성이 증가하고 있으며, 적용 소재를 접합하기 위한 아크용접, 저항점용접, 레이저용접, 마찰교반용접, 기계적 체결, 접착 본딩 등의 다양한 형태의 이종소재 접합기술에 대한 연구가 진행되고 있다.
이에 따라, 난용접성 이종소재 접합을 위하여 접착제 접합과 더불어 기계적 체결이 가장 현실적인 대안으로 평가되며 다양한 기계적 체결 공법이 제안되고 있으나, 자체부품 접합에 가장 효율적이고 자동화하기 용이한 저항 점용접 방법을 활용한 이종금속 접합기술 개발이 필요하다.
그런데, 종래의 이종소재 접합에서 열경화성 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)는 기존 용융용접이 불가능하였으며, 접착제와 기계적 체결 위주의 비용접법이 개발되었으나, 홀가공 공정이 필요하고 홀정렬이 어렵고, 접합강도가 부족하고, 초고강도강에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 사상은, 상술한 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 전도성 셀프 피어싱 리벳(SPR, Self-Piercing Rivet)을 통하여 이종 소재를 가접합 한 후에, 저항용접을 적용하여 이종 소재를 접합하는 방법으로, 비철금속과 초고강도강 등의 다양한 이종 소재를 접합하는데 그 목적이 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이종 소재 접합 방법은, 전도성 셀프 피어싱 리벳(SPR, Self-Piercing Rivet)을 압착부에 공급하고, 상판 및 하판을 고정부에 고정하는 준비 단계; 상기 상판 및 상기 하판이 임시 접합되도록, 상기 압착부에 의하여 상기 셀프 피어싱 리벳이 상기 상판 및 상기 하판에 삽입되는 가접합 단계; 및 용접부를 통해 상기 하판 및 상기 셀프 피어싱 리벳에 전류가 인가되어 상기 하판 및 상기 셀프 피어싱 리벳이 용융되어 접합되는 접합 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 가접합 단계는, 상기 셀프 피어싱 리벳의 일부가 상기 상판에 삽입되는 제 1 삽입 단계; 및 상기 셀프 피어싱 리벳의 일부가 상기 하판에 삽입되는 제 2 삽입 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 셀프 피어싱 리벳을 상기 상판 및 상기 하판에 삽입하는 압착부와 상기 셀프 피어싱 리벳 및 상기 하판에 전류를 인가하는 용접부는 일체형으로 형성되는 것일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이종 소재 접합 장치는, 상판 및 하판을 고정하는 고정부; 상기 상판 및 상기 하판이 임시 접합되도록, 셀프 피어싱 리벳을 상기 상판 및 상기 하판에 삽입하는 압착부; 및 상기 셀프 피어싱 리벳 및 상기 하판에 전류를 인가하여 상기 셀프 피어싱 리벳의 일부분과 상기 하판을 용융 접합시키는 용접부;를 포함 할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 셀프 피어싱 리벳을 상기 상판 및 상기 하판에 삽입하는 압착부와 상기 셀프 피어싱 리벳 및 상기 하판에 전류를 인가하는 용접부는 일체형으로 형성되는 것일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이종 소재 접합체는, 상판; 저항용접이 가능한 전도성 소재로 상기 상판의 하부에 형성되는 상판; 저항용접이 가능한 전도성 소재로 상기 상판의 하부에 형성되는 하판; 상기 상판에 압착되어 단면이 상기 상판을 기준으로 수평형상으로 형성되고, 저항용접이 가능하도록 전도체로 형성되는 지지부; 상기 지지부의 하면 일측에 형성되고, 상기 상판을 통과하여 상기 하판에 삽입되며, 상기 하판과 저항 용접이 가능하도록 전도체로 형성되는 제 1 삽입부; 상기 제 1 삽입부의 일측이 상기 하판과 용융접합 되어 형성되는 제 1 접합부; 상기 지지부의 하면 타측에 상기 제 1 삽입부와 대응되도록 형성되고, 상기 상판을 통과하여 상기 하판에 삽입되며, 상기 하판과 저항 용접이 가능하도록 전도체로 형성되는 제 2 삽입부; 및 상기 제 2 삽입부의 일측이 상기 하판과 용융접합 되어 형성되는 제 2 접합부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법에 의하면, 전도성 셀프 피어싱 리벳을 이용하여 이종 소재를 가접합 한 후에 저항용접을 적용하여 이종 소재를 접합하여, 비철금속과 초고강도강 등의 다양한 이종 소재에 적용이 가능하고, 별도의 홀가공 공정이 필요하지 않아 공정시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 저온 공정으로 모재의 열변형을 방지할 수 있는 효과를 가진다. 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재 접합 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재 접합 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 소재 접합 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 피어싱 리벳이 접합된 이종 소재 접합체를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 소재 접합 방법을 나타내는 순서도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 따른 이종 소재 접합 방법의 단계를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이종 소재 접합 방법은, 준비 단계(S10), 가접합 단계(S20), 접합 단계(S30)을 포함할 수 있다.
준비 단계(S10)는, 전도성 셀프 피어싱 리벳(SPR, Self-Piercing Rivet, 30)을 압착부(10)에 공급하고, 상판(1) 및 하판(2)을 고정부(40)에 고정하는 단계로, 상판(1) 및 하판(2)을 고정하는 고정부(40), 상판(1) 및 하판(2)이 임시 접합되도록 셀프 피어싱 리벳(30)을 삽입하는 압착부(10) 및 셀프 피어싱 리벳(30) 및 하판(2)에 전류를 인가하여 셀프 피어싱 리벳(30)의 일부분과 하판(2)을 용융 접합시키는 용접부(20)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 준비 단계(S10)는 열경화성 탄소섬유강화플라스틱(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastic)으로 형성되는 상판(10)과 초고강도강으로 형성되는 하판(20)을 고정부(40)에 고정하고, 셀프 피어싱 리벳(30)을 상판(10) 상부에 준비한다.
셀프 피어싱 리벳(30)의 상부와 하판(2)의 하부에는 상하 압착을 가하는 프레스로 형성되는 압착부(10)가 형성될 수 있다.
상판(1) 또는 하판(2)은 알루미늄 시트 또는 초고장력 강판으로 이루어지고, 적어도 2장 이상일 수 있으며, 이종 재질 또는 동종 재질로 이루어질 수 있다.
가접합 단계(S20)는, 상판(1) 및 하판(2)이 임시 접합되도록 압착부(10)에 의하여 셀프 피어싱 리벳(30)이 상판(1) 및 하판(2)에 삽입되는 단계로, 준비 단계(S10)에서 준비된 상판(1)과 하판(2)이 고정부(40)에 의해 고정되고, 셀프 피어싱 리벳(30)이 압착부(10)에 의하여 상판(1) 및 하판(2)에 삽입될 수 있다.
예컨대, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 가접합 단계(S10)는 고정부(40)에 고정된 상판(1) 및 하판(2)의 상부에서 셀프 피어싱 리벳(30)이 압착부(10)로 가압되어 셀프 피어싱 리벳(30)이 상판(1) 부터 하판(2) 까지 삽입될 수 있다.
접합 단계(S30)는, 용접부(20)를 통해 하판(2) 및 셀프 피어싱 리벳(30)에 전류가 인가되어 하판(2) 및 셀프 피어싱 리벳(30)이 용융되어 접합되는 단계로, 용접부(20)가 셀프 피어싱 리벳(30)과 하판(2)에 접촉되어 용접을 진행할 수 있다.
예컨대, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 접합 단계(S30)는 가접합 단계(S10)에서 상판(1) 및 하판(2)에 셀프 피어싱 리벳(30)을 삽입한 후에, 용접부(20)로 이송되거나 또는 용접부(20)를 포함하는 용접 장치가 이동하여 용접이 이루어질 수 있다.
용접부(20)의 일단에 형성된 제 1 전극은 셀프 피어싱 리벳(30)에 접촉되고, 용접부(20)의 타단에 형성된 제 2 전극은 하판(2)에 접촉되어 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 전원을 인가하여 도 2의 (d)와 같이 용접될 수 있다.
접합 단계(S30)에서 용접방법을 사용하여 셀프 피어싱 리벳(30)과 하판(2)을 용융시켜 접합할 수 있다. 이때, 용접하는 방법은 전기저항용접으로 용접재를 서로 접촉시켜 압력을 주면서 통전함으로써, 접촉저항 및 금속자체의 비저항에 의하여 발생하는 열로 용접재가 가열되었을 때 압력을 가하여 접합하는 것이다.
전기저항용접 중에 자동화가 용이하고 대량생산 공정에 적합하여 여러 구조재의 접합에 사용되는 점용접(스폿 용접: spot welding)은 용접재가 안착되는 고정된 하부 전극과, 하부 전극 상에서 상하로 이동되는 상부 전극에 의하여 용접이 이루어지며, 접합하고자 하는 금속을 맞대어 놓고 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 소재 접합 방법을 나타내는 도면이다.
셀프 피어싱 리벳(30)을 상판(1) 및 하판(2)에 삽입하는 압착부(10)와 셀프 피어싱 리벳(30) 및 하판(2)에 전류를 인가하는 용접부(20)는 일체형으로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 별도의 고정부에 고정된 상판(1) 및 하판(2)의 상부에서 셀프 피어싱 리벳(30)이 압착부(10)로 가압되어 셀프 피어싱 리벳(30)이 상판(1) 부터 하판(2) 까지 삽입될 수 있다.
압착부(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상하부에서 각각 압력을 가하여 셀프 피어싱 리벳(30)을 상판(1) 및 하판(2)에 삽입할 수 있으며, 압착부(10)는 리벳건을 포함하여 셀프 피어싱 리벳(30)을 리벳건에 장착 후 일정 이상의 압력으로 셀프 피어싱 리벳(30)을 순간적으로 펀칭하여 상판(1) 및 하판(2)에 삽입할 수 있다.
용접부(20)는 압착부(10)의 내부에 제 1 전극 및 제 2 전극이 일체형으로 형성되어, 셀프 피어싱 리벳(30)이 상판(1) 및 하판(2)에 삽입됨과 동시에 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 전원이 인가되어 도 3의 (d)와 같이 용접될 수 있다.
용접을 하기 위하여 전류가 인가되는 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 포함하는 용접부(20)는 압착부(10)의 내부 일부분에 형성될 수 있으며, 또는, 압착부(10)가 용접부(20)의 역할을 동시에 하는 일체형으로 형성될 수 있다.
용접부(20)는 압착부(10)에서 삽입이 이루어짐과 동시에 전원을 인가하여 삽입 공정과 용접 공정을 일시에 처리할 수 있으며, 공정 절차의 감소화로 인한 공정시간 및 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 도 1의 셀프 피어싱 리벳이 접합된 부분을 나타내는 단면도이이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가접합 단계(S20)는, 셀프 피어싱 리벳(30)의 일부가 상판(1)에 삽입되는 제 1 삽입 단계(S21) 및 셀프 피어싱 리벳(30)의 일부가 하판(2)에 삽입되는 제 2 삽입 단계(S22)를 포함할 수 있다.
가접합 단계(S20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 셀프 피어싱 리벳(30)이 상판(1)을 뚫고 지나서 하판(2)에 삽입된 후에 용접부(20)에 의하여 용접될 수 있다. 즉, 셀프 피어싱 리벳(30)의 일부가 하판(2)에 삽입된 채로 용융이 일어나 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 피어싱 리벳이 접합된 이종 소재 접합체를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이종 소재 접합체는, 상판(1), 하판(2), 지지부(31), 제 1 삽입부(32), 제 1 접합부(32a), 제 2 삽입부(33), 제 2 접합부(33a)를 포함할 수 있다.
지지부(31)는 모재의 상판(1)에 압착되어 저항용접이 가능하도록 전도체로 형성될 수 있다.
상판(1)은 열경화성 탄소섬유강화플라스틱(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastic)으로 형성될 수 있으며, 이외에도, 플라스틱, 알루미늄, 고분자 스틸, 기타 비철 소재 등을 포함할 수 있다.
하판(2)은 저항용접이 가능한 전도성 소재로 상판(1)의 하부에 형성되는 초고강도강 소재로 형성될 수 있다.
지지부(31)는 상판(1)에 압착되어 단면이 상판(1)을 기준으로 수평형상으로 형성되고, 저항용접이 가능하도록 전도체로 형성되는 것으로, 상부에서 압착부에 의하여 압착될 수 있도록 평평한 상면을 이루고 있으며, 용접부에 의하여 용접될 수 있도록 전도체, 대표적으로 금속소재로 형성될 수 있다.
제 1 삽입부(32)는 지지부(31)의 하면 일측에 형성되고, 상판(1)을 통과하여 하판(2) 삽입되며, 하판(2)과 저항 용접이 가능하도록 전도체로 형성될 수 있고, 제 1 접합부(32a)는 제 1 삽입부(32)의 일측이 하판(2)과 용융접합 되어 형성될 수 있다.
제 2 삽입부(33)는 지지부(31)의 하면 타측에 제 1 삽입부(32)와 대응되도록 형성되고, 상판(1)을 통과하여 하판(2)에 삽입되며, 하판(2)과 저항 용접이 가능하도록 전도체로 형성될 수 있으며, 제 2 접합부(33a)는 제 2 삽입부(33)의 일측이 하판(2)과 용융접합 되어 형성될 수 있다.
예컨대, 제 1 삽입부(32) 및 제 2 삽입부(33)는 지지부(31)의 하면에서 일측과 타측에 각각 형성될 수 있으며, 결합이 필요한 이종 소재인 상판(1) 및 하판(2)에 삽입되기 위하여 침형상으로 형성될 수 있다.
제 1 삽입부(32)의 일측부는 하판(2)에 삽입되어 용융이 일어나 접합되어 제 1 접합부(32a)를 형성할 수 있으며, 제 2 삽입부(33)의 일측부는 하판(2)에 삽입되어 용융이 일어나 접합되어 제 2 접합부(33a)를 형성할 수 있다.
제 1 삽입부(32)와 제 2 삽입부(33)가 하판(2)에 접합되고, 지지부(31)가 상판(1)을 고정시켜 비철금속인 상판(1)과 초고강도강인 하판(2)을 견고히 접합할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법에 의하면, 전도성 셀프 피어싱 리벳을 이용하여 이종 소재를 가접합 한 후에 저항용접을 적용하여 이종 소재를 접합하여, 비철금속과 초고강도강 등의 다양한 이종 소재에 적용이 가능하고, 별도의 홀가공 공정이 필요하지 않아 공정시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 저온 공정으로 모재의 열변형을 방지할 수 있는 효과를 가진다. 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 상판
2 : 하판
10 : 압착부
20 : 용접부
30 : 셀프 피어싱 리벳
31 : 지지부
32 : 제 1 삽입부
32a : 제 1 접합부
33 : 제 2 삽입부
33a : 제 2 접합부
40 : 고정부

Claims (6)

  1. 전도성 셀프 피어싱 리벳(SPR, Self-Piercing Rivet)을 압착부에 공급하고, 상판 및 하판을 고정부에 고정하는 준비 단계;
    상기 상판 및 상기 하판이 임시 접합되도록, 상기 압착부에 의하여 상기 셀프 피어싱 리벳이 상기 상판 및 상기 하판에 삽입되는 가접합 단계; 및
    용접부를 통해 상기 하판 및 상기 셀프 피어싱 리벳에 전류가 인가되어 상기 하판 및 상기 셀프 피어싱 리벳이 용융되어 접합되는 접합 단계;
    를 포함하는, 이종 소재 접합 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가접합 단계는,
    상기 셀프 피어싱 리벳의 일부가 상기 상판에 삽입되는 제 1 삽입 단계; 및
    상기 셀프 피어싱 리벳의 일부가 상기 하판에 삽입되는 제 2 삽입 단계;
    를 포함하는, 이종 소재 접합 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀프 피어싱 리벳을 상기 상판 및 상기 하판에 삽입하는 압착부와 상기 셀프 피어싱 리벳 및 상기 하판에 전류를 인가하는 용접부는 일체형으로 형성되는 것인, 이종 소재 접합 방법.
  4. 상판 및 하판을 고정하는 고정부;
    상기 상판 및 상기 하판이 임시 접합되도록, 셀프 피어싱 리벳을 상기 상판 및 상기 하판에 삽입하는 압착부; 및
    상기 셀프 피어싱 리벳 및 상기 하판에 전류를 인가하여 상기 셀프 피어싱 리벳의 일부분과 상기 하판을 용융 접합시키는 용접부;
    를 포함하는, 이종 소재 접합 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 셀프 피어싱 리벳을 상기 상판 및 상기 하판에 삽입하는 압착부와 상기 셀프 피어싱 리벳 및 상기 하판에 전류를 인가하는 용접부는 일체형으로 형성되는 것인, 이종 소재 접합 장치.
  6. 상판;
    저항용접이 가능한 전도성 소재로 상기 상판의 하부에 형성되는 하판;
    상기 상판에 압착되어 단면이 상기 상판을 기준으로 수평형상으로 형성되고, 저항용접이 가능하도록 전도체로 형성되는 지지부;
    상기 지지부의 하면 일측에 형성되고, 상기 상판을 통과하여 상기 하판에 삽입되며, 상기 하판과 저항 용접이 가능하도록 전도체로 형성되는 제 1 삽입부;
    상기 제 1 삽입부의 일측이 상기 하판과 용융접합 되어 형성되는 제 1 접합부;
    상기 지지부의 하면 타측에 상기 제 1 삽입부와 대응되도록 형성되고, 상기 상판을 통과하여 상기 하판에 삽입되며, 상기 하판과 저항 용접이 가능하도록 전도체로 형성되는 제 2 삽입부; 및
    상기 제 2 삽입부의 일측이 상기 하판과 용융접합 되어 형성되는 제 2 접합부;
    를 포함하는, 이종 소재 접합체.
KR1020170170516A 2017-12-12 2017-12-12 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법 KR20190070050A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170516A KR20190070050A (ko) 2017-12-12 2017-12-12 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170516A KR20190070050A (ko) 2017-12-12 2017-12-12 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190070050A true KR20190070050A (ko) 2019-06-20

Family

ID=67104076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170516A KR20190070050A (ko) 2017-12-12 2017-12-12 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190070050A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023066138A1 (en) * 2021-10-20 2023-04-27 Novelis Inc. Thermal assisted self-piercing riveting for high strength 7xxx aluminum
CN116757068A (zh) * 2023-06-06 2023-09-15 青岛理工大学 一种基于深度学习对cfrp自冲铆接成形过程的预测方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023066138A1 (en) * 2021-10-20 2023-04-27 Novelis Inc. Thermal assisted self-piercing riveting for high strength 7xxx aluminum
CN116757068A (zh) * 2023-06-06 2023-09-15 青岛理工大学 一种基于深度学习对cfrp自冲铆接成形过程的预测方法
CN116757068B (zh) * 2023-06-06 2024-01-09 青岛理工大学 一种基于深度学习对cfrp自冲铆接成形过程的预测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11984691B2 (en) Resistance welding fastener, apparatus and methods
CN108838494B (zh) 用于接合同种和异种材料的电阻焊接紧固件、设备和方法
JP6509205B2 (ja) 抵抗溶接用ファスナー、装置及び方法
EP3072626B1 (en) Joining device and joining method
KR20160033879A (ko) 셀프 피어싱 프로젝션 웰딩 리벳 및 이를 이용한 접합 구조체
US5739498A (en) Method of and apparatus for joining plate members by the use of anchor pegs
US9012029B2 (en) Method of bonding panels of dissimilar material and bonded structure
CN104797372A (zh) 焊接辅助结合零件和用该零件连接元件的方法
KR20160023814A (ko) 이재 접합용 리벳, 이재 접합용 부재, 이재 접합체의 제조 방법 및 이재 접합체
US9711926B2 (en) Method of forming an interface for an electrical terminal
KR20180022498A (ko) 진동 저항 요소 용접방법
KR20190070050A (ko) 이종 소재 접합체, 이종 소재 접합 장치 및 방법
KR101888384B1 (ko) 이종부재 접합방법
KR100501655B1 (ko) 알루미늄판재 접합용 자기압입 마찰리벳 및 이것을 이용한알루미늄판재의 접합방법
KR20180065674A (ko) 이종소재 접합용 리벳 및 이를 이용한 이종소재 접합 구조체
KR20170138314A (ko) 스틸 소재와 이종 소재의 접합 방법
US20220097165A1 (en) Conductive sheet as current conductor to spot weld steel
KR20180044622A (ko) 이종소재 접합 구조체 및 접합 방법
US20180169961A1 (en) System and method for bonding structures
CN110582650B (zh) 接合体、汽车用座椅框架以及接合方法
KR20160012607A (ko) 셀프 피어싱 리벳을 이용한 접합방법
KR102622160B1 (ko) 이종 소재 접합 장치 및 이종 소재 접합 방법
JP2022159778A (ja) 固定装置及び複合部材の製造方法
CN118049426A (zh) 用于联结工件的方法和***
KR20230133630A (ko) 이종 소재 접합 리벳과, 이종 소재 접합 장치 및 이송 소재 접합 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application