KR20210079634A - 용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법 - Google Patents

용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20210079634A KR1020190171619A KR20190171619A KR20210079634A KR 20210079634 A KR20210079634 A KR 20210079634A KR 1020190171619 A KR1020190171619 A KR 1020190171619A KR 20190171619 A KR20190171619 A KR 20190171619A KR 20210079634 A KR20210079634 A KR 20210079634A
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Abstract

제2접합부 및 제2접합부와 교차되는 교차접합부가 설정되고, 제1접합부의 일부와 제2접합부가 중첩되도록 제1파트와 결합되며, 제2접합부와 제1접합부가 선행 용접된 제2파트; 및 제3접합부가 설정되고, 제3접합부의 일부는 제1접합부의 타부와 중첩되며 제3접합부의 나머지 부분은 교차접합부와 중첩되고, 각각의 중첩된 부분들이 후행 용접됨으로써 제1파트 및 제2파트와 결합된 제3파트;를 포함하는 용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법이 소개된다.

Description

용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법 {COMPONENT PRODUCED BY WELDING AND METHOD FOR PRDUCING THE SAME}
본 발명은 레이저브레이징용접 등의 용접을 통하여 복수의 패널을 서로 교차되도록 용접함으로써 제조하는 경우 발생될 수 있는 용접 부위의 불량을 방지할 수 있는 용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
스틸 또는 알루미늄 또는 서로 상이한 재질의 패널을 용접하는 경우 용접 품질의 확보 및 외관 디자인의 요구에 따라 레이저브레이징용접이 사용되는 경우가 있다.
그러나 레이저브레이징용접의 경우 두 개의 패널을 서로 가압한 상태에서 이루어지기 때문에 용접 후 스프링백 현상이 발생할 수 있고, 특히 3개 이상의 패널을 교차하며 용접하는 경우 2 개 이상의 용접 라인이 서로 교차하게 되는데, 그 교차지점에서 용접비드 끝단부의 뭉침부로 인해 패널 사이가 들뜨게 되고, 이로 인해 용접이 불량해지는 문제가 발생된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 용접부가 중첩되지 않도록 해야 하는데, 그 경우에는 원하는 제품의 디자인 구현이 어려운 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-0812414 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 레이저브레이징용접 등의 용접을 통하여 복수의 패널을 서로 교차되도록 용접함으로써 제조하는 경우 발생될 수 있는 용접 부위의 불량을 방지할 수 있는 용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접으로 제조된 부품은, 제1접합부가 설정된 제1파트; 제2접합부 및 제2접합부와 교차되는 교차접합부가 설정되고, 제1접합부의 일부와 제2접합부가 중첩되도록 제1파트와 결합되며, 제2접합부와 제1접합부가 선행 용접된 제2파트; 및 제3접합부가 설정되고, 제3접합부의 일부는 제1접합부의 타부와 중첩되며 제3접합부의 나머지 부분은 교차접합부와 중첩되고, 각각의 중첩된 부분들이 후행 용접됨으로써 제1파트 및 제2파트와 결합된 제3파트;를 포함하고, 후행 용접은 선행 용접의 시작단과 끝단에서 일정거리 이격된 지점을 가로지르며 교차하도록 한다.
선행 용접과 후행 용접은 레이저용접일 수 있다.
제1접합부, 제2접합부, 교차접합부 및 제3접합부는 각각 제1파트, 제2파트 및 제3파트의 테두리를 따라 형성된 제1테두리부, 제2테두리부 및 제3테두리부에 설정될 수 있다.
제1파트, 제2파트 및 제3파트는 동일하거나 서로 상이한 금속재질일 수 있다.
제2접합부와 교차접합부는 제2파트의 테두리를 따라 구역을 나누어 설정됨으로써 제2접합부와 교차접합부가 서로 만나는 지점에서 제2접합부와 교차접합부가 교차될 수 있다.
제2파트의 제2테두리부 단부에는 상방으로 절곡되어 테두리의 강성을 보강하는 보강플랜지가 형성될 수 있다.
제2접합부는 제1접합부의 일부와 중첩된 지점에서 외측으로 더 연장되고, 선행 용접은 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 시작하여 제1접합부의 테두리를 따라 이루어진 후 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 끝날 수 있다.
선행 용접의 시작단과 끝단에는 용접비드 뭉침부가 형성될 수 있다.
제1파트는 차량의 테일게이트 아우터패널어셈블리의 어퍼패널이며, 제3파트는 테일게이트 아우터패널어셈블리의 로워패널이고, 제2파트는 테일게이트 아우터패널어셈블리의 어퍼패널과 로워패널 사이에 배치된 익스텐션패널일 수 있다.
제1파트와 제3파트는 양 측단부가 서로 용접되고 마주하는 중앙부가 이격되며, 중앙부에 제2파트가 배치되고, 제1파트와 제2파트 및 제3파트가 모두 교차되는 지점에서 선행 용접과 후행 용접은 서로 예각을 이루며 교차될 수 있다.
본 발명의 부품을 제조하는 방법은, 제1접합부의 일부와 제2접합부를 중첩하고 가압을 한 상태에서 선행 용접함으로써 제1파트와 제2파트를 결합하는 단계; 및 제3접합부의 일부를 제1접합부의 타부와 중첩하고 제3접합부의 나머지 부분은 교차접합부와 중첩한 상태에서 가압하며 후행 용접함으로써 제1파트와 제2파트 및 제3파트를 결합하며, 후행 용접이 선행 용접의 시작단과 끝단에서 일정거리 이격된 지점을 가로지르며 교차되도록 하는 단계;를 포함한다.
제1파트와 제2파트를 결합하는 단계에서는, 선행 용접을 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 시작하여 제1접합부의 테두리를 따라 이루어진 후 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 끝낼 수 있다.
제1파트와 제2파트를 결합하는 단계에서는, 선행 용접의 시작단과 끝단에 용접비드 뭉침부가 형성될 수 있다.
제1파트와 제2파트를 결합하는 단계 이전에는, 제2파트의 제2테두리부 단부에 상방으로 절곡되어 테두리의 강성을 보강하는 보강플랜지를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법에 따르면, 레이저브레이징용접 등의 용접을 통하여 복수의 패널을 서로 교차되도록 용접함으로써 제조하는 경우 발생될 수 있는 용접 부위의 불량을 방지할 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접으로 제조된 부품의 제1파트, 제2파트 및 제3파트를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접으로 제조된 부품의 제1파트와 제2파트가 결합된 상태를 나타낸 도면.
도 5는 도 4에 도시된 부품의 A-A 부분을 절개한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접으로 제조된 부품이 모두 결합된 상태를 나타낸 도면.
도 7은 도 6에 도시된 부품의 A 부분을 확대한 도면.
도 8은 도 7에 도시된 부품의 B-B 부분을 절개한 단면도.
도 9는 도 7에 도시된 부품의 C-C 부분을 절개한 단면도.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접으로 제조된 부품의 제1파트, 제2파트 및 제3파트를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접으로 제조된 부품의 제1파트와 제2파트가 결합된 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 부품의 A-A 부분을 절개한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접으로 제조된 부품이 모두 결합된 상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 6에 도시된 부품의 A 부분을 확대한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 부품의 B-B 부분을 절개한 단면도이며, 도 9는 도 7에 도시된 부품의 C-C 부분을 절개한 단면도이다.
본 발명은 레이저브레이징용접 등의 용접을 통하여 복수의 패널을 서로 교차되도록 용접함으로써 제조하는 경우 발생될 수 있는 용접 부위의 불량을 방지할 수 있는 용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접으로 제조된 부품의 제1파트(100), 제2파트(300) 및 제3파트(500)를 나타낸 도면으로서, 본 발명의 용접으로 제조된 부품은, 제1접합부(120)가 설정된 제1파트(100); 제2접합부(320) 및 제2접합부와 교차되는 교차접합부(340)가 설정되고, 제1접합부의 일부(122)와 제2접합부(320)가 중첩되도록 제1파트(100)와 결합되며, 제2접합부(320)와 제1접합부(120)가 선행 용접(W1)된 제2파트; 및 제3접합부(520)가 설정되고, 제3접합부의 일부(524)는 제1접합부의 타부(124)와 중첩되며 제3접합부의 나머지 부분(522)은 교차접합부(340)와 중첩되고, 각각의 중첩된 부분들이 후행 용접(W2)됨으로써 제1파트(100) 및 제2파트(300)와 결합된 제3파트(500);를 포함하고, 후행 용접(W2)은 선행 용접(W1)의 시작단과 끝단에서 일정거리 이격된 지점을 가로지르며 교차할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 경우 3개 이상의 파트가 모여 하나의 부품 어셈블리를 이루는 경우이고, 그 예로서 패널들이 용접에 의해 접합되는 경우에 해당한다.
본 발명이 적용될 수 있는 일 실시예로는 차량의 테일게이트 외면을 이루는 아우터패널어셈블리로서, 제1파트(100)는 차량의 테일게이트 아우터패널어셈블리의 어퍼패널이며, 제3파트(500)는 테일게이트 아우터패널어셈블리의 로워패널이고, 제2파트(300)는 테일게이트 아우터패널어셈블리의 어퍼패널과 로워패널 사이에 배치된 익스텐션패널일 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적인 사상이 테일게이트에만 적용되는 것은 아니고, 차량의 도어패널이나 각종 외장 패널, 나아가 다양한 산업 부품에 활용이 가능하다고 할 것이다.
또한, 본 발명은 용접라인이 서로 교차되며 지나가는 경우에 적용될 수 있는데, 본 발명의 선행 용접(W1)과 후행 용접(W2)은 레이저용접일 수 있다. 구체적으로는 레이저브레이징용접의 경우에 해당할 수 있다. 이와 같이 2 개의 용접라인이 교차되는 경우에는 먼저 이루어진 용접라인의 시작 단부 혹은 끝단부에 비드가 뭉쳐진 뭉침부(W1')가 형성되는데, 이 뭉침부(W1')에 추가적인 패널이 안착되고 후행 용접이 이루어질 경우 추가적인 패널은 들뜸 형상이 발생되고, 그에 따라 후행 용접이 불량으로 될 확률이 높아진다.
본 발명은 이러한 경우를 방지하기 위해 제1파트(100)와 제3파트(500)의 사이에 제2파트(300)를 용접함에 있어서 각기 용접되는 부분을 명확히 구분하도록 함으로써 용접 끝단의 비드 뭉침부(W1')를 피해 용접이 이루어지도록 하고, 이를 통해 전체적인 용접 품질을 확보하기 위한 것이다.
구체적으로, 제1접합부(120), 제2접합부(320), 교차접합부(340) 및 제3접합부(520)는 각각 제1파트(100), 제2파트(300) 및 제3파트(500)의 테두리를 따라 형성된 제1테두리부, 제2테두리부 및 제3테두리부에 설정될 수 있다. 각각의 플랜지는 각 파트의 테두리 일정 영역을 정의하는 개념으로 이해될 수 있다. 그리고 제1파트(100), 제2파트(300) 및 제3파트(500)는 동일하거나 서로 상이한 금속재질일 수 있다.
한편, 도 2와 같이, 제2접합부(320)와 교차접합부(340)는 제2파트(300)의 테두리를 따라 구역을 나누어 설정됨으로써 제2접합부(320)와 교차접합부(340)가 서로 만나는 지점에서 제2접합부(320)와 교차접합부(340)가 교차되도록 할 수 있다. 도시된 바와 같이 제2파트(300)는 타원의 형상으로 될 수 있으며, 상부 테두리는 제2접합부(320)를 구성하고, 하부 테두리는 교차접합부(340)를 구성하며, 이들은 양단에서 만나 교차되는 것으로 설정될 수 있다.
그리고 제2파트(300)의 제2테두리부 단부에는 상방으로 절곡되어 테두리의 강성을 보강하는 보강플랜지(360)가 형성될 수 있다. 보강플랜지(360)는 도 2, 8 내지 9에서 제2파트의 좌측 끝단부와 같이 상방으로 절곡된 부분을 나타내며, 이와 같이 상방으로 절곡된 지점을 통해서 제2파트(300)의 제2테두리부 부분의 강성을 확보하도록 한다.
또한, 제2접합부(320)는 도 7과 같이, 제1접합부의 일부(122)와 중첩된 지점에서 외측으로 더 연장되고, 선행 용접(W1)은 제1접합부(120)의 테두리 외측의 연장된 제2접합부(320)에서 시작하여 제1접합부(120)의 테두리를 따라 이루어진 후 제1접합부(120)의 테두리 외측의 연장된 제2접합부(320)에서 끝나도록 한다. 이와 같은 선행 용접(W1)의 과정을 통해 선행 용접(W1)의 끝단부의 비드 뭉침부(W1')가 충분히 외측으로 치우쳐 위치할 수 있도록 한다.
레이저브레이징 공법은 레이저열원에 의해 용융된 필러 와이어가 모재 표면에 부착되어 모세관 현상에 의해 패널간 틈새로 유입 및 접합되는 공법으로서, 레이저브레이징의 시작/끝단부에는 비드 뭉침이 발생이 되어진다.
이에 따라 차량의 테일게이트 용접 제작시에는 익스텐션패널의 보강플랜지에 인접한 익스텐션패널의 테두리 부분에서 용접이 시작되기 때문에 모세관 현상에 의해 용접재료가 파고들어갈 틈이 없어 해당 부분에서 그대로 비드 뭉침이 발생되어진다. 이러한 비드 뭉침이 있는 상태에서 다른 패널이 매칭될 경우에는 비드뭉침에 의해 들뜸이 발생되고 이상태에서 레이저브레이징이 이루어져 틈 사이로 비드가 모세관 현상에 의해 들어가버려 외관상 레이저브레이징 비드 형상이 불량하게 된다.
본 발명은 경우에는 도 7, 9와 같이 제2파트(300)가 외측으로 충분히 연장된 상태에서 선행 용접(W1)의 비드 뭉침부(W1')가 위치됨으로써 제3파트(500)의 경우 용접을 위해 매칭되더라도 선행 용접(W1)의 비드 뭉침부(W1')를 회피하여 위치되고, 그에 따라 도 8과 같이 제3파트(500)가 제1파트(100)에 안정적으로 면 밀착 방식으로 매칭이 확실히 이루어진 상태에서 후행 용접(W2)이 이루어지고, 용접불량이 발생되지 않는 것이다.
그리고, 도 6과 같이 제1파트(100)와 제3파트(500)는 양 측단부가 서로 용접되고 마주하는 중앙부가 이격되며, 이를 통해 중앙부가 빈 공간을 이루고, 그 빈 공간의 중앙부에 제2파트(300)가 배치된다. 그리고 제1파트(100)와 제2파트(300) 및 제3파트(500)가 모두 교차되는 지점에서 선행 용접(W1)과 후행 용접(W2)은 도 7과 같이 서로 예각을 이루며 교차되도록 한다.
이와 같은 본 발명의 부품을 용접으로 제조하는 방법은, 제1접합부의 일부와 제2접합부를 중첩하고 가압을 한 상태에서 선행 용접함으로써 제1파트와 제2파트를 결합하는 단계; 및 제3접합부의 일부를 제1접합부의 타부와 중첩하고 제3접합부의 나머지 부분은 교차접합부와 중첩한 상태에서 가압하며 후행 용접함으로써 제1파트와 제2파트 및 제3파트를 결합하며, 후행 용접이 선행 용접의 시작단과 끝단에서 일정거리 이격된 지점을 가로지르며 교차되도록 하는 단계;를 포함한다.
그리고 제1파트와 제2파트를 결합하는 단계에서는, 선행 용접을 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 시작하여 제1접합부의 테두리를 따라 이루어진 후 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 끝낼 수 있도록 한다.
또한, 제1파트와 제2파트를 결합하는 단계에서는, 선행 용접의 시작단과 끝단에 용접비드 뭉침부가 형성되도록 한다.
그리고, 제1파트와 제2파트를 결합하는 단계 이전에는, 제2파트의 제2테두리부 단부에 상방으로 절곡되어 테두리의 강성을 보강하는 보강플랜지를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 용접으로 제조된 부품 및 그 제조방법에 따르면, 레이저브레이징용접 등의 용접을 통하여 복수의 패널을 서로 교차되도록 용접함으로써 제조하는 경우 발생될 수 있는 용접 부위의 불량을 방지할 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 제1파트 300 : 제2파트
500 : 제3파트

Claims (14)

  1. 제1접합부가 설정된 제1파트;
    제2접합부 및 제2접합부와 교차되는 교차접합부가 설정되고, 제1접합부의 일부와 제2접합부가 중첩되도록 제1파트와 결합되며, 제2접합부와 제1접합부가 선행 용접된 제2파트; 및
    제3접합부가 설정되고, 제3접합부의 일부는 제1접합부의 타부와 중첩되며 제3접합부의 나머지 부분은 교차접합부와 중첩되고, 각각의 중첩된 부분들이 후행 용접됨으로써 제1파트 및 제2파트와 결합된 제3파트;를 포함하고,
    후행 용접은 선행 용접의 시작단과 끝단에서 일정거리 이격된 지점을 가로지르며 교차하는 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    선행 용접과 후행 용접은 레이저용접인 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1접합부, 제2접합부, 교차접합부 및 제3접합부는 각각 제1파트, 제2파트 및 제3파트의 테두리를 따라 형성된 제1테두리부, 제2테두리부 및 제3테두리부에 설정된 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1파트, 제2파트 및 제3파트는 동일하거나 서로 상이한 금속재질인 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제2접합부와 교차접합부는 제2파트의 테두리를 따라 구역을 나누어 설정됨으로써 제2접합부와 교차접합부가 서로 만나는 지점에서 제2접합부와 교차접합부가 교차되는 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제2파트의 제2테두리부 단부에는 상방으로 절곡되어 테두리의 강성을 보강하는 보강플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제2접합부는 제1접합부의 일부와 중첩된 지점에서 외측으로 더 연장되고, 선행 용접은 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 시작하여 제1접합부의 테두리를 따라 이루어진 후 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 끝나는 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  8. 청구항 7에 있어서,
    선행 용접의 시작단과 끝단에는 용접비드 뭉침부가 형성된 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  9. 청구항 1에 있어서,
    제1파트는 차량의 테일게이트 아우터패널어셈블리의 어퍼패널이며, 제3파트는 테일게이트 아우터패널어셈블리의 로워패널이고, 제2파트는 테일게이트 아우터패널어셈블리의 어퍼패널과 로워패널 사이에 배치된 익스텐션패널인 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제1파트와 제3파트는 양 측단부가 서로 용접되고 마주하는 중앙부가 이격되며, 중앙부에 제2파트가 배치되고, 제1파트와 제2파트 및 제3파트가 모두 교차되는 지점에서 선행 용접과 후행 용접은 서로 예각을 이루며 교차되는 것을 특징으로 하는 용접으로 제조된 부품.
  11. 청구항 1의 부품을 제조하는 방법으로서,
    제1접합부의 일부와 제2접합부를 중첩하고 가압을 한 상태에서 선행 용접함으로써 제1파트와 제2파트를 결합하는 단계; 및
    제3접합부의 일부를 제1접합부의 타부와 중첩하고 제3접합부의 나머지 부분은 교차접합부와 중첩한 상태에서 가압하며 후행 용접함으로써 제1파트와 제2파트 및 제3파트를 결합하며, 후행 용접이 선행 용접의 시작단과 끝단에서 일정거리 이격된 지점을 가로지르며 교차되도록 하는 단계;를 포함하는 용접으로 부품을 제조하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    제1파트와 제2파트를 결합하는 단계에서는, 선행 용접을 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 시작하여 제1접합부의 테두리를 따라 이루어진 후 제1접합부의 테두리 외측의 연장된 제2접합부에서 끝내는 것을 특징으로 하는 용접으로 부품을 제조하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    제1파트와 제2파트를 결합하는 단계에서는, 선행 용접의 시작단과 끝단에 용접비드 뭉침부가 형성되는 것을 특징으로 하는 용접으로 부품을 제조하는 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    제1파트와 제2파트를 결합하는 단계 이전에는, 제2파트의 제2테두리부 단부에 상방으로 절곡되어 테두리의 강성을 보강하는 보강플랜지를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접으로 부품을 제조하는 방법.
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