KR20230013933A - Friction stir welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마찰교반용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로 모재의 밀림을 허용함으로써 모재의 들뜸현상을 방지하고 이를 통해 용접 품질성능을 향상시킬 수 있는 마찰교반용접 장치에 관한 기술이다.The present invention relates to a friction stir welding apparatus, and more particularly, to a friction stir welding device capable of preventing lifting of the base metal by allowing the base metal to slide in the welding progress direction during the friction stir welding operation, thereby improving welding quality performance. It is a device related technology.
현대의 고도화된 산업사회에서 용접기술의 발달은 제품의 생산성과 품질을 더욱 향상시키고 있으며, 세계 각국은 수출품의 가격 경쟁력에 직접적인 영향을 미치는 생산성을 증대시키기 위한 새로운 용접기술의 개발을 위해 많은 노력을 기울이고 있다.In today's advanced industrial society, the development of welding technology is further improving the productivity and quality of products, and countries around the world are making great efforts to develop new welding technology to increase productivity, which directly affects the price competitiveness of export products. are leaning
1991년에 영국의 TWI(The Welding Institute)에서 개발된 친환경적이며 에너지 절약형 생산공정인 마찰교반용접(Friction Srir Welding, FSW) 기술은 모재가 녹지 않는 고상용접법으로 기존의 용융용접법에 비해 용접부의 특성과 품질이 뛰어나 산업계의 많은 주목을 받고 있으며 철도차량, 선박, 항공기기, 자동차, 반도체분야 등에 대한 적용화 과정에서 괄목할만한 성과를 얻고 있다.Friction stir welding (FSW) technology, an eco-friendly and energy-saving production process developed by TWI (The Welding Institute) in the UK in 1991, is a solid-state welding method that does not melt the base material. It is receiving a lot of attention from the industry because of its excellent quality, and it has achieved remarkable results in the process of application to railway vehicles, ships, aircraft, automobiles, and semiconductor fields.
마찰교반용접이란 금속의 접합부위에 회전도구를 설치하여 회전도구와 접합금속 사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 분할된 두 금속을 접합하는 방법을 말한다.Friction stir welding refers to a method of joining two divided metals by means of frictional heat generated between the rotary tool and the joining metal by installing a rotary tool at the junction of metals.
이러한 마찰교반용접은 고온의 용융 용접시에 용접균열과 용접변형이 발생하기 쉬운 석출 경화형 알루미늄 합금과 같은 비철재료의 판재에 주로 활용되고 있으며, 열감수성이 높은 철강재료에 적용하기 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.Friction stir welding is mainly used for plates of non-ferrous materials such as precipitation hardening aluminum alloys, which are prone to welding cracks and deformation during high-temperature fusion welding. It is becoming.
마찰교반용접 장치는 접합되는 모재보다 경도가 우수한 재질로 이루어진 마찰교반용접 툴, 및 마찰교반용접 툴을 회전시키면서 분할된 2개의 모재의 접합부를 따라 마찰교반용접 툴을 이동시키는 역할을 하는 구동부재를 포함한다.The friction stir welding device includes a friction stir welding tool made of a material having a higher hardness than the base material to be joined, and a driving member that moves the friction stir welding tool along the junction of two divided base materials while rotating the friction stir welding tool. include
따라서, 마찰교반용접 툴이 회전하면서 2개의 모재의 접합부를 따라 이동하면 마찰교반용접 툴과 모재의 접합부 사이에는 마찰열이 발생하고, 이러한 마찰열과 마찰교반용접 툴이 가하는 압력에 의하여 연화된 접합부의 소성유동으로 재질의 교반작용이 활성화되면서 고상접합이 이루어지게 되는 것이다.Therefore, when the friction stir welding tool rotates and moves along the junction of the two base materials, frictional heat is generated between the friction stir welding tool and the junction of the base metal, and the plasticity of the joint softened by this friction heat and the pressure applied by the friction stir welding tool As the stirring action of the material is activated by the flow, solid-state bonding is achieved.
한편, 마찰교반용접 장치는 작업다이에 올려진 모재를 눌러서 고정시키는 클램프기구를 포함해서 구성되는데, 종래 마찰교반용접 장치에 구비된 클램프기구는 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로 모재의 밀림을 허용하지 않도록 모재를 완전히 구속하는 기구이며, 이로 인해 용접작업시 모재의 들뜸현상이 발생함에 따라 용접의 품질성능이 떨어지는 단점이 있다.On the other hand, the friction stir welding device includes a clamp mechanism that presses and fixes the base material placed on the working die. The clamp mechanism provided in the conventional friction stir welding device allows the base material to slide in the welding direction during the friction stir welding operation. It is a mechanism that completely restrains the base material so that it does not fall, and as a result, as the lifting phenomenon of the base material occurs during welding, the quality performance of the welding is degraded.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an admission that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은, 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로는 모재의 밀림을 허용하고 상하방향으로는 모재의 움직임을 구속할 수 있는 새로운 구조의 클램프기구를 구비한 마찰교반용접 장치로서, 마찰교반용접 작업시 모재의 들뜸현상을 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 용접 품질성능의 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.The present invention is a friction stir welding apparatus equipped with a clamp mechanism of a novel structure capable of allowing the base material to slide in the welding progress direction during the friction stir welding operation and restraining the movement of the base material in the vertical direction, and the friction stir welding operation The purpose is to be able to prevent the lifting of the base material during the process, and to improve the welding quality performance through this.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마찰교반용접 장치는, 회전 및 이동을 통해 작업다이위에 올려진 2개의 모재를 결합하는 마찰교반용접 툴; 상기 마찰교반용접 툴과 연결된 툴바디에 회전 가능하게 결합되고, 마찰교반용접 툴의 측부에서 모재와 접촉하는 툴바디롤러; 및 상기 작업다이에 고정되게 결합되고, 작업다이위에 올려진 모재를 가압하며, 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로는 모재의 밀림을 허용하고 상하방향으로는 모재의 움직임을 구속하는 볼클램프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The friction stir welding apparatus of the present invention for achieving the above object includes a friction stir welding tool for coupling two base materials placed on a working die through rotation and movement; a tool body roller rotatably coupled to the tool body connected to the friction stir welding tool and contacting the base material at a side of the friction stir welding tool; And a ball clamp fixedly coupled to the working die, pressurizing the base material placed on the working die, allowing the base material to be pushed in the welding progress direction during the friction stir welding operation and restraining the movement of the base material in the vertical direction. It is characterized by including.
상기 툴바디롤러는 모재와의 접촉으로 모재의 상방향 이동을 구속하고, 마찰교반용접 툴의 이동시 모재와 접촉한 상태로 툴바디에 대해 회전해서 마찰교반용접 툴의 이동을 도와주게 되는 것을 특징으로 한다.The tool body roller restrains the upward movement of the base material by contact with the base metal, and assists the movement of the friction stir welding tool by rotating with respect to the tool body while in contact with the base material when the friction stir welding tool moves. do.
상기 볼클램프는 작업다이에 고정되게 결합된 클램프바디; 상기 클램프바디에 결합되고, 작업다이의 밑면과 접촉해서 지지되는 하부로드; 상기 클램프바디에 회전 가능하게 결합되고, 작업다이위에 올려진 모재의 위쪽으로 위치하는 상부로드; 및 상기 상부로드에 회전 가능하고, 작업다이위에 올려진 모재와 접촉하며, 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로는 모재의 밀림을 허용하고 상하방향으로는 모재의 움직임을 구속하는 볼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The ball clamp includes a clamp body fixedly coupled to a working die; a lower rod coupled to the clamp body and supported in contact with a lower surface of the working die; an upper rod rotatably coupled to the clamp body and located above the base material placed on the work die; And a ball rotatable on the upper rod, in contact with the base material placed on the working die, allowing the base material to be pushed in the welding progress direction during the friction stir welding operation and restraining the movement of the base material in the vertical direction. characterized by
상기 볼은 볼바디에 회전 가능하게 결합되고; 상기 볼이 결합된 볼바디는 상부로드에 분리 가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.The ball is rotatably coupled to the ball body; The ball body to which the ball is coupled is characterized in that it is detachably coupled to the upper rod.
상기 상부로드와 볼바디는 나사 체결로 결합되어서 상부로드에 대한 볼바디의 상하방향 높이 조절 및 볼바디의 교체가 가능한 것을 특징으로 한다.The upper rod and the ball body are coupled by screw fastening, so that the height of the ball body relative to the upper rod can be adjusted in the vertical direction and the ball body can be replaced.
본 발명에 따른 마찰교반용접 장치는, 툴바디에 결합된 툴바디롤러를 이용해서 마찰교반용접 툴 주변의 모재를 가압하여 모재의 상방향 이동을 구속하게 되고, 또한 마찰교반용접 툴이 이동할 때에는 툴바디롤러가 모재와 접촉한 상태로 툴바디에 대해 회전해서 마찰교반용접 툴의 이동을 도와줄 수 있는 구성으로, 이를 통해 용접의 품질성능 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.In the friction stir welding apparatus according to the present invention, the upward movement of the base material is restricted by pressing the base material around the friction stir welding tool using the tool body roller coupled to the tool body, and when the friction stir welding tool moves, the tool bar It is a configuration that can help the movement of the friction stir welding tool by rotating with respect to the tool body while the de-roller is in contact with the base material, and through this, there is an effect of improving the quality performance of welding.
또한 본 발명에 따른 마찰교반용접 장치는, 회전하는 볼을 구비한 볼클램프를 이용해서 모재를 구속하는 구성으로, 마찰교반용접 작업시 회전하는 볼에 의해 용접진행방향으로 모재의 밀림이 허용됨에 따라 마찰교반용접 작업시 모재의 들뜸현상이 발생하지 않게 되며, 이를 통해 용접 품질성능을 향상시킬 수가 있는 효과가 있다.In addition, the friction stir welding apparatus according to the present invention has a configuration in which the base metal is restrained using a ball clamp having a rotating ball, and the base metal is pushed in the direction of welding progress by the rotating ball during the friction stir welding operation. During the friction stir welding operation, the lifting phenomenon of the base material does not occur, and through this, there is an effect of improving the welding quality performance.
도 1은 본 발명에 따른 마찰교반용접 장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 장치를 이용해서 마찰교반용접을 실시하는 상태를 설명하기 위한 측면도,
도 3은 도 2의 마찰교반용접 툴 및 툴바디롤러를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 볼클램프를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 볼클램프의 단면도,
도 6은 종래의 마찰교반용접 장치를 설명하기 위한 측면도이다.1 is a perspective view of a friction stir welding apparatus according to the present invention;
2 is a side view for explaining a state in which friction stir welding is performed using an apparatus according to the present invention;
3 is a view for explaining the friction stir welding tool and the tool body roller of FIG. 2;
4 is a view for explaining a ball clamp according to the present invention;
5 is a cross-sectional view of a ball clamp according to the present invention;
6 is a side view for explaining a conventional friction stir welding apparatus.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed in this specification or application are merely illustrated for the purpose of explaining the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention may be implemented in various forms. It may be and should not be construed as being limited to the embodiments described in this specification or application.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments according to the present invention can apply various changes and can have various forms, so specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosures, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are only for the purpose of distinguishing one component from another component, e.g., without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be termed a second component, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features or numbers However, it should be understood that it does not preclude the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined herein, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(제어기)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.A control unit (controller) according to an exemplary embodiment of the present invention includes a non-volatile memory (not shown) configured to store data relating to an algorithm configured to control the operation of various components of the vehicle or software instructions for reproducing the algorithm, and It may be implemented through a processor (not shown) configured to perform an operation described below using data stored in a corresponding memory. Here, the memory and the processor may be implemented as individual chips. Alternatively, the memory and processor may be implemented as a single chip integrated with each other. A processor may take the form of one or more processors.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마찰교반용접 장치에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a friction stir welding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 마찰교반용접 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 및 이동을 통해 작업다이(100)위에 올려진 2개의 모재(10)를 결합하는 마찰교반용접 툴(200); 상기 마찰교반용접 툴(200)과 연결된 툴바디(300)에 회전 가능하게 결합되고, 마찰교반용접 툴(200)의 측부에서 모재(10)와 접촉하는 툴바디롤러(400); 및 상기 작업다이(100)에 고정되게 결합되고, 작업다이(100)위에 올려진 모재(10)를 가압하며, 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로는 모재(10)의 밀림을 허용하고 상하방향으로는 모재(10)의 움직임을 구속하는 볼클램프(500);를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 5 , the friction stir welding apparatus according to the present invention includes a friction
본 발명에 따른 실시예는 2개의 모재(10)가 상하방향으로 적층된 상태가 일예로 도시되어 있고, 상하 적층된 2개의 모재(10)는 마찰교반용접 툴(200)의 회전 및 이동을 통해 상하 적층된 상태로 서로 용접 결합된다.In the embodiment according to the present invention, a state in which two
다른 예로 2개의 모재(10)는 상하방향이 아닌 좌우방향으로 연결된 형태로 배치될 수도 있다.As another example, the two
2개의 모재(10)는 모두 알루미늄 재질의 판재로 구성되거나, 또는 1개의 모재(10)는 알루미늄 재질의 판재로 구성되고 나머지 1개의 모재(10)는 알루미늄 보다 강도가 다소 약한 이종 재질의 판재로 구성될 수 있다.Both of the two
마찰교반용접 장치는 마찰교반용접 툴(200)의 회전을 위해 동력을 제공하는 모터(600)를 포함할 수 있고, 또한 마찰교반용접 툴(200)의 이동을 위해 구동부재를 구비할 수 있다.The friction stir welding apparatus may include a
구동부재는 툴바디(300)를 전후좌우 및 상하방향으로 이동시킬 수 있으며, 이를 위해 툴바디(300)와 결합된 로봇암이 구동부재로 구성될 수 있다.The driving member can move the
툴바디(300)에 모터(600)와 마찰교반용접 툴(200)이 설치되는데, 모터(600)는 툴바디(300)에 고정되게 설치되고, 마찰교반용접 툴(200)은 툴바디(300)에 회전 가능하게 설치되며, 모터(600)의 동력은 마찰교반용접 툴(200)로 전달되게 구성된다.A
툴바디(300)에는 툴바디롤러(400)가 회전 가능하게 결합되고, 툴바디롤러(400)는 마찰교반용접 툴(200)의 측부에 위치하도록 배치된다.The
마찰교반용접 툴(200)의 회전 및 이동으로 2개의 모재(10)가 결합될 때에 툴바디롤러(400)는 마찰교반용접 툴(200)의 측부에서 모재(10)와 접촉해서 모재(10)의 상방향 이동을 구속하게 되고, 또한 마찰교반용접 툴(200)이 이동할 때에는 모재(10)와 접촉한 상태로 툴바디(300)에 대해 회전해서 마찰교반용접 툴(200)의 이동을 도와주는 역할을 한다.When the two
툴바디롤러(400)의 회전에 의해 마찰교반용접 툴(200)의 이동이 원활히 진행되며, 이를 통해 용접의 품질성능 향상을 도모할 수 있게 된다.The movement of the friction
도 6에 도시된 바와 같이 종래에는 마찰교반용접 툴(1)의 측부에 툴바디롤러가 없어서 마찰교반용접 작업시 마찰교반용접 툴(1)의 주변부 모재(2)를 가압해줄 수가 없었고, 또한 마찰교반용접 툴(1)의 이동을 도와줄 수가 없었기에, 결과적으로 용접의 품질성능이 나빠지는 문제가 있었다.As shown in FIG. 6, conventionally, there is no tool body roller on the side of the friction
이에 반해, 본 발명에 따른 실시예는 툴바디(300)에 결합된 툴바디롤러(400)를 이용해서 마찰교반용접 툴(200) 주변의 모재(10)를 가압하여 모재(10)의 상방향 이동을 구속하게 되고, 또한 마찰교반용접 툴(200)이 이동할 때에는 모재(10)와 접촉한 상태로 툴바디(300)에 대해 회전해서 마찰교반용접 툴(200)의 이동을 도와줄 수 있게 됨으로써, 결과적으로 용접의 품질성능 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.In contrast, the embodiment according to the present invention presses the
본 발명에 따른 볼클램프(500)는 작업다이(100)에 고정되게 결합된 클램프바디(510); 상기 클램프바디(510)에 결합되고, 작업다이(100)의 밑면과 접촉해서 지지되는 하부로드(520); 상기 클램프바디(510)에 회전 가능하게 결합되고, 작업다이(100)위에 올려진 모재(10)의 위쪽으로 위치하는 상부로드(530); 상기 상부로드(530)에 회전 가능하고, 작업다이(100)위에 올려진 모재(10)와 접촉하며, 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로는 모재(10)의 밀림을 허용하고 상하방향으로는 모재(10)의 움직임을 구속하는 볼(540);을 포함한다.The
상부로드(530)는 클램프바디(510)에 대해 상하방향으로 회전하는 구조로 결합된다.The
볼(540)은 볼바디(550)에 회전 가능하게 결합되고, 볼(540)이 결합된 볼바디(550)는 상부로드(530)에 분리 가능하게 결합되는데, 상부로드(530)와 볼바디(550)는 나사 체결로 결합되어서 상부로드(530)에 대한 볼바디(550)의 상하방향 높이 조절 및 볼(540)이 결합된 볼바디(550)의 교체가 가능한 구조이다.The
도 5에 도시된 도면부호 560은 상부로드(530)와 볼바디(550)의 결합을 위한 나사부이다.
본 발명에 따른 볼클램프(500)는 회전하는 볼(540)을 이용해서 모재(10)를 구속하는 구성으로, 마찰교반용접 작업시 회전하는 볼(540)에 의해 용접진행방향으로 모재(10)의 밀림이 허용되고 상하방향으로는 모재(10)의 움직임이 구속된다.The
마찰교반용접 작업시 마찰교반용접 툴(200)의 이동력이 모재(10)에 전달되면, 모재(10)는 용접진행방향으로 이동하는 힘을 받게 된다.When the moving force of the friction
종래에는 도 6에 도시된 바와 같이 단순한 클램프(3)를 이용해서 모재(2)가 구속된 구성으로, 클램프(3)의 구속에 의해 모재(2)는 용접진행방향 및 상하방향으로 모두 이동이 불가능한 구조가 된다.Conventionally, as shown in FIG. 6, the
따라서, 종래에는 마찰교반용접 작업시 마찰교반용접 툴(1)의 이동력이 모재(2)에 전달되면, 모재(2)가 클램프(3)에 의해 가로방향 움직임이 구속된 상태이므로, 마찰교반용접 툴(1)의 전방에서 모재(2)의 상방향 들뜸현상(M1)이 발생하게 되고, 모재(2)의 들뜸현상으로 인해 들뜸현상이 발생한 부위(M1)의 모재(2)간 용접결합이 원활히 진행되지 않게 됨으로써, 결과적으로 용접의 품질성능이 떨어지는 단점이 발생한다.Therefore, in the prior art, when the moving force of the friction
이에 반해, 본 발명에 따른 실시예는 회전하는 볼(540)을 구비한 볼클램프(500)를 이용해서 모재(10)를 구속하는 구성으로, 마찰교반용접 작업시 회전하는 볼(540)에 의해 용접진행방향으로 모재(10)의 밀림(화살표 L1)이 허용되며, 이로 인해 종래와 같은 모재(10)의 들뜸현상이 발생하지 않게 되며, 이를 통해 결과적으로 용접 품질성능을 향상시킬 수가 있게 된다.In contrast, in the embodiment according to the present invention, the
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 마찰교반용접 장치는, 툴바디(300)에 결합된 툴바디롤러(400)를 이용해서 마찰교반용접 툴(200) 주변의 모재(10)를 가압하여 모재(10)의 상방향 이동을 구속하게 되고, 또한 마찰교반용접 툴(200)이 이동할 때에는 툴바디롤러(400)가 모재(10)와 접촉한 상태로 툴바디(300)에 대해 회전해서 마찰교반용접 툴(200)의 이동을 도와줄 수 있는 구성으로, 이를 통해 용접의 품질성능 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.As described above, the friction stir welding apparatus according to the present invention presses the
또한 본 발명에 따른 마찰교반용접 장치는, 회전하는 볼(540)을 구비한 볼클램프(500)를 이용해서 모재(10)를 구속하는 구성으로, 마찰교반용접 작업시 회전하는 볼(540)에 의해 용접진행방향으로 모재(10)의 밀림이 허용됨에 따라 마찰교반용접 작업시 모재(10)의 들뜸현상이 발생하지 않게 되며, 이를 통해 용접 품질성능을 향상시킬 수가 있는 장점이 있다.In addition, the friction stir welding apparatus according to the present invention has a configuration in which the
본 발명은 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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is known in the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the technical spirit of the present invention provided by the claims below. It will be self-evident to those skilled in the art.
10 - 모재 100 - 작업다이
200 - 마찰교반용접 툴 300 - 툴바디
400 - 툴바디롤러 500 - 볼클램프
510 - 클램프바디 520 - 하부로드
530 - 상부로드 540 - 볼
550 - 볼바디 560 - 나사부
600 - 모터10 - base material 100 - work die
200 - Friction stir welding tool 300 - Tool body
400 - Tool body roller 500 - Ball clamp
510 - clamp body 520 - lower rod
530 - upper rod 540 - ball
550 - ball body 560 - screw part
600 - Motor
Claims (5)
상기 마찰교반용접 툴과 연결된 툴바디에 회전 가능하게 결합되고, 마찰교반용접 툴의 측부에서 모재와 접촉하는 툴바디롤러; 및
상기 작업다이에 고정되게 결합되고, 작업다이위에 올려진 모재를 가압하며, 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로는 모재의 밀림을 허용하고 상하방향으로는 모재의 움직임을 구속하는 볼클램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접 장치.A friction stir welding tool that combines two base materials placed on a working die through rotation and movement;
a tool body roller rotatably coupled to the tool body connected to the friction stir welding tool and contacting the base material at a side of the friction stir welding tool; and
A ball clamp fixedly coupled to the working die, pressurizing the base material placed on the working die, allowing the base material to be pushed in the welding progress direction during the friction stir welding operation and restraining the movement of the base material in the vertical direction. A friction stir welding device characterized in that for.
상기 툴바디롤러는 모재와의 접촉으로 모재의 상방향 이동을 구속하고, 마찰교반용접 툴의 이동시 모재와 접촉한 상태로 툴바디에 대해 회전해서 마찰교반용접 툴의 이동을 도와주게 되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접 장치.The method of claim 1,
The tool body roller restrains the upward movement of the base material by contact with the base metal, and assists the movement of the friction stir welding tool by rotating with respect to the tool body in a state of contact with the base material when the friction stir welding tool moves. friction stir welding device.
상기 볼클램프는 작업다이에 고정되게 결합된 클램프바디;
상기 클램프바디에 결합되고, 작업다이의 밑면과 접촉해서 지지되는 하부로드;
상기 클램프바디에 회전 가능하게 결합되고, 작업다이위에 올려진 모재의 위쪽으로 위치하는 상부로드;
상기 상부로드에 회전 가능하고, 작업다이위에 올려진 모재와 접촉하며, 마찰교반용접 작업시 용접진행방향으로는 모재의 밀림을 허용하고 상하방향으로는 모재의 움직임을 구속하는 볼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접 장치.The method of claim 1,
The ball clamp includes a clamp body fixedly coupled to a working die;
a lower rod coupled to the clamp body and supported in contact with a lower surface of the working die;
an upper rod rotatably coupled to the clamp body and located above the base material placed on the work die;
A ball rotatable on the upper rod, in contact with the base material placed on the working die, allowing the base material to be pushed in the welding progress direction during the friction stir welding operation and restraining the movement of the base material in the vertical direction. Characterized by a friction stir welding device.
상기 볼은 볼바디에 회전 가능하게 결합되고;
상기 볼이 결합된 볼바디는 상부로드에 분리 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 마찰교반용접 장치.The method of claim 3,
The ball is rotatably coupled to the ball body;
The friction stir welding device, characterized in that the ball body coupled to the ball is detachably coupled to the upper rod.
상기 상부로드와 볼바디는 나사 체결로 결합되어서 상부로드에 대한 볼바디의 상하방향 높이 조절 및 볼바디의 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 마찰교반용접 장치.The method of claim 4,
The friction stir welding device, characterized in that the upper rod and the ball body are coupled by screw fastening, so that the height of the ball body relative to the upper rod can be adjusted in the vertical direction and the ball body can be replaced.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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| KR20230013933A true KR20230013933A (en) | 2023-01-27 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001162383A (en) * | 1999-12-08 | 2001-06-19 | Showa Alum Corp | Friction-stir-welding method |
| KR20140099979A (en) | 2013-02-04 | 2014-08-14 | 울산대학교 산학협력단 | Friction stir spot welding of dissimilar materials method |
| KR102091669B1 (en) * | 2018-10-24 | 2020-05-22 | 주식회사 윈젠 | Friction stir welding apparatus with automatic height adjustment function |
-
2021
- 2021-07-20 KR KR1020210095025A patent/KR102554292B1/en active IP Right Grant
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| KR20140099979A (en) | 2013-02-04 | 2014-08-14 | 울산대학교 산학협력단 | Friction stir spot welding of dissimilar materials method |
| KR102091669B1 (en) * | 2018-10-24 | 2020-05-22 | 주식회사 윈젠 | Friction stir welding apparatus with automatic height adjustment function |
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