점용접: 장점, 단점 및 적용 분야

점 용접은 압력과 열을 이용하여 겹쳐진 금속 조각을 접합하는 금속 접합 공정입니다. 제조업체들 사이에서는 저항 점 용접이라는 이름으로도 알려져 있습니다.

혹시 “라는 이름이 어디서 유래했는지 궁금하실 수도 있겠네요.스폿 용접 이것은 어디에서 유래했습니까? 음, 이것은 금속 용접 이 방법은 용접 부위에 작은 점, 정확히는 얼룩을 남깁니다.

 

스팟 용접 공정

구리 전극을 사용하는 점 용접기

점 용접 전극으로는 구리, 크롬, 지르코늄, 저탄소강 등 다양한 금속 및 합금을 사용할 수 있습니다. 그중에서도 구리가 가장 흔하게 사용됩니다. 높은 열전도율과 낮은 전기 저항 덕분에 점 용접에 이상적인 소재입니다. 고전압 전원과 집중된 압력이 금속을 녹여 용융을 시작합니다. 또한, 낮은 전기 저항으로 인해 전극 자체보다 용접 부위에서 더 많은 열이 발생합니다.

 

점용접은 어떻게 작동하나요?

점 용접 공정은 공작물 설정, 전류 도입, 응고의 세 단계로 나눌 수 있습니다.

• 1단계: 공작물 설정

첫 번째 단계는 용접기에 공작물을 겹치는 위치로 고정하는 것입니다. 공작물은 같은 재질 또는 다른 재질일 수 있습니다. 다음으로, 전극 끝을 용접 위치로 조정합니다. 또한, 압력을 가하기 전에 상부 전극과 하부 전극을 정확하게 정렬해야 합니다.

• 2단계: 현재 상황 소개

점용접 시 가열 아크

공작물을 정확한 위치에 놓으면 전극을 통해 전류가 흐르기 시작합니다. 고출력 전류가 전극 사이를 흐르면서 공작물의 저항으로 인해 열이 발생합니다. (H= I²RT) 용접 부위를 녹입니다. 전극의 융점은 공작물의 융점보다 높아야 합니다. 융점이 낮으면 공작물보다 먼저 녹아 접합부가 파손됩니다.

• 3단계: 응고

용접 부위에 전류가 흐르는 시간은 두께와 재질에 따라 달라집니다. 정해진 시간 동안 전류를 흘려보낸 후에는 용접 부위를 냉각합니다. 전극은 용접 부위가 완전히 굳을 때까지 지지대 역할을 하며, 용접 부위의 열을 식히는 역할도 합니다. 견고한 접합이 이루어지면 전극을 용접 부위에서 제거하고 다른 용접 부위로 이동합니다.

점용접 과정을 흐름도로 이해해 봅시다.

흐름도: 스폿 용접 공정

 

점용접 변수

점용접의 최종 품질은 전압, 전류, 압력, 두께 등 여러 요인의 영향을 받습니다. 예를 들어, 압력의 미미한 변화도 용접 품질을 크게 떨어뜨릴 수 있습니다.

1. 전극 압력

용접 시 전극을 통해 공작물에 힘이 가해집니다. 이 힘은 공작물과 접합부를 단단히 고정시켜 견고한 접합부를 형성하는 데 도움을 줍니다. 전극에 가해지는 힘이 너무 커지면 표면과의 접촉이 더욱 좋아지고 저항이 감소하여 열 전달이 줄어듭니다. 따라서 저항 변화를 상쇄하기 위해서는 높은 전류와 함께 압력이 필요합니다. 각 재료 유형마다 특정 압력 범위가 정해져 있습니다. 예를 들어, 저탄소강의 점 용접에는 판재 두께 1mm당 1.5~2kN의 힘이 필요합니다.

2. Current

열 발생 (H=I)²용접 온도(RT)와 용접 품질은 용접 부위에 공급되는 전류량에 직접적인 영향을 받습니다. 따라서 필요한 용접 온도와 공작물의 저항에 따라 전류를 조절하는 것이 좋습니다.

3. 용접 시간

전극이 압력과 전류에 노출되는 시간은 용접 품질에 영향을 미칩니다. 용접 시간이 필요 이상으로 길어지면 뒤틀림, 용융 관통 및 전극 수명에 악영향을 미칩니다. 따라서 노출 시간을 최대한 짧게 하는 것이 이상적입니다. 두께가 두꺼운 경우(<2mm)에는 노출 시간을 늘리는 대신 전류와 압력을 펄스 방식으로 가해야 합니다.

4. 전극 끝부분의 직경

점용접에서 적절한 크기의 전극 팁을 사용하는 것은 매우 중요합니다. 팁이 너무 작으면 접합부가 약해질 수 있고, 팁이 너무 크면 과열될 수 있습니다. 과도한 가열은 응고 후 기포와 가스 주머니를 형성하게 합니다.

 

스팟용접의 장점

구리 전극은 점 용접을 생성합니다.

• 1. 점용접은 다양한 분야에서 금속 접합 공정의 핵심입니다. 유사한 재질과 서로 다른 재질의 부품 모두에 적합하며 견고하고 오래 지속되는 접합부를 만듭니다.
  2. 전도성 금속 및 합금에 점 용접을 사용하는 데에는 여러 가지 이점이 있습니다. 중요한 장점 몇 가지를 자세히 살펴보겠습니다.
  3. 균일한 접합부: 점 용접은 여러 용접점을 사용하여 공작물을 접합할 때 균일한 접합부를 생성합니다. 각 용접 위치에서 전극을 통과하는 압력과 전류가 동일하기 때문에 균일한 접합이 가능합니다. 또한 자동 또는 반자동 점 용접을 사용하면 인적 오류 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.
  4. 이종 재료 접합: 기존 용접 방식으로는 서로 호환되지 않는 재료를 고품질로 접합하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 점 용접은 변형이나 뒤틀림 없이 이종 재료를 견고하고 품질 좋게 접합할 수 있습니다. 단, 접합하려는 재료의 전기 저항이 용접 전극의 전기 저항보다 커야 한다는 조건이 있습니다.
  5. 경량 소재 접합: 경량 소재를 기존 용접 방식으로 접합하는 것은 까다롭습니다. 과도한 열로 인해 용접 부위가 타버릴 수 있기 때문입니다. 이러한 문제를 해결하는 최적의 방법은 점 용접입니다. 점 용접은 열과 압력을 동시에 가하여 경량 소재에 우수한 접합면을 만들 수 있습니다.
  6. 비용 효율성: 다른 용접 기술과 달리 점 용접은 불활성 가스, 용접봉 또는 추가 재료가 필요하지 않아 소모품 비용을 절감하고 용접 비용을 낮춥니다. 또한 에너지 효율성이 높아 용접 비용을 절감하는 데 기여합니다.
  7. 용접 속도: 점 용접은 평균적으로 0.01초에서 0.63초 사이에 완료되므로 가장 빠른 용접 기술 중 하나입니다. 접합할 부품의 두께가 용접 속도에 영향을 미칠 수 있지만, 다른 용접 기술에 비해 여전히 빠른 작업입니다.
  8. 반복성: 동일한 용접 작업을 아무리 많이 수행하더라도 뛰어난 치수 일관성을 유지합니다. 수동 용접의 경우 작업자의 숙련도에 따라 결과가 달라질 수 있지만, 자동 및 반자동 점 용접은 탁월한 반복성을 제공합니다.
  9. 열영향부 감소: 점 용접은 용접 위치에서 동심원 가열 방식을 사용하여 공작물로의 열 전달을 최소화합니다. 결과적으로 다른 용접 방식에 비해 열 손상이 적습니다.

 

단점

점용접은 다른 기술과 마찬가지로 몇 가지 단점이 있습니다. 이러한 단점을 이해하면 오류와 실패 가능성을 줄일 수 있습니다. 몇 가지 중요한 단점에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

두께 제한

• 1. 두께 제한: 점 용접은 두꺼운 판재에는 적합하지 않습니다. 점 용접에 적합한 판재 두께는 0.6mm에서 3mm 사이입니다(G. Kashiyama, 2013). 따라서 두께가 3mm를 초과하는 판재를 용접해야 하는 경우에는 다른 용접 기술을 선택하는 것이 좋습니다. 두께가 3mm를 넘으면 용접 과정이 복잡해집니다.
  2. 제한된 공작물 크기: 스폿 용접 장비는 일반적으로 소형 또는 중형 공작물용으로 설계되었으며, 대형 또는 불규칙한 모양의 공작물에는 적합하지 않을 수 있습니다.
  3. 제한된 용접점 수: 점 용접은 일반적으로 두 금속 표면을 한 지점에서 접합하는 데 사용되므로 넓은 영역이나 여러 지점을 접합하는 데는 적합하지 않을 수 있습니다.
  4. 제한된 재료: 모든 금속이 점 용접에 적합한 것은 아닙니다. 알루미늄이나 구리와 같은 특정 금속은 특수한 용접 재료가 필요합니다. 다양한 용접 기술.
  5. 표면 준비: 표면 준비는 점 용접에 매우 중요합니다. 표면에 먼지, 기름 또는 페인트가 묻어 있으면 용접 품질에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
  6. 높은 전력 소비량: 스폿 용접은 높은 전력을 필요로 하며 에너지 비용 급증의 원인이 될 수 있습니다.
  7. 숙련된 작업자 필요: 점 용접은 용접 품질을 보장하기 위해 장비를 올바르게 설치하고 작동할 수 있는 숙련된 작업자가 필요합니다.
  8. 휴대성 제한: 스폿 용접 장비는 일반적으로 크고 무거워서 이동성이 요구되는 장소에서는 사용하기에 적합하지 않을 수 있습니다.

 

 

어플리케이션

점 용접은 최대 두께 3mm의 거의 모든 금속 및 합금판을 접합할 수 있습니다. 현재 자동차, 항공우주, 주방용품, 건축, 전기 및 건설을 포함한 다양한 산업 분야에서 자동 및 반자동 점 용접이 사용되고 있습니다. 몇 가지 사례를 자세히 살펴보겠습니다.

1. 자동차

점용접은 자동차 차체 제조에 중요한 역할을 합니다. 자동차 차체 제조에 널리 사용됩니다. (미슈라, 2016)예를 들어, 알루미늄 판재는 점 용접을 사용하여 접합하여 자동차 차체를 만듭니다. 또한 자동차 산업에서는 자동 점 용접기와 로봇만 사용합니다.

2. 전자

수많은 전기 부품 및 제품에는 스폿 용접이 사용됩니다. 스폿 용접은 PCB 기판, 배터리, 센서, 커넥터, 태양 전지, 패널 및 기타 부품 제조에 자주 사용됩니다. 또한 일부 배터리는 납땜 대신 ​​스폿 용접을 선호합니다.

3. 부엌 용품

점용접은 주걱, 피자 커터, 손잡이, 컵 등 다양한 주방용품 제작에 적용할 수 있습니다.

4. 치열 교정술

치아 교정기에 대해 들어보셨을 겁니다. 치과 의사는 치아 배열을 바로잡고 다양한 교정 치료를 시행하곤 했습니다. 작은 크기의 용접 기술을 사용하여 교정기의 한쪽 끝과 다른 쪽 끝을 접합합니다.

5. 수리

점용접은 자동차, 금속 가구 및 건축 부품 수리에 사용됩니다. 또한 손상된 자동차를 복원하는 데에도 중요한 역할을 합니다.

 

결론:

점 용접은 두께 제한이 3mm인 가장 정확하고 비용 효율적인 금속 접합 기술 중 하나입니다. 이 기술은 압력과 열을 결합하여 적용합니다. 전극을 통해 용접 부위에 전기와 압력이 가해집니다.

점 용접 변수 제어는 용접 품질에 영향을 미치는 복잡한 과정입니다. 적절한 전류, 전압, 압력, 용접 시간 및 기타 점 용접 변수는 재료의 종류, 두께 및 품질 요구 사항에 따라 설정해야 합니다.

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자세히 알아보기 : 판금용접이란?

 

FAQ's

스팟용접이란?

점 용접은 열과 압력을 이용하여 금속을 접합하는 기술입니다. 최대 3mm 두께의 작업물을 전극 사이에 놓고, 전극은 용접 부위에 압력과 전류를 가합니다. 전류는 금속을 녹이는 데 필요한 열을 발생시키고, 압력은 금속의 융합을 돕습니다.

점용접을 선택하는 이유는 무엇일까요?

점 용접은 다른 용접 기술에 비해 강력한 접합, 정확성, 빠른 납기, 반복성, 그리고 경쟁력 있는 가격으로 이종 재료 접합이 가능하다는 장점을 제공합니다.

점용접은 어디에 사용되나요?

점용접은 자동차 차체, 주방용품, 치과 교정, 수리, 전자제품 등 다양한 분야의 제조에 적용됩니다.

스폿 용접에서 중요한 변수는 무엇입니까?

점 용접에 중요한 변수로는 전류, 전압, 전극 압력, 용접 시간 및 유지 시간 등이 있습니다.

 

서지

1. 카시야마, HM (2013). 프로세스 테이프를 사용한 점 용접에서 너깃 형성 과정 시뮬레이션. 제1회 국제 접합 및 용접 공동 심포지엄. 사이언스다이렉트.
2. Mishra, SS (2016). 이종 금속 시트의 저항 점 용접에 관한 연구: 개요. 신소재 제조 및 가공 분야의 기술 발전.