초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
○ 소형 탠덤 토치: 가스컵 외경 25 mm 이하, 중량 1 kg이하, 연속사용 내구 2.5 시간 보장, 통합 가스 디퓨징 기능
○ 듀얼 송급기: 와이어 송급속도 변동율 ±3%이하, 정역제어기능
○ 개발된 소형 탠덤토치와 듀얼 송급기를 사용한 용접시스템은 아연도금강판 겹치기 용접에서 기공율 1.5%이하, 용접속도 2 m/min 이상을 만족해야 함

□ 개발내용 및 결과
[1단계 - 설계 기준 및 핵심기술 도출]
○ 텐덤 용접토치의 소형화를 위한 콘택트 팁 간

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
○ 소형 탠덤 토치: 가스컵 외경 25 mm 이하, 중량 1 kg이하, 연속사용 내구 2.5 시간 보장, 통합 가스 디퓨징 기능
○ 듀얼 송급기: 와이어 송급속도 변동율 ±3%이하, 정역제어기능
○ 개발된 소형 탠덤토치와 듀얼 송급기를 사용한 용접시스템은 아연도금강판 겹치기 용접에서 기공율 1.5%이하, 용접속도 2 m/min 이상을 만족해야 함

□ 개발내용 및 결과
[1단계 - 설계 기준 및 핵심기술 도출]
○ 텐덤 용접토치의 소형화를 위한 콘택트 팁 간격 및 각도 최적화
- 선·후행 토치의 간섭 최소화를 위한 콘택트 팁의 형상 결정
- 콘택트 팁의 최적 간격 및 각도 설계기준 확보
○ 텐덤 용접토치용 가스라인 일원화를 위한 가스분사 가시화 및 디퓨저 최적설계
- 협소 공간 기체 유동 이론을 이용한 가스렌즈 구조 제안
- 토치 가스 유동가시화기법을 활용한 가스렌즈 최적설계기준 확보
- 가스렌즈 적용유무 및 가스 유량에 따른 탠덤 용접특성 확인
○ 듀얼 송급기용 와이어 송급제어 모터 드라이버 제작
- 모터 드라이버 기능 구성 및 설계
- 송급제어 모터 드라이버 제작
- 송급제어 프로그램 개발
- 상용 용접전원과의 인터페이스를 위한 더미모듈 개발
[2단계 - 설계 기준을 통한 설계·제작 및 성능평가]
○ 텐덤 용접 토치의 양산화를 위한 최적화 설계 및 제작
- 토치 소형화를 위한 콘택트 팁 설계
- 토치 소형화를 위한 가스 디퓨저 일체형 토치바디 설계
- 가스 효율향상을 위한 타블렛(Tablet)형 가스 디퓨저 설계
- 토치 소형화를 위한 가스 디퓨저 삽입형 가스노즐 설계
- 초소형 텐덤 용접 토치 제작
○ 듀얼 송급기 양산화를 위한 최적화 및 설계 제작
- 송급 브라켓 배치구조 최적화 및 케이스 설계
- 가스 인입라인 일원화 설계
- 와이어 송급기 연결부 및 단자류 최적화 설계
- 듀얼 송급기 제작
○ 개발된 텐덤 토치 및 듀얼 송급기의 성능 평가
- 개발 텐덤 토치의 직경 및 토치 무게 평가
▶ 토치 직경 25 mm 이내 달성 (24.01 mm), 토치 중량 1 kg 이하 (0.267 kg)달성
- 개발 텐덤 아크 용접 토치용 콘택트 팁 내구성 평가
▶ 450 ℃에서 1시간 열처리 후 경도 150 Hv 이상 (158.8 Hv) 달성
- 개발 듀얼 송급기의 송급성 평가
▶ 300 mm 토치케이블 루프 환경에서 송급 속도 250 rpm, 15초 이상 측정 시 송급 변동율 5% 이하 달성 (1.026 %)
- 개발 탠덤 토치를 이용한 용접속도 및 용접부 기공율 측정
▶ 2.3 mmt, GA 강판, 랩 필릿 조인트에 대한 용접속도 2 m/min 조건 달성 (2 m/min)및 동등 용접속도 조건에서 용접부 기공율 1.5 % 이하 달성 (0.312 %)
- 인장강도시험 및 용접부 단면관찰
▶ 동일 용접조건에서의 모재 이상의 접합강도 확인 및 용입부 형상 국내 완성차 관리 기준 초과 달성 확인
- 개발 탠덤 토치의 내구성 확인
▶ 사용율 60%의 2.5시간 연속 용접 수행 완료
- 곡선 용접부 대응력
▶ 다양한 직경의 파이프와 판재가 만드는 필릿 조인트에서 용접성 검토 결과 양호
- GI 강판에 대한 대응력
▶ GA와 동일 용접조건으로 외관결함 없음 및 기공율 2.6 % 수준 확인

□ 기술개발 배경
○ 자동차용 아연도금강판 아크 용접시 발생하는 결함을 제거하기 위해서는 텐덤 아크 용접 기법의 적용이 요구
○ 기존 텐덤 아크 용접 토치 혹은 두 개의 개별 토치를 사용하는 경우 자동화 설비와의 간섭 및 충돌이 발생
○ 기존 자동화 설비의 수정 없이 텐텀 아크 용접 기법을 적용하기 위해서는 싱글 토치 수준의 크기를 가진 초소형 텐덤 토치와 듀얼 송급기의 개발이 필요

□ 핵심개발 기술의 의의
○ 기존 500A 급 싱글 토치와 동일한 크기의 텐덤 토치 개발과 텐덤 전용 듀얼 송급기의 소형화·경량화를 통하여 텐덤 아크 용접 공정 적용 시 기존 자동화 설비와의 호환성 확보
- 세계최초 / 추후 개선가능성 有 / 개발난이도 上 / 국산화 기술 100 % / 기술수출 가능성 有

□ 적용 분야
○ 아크용접으로 아연도금강판을 조립하는 부품의 산업에 활용, 자동차 섀시 부품 및 기타 부품(생활가전, 건축 내 외장 등)

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 16
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 16
• 제 2 절 개발 내용 및 개발 범위 ... 19
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 23
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 24
• 제 3 장 결과 ... 25
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 25
• 1. 연구개발 추진 일정 계획 대비 실적 현황 ... 25
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 26
• 3. 연구개발 결과 및 성과의 요약 ... 85
• 4. 특허 준비 현황 ... 88
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 90
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 91
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 92
• 제 5 절 안전관리 이행 현황 ... 94
• 제 4 장 사업화 계획 ... 96
• 제 1 절 사업화 실적 ... 96
• 제 2 절 시장 현황 및 전망 ... 97
• 제 3 절 사업화 계획 ... 99
• 제 4 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 102
• 부록 ... 104
• 부록1. 시험성적서 ... 104
• 부록2. 개발 제품 도면 및 설계도 ... 111
• 끝페이지 ... 114