경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51)Int. Cl.6
B23K 11/14
(11) 공개번호 특1999-0087210
(43) 공개일자 1999년12월15일
(21) 출원번호 10-1998-0706607
(22) 출원일자 1998년08월24일
번역문제출일자 1998년08월24일
(86) 국제출원번호 PCT/EP1997/00765 (87) 국제공개번호 WO 1997/30817
(86) 국제출원출원일자 1997년02월18일 (87) 국제공개일자 1997년08월28일
(81) 지정국 EP 유럽특허 : 오스트리아 벨기에 스위스 독일 덴마크 스페인 프랑스
영국 그리스 이탈리아 룩셈부르크 모나코 네덜란드 포르투칼 스웨덴
국내특허 : 아일랜드 일본 대한민국
(30) 우선권주장 196 06 981.5 1996년02월24일 독일(DE)
(71) 출원인 테센 스타흘 악팅게젤샤프트
독일연방공화국 47166 듀이스버그 카이저 빌헬름 스트라세 100
(72) 발명자 블뤼멜 클라우스
독일 데-46437 딘스라켄 브룬힐덴베크 17
베르 프리드리히
독일 데-47804 크레펠트 에스펜베크 19
(74) 대리인 박장원
심사청구 : 없음
(54) 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정
요약
적어도 하나의 제 1 금속 플랜지(1)와 제 2 금속 대응 플랜지(5)를 포함하여 구성되며, 플랜지(1,5)는 시
트나 스트립 형상으로 되는 코일화 가능한 경량 스트립 또는 경량 시트를 제조하는 공정이다. 제 1 플랜
지(1)의 한 표면(1a)에는 규칙적으로 반복되는 융기부(2)가 냉간압연 또는 열간압연 작업에 의해 생성되
며 이러한 융기부(2)는 대응 플랜지(5)에 용접된다.
대표도
도1
명세서
기술분야
본 발명은 코일화 가능하고 적어도, 시트나 스트립 형상으로 되는 하나의 제 1 금속 플랜지와 제 2 금속
대응 플랜지(counter-flange)를 포함하여 구성되는 경량 스트립 또는 경량 시트를 제조하는 공정에 관한
것이다.
배경기술
상기에서 기술한 유형의 경량 패널은 DE 195 03 166 출원(이전에 출원되었으나 본 출원의 우선일 이전에
공개되지 않은 출원)에서 이미 제안되었다. 이러한 경량 패널은 상부 시트와 하부 시트로 구성되는 이중
층 시트인데, 시트중 하나는 형성된 놉(봉오리)(knop)을 포함하고 놉이 평활한 대응 시트(counter shee
t)나 스트립에 용접되게 된다. 상기 이중층 시트는 코일화 가능하고, 소정의 놉 간격이 준수되는 경우에
는 속이찬 재질로 만들어진 시트에 비해 무게면에서 이점이 있는 한편 동시에 굽힘하중 과/또는 좌굴(座
屈)하중(buckling load)과 같은 압력 하중에 대해 높은 저항을 제공한다.
상기 이중층 시트를 제조하는 것에는 상당한 난점이 관련되어 있는 것으로 판명되었다. 놉을 평활한 대응
시트에 대하여 용접할 때의 전극의 제한된 접촉 압력에 따라 전극과, 일반적으로 (아연)도금된, 시트간에
전기저항이 증가하게 된다. 그러나 지나친 압력을 가하는 경우 각각의 놉이 평평하게 되므로 접촉 압력을
마음대로 증가시킬 수는 없다. 이는 또한 일반적인 프로젝션 용접에 비해 용접부위의 냉각을 감소시키게
된다. 일반적인 프로젝션 용접에 비해 높은 전기저항을 가지게 되는 것과 더불어 냉각이 감소되는 것은
아연의 증발을 증가시키게 되고 결과적으로 보다 많은 아연을 전극의 표면에 사용하여야 하며, 이러한 현
상은 휠 전극, 판 전극 또는 스트립 전극중 어떤 전극이 사용되는지에 무관하게 발생되게 된다. 증가된
양의 아연을 사용하는 것은 다시 냉각을 감소시키게 되고 전기저항을 증가시키게 된다. 더하여, 전기저항
이 증가됨에 따라 전극에서 번 마크(burn mark)의 빈도가 증가하고, 열부하가 증가하게 되며 플랜지에 구
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멍이 형성되게까지 하는 용접 스플래쉬(welding splashes)가 형성되게 된다.
현재의 기술 수준에서는, 전극에 사용된 아연은 롤러에 의해 가이드 되는 스크레이퍼에 의해 닦아지거나
털어지게 되며, 전극의 단단한 구리에 발생한 균열이 발견되는 경우에는 전극을 금속 절단 처리하게
된다.
발명의요약
따라서 본 발명의 목적은 상기 유형의 경량 패널을 제작할 때 전극의 마모를 현저하게 줄이고, 용접 스플
래쉬의 형성을 현저하게 줄이는 것이다.
본 발명에 따르는 경우에는, 제 1 플랜지의 일측면에 규칙적으로 반복되는 융기부(humps)를 냉간압연 또
는 열간압연공정에 의해 형성하고, 상기 융기부를 대응 플랜지에 용접하므로써 상기 목적이 달성된다.
본 발명에서 제공되는 융기부는 서두에 기술된 이중층 시트에서의 속이 빈 놉과 같이 형성되지 않고 속이
찬 재질로 형성되게 된다. 이와 같이 하여 전극의 접촉압력은 현저하게 증가될 수 있다.
필요한 융기부는 스터드 시트(stud sheet)를 제조할 때 사용하는 것과 같은 유형의 열간압연에 의해 제작
될 수 있음이 또한 밝혀졌다. 만약 양 플랜지가 스터드 시트로 만들어지고 하나의 플랜지가 롤링방향으로
180°접혀 위치한다면, 각 스터드 쌍은 하나가 다른 하나의 위에 놓이도록 배열될 수 있고, 예를 들어,
직류 롤-심 기계(direct-current roll-seam machine)나 '웰드 메쉬'(weld mesh)를 제조하는데 사용되는
것과 같은 유형의 용접기를 사용하여 함께 용접될 수 있다. 물론 스터드 대신에 보다 신장된 융기부를 사
용하는 것도 또한 가능한데, 예를 들면 W 형으로 배열되거나 롤링 방향을 가로지르도록 정렬된 연속된 융
기(ridges)로 하는 것이 가능하다.
보다 바람직하게는, 1㎜ 내지 5㎜ 직경의 용착비드(weld beads)를 생성하기 위하여, 융기된 스터드 부분
은 표면굴곡을 가지게 된다. 현재는, 스터드 시트가 단지 열간압연되어 최소 재료 두께의 값이 대략 1.2
㎜, 스터드 높이가 대략 2.5㎜가 되도록 될 수 있다. 적어도 선택된 재료가 철인 경우에는, 스터드 시트
를 만들기 위하여 이중 롤러 또는 싱글 롤러를 사용하는 것은 현재로는 기대될 수 없는데, 이는 양질의
철을 제작하기 위해서는 동시동작 연속성형 공정에서만 행해질 수 있는 연속 성형이 필요하기 때문이다.
그러나 본 발명에 의하는 경우에는 압연되어 스터드 시트로 된 단지 하나의 플랜지를, 두께가 예를 들어
스터드 시트의 최소두께 보다 작은 평활한 시트의 형태 또는 평활한 플랜지의 형태로 되는, 대응 플랜지
에 대하여 용접하는 것이 가능하다. 이는 같은 중량의 속이찬(단단한) 재료로된 시트에 비해 좌굴이나 휘
어짐에 대해 저항하는 현저히 우수한 경도를 갖는 경량 패널로 귀결된다.
설치된 상태에서 대응 플랜지가 장력을 받으면 유리하다. 이러한 구조는 배를 제작할 때 갑판 판자로서
뿐 아니라 보강재나 판자로 특히 기중기나 자동차를 건조하는데 적합하다.
승객용 차량의 차체를 위한 자재를 생산하기 위해서는 보다 얇은 두께의 재료가 필요한데 현재는 열간압
연에 의해서는 이러한 재료가 생산될 수 없다.
본 발명에 의하는 경우, 후속공정은 분괴압연(blooming)이라는 잘 알려진 기술과 동일하다. 분괴압연에
의해 소위 '나오고 들어간 부분(raised and indented parts)'들이 냉간압연되어 스트립의 시작부를 스탠
드 내측으로 당길 수 있게 된다. 그러한 '나오고 들어간 부분'은 스트립 길이에 걸쳐 반복적으로 나타나
게 된다. 유사하게, 이 잘 알려진 기술에 기반하여, 본 발명은 냉간압연되어 플랜지로 될 때의 압연방향
을 본질적으로 가로지르는 어떤 유형의 편면 주름(one-sided corrugation)을 제공하며, 주름의 상단은,
제 10 항에 개시된 바대로, 약 8 내지 40㎜의 간격이 구비된다.
제 6 항에 따르면, 분괴압연 스탠드에서 제조되는 것보다 큰 스트립 폭을 얻기 위해서 보완하는 표면형상
이 표면구조화된(surface-structured) 작업 롤러와 맞물린 보조 롤러가 설치된 4 하이 스탠드(four-high
stand)를 사용하고, 평활한 원통형 표면을 가지는 한 쌍의 대응 롤러를 사용할 것이 제안된다.
만약 제 1 스트립의 폭과 동일한 폭으로 되는 대응 스트립이 조각들로 잘라지고, 90°회전하고, 180°접
히고 나서 일측에 프로파일(profile)이 형성된 제 2 스트립 상에 위치한다면, 예를 들어 저항 용접으로
연결될 수 있는 융기부 교차가 발생되게 된다.
디프 드로잉 가공된 시트를 절단할 때 가능한 한 낭비를 줄이기 위해서, 각각 90°회전된 스트립의 조각
들이 예를 들면 레이저 코일 용접장치를 사용하여 새로운 스트립에 연결되고, 180°접혀 교차점에서 융기
부가 대응 스트립에 용접되는 것은 오직 그 후에 진행되는 것이 이익이 될 것으로 보인다.
제 1 플랜지를 대응 플랜지에 용접할 때, 용착비드 직경(시트 평면상에서 측정된)은 시트를 푸는
(unbutton)것이 가능하도록 되어야 한다. 용착비드의 직경은 0.2㎜ 두께의 플랜지의 경우에서 1㎜를 초과
하고, 2㎜의 두께를 가지는 플랜지의 경우에서 5㎜이상에까지 되는 것이 바람직하고, 달성가능한 용접 속
도의 측면에서도 역시 그러하다.
더 나아가, 좌굴(buckling)이나 휘어짐(warping)에 대한 저항에 기반하여 융기부의 간격을 위한 기술적
규칙이 발견되었다. 이에 따르면, 플랜지 내의 임의의 두 개의 인접한 용착비드 간의 최소간격(l)은
0.1 × △S/c × L ≤ l ≤ 0.3 × △S/c × L
의 관계를 만족하여야 하며, 여기서 L은 요소(component)에 의해 덮인 길이를, △S는 최소의 시트 두께
(플랜지 두께)를 그리고 c는 이중층 패널을 지나 시트(플랜지)의 외측 가장자리에까지 이르는 영역의 기
하하적 관성 모멘트의 중성 섬유(neutral fibre)간의 간격을 나타낸 것이다.
기술된 유형의 경량 시트로부터 디프 드로잉 가공된 요소(component)를 특히 경제적으로 제조할 수 있는
방법이 발견되었는데, 거기에서는 밀도가 낮고 압축 응력에 대한 가능한 최고의 저항을 갖는 물질이 금속
시트의 층 사이에 배열된다. 이 물질은 또한 스폿 용접시 빨리 증발하거나 타버려 잔존물을 거의 남기지
않는 성질을 가져야만 한다. 압축 응력에 대한 저항은 형성되지 않은 영역(non-shaped areas)에서 플랜지
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들의 간격이 최소화되도록 하기 위해 필요하며, 빠른 증발 과/또는 타버리는 것은 용착비드가 충전재(充
塡材)(filler)로부터 가능한 한 최소의 탄소를 흡수하는 것을 보장하게 된다.
시험 결과 면(cotton)으로 만들어진 페이퍼가 지금까지 가장 적합한 물질로 판명되었다. 상기 페이퍼는
압축응력에 대한 높은 저항을 가지는 속이빈 셀룰로오스 섬유를 포함하고 있다. 상기 페이퍼는 약 0.4
gr/㎤ 내지 0.5 gr/㎤의 낮은 밀도를 가진다. 그것은 곰팡이에 대해 저항력이 있고(be mould-resistant),
염소이온이 없으며 재활용 가능하도록 하기 위해, 예를 들면 '보르도 용액'(연소된 석회수액(burnt-lime
milk)과 혼합된 CuSO4·3·Cu(OH)2 × H2O)(Cu ≤ 1 0/00 weight)에 의해, 함침(含浸)될(impregnated) 수
있다. 또한 직물에 대한 보통 행해지는 드레싱(dressing)을 행하여 방수성을 갖도록 할 수도 있다.
그러나, 예를 들면 페이퍼의 40 % 부피를 차지하고 20°이하에서 압력 하에 유동하는 역청(bitumen) 또는
'부분 중합된 아크릴 중합체'와 같은 점성과 탄성을 지닌 물질이 드레싱으로 사용되는 것이 특히 바람직
하다. 스터드를 위한 슬롯이 스탬핑 공정에 의해 페이퍼에 만들어지게 되고, 뜨거운 상태에서 용제를 사
용하여 페이퍼의 양면이 드레스되거나 함침되며, 경량 패널의 플랜지들 사이에 플랜지의 융기부가 서로
반향하여 위치하도록 그것이 배열되게 된다. 본 발명에 의하면, 이 전체 충전재는 공동(void)의 80 % 부
피까지 만을 차지하여 용접 가스가 운반되어 나갈 수 있도록 되어야 한다. 하나의 공정 작업에서는, 융기
부의 교차지점을 용접하는 것과 아울러, 경량 스트립의 경계부(border)가 두 쌍의 롤러들에 의해 단단하
게 압축될 수 있는데, 그에 의해 융기부를 소성 변형하게 된다. 이러한 방식으로, 경량 스트립의 내부 표
면은 (아연)도금되거나 인산화될(phosphatised) 필요 등이 없는데, 이는 시트를 잘라내는 동안 도구
(tool)의 누름장치(holding-down device)가 또한 밀봉된(sealed) 경계부 영역을 만들 수 있기 때문이다.
밀봉(sealing)은 또한 디프 드로잉 가공에서도, 형성된 요소(component)의 전도된(upset) 지역과, 에지
트리밍 컷(edge-trimming cut)의 누름장치에 의해 요소 플랜지에 발생되게 된다. 양 플랜지는 또한 스테
인레스 스틸이나 양면이 (아연)도금된 철로 제작될 수 있다. 아연의 원격 효과(remote effect)에 의해,
하나의 플랜지는 양면이 (아연)도금되고, 다른 하나는 한면만 (아연)도금된 경량 패널도 상정할 수 있다.
역청이나 수지를 함유한 셀룰로오스나, 알루미늄 거품 또는 합성수지 거품 또는 합성수지 섬유로 만든 매
트와 같은 것을 충전재로 사용하는 것도 또한 가능하다. 물론 이러한 기술은 서두에 언급된 이중층 시트
에 또한 적용 가능하다.
만약 충전재가 우수한 영구 접착성(good permanent adhesive quality)을 갖는 물질로 구성되는 경우에는,
플랜지의 내측면을 (아연)도금하는 것은 회피될 수 있다.
더 나아가, 현재의 기술적 수준에 따르는 보강시트와 함께 용접되어 특정한 굽힘 하중을 받도록 되는 패
널들은, 본 발명에 따르는 경량 시트를 놉(knop) 시트와 함께 용접하는 것에 의해 특히 무게를 아끼는
(weight-saving) 방식으로 만들어 질 수 있다. 여기서, 장력을 받는 측에서는, 최종적인 기하학적 형태로
경량 시트로부터 제작된 요소가 놉이 있는 시트를 포함하게 되는데, 놉은 승객용 차량의 차제를 위한 경
우에는 3 내지 15㎜의 높이를 가지고 놉간의 간격은 예를 들어 30 내지 150㎜로 되며, 놉의 높이는 굽힘
모멘트가 가장 큰 위치에서 가장 크며 보강재의 경계를 향해 0에 가까워지며 작아지게 된다. 가능하다면,
경계 전체(border all around)는 아래의 플랜지에 완전히 레이저 용접되거나 저항 용접되며, 놉의 포인트
들은 충분히 넓게 만들어져 경량 패널의 적어도 하나의 용착비드가 스폿 용접 장치의 전극에 의해 획득되
게 된다.
그러나 시험결과, 용착비드의 획득은 필수적인 것이 아니다. 상기 경량 시트로 아무 문제없이 다층 용접
을 행할 수 있다.
면 페이퍼가 중간층으로 존재하는 경우에도, 용접점의 위치는, 인접한 용착비드를 연결하는 것에 의해 매
우 빨리 뜨거워져 페이퍼와 그 '드레싱'이 즉시 증발하고/또는 타버리게 되면서, 그을음 가장자리(soot
margins)를 단지 , 나중에 스폿 용접이 행해지는, 지역의 외측에 남기게 된다. 경량 시트상의 스폿 용접
은 페이퍼 층이 없이 동일한 두께의 세 개의 금속 시트를 함께 용접하는 시간보다 더 긴 시간이 소요되지
않는다.
승객용 차량의 외부 패널에 관하여 오늘날 요구되는 사항은 본 발명에 따른 경량 시트에 의해서 만족될
수 없는데, 이는 디프 드로잉 가공 후에 용착비드가 도색작업이 행해진 뒤에도 보일 수 있도록 남아있기
때문이다. 따라서, 본 발명은 더 나아가 평활한 시트가 평평한 상태에서 경량 패널의 측부에 접합될
것과, 이어서 패널이 전체로서 형상화될 것을 제안한다. 이러한 방식으로 우박에 대해 충분한 보호를 제
공하는 평활한 표면을 제작하는 것이 가능하다.
열간압연 공정에 의해 철로 만들어진 편면화된 융기부가 만들어지는 곳에서 미립화된 미세조직을 얻기 위
해서는, 열간압연 공정을 페라이트 영역으로 연장하고 이어서 보호 가스 분위기나 부분적인 진공에서 재
결정 풀림을 시행하는 것이 유리할 수 있다.
개시된 경량 패널의 형태는 이중층 시트 금속과 비교할 때 더한 이점을 제공한다. 융기부 '제 1 패널 또
는 스트립 / 대응 패널'를 90°각도로 교차하도록 배열하므로써, 수 개의 혼성 용접 헤드(hybrid weld
heads)를 대응 시트 융기부의 맞은편에, 대응 시트 융기부 방향으로 배열하는 것이 가능하게 된다. 또한
광학 장치에 의해 제 1 스트립의 융기부 위치를 연속적으로 모니터하고, 이에 따라 용접 헤드를 펄스적으
로 온/오프 전환하는 것이 가능하게 된다. 바람직하게는, 혼성 용접 헤드는 텅스텐-불활성가스 용접 소스
와 유리 섬유에 의해 도입된 레이저 빔(Nd: YAG)을 포함하여 구성되며, TIG 버너의 불활성가스를 통과한
레이저 빔이 전기전도성의 플라즈마를 금속 표면에 생성시켜 결과적인 전기 스파크 오버(spark-over)를
TIG 전극에 만들게 된다. 이러한 방식으로 레이저 만이 펄스화될 필요가 있게 되며, 오프 펄스 기간 동안
에는 TIG 전극에 정전압이 존재하게 된다. 이러한 방식으로, 제 1 플랜지가 예를 들어 베벨 기어 또는 얇
은 바퀴 디스크에 의해 대응 플랜지에 대해 밀어 붙여 진 상태로 또는, 양 플랜지가 TIG 전극 반대쪽을
향하는 만곡을 가지는 롤을 넘는 풀리에 의해 당겨지는 곳에서 비접촉 용접이 가능하다.
아연층에 의한 전극의 도구 수명(tool-life)문제는, 비(아연)도금 스터드 플랜지와 그에 대응되는 대응
플랜지의 형태로 된 플랜지를 사용하여 하기의 공정 작업을 진행하므로써, 레이저 기술이 없이도 특히 경
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제적으로 해결될 수 있음이 밝혀졌다.
1. 나중에 내부 표면이 될 스트립 층의 표면을, 전체로서 공동(갭)의 30 - 40 %의 부피를 차지하는 두께
의 부분 중합된 아크릴로, 코팅하고; 구멍이 뚫린 페이퍼를 설치하거나;
또는
역청에 의해 침윤된 어택틱(atactic) 폴리프로필렌 (PO CB) 또는 글래스 메쉬 웹(glass mesh web), 예를
들어 0.1 - 0.2 g/㎤의 밀도를 가지는 속이 빈 유리 구들, 유리 섬유(더 가벼워서 좋은), 공동을 완전히
채우는 면 페이퍼(잔존 공동이 10 - 20 % 의 부피)와 같은 구멍 뚫린 층을 설치하고;
2. 접촉점을 휠 전극이나 스트립 전극으로 용접하고, 이에 따라 (아연)도금된 스트립의 용접에 비교하여
약 30 %의 전기를 절약하고;
3. 상기 2와 더불어, 적어도 코일의 가장자리에 20 - 40 ㎜의 폭으로 160 -220 ℃의 온도에서 동시적인
밀봉 압연(seal-rolling)을 행하고;
4. 상기 경량 스트립의 외부 표면에만 전해도금을 행하고;
5. 알칼리 세정을 하고, 물로 린싱을 행하고, 활성화하고(activating), 인산화하고(phosphatising), 린싱
을 행하고, 후속적인 부동태화(subsequent passivating)를 행하고, 딥 프라이밍(dip priming)을 행하고,
음극 전기영동 에나멜링(cathodic electrophoretic enamelling)을 행하고, 생산후 스토브 에나멜링(stove
enamelling)을 행하고 경량 요소를 설치함.
이하에서는, 실시예를 도시하는 도면에 의하여 본 발명이 보다 상세히 설명된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 경량 스트립의 부분 사시도.
도 2는 4롤러 스탠드(four-roller stand)의 개략 측면도.
도 3은 경량 패널의 다른 실시예를 보인 단면도.
도 4는 종래의 스터드 시트를 보인 상단면도.
발명의 상세한 설명
도 1 에 도시한 경량 스트립은 철 스트립으로 형성된 상부 플랜지(1)를 포함한다. 상기 상부 플랜지(1)의
하부면(1a)에는 융기부(2)가 경량 스트립 경계(3)에 관하여 45°의 각도(β)를 이루도록 형성되어 있다.
속이 찬(단단한) 재료로 된 상부 플랜지(1)에 융기부(2)를 형성하기 위해 상부 플랜지(1)는 압연처리되게
되는데, 예를 들면 도 2 에 도시된 바와 같은 4롤러 스탠드(50)에서 처리되게 된다. 도 2에서 도시된 4롤
러 스탠드에서, 51,52로 표시된 상부의 롤러쌍은 패턴을 형성하는 한편 53,54로 표시된 하부의 롤러쌍은
평활한 표면을 형성하게 된다. 이렇게 하여 상기 철 스트립(1)의 압연 스탠드(50)를 지날 때 작업롤러
(51,52)를 향하는 면에는 먹임방향(F)을 가로질러 스트립(1)의 폭에 걸쳐 융기부(2)가 형성되게 된다.
도 1에 도시된 경량 소재의 상부 플랜지(1)와 동일한 방식으로 하부 플랜지(5)도 융기부(6)가 형성된 철
스트립으로 제작되게 된다. 상부 플랜지(1)와 하부 플랜지(5)를 하나가 다른 하나의 위에 놓이면서 마주
보는 면(1a,5a)에 형성된 융기부(2,5)가 90°의 각도(β)로 교차하게 하는 것에 의해 융기부(2,6)는 접촉
점(10)에서 만나게 된다. 이러한 접촉점(10)간의 간격(l)은 청구항 10에 개시된 규칙에 따라 계산되며,
상부 플랜지(1) 또는 하부 플랜지(5)의 최소 시트 두께 ΔS와 이중층 경량 패널을 통과하여 그 시트의 외
측 가장자리에 까지 걸치는 영역의 기하학적 관성 모멘트의 중성 섬유(neutral fibre)간의 간격 c에 의존
하게 된다.
도 3은 융기부가 형성된 시트를 사용하여 이루어지는 본 발명의 가능한 변형을 보여주는 것이다. 도 3에
도시된 경량 패널의 경우에는 각각의 상부 플랜지(62)와 하부 플랜지(63)의 각 융기부(60,61)는 접하지
않고, 그 대신에 연결되는 방식으로 함께 용접된다. 이는 특히 덮힌 길이(covered length)가 짧게 특정될
수 있을 때 유리하다. 시트 금속 두께, 융기부의 높이와 간격 그리고 길이(L)를 선택하므로써, 각각의 하
중 경우(도 3에서는 하중(K)이 가해져서 일어나는 시트의 휘어짐)(load case)에 따라 각 요소는 최적화
될 수 있다. 그러므로 하나의 롤러쌍을 사용하여, 경량 패널을 제조할 수 있게 되고 양 플랜지(63,64)의
융기부(60,61)가 교차되는 방식으로 배열됨에 따라 길이(L)가 두 배로 되고 이중층 패널을 지나 그 시트
의 외측 가장자리에까지 이르는 영역의 기하학적 관성 모멘트의 천연 섬유(natural fibre)간의 간격(c)이
증가하도록 된 경량 패널을 제작할 수 있게 된다.
도 4는 스터드형 융기부(100)를 구비한 종래의 스터드 시트를 보인 것이다. 이러한 시트는 본 발명에 따
른 공정에 의한 경량 패널 제작에 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면 각각의 융기된 형상은 스터드 형이
나 롤링 방향을 따르거나 가로지르는 W형일 수 있다. 특별한 형태적 특징이 필요한 경우에는 상면에서 보
았을 때 원형이나 속이 빈 육각형과 같은 구조도 또한 가능하다. 도 4에 도시된 종래의 스터드 시트와 비
교할 때 본 발명에 의한 공정에 따른 경량 패녈을 제작하기 위하여 필요한 융기부는 종래 스터드 시트의
그것에 비해 현저히 큰 간격으로 배열되어야 한다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
시트나 스트립 형상으로 된 적어도 하나의 제 1 금속 플랜지(1)와 제 2 금속 플랜지(5)를 포함하여 구성
되는 코일화 가능한 경량 스트립 또는 경량 시트를 위한 공정에 있어서; 제 1 플랜지(1)의 한 표면(1a)에
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는 규칙적으로 재발생되는 단단한 융기부(2)가 냉간압연 공정 또는 열간압연 공정에 의해 생성되고, 상기
융기부(2)는 대응 플랜지(5)와 함께 용접되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 상기 대응 플랜지(5)는 평활한 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는
경량 시트 제조공정.
청구항 3
제 1 항에 있어서, 상기 대응 플랜지(5)는, 적어도 제 1 플랜지(1)의 반복되는 융기부(2)가 형성된 면과
마주보는 면(5a)에는, 유사하게 배열되고 한쪽면에 압연되어 이루어진 융기부(6)를 구비하는 것을 특징으
로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 4
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 융기부(2,6)는 스터드 시트를 압연할 때 사용되는
유형의 열간압연 작업에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 5
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 융기부(2,6)는 냉간압연 공정에 의해 생성되고 융기
부(2,6)는 롤링방향(F)을 가로지르게 실질적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시
트 제조공정.
청구항 6
제 5 항에 있어서, 융기부와 오목부를 구비하는 작업롤러(52)와 융기부와 오목부를 구비하는 보조롤러
(51)로 구성되는 한 쌍의 롤러(51,52)가 상호작용하는 4 하이 스탠드(four-high stand)가 사용되는 것을
특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 7
제 3 항과 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 대응 플랜지(5)는 조각들로 잘려지고, 상기 조각들은 180°접
히고 롤링방향(F)에 90°로 회전되며, 그 결과 거의 90°각도(β)로 교차하는 양 플랜지(1,5)의 융기부
(2,6)는 함께 용접되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 8
제 7 항에 있어서, 대응 플랜지(5)와 제 1 플랜지(1)를 함께 용접하기에 앞서 대응 플랜지의 조각들로부
터 새로운 대응 시트 또는 새로운 대응 플랜지가 테일러드 블랭크 방식, 특히 코일 용접 방식으로 제조되
고, 새롭게 제조된 대응 플랜지의 융기부는 제 1 시트 또는 스트립의 롤링방향으로 배열되는 것을 특징으
로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 9
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 플랜지(1)를 각 대응 플랜지(5)와 용접하는 것은 저
항용접방법으로 이루어지고 그 결과로 생기는 용착비드는 스트립의 평지 상에 각 플랜지의 두께에 따라 1
㎜ 내지 5 ㎜ 사이의 지름으로 되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 10
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, L을 각 요소의 덮힌 길이, △S를 플랜지의 최소두께 그리
고 c를 경량 스트립 또는 경량 시트를 통과하여 시트의 외측 가장자리에 이르는 영역의 기하학적 관성 모
멘트의 중성 섬유간의 간격이라 할 때; 임의의 두 인접한 용접점 간의 측정가능한 최소간격 l은
0.1 × △S/c × L ≤ l ≤ 0.3 × △S/c × L
로 되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 11
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 플랜지(1)와 대응 플랜지(5) 사이에는 용접하기 전
에, 1g/㎤ 보다 작은 밀도로 되고 방수성을 띄며 항균성이 있고 용접시 거의 어떤 잔류물도 남기지 않고
증발해 버리는 물질로 된 중간층이 설치되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 12
제 11 항에 있어서, 상기 중간층은 주로, 방수성을 갖기 위해 드레싱처리되고, 함침(含浸)된 셀룰로오스
로 구성되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 13
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 평활 스트립 또는 시트는 경량 스트립 또는 경량 시트의
표면 중 나중에 경량 스트립 또는 경량 시트로 만들어진 요소의 외면이 되는 표면에 접합되고, 상기 평활
스트립 또는 시트는 패널을 절단한 후 경량 스트립 또는 경량 시트와 함께 요소의 최종적인 기하학적 형
태로 성형되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 14
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 플랜지(1)와 대응 플랜지(5)는 철로 만들어지고 하
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기 공정 순서 즉,
a) 편면화 된 융기부를 압연하는 공정;
b) 풀림공정;
c) 전해도금공정;
d) 제 1 플랜지를 융기부가 교차하도록 대응 플랜지 상에 위치시키고 그 결과로 생기는 공동에 충전재를
삽입하는 공정;
e) 융기부의 교차지점을, 특히 레이저 혼성 용접방식으로 용접하는 공정;
f) 인산화처리와/또는 크로마이징, 드라잉, 오일링하는 공정;
g) 시트를 코일화하거나 잘라내는 공정;
h) 성형공정;
i) 디오일링, 프라이밍, 도장하는 공정
의 공정 순서가 진행되는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 15
제 14 항에 있어서, a)공정에서 융기부(2,5)는 열간압연에 의해 페라이트 영역으로 만들어지고, b)공정에
서는 재결정 풀림이, 특히 보호 가스 분위기 또는 진공상태에서, 행해지는 것을 특징으로 하는 경량 스트
립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 16
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 제 1 플랜지(1)와 대응 플랜지(5) 사이에 형성되는 공동은 충전재로
완전히 채워지지 않고, 특히 부피의 80 %까지 채워지는 것을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트
제조공정.
청구항 17
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, h)공정에서 경량 스트립이 코일로부터 꺼내어져, 성형
공정에 앞서 정렬공정이 행해지고 시트를 절단하고 가장자리를 다듬는 공정이 성형공정 후에 행해지는 것
을 특징으로 하는 경량 스트립 또는 경량 시트 제조공정.
청구항 18
제 2 항에 특정된 공정에 의해 제작된 경량 스트립 또는 경량 시트를 평활 플랜지가 그 장착된 상태에서
장력을 받도록 되는 구성 요소를 제작하는데 사용하는 것.
청구항 19
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 의해 제작된 경량 스트립 또는 경량 시트를, 상기 경량 시트 또
는 경량 스트립이 압력 플랜지를 형성함과 아울러 놉을 구비하고 놉의 첨단부가 상기 경량 시트나 경량
스트립에 용접되는 금속 시트에 의해 현재(弦材)가 형성되는, 요소를 제작하는데 사용하는 것.
도면
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도면1
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도면2
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도면3
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도면4
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