저항 용접: 고품질 로봇 금속 접합을 위한 신뢰할 수 있는 선택

로봇 용접 분야의 확고한 시장 리더로 알려진 야스카와는 아크 용접 자동화의 미묘한 차이에 익숙합니다. 견고하고 신뢰할 수 있는 산업용 로봇을 통한 아크 용접 공정은 지난 몇 십 년간 진화하며 다양한 제조 니즈를 효과적으로 충족해왔습니다. 금속 조각을 결합하는 이 일반적인 방법은 놀라울 정도로 강한 부품을 많은 유연한 옵션과 함께 만들지만, 트레이드오프도 존재합니다.

아크 용접 자동화는 와이어와 가스 같은 소모품을 많이 사용한다는 사실을 피할 수 없습니다. 효과적이지만 이 접착 접합 방식은 새로운 잠재적 유해 물질을 도입할 뿐만 아니라 지속적인 소모품 비용도 발생시킵니다. 게다가 로봇 아크 용접 공정은 매우 높은 수준의 자외선을 생성하여 특정 안전 예방 조치가 필요합니다.

이러한 이유들, 잠재적으로 긴 사이클 타임과 금속 두께 요건 등이 특정 작업에 더 나은 용접 방법이 있을지 의문을 갖게 만듭니다.

스팟 용접(Spot Welding)
20세기 중반의 독창적 동기부여가 나폴레옹 힐은 "저항에서 강함이 나온다"고 말하곤 했습니다. 그 격언이 힐의 약속처럼 누구를 빨리 부자로 만들지는 못했지만, 오늘날 용접에는 많은 진실을 담고 있습니다.

저항 용접, 특히 '스팟 용접'은 수년간 자동차 및 기타 제조사들에게 인기 있는 금속 접합 솔루션이었습니다. 압력을 가하면서 금속 층 사이에 전류를 통과시켜 실행 지점에서 '너겟(nugget)'이라 불리는 강한 금속 결합을 만듭니다. 휠 형태의 전극을 사용하여 심(seam)을 따라 더 긴 용접을 수행하도록 수정할 수도 있습니다. 본질적으로 단순하지만 이 방법은 특정 애플리케이션에 큰 이점을 제공합니다:

비용 효율성
스팟 용접에는 필러 메탈이나 차폐 가스가 사용되지 않으므로 소모품을 제한하여 용접당 비용과 중량을 급격히 줄입니다. 반대로 아크 용접은 토치 노즐과 팁을 소모합니다. 저항 용접에서는 스팟 건 팁을 여러 번 드레싱(dressing)하여 재생한 후 교체할 수 있습니다.

일반적으로 스팟 용접용 부품은 프레스 성형(stamped)되는데, 이는 일반적으로 가공 부품보다 저렴합니다. 프레스 성형 부품 사용은 공정에 또 다른 일관성 층을 더해 비용 절감에 기여합니다. 아크 용접과 스팟 용접 시스템 비용은 꽤 비슷하지만, 둘 다 레이저 대안보다 훨씬 저렴합니다.

안전성
MIG나 TIG 같은 아크 용접 방식은 피부와 눈에 해로운 대량의 자외선을 생성합니다. 사용자는 용접 후드 같은 눈 보호구로 이를 방어해야 합니다. 용접기와 로봇 주변의 아크 커튼은 2차 보호 장치로 간주되며, 실제 용접 관찰 시 완전한 안전을 위해 의존해서는 안 됩니다.

스팟 용접도 일부 스파크를 발생시키지만 MIG 용접보다 훨씬 적으며, 후자는 일부 재료에 구멍을 낼 수 있습니다. 전반적으로 아크 플래시를 줄일 필요도 없고, 같은 양의 스파크와 스패터를 제어할 필요도 없어 안전 가드 구성이 단순화됩니다.

청결성
스팟 용접은 본질적으로 용접 스패터가 훨씬 적어 부품 마감과 워크셀 바닥 오염을 줄입니다. 마찬가지로 흄이 크게 감소하고 연기도 최소화됩니다. 반면 아크 용접 스패터는 부품 외관 문제를 일으키거나, 밀폐된 부품 안에서 영원히 굴러다니는 끔찍한 '용접 비드(weld berries)'를 남길 수 있습니다.

스팟 용접의 심미성은 일관되고 깨끗한 반면, 아크 용접에서는 멋진 용접 비드를 만드는 것이 때로 어려울 수 있습니다. 모든 스팟 용접 부품은 이중층이며 용접은 부품 본체 내부에 본질적으로 숨겨져 있는 반면, 아크 용접은 매우 눈에 띄는 심(seam)을 생성합니다.

또한 용접 타이머의 크기와 연결 요건은 아크 용접 전원과 비슷할 것입니다. 그러나 워크셀 내 와이어 드럼과 도관이 더 이상 필요하지 않으며, 지저분한 리머(reamer)가 때때로 스팟 건용 팁 드레서로 대체될 수 있습니다.

일관성
스팟 용접 부품은 열 입력이 낮아 부품 변형이 적고, 매우 높은 반복성을 가집니다. 두 개의 프레스 성형 부품을 결합하면 부품이 일반적으로 더 가벼워지며 중공 구조가 될 수 있습니다. 필러 메탈 야금학을 고려할 필요가 없어 이공정은 이종 부품에도 비교적 유사합니다.

속도
일반적인 스팟 용접 스퀴즈 시간(squeeze time)은 1초도 안 되는 짧은 순간만 소요되며, 로봇은 스팟에서 스팟으로 매우 빠르게 이동할 수 있습니다. 표면 준비가 필요 없는데, 아크 용접은 이에 민감할 수 있습니다. MIG 토치의 이동 속도는 필러 메탈, 열 입력 및 기타 변수에 의해 제한됩니다. 일부 수동 아크 용접 공정은 접근성과 부품 크기에 따라 자동화하기 매우 어려울 수 있지만, 거의 모든 스팟 용접 애플리케이션은 자동화 가능합니다. 전반적으로 스팟 용접 방식으로 부품 제작 시간을 거의 절반으로 줄일 수 있습니다.

과제
스팟 용접의 가장 큰 과제는 용접할 부품이 스팟 용접용으로 설계되어야 하며, 스팟 건이 부품 양쪽에 편리하게 접근하여 적절한 전류와 압력을 가할 수 있어야 한다는 것입니다. 마찬가지로 금속 두께는 일반적으로 시트당 약 3mm로 제한됩니다.

일부 부품은 두께와 필요한 전단 강도에 따라 절대 스팟 용접에 적합하지 않을 수 있습니다. 완전 밀봉이 필요한 부품(유체 탱크, 압력 부품 등)은 스팟 용접할 수 없습니다. 때로는 접착제와 실란트가 부품 강성과 강도에 기여할 수 있지만 이는 공정에 추가 단계를 더합니다.

스팟 용접은 아크 용접과 다른 전문성을 요구하지만 일반적으로 더 단순합니다. 하지만 오늘날 로봇 소프트웨어의 지능에도 불구하고, 적절히 훈련된 용접 엔지니어가 어느 시스템이든 제공할 수 있는 설계와 실행을 대체할 수는 없습니다.

요약
프레스 성형 가능한 대량 생산 부품에는 스팟 용접이 이상적인 솔루션이 될 수 있습니다. 적절한 시스템으로 비용, 중량, 사이클 타임을 줄이는 동시에 안전성, 일관성, 심미성, 청결성을 높일 수 있습니다. 이는 경쟁력을 높이고 미래를 선점하기 위한 프로버비얼 도구 상자의 또 다른 자동화 도구입니다!