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본 연구에서는 전 세계적으로 탄소중립을 위한 시장요구가 더욱 높아지고 있으며, 전기차(EV: Electric Vehicle) 및 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System)의 개발과 활용이 확대됨에 따라 수요가 급증하고 있는 DC FUSE 전기저 항 스폿용접 자동화 공정기술개발을 수행하였다. DC FUSE 제조생산성과 품질향상을 위해 스폿저항용접공정의 용접전류, 가압력, 용접시간을 주요 공정변수를 정의하고, 각 인자가 용접중 발열 특성 및 용융부 형상에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 바탕으로 용접품질평가기준을 확립하고, 불량 유형과 원인을 데이터 기반으로 실험계획법 수립과 실험분석을 통해 공정최적화 조건을 도출하였다. 본 실험에서는 3인자 4수준 직교배열법(L16(43))을 적용하였으며, DC FUSE 4개면 상·하 총 8개소(32포인트 )의 인장강도, 용접너깃크기, 용융수준(미융용, 정상, 과용융)을 측정하였다. 각 주효과도와 교호효과도 분석을통해 용접 전류 6.5 kA, 가압력 1.75 kgf/cm2, 용접시간 1.5 s의 조합이 인장강도(1.53 kgf)와 용접너깃크기(1.47 mm) 규격을 만족하는 최적 운전 조건으로 도출할 수 있었다. 또한, 전류·시간 간의 강한 교호작용은 열입력 균형이 용접품질의 핵심임 을 보여주며, 가압력은 이를 안정화시키는 보조적 인자로 작용함을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 스폿저항용접 자동화 시스템을 설계하고, 전류-시간 중심의 열입력 제어와 가압력 안정화가 될 수 있도록 기계부, 전장부, 계측부, 데이터/MES 통합 아키텍처를 구성하였다. 공정시퀀스 제어가 가능하도록 구성하여 실시간 생산공정 실시간 모니터링 시스템 구축과 시 제품제작을 통해 현장적용 TRYOUT을 정상적으로 수행하였다. 본 연구를 통해 박판성형부품인 DC FUSE 엘리먼트의 정 밀용접이 가능해짐에 따른 고신뢰도 품질관리와 생산성 증대가 가능해짐에 따라 기업매출증대 효과를 가져올 것으로 기대 하며, 향후 전기차 및 ESS 개발에서 요구되는 기술수준 제고에 본 연구 결과를 활용하고자 한다.

In this study, we developed an automated process technology for the electric resistance spot welding process of direct current fuses (DC fuses), the demand of which is rapidly increasing due to the growing global demand for carbon neutrality and the expansion of the development and utilization of electric vehicles (EVs) and energy storage systems (ESS). To improve the productivity and quality of DC fuse manufacturing, we defined key process variables for the spot resistance welding process, such as welding current, pressure, and welding time. We analyzed the effects of each variable on the heat generation characteristics and melting zone shape during welding. Based on this, we established weld quality evaluation criteria, and through data-driven design of experiments (DOE) and experimental analysis, we derived optimal process conditions and identified defect types and causes. In this experiment, we measured the tensile strength, weld nugget size, and melting degree (no melting, normal melting, and over-melting) at eight points on the upper and lower slopes of the DC fuse (a total of 32 points) using the three-factor, four-level orthogonal array (L16(4 )) method. Through analysis of3each main effect and interaction effect, the optimal operating conditions satisfying the tensile strength (1.53 kgf) and weldnugget size (1.47 mm) specifications were identified: a welding current of 6.5 kA, an applied pressure of 1.75 kgf/cm2, and a welding time of 1.5 seconds. Furthermore, the strong interaction between current and time confirmed that heat input balance is a key factor in weld quality, with applied pressure playing a supplementary role in stabilizing this balance. Based on this, an automated point resistance welding system was designed and an integrated architecture of mechanical, electrical, instrumentation, and data/MES was established to enable current-time-based heat input control and applied pressure stabilization. A real-time production process monitoring system was established, and a prototype capable of process sequence control was manufactured and successfully tested in the field. This study is expected to contribute to increased corporate sales by enabling high-reliability quality control and enhanced productivity through precision welding of plate- shaped DC fuse elements. Furthermore, the results of this study are expected to contribute to improving the technological level required for the development of electric vehicles and energy storage systems (ESS).

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저항가열 방식 기반 PVT법을 이용한 SiC 단결정 성장모색 = Exploration of SiC single crystal growth by a resistive-heating-based PVT method 송경준, 김하준, 김나경, 박찬호, 박미선, 정광희, 김정곤, 이원재 p. 1-5
UV-C LED를 활용한 광촉매 정화살균기술 적용 제품 연구 = A study on products utilizing UV-C LED driven photocatalytic purification and disinfection technology 박창해 p. 6-15
자율주행 물류 서비스 로봇의 CMF 중심 디자인 전략 및 기술 개발 = CMF-centered design strategy and technology development for autonomous logistics service robots 송성일 p. 16-24
실험계획법을 이용한 전기차(EV) 및 에너지저장장치(ESS)용 DC FUSE 전기저항 스폿용접 공정조건 최적화 = DC fuse electric resistance spot welding process condition optimization using design of experiment method for electric vehicle and energy storage system 황준, 나승우 p. 25-35
High Velocity Oxygen Fuel(HVOF) 공정 시 분사 거리와 gun 이송 속도가 WC-Co-Cr 코팅층의 미세구조 및 기계적 특성에 미치는 영향 = Effects of spray distance and gun traverse speed on the microstructure and mechanical properties of WC-Co-Cr coatings deposited by high-velocity oxygen fuel (HVOF) spraying 김상인, 김태현, 배수한, 황창훈, 공종호, 이정홍, 김세윤 p. 36-49
SiC 결정 성장 최적화를 위한 내부 캐비티 기반 시드 홀더 연구 = Cavity-structured seed holders for enhanced crystalline quality of SiC 최예진, 강민규, 이기욱, 송경준, 김나경, 박미선, 정광희, 김정곤, 이원재 p. 50-56

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