기술자료: 전자기 펄스 이용한 케이블 러그 조인트 개발
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제3회부산국제용접&절단&레이저설비산업전시회
전자기 펄스 이용한 케이블 러그 조인트 개발

한국생산기술연구원 강봉용, 김지연, 강문진, 김인주
목포대학교 기계선박해양공학부 김일수
웰메이트㈜ 박동환
1. 서론
자동차 및 조선 등의 많은 분야에서 사용되고 있는 케이블 단자의 제조에 있어, 기존에는 케이블과 단자(Terminal)의 러그(Lug) 부분을 기계식 및 유압식 압착기를 사용하여 제조해 왔다.
그러나 이들 연결부(Lug Joint)는 국부적이고 느슨한 압착으로 잦은 접착 불량이 발생하며, 과도한 접촉 저항열로 인해 산화 및 열화가 발생하여 내구 수명을 단축시킴으로써 케이블의 잦은 교체에 따른 원가 및 생산성에 저해 요인으로 작용한다. 이런 문제를 해결하기 위해 미국 Hughes 사 등은 전자기 펄스 공정을 이용한 케이블 러그 조인트를 제조하여 생산성 증가 및 비용 절감 효과를 얻고 있다. 이에 본 연구에서는 상기 문제점을 개선할 목적으로 전자기 펄스 방법을 이용하여 러그 조인트를 제조하는 방법을 개발했으며, 개발된 제품과 기존의 제품과의 비교 평가를 실시했다.(그림 1. 교류 아크 용접 시 러그 조인트 사용, 그림 2. 전자기 펄스 용접 공정 참조)

2. 케이블 러그 조인트 개발
(1) 실험 방법
기존의 러그 조인트 제조법과 차별화된 전자기 펄스 공정을 이용한 케이블 러그 조인트를 개발했다. (그림 3. 전자기 펄스 용접 장치, 표 1. 케이블 러그 용접 조인트의 용접 조건 참조)
개발된 케이블 러그 조인트는 신뢰성 확보를 위하여 KS C IEC 60974-12(아크 용접 설비-용접 케이블용 접속 장치)에 근거하여 기개발된 케이블 러그 조인트와 외관, 단면 및 온도 상승 비교를 통해 우수성을 검증했다.



(2) 실험 결과
압착기를 이용한 케이블 러그 조인트의 경우 러그의 일부분에만 압력이 가해져 케이블과 러그의 접합이 불량하며, 유사하게 유압식 압착 또한 러그의 중심에서 가장자리 부분으로 압력이 가해져 케이블과 러그의 완전한 접착이 불가능하다. (표 2. 접합 형상 참조)
그 반면, 전자기 펄스를 이용한 케이블 러그 조인트는 코일 위치에 따라, 접합부에 균일하게 전자기력이 적용되므로 케이블과 러그 사이에 미세한 공간의 발생 없이 케이블 간 고밀도 접합이 가능하다.(그림 4. 접합부 단면 참조)
전자기 펄스 장치, 압착기 및 유압식 압착기를 이용하여 제조된 케이블 러그 조인트를 지면에서 약 200㎜ 수평 받침 위에 설치한 후 아크 용접기를 통해 300A의 전류를 지속적으로 부하했을 때 접촉 온도 계측기를 이용하여 연결부에서의 온도 상승을 확인했다.(그림 5. 온도 분포 참조)

3. 결론
본 연구로 기존의 러그 조인트 제조법과 차별화된 전자기 펄스 공정을 이용한 케이블 러그 조인트를 개발했으며, 이미 개발된 케이블 러그 조인트와 외관, 단면 및 온도 분포 비교를 통해 개발된 케이블 러그 조인트의 우수성을 검증했다.
케이블 러그 조인트 개발에 사용된 전자기 펄스 공정 장치는 손쉽게 작동할 수 있는 장비로, 산업 현장에서 바로 적용하여 고품질 제품 생산 및 생산성 향상에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.

■ 문의처: 웰메이트㈜ ☎ 031-988-8100
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