KR0180021B1 - 용접 속도에 따라 용전전류 또는 용접전력을 조정하기 위한 방법 및 회로장치 - Google Patents

용접 속도에 따라 용전전류 또는 용접전력을 조정하기 위한 방법 및 회로장치 Download PDF

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Abstract

관으로 형성되는 금속 밴드를 연속적으로 직선용접하기 위한 용접장치에서 용접속도에 응하여 용접전류 또는 용접전력을 조정하기 위해서 조정 가능한 정전압치에 속도가 의존하는 전압치가 합해진다.

Description

용접 속도에 따라 용접전류 또는 용접전력을 조정하기 위한 방법 및 회로장치
제1도 내지 제4도는 용접속도에 따라 용접전류를 조정하기 위한 본 발명의 회로장치의 실시예들을 표시하는 것으로서,
제1도는 특지 조절기에 의해 구동되는 트랜지스터유닛을 통해 다이리스터 정류장치가 제어되는 것을 보여주는 실시예1의 약시 회로도이고,
제2도는 제1도에 있어서 보다 높은 펄스형의 정류장치가 설치된 것만이상이함을 보여주는 실시예2의 약시회로도의 부분도이고,
제3도는 특히 조절기의 입력에 회전계용 발전기와 정원압원이 직렬접속된 것을 보여주는 실시예3의 약시회로도이고,
제4도는 특히 회전계용 발전기와 정전압원이 그들의 출력이 분리되어 합증폭기에 연결된 것을 보여주는 제4실시예의 약시회로도이고,
제5도는 제3도 및 제4도의 회로의 작용원리를 설명하는 용접속도 대 용접전류관계도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,15,21 : 공급전압원 2,16,22 : 변압기
2,14,23 : 다이리스터 4,24 : 전극
5,25 : 직류변환기 6,26 : 조절기
7 : 트랜지스터유닛 9 : 서어보증폭기
10 : 필터소자 11,28,33 : 회전계용발전기
12 : 저항 13,29,31 : 조정가능한 전압원
30 : 합증폭기 32 : 분압기
34 : 스텝 스위치
본 발명은 관으로 형성되는 금속밴드를 연속적으로 직선시임용접하기 위한 용접 장치에 있어 용접속도에 따라 용접전류 또는 용접전력을 조정하기 위한 방법 및 회로장치(배열)에 관한 것이다.
이미 그런 결선배열이 알려져 있고(DE-OS 1900 856), 거기서는 용접장치의 전극이 전압원으로부터 변압기, 용접전류를 조정하는 조정요소 및 속도에 의존하는 회전계용 발전기를 통해 영향을 받는다.
그리고 공급전압, 전극간격 및 온도 변동에 따라 용접전류의 크기를 조정하는 수단이 제공되어 있다.
그러한 직류용접용 조정회로의 경우에는 용접전류-실제치가 계속 측정되고 극소변동이 있을때에도 벌써 방해포착에 의해, 용접전류세기가 주어진 요망치가 되도록, 조정요소가 영향을 받는다.
여기서 공급전압 및 전극간격의 변동 또는 온도변화가 용접전류에 영향을 미칠만큼 현저하지 않고 용접전류세기가 용접시임을 철저하게 용접하기에 필요한 값에 항상 유지되도록 조정는 단기간에 행해진다.
그러나 높은 가공속도가 오래 계속되고 상이한 금속 또는 판두께아 사용될 때에는 어려움이 생긴다.
즉 가공속도가 높으면 용접전류의 리플의 방해적 영향이 증가되며, 그리하여 공지의 조절장치로는 완전무결한 용접시임을 제공하는 것이 더 이상 보장되지 못한다.
이 문제를 어느정도 해결하기 위해 조절회로내에 필터소자를 설치할 수도 있을 것이나 그런 필터 체인을 아주 크게 하는데에는 조절회로의 시정수 때문에 한계가 있다.
또한 공지의 조정소자를 예컨대 트랜지스터로 대치하더라도 반드시 원하는 효과가 얻어지지 않거나 또는 예컨대 물이나 공기 등의 적당한 냉매에 의해 잉여 에너지를 제거해야 함으로써 추가 비용이 든다.
그리하여 본 발명의 목적은, 최적 용접전류에서 임의의 금속 및 상이한 판두께의 금속밴드의 문제점이 없는 용접을 보장하는, 레이저 용접장치의 경우 가공속도에 따른 용접전류의 조절 또는 용접전력의 조절을 위한 방법 및 배열을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 조정가능한 정전압치에 용접 속도의존 전압치가 합해지게 함으로써 달성된다.
대략 선정된 밴드두께에 의존하는 정전압치의 조정으로 전류-속도 다이아그램에 있더 영점이 이동되는 한편 용접속도의존 전압치가 합해지면 각 영점에서 시작하는 용접 전류-또는 용접전압조절특성 곡선이 된다.
이런 대책으로 용접속도에 따라 임의의 전류치 또는 전력치를 선정할 수 있어 임의의 용접 조건에 적합하게 할 수 있다.
본 발명을 수행하기 위해서는, 직류 아아크 용점의 경우, 용접전극은 전압원으로 부터 변압기, 용접전류조정소자 및 정류소자를 통하여 급전되며, 조정소자는 조절기에 접속되어 있고 용접 속도에 의존하는 회전계용 발전기에 의해 영향을 받는 그런 견선배열이 합목적적임이 밝혀졌다.
여기서 중요한 것은, 본 발명의 추가적인 형태에 있어서는 조정가능한 정전압원이 회전계용 발전기와 직렬 접속되는 것이다.
회전계용 발전기는 예컨대 0-20V 의 용접속도의존 전압을 제공하고, 한편 조정가능한 정원압원 예컨대 임의의 스텝 스위치는 0-10V의 기본 전압치를 이용할 수 있게 한다.
해당회로에서 합해진 전압치는 다음에는 용접전류조절기의 입력부에 공급되고 한편 다른 입력부에는 전류 변환기에서 나온 용접전류실제치가 공급된다. 그런 뒤 용접전류 조절기에서 설정치-실제치가 비교되어 그 결과가 필요한 용접전류를 위해 출력부에 공급된다.
본 발명의 실시에 있어서는, 전압원으로부터 변압기, 용접전류 조정소자 및 정류소자를 거쳐 용접전극에 급전되며, 거기에 있어 조정소자는 조절기에 접속되어 있는 용접속도 의존적 회전계용 발전기에 의해 영향을 받도록 할 수 있는 것은 다른 유리한 가능성이다. 여기서 본 발명의 실시에 있어 회전계용 발전기와 정전압원은 그들의 출력이 분리되어 합 증폭기의 입력과 연결되어있고, 합증폭기의 출력은 용접전류 조절기의 입력에 작용하며, 한편 이 조절기의 다른 입력은 직류변환기와 연결되어 있다. 이 배치의 경우에는 두 전압치의 합산시 직접적인 상호 작용은 배제되며 분명한 전기적 관계가 생긴다.
그런 뒤 합증폭기의 출력 전압은 상술과 같이 여기서도 용접 조절기의 입력에 공급되는 한편 이 조절기의 다른 입력에는 전류변환기로부터 용접전류실제치가 공급된다.
용접전류조절의 더 이상의 개선은 회전계용 발전기의 출력과 합증폭기의 입력사이에 분압기를 배치함으로써 보장된다.
분압기에 의해 용접전류특성곡선의 기울기가 조정될 수 있다.
상술한 직류 아아크용접장치와는 별도로 예컨대 CO2-레이저형의 레이저용접장치인 경우는, 합산된 전압치를 대응하는 레이저의 조절기에 공급하며, 합증폭기의 출력을 레이저 조절기의 입력에 작용하게 한다.
용접전류의 리플을 감소시킴으로써 관으로 형성되는 금속밴드를 용접하기 위한 최적 조건을 보장하고자 하는 본 발명의 과제는, 발명사상의 추가형태에 있어서, 용접전극에는 전압원으로부터 변압기, 용접전류조정소자 및 정류소자를 통하여 급전되고 조정소자는 조절기에 연결된 용접속도의존적 회전계용 발전기에 의해 영향을 받는 용접전류조정의 경우, 조정소자는 다이리스터정류회로이고 이 회로는 후단에 설치되고 조절기에 의해 구동되는 트랜지스터 유닛에 의해 제어되게 하는 대책에 귀착한다.
그러한 배치는 트랜지스터의 손실전력을 감소시킬 수 있으며 그리하여 가끔 상당히 비용이 드는 이 회로소자의 냉각이 생략될수 있다.
동시에 본 발명의 사용할 때에는 트랜지스터의 사용으로 생기는 조절시간이 짧은 이점을 얻을 수 있다.
다이리스터정류회로는 트랜지스터의 전압강하 및 그로인한 전력손실이 최소로 억제되도록 제어된다.
본 발명의 실시에 있어서는 트랜지스터 유닛으로부터 다이리스터 정류장치까지의 궤환회로에는 추가의 서어보증폭기를 설치하는 것이 합목적적임이 밝혀졌다. 그리하여 다이리스터 정류장치는 문제점없이 제어될 수 있고 이것은 설사 높은 제작속도의 경우도 마찬가지이다.
용접전류의 리플을 감소시킴으로써 관으로 형성되는 금속밴드를 용접하는데 최적조건을 확보하기 위해서는, 본 발명사상의 추가형태에 있어 조정소자로서 고펄스 정류장치를 사용하는 것에, 예컨대 12 펄스 정류유닛에 의지할 수 있을 것이다.
본 발명을 제1도 내지 제5도에 도시된 실시예에 따라 상세히 설명하겠다.
제1도로부터 알 수 있는 바와같이 공급전압원은 1로 표시되어 있는데 이것은 예컨대 50Hz 교류일 수 있다.
전압원(1)에는 변압기(2)가 연결되어 있고 그 변압기는 2차측에서 다이리스터와 연결되어 있다. 표시되지 않은 용접장치의 (+) 및(-)로 표시된 전극(4)과 다이리스터(3)사이에는 직류변환기(5)가 연결되어있고, 이 변환기는 2차측에서 용접전류의 실제치에 해당하는 전압이 읽혀진다.
조절기(6)는 표시되지 않은 회로망을 통해 그의 에너지 공급을 받는다.
다이리스터 정류장치(3)는 알려져 있는 것처럼 전압의 무통과시는 언제나 다시 전류를 통과시키지 않게 되며 그때는 재점화되어야 한다.
이 점화는 조절기(6)에 의해 행해지는데, 조절기는 실제 상태에 따라 다이리스터(3)의 점화 시각이 빨리 또는 늦게하여 대응하여 더 많은 또는 더 적은 전류가 용접전극(4)에 도달하게 한다.
그러나 조절기(6)에 의한 다이리스터유닛(3)의 이 제어는 직접행해지는 것이 아니라 도시된 바와같이 트랜지스터유닛(7)을 통해서 행해지며 트랜지스터유닛(7)은 다이리스터 정류장치(3)의 후단에 설치되어 있으나 다이리스터(3)에의 궤환(피이드백)(8)을 갖고 있고, 이의 도움으로 서어보증폭기(9)를 통해 다이리스터장치(3)는 트랜지스터(7)에서의 전압강하 및 그에 따른 전력손실이 최소로 억제되도록 구동된다. 트랜지스터유팃(7)의 설치에 의해 조절성은 더욱 개선되고 또한 인발속도가 높을 때에도 용접 전류의 리플이 현격히 감소될 수 있다.
그 이상의 추가 개선은 제1도에서 볼수 있는 것처럼 다이리스터 정류장치(3)와 후설된 트랜지스터유닛(7)사이에 필터소자(10)를 배치함으로써 달성될 수 있다.
전술한 바와 같이 조정 가능한 정전압치와 용접속도의존적 전압치로 구성된 전압이 조절기(6)에 인가되게 하면 본 발명에서는 유리하다. 이를 달성하기 위해 회전계용 발전기(11) 및 저항(12)을 통해 조정되는 전압원(13)으로된 부가회로가 설치된다. 회로소자들(11 및 13)로부터 생기는 전압치는 조절기(6)에 주어지고, 조절기(6)는 직류변환기(5)에 연결되어 있어 그것으로부터 직류실제치를 얻으며, 그런 다음 이 실제치는 회전계용 발전기(11) 및 조정가능한 전압원(13)에 의해 공급된 전압치와 비교되고 조절을 위해 이용된다.
제1도에 도시된 실시예와는 달리, 제2도에는 예컨대 6펄스 다이리스터 정류장치(3)가 12 펄스장치(14)에 의해 대치되어 있는 배열이 도시되어 있다. 따라서 공급전압원(15)으로부터 급전되는 변압기(16)에는 또한 제2의 2차권선이 있다. 이 회로장치의 모든 다른 회로소자는 제1도에 있어 발명수행을 위해 사용된 그 소자들과 같다.
제3도로부터 볼수있는것처럼 공급전압원은 21로 표시되어 있는데, 예컨대 이 전원은 50Hz교류이며, 이 전압원은 2차측에서 다이리스터(23)에 연결되어 있는 변압기(22)에 접속되어 있다.
(+)와(-)로 표시된 용접장치의 전극(24)과 다이리스터(23)사이에는 전류변환기(25)가 연결되어있고, 그 변환기에는 2차측에서 용접전류의 실제치에 대응하는 전압이 읽어질 수 있다.
조절기(26)는 회로망(27)을 통하여 에너지 공급을 받는다.
다이리스터(23)는 상술한 바와같이 전압불통시는 언제나 다시 전류를 통과시키지 않게되고 그럴때는 재점화되어야 한다. 이 점화는 조절기(26)에 의해 행해지는 것으로, 조절기는 실제 데이터에 따라 다이리스터(23)의 점화의 시점을 늦추거나 당겨서 거기에 따라 더 많은 또는 더 적은 전류가 용접전극(24)에 도달하게 한다.
본 발명을 위해 중요한 것은 이제, 조절기(26)에는 레이저의 입력도 공급될 수 있는데, 이 조절기(26)에 조절 가능한 정전압차와 용접속도의존적 전압치로 이루어지는 전압이 인가되게 하는 것이다. 이를 달성하기 위해 회전계용 발전기(28)와 조정가능한 전압원(29)으로 이루어진 부가회로가 설치된다. (28)과 (29)로부터 결정되는 전압치는 조절기(26)에 주어지며, 조절기는 직류변환기(25)와 연결되어 있어 변환기로부터 용접전류실제치를 받고 그런 뒤 이 실제치는 회전계용 발전기(28)와 조정가능한 전압원(29)으로 부터 공급된 전압치와 비교되고 조정을 위해 이용된다.
직류변환기(25)는 분리 증폭기가 후단배치되어 있는 분류기(shunt)로 구성될수도 있다.
이와는 달리 제4도에는 두 전압치를 합산하기 위해 시판형의 합증폭기(30)가 사용된 배치가 표시되어 있다.
합증폭기의 출력은 조절기(26)의 한 입력과 연결되어 있거나 또는 예컨대 용접레이저의 출력전력을 제어하는 조절형 고주파발생기의 입력과 연결되어 있고, 한편 조절기(26)의 다른 입력은 직류변환기(25)에 연결되어 있다. 가산에 필요한 정전압치는 조정가능한 전압원(31)에 의해 합증폭기(30)의 한입력에 공급되는데, 각 정전압치의 조정은 분압기(32)에 의해 행해진다. 용접속도 의존치는 회전계용 발전기(33)에 의해 공급되는데 용접속도 의존적 특성 곡선의 기울기는 가변저항의 저항치를 변경시킴으로써 전압을 가변적으로 분할하는 스텝 스위치(34)에 의해 조정될 수 있다.
제5도는 제3도 및 제4도에 도시된 결선의 작용을 다이아그램으로 표시한다. m/분의 용접속도에 걸쳐 A(암페아)의 용접전류가 적용된다. 합증폭기(30)에 공급되는 조정가능한 정전압치는 일정한 기준 전류가 되고, 이 기준전압치를 변경하면 도면으로부터 볼 수 있는 것처럼 전류축방향으로 영점이 평행이동하며 곧 대응적으로 곡선시스템(C)이 평행이동하게 된다. 그위에 회전계용 발전기(33)의 전단에 설치된 스텝 스위치(34)에 의해 곡선시스템의 기울기가 변경되고 그리하여 용접속도에 응하여 필요한대로 시간단위당 작은 또는 큰 용접전류세기로 조작될 수 있다는 것은 본 발명에 있어 중요하다.
특히 제4도는 직류아아크 용접장치에나 레이저 용접장치에나 꼭같이 적용되며 회전계용 발전기(33) 및 정원압원(31)으로부터 합증폭기에 공급되는 전압치들은 상호 영향을 받지 않게 함으로써 또한 공통 영점이 존재하게 함으로써 생기는 본 발명의 이점을 나타내고 있다.

Claims (11)

  1. 관으로 형성되는 금속밴드를 연속적으로 직선용접하기 위한 용접장치에서 용접속도에 응하여 용접전류 또는 용접전력을 조정하는 방법에 있어서, 조정가능한 정전압치에 용접속도의존적 전압치가 합해지는 것을 특징으로 하는 조정방법.
  2. 용접전극(4,24)에는 전압원(1,21)으로부터 변압기(2,22), 용접전류를 조정하는 조정소자(3,23) 및 정류소자를 통하여 급전되며, 조정소자(3,23)는 조절기(6,26)에 접속되어 있는 용접속도 의존적 회전계용 발전기(11,28)에 의해 영향을 받는, 제1항에 의한 직류 아아크 용접장치에 대한 방법 실시를 위한 회로장치에 있어서, 조정가능한 정전압원(13,29)이 회전계용 발전기(11,28)에 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  3. 용접전극(24)에는 전압원(21)으로부터 변압기(22), 용접전류를 조정하는 조정소자(23) 및 정류소자를 통하여 급전되며, 조정소자(23)는 조절기(26)에 접속되어 있는 용접속도의존적 회전계용 발전기(33)에 의해 영향을 받는, 제1항에 의한 작류 아아크 용접장치에 대한 방법 실시를 위한 회로장치에 있어서, 회전계용 발전기(33)와 정전압원(31)이 그들의 출력이 분리되어 합증폭기(30)에 연결되어 있고, 합증폭기(30)의 출력은 조절기(26)에 작용하며, 상기 조절기(26)의 한 입력은 직류 변환기(25)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  4. 제3항에 있어서, 회전계용 발전기(33)의 출력부와 합증폭기(30)의 입력부 사이에는 분압기(34)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  5. 레이저 용접장치에 대해 제1항에 의한 방법을 실시하기 위한 회로 장치에 있어서, 용접 레이저의 출력전력은 조절기(26)를 통해 조정될 수 있으며, 조절기(26)의 입력에는 용접속도의존적 회전계용발전기(28) 및 조정가능한 정전압원(29)으로 구성된 직렬결선이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  6. 레이저 용접장치에 대해 제1항에 의한 방법을 실시하기 위한 회로 장치에 있어서, 용접레이저의 출력전력은 조절기(26)를 통해 조절될 수 있으며, 조절기(26)의 입력에는 합증폭기(30)의 출력이 공급되고, 합증폭기의 입력들은 각각 분리되어 용접속도의존적 회전계용발전기(33) 및 정전압원(31)의 출력과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  7. 제6항에 있어서, 회전계용 발전기(33)의 출력부와 합증폭기(30)의 입력부 사이에는 분압기(34)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  8. 용접전극(4)에는 전압원(1)으로부터 변압기(2), 용접전류를 조정하는 조정소자(3) 및 정류소자를 통해 급전되며 조정소자(3)는 조절기(6)에 접속되어 있는 용접속도의존적 회전계용 발전기(11)에 의해 영향을 받는, 제1항에 의한 직류 아아크 용접장치에 대한 방법 실시를 위한 회로장치에 있어서, 조정소자(3)는, 후단에 설치되어 있고 조절기(6)에 의해 기동되는 트랜지스터유닛(7)을 통하여 제어되는 다이리스터 정류장치(3)인 것을 특징으로 하는 회로장치.
  9. 제8항에 있어서, 트랜지스터 유닛(7)으로부터 다이리스터 정류장치(3)까지의 궤환회로(8)에는 추가의 서어보 증폭기(9)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 조정소자(3)로서 12 펄스 정류장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 다이리스터 정류장치(3)와 후단설치 트랜지스터 유닛(7)사이에는 필터 소자(10)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로장치.
KR1019910005652A 1990-04-11 1991-04-09 용접 속도에 따라 용전전류 또는 용접전력을 조정하기 위한 방법 및 회로장치 KR0180021B1 (ko)

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