KR0184978B1 - 용접 전류 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 전류의 변화량을 감지하였다가 새로운 용접 계열의 초기 용접 전류를 설정함에 있어서, 상기 변화량에 대한 가중치를 적용하여 용접 전류를 설정함으로써, 다른 계열의 용접 도중에 발생하는 용접 전극의 선단경 변화에 능동적으로 대처함으로써 용접 불량을 최소화하여 품질 향상과 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.

Description

용접 전류 제어 방법(A Welding Current Control METHOD)

제1도는 본 발명에 따른 용접 전류 제어 방법을 도시한 순서도.

제2도는 본 발명에 따른 용접 전류 하한치를 도시한 순서도.

제3도는 본 발명에 따른 용접 진행 상황을 도시한 도표.

제4도는 종래의 자동 스탭퍼에 의한 용접 진행 상황을 도시한 도표이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A, B : 용접 계열: 전류의 변화량

본 발명은 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접시 발생되는 용접 저항과 전류의 변동에 따른 제품의 품질 불균일 현상을 방지할 수 있도록 한 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 2개의 금속 또는 비금속 물체를 접합하는 데는 용접과 납땜이 많이 사용되는 바, 상기한 용접은 가스 화염, 전기 아아크, 전기 저항을 이용하는 것으로 대별된다.

상기한 용접 종류 중에서 전기 저항을 이용한 용접법은 용접하고자 하는 두 모재의 양측에 전극을 연결하여 전류가 흐르도록 하면, 전류가 흐르기 시작하는 처음에는 두 모재간의 접촉 저항에 의해 용접부에서 발열되고, 상기 발열에 의해 모재의 용접부에 금속 자체의 고유저항의 증가에 따라 용접부가 더욱 더 가열되어 용융·반용융의 상태가 되면 전극으로 상기 두 모재를 밀착한 후 전극을 이탈시킴으로써 두 모재의 용접이 완료되는 것으로서 저항 용접이라 한다.

여기서, 상기와 같은 저항 용접에 영향을 미치는 요인으로는 용접 전류, 통전 시간, 가압력, 모재의 표면 상태, 전극의 재질 및 형상, 용접 피치 등의 여러 가지가 있으나, 이중 가장 큰 영향을 미치는 것으로는 용접 전류, 통전 시간, 가압력 등으로서 이들은 흔히 저항 용접의 3대 요소라고 한다.

상기와 같은 저항 용접의 대표적인 것으로서 점용접은 자동차 생산같이 자동화가 요구되는 상황에서 많이 사용되는데, 특히 자동차의 조립 라인에서 사용되는 자동화 시스템에 많이 사용된다.

상기와 같이 자동차 조립 라인에 적용된 점용접은 조립 라인으로 투입되는 자동차의 모델과 그 용접 부위에 따라서 용접 상태를 항상 양호하게 유지하기 위해서는 가해지는 용접 전류를 조절해 주어야 할 필요가 있다.

즉, 같은 종류의 자동차인 경우에는 그 용접 부위가 여러 곳이 되므로 용접 부위마다 모재의 두께가 달라서, 모재의 두께에 맞는 용접 전류가 필요한 것이며, 종류가 다른 자동차인 경우에는 동일한 부위라도 역시 모재의 두께가 다르므로 적절한 용접 전류로 변화시켜야 항상 최적의 용접 상태를 유지할 수 있다.

또한, 용접시 용접 전극은 용접 횟수가 더해 감에 따라서 그 선단경이 커지므로 단위 면적당 전류의 밀도가 적어지게 되어 모재에 충분한 전류 공급이 이루어지지 않아 탈락 현상이 발생되기도 하며, 양 전극의 위치가 서로 어긋난 상태로 용접이 진행되는 경우에는 용접팁의 선단경에 대한 전류 밀도의 증가로 용접 불꽃이 발생하면서 전극은 점점 선단경이 작아지는 현상을 보이며 용접 불량이 발생하게 된다.

자동화 설비에서 다품종 소량 생산 및 생산의 유연성을 강조하는 제작 공정에 있어서의 자동 용접은 상기한 바와 같이 용접 전류가 너무 높게 되면 용접 불꽃이 발생하면서 모재의 접합 부위 두께가 줄어들어 강도가 저하되며, 용접 전류가 너무 낮게 되면 용접이 제대로 되지 않아 탈락 현상이 발생되어 재 용접 작업이 요구되는 문제점을 가지고 있으므로 상기와 같이 다양한 대상물에 용접을 하게 되는 경우에는 용접 전류의 적절한 조절이 생산성 및 품질 향상에 미치는 영향이 매우 크다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하고자 종래에는 자동 스탭퍼라는 장치를 고안하여 사용하고 있는 바, 상기 자동 스탭퍼는 어떤 한 계열의 용접이 시작될 때, 용접 후 저항치를 측정하여 그 용접 전류가 적당한 지를 판단하여 전류를 조정하도록 되어 있다.

즉, 용접실시 전에 모재의 저항을 측정하고 일차 용접실시 후 모재 저항을 측정하여 비교하는 과정을 실시하여 그 결과에 따라서, 모재의 저항이 용접 후 감소되면 그 용접 부위에 전류 밀도가 높아 용접 불꽃의 발생에 의해 모재의 두께가 감소된 것으로 생각하여 전류를 1%낮추고, 만약 모재의 저항이 변화하지 않으면 전류를 1%증가하여 다수회 측정함으로써 적절한 용접 전류를 찾는다.

상기와 같이 구해지는 용접 전류로 용접을 실시한 후, 다시 새로운 계열의 작업이 시작되면 상기와 같은 과정을 되풀이하게 되는데 이때, 새로운 용접 전류를 찾기 위한 초기 전류는 작업할 계열에 대하여 이전에 작업 종료시의 전류를 기억했다가 그 전류를 기준 전류로 생각하고 상기와 같은 과정으로 거쳐 용접 전류를 구하게 된다.

그러나, 상기와 같이 이전에 동일한 계열의 용접 전류의 최종치를 기억했다가 여러 다른 계열의 용접이 실시된 후 다시 그 최종 용접 전류를 기준으로 용접 전류를 구하는 것은 중간에 실시된 다른 계열의 용접 도중 용접 전극의 선단경 변화량을 감안할 수 없어 정확한 용접 전류의 설정이 곤란하다.

즉, 용접 전극의 선단경이 커지거나 세팅 상태가 좋지 않아 선단경이 작아진 경우에도 종전에 작업했던 용접 전류를 기준으로 하게 되면 용접 결과에 따라 1%씩 증가 또는 감소하는 용접 전류의 변화로는 변화된 용접 전극의 선단경에 대하여 충분한 보상이 이루어지지 않아 용접 불량을 피할 수 없게 된다.

제4도에는 상기와 같은 현상을 설명하는 도표가 도시된 바, A계열의 모재와 B계열의 모재를 용접함에 있어서, 서로 교번하여 용접이 실시될 때, a의 위치와 b의 위치에서는 이미 용접 전극의 선단경이 넓어져서 이전에 용접을 종료했던 시기의 용접 전류는 적절한 용접 전류에 훨씬 미치지 못해 1%씩 증가하는 용접 전류의 증가로는 용접 불량이 발생될 수밖에 없다는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다양한 계열의 모재를 용접하면서 용접되는 상태에 따라 용접 전류를 제어하는 용접 전류 제어 방법에 있어서, 새로운 계열의 용접에 적용할 용접 전류는 이전에 용접하던 계열의 용접에 적용되었던 최초 용접 전류와 최종 용접 전류의 차이를 적용하여 산출함으로써 용접팁의 선단경이 변화된 것에 대한 보상치가 가중되어 결정되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 용접 방법의 개념이 도시된 순서도로서, 새로운 계열의 용접에 적용할 용접 전류는 이전에 용접하던 계열의 용접에 적용되었던 최초 용접 전류와 최종 용접 전류의 차이를 적용하여 산출함으로써 용접팁의 선단경이 넓어진 것에 대한 보상치가 가중되어 결정되도록 구성되어 있다.

즉, 이전 계열의 용접 후 새로운 계열의 용접이 시작되면, 먼저 이전 계열의 용접 도중에 발생한 전류의 변화량()을 감지한다. 즉, 최초 전류와 최종 전류를 비교하여 그 변화량()을 구한다.

상기와 같이 구해진 변화량()을 새로 용접을 시작할 용접 계열의 종전 용접시 최종 용접 전류에 적용하여 용접할 계열의 용접 전류 초기치를 구하여 용접을 진행하게 된다.

즉, 제3도에 도시된 바와 같이 A계열의 용접 도중 새로운 B계열의 용접이 시작될 때 A계열의 용접 도중에 발생한 용접 전류의 변화량()을 가중하여 ㉮의 용접 전류를 설정하는 것이 아니라 ㉯에서 새로운 B계열의 초기 용접 전류를 설정함으로써 용접 전류에 의한 용접 불량을 방지할 수 있는 것이다.

물론, 상기 변화량()이 없는 경우에는 용접할 계열의 용접 전류의 초기치는 새로 용접을 시작할 용접 계열의 종전 용접시 최종 용접 전류가 된다.

따라서, 다른 계열의 용접 도중에 발생한 용접 전극의 선단경 변화에 능동적으로 대처하게 되어 용접 전류에 용접 불량을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 새로운 계열의 용접에 적용할 용접 전류는 그 하한 전류를 설정함에 있어서, 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이 이전에 용접하던 계열의 용접에 적용되었던 최초 용접 전류와 최종 용접 전류의 차이를 적용하여 산출함으로써 ㉰를 용접 전류의 하한치로 설정하여 용접팁의 선단경이 넓어진 것에 대한 보상치가 가중되도록 함으로써 용접 전류의 하한치도 능동적인 변화가 가능하도록 하였다.

물론, 용접 전류의 하한치를 결정함에 있어서 용접 전류의 변화량이 하강한 결과를 나타내면 용접 전류의 하한치는 종전과 동일하게 관리하도록 한다.

이상과 같이 본 발명은 용접 전류의 변화량을 감지하였다가 새로운 용접 계열의 초기 용접 전류를 설정함에 있어서, 상기 변화량에 대한 가중치를 적용하여 용접 전류를 설정함으로써, 다른 계열의 용접 도중에 발생하는 용접 전극의 선단경 변화에 능동적으로 대처함으로써 용접 불량을 최소화하여 품질 향상과 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 다양한 계열의 모재를 용접하면서 용접되는 상태에 따라 용접 전류를 제어하는 용접 전류 제어 방법에 있어서, 새로운 계열의 용접에 적용할 용접 전류는 이전에 용접하던 계열의 용접에 적용되었던 최초 용접 전류와 최종 용접 전류의 차이를 적용하여 산출함으로써 용접팁의 선단경이 변화된 것에 대한 보상치가 가중되어 결정되도록 한 것을 특징으로 하는 용접 전류 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 새로운 계열의 용접에 적용할 용접 전류는 그 하한 전류를 설정함에 있어서, 이전에 용접하던 계열의 용접에 적용되었던 최초 용접 전류와 최종 용접 전류의 차이를 적용하여 증가시킴으로써 용접팁의 선단경이 넓어진 것에 대한 보상치가 가중되어 결정되도록 한 것을 특징으로 하는 용접 전류 제어 방법.