KR100352410B1 - Electronic Tungsten Inert Gas welding supplementary apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 수동 아크 용접기로 TIG 용접이 가능하도록 아크용접기와 용접 토치 사이에 구비되는 전자식 TIG 용접 보조 장치에 관한 것으로서,전원을 분리 변압하여 공급하는 제어 전원부(11); 고주파 발진용 전원을 정류하는 고주파 발진용 전원 정류부(12); 정류된 고주파 발진용 전원을 발진 증폭한 후 승압시켜 고주파를 유도시키는 고주파 처리부; 아크기동 신호를 제공하는 용접기동 신호부(21); 용접 유무에 따라 용접 전원의 온/오프를 제어하는 용접전원 제어용 전자 접촉기(24); 용접전원 제어용 전자 접촉기(24)가 동작(ON)되었을 때 입력 전압을 검출하는 용접 전압 검출부(23); 용접전원 제어용 전자 접촉기(24)를 작동시키고, 고주파 제어부를 통해 보내지는 고주파 발진 전원을 차단하거나 발진강도를 약하게 조절하는 시이퀀스 제어부(22); 크레이터 사용유무 설정에 따라 크레이터 처리 전환 신호를 제공하는 크레이터 사용유무 설정부(31); 용접용 가스의 공급 시간을 설정하는 용접용 가스 공급시간 설정부(41); 용접중일 때 접속된 용접 토치 냉각 장치를 구동하여 용접 토치에서 발생하는 열을 냉각시키는 용접 토치 냉각용 냉각 장치 제어부(51); 용접용 가스를 공급하는 용접용 가스 공급/차단 제어부(42); 및 용접중 크레이터 설정 전류 값으로 용접 전류를 전환해 주는 용접 전류 설정 및 크레이터 설정부(32)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an electronic TIG welding auxiliary device provided between an arc welding machine and a welding torch to enable TIG welding with a conventional manual arc welding machine, comprising: a control power supply unit 11 for transforming and supplying power; A high frequency oscillation power rectifier 12 for rectifying a high frequency oscillation power supply; A high frequency processing unit for oscillating and amplifying the rectified high frequency oscillation power source to induce high frequency; A welding start signal unit 21 for providing an arc start signal; A welding power source control electronic contactor 24 for controlling the on / off of the welding power source in accordance with the presence or absence of welding; A welding voltage detector 23 which detects an input voltage when the magnetic contactor 24 for welding power supply control is operated (ON); A sequence control unit 22 for operating the welding power source control contactor 24 to block high frequency oscillation power sent through the high frequency control unit or to weakly control the oscillation intensity; A crater use setting unit 31 which provides a crater processing switching signal according to the crater use setting; A welding gas supply time setting unit 41 for setting a supply time of a welding gas; A welding torch cooling control unit 51 which drives the connected welding torch cooling device during cooling to cool the heat generated by the welding torch; A welding gas supply / blocking control unit 42 for supplying a welding gas; And a welding current setting and crater setting unit 32 for converting a welding current to a crater setting current value during welding.
Description
본 발명은 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 보조 장치에 관한 것으로써, 특히 기존의 수동 아크 용접기로 TIG 용접이 가능하도록 아크용접기와 용접 토치 사이에 구비되는 전자식 TIG 용접 보조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Tungsten Inert Gas (TIG) welding aid, and more particularly, to an electronic TIG welding aid provided between an arc welder and a welding torch to enable TIG welding with a conventional manual arc welder.
일반적으로, TIG(Tungsten Inert Gas) 용접은 토치의 텅스텐 전극(-)과 모재(+) 사이에 불활성 가스인 알곤 가스로 공기를 차폐하고 전극과 모재간 절연을 파괴시켜서 아크를 발생시키고 아크 열로 용접하는 장치이나, 일반 아크 용접기는 전극과 모재간 절연을 파괴시킬 수 있는 기능이 없으므로 아크 기동이 어렵고, 알곤 가스의 공급과 차단 기능이 없으므로 수동으로 가스를 공급해야 하며, 용접전원의 공급과 차단이 자유롭지 못하다.In general, Tungsten Inert Gas (TIG) welding shields air with argon gas, which is an inert gas, between the tungsten electrode (-) and the base material (+) of the torch and breaks the insulation between the electrode and the base material to generate an arc and weld with arc heat. It is difficult to start the arc because it does not have the function to destroy the insulation between the electrode and the base material, and there is no argon gas supply and interruption function, so it is necessary to supply gas manually. Not free
종래의 아크 용접기를 이용한 TIG 용접 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 220/380V 전원을 공급받아 용접적정 전압으로 변환하는 변압기(A1), 출력전류를 조정하는 출력 조정부(A2), 용접용 알곤 가스를 수동으로 공급/차단하는 밸브(A3), 및 모재와 접촉하여 아크를 발생시키는 아크 발생부(A4)로 구성된다.In the conventional TIG welding method using an arc welder, as shown in FIG. 1, a transformer A1 supplied with 220 / 380V power and converted into a welding suitable voltage, an output adjusting unit A2 for adjusting an output current, and an argon gas for welding Is composed of a valve A3 for manually supplying / closing the A, and an arc generator A4 for generating an arc in contact with the base material.
이와 같은 종래의 기술에 의한 TIG 용접장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 용접기에 인가된 1차 전압은 상기 변압기(A1)의 변압비에 의한 대로 2차 전압이 2차 단자에 유도되고, 이 전위는 토치에 연결되지만 아크가 발생되지 않은 상태이므로 무부하 전압이 유도되고 용접사가 알곤 가스를 상기 밸브(A3)에 의하여 공급하면서 토치의 텅스턴 전극을 모재에 접촉시킴으로써 아크 발생부(A4)에서 아크는 발생된다. 이때, 용접전류가 낮거나 높으면 출력조정부(A2) 또는 기타 제어장치로 전류를 조정한 후 다시 아크를 발생시켜 용접해야 한다.Looking at the operation of the TIG welding apparatus according to the prior art as follows. As the primary voltage applied to the welder is induced by the transformer ratio of the transformer A1, the secondary voltage is induced at the secondary terminal, and this potential is connected to the torch but no arc is generated, so no-load voltage is induced and The arc is generated in the arc generating unit A4 by contacting the tungsten electrode of the torch to the base material while supplying argon gas through the valve A3. At this time, if the welding current is low or high, after adjusting the current by the output adjusting unit (A2) or other control device, it is necessary to generate and weld the arc again.
상기와 같은 종래 기술에서는, 용접 토치에는 항상 높은 무부하 전압(AC 80~90V, DC 60~80V)이 유도되고 있어 감전 등의 안전사고의 위험이 있게 되는 문제점이 있고, 알곤 가스의 공급과 차단을 수동으로 조작해야 하므로 번거롭고 가스 소모량이 많아지게 되는 문제점이 있으며, 아크 기동시 토치 전극인 텅스텐이 빨리 소모되고 용접 부위에도 혼입되어 용접 불량률을 높이는 원인이 되고 있는 등 여러 가지 문제점이 있다.In the prior art as described above, the welding torch is always induced with a high no-load voltage (AC 80 ~ 90V, DC 60 ~ 80V), there is a problem that there is a risk of safety accidents such as electric shock, the supply and shutdown of argon gas Since it is necessary to operate manually, there is a problem that it is cumbersome and increases the gas consumption, and there are various problems such as tungsten, which is a torch electrode, is quickly consumed during arc start, and is mixed in the welding area, thereby increasing the welding failure rate.
기존의 아크 용접기를 이용한 TIG 용접시 문제점을 좀더 상세히 살펴보면, 전극을 모재에 직접 접촉시켜 아크를 발생시키는 스크래치(Scratch) 방식을 사용하고 있어 다음과 같은 문제점이 존재한다. 첫째, 텅스텐 전극 봉이 모재에 혼입되어 용접불량이 발생한다. 둘째, 전극 봉이 빨리 손상되고 깨끗한 용접이 어렵다. 셋째, 용접사의 기량이 월등히 높아야 한다. 넷째, 가스의 공급 차단이 수동으로 이루어지므로 가스의 손실이 많다. 다섯째, 크레이터 처리가 불가능하여 용접품질이 떨어진다. 여섯째, 수동으로 이루어지므로 생산성이 매우 낮은 문제점이 있다.Looking at the problem of TIG welding using a conventional arc welder in more detail, there is a problem using the scratch (Scratch) method to generate an arc by directly contacting the electrode to the base material. First, a tungsten electrode rod is mixed in a base material and welding defects occur. Second, the electrode rods are quickly damaged and clean welding is difficult. Third, the welder's skills must be significantly higher. Fourth, the gas is cut off manually, so there is a lot of gas loss. Fifth, the quality of welding is poor because cratering is impossible. Sixth, there is a problem that the productivity is very low because it is made manually.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 아크 용접기와 용접 토치 사이에 구비되어 별도의 TIG 용접기를 구입하지 않고도 기존 아크 용접기를 그대로 사용하면서 작업자가 안전하고 편리하게 고품질의 TIG 용접을 수행할 수 있도록 하는 전자식 TIG 용접 보조 장치를 제공하는데 있다.또한, 본 발명의 다른 목적은 일반 건식 아크 용접기(AC,DC), 유입식 아크 용접기, CC특성 내장형 CO2용접기, 엔진 발전기 용접기, 기타 수하특성 및 정전류 특성을 가진 용접기 등과 같이 용접 기종에 관계없이 호환성이 있는 전자식 TIG 용접 보조 장치를 제공하는데 있다.또한, 본 발명의 다른 목적은 제품의 무게를 20kg 이내로 하여 휴대가 간편하고, 사용에 최대한의 편리성을 줄 수 있으며, 일반적인 TIG 용접기 가격의 1/7 수준으로 줄일 수 있는 전자식 TIG 용접 보조 장치를 제공한다.또한, 본 발명의 다른 목적은 여러 대의 아크 용접기를 사용하는 현장에서 TIG 용접기를 이동하지 않고 전자식 TIG 용접 장치를 손쉽게 이동 접속하여 사용할 수 있도록 함으로써 용접 시간과 경비를 절약할 수 있도록 하는 전자식 TIG 용접 보조 장치를 제공하는데 있다.또한, 본 발명의 다른 목적은 용접 부위와 가까운 곳에 설치할 수 있도록 하여 용접 기동이 잘 되고, 알곤 가스 손실이 없으며, 용접 토치 냉각 장치 탑재시 냉각 장치를 소형으로 할 수 있도록 하는 전자식 TIG 용접 보조 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, the object of the present invention is provided between the arc welder and the welding torch, the operator is safe while using the existing arc welder as it is without purchasing a separate TIG welder The present invention also provides an electronic TIG welding auxiliary device capable of performing high quality TIG welding in a convenient and convenient manner. In addition, another object of the present invention is a general dry arc welding machine (AC, DC), an inflow arc welding machine, and a CC characteristic embedded CO. such as 2-welding, the engine generator welding machine, and other underwater properties and welding machine having a constant current characteristic is to provide an electronic TIG welding the auxiliary unit that is compatible regardless of welding type. it is another object of the present invention is less than 20kg weight of the product It is easy to carry, provides maximum convenience for use, and it is 1/7 of the price of general TIG welding machine. In addition, another object of the present invention is to provide an electronic TIG welding apparatus that can be easily connected and used without moving the TIG welder in the field using multiple arc welders. It is another object of the present invention to provide an electronic TIG welding auxiliary device that can save time and money. In addition, another object of the present invention is to be installed close to the welding area, so that the welding maneuver is good, there is no argon gas loss, and the welding torch To provide an electronic TIG welding auxiliary device that enables the cooling device to be compact when mounted on the cooling device.
도 1은 아크 용접기를 이용한 종래의 TIG 용접방법을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a conventional TIG welding method using an arc welder.
도 2는 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조장치를 사용하는 상태의 예를 나타내는 도면.2 is a view showing an example of a state using the electronic TIG welding aid according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조장치의 구성도.3 is a block diagram of an electronic TIG welding auxiliary apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 전자식 TIG 용접 보조장치의 전체 회로도.4 is an overall circuit diagram of the electronic TIG welding aid according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 전원 공급부의 회로도.5 is a circuit diagram of a power supply unit according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 시이컨스 제어부 회로도.6 is a sequence control circuit diagram according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 고주파 발진부 회로도.7 is a circuit diagram of a high frequency oscillator according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 고주파 유도부 회로도.8 is a circuit diagram of a high frequency induction part according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 용접전류 및 크레이터 설정부 회로도.9 is a circuit diagram of a welding current and crater setting unit according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 용접전원 (-)입력단자 2 : 용접전원 (+)입력단자1: Welding power (-) input terminal 2: Welding power (+) input terminal
11 : 제어 전원부11: control power supply
12 : 고주파 발진용 전원 정류부 14 : 고주파 발진 증폭부12: power rectifier for high frequency oscillation 14: high frequency oscillation amplifier
15 : 고주파 고압 변압기 16 : 고주파 유도부15: high frequency high voltage transformer 16: high frequency induction part
21 : 용접기동 신호부 22 : 시이퀀스 제어부21: welding start signal unit 22: sequence control unit
23 : 용접전압 검출부 24 : 용접전원 제어용 전자 접촉기23: welding voltage detection unit 24: magnetic contactor for welding power control
25 : 고주파 제어부 31 : 크레이터 사용유무 설정부25: high frequency control unit 31: crater use setting unit
32 : 용접전류 설정 및 크레이터 설정부32: welding current setting and crater setting unit
41 : 용접용 가스 공급시간 설정부 42 : 용접용 가스 공급/차단 제어부41: welding gas supply time setting unit 42: welding gas supply / interruption control
51 : 용접토치 냉각용 냉각장치 제어부51: cooling device control unit for welding torch
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기존의 아크 용접기를 사용하여 TIG 용접을 하는 시스템에 있어서: 소형 변압기로써 220v 입력을 신호처리부용 전원과 고주파 발진용 전원으로 분리 변압하여 공급하는 제어 전원부; 상기 제어 전원부로부터 전압을 입력받아 고주파 발진용 전원을 정류하는 고주파 발진용 전원 정류부; 상기 고주파 발진용 전원 정류부로부터 정류된 고주파 발진용 전원을 입력받아 고주파로 발진시켜 증폭한 후 고압으로 승압시켜 공심 리액터에서 고주파를 유도시키는 고주파 처리부; 상기 제어 전원부로부터 얻어진 전원 신호에 의해 아크기동 신호인 용접 기동 신호를 제공하는 용접기동 신호부; 상기 용접전원 (-)입력단자와 연결되고, 용접 유무에 따라 아크 용접기의 용접 전원의 온/오프를 제어하여 전원을 인가하는 용접전원 제어용 전자 접촉기; 상기 용접전원 제어용 전자 접촉기가 동작(ON)되었을 때 용접전원 (-)입력단자(1)와 용접전원 (-)입력단자의 입력 전압을 검출하며, 용접 전원의 종류가 교류인지 직류인지 그리고 용접기 전압 값이 일정 값 이상이면 무부하로 인식하고 일정 값 이하이면 용접 상태로 인식하는 용접 전압 검출부; 상기 용접기동 신호부로부터 용접기동 신호를 입력받아 상기 용접전원 제어용 전자 접촉기를 작동시키고, 용접 토치와 모재 간 알곤 가스가 공급되고 있는 상태에서, 고주파 유도부에 고주파가 유도되면 토치와 모재 간 절연이 파괴되어 1차 아크가 발생되고 2차로 용접 전류가 형성되므로 부하전류에 의하여 용접 전압은 급격히 떨어짐에 따라 상기 용접전압 검출부로부터 용접 상태임을 인식된 신호를 전달받아 고주파 제어부를 통해 보내지는 고주파 발진 전원을 차단하거나 발진강도를 약하게 조절하는 시이퀀스 제어부; 상기 시이퀀스 제어부와 연결되며, 크레이터 사용유무 설정에 따라 크레이터 처리 전환 신호를 제공하는 크레이터 사용유무 설정부; 상기 시이퀀스 제어부와 연결되며, 용접용 가스의 공급 시간을 설정하는 용접용 가스 공급시간 설정부; 상기 시이퀀스 제어부의 신호 처리부에 의해 용접중일 때, 접속된 용접 토치 냉각 장치를 구동하여 용접 토치에서 발생하는 열을 냉각시키는 용접 토치 냉각용 냉각 장치 제어부; 상기 아크기동 신호에 의해 용접용 가스를 공급하고, 용접 종료 신호에 의해 아크 정지와 가스 지연 설정값에 의한 일정 시간 가스 지연 후 가스를 차단하는 용접용 가스 공급/차단 제어부; 및 용접중 용접사의 상기 크레이터 전환 신호에 의하여 크레이터 설정 전류 값으로 용접 전류를 전환해 주는 용접 전류 설정 및 크레이터 설정부로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 TIG 용접 보조 장치를 제공한다.이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 고주파 처리부는 상기 고주파 발진용 전원 정류부로부터 정류된 고주파 발진용 전원을 입력받아 고주파로 발진을 제어하는 고주파 제어부; 고주파 발진을 위해 고주파 발진부와 고주파 발진 증폭부를 포함하며, 전자 바이브레이션 회로를 이용하여 초기 아크 기동을 위해 고주파로 발진시켜 증폭하는 고주파 발진 증폭부; 상기 고주파 발진 증폭부로부터 고주파로 발진된 전위를 고압 트랜스에 의해 고압 전위로 승압시키는 고주파 고압 변압기; 및 상기 고주파 고압 변압기로부터 승압된 고압 전위를 입력받아 리액터에서 고주파를 유도시켜 아크 발생을 유도하기 위한 고주파 유도부로 구성되는 것이 바람직하다.또한, 본 발명의 다른 부가적인 특징에 따르면, 상기 용접 전류 설정 및 크레이터 설정부는 릴레이의 a접점에 연결된 회로를 이용하여 전류 설정값을 설정하고 b접점으로 전환 되여 연결되는 볼륨 값을 크레이터 전류로 정하고, 설정된 전류 값에 의하여 마무리 용접을 할 수 있도록 하는 크레이터 제어 기능을 포함하는 것이 바람직하다.또한, 본 발명의 다른 부가적인 특징에 따르면, 상기 용접 토치 냉각용 냉각 장치 제어부는 냉각장치 구동 제어부의 동작으로 WCR의 b접점, 즉 아크 발생으로 용접전압 감소로 인한 WCR의 OFF와 이로 인하여 ON되는 b접점과 아크 기동 릴레이의 접점이 일치할 때 냉각장치 구동하고 냉각수 펌프 모터와 냉각수 라디에터, 냉각 팬 모터를 구동시켜 용접 토치에서 발생된 열에 의하여 뜨거워진 냉각수를 냉각시켜 주는 소형 냉각장치를 탑재하는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention provides a system for performing TIG welding using a conventional arc welding machine, comprising: a control power supply for separately transforming a 220v input into a power supply for a signal processing unit and a high frequency oscillation power supply as a small transformer; A high frequency oscillation power rectifying unit receiving a voltage from the control power supply unit to rectify the high frequency oscillation power; A high frequency processing unit which receives the high frequency oscillation power rectified from the high frequency oscillation power rectifying unit, oscillates at high frequency, amplifies and then boosts the high voltage to induce high frequency in the air core reactor; A welding start signal section for providing a welding start signal which is an arc start signal by a power signal obtained from the control power supply section; A welding power source control contactor connected to the welding power source (-) input terminal and configured to apply power by controlling on / off of the welding power source of the arc welding machine according to the presence or absence of welding; When the magnetic contactor for welding power control is turned on, the input voltage of the welding power source (-) input terminal 1 and the welding power source (-) input terminal is detected. A welding voltage detection unit recognizing a no-load when the value is more than a predetermined value and recognizing a welding state when the value is less than or equal to the predetermined value; When the welding start signal is input from the welding start signal part, the electromagnetic contactor for controlling the welding power is operated, and when high frequency is induced in the high frequency induction part while the argon gas is supplied between the welding torch and the base material, the insulation between the torch and the base material is destroyed. As the primary arc is generated and the welding current is formed secondly, the welding voltage is rapidly dropped by the load current, so that the high frequency oscillation power transmitted through the high frequency control unit is received from the welding voltage detection unit. Or a sequence controller for weakly adjusting the oscillation intensity; A crater use setting unit connected to the sequence control unit and providing a crater process switching signal according to the crater use setting; A welding gas supply time setting unit connected to the sequence control unit and configured to set a supply time of a welding gas; A welding torch cooling control unit for driving the connected welding torch cooling unit to cool the heat generated by the welding torch when being welded by the signal processing unit of the sequence control unit; A welding gas supply / blocking control unit supplying a welding gas by the arc start signal, and blocking a gas after a predetermined time gas delay by an arc stop and a gas delay set value by the welding end signal; And a welding current setting and a crater setting unit for converting a welding current to a crater setting current value according to the crater switching signal of the welder during welding. According to a feature, the high frequency processing unit receives a high frequency oscillation power rectified from the high frequency oscillation power rectifying unit for controlling the oscillation at high frequency; A high frequency oscillation amplifier including a high frequency oscillation unit and a high frequency oscillation amplifier for high frequency oscillation, and oscillating at high frequency for initial arc activation using an electronic vibration circuit; A high frequency high voltage transformer for boosting the electric potential oscillated at high frequency from the high frequency oscillation amplifier to a high voltage potential by a high voltage transformer; And a high frequency induction unit configured to induce high frequency in the reactor by receiving a high voltage potential boosted from the high frequency high voltage transformer to induce arc generation. According to another additional aspect of the present invention, the welding current setting may be performed. And the crater setting unit uses the circuit connected to the contact a of the relay to set the current setting value, and switches to the contact b to determine the volume value to be connected as the crater current, and allows the final welding by the set current value. In addition, according to another additional feature of the present invention, the welding torch cooling device control unit is operated by the operation of the cooling unit drive control unit of the contact point of the WCR, that is, WCR due to the reduction of the welding voltage due to arc generation Contact of b and the arc start relay It was cooled and the driving unit drives the cooling water pump and the motor cooling radiator, a cooling fan motor when mounting the compact cooling unit that cools the cooling water by hot heat generated in the binary welding torch is preferred.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자식 TIG 용접 보조 장치의 사용 예로서, 별도의 부품인 아크 용접기, 알곤 가스용기, 용접선(3선: 용접선, 가스 호스, 조작선), 용접 토치를 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조 장치에 접속하여 사용하는 예를 나타낸 것이다. 더욱 상세히 설명하면, 용접전원(Welding power source)과 알곤 가스용기, 용접기 전류조정용 조작선 및 제어장치 전원을 하나로 묶은 조작선 등 3 line cable에 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조 장치와 냉각장치를 접속한 예를 나타낸 것이다.상기 첨부도면 도 2를 참조하면, 단상 또는 삼상의 전원에 접속하여 사용하는 기존의 아크 용접기(MMA)에 접속하여 후술되는 도 3에 도시된 제어 전원부(11)와 고주파 발진용 전원 정류부(12)의 출력조정 부분을 활용하고, 그 외의 TIG 용접에 필요한 기능 즉, 아크 시동에 필요한 고주파 시동과 정지 용접전원의 공급과 차단, 알곤 가스의 공급과 차단, 용접 자기유지, 크레이터 처리, 냉각장치 구동 등을 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접보조 제어장치에서 제어한다.2 is an example of the use of the electronic TIG welding auxiliary apparatus according to an embodiment of the present invention, an arc welding machine, an argon gas container, a welding line (three lines: welding line, gas hose, operation line), which is a separate component, a welding torch The example which connected and used the electronic TIG welding assistance apparatus by this invention is shown. In more detail, the electronic TIG welding auxiliary device and the cooling device according to the present invention are connected to a three-line cable, such as a welding power source, an argon gas container, a welding machine current adjusting operation line, and a control line combining the control unit power supply. Referring to FIG. 2, the control power supply unit 11 and the high frequency oscillation shown in FIG. 3, which are connected to an existing arc welding machine (MMA) used in connection with a single-phase or three-phase power source, will be described below. Utilizes the output adjustment part of the power supply rectifier 12, and supplies other functions necessary for TIG welding, that is, supply and interruption of high frequency start and stop welding power required for arc start, supply and interruption of argon gas, welding self hold, and crater Processing, driving of the cooling device, and the like are controlled by the electronic TIG welding auxiliary control device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조 장치의 구성을 나타내는 도면이다.상기 첨부도면 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조장치는 용접전원 (-)입력단자(1), 용접전원 (+)입력단자(2), 제어 전원부(11), 고주파 발진용 전원 정류부(12), 고주파 발진 증폭부(14), 고주파 고압 변압기(15), 고주파 유도부(16), 용접기동 신호부(21), 시이퀀스 제어부(22), 용접전압 검출부(23), 용접전원 제어용 전자 접촉기(24), 고주파 제어부(25), 크레이터 사용유무 설정부(31), 용접전류 설정 및 크레이터 값 설정부(32), 용접용가스 공급시간 설정부(41), 용접용가스 공급/차단 제어부(42) 및 용접토치 냉각용 냉각장치 제어부(51)로 구성된다.3 is a view showing the configuration of the electronic TIG welding auxiliary apparatus according to the present invention. Referring to the accompanying drawings, the electronic TIG welding auxiliary apparatus according to the present invention is a welding power source (-) input terminal (1), welding Power supply (+) input terminal (2), control power supply unit 11, power supply rectifier 12 for high frequency oscillation, high frequency oscillation amplifier 14, high frequency high voltage transformer 15, high frequency induction unit 16, welding start signal unit 21, the sequence control unit 22, the welding voltage detection unit 23, the welding contact control magnetic contactor 24, the high frequency control unit 25, the crater use setting unit 31, the welding current setting and the crater value setting unit 32, a welding gas supply time setting unit 41, a welding gas supply / blocking control unit 42, and a welding device cooling unit control unit 51 for cooling the welding torch.
본 발명에 따른 전자식 TIG 용접 보조 장치의 구성은 도 3에 나타난 바와 같으며 동작을 살펴보면 다음과 같다.The configuration of the electronic TIG welding auxiliary apparatus according to the present invention is as shown in Figure 3 and look at the operation as follows.
아크 용접기의 용접전원의 입력선에 상기 용접전원 (-)입력단자(1)를 접속하고, 검출선을 일측은 상기 용접전원 (+)입력단자(2)에 타측은 모재에 접속하여 상기 용접전원 제어용 전자 접촉기(24)가 동작되었을 때 상기 용접전압 검출부(23)에서는 용접전원 (-)입력단자(1)와 용접전원 (+)입력단자(2)간의 입력 전압을 검출하게 된다.이때, 상기 용접전압 검출부(23)는 용접 전원의 종류가 교류인지 직류인지 그리고 용접기 전압값이 일정값 이상이면 무부하로 인식하고 일정값 이하이면 용접중인 것으로 인식하여 이를 신호처리부에 입력시킨다.The welding power source (-) input terminal 1 is connected to an input line of a welding power source of an arc welding machine, and one side of the detection line is connected to the welding power source (+) input terminal 2 and the other side is connected to a base material. When the control magnetic contactor 24 is operated, the welding voltage detection unit 23 detects an input voltage between the welding power source (−) input terminal 1 and the welding power source (+) input terminal 2. The welding voltage detection unit 23 recognizes whether the type of the welding power source is AC or DC and if the welding machine voltage value is above a certain value, it is recognized as no load, and if it is below a certain value, it is recognized as being welded and inputs it to the signal processing unit.
상기 제어 전원부(11)는 220V 입력을 신호처리부용 전원과 고주파 발진용 전원으로 분리 변압하여 공급하는 소형 변압기이며, 이 전압을 받아 상기 고주파 발진용 전원 정류부(12)에서 고주파 발진용 전원을 정류하여 상기 고주파 발진 증폭부(14)의 고주파 발진 회로에 입력되고, 전자 바이브레이션 회로를 이용하여 공심 리액터를 포함하는 고주파 유도부(16)로 보내지고, 상기 고주파 유도부(16)에 고주파를 유도시킨다.용접 토치와 모재 간에 알곤가스가 공급되고 있는 상태에서 고주파가 유도되면 토치와 모재 간의 절연이 파괴되어 1차 아크가 발생되고 2차 본 용접 전류가 형성되므로 부하전류에 의하여 용접 전압은 급격히 떨어지고 이에 따라 상기 용접전압 검출부(23)에서는 용접중임을 인식하게 되고 이를 상기 시이퀀스 제어부(22)에 전달하게 되므로 상기 시이퀀스 제어부(22)에서는 상기 고주파 제어부(25)를 통하여 보내지는 고주파 발진 전원을 차단(직류: 초기 아크 시동시에만 고주파가 필요)하거나 발진강도를 약하게(교류: 교류에서는 지속적으로 고주파를 유도시켜 주어야 하나 약하게 하여야 아크가 안정되므로) 조절하게 된다.The control power supply unit 11 is a small transformer that separates and supplies a 220V input into a signal processing unit power and a high frequency oscillation power supply, and receives the voltage to rectify the high frequency oscillation power supply by the high frequency oscillation power rectifier 12. It is input to the high frequency oscillation circuit of the high frequency oscillation amplifier 14, and is sent to the high frequency induction unit 16 including an air core reactor using an electronic vibration circuit to induce high frequency to the high frequency induction unit 16. When the high frequency is induced in the state where the argon gas is supplied between the substrate and the base metal, the insulation between the torch and the base metal is destroyed, so that the primary arc is generated and the secondary main welding current is formed, so that the welding voltage drops rapidly due to the load current. The voltage detector 23 recognizes that the welding is in progress and transfers it to the sequence controller 22. The sequence control unit 22 cuts off the high frequency oscillation power transmitted through the high frequency control unit 25 (direct current: high frequency is required only at the initial arc start) or decreases the oscillation intensity (alternating current: continuously induces high frequency) You have to make it weak, but make it weak so that the arc is stable.
상기 용접기동 신호부(21)는 용접사가 용접하고자하는 용접기동 신호를 보내면 상기 시이퀀스 제어부(22)의 신호처리부에서 상기 용접전원 제어용 전자 접촉기(24)의 용접 전원부의 전자 접촉기를 작동시키고 이에 따라 용접 전원이 인가되면 상기 용접전압 검출부(23)가 이를 인식하여 상기 용접기동 신호부(21)에 신호를 전달하게 되며 용접 전위가 인가되지 않으면(용접전원이 꺼져있거나 접속되지 않은 경우) 고주파는 발진되지 않고, 크레이터 회로도 동작하지 않으며 알곤가스 만 지연설정 기간동안 공급되다가 정지한다.When the welding start signal unit 21 transmits a welding start signal to be welded by the welder, the signal processing unit of the sequence control unit 22 operates the electromagnetic contactor of the welding power source unit of the electromagnetic contactor 24 for controlling the welding power source. When the welding power is applied, the welding voltage detection unit 23 recognizes this and transmits a signal to the welding start signal unit 21. When the welding potential is not applied (when the welding power is turned off or not connected), the high frequency oscillates The crater circuit does not operate, and only argon gas is supplied for a delay setting period and then stopped.
정상적으로 용접전위가 공급되면 상기 과정과 같이 되므로 모재와 용접 토치간에 아크가 발생되고 상기 크레이터 사용유무 설정부(31)의 크레이터 설정 여부에 따라 용접기동 신호를 차단하여도 계속 아크가 유지되며 상기 용접전류 설정 및 크레이터 값 설정부(32)의 용접 전류 설정 값에 따라 용접이 진행되고 용접사의 용접을 종료하고자 할 때 상기 용접기동 신호부(21)의 기동 신호를 한번 더 보내면 크레이터 전류 값으로 전환되어 용접 마무리를 진행하다가 상기 용접기동 신호부(21)의 기동 신호를 종료하면 용접이 종료되고 초기 상태로 돌아가고 상기 용접전원 제어용 전자 접촉기(24)의 전자 접촉기도 차단되어 용접전위가 차단된다. 알곤 가스는 지연 설정 시간 동안 가스를 공급하면서 용접 토치의 전극을 식혀준다.When the welding potential is normally supplied, the process is performed as described above. Thus, an arc is generated between the base material and the welding torch and the arc is maintained even when the welding start signal is blocked depending on whether the crater is set or not. According to the welding current setting value of the setting and crater value setting unit 32, when welding is performed and the welding signal of the welding start signal 21 is transmitted once more when the welding of the welder is to be terminated, the welding signal is converted to the crater current value and the welding is performed. When the finishing operation proceeds to terminate the start signal of the welding start signal unit 21, the welding is finished and returns to the initial state, the electromagnetic contactor of the electromagnetic contactor 24 for controlling the welding power source is also cut off, and the welding potential is cut off. Argon gas cools the electrodes of the welding torch while supplying gas for a delay set time.
상기 용접전류 설정 및 크레이터 설정부(32)는 아크 용접기의 종류에 따라 달리 적용되며 원격제어 기능이 있는 경우 그 기능을 적절히 이용할 수 있으며, 원격 제어 기능이 없는 아크 용접기에서는 용접 자기유지 기능만 사용할 수 있다.The welding current setting and crater setting unit 32 may be applied differently according to the type of arc welding machine, and if the remote control function is used, the function may be appropriately used. In the arc welding machine without the remote control function, only the welding self-maintaining function may be used. have.
상기 시이퀀스 제어부(22)의 신호 처리부에 의해 용접중일 때 상기 용접 토치 냉각용 냉각 장치 제어부(51)에 접속된 용접 토치 냉각 장치를 구동하여 용접 토치에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.When welding is performed by the signal processor of the sequence controller 22, the welding torch cooling device connected to the welding torch cooling device controller 51 may be driven to cool the heat generated by the welding torch.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자식 TIG 용접 보조 장치의 전체 회로도이며, 각 구성의 상세 회로의 예는 도 5 내지 도 9에 도시되어 있다.4 is an overall circuit diagram of the electronic TIG welding auxiliary apparatus according to an embodiment of the present invention, and examples of detailed circuits of each configuration are shown in FIGS. 5 to 9.
도 5를 참조하면, 제어전원을 입력시키면 제어전원의 과전류 보호용 FUSE를 통하여 인입되고, 보조트랜스(T1)에 의하여 고주파 발진용 전원은 22V로, 그리고 기타제어용 전원은 20V로 변압하여 후단에 접속된 정류용 브릿지 다이오드(BD1,BD2)에 의하여 직류(DC)로 정류되고 각각의 제어회로에 공급한다.Referring to FIG. 5, when the control power is input, the control power is input through the overcurrent protection fuse of the control power, and the high frequency oscillation power is converted to 22V and the other control power is connected to the rear end by the auxiliary transformer T1. The rectifier is rectified to DC by rectifying bridge diodes BD1 and BD2 and supplied to the respective control circuits.
도 6은 시이컨스 제어회로를 나타낸 것으로 제어전원의 출력단에 연결된 C1의 평활 기능으로 DC 전위는 약 24V로 상승되고 이를 이용하여 각각의 제어 회로를 제어하며 릴레이와 솔 밸브의 구동 전원으로도 이용된다.FIG. 6 shows the sequence control circuit. The smoothing function of C1 connected to the output terminal of the control power supply increases the DC potential to about 24V, and controls each control circuit using the same, and is also used as a driving power source for a relay and a solenoid valve. .
아크기동 신호부로부터 아크기동 신호에 의해 시작되는 회로의 동작 흐름을 설명하면, CR1에 가해지는 "+"전위는 Q3의 초기상태(OFF상태)로 회로에 전류의 흐름이 없어 제너 다이오드(D2)의 항복전압(약3.6V)을 초과하므로 Q1의 베이스에 "+"전위가 인가 되여 Q1은 도통되고 D3과 D4, 노이즈 제거용 리액터 L1을 통하여 아크 기동스위치까지 전달 되여 있어 아크 기동스위치를 ON시키면 CR2와 CR1은 동시에 동작하고 이들 접점을 이용한 제2 트리거 신호가 가스공급 제어회로와 냉각장치 구동 제어회로, 용접전원 구동부에 전달되고, 용접전원의 투입과 동시에 무부하 전압을 감지한 아크 감지 회로부의 WCR이 동작하여 고주파 발진회로에 발진회로 제어용 전원(DC 22V)을 공급하게 된다.Referring to the operation flow of the circuit started by the arc start signal from the arc start signal section, the "+" potential applied to CR1 is the initial state of Q3 (OFF state), and there is no current flow in the circuit, so that the zener diode (D2) When the breakdown voltage (approximately 3.6V) is exceeded, a "+" potential is applied to the base of Q1. Q1 is turned on and is transferred to the arc start switch through D3 and D4 and the noise removing reactor L1. CR2 and CR1 operate simultaneously, and the second trigger signal using these contacts is transmitted to the gas supply control circuit, the chiller drive control circuit, and the welding power supply drive, and the WCR of the arc detection circuit part that senses no-load voltage at the same time as the welding power is supplied. This operation supplies the oscillation circuit control power supply (DC 22V) to the high frequency oscillation circuit.
상기 아크 기동신호부의 ON상태에서 CR1이 동작하고 아크가 발생 되여 WCR이 OFF되고 자기유지 설정스위치 S3이 ON (자기유지설정)되여 있으면 상기 아크 기동신호부를 OFF시켜도 D3, D4를 통하여 흐르던 CR1, CR2 구동 전류는 CR1 a접점과 WCR b접점, 그리고 S3을 통하여 전류가 흐르므로 용접상태는 유지되고 S3과 WCR b접점, CR2 a접점을 통하여 형성된 "-" 전위가 R4를 통하여 C2에 인가되면서 Q6의 GATE에 R2를 통한 "+" 전위가 발생한다. 따라서, Q6은 도통 되여 "+" 전위가 D4와 L1까지 유도되지만 회로가 끊겨 회로 전류가 발생되지 않으므로 D2와 Q1에 아무런 영향을 주지 않고 아크는 유지된다.If CR1 is operated in the ON state of the arc start signal part, and an arc is generated, WCR is turned off and the self hold setting switch S3 is ON (self hold setting), the CR1 and CR2 flowing through D3 and D4 even if the arc start signal part is turned OFF. As the driving current flows through the CR1 a contact, the WCR b contact, and S3, the welding state is maintained, and the "-" potential formed through the S3, WCR b contact, and the CR2 a contact is applied to C2 through R4, thereby A "+" potential is generated at RATE through R2. Therefore, Q6 becomes conductive and the "+" potential is induced to D4 and L1, but the circuit is disconnected so that no circuit current is generated, so the arc is maintained without any effect on D2 and Q1.
도 7에 도시된 고주파 발진회로는 WCR의 신호에 의하여 제어되며, 용접전원의 종류(AC, DC)에 따라 달리 동작한다.The high frequency oscillation circuit shown in FIG. 7 is controlled by a signal of the WCR, and operates differently according to the type (AC, DC) of the welding power source.
DC TIG 용접에서는 아크 기동 초기에만 고주파가 필요하므로 S2를 OFF시켜 WCR의 제어 신호에 의하여 고주파 발진회로를 구동 또는 정지시킨다.In DC TIG welding, high frequency is required only at the beginning of arc start, so S2 is turned off to drive or stop the high frequency oscillation circuit by the WCR control signal.
이것은 무부하 용접전압에 의하여 WCR이 ON 되고 아크가 발생되면 WCR은 OFF 되므로 이로써 고주파 제어회로 제어가 가능하나, 용접전원이 AC인 AC TIG용접에서는 용접 중에도 고주파를 계속 유도 시켜주어야 하므로 S2의 ON으로 하여 회로를 구분하도록 하였다.WCR is turned on by no-load welding voltage and WCR is turned off when arc is generated. Therefore, high frequency control circuit can be controlled.However, in AC TIG welding where welding power is AC, high frequency should be induced during welding. The circuit is divided.
고주파 발진회로에는 정전압 레귤레이터(U2)에 의하여 안정된 전원이 공급되며 정전압 레귤레이터(U2)로부터 전원을 공급받는 IC(U1)는 일정한 주파수로 발진하여 Q4의 베이스(BASE)에 펄스전위를 인가시켜 스위칭 구동시키고 Q4는 신호를 증폭하여 Q5에서 큰 전류로 스위칭 발진할 수 있도록 트리거 하여준다.Stable power is supplied to the high frequency oscillation circuit by the constant voltage regulator (U2), and IC (U1), which is powered from the constant voltage regulator (U2), oscillates at a constant frequency to apply a pulse potential to the base of Q4 to drive switching. Q4 amplifies the signal and triggers the switching oscillation to a large current at Q5.
약 DC 25V정도의 고주파 발진용 전원은 Q5에 의하여 1Khz 정도의 주파수로 발진 되여 고압용 변압기 1차에 입력되고 도 8에 나타난 T2에 의하여 1000V 정도의 고전압으로 승압하여 고주파 유도 리액터에 보내어 진다.The high frequency oscillation power of about DC 25V is oscillated at a frequency of about 1 kHz by Q5 and is input to the high voltage transformer primary, and is boosted to a high voltage of about 1000 V by T2 shown in FIG. 8 and sent to the high frequency induction reactor.
상기 고주파 유도 리액터는 외부에 굵은 동선 또는 알루미늄 코일을 감고 내부에는 페라이트 코아에 특수피복(실리콘 피복전선 등)을 한 전선을 일정회수만큼 감아서 넣어 고정시킨 것으로 내부의 페라이트 코아에 고압, 고주파의 전원이 유도되면 바깥쪽 용접전원이 흐르는 굵은 전선에 고주파가 유도되므로 용접 토치 와 모재 간 알곤 가스를 흘리고 이때 모재와 토치간 고주파를 발생시켜 절연을 파괴시키므로 아크가 자연스럽게 발생한다.The high frequency induction reactor winds a thick copper wire or aluminum coil on the outside and wraps the wire with a special coating (silicon-coated wire, etc.) on a ferrite core for a predetermined number of times to fix the high voltage and high frequency power inside the ferrite core. When this is induced, high frequency is induced in the thick wire through which the outer welding power flows, and argon gas is flowed between the welding torch and the base material, and at this time, high frequency is generated between the base material and the torch to destroy the insulation, so an arc occurs naturally.
따라서, 아크용접기와 용접 토치 사이에 전자식 TIG 용접 장치를 접속하여기존 수동 아크 용접기로 TIG 용접이 가능하며, 용접 기동이 잘 되고 알곤 가스 손실이 없으며, 아크의 기동이 쉽고 용접불량을 줄여 용접 품질을 높이고, 전극의 수명을 길게 하여 생산성을 향상시키고 용접 시간과 경비를 절약할 수 있다.Therefore, TIG welding is possible with the existing manual arc welding machine by connecting the electronic TIG welding device between the arc welding machine and the welding torch, the welding maneuver is good, there is no argon gas loss, the arc is easy to start, the welding defect is reduced and the welding quality is improved. Increase the lifespan of the electrode, improve productivity and save welding time and cost.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조 장치는 기존의 아크 용접기 사용자가 별도의 TIG 용접기를 구입하지 않고도 TIG 용접기의 1/7 수준의 저렴한 가격으로 구입이 가능하여 매우 경제적이며, 20kg 이내의 무게로 휴대가 간편하여 작업 현장 어디에서나 사용이 가능하고, 고소 작업에서 사용이 가능하며 여러 대의 아크 용접기를 사용하는 현장에서 TIG 용접기를 이동하지 않고 전자식 TIG 용접 장치를 손쉽게 이동 접속하여 사용할 수 있으므로 용접 시간과 경비를 절약할 수 있는 효과가 있다.As described above, the electronic TIG welding auxiliary device according to the present invention can be purchased at a low price of 1/7 level of the TIG welding machine without the user of a conventional arc welding machine, without a separate TIG welding machine, and is very economical, within 20 kg It is easy to carry with its weight, so it can be used anywhere on the job site, and it can be used at high places, and it is possible to easily connect and use the electronic TIG welding device without moving the TIG welder at the site where several arc welding machines are used. It is effective to save welding time and cost.
또한, 용접 부위와 가까운 곳에 본 발명에 의한 전자식 TIG 용접 보조 장치를 설치할 수 있으므로 용접 기동이 잘 되고 알곤 가스 손실이 없으며, 용접 토치 냉각 장치 탑재시 냉각 장치를 소형으로 할 수 있으며 아크의 기동이 쉽고 용접불량을 줄여 용접 품질을 높이고, 전극의 수명을 길게 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the electronic TIG welding auxiliary device according to the present invention can be installed in close proximity to the welding site, the welding maneuver is good, there is no argon gas loss, and when the welding torch cooling device is mounted, the cooling device can be made small and the arc is easy to start. There is an effect of improving welding quality by reducing welding defects and increasing the lifetime of the electrode.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
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