KR100764606B1 - Arc welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 개념적으로 도시한 구성도. 1 is a block diagram conceptually showing a welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제어부를 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing a control unit of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *Brief description of symbols for the main parts of the drawings
11 : 가스통 13 : 개폐밸브11: gas cylinder 13: open valve
15 : 토치 16 : 가스공급로15: torch 16: gas supply passage
100 : 용접장치 200 : 제어부100: welding device 200: control unit
본 발명은 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스의 낭비를 최소화할 수 있는 용접장치 및 용접제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a welding apparatus, and more particularly, to a welding apparatus and a welding control method that can minimize the waste of gas.
일반적으로, 용접은 서로 분리된 금속재료를 열·압력 또는 열과 압력을 동시에 가해서 접합하는 기술의 총칭으로, 각종 전자부품에서 대형 항공기·유조선· 발전시설 등에 이르기까지 1차 가공 상태의 재료로부터 높은 부가가치를 창출하는 제품의 제조·수리·보수에까지 필수적으로 요구되는 기술로, 서로 나누어진 금속재료에 열이나 압력, 또는 열과 압력을 동시에 가해서 접합하는 모든 기술을 총칭한다.In general, welding is a general term for a technology of joining metal materials separated from each other by applying heat, pressure, or heat and pressure at the same time, and high added value from materials in the primary processing state from various electronic components to large aircraft, oil tankers, and power generation facilities. This technology is essential for the manufacture, repair, and repair of the products that create the product, and it refers to all technologies that join heat and pressure or heat and pressure simultaneously to the divided metal materials.
또한 용접은 부재(部材) 자체의 접합부를 국부가열하여 녹여서 접합하는 융접(融接:fusion welding)과 접합부에 녹는점이 낮은 다른 금속을 놓고 이것을 녹여서 합금화시켜 붙이는 납땜(brazing:soldering)으로 대별된다. 납땜은 800℉(427℃)를 경계로 하여 녹는점이 이 이하인 납을 사용하는 것을 솔더링(soldering)이라 하고, 그 이상에서 하는 것을 브레이징(brazing)이라 하여 구분하고 있다.In addition, welding is roughly classified into fusion welding in which local joints are melted by melting locally by joining them, and brazing (soldering) in which other metals having a low melting point are placed in the joints, which are melted and alloyed. Soldering is classified as using solder with a melting point of less than 800 ° F (427 ° C) as the soldering, and above it as brazing.
이밖에 접합하려는 부재를 맞대고 강압하여 알맞게 가열해서 붙이는 압접(壓接:pressure welding)도 있다. 일반적으로 좁은 뜻의 용접은 융접을 가리키는데, 이에는 아크용접·가스용접·저항용접·특수용접 등이 있으며, 이 중에서도 아크용접과 가스용접이 가장 널리 이용된다.In addition, there is pressure welding in which the members to be joined are pressed against each other and heated appropriately. In general, narrow welding refers to fusion welding, which includes arc welding, gas welding, resistance welding, and special welding, among which arc welding and gas welding are the most widely used.
아크용접은 방전을 통해 전극(電極) 사이에 아크를 만들고 그 발열에 의해서 용착부(鎔着部)를 녹이는 용접법이다. 보통은 대기 속에서 할 수 있으나, 녹는점이 높은 금속이나 활성금속인 경우는 대기와 반응하여 오염되므로 비활성기체를 채운 상자(체임버) 속에서 하든가, 불용성 가스의 노즐이 달린 용접용 전극부나 토치로 용접한 후 그 부분이 충분히 냉각될 때까지 비활성기체(보통은 아르곤)를 계속 뿜어내는 방법을 사용한다. 전극에는 소모식과 비소모식이 있는데, 소모식은 전극 자체 또는 용접봉을 녹여서 접합부를 메우며, 비소모식은 용접시 전극이 녹지 않고 소재(素材)를 녹여서 접합시킨다. 비소모식 전극으로는 흔히 텅스텐이 사용된다. 비활성기체를 이용하는 경우에 소모전극, 즉 용착금속의 용접봉을 사용하는 것을 MIG, 비소모전극 즉 텅스텐 전극을 사용하는 것을 TIG라고 한다.Arc welding is a welding method in which an arc is formed between electrodes through discharge and the weld portion is melted by heat generation. Normally it can be done in the air, but in case of metal or active metal with high melting point, it reacts with the air and contaminates, so it is possible to do it in a box filled with inert gas or by welding electrode or torch with nozzle of insoluble gas. Afterwards, the inert gas (usually argon) is continuously sprayed until the part is sufficiently cooled. There are consumption and non-consumption type of electrodes, and the consumption type dissolves the electrode itself or the welding rod to fill the joint, and the non-consumption type dissolves the material (素材) without melting the electrode during welding. Tungsten is often used as a non-consumable electrode. In the case of using an inert gas, the use of a consumed electrode, that is, a welding rod made of a weld metal, is called MIG, and the use of a non-consumed electrode, that is, a tungsten electrode, is called a TIG.
가스용접은 가스가 연소할 때 내는 높은 열을 이용해서 금속의 일부를 녹여 용접하는 방법으로, 가스로는 아세틸렌 ·수소 ·프로판 ·석탄 가스가 이용되며, 이것을 산소 가스와 혼합 ·점화해서 사용한다. 그러나 불꽃온도가 높은 것이 바람직하므로 보통 가스 용접이라고 하면 산소 아세틸렌 용접법을 말하는 경우가 많다. 아세틸렌은 아세톤에 녹여 강철로 만든 봄베(Bomb)에 넣은 용해 아세틸렌을 사용하거나, 카바이드에 물을 작용시켜서 만드는 발생기를 사용한다. 산소는 압축되어 강철봄베에 밀폐한 것을 사용한다. 아세틸렌은 적색, 산소는 흑색 고무관을 통해 용접기로 보내어 여기에서 아세틸렌과 산소를 적당하게 혼합해서 점화시켜 3,000℃ 정도의 고온에서 용접봉을 녹이면서 용접을 한다. 용접봉은 용접되는 금속과 같은 재질(材質)을 사용한다. Gas welding is a method in which a part of metal is melted and welded by using high heat emitted when the gas is burned. As gas, acetylene, hydrogen, propane, and coal gas are used, and mixed with and ignited with oxygen gas. However, since a high flame temperature is preferable, oxygen welding is often referred to as gas welding. Acetylene uses dissolved acetylene dissolved in acetone and placed in a steel bomb, or a generator made by reacting carbide with water. Oxygen is compressed and sealed in a steel cylinder. Acetylene is red and oxygen is sent to the welder through a black rubber tube, where acetylene and oxygen are mixed and ignited to melt the welding rod at a high temperature of about 3,000 ° C. The electrodes are made of the same material as the metal being welded.
한편, 상술한 바와 같은 아크용접 또는 가스용접 등을 수행하는 용접장치는 아르곤, 아세틸렌, 수소, 프로판, CO2 등과 같은 각종 가스를 상호 접합하고자 하는 부재 사이에 공급함에 있어서, 그 용접작업이 완료되었음에도 불구하고 가스 공급배관 상에 구비된 작업자의 무관심 내지는 실수 또는 개폐밸브의 오작동 등으로 인해 용접과는 상관없이 토치의 노즐을 통해 가스가 계속 토출됨으로써 막대한 양의 가스가 소모되는 단점이 있었다. On the other hand, the welding apparatus for performing arc welding or gas welding as described above is argon, acetylene, hydrogen, propane, CO 2 In the supply of various gases such as to each other between the members to be bonded together, the torch irrespective of the welding due to the indifference or mistake of the operator provided on the gas supply pipe or malfunction of the open / close valve, even though the welding work is completed. As gas continues to be discharged through the nozzle, a huge amount of gas is consumed.
또한, 종래의 용접장치는 용접과 관계없는 가스의 토출상태를 작업자가 육안으로 직접 확인하지 않고는 그 토출여부를 감지할 수 없어 그 사용 편의성이 극히 저하되는 단점이 있었다. In addition, the conventional welding apparatus has a disadvantage in that the ease of use is extremely reduced because the operator can not detect whether the discharge of the gas irrelevant to the welding state without the naked eye.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 용접작업과 상관없이 가스가 토출됨을 차단함으로써 가스의 낭비를 최소화할 뿐만 아니라 각종 사고발생의 위험을 방지할 수 있는 용접장치 및 용접제어방법를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above, it provides a welding apparatus and a welding control method that can minimize the waste of gas by preventing the discharge of gas irrespective of the welding operation, and also prevent the risk of various accidents. Its purpose is to.
또한, 본 발명은 작업자가 가스의 토출여부를 용이하게 파악할 수 있는 용접장치 및 용접제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a welding device and a welding control method that allows the operator to easily determine whether the gas is discharged.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치는, Welding apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object,
가스가 저장된 가스통, 및 가스통으로부터 공급된 가스를 모재의 접착부로 토출하는 토치를 포함하는 용접장치에 있어서, A welding apparatus comprising a gas cylinder in which gas is stored, and a torch for discharging gas supplied from the gas cylinder to an adhesive part of a base material,
가스통으로부터 토치로 연장된 가스공급로 상에 설치되어 가스의 공급을 단속하는 개폐밸브; 및 An on / off valve installed on a gas supply path extending from the gas cylinder to the torch to control the supply of gas; And
개폐밸브의 개방 상태를 기설정된 가스의 토출시간만큼 유지시킨 후에 기설정된 시간을 초과하면 자동으로 개폐밸브를 폐쇄시키는 제어부;를 포함한다. And a control unit which automatically closes the on / off valve when the open time of the on / off valve is maintained after the preset time for discharge of the preset gas.
본 발명의 다른 실시예에 따른 용접장치는, 가스가 저장된 가스통, 및 가스통으로부터 공급된 가스를 모재의 접착부로 토출하는 토치를 포함하는 용접장치에 있어서,In the welding device according to another embodiment of the present invention, in the welding device including a gas cylinder in which the gas is stored, and a torch for discharging the gas supplied from the gas cylinder to the bonding portion of the base material,
가스통으로부터 토치로 연장된 가스공급로 상에 설치되어 가스의 공급을 단속하는 개폐밸브; An on / off valve installed on a gas supply path extending from the gas cylinder to the torch to control the supply of gas;
상기 가스공급로의 개폐밸브 하류에 배치되어 가스의 토출여부를 감지하는 압력스위치; 및 A pressure switch disposed downstream of the on / off valve of the gas supply path to sense whether the gas is discharged; And
상기 압력스위치에 의해 감지된 가스의 토출시간이 기설정된 토출시간을 초과하면 상기 개폐밸브를 자동으로 폐쇄시키는 제어부;를 포함한다. And a controller configured to automatically close the open / close valve when the discharge time of the gas detected by the pressure switch exceeds a preset discharge time.
상기 제어부에는 상기 개폐밸브의 개방상태가 기설정된 시간을 초과함을 외부로 경고하는 경고부가 접속될 수 있다. The control unit may be connected to a warning unit to warn the outside that the open state of the on-off valve exceeds a predetermined time.
본 발명의 용접제어방법은,Welding control method of the present invention,
개폐밸브를 개방하여 가스를 토치측으로 공급하는 공급단계; 및 Supplying the gas to the torch by opening the on / off valve; And
상기 공급단계를 통해 공급되는 가스의 토출시간이 기설정된 토출시간을 초과하면 자동으로 개폐밸브를 폐쇄하는 폐쇄단계;를 포함한다.And a closing step of automatically closing the on / off valve when the discharge time of the gas supplied through the supplying step exceeds a preset discharge time.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 용접장치(100)는 가스가 저장된 가스통(11), 이 가스통(11)으로부터 공급되는 가스를 접합하고자 하는 모재(19)의 접합부로 토출시키는 토치(15), 가스통(11)으로부터 토치(15)로 연장된 가스공급로(16) 상에 구비된 개폐밸브(13), 및 용접장치(100) 전체 작동을 제어하는 제어부(200) 등을 포함한다. As shown, the
가스통(11)에는 아르곤, CO2, 아세틸렌, 수소, 프로판 등과 같은 각종 가스가 저장되고, 이 가스들은 가스통(11)으로부터 토치(15)로 연장된 가스공급로(16)를 통해 토치(15)로 공급된다. The
토치(15)는 그 일측에 토치 스위치(15a)를 구비하고, 이 토치 스위치(15a)를 온-오프 시킴에 따라 가스공급로(16) 상에 구비된 개폐밸브(13)의 개폐작동이 이루어진다. The
개폐밸브(13)는 솔레노이드밸브 등과 같이 전기적인 신호에 의해 가스공급로(16)의 개폐여부를 제어하는 다양한 종류의 전자제어밸브가 적용가능할 것이다. The on-off
제어부(200)는 메인제어부(210) 및 구동제어부(220)를 포함한다. The
메인제어부(210)는 용접장치(100)의 전체 작동을 제어하고, 이 메인제어부(210)에는 원격으로 각종 제어동작을 조작하기 위한 원격조작기(240)가 접속되어 있다.The
구동제어부(220)는 외부전원(250)의 높은 전압을 용접에 적합한 전압으로 변환하는 변압기(230)의 스위칭소자(예컨대, IGBT 등)를 제어함으로써 용접장치측에 보다 안정적인 전압이 공급되도록 제어한다. The
그리고, 변압기(230)에는 모재(19)측으로 전압을 인가하기 위한 전원선(234) 이 접속되고, 이 전원선(234)의 단부에는 접점부(234a)가 구비되며, 이 접점부(234a)가 모재(19)와 접점을 이룬다. The
제어부(200)의 과열을 방지하는 냉각장치(300)가 제어부(200)에 인접하여 배치되고, 이 냉각장치(300)는 도 1에서 수냉식구조로 도시되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 공냉식 등과 같이 다양한 구조의 냉각장치(300)가 적용가능할 것이다.
한편, 본 발명의 제어부(200)는 토치 스위치(15a)의 온-오프 신호에 따라 개폐밸브(13)의 개폐작동을 제어하고, 개폐밸브(13)의 개방상태가 이 제어부(200)에 기설정된 토출시간을 초과하면 자동으로 개폐밸브(13)를 폐쇄하거나 용접장치(100)의 전체 작동을 중지하도록 구성된다. 여기서, 기설정된 토출시간은 용접작업에 필요한 가스의 토출시간을 의미하는 것으로, 그 용접조건 또는 작업환경 등에 따라 그 설정시간은 변경가능할 것이다. On the other hand, the
또한, 제어부에는 상기 개폐밸브(13)의 개방상태가 기설정된 토출시간을 초과함을 외부로 경고하는 경고부(255, 256)가 접속될 수 있고, 이 경고부는 시각적 경고표시를 하는 표시부(255) 및 청각적인 경고표시를 하는 스피커(256) 등으로 이루어질 수 있다.In addition, the control unit may be connected to the warning unit (255, 256) to warn the outside that the open state of the on-off
이상과 같이 구성된 본 발명의 작동 및 용접제어방법을 다음과 같이 상세히 설명한다. Operation and welding control method of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
먼저, 용접작업을 위해 토치 스위치(15a)를 온시키면 이에 대응하여 제어부(200)는 개폐밸브(13)를 개방시킴으로써, 가스통(11) 내에 저장된 가스는 가스공 급로(16)를 통해 공급되어 토치(15)를 통해 모재(19)의 접합부로 토출된다. First, when the
그런 다음, 용접작업에 필요한 가스의 토출시간이 기 설정된 가스의 토출시간을 초과하면 제어부(200)는 개폐밸브(13)를 자동으로 폐쇄하거나 용접장치(100)의 전체 작동을 중지함으로써 가스의 낭비를 최소화할 수 있다. Then, when the discharge time of the gas required for the welding operation exceeds the preset discharge time of the gas, the
대안적으로, 본 발명은 가스의 토출여부를 기계적으로 감지하는 압력스위치(17)를 더 구비하고, 이 압력스위치(17)는 가스공급로(16) 상에서 개방밸브(15)의 하류측에 배치되어 가스의 토출여부를 가스의 토출압력에 의해 감지할 수 있는 다양한 종류의 스위치로 이루어질 수 있다. Alternatively, the present invention further includes a
압력스위치(17)에 의해 가스의 토출이 감지되면 이 감지된 가스의 토출시간이 기설정된 토출시간을 초과하면 제어부(200)는 자동으로 개폐밸브(13)를 폐쇄하거나 용접장치(100)의 전체 작동을 중지한다.When the discharge of the gas is detected by the
이상과 같은 본 발명에 따르면, 작업자의 실수 또는 개폐밸브(13)의 오류 등으로 인해 개폐밸브(13)의 개방상태가 용접작업과 상관없이 지속할 경우에 발생할 수 있는 가스의 소모를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention as described above, due to the operator's mistake or error of the opening and closing
한편, 본 발명은 도 1에 예시된 용접장치에 한정되지 않고, 가스를 모재 측에 토출하는 다양한 종류의 용접장치에 모두 적용가능할 것이다. Meanwhile, the present invention is not limited to the welding apparatus illustrated in FIG. 1, and may be applicable to all kinds of welding apparatuses for discharging gas to the base material side.
상기와 같은 본 발명은, 용접작업과 상관없이 가스가 토출됨을 차단함으로써 가스의 낭비를 최소화할 뿐만 아니라 각종 사고발생의 위험을 방지할 수 있는 용접장치 및 용접제어방법를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention as described above, it is an object of the present invention to provide a welding device and a welding control method that can minimize the waste of gas by preventing the discharge of gas irrespective of the welding operation, and can prevent the risk of various accidents.
또한, 본 발명은 작업자가 가스의 토출여부를 용이하게 파악할 수 있는 용접장치 및 용접제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a welding device and a welding control method that allows the operator to easily determine whether the gas is discharged.
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2006
- 2006-09-04 KR KR1020060084728A patent/KR100764606B1/en not_active IP Right Cessation
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