KR101026980B1 - 디지털 펄스 엠아이지 용접 장치 - Google Patents

디지털 펄스 엠아이지 용접 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101026980B1
KR101026980B1 KR1020080090679A KR20080090679A KR101026980B1 KR 101026980 B1 KR101026980 B1 KR 101026980B1 KR 1020080090679 A KR1020080090679 A KR 1020080090679A KR 20080090679 A KR20080090679 A KR 20080090679A KR 101026980 B1 KR101026980 B1 KR 101026980B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
pulse
mig
pulse waveform
digital pulse
Prior art date
Application number
KR1020080090679A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100031849A (ko
Inventor
조형기
유희수
Original Assignee
스웰 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스웰 주식회사 filed Critical 스웰 주식회사
Priority to KR1020080090679A priority Critical patent/KR101026980B1/ko
Publication of KR20100031849A publication Critical patent/KR20100031849A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101026980B1 publication Critical patent/KR101026980B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953—Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

본 발명은 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치는 용접기 및 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원을 포함하되, 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원이 적어도 용접 재료 및 와이어 직경을 포함하는 용접 재료에 대한 조건과 용접 재료에 대한 조건에 상응하는 펄스 파형에 대한 조건을 연결하여 구축한 데이터베이스를 포함하며, 사용자가 선택한 용접 재료에 대한 조건에 상응하는 펄스 파형에 대한 조건을 독출한 후, 독출된 펄스 파형에 대한 조건으로 용접을 이행하는 것을 특징으로 한다.
디지털, 펄스, 용접

Description

디지털 펄스 엠아이지 용접 장치{Digital pulse MIG welding apparatus}
본 발명은 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치, 특히 아크 길이 제어 및 1펄스 1 드롭 이행 제어를 위한 펄스 조건에 대한 데이터베이스를 포함하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에 관한 것이다.
외국의 용접기 생산 업체는 대체로 대형화 및 전문화되어 많은 전문 기술 인력을 보유하고 있는데 반하여, 국내의 용접기 생산 업체는 소규모(특히 5인 이내의 직원수)인 경우가 대부분이다. 또한 국내의 용접기 생산 업체의 직원 대부분이 조립 및 판매에 전념할 뿐, 기술 개발을 위한 전문 인력은 전무하다할 정도이다. 기술 개발을 위한 전문 인력을 보유한 용접기 생산 업체의 경우에도, 낮은 급여와 열악한 근무 환경 등의 이유로 이직을 거듭하고 있는 실정이다. 이러한 이유로 국내의 용접기에 대한 기술 개발이 매우 낙후된 상태에 있다.
용접 방식 중, 펄스 엠아이지(MIG) 용접 방식은 사용 조건이 까다로운 이유로, 비전문가가 사용하기 어려운 단점을 갖고 있다. 즉 펄스 엠아이지(MIG) 용접 방식은 용접 재료 마다 용접의 펄스 조건이 상이한데, 사용자가 용접 재료에 따라 적절한 조건으로 용접을 실시하기가 어렵다. 따라서 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 방식에서, 용접 재료에 따른 최적 조건이 포함된 데이터베이스가 필요하며, 사용자는 용접 재료를 선택하면 데이터베이스에 포함된 최적 조건에 따라서 용이하게 용접을 실시할 수 있는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에 대한 연구가 필요하다.
일반적으로 용접에서, 전류는 송급 속도에 상응하며, 전압은 아크 길이에 상응한다고 설명된다. 따라서 전압 제어가 적용될 경우에 용이하게 아크 길이가 제어될 수 있다. 그러나 펄스 엠아이지(MIG) 용접 방식은 전류 제어 방식이므로, 아크 길이에 대한 제어가 되지 않아서 도 1과 같이 일정한 비드 모양을 얻을 수 없는 문제점을 갖는다. 도 1은 종래의 펄스 엠아이지(MIG) 용접 방식에서 아크 길이에 대한 제어가 없는 경우의 아크 길이와 용접 전압의 변화를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, CTWD(contact tip-to-workpiece distance, 콘택트 팁과 모재 간의 거리)가 길어질수록 아크 길이가 길어지며, 용접 전압이 상승한다. 따라서 아크 길이의 제어는 펄스 엠아이지(MIG) 용접 방식의 용접 품질을 좌우하는 매우 중요한 부분으로서, 이에 대한 연구도 반드시 필요하다.
본 발명의 구체적인 목적은 아크 길이를 제어하는 디지털 펄스 엠아이 지(MIG) 용접 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용접 재료에 따른 펄스 조건에 대한 데이터베이스를 이용하여 사용자가 용이하게 용접을 실시할 수 있는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용접 재료에 따른 펄스 조건에 대한 데이터베이스를 이용하여 1 펄스 1 드롭(1 pulse 1 drop)의 이행을 구현할 수 있는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 아크 길이를 제어하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에 있어서, 용접기 및 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원을 포함하되, 상기 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원이 사용자가 설정하는 아크 길이에 대한 전압 지령과 특정 펄스 파형에 상응하는 베이스 주기 동안의 평균 전압 사이의 오차에 대하여 PI 제어를 하며, PI 제어의 출력에 사용자가 설정하는 베이스 주기 지령을 가감하여 다음 펄스 파형에 대한 베이스 주기를 제어하며, 상기 PI 제어에 의한 n 번째 샘플링에 상응하는 출력(Vn)은 아래의 수학식에 의하여 산출되며,
Figure 112008065086940-pat00001
,
여기서, Vn-1은 (n-1) 번째 출력이며, en은 n 번째 오차값이며, en-1은 (n-1) 번째 오차값이며, TI는 적분 시간이며, Kp는 비례 이득이며, T/TI는 적분 이득인 것을 특징으로 하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치를 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 특정 펄스 파형에 상응하는 베이스 주기 동안의 평균 전압은 상기 용접기에 상응하여 피드백되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 1 펄스 1 이행을 위한 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에 있어서, 용접기 및 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원을 포함하되, 상기 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원이 적어도 용접 재료 및 와이어 직경을 포함하는 용접 재료에 대한 조건과 상기 용접 재료에 대한 조건에 상응하는 펄스 파형에 대한 조건을 연결하여 구축한 데이터베이스를 포함하며, 사용자가 선택한 용접 재료에 대한 조건에 상응하는 펄스 파형에 대한 조건을 독출한 후, 독출된 펄스 파형에 대한 조건으로 용접을 이행하는 것을 특징으로 하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 의하여, 아크 길이를 제어하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하여, 용접 재료에 따른 펄스 조건에 대한 데이터베이스를 이용하여 사용자가 용이하게 용접을 실시할 수 있는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하여, 용접 재료에 따른 펄스 조건에 대한 데이터베이스를 이용하여 1 드롭 1 펄스(1 drop 1 pulse)를 구현할 수 있는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
아크 길이에 대한 제어의 기본 원리는 수학식 1과 같이 용접 재료인 와이어의 용융 속도가 전류에 비례하기 때문에 아크 길이가 짧아진 경우에 와이어의 용융 속도를 증가시켜(즉, 평균 전류를 증가시킴) 아크 길이가 길어지도록 하며, 아크 길이가 길어진 경우에 와이어의 용융 속도를 감소시켜(즉, 평균 전류를 감소시킴) 아크 길이가 짧아지도록 하는 것이다.
Figure 112008065086940-pat00002
vm : 와이어 용융 속도, I : 전류
lc : CTWD, la : 아크 길이
일반적으로 아크 길이에 대한 제어 알고리즘은 4 가지가 사용되지만, 그 중 특히 고정 주파수 방법 및 베이스 주기 제어 방법이 대표적으로 사용되고 있다. 도 2a는 고정 주파수 방법을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2b는 베이스 주기 제어 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 고정 주파수 방법은 고정된 펄스 파형에서 베이스(base) 기간 동안 전압 제어를 수행하는 데, 이는 베이스 기간에 항상 아크 상태인 경우만 제어가 원활하다는 단점을 갖는다. 즉 단락이 발생하면 전압이 급격하게 감소되기 때문에 이에 대한 제어가 불가능하다. 또한 고정 주파수 방법은 베이스 기간에 전류의 변동이 심하기 때문에 일정한 크기의 용적을 얻을 수 없는 다른 단점을 갖는다.
상술한 바와 같이 고정 주파수 방법이 여러 가지 단점을 갖고 있기 때문에, 아크 길이의 제어 방법으로 현재는 도 2b에 도시된 바와 같은 베이스 주기 제어 방법이 주로 사용된다. 본 발명의 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에서 아크 길이를 제어하기 위한 알고리즘으로서 도 2b에 도시된 바와 같은 베이스 주기 제어 방법을 사용한다. 베이스 주기 제어 방법은 베이스 주기를 변화시키는 것을 특징으 로 한다. 펄스 파형의 평균 전류는 수학식 2와 같다. 아래의 수학식 2와 같이, 베이스 기간(Gt)의 조정에 의하여 펄스 주기에 대한 평균 전류를 변화시킬 수 있다. 즉 베이스 기간 동안 평균 전압이 커길 경우(즉, 아크 길이가 길어질 경우), 다음 주기의 Gt를 증가시키면 평균 전류가 낮아져 와이어 용융 속도가 줄어들어 결국 아크 길이가 짧아지게 된다. 베이스 주기 제어 방법은 작은 Gt의 변화를 통하여 아크 길이가 제어되기 때문에 아크 길이의 제어가 용이하다는 장점을 갖는다.
도 3은 베이스 주기 방법에 의하여, 베이스 기간의 변화에 따른 아크 길이의 변화를 나타낸 도면이다. 여기서 도면 부호 301은 아크 길이를 나타내며, T1, T2 및 T3은 베이스 기간을 나타낸다.
Figure 112008065086940-pat00003
AI : 평준 전압, Pa : 펄스 피크 전류, Po : 펄스 주기
Ba : 베이스 전류, Gt : 베이스 기간
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에서 수행되는 아크 길이 제어 알고리즘을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치는 용접기 및 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원을 포함한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아크 길이 제어 알고리즘은 상술한 베이스 주기 제어 방식으로 제어한다. 본 발명에 따른 디지털 펄스 먼저 피드백되는 베이스 주기 동안의 용접기에 대한 평균 전압(401)과 사용자가 설정하는 아크 길이에 대한 전압 지령(403)을 이용한다. 아크 길이에 대한 전압 지령(403)과 피드백되는 베이스 주기 동안의 평균 전압을 비교함으로써 오차가 생성되며, 생성된 오차가 PI 제어기(405)의 입력으로 인입된다. PI 제어기(405)는 입력된 오차를 바탕으로 베이스 주기 결과를 계산한다. PI 제어기(405)를 통하여 계산된 베이스 주기 결과에 베이스 주기 지령(Gt, 409)을 가감하여, 다음 펄스 파형에 대한 베이스 주기 제어(409)를 수행한다.
여기서, n 번째 샘플링 순간의 PI 제어기(405)의 출력(Vn)은 아래의 수학식 3과 같다.
Figure 112008065086940-pat00004
여기서, Vn-1은 (n-1) 번째 출력이며, en은 n 번째 오차값이며, en-1은 (n-1) 번째 오차값이며, TI는 적분 시간이며, Kp는 비례 이득이며, KI(=T/TI)는 적분 이득이다. PI 제어의 정확성을 위하여 Kp와 KI의 결정은 매우 중요한데, 이들은 실험에 의하여 결정된다.
상술한 본 발명에 따른 아크 길이 제어 후의 아크 길이와 용접 전압의 변화는 도 5에 도시되어 있으며, 용접 파형은 도 6에 도시되어 있다. 특히, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 전류 파형(601)과 전압 파형(603)이 매우 안정되어 있는 것을 알 수 있다. 또한 본 발명에 따른 아크 길이 제어 시 CTWD 변화에 따른 베이스 전압과 Gt 변화는 도 7a에 도시되어 있으며, 아크 길이와 Gt 변화는 도 7b에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 아크 길이 제어에 따라서, CTWD가 변화함에 따라서 Gt가 증가하였으며, 그에 따라서 베이스 전압이 거의 일정한 수준을 유지함을 알 수 있다.
도 8은 펄스 파형과 용적 이행의 관계 및 펄스 파형의 제어 변수를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 펄스 용접시 용적 이행은 피크 전류 기간 동안 와이어가 용융되어 일정 크기의 용적이 형성되고, 피크 전류에서 베이스 전류로 하강을 시작하면서 용적이 떨어지게 된다. 여기서 펄스 파형의 제어 변수로서 피크 기간(Tp), 피크 전류(Ip), 상승 기간(Tup), 하강 기간(Tdw), 베이스 기간(Tb) 또는 베이스 전류(Ib)를 들 수 있다.
펄스 파형과 용적 이행은 n 펄스 1 드롭 이행, 1 펄스 1 드롭 이행 및 1 펄스 n 드롭 이행 방식으로 분류될 수 있다. n 펄스 1 드롭 이행은 펄스 파형에 동기하지 않고, 수회의 펄스에 의하여 1 개의 용적이 이행되며, 용적은 와이어 직경보다 크게 성장하여 용접 와이어에서 이탈하는 방식이다. 이는 스패터를 동반하는 경 우가 많은데, 특히 Ar+ 20% CO2 보호 가스를 첨가한 경우가 그러하다. 1 펄스 n 드롭 이행은 1 펄스 1 드롭 이행 조건보다 저주파를 사용하였을 경우에 발생하며, 용적은 피크 전류 동안 최대한 용적이 이탈한 다음 바로 적은 용적들이 계속하여 이행하는 방식이다. 1 펄스 1 드롭 이행은 가장 이상적인 펄스 이행 방식으로, 용융 금속이 피크 전류 동안 크기가 증가하고 피크 전류가 끝나는 시점에서 와이어를 이탈하는 방식이며, 이때 용적의 크기는 와이어 직경 보다 작다. 1 펄스 1 드롭 이행의 펄스 파형은 매우 이상적이나, 사용자가 이러한 조건을 설정하기는 매우 어려운데, 이는 펄스 파형을 통하여 용접 이행을 판단하기 어렵기 때문이다. 따라서 펄스 용접 전원에서 기본 조건에 대한 데이터베이스를 구축할 필요성이 대두된다.
본 발명은 1 펄스 1 드롭 이행을 실현하기 위하여, 최적의 펄스 파형에 대한 조건, 용접 재료에 대한 조건 등에 대한 사항에 데이터베이스를 구축한 후, 사용자가 용접 재료를 선택하면, 이에 상응하는 펄스 파형에 대한 조건 및 용접 재료에 대한 조건을 독출한 후, 독출된 펄스 파형에 대한 조건 및 용접 재료에 대한 조건에 따라서 용접을 이행하도록 할 수 있다.
1 펄스 1 드롭 이행을 위해서 우선 펄스 파형의 모양이 매우 중요할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 펄스 파형의 모양은 도 9에 도시된 바와 같이, 4 가지로 설계될 수 있다. 본 발명에 따른 펄스 파형의 모양은 (B)의 의자 모양(901)을 기본으로 하며, 의자 모양 형태의 조건을 조절함으로써 사각 모양(903), 지수적으로 감소되는 의자 모양(905) 및 이중 사각 모양(907)으로 변형될 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 의자 모양의 펄스 파형에서의 펄스 파형 변수를 나타낸 예시도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 의자 모양의 펄스 파형에서의 펄스 파형 변수는 BA, PA, Chair_A, Po, Gt, Up_slop, Down_slop, Chair_Time 등이 될 수 있다. 여기서 베이스 기간인 Gt는 평균 전류의 설정에 따라서 가변이 되며, 나머지는 구축되는 데이터베이스의 기본값에서 사용자가 변경을 할 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 재료별 펄스 파형에 대하여 구축된 데이터베이스의 일예를 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 용접 재료 조건(용접 재료, 와이어 직경 등 포함)에 따른 펄스 파형 데이터베이스는 용접 재료, 와이어 직경을 프로그램 내부의 고정 변수로 설정하며, 펄스 전류, 베이스 전류, 펄스 시간, 의자 전류 및 시간 등은 변수로 설정한다. 또한 본 발명에 따른 용접 재료 조건에 따른 펄스 파형 데이터베이스는 상승 기울기와 하강 기울기는 재료별로 내부적으로 설정하도록 한다.
이하 도 12 내지 도 17을 참조하여, 재료별 펄스 파형 및 조건을 살펴보도록 한다.
도 12는 본 발명에 따른 스테인리스강의 펄스 파형을 측정한 결과를 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명에 따른 스테인리스강의 펄스 파형에 대한 고속 카메라 촬영 결과를 나타낸 도면이다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 일정한 펄스 파형이 나타남을 알 수 있다. 펄스 파형의 조건으로서 펄스 전류 350A, 베이스 전류 40A, 펄스 기간으로서 4ms로 설정한 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 경질알루미늄의 펄스 파형에 대한 고속 카메라 촬영 결과를 나타낸 도면이며, 도 15는 본 발명에 따른 경질알루미늄의 펄스 파형을 측정한 결과를 나타낸 도면이다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 양호한 1 펄스 1 드롭의 이행이 수행된다. 펄스 파형의 조건으로서 의자 전류는 60A, 유지 시간은 3.2ms로 설정한 것이다.
도 16은 본 발명에 따른 연질알루미늄의 펄스 파형에 대한 고속 카메라 촬영 결과를 나타낸 도면이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 양호한 1 펄스 1 드롭의 이행이 수행된다. 펄스 파형의 조건으로서 펄스 전류는 260A, 베이스 전류는 40A, 펄스 주기는 1.7ms로 설정한 것이다.
도 17은 재료별 펄스 파형의 조건에 대하여 구축된 데이터베이스를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 17을 참조하면, 1 펄스 1 드롭의 이행을 수행하기 위하여, 재료 조건(용접 재료 및 와이어 직경)에 따라 연결되어 설정된 펄스 파형의 조건들에 대한 데이터베이스가 구축되어 있다. 사용자가 재료 조건을 입력하면, 본 발명에 따른 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치의 전원은 입력된 재료 조건에 상응하여 연결된 펄스 파형의 조건들을 독출한 후, 독출된 펄스 파형의 조건들에 따라서 용접을 이행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 펄스 엠아이지(MIG) 용접 방식에서 아크 길이에 대한 제어가 없는 경우의 아크 길이와 용접 전압의 변화를 나타낸 도면.
도 2a는 고정 주파수 방법을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2b는 베이스 주기 제어 방법을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 베이스 주기 방법에 의하여, 베이스 기간의 변화에 따른 아크 길이의 변화를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에서 수행되는 아크 길이 제어 알고리즘을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 아크 길이 제어 후의 아크 길이와 용접 전압의 변화를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 아크 길이 제어 후의 용접 파형을 나타낸 도면.
도 7a는 본 발명에 따른 아크 길이 제어 시 CTWD 변화에 따른 베이스 전압과 Gt 변화를 나타낸 도면.
도 7b는 본 발명에 따른 아크 길이 제어 시 아크 길이와 Gt 변화를 나타낸 도면.
도 8은 펄스 파형과 용적 이행의 관계 및 펄스 파형의 제어 변수를 개략적으로 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스 파형의 모양을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 의자 모양의 펄스 파형에서의 펄 스 파형 변수를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 재료별 펄스 파형에 대하여 구축된 데이터베이스의 일예를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명에 따른 스테인리스강의 펄스 파형을 측정한 결과를 나타낸 도면.
도 13은 본 발명에 따른 스테인리스강의 펄스 파형에 대한 고속 카메라 촬영 결과를 나타낸 도면.
도 14는 본 발명에 따른 경질알루미늄의 펄스 파형에 대한 고속 카메라 촬영 결과를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명에 따른 경질알루미늄의 펄스 파형을 측정한 결과를 나타낸 도면.
도 16은 본 발명에 따른 연질알루미늄의 펄스 파형에 대한 고속 카메라 촬영 결과를 나타낸 도면.
도 17은 재료별 펄스 파형의 조건에 대하여 구축된 데이터베이스를 예시적으로 나타낸 도면.

Claims (3)

  1. 아크 길이를 제어하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에 있어서,
    용접기; 및
    디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원을 포함하되,
    상기 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원이 사용자가 설정하는 아크 길이에 대한 전압 지령과 특정 펄스 파형에 상응하는 베이스 주기 동안의 평균 전압 사이의 오차에 대하여 PI 제어를 하며, PI 제어의 출력에 사용자가 설정하는 베이스 주기 지령을 가감하여 다음 펄스 파형에 대한 베이스 주기를 제어하며,
    상기 PI 제어에 의한 n 번째 샘플링에 상응하는 출력(Vn)은 아래의 수학식에 의하여 산출되며,
    Figure 112008065086940-pat00005
    여기서, Vn-1은 (n-1) 번째 출력이며, en은 n 번째 오차값이며, en-1은 (n-1) 번째 오차값이며, TI는 적분 시간이며, Kp는 비례 이득이며, T/TI는 적분 이득
    인 것을 특징으로 하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 펄스 파형에 상응하는 베이스 주기 동안의 평균 전압은 상기 용접 기에 상응하여 피드백되는 것을 특징으로 하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치.
  3. 1 펄스 1 이행을 위한 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치에 있어서,
    용접기; 및
    디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원을 포함하되,
    상기 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 전원이
    적어도 용접 재료 및 와이어 직경을 포함하는 용접 재료에 대한 조건과 상기 용접 재료에 대한 조건에 상응하는 펄스 파형에 대한 조건을 연결하여 구축한 데이터베이스를 포함하며, 사용자가 선택한 용접 재료에 대한 조건에 상응하는 펄스 파형에 대한 조건을 독출한 후, 독출된 펄스 파형에 대한 조건으로 용접을 이행하는 것을 특징으로 하는 디지털 펄스 엠아이지(MIG) 용접 장치.
KR1020080090679A 2008-09-16 2008-09-16 디지털 펄스 엠아이지 용접 장치 KR101026980B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080090679A KR101026980B1 (ko) 2008-09-16 2008-09-16 디지털 펄스 엠아이지 용접 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080090679A KR101026980B1 (ko) 2008-09-16 2008-09-16 디지털 펄스 엠아이지 용접 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100031849A KR20100031849A (ko) 2010-03-25
KR101026980B1 true KR101026980B1 (ko) 2011-04-11

Family

ID=42181226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080090679A KR101026980B1 (ko) 2008-09-16 2008-09-16 디지털 펄스 엠아이지 용접 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101026980B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004050293A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Illinois Tool Works Inc <Itw> 溶接システムを制御するための方法と装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004050293A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Illinois Tool Works Inc <Itw> 溶接システムを制御するための方法と装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100031849A (ko) 2010-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3933193B2 (ja) 消耗電極式アーク溶接機
KR101162840B1 (ko) 소모 전극식 펄스 아크 용접의 용접 제어 장치 및 그 아크 길이 제어 방법, 및 그 용접 제어 장치를 구비한 용접 시스템
US11833624B2 (en) Method for determining Arc consistency in pulsed gas metal Arc welding systems
CN106573325B (zh) 用于控制送丝速度的系统和方法
EP1782906A1 (en) Output control method for consumable electrode arc welding power source
CN104174975B (zh) 脉冲电弧焊的输出控制方法
JP4877235B2 (ja) 溶接出力制御方法およびアーク溶接装置
EP2093009A1 (en) Method for controlling arc welding and arc welding apparatus
JPWO2008108014A1 (ja) 溶接装置
EP0342691A2 (en) Pulse arc discharge welding apparatus
US6384376B1 (en) Method and device for pulsed arc welding
CN103286419B (zh) 消耗电极电弧焊接控制方法
CN102430840B (zh) 交流脉冲电弧焊接控制方法
US8575516B2 (en) Arc welding power source
KR101960151B1 (ko) 소모 전극식 아크 용접의 아크 스타트 제어 방법, 용접 장치
KR101026980B1 (ko) 디지털 펄스 엠아이지 용접 장치
KR102493386B1 (ko) 소모성 전극으로 용접 공정을 제어하기 위한 방법 및 이 유형의 제어기를 갖는 용접 장치
JPH0653309B2 (ja) ア−ク溶接の最適制御方法
JPS60255276A (ja) 消耗電極式ア−ク溶接法
KR20230039739A (ko) 아크 용접의 제어 방법, 용접 전원, 용접 시스템 및 검출 방법
JP6974915B2 (ja) 非消耗電極式アーク溶接方法
JP6600812B2 (ja) アーク溶接装置およびアーク溶接方法
EP3539706B1 (en) Non-consumable electrode pulse arc welding control method
JP3120141B2 (ja) 消耗電極式パルスアーク溶接装置
JP2014184457A (ja) 溶接電源の出力制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140204

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150309

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160329

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170327

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee