KR101922503B1 - 용접 전력 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스패터 발생에 따라 전력량을 제어하여 불필요한 열량을 최소화할 수 있고, 불필요한 열량에 의한 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있는 용접 전력 제어 방법에 관한 것으로서, 용접재에 하나 이상의 전극을 통하여 제 1 설정시간 내에 제 1 설정전력 값 까지 전력을 인가하는 전력 인가 단계; 상기 제 1 설정전력 값으로부터 제 2 설정시간 내에 제 2 설정전력 값에 도달하도록 전력을 감소시키는 전력 감소 단계; 제 3 설정시간 내에 상기 제 2 설정전력 값에서 제 3 설정전력 값까지 전력을 재 인가하는 전력 재인가 단계; 제 3 설정전력 값을 유지하면서 제 4 설정시간까지 전력을 인가하는 제 1 전력 유지 단계; 및 상기 제 3 설정전력 값으로부터 점진적으로 전력을 감소시켜 제 5 설정시간에 전력 값이 오프되는 전력 오프 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 용접 전력 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 날림 및 스패터 등의 용접불량을 최소화하며, 용접 재현성을 향상시키고, 연속타점으로 인한 전극의 오염도 증가에도 용접품질의 변화를 최소 내지 억제하는 용접 전력 제어 방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 점용접(스폿 용접: spot welding)은 전기저항 용접에 속하는 용접 방법으로서, 금속에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 압력을 주면서 용접하는 방법을 말한다.
점용접은 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이다. 이러한 점용접은 자동차의 차체 조립에 매우 많이 쓰이는 용접 방법이다.
저항 점용접을 위한 장치는 일례로 고정된 하부 전극과, 하부 전극 상에서 상하로 이동되는 상부 전극이 구비된다. 따라서, 용접재는 하부 전극 상에 안착되고, 상부 전극의 이동에 의하여 용접이 실시된다.
그러나 이러한 종래의 점용접은 접합부의 표면 상태, 용접 타점 위치, 타점 회수 등의 다양한 요인에 의해 용접 결과가 불균일하고, 초기에 스패터가 발생되면 그 후에 용접을 해도 스패터 발생 영역의 치유가 되지 않는 문제점이 있었다.
초기에 스패터 발생을 억제하는 것이 매우 중요한데, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 스패터 발생시 다음 용접의 입열량을 제어하여 이후 용접의 스패터 발생을 억제할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 불필요한 열량을 최소화할 수 있고, 불필요한 열량에 의한 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있는 용접 전력 제어 방법 및 그 프로그램이 저장된 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 용접 전력 제어 방법은, 용접재에 하나 이상의 전극을 통하여 제 1 설정시간 내에 제 1 설정전력 값 까지 전력을 인가하는 전력 인가 단계; 상기 제 1 설정전력 값으로부터 제 2 설정시간 내에 제 2 설정전력 값에 도달하도록 전력을 감소시키는 전력 감소 단계; 제 3 설정시간 내에 상기 제 2 설정전력 값에서 제 3 설정전력 값까지 전력을 재 인가하는 전력 재인가 단계; 제 3 설정전력 값을 유지하면서 제 4 설정시간까지 전력을 인가하는 제 1 전력 유지 단계; 및 상기 제 3 설정전력 값으로부터 점진적으로 전력을 감소시켜 제 5 설정시간에 전력 값이 오프되는 전력 오프 단계;를 포함한다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 재인가 단계에서, 상기 용접재에 재 인가되는 전력 값인 상기 제 3 설정전력 값은 상기 제 1 설정전력 값과 동일한 전력 값까지 증가할 수 있도록 전력을 증가하여 인가하는 것일 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 인가 단계 이후에, 상기 제 1 설정전력 값을 유지하면서 t 시간 동안 전력을 인가하는 제 2 전력 유지 단계;를 더 포함하고, 상기 전력 감소 단계에서 상기 제 2 설정전력 값에 도달하는 시간은 상기 t 시간 늘어난 제 2-1 설정시간이고, 상기 전력 재인가 단계에서 상기 제 3 설정전력 값에 도달하는 시간은 상기 t 시간 늘어난 제 3-1 설정시간일 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 인가 단계의 상기 제 1 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 상기 전력 값을 재설정 하여 상기 제 1 설정전력 값 보다 낮은 제 1-1 설정전력 값으로 낮추어 인가하는 전력 인가 전력 재설정 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 인가 단계의 상기 제 1 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 전력시간을 재설정 하여 상기 제 1 설정시간 보다 긴 제 1-1 설정시간으로 인가하는 전력 인가 전력시간 재설정 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 재인가 단계의 상기 제 3 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 상기 전력 값을 재설정 하여 상기 제 3 설정전력 값 보다 낮은 제 3-1 설정전력 값으로 낮추어 인가하는 전력 재인가 전력 재설정 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 재인가 단계의 상기 제 3 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 전력시간을 재설정 하여 상기 제 3 설정시간 보다 긴 제 3-2 설정시간으로 인가하는 전력 재인가 전력시간 재설정 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 재인가 단계의 상기 제 3 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 상기 전력 감소 단계에서 감소하며 인가되는 상기 전력 값을 제 2 설정전력 값 보다 낮은 제 2-1 설정전력 값으로 낮추어 인가하는 전력 감소 전력 재설정 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 설정전력 값 까지 전력을 인가하는 상기 제 1 설정시간은 50ms 내지 100ms 일 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 전력 오프 단계는, 상기 제 3 설정전력 값으로부터 상기 제 4 설정전력 값까지 전력을 감소시키면서 인가하는 전력 재감소 단계; 상기 제 4 설정전력 값을 유지하면서 m 시간 동안 전력을 인가하는 저전압 용접 단계; 상기 제 4 설정전력 값으로부터 점진적으로 전력을 오프시켜 제 5 설정시간에 전력 값이 오프되는 전력 차단 단계;를 포함 할 수 있다.
본 발명의 다른 사상에 따른 기록 매체는, 본 발명의 사상에 따른 점용접 제어방법을 수행하는 프로그램이 저장될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따르면, 용접 초기에는 입열량을 증가시키면서 공급하다가 일정단계이후 입열량을 감소 시켜 스패터 발생을 방지한 후에 중간지점이 지나면 다시 입열량을 높이는 파형을 제어하고, 스패터가 발생할 경우 입열량 및 시간을 조절하여 스패터 발생을 방지할 수 있다.
또한, 불필요한 열량을 최소화할 수 있으며, 불필요한 열량에 의한 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있고, 날림 및 스패터 등의 용접불량을 최소화할 수 있으며, 용접 재현성을 향상시킬 수 있고, 연속타점으로 인한 전극의 오염도 증가에도 용접품질의 변화를 최소 내지 억제할 수 있는 효과를 가진다. 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프이다.
도 3 내지 도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 11 내지 도 13는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도들이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 실험예에 따르는 전력파형 그래프를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프이다.
도 3 내지 도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 11 내지 도 13는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도들이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 실험예에 따르는 전력파형 그래프를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프이고, 도 9는 도 1의 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법은, 전력 인가 단계(S10), 전력 감소 단계(S20), 전력 재인가 단계(S30), 제 1 전력 유지 단계(S40), 전력 오프 단계(S50)를 포함할 수 있다. 이러한 단계(S10~S50)에 의해, 용접 시작 단계에서 용접재(1)에 서서히 전력을 올리다가 일정 시점에서 전력의 증가를 멈추고, 일시적 냉각효과를 주기 위하여 일정 전력까지 감소시켰다가 다시 입열량을 증가시켜 일정시간 용접을 유지하다가 입열량을 감소시켜 용접을 오프하는 용접 전력 제어를 수행하게 되는데, 이에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 점용접을 위한 적어도 하나의 용접재(1)를 준비하고, 용접재(1)를 적어도 하나의 전극에 위치시킨다. 이때, 일례로 용접재(1)는 한 쌍으로 이루어져서 상부와 하부의 상기 전극 사이에 위치시킬 수 있다.
용접재(1)의 준비를 마치면, 용접재(1)에 상기 전극을 통해서 전류를 인가한다. 종래의 일반적인 점용접 방법으로서 특정값을 가지는 전류가 용접시간 동안 일정하게 인가되었으나, 본 발명은 용접이 진행되는 동안 여러 단계로 전류가 인가되게 된다.
전력 인가 단계(S10)는 용접재(1)에 하나 이상의 전극을 통하여 제 1 설정시간(T1) 내에 제 1 설정전력 값(P1) 까지 전력을 인가할 수 있다.
예컨대, 전력 인가 단계(S10)는 용접재(1)에 하나 이상의 상기 전극을 통하여 제 1 설정시간(T1) 내에 제 1 설정전력 값(P1)까지 전력을 인가하게 된다. 이때, 용접재(1)는 상기 전극에 의해 가압되면서 용접될 수 있다.
이때, 제 1 설정전력 값(P1) 까지 전력을 인가하는 제 1 설정시간(T1)은 50ms 내지 100ms 일 수 있다.
전력 감소 단계(S20)는 제 1 설정전력 값(P1)으로부터 제 2 설정시간(T2) 내에 제 2 설정전력 값(P2)에 도달하도록 전력을 감소시킬 수 있다.
예컨대, 전력 감소 단계(S20)는 인가되는 전력 값을 제 2 설정전력 값(P2) 까지 점진적으로 낮추어 용접재(1)에 인가되는 입열량을 낮추어 스패터를 방지할 수 있다.
이는, 용접 초기에 높은 입력량(즉, 전력) 투입을 하여 축열효과로 인하여 스패터가 발생하는 것을 방지하기 위하여 일정 시점에서 전력의 증가를 멈추고, 일시적 냉각효과를 줄 수 있는 효과를 가지고 있다.
전력 재인가 단계(S30)는 제 3 설정시간(T3) 내에 제 2 설정전력 값(P2)에서 제 3 설정전력 값(P3)까지 전력을 재 인가할 수 있다.
이때, 전력 재인가 단계(S30)에서 용접재(1)에 재 인가되는 전력 값인 제 3 설정전력 값(P3)은 제 1 설정전력 값(P1)과 동일한 전력 값까지 증가할 수 있도록 전력을 증가하여 인가할 수 있다.
낮은 전력으로 용접을 하게 되면 용접안정성은 좋으나, 용접에 소요되는 시간이 너무 길어져 생산효율이 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여, 스패터가 발생하지 않는 한도의 고입열량에서 빠른 시간에 용접을 하여 생산효율이 증가할 수 있는 효과를 가지고 있다.
제 1 전력 유지 단계(S40)는 제 3 설정전력 값(P3)을 유지하면서 제 4 설정시간(T4)까지 전력을 인가할 수 있으며, 전력 오프 단계(S50)는 제 3 설정전력 값(P3)으로부터 점진적으로 전력을 감소시켜 제 5 설정시간(T5)에 전력 값이 오프될 수 있다.
전력 오프 단계(S50)에서는 점진적으로 전력을 감소시켜 후단에서 발생될 수 있는 스패터를 억제할 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프이고, 도 10는 도 2의 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 2 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법은, 전력 인가 단계(S10), 제 2 전력 유지 단계(S60), 전력 감소 단계(S20), 전력 재인가 단계(S30), 제 1 전력 유지 단계(S40), 전력 오프 단계(S50)를 포함할 수 있다.
전력 인가 단계(S10)는 용접재(1)에 하나 이상의 전극을 통하여 제 1 설정시간(T1) 내에 제 1 설정전력 값(P1) 까지 전력을 인가할 수 있다.
제 2 전력 유지 단계(S60)는 전력 인가 단계(S10) 이후에 제 1 설정전력 값(P1)을 유지하면서 t 시간(t) 동안 전력을 인가할 수 있다.
전력 감소 단계(S20)는 제 1 설정전력 값(P1)으로부터 t 시간(t) 늘어난 제 2-1 설정시간(T2-1) 내에 제 2 설정전력 값(P2)에 도달하도록 전력을 감소시킬 수 있다.
전력 재인가 단계(S30)는 t 시간(t) 늘어난 제 3-1 설정시간(T3-1) 내에 제 2 설정전력 값(P2)에서 제 3 설정전력 값(P3)까지 전력을 재 인가할 수 있다.
즉, 제 2 전력 유지 단계(S60)에서 t 시간(t) 동안 전력을 유지하면서 인가하는 만큼, 전력 감소 단계(S20)에서 제 2 설정전력 값(P2)에 도달하는 시간은 t 시간(t) 늘어난 제 2-1 설정시간(T2-1)이고, 전력 재인가 단계(S30)에서 제 3 설정전력 값(P3)에 도달하는 시간은 t 시간(t) 늘어난 제 3-1 설정시간(T3-1)일 수 있다.
제 1 전력 유지 단계(S40)는 제 3 설정전력 값(P3)을 유지하면서 제 3-1 설정시간(T3-1) 부터 제 4 설정시간(T4)까지 전력을 유지하면서 인가할 수 있다.
전력 오프 단계(S50)는 제 3 설정전력 값(P3)으로부터 점진적으로 전력을 감소시켜 제 5 설정시간(T5)에 전력 값이 오프될 수 있다.
이때, 전력 인가 단계(S10), 제 1 전력 유지 단계(S40), 전력 오프 단계(S50)는 상술한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 14는 도 2에 도시된 형태의 전력 파형을 실제 점 용접 장치에서 구현한 예를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프들이고, 도 11은 도 3 및 도 4의 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 3, 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용접 전력 제어 방법은 전력 인가 전력 재설정 단계(S11) 또는 전력 인가 전력시간 재설정 단계(S12)를 더 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 전력 인가 단계(S10)에서 초기에 전력을 서서히 인가하여 제 1 설정전력 값(P1)까지 인가하다가 제 1 설정전력 값(P1)에 도달하기 전에 스패터가 발생됐을 경우, 그 다음 회차의 용접에서의 전력을 인가하는 전력 인가 단계에서 스패터가 발생하는 전력 보다 낮은 전력 값까지만 인가를 하거나, 또는, 제 1 설정전력 값(P1)까지 전력을 인가하는 시간을 더욱 길게 하여 인가되는 입열량을 제어할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 3 및 도 11에 도시된 바와 같이, 전력 인가 전력 재설정 단계(S11)는 전력 인가 단계(S10)의 제 1 설정전력 값(P1) 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 상기 전력 값을 재설정 하여 제 1 설정전력 값(P1) 보다 낮은 제 1-1 설정전력 값(P1-1)으로 낮추어 인가할 수 있다.
예컨대, 전력 인가 전력 재설정 단계(S11)는 제 1 설정전력 값(P1)에서 제 1-1 설정전력 값(P1-1)까지 전력을 낮추어 인가하도록 재설정하고, 제 1-1 설정전력 값(P1-1)까지 전력을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
도 15 및 도 16은 도 3에 도시된 형태의 전력 파형을 실제 점 용접 장치에서 구현하여 스패터의 발생을 방지한 경우를 예시한 것이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 전력 인가 단계(S10)에서 초기에 전력을 서서히 인가하여 제 1 설정전력 값(P1)까지 인가하다가 제 1 설정전력 값(P1)에 도달하기 전에 스패터가 발생됐을 경우에, 스패터가 발생되는 순간 전력 그래프가 급격하게 감소하는 것을 나타내고 있다.
따라서 이후의 용접에서는 도 16에 도시된 바와 같이, 전력을 인가하는 전력 인가 단계에서 스패터가 발생하는 전력 보다 낮은 전력 값까지만 인가를 하는 전력 인가 전력 재설정 단계(S11)를 진행하여, 제 1 설정전력 값(P1) 도달 이전에 제 1-1 설정전력 값(P1-1)으로 낮추어 인가하였다. 이후, 스패터의 발생이 일어나지 않고 지속적으로 용접 전력이 안정된 그래프를 나타내고 있다.
또는, 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이, 전력 인가 전력시간 재설정 단계(S12)는 전력 인가 단계(S10)의 제 1 설정전력 값(P1) 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 전력시간을 재설정 하여 제 1 설정시간(T1) 보다 긴 제 1-1 설정시간(T1-1)으로 인가할 수 있다.
예컨대, 전력 인가 전력시간 재설정 단계(S12)는 제 1 설정시간(T1)에서 제 1-1 설정시간(T1-1)까지 시간을 길게 인가하도록 재설정하고, 제 1-1 설정시간(T1-1)까지 전력을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 전력 인가 전력시간 재설정 단계(S12)는 전력시간을 늘림으로서 전력 인가 단계(S10)의 그래프 기울기가 낮아져 입열량이 제어될 수 있다.
즉, 전력 인가 단계(S10)에서 스패터가 발생 시, 전력 인가 전력 재설정 단계(S11)에서 전력을 제어하거나, 또는, 전력 인가 전력시간 재설정 단계(S12)에서 전력시간을 제어하여, 이후 용접의 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있고, 날림 및 스패터 등의 용접불량을 최소화할 수 있으며, 용접 재현성을 향상시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.
전력 인가 전력 재설정 단계(S11)에서 제 1-1 설정전력 값(P1-1)에 도달하기 전에 스패터가 재발생시에는 전력 인가 전력시간 재설정 단계(S12)를 포함하여 동시에 이루어질 수 있어, 용접 스패터의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프들이고, 도 12는 도 5 내지 도 7의 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 5 내지 도 7 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용접 전력 제어 방법은 전력 재인가 전력 재설정 단계(S31), 전력 재인가 전력시간 재설정 단계(S32) 또는 전력 감소 전력 재설정 단계(S21)를 더 포함할 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 12에서 도시된 바와 같이, 전력 재인가 단계(S30)에서 전력일 일시적으로 감소 후 재인가하여 제 3 설정전력 값(P3)까지 인가하다가 제 3 설정전력 값(P3)에 도달하기 전에 스패터가 발생됐을 경우, 그 다음 회차의 용접에서 제 3 설정전력 값(P3)까지 전력을 인가하는 전력 인가 단계에서 스패터가 발생하는 전력 보다 낮은 전력 값까지만 인가를 하거나, 제 3 설정전력 값(P3)까지 전력을 인가하는 시간을 더욱 길게 하거나, 또는, 전력 재인가 단계(S30) 이전에 전력 감소 단계(S20)에서 감소되는 전력 값을 더 낮추어 인가하여 입열량을 제어할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 5 및 도 12에서 도시된 바와 같이, 전력 재인가 전력 재설정 단계(S31)는 전력 재인가 단계(S30)의 제 3 설정전력 값(P3) 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 상기 전력 값을 재설정 하여 제 3 설정전력 값(P3) 보다 낮은 제 3-1 설정전력 값(P3-1)으로 낮추어 인가할 수 있다.
예컨대, 전력 재인가 전력 재설정 단계(S31)는 제 3 설정전력 값(P3)에서 제 3-1 설정전력 값(P3-1)까지 전력을 낮추어 인가하도록 재설정하고, 제 3-1 설정전력 값(P3-1)까지 전력을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
도 17 및 도 18은 도 5에 도시된 형태의 전력 파형을 실제 점 용접 장치에서 구현하여 스패터의 발생을 방지한 경우를 예시한 것이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 전력 재인가 단계(S30)에서 전력을 인가하여 제 3 설정전력 값(P3)까지 인가하다가 제 3 설정전력 값(P3)에 도달하기 전에 스패터가 발생됐을 경우에, 스패터가 발생되는 순간 전력 그래프가 급격하게 감소하는 것을 나타내고 있다.
이후 회차의 용접에서는 도 18에 도시된 바와 같이, 전력을 재인가하는 전력 재인가 단계에서 스패터가 발생하는 전력 보다 낮은 전력 값까지만 인가를 하는 전력 재인가 전력 재설정 단계(S31)를 진행하여, 제 3 설정전력 값(P3) 도달 이전에 제 3-1 설정전력 값(P3-1)으로 낮추어 인가하였다. 이후, 스패터의 발생을 방지하고 동일한 입열량을 유지하면서 날림이 발생하지 않는 최적의 파형을 나타내고 있다.
또는, 도 6 및 도 12에서 도시된 바와 같이, 전력 재인가 전력시간 재설정 단계(S32)는 전력 재인가 단계(S30)의 제 3 설정전력 값(P3) 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 전력시간을 재설정 하여 제 3 설정시간(T3) 보다 긴 제 3-2 설정시간(T3-2)으로 인가할 수 있다.
예컨대, 전력 재인가 전력시간 재설정 단계(S32)는 제 3 설정시간(T3)에서 제 3-2 설정시간(T3-2)까지 시간을 길게 인가하도록 재설정하고, 제 3-2 설정시간(T3-2)까지 전력을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 전력 재인가 전력시간 재설정 단계(S32)는 전력시간을 늘림으로서 전력 재인가 단계(S30)의 그래프 기울기가 낮아져 입열량이 제어될 수 있다.
또는, 도 7 및 도 12에서 도시된 바와 같이, 전력 감소 전력 재설정 단계(S21)는 상기 전력 재인가 단계(S30)의 제 3 설정전력 값(P3) 도달 이전에 스패터가 발생 시, 전력 감소 단계(S20)에서 감소하며 인가되는 상기 전력 값을 제 2 설정전력 값(P2) 보다 낮은 제 2-1 설정전력 값(P2-1)으로 낮추어 인가할 수 있다.
예컨대, 전력 감소 전력 재설정 단계(S21)는 제 2 설정전력 값(P2)에서 제 2-1 설정전력 값(P2-1)까지 전력을 낮추어 인가하도록 재설정하고, 제 2-1 설정전력 값(P2-1)까지 전력을 인가하는 단계를 포함할 수 있어, 전력이 재인가 되기전에 감소되는 전력 값을 이전 용접보다 더욱 낮추어 용접재(1)에 인가되는 입열량을 낮추어 스패터를 방지할 수 있다.
즉, 전력 재인가 단계(S30)에서 스패터가 발생 시, 전력 재인가 전력 재설정 단계(S31)에서 전력을 제어하거나, 전력 재인가 전력시간 재설정 단계(S32)에서 전력시간을 제어하거나, 또는, 전력 감소 단계(S20)에서 감소되는 전력 값을 더 낮추어 제어하여, 이후 용접의 용접 불량 및 용접재의 손상을 방지할 수 있고, 날림 및 스패터 등의 용접불량을 최소화할 수 있으며, 용접 재현성을 향상시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 전력 제어 방법의 파형을 나타낸 그래프이고, 도 13은 도 8의 용접 전력 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 8 및 도 13에 도시된 바와 같이, 전력 오프 단계(S50)는 제 3 설정전력 값(P3)으로부터 제 4 설정전력 값(P4)까지 전력을 감소시키면서 인가하는 전력 재감소 단계(S51)와 제 4 설정전력 값(P4)을 유지하면서 m 시간(m) 동안 전력을 인가하는 저전압 용접 단계(S52)와 제 4 설정전력 값(P4)으로부터 점진적으로 전력을 오프시켜 제 5 설정시간(T5)에 전력 값이 오프되는 전력 차단 단계(S53)를 포함할 수 있다.
이는, 전력 재감소 단계(S51)에서 에서 점진적으로 전력을 감소시킨 후에 저전압 용접 단계(S52)에서 일정 시간동안 용접을 수행하여 후단에서 발생될 수 잇는 스패터를 억제할 수 있는 효과를 가지고 있다.
전력 인가 단계(S10), 전력 감소 단계(S20), 전력 재인가 단계(S30), 제 1 전력 유지 단계(S40)는 상술한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 도시되지 않았지만, 상기 전극에 대한 전류의 인가는 전원제어부의 제어에 의해 이루어질 수 있는데, 상기 전원제어부는 정해진 프로세스, 예컨대 본 발명의 모든 실시예들에 따른 용접 전력 제어 방법에서 요구되는 상기 전극에 대한 전류의 인가를 제어할 수 있다. 상기 전원제어부는 용접 장치에 전원을 공급하는 역할 뿐만 아니라, 용접재(1)의 저항 측정, 전력 산출과, 그에 따른 전류의 인가 및 오프 등을 제어할 수 있으며, 시간 제어를 위하여 타이머를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 용접 전력 제어 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 이 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머의 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한 해당 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장될 수 있고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 용접 전력 제어 방법을 수행 내지 구현할 수 있다.
본원 발명은 상술한 바와 같이, 스패터 발생이후의 전력을 낮은 값으로 내려 인가하거나 혹은 전력인가 시간을 길게 하는 단계에 의해 짧은 시간 동안 용접재(1)가 냉각되는 효과가 발생한다. 용접재(1)에 인가된 전류량이 과다할 경우 결국 용접에 투입된 입열량의 증가로 이어지게 되며 이러한 과다 입열량에 의해 스패터 등의 발생으로 용접의 품질이 감소될 수 있다. 본 발명에서는 스패터 발생 이후에 과다하게 인가된 전력 값(입열량)의 투입을 제어하고자, 짧은 시간동안 투입되는 전류값을 제어하여 일종의 입열량 감소에 따른 용접재 냉각효과를 거둘 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 용접재
P1 : 제 1 설정전력 값
P1-1 : 제 1-1 설정전력 값
P2 : 제 2 설정전력 값
P2-2 : 제 2-2 설정전력 값
P3 : 제 3 설정전력 값
T1 : 제 1 설정시간
T1-1 : 제 1-1 설정시간
T2 : 제 2 설정시간
T2-1 : 제 2-1 설정시간
T3 : 제 3 설정시간
T3-1 : 제 3-1 설정시간
T3-2 : 제 3-2 설정시간
T4 : 제 4 설정시간
T5 : 제 5 설정시간
P1 : 제 1 설정전력 값
P1-1 : 제 1-1 설정전력 값
P2 : 제 2 설정전력 값
P2-2 : 제 2-2 설정전력 값
P3 : 제 3 설정전력 값
T1 : 제 1 설정시간
T1-1 : 제 1-1 설정시간
T2 : 제 2 설정시간
T2-1 : 제 2-1 설정시간
T3 : 제 3 설정시간
T3-1 : 제 3-1 설정시간
T3-2 : 제 3-2 설정시간
T4 : 제 4 설정시간
T5 : 제 5 설정시간
Claims (11)
- 용접재에 하나 이상의 전극을 통하여 제 1 설정시간 내에 제 1 설정전력 값 까지 전력을 인가하는 전력 인가 단계;
상기 제 1 설정전력 값으로부터 제 2 설정시간 내에 제 2 설정전력 값에 도달하도록 전력을 감소시키는 전력 감소 단계;
제 3 설정시간 내에 상기 제 2 설정전력 값에서 제 3 설정전력 값까지 전력을 재 인가하는 전력 재인가 단계;
제 3 설정전력 값을 유지하면서 제 4 설정시간까지 전력을 인가하는 제 1 전력 유지 단계; 및
상기 제 3 설정전력 값으로부터 점진적으로 전력을 감소시켜 제 5 설정시간에 전력 값이 오프되는 전력 오프 단계;
를 포함하는, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 재인가 단계에서,
상기 용접재에 재 인가되는 전력 값인 상기 제 3 설정전력 값은 상기 제 1 설정전력 값과 동일한 전력 값까지 증가할 수 있도록 전력을 증가하여 인가하는 것인, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 인가 단계 이후에,
상기 제 1 설정전력 값을 유지하면서 t 시간 동안 전력을 인가하는 제 2 전력 유지 단계;
를 더 포함하고,
상기 전력 감소 단계에서 상기 제 2 설정전력 값에 도달하는 시간은 상기 t 시간 늘어난 제 2-1 설정시간이고, 상기 전력 재인가 단계에서 상기 제 3 설정전력 값에 도달하는 시간은 상기 t 시간 늘어난 제 3-1 설정시간인, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 인가 단계의 상기 제 1 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 상기 전력 값을 재설정 하여 상기 제 1 설정전력 값 보다 낮은 제 1-1 설정전력 값으로 낮추어 인가하는 전력 인가 전력 재설정 단계;
를 더 포함하는 , 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 인가 단계의 상기 제 1 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 전력시간을 재설정 하여 상기 제 1 설정시간 보다 긴 제 1-1 설정시간으로 인가하는 전력 인가 전력시간 재설정 단계;
를 더 포함하는, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 재인가 단계의 상기 제 3 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 상기 전력 값을 재설정 하여 상기 제 3 설정전력 값 보다 낮은 제 3-1 설정전력 값으로 낮추어 인가하는 전력 재인가 전력 재설정 단계;
를 더 포함하는, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 재인가 단계의 상기 제 3 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 인가되는 전력시간을 재설정 하여 상기 제 3 설정시간 보다 긴 제 3-2 설정시간으로 인가하는 전력 재인가 전력시간 재설정 단계;
를 더 포함하는, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 재인가 단계의 상기 제 3 설정전력 값 도달 이전에 스패터가 발생 시, 상기 전력 감소 단계에서 감소하며 인가되는 상기 전력 값을 제 2 설정전력 값 보다 낮은 제 2-1 설정전력 값으로 낮추어 인가하는 전력 감소 전력 재설정 단계;
를 더 포함하는, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 설정전력 값 까지 전력을 인가하는 상기 제 1 설정시간은 50ms 내지 100ms 인, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전력 오프 단계는,
상기 제 3 설정전력 값으로부터 상기 제 4 설정전력 값까지 전력을 감소시키면서 인가하는 전력 재감소 단계;
상기 제 4 설정전력 값을 유지하면서 m 시간 동안 전력을 인가하는 저전압 용접 단계;
상기 제 4 설정전력 값으로부터 점진적으로 전력을 오프시켜 제 5 설정시간에 전력 값이 오프되는 전력 차단 단계;
를 포함하는, 용접 전력 제어 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 용접 전력 제어 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170155964A KR101922503B1 (ko) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | 용접 전력 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170155964A KR101922503B1 (ko) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | 용접 전력 제어 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101922503B1 true KR101922503B1 (ko) | 2018-11-28 |
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ID=64561280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170155964A KR101922503B1 (ko) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | 용접 전력 제어 방법 |
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| KR (1) | KR101922503B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230153550A (ko) | 2022-04-28 | 2023-11-07 | 테스원 주식회사 | 핫스탬핑강 저항 점 용접의 업슬로프 전류 제어에 의한 표면날림 억제 방법 |
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-
2017
- 2017-11-21 KR KR1020170155964A patent/KR101922503B1/ko active IP Right Grant
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