KR102224414B1 - 아크 용접 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

용접 와이어(1)의 정송과 역송을 주기적으로 반복하여 행하는 아크 용접의 안정성을 향상시킨다. 용접 와이어(1)의 송급 속도(Fw)의 정송과 역송을 소정의 주기(Tf) 및 소정의 진폭(Wf)으로 반복하여, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜서 용접을 행하는 아크 용접 제어 방법에 있어서, 평균 송급 속도(Far) 및 용접 속도(Wsr), 또는, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량(Md)에 기초하여, 송급 속도(Fw)의 주기(Tf) 및/또는 진폭(Wf)을 자동으로 설정한다. 또한, 진폭(Wf)이 변화한 경우에는, 송급 속도(Fw)의 평균값이 일정해지도록 정송측 시프트량(Sf)을 피드백 제어한다. 이에 의해, 송급 속도(Fw)의 주기(Tf) 및 진폭(Wf)이 항상 적정값으로 설정되므로, 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다.

Description

아크 용접 제어 방법{ARC WELDING CONTROL METHOD}
본 발명은 용접 와이어의 송급 속도의 정송과 역송을 소정의 주기 및 소정의 진폭으로 반복하여, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜서 용접을 행하는 아크 용접 제어 방법에 관한 것이다.
일반적인 소모 전극식 아크 용접에서는, 소모 전극인 용접 와이어를 일정 속도로 송급하고, 용접 와이어와 모재 사이에 아크를 발생시켜서 용접이 행하여진다. 소모 전극식 아크 용접에서는, 용접 와이어와 모재가 단락 기간과 아크 기간을 교대로 반복하는 용접 상태로 되는 경우가 많다.
용접 품질을 더욱 향상시키기 위해서, 용접 와이어의 정송과 역송을 주기적으로 반복하여 용접하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이하, 이 용접 방법에 대하여 설명한다.
도 4는, 송급 속도의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접 방법에 있어서의 파형도이다. 동 도면의 (A)는 송급 속도 Fw의 파형을 도시하고, 동 도면의 (B)는 용접 전류 Iw의 파형을 도시하고, 동 도면의 (C)는 용접 전압 Vw의 파형을 도시한다. 이하, 동 도면을 참조하여 설명한다.
동 도면의 (A)에 도시한 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 0보다도 상측이 정송 기간이 되고, 하측이 역송 기간이 된다. 정송이란 용접 와이어를 모재에 접근하는 방향으로 송급하는 것이며, 역송이란 모재로부터 이반하는 방향으로 송급하는 것이다. 송급 속도 Fw는, 정현파 형상으로 변화하고 있고, 정송측으로 시프트한 파형으로 되어 있다. 이 때문에, 송급 속도 Fw의 평균값은 양의 값이 되고, 용접 와이어는 평균적으로는 정송되고 있다.
동 도면의 (A)에 도시한 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 시각 t1 시점에서는 0이며, 시각 t1∼t2의 기간에는 정송 가속 기간이 되고, 시각 t2에서 정송의 최댓값이 되고, 시각 t2∼t3의 기간에는 정송 감속 기간이 되고, 시각 t3에서 0이 되고, 시각 t3∼t4의 기간에는 역송 가속 기간이 되고, 시각 t4에서 역송의 최댓값이 되고, 시각 t4∼t5의 기간에는 역송 감속 기간이 된다. 그리고, 시각 t5∼t6의 기간에는 다시 정송 가속 기간이 되고, 시각 t6∼t7의 기간에는 다시 정송 감속 기간이 된다. 따라서, 송급 속도 Fw는, 시각 t1∼t5의 주기 Tf(ms), 시각 t2의 정송 최댓값과 시각 t4의 역송 최댓값과의 차인 진폭 Wf(mm/min) 및 정송측 시프트량 Sf(mm/min)가 소정값으로 설정된 송급 속도 패턴으로 반복하게 된다.
용접 와이어와 모재의 단락은, 시각 t2의 정송 최댓값의 전후에서 발생하는 경우가 많다. 동 도면에서는, 정송 최댓값의 후의 정송 감속 기간 중의 시각 t21에서 발생한 경우이다. 시각 t21에 있어서 단락이 발생하면, 동 도면의 (C)에 도시한 바와 같이, 용접 전압 Vw는 수V의 단락 전압값으로 급감하고, 동 도면의 (B)에 도시한 바와 같이, 용접 전류 Iw는 점차 증가한다.
동 도면의 (A)에 도시한 바와 같이, 송급 속도 Fw는, 시각 t3부터는 역송 기간이 되므로, 용접 와이어는 역송된다. 이 역송에 의해 단락이 해제되어서, 시각 t31에 있어서 아크가 재발생한다. 아크의 재발생은, 시각 t4의 역송 최댓값의 전후에서 발생하는 경우가 많다. 동 도면에서는, 역송 피크값의 전의 역송 가속 기간 중의 시각 t31에서 발생한 경우이다. 따라서, 시각 t21∼t31의 기간이 단락 기간이 된다.
시각 t31에 있어서 아크가 재발생하면, 동 도면의 (C)에 도시한 바와 같이, 용접 전압 Vw는 수십V의 아크 전압값으로 급증한다. 동 도면의 (B)에 도시한 바와 같이, 용접 전류 Iw는, 단락 기간 중의 최댓값 상태로부터 변화를 개시한다.
시각 t31∼t5의 기간 중에는, 동 도면의 (A)에 도시한 바와 같이, 송급 속도 Fw는 역송 상태이므로, 용접 와이어는 인상되어서 아크 길이는 점차 길어진다. 아크 길이가 길어지면, 용접 전압 Vw는 커지고, 정전압 제어되어 있으므로 용접 전류 Iw는 작아진다. 따라서, 시각 t31∼t5의 아크 기간 역송 기간 Tar 중에는, 동 도면의 (C)에 도시한 바와 같이, 용접 전압 Vw는 점차 커지고, 동 도면의 (B)에 도시한 바와 같이, 용접 전류 Iw는 점차 작아진다.
그리고, 다음 단락이, 시각 t6∼t7의 정송 감속 기간 중의 시각 t61에 발생한다. 단, 시각 t61에 발생한 단락은, 시각 t21에 발생한 단락보다도 정송 최댓값으로부터의 시간(위상)이 늦어져 있다. 이와 같이 단락이 발생하는 타이밍은, 어느 정도의 변동을 갖고 있다. 시각 t31∼t61의 기간이 아크 기간이 된다. 시각 t5∼t61의 기간 중에는, 동 도면의 (A)에 도시한 바와 같이, 송급 속도 Fw는 정송 상태이므로, 용접 와이어는 정송되어서 아크 길이는 점차 짧아진다. 아크 길이가 짧아지면, 용접 전압 Vw는 작아지고, 정전압 제어되어 있으므로 용접 전류 Iw는 커진다. 따라서, 시각 t5∼t61의 아크 기간 정송 기간 Tas 중에는, 동 도면의 (C)에 도시한 바와 같이, 용접 전압 Vw는 점차 작아지고, 동 도면의 (B)에 도시한 바와 같이, 용접 전류 Iw는 점차 커진다.
상술한 바와 같이, 용접 와이어의 정송과 역송을 반복하는 용접 방법에서는, 정속 송급의 종래 기술에서는 불가능했던 단락과 아크의 반복의 주기를 원하는 값으로 설정할 수 있으므로, 스패터 발생량의 삭감, 비드 외관의 개선 등의 용접 품질의 향상을 도모할 수 있다.
특허문헌 1의 발명에서는, 용접 전류 설정값에 따른 송급 속도의 평균값으로 하고, 용접 와이어의 정송과 역송의 주파수 및 진폭을 용접 전류 설정값에 따른 값으로 한다. 이에 의해, 용접 전류 설정값이 변화해도 안정된 용접을 행할 수 있다.
일본 특허 제5201266호 공보
그러나, 용접 전류 설정값(송급 속도 평균값)이 동일해도, 용접 속도가 저속인 경우와 고속인 경우에 용접 와이어의 송급 속도 패턴이 동일한 채로는, 용접 상태가 불안정해진다. 마찬가지로, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 작은 경우와 큰 경우에 용접 와이어의 송급 속도 패턴이 동일한 채로는, 용접 상태가 불안정해진다.
따라서, 본 발명에서는, 용접 와이어의 정송과 역송을 반복하는 아크 용접에 있어서, 용접 속도 또는 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 변화해도 용접 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 아크 용접 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은
용접 와이어의 송급 속도의 정송과 역송을 소정의 주기 및 소정의 진폭으로 반복하여, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜서 용접을 행하는 아크 용접 제어 방법에 있어서,
용접 속도 또는 단위 용접 길이당의 와이어 용착량에 기초하여 상기 주기 및/또는 상기 진폭을 설정하는,
것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법이다.
본 발명은 상기 진폭이 변화해도 상기 송급 속도의 평균값이 일정해지도록 상기 송급 속도를 제어하는,
것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법이다.
본 발명에 따르면, 용접 속도 또는 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 변화해도, 송급 속도의 주기 및/또는 진폭이 적정값으로 변화하므로, 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다.
도 4는 종래 기술에 있어서, 송급 속도의 정송과 역송을 주기적으로 반복하는 용접 방법에 있어서의 파형도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
[실시 형태 1]
실시 형태 1의 발명은, 용접 속도에 기초하여 송급 속도의 주기 및/또는 진폭을 설정하는 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다. 이하, 동 도면을 참조하여 각 블록에 대하여 설명한다.
전원 주회로 PM은, 3상 200V 등의 상용 전원(도시는 생략)을 입력으로 하여, 후술하는 구동 신호 Dv에 따라서 인버터 제어 등에 의한 출력 제어를 행하여, 출력 전압 E를 출력한다. 이 전원 주회로 PM은, 도시는 생략하지만, 상용 전원을 정류하는 1차 정류기, 정류된 직류를 평활하게 하는 평활 콘덴서, 평활하게 된 직류를 고주파 교류로 변환하는 상기 구동 신호 Dv에 의해 구동되는 인버터 회로, 고주파 교류를 용접에 적합한 전압값으로 강압하는 고주파 변압기, 강압된 고주파 교류를 직류로 정류하는 2차 정류기를 구비하고 있다.
리액터 WL은, 상기 출력 전압 E를 평활하게 한다. 이 리액터 WL의 인덕턴스값은, 예를 들어 200μH이다.
송급 모터 WM은, 후술하는 송급 제어 신호 Fc를 입력으로 하여, 정송과 역송을 주기적으로 반복하여 용접 와이어(1)를 송급 속도 Fw로 송급한다. 송급 모터 WM에는, 과도 응답성이 빠른 모터가 사용된다. 용접 와이어(1)의 송급 속도 Fw의 변화율 및 송급 방향의 반전을 빠르게 하기 위해서, 송급 모터 WM은 용접 토치(4)의 선단 근처에 설치되는 경우가 있다. 또한, 송급 모터 WM을 2개 사용하고, 푸시풀 방식의 송급계로 하는 경우도 있다.
용접 와이어(1)는, 상기 송급 모터 WM에 결합된 송급 롤(5)의 회전에 의해 용접 토치(4) 내에 송급되어서, 모재(2) 간에 아크(3)가 발생한다. 용접 토치(4) 내의 급전 칩(도시는 생략)과 모재(2) 간에는 용접 전압 Vw가 인가되고, 용접 전류 Iw가 통전한다.
출력 전압 설정 회로 ER은, 미리 정한 출력 전압 설정 신호 Er을 출력한다. 출력 전압 검출 회로 ED는, 상기 출력 전압 E를 검출하여 평활하게 하고, 출력 전압 검출 신호 Ed를 출력한다.
전압 오차 증폭 회로 EA는, 상기 출력 전압 설정 신호 Er 및 상기 출력 전압 검출 신호 Ed를 입력으로 하여, 출력 전압 설정 신호 Er(+)와 출력 전압 검출 신호 Ed(-)의 오차를 증폭하고, 전압 오차 증폭 신호 Ea를 출력한다. 이 회로에 의해, 용접 전원은 정전압 제어된다.
구동 회로 DV는, 상기 전압 오차 증폭 신호 Ea를 입력으로 하여, 전압 오차 증폭 신호 Ea에 기초하여 PWM 변조 제어를 행하고, 상기 전원 주회로 PM 내의 인버터 회로를 구동하기 위한 구동 신호 Dv를 출력한다.
평균 송급 속도 설정 회로 FAR은, 미리 정한 평균 송급 속도 설정 신호 Far을 출력한다. 용접 속도 설정 회로 WSR은, 미리 정한 용접 속도 설정 신호 Wsr을 출력한다.
주기 설정 회로 TFR은, 상기 평균 송급 속도 설정 신호 Far 및 상기 용접 속도 설정 신호 Wsr을 입력으로 하여, 미리 정한 주기 설정 함수에 의해 주기를 산출하고, 주기 설정 신호 Tfr을 출력한다. 이 주기 설정 함수는, 미리 실험에 의해 산출해 둔다. 평균 송급 속도 설정 신호 Far이 커짐에 따라, 주기 설정 신호 Tfr은 커지는 비례의 관계에 있다. 한편, 용접 속도 설정 신호 Wsr이 커짐에 따라, 주기 설정 신호 Tfr은 작아지는 반비례의 관계에 있다.
진폭 설정 회로 WFR은, 상기 평균 송급 속도 설정 신호 Far 및 상기 용접 속도 설정 신호 Wsr을 입력으로 하여, 미리 정한 진폭 설정 함수에 의해 진폭을 산출하고, 진폭 설정 신호 Wfr을 출력한다. 이 진폭 설정 함수는, 미리 실험에 의해 산출해 둔다. 평균 송급 속도 설정 신호 Far이 커짐에 따라, 진폭 설정 신호 Wfr은 커지는 비례의 관계에 있다. 한편, 용접 속도 설정 신호 Wsr이 커짐에 따라, 진폭 설정 신호 Wfr은 작아지는 반비례의 관계에 있다.
정송측 시프트량 설정 회로 SFR은, 미리 정한 정송측 시프트량 설정 신호 Sfr을 출력한다.
송급 속도 설정 회로 FR은, 상기 주기 설정 신호 Tfr, 상기 진폭 설정 신호 Wfr 및 상기 정송측 시프트량 설정 신호 Sfr을 입력으로 하여, 주기 설정 신호 Tfr에 의해 정해지는 주기 및 진폭 설정 신호 Wfr에 의해 정해지는 진폭으로부터 형성되는 정현파를, 정송측 시프트량 설정 신호 Sfr에 의해 정해지는 정송측 시프트량만큼 시프트한 송급 속도 패턴을 송급 속도 설정 신호 Fr로서 출력한다. 이 송급 속도 설정 신호 Fr이 0 이상일 때에는 정송 기간이 되고, 0 미만인 때에는 역송 기간이 된다.
송급 제어 회로 FC는, 이 송급 속도 설정 신호 Fr을 입력으로 하여, 송급 속도 설정 신호 Fr의 값에 상당하는 송급 속도 Fw로 용접 와이어(1)를 송급하기 위한 송급 제어 신호 Fc를 상기 송급 모터 WM에 출력한다.
도 1에 있어서의 송급 속도 Fw, 용접 전류 Iw 및 용접 전압 Vw의 파형도는, 상술한 도 4와 동일하므로, 설명은 반복하지 않는다. 도 1에 있어서, 용접 속도 설정 회로 WSR로부터 출력되는 용접 속도 설정 신호 Wsr이 변화하면, 주기 설정 회로 TFR에 의해 주기 설정 신호 Tfr이 적정값으로 설정되고, 진폭 설정 회로 WFR에 의해 진폭 설정 신호 Wfr이 적정값으로 설정된다. 이 결과, 도 4의 (A)에 있어서, 용접 속도가 변화하면, 주기 Tf 및 진폭 Wf가 적정값으로 자동으로 변화한다. 이 때문에, 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다. 도 1에 있어서는, 용접 속도 설정 신호 Wsr에 기초하여 주기 설정 신호 Tfr 및 진폭 설정 신호 Wfr이 모두 변화하는 경우를 예시했지만, 어느 한쪽만 변화하도록 해도 된다. 또한, 송급 속도 패턴이 정현파일 경우를 설명했지만, 삼각파, 사다리꼴파 등이어도 된다.
상술한 실시 형태 1에 의하면, 용접 속도에 기초하여 송급 속도의 주기 및/또는 진폭을 설정한다. 이에 의해, 용접 속도가 변화해도, 송급 속도의 주기 및/또는 진폭이 적정값으로 변화하므로, 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다.
[실시 형태 2]
실시 형태 2의 발명은, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량에 기초하여 송급 속도의 주기 및/또는 진폭을 설정하는 것이다.
단위 용접 길이당의 와이어 용착량 Md(㎣/mm)는 용접 와이어의 반경을 d (mm), 평균 송급 속도 설정 신호 Far(mm/min) 및 용접 속도 설정 신호 Wsr(mm/min)을 입력으로 하여 하기 식에 의해 산출할 수 있다.
Figure 112016065297314-pct00001
도 2는, 본 발명의 실시 형태 2에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다. 동 도면은 상술한 도 1과 대응하고 있고, 동일한 블록에는 동일 부호를 붙여서 그들의 설명은 반복하지 않는다. 동 도면은, 도 1에 용접 와이어 반경 설정 회로 DR 및 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 산출 회로 MD를 추가하고, 도 1의 주기 설정 회로 TFR을 제2 주기 설정 회로 TFR2로 치환하고, 도 1의 진폭 설정 회로 WFR을 제2 진폭 설정 회로 WFR2로 치환한 것이다. 이하, 동 도면을 참조하여 이들 블록에 대하여 설명한다.
용접 와이어 반경 설정 회로 DR은, 사용하는 용접 와이어의 반경을 설정하고, 용접 와이어 반경 설정 신호 dr을 출력한다.
단위 용접 길이당의 와이어 용착량 산출 회로 MD는, 상기 용접 와이어 반경 설정 신호 dr, 평균 송급 속도 설정 신호 Far 및 용접 속도 설정 신호 Wsr을 입력으로 하여, 상술한 수학식 1에 의해 단위 용접 길이당의 와이어 용착량을 산출하고, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md를 출력한다.
제2 주기 설정 회로 TFR2는, 상기 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md를 입력으로 하여, 미리 정한 제2 주기 설정 함수에 의해 주기를 산출하고, 주기 설정 신호 Tfr을 출력한다. 이 제2 주기 설정 함수는, 미리 실험에 의해 산출해 둔다. 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md가 커짐에 따라, 주기 설정 신호 Tfr은 커지는 비례의 관계에 있다.
제2 진폭 설정 회로 WFR2는, 상기 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md를 입력으로 하여, 미리 정한 제2 진폭 설정 함수에 의해 진폭을 산출하고, 진폭 설정 신호 Wfr을 출력한다. 이 제2 진폭 설정 함수는, 미리 실험에 의해 산출해 둔다. 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md가 커짐에 따라, 진폭 설정 신호 Wfr은 커지는 비례의 관계에 있다.
도 2에 있어서의 송급 속도 Fw, 용접 전류 Iw 및 용접 전압 Vw의 파형도는, 상술한 도 4와 동일하므로, 설명은 반복하지 않는다. 도 2에 있어서, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 산출 회로 MD로부터 출력되는 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md가 변화하면, 제2 주기 설정 회로 TFR2에 의해 주기 설정 신호 Tfr이 적정값으로 설정되고, 제2 진폭 설정 회로 WFR2에 의해 진폭 설정 신호 Wfr이 적정값으로 설정된다. 이 결과, 도 4의 (A)에 있어서, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 변화하면, 주기 Tf 및 진폭 Wf가 적정값으로 자동으로 변화한다. 이 때문에, 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다. 도 2에 있어서는, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md에 기초하여 주기 설정 신호 Tfr 및 진폭 설정 신호 Wfr이 모두 변화하는 경우를 예시했지만, 어느 한쪽만 변화하도록 해도 된다. 또한, 송급 속도 패턴이 정현파일 경우를 설명했지만, 삼각파, 사다리꼴파 등이어도 된다.
상술한 실시 형태 2에 의하면, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량에 기초하여 송급 속도의 주기 및/또는 진폭을 설정한다. 이에 의해, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 변화해도, 송급 속도의 주기 및/또는 진폭이 적정값으로 변화하므로, 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다.
[실시 형태 3]
실시 형태 3의 발명은, 실시 형태 1 또는 2에 있어서, 진폭(진폭 설정 신호 Wfr)이 변화해도, 송급 속도의 평균값이 일정해지도록 송급 속도를 제어하는 것이다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태 3에 관한 아크 용접 제어 방법을 실시하기 위한 용접 전원의 블록도이다. 동 도면은 상술한 도 1과 대응하고 있고, 동일한 블록에는 동일 부호를 붙여서 그들의 설명은 반복하지 않는다. 동 도면은, 도 1에 평균 송급 속도 산출 회로 FAD 및 송급 오차 증폭 회로 EF를 추가하고, 도 1의 정송측 시프트량 설정 회로 SFR을 제2 정송측 시프트량 설정 회로 SFR2로 치환한 것이다. 이하, 동 도면을 참조하여 이들 블록에 대하여 설명한다.
평균 송급 속도 산출 회로 FAD는, 송급 속도 설정 신호 Fr을 입력으로 하여, 1주기당의 평균 송급 속도를 산출하고, 평균 송급 속도 산출 신호 Fad를 출력한다.
송급 오차 증폭 회로 EF는, 평균 송급 속도 설정 신호 Far 및 이 평균 송급 속도 산출 신호 Fad를 입력으로 하여, 평균 송급 속도 설정 신호 Far(+)와 평균 송급 속도 산출 신호 Fad(-)의 오차를 증폭하고, 송급 오차 증폭 신호 Ef를 출력한다.
제2 정송측 시프트량 설정 회로 SFR2는, 이 송급 오차 증폭 신호 Ef를 입력으로 하여, 송급 오차 증폭 신호 Ef를 적분하고, 정송측 시프트량 설정 신호 Sfr을 출력한다. 이 회로에 의해, 평균 송급 속도 산출 신호 Fad의 값이 평균 송급 속도 설정 신호 Far의 값과 동등해지도록, 정송측 시프트량 설정 신호 Sfr의 값이 피드백 제어된다.
도 3에 있어서, 용접 속도 설정 회로 WSR로부터 출력되는 용접 속도 설정 신호 Wsr이 변화하면, 주기 설정 회로 TFR에 의해 주기 설정 신호 Tfr이 적정값으로 설정되고, 진폭 설정 회로 WFR에 의해 진폭 설정 신호 Wfr이 적정값으로 설정된다. 그리고, 진폭 설정 신호 Wfr이 변화하면, 제2 정송측 시프트량 설정 회로 SFR2에 의해 평균 송급 속도 산출 신호 Fad가 평균 송급 속도 설정 신호 Far과 동등해지도록 정송측 시프트량 설정 신호 Sfr이 피드백 제어된다. 이 결과, 도 4의 (A)에 있어서, 용접 속도가 변화하면, 주기 Tf 및 진폭 Wf가 적정값으로 자동으로 변화하고, 송급 속도 Fw의 평균값이 일정해지도록 정송측 시프트량 Sf가 자동으로 변화한다. 송급 속도의 평균값이 일정해지기 때문에, 더욱 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다.
도 3에서는, 실시 형태 1을 기초로 하여 정송측 시프트량 자동 수정 기능을 추가한 경우인데, 실시 형태 2를 기초로 하여 추가하는 경우도 마찬가지이므로, 도면 및 그 설명은 생략한다. 이 경우에는, 도 2의 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 산출 회로 MD로부터 출력되는 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 신호 Md가 변화하면, 제2 주기 설정 회로 TFR2에 의해 주기 설정 신호 Tfr이 적정값으로 설정되고, 제2 진폭 설정 회로 WFR2에 의해 진폭 설정 신호 Wfr이 적정값으로 설정된다. 그리고, 진폭 설정 신호 Wfr이 변화하면, 추가되는 제2 정송측 시프트량 설정 회로 SFR2에 의해 평균 송급 속도 산출 신호 Fad가 평균 송급 속도 설정 신호 Far과 동등해지도록 정송측 시프트량 설정 신호 Sfr이 피드백 제어된다. 이 결과, 도 4의 (A)에 있어서, 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 변화하면, 주기 Tf 및 진폭 Wf가 적정값으로 자동으로 변화하고, 송급 속도 Fw의 평균값이 일정해지도록 정송측 시프트량 Sf가 자동으로 변화한다. 송급 속도의 평균값이 일정해지기 때문에, 더욱 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다.
상술한 실시 형태 3에 의하면, 진폭이 변화해도, 송급 속도의 평균값이 일정해지도록 송급 속도를 제어한다. 이에 의해, 실시 형태 1 및 2의 효과 외에, 용접 속도 또는 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 변화하여 송급 속도의 진폭이 변화해도, 송급 속도의 평균값은 일정해지므로, 더욱 안정된 용접 상태를 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 용접 와이어의 정송과 역송을 반복하는 아크 용접에 있어서, 용접 속도 또는 단위 용접 길이당의 와이어 용착량이 변화해도 용접 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 아크 용접 제어 방법을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을 특정한 실시 형태에 의해 설명했지만, 본 발명은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니라, 개시된 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
본 출원은, 2014년 3월 17일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2014-053152)에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 도입된다.
1: 용접 와이어
2: 모재
3: 아크
4: 용접 토치
5: 송급 롤
DR: 용접 와이어 반경 설정 회로
dr: 용접 와이어 반경 설정 신호
DV: 구동 회로
Dv: 구동 신호
E: 출력 전압
EA: 전압 오차 증폭 회로
Ea: 전압 오차 증폭 신호
ED: 출력 전압 검출 회로
Ed: 출력 전압 검출 신호
EF: 송급 오차 증폭 회로
Ef: 송급 오차 증폭 신호
ER: 출력 전압 설정 회로
Er: 출력 전압 설정 신호
FAD: 평균 송급 속도 산출 회로
Fad: 평균 송급 속도 산출 신호
FAR: 평균 송급 속도 설정 회로
Far: 평균 송급 속도 설정 신호
FC: 송급 제어 회로
Fc: 송급 제어 신호
FR: 송급 속도 설정 회로
Fr: 송급 속도 설정 신호
Fw: 송급 속도
Iw: 용접 전류
MD: 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 산출 회로
Md: 단위 용접 길이당의 와이어 용착량 (신호)
PM: 전원 주회로
Sf: 정송측 시프트량
SFR: 정송측 시프트량 설정 회로
Sfr: 정송측 시프트량 설정 신호
SFR2: 제2 정송측 시프트량 설정 회로
Tar: 아크 기간 역송 기간
Tas: 아크 기간 정송 기간
Tf: 주기
TFR: 주기 설정 회로
Tfr: 주기 설정 신호
TFR2: 제2 주기 설정 회로
Vw: 용접 전압
Wf: 진폭
WFR: 진폭 설정 회로
Wfr: 진폭 설정 신호
WFR2: 제2 진폭 설정 회로
WL: 리액터
WM: 송급 모터
WSR: 용접 속도 설정 회로
Wsr: 용접 속도 설정 신호

Claims (2)

  1. 용접 와이어의 송급 속도의 정송과 역송을 소정의 주기 및 소정의 진폭으로 반복하여, 단락 기간과 아크 기간을 발생시켜서 용접을 행하는 아크 용접 제어 방법에 있어서,
    평균 송급 속도 설정값 및 용접 속도에 기초하여 상기 주기 및 상기 진폭 중 적어도 하나를 설정하는,
    것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송급 속도의 평균값을 검출하고, 상기 진폭이 변화해도 상기 송급 속도의 평균값이 상기 평균 송급 속도 설정값과 동등해지도록 상기 송급 속도를 피드백 제어하는,
    것을 특징으로 하는 아크 용접 제어 방법.
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