KR102617165B1 - 이중 와이어 용접 또는 첨가물 제조 시스템 - Google Patents

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토드 이 쿠켄
스티븐 알 피터스
매튜 에이 위크스
브루스 제이 찬트리
브래드포드 더블유 페토트
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Abstract

용접 또는 첨가물 제조 와이어 구동 시스템은 제1 구동 롤 및 제2 구동 롤을 포함한다. 구동 롤들의 하나 또는 둘 다는 원주 그루브에서 구동 롤들 사이에 위치되는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극 둘 다를 동시에 구동하기 위한 원주 그루브를 갖는다. 센서 디바이스는 와이어 전극들의 하나 또는 둘 다의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호 또는 데이터를 생성한다. 제1 와이어 전극은 원주 그루브 내에서 제2 와이어 전극과 접촉한다. 제1 와이어 전극은 원주 그루브의 제1 측벽부와 추가로 접촉한다. 제2 와이어 전극은 원주 그루브의 제2 측벽부와 추가로 접촉한다. 와이어 전극들 둘 다는 원주 그루브의 기저부로부터 오프셋되며, 상기 기저부는 원주 그루브의 제1 측벽부와 제2 측벽부 사이에서 연장된다.

Description

이중 와이어 용접 또는 첨가물 제조 시스템{DUAL WIRE WELDING OR ADDITIVE MANUFACTURING SYSTEM}
본 발명과 일치하는 디바이스, 시스템 및 방법은 이중 와이어 구성으로의 재료 증착에 관한 것이다.
용접할 때, 용접 동안의 용접 비드의 폭을 증가시키거나 용접 퍼들의 길이를 증가시키는 것이 흔히 바람직하다. 용접 산업에서 널리 알려져 있는 이러한 바람에 대한 많은 상이한 이유가 있을 수 있다. 예를 들어, 다공성을 감소시키기 위해 더 오랜 기간 동안 용융되는 용접점 및 충전제 금속들을 유지하도록 용접 퍼들을 신장시키는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 용접 퍼들이 더 오랜 기간 동안 용융되면, 비드가 굳어지기 전에, 유해한 가스들이 용접 비드를 빠져 나오는 더 많은 시간이 있다. 게다가, 더 넓은 용접 갭을 커버하거나 와이어 증착 속도를 증가시키기 위해 용접 비드의 폭을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 둘 다의 경우에, 증가된 전극 직경을 사용하는 것이 통상적이다. 증가된 직경은 둘 다는 아니지만, 용접 퍼들의 폭 또는 길이를 증가시키는 것만이 원해질 수 있더라도 신장되고 넓어진 용접 퍼들 둘 다를 야기할 것이다. 그러나, 이는 이의 단점들이 없지는 않다. 상세하게는, 더 큰 전극이 채용되므로, 적절한 용접을 용이하게 하기 위해 더 많은 에너지가 용접 아크에서 필요하다. 이러한 에너지의 증가는 용접점으로의 입열의 증가를 야기하고 사용되는 전극의 더 큰 직경 때문에, 용접 작동에서 더 많은 에너지의 사용을 야기할 것이다. 게다가, 이는 특정 기계 응용에 이상적이지 않은 용접 비드 윤곽 또는 단면을 생성할 수 있다. 전극의 직경을 증가시키는 것보다는 오히려, 2개의 더 작은 전극을 동시에 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
이하의 요약은 본원에 논의되는 디바이스들, 시스템들 및/또는 방법들의 일부 양태의 기본 이해를 제공하기 위한 단순화된 요약을 제공한다. 본 요약은 본원에 논의되는 디바이스들, 시스템들 및/또는 방법들의 광범위한 개요가 아니다. 본 요약은 중대한 요소들을 식별하거나 그러한 디바이스들, 시스템들 및/또는 방법들의 범위를 기술하는 것으로 의도되지 않는다. 본 요약의 유일한 목적은 이후에 제공되는 보다 상세한 설명에 대한 서문으로서 단순화된 형태로 일부 개념을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 용접 또는 첨가물 제조 와이어 구동 시스템이 제공된다. 시스템은 제1 구동 롤 및 제2 구동 롤을 포함한다. 제1 구동 롤 및 제2 구동 롤의 하나 또는 둘 다는 원주 그루브에서 제1 구동 롤과 제2 구동 롤 사이에 위치되는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극 둘 다를 동시에 구동하기 위한 원주 그루브를 갖는다. 센서 디바이스는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극의 하나 또는 둘 다의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호 또는 데이터를 생성한다. 제1 와이어 전극은 원주 그루브 내에서 제2 와이어 전극과 접촉한다. 제1 와이어 전극은 원주 그루브의 제1 측벽부와 추가로 접촉한다. 제2 와이어 전극은 원주 그루브의 제2 측벽부와 추가로 접촉한다. 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극 둘 다는 원주 그루브의 기저부로부터 오프셋되며, 상기 기저부는 원주 그루브의 제1 측벽부와 제2 측벽부 사이에서 연장된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 용접 또는 첨가물 제조 시스템이 제공된다. 시스템은 제1 와이어 전극을 저장하는 제1 와이어 전극 소스 및 제2 와이어 전극을 저장하는 제2 와이어 전극 소스를 포함한다. 용접 토치는 제1 와이어 전극에 대한 제1 퇴거 개구부 및 제2 와이어 전극에 대한 제2 퇴거 개구부를 갖는 접촉 팁 어셈블리를 포함한다. 시스템은 적어도 하나의 전원 공급기 및 전원 공급기의 작동을 제어하는 제어기를 포함한다. 전원 공급기는 접촉 팁 어셈블리로 전류 파형을 제공한다. 센서 디바이스는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극의 하나 또는 둘 다의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호 또는 데이터를 생성한다. 접촉 팁 어셈블리의 제1 및 제2 퇴거 개구부들은 거리(S)가 제1 와이어 전극과 제2 와이어 전극 사이에 제공되도록 서로로부터 분리된다 접촉 팁 어셈블리는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극 둘 다로 전류 파형을 전달하도록 구성된다. 거리(S)는 전류 파형에 의한 제1 와이어 전극과 제2 와이어 전극 사이의 가교 액적의 형성을 용이하게 하도록 구성되며, 상기 가교 액적은 증착 작동 동안 용융된 퍼들과 접촉하기 이전에 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극을 결합시킨다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 용접 또는 첨가물 제조 시스템이 제공된다. 시스템은 제1 구동 롤, 제2 구동 롤, 및 제2 구동 롤 쪽으로 제1 구동 롤을 편향시키는 편향 부재를 포함하는 와이어 공급기를 포함한다. 제1 구동 롤 및 제2 구동 롤의 하나 또는 둘 다는 원주 그루브에서 제1 구동 롤과 제2 구동 롤 사이에 위치되는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극 둘 다를 동시에 구동하기 위한 원주 그루브를 갖는다. 용접 토치는 제1 와이어 전극에 대한 제1 퇴거 개구부 및 제2 와이어 전극에 대한 제2 퇴거 개구부를 갖는 접촉 팁을 포함한다. 제1 및 제2 퇴거 개구부들은 거리(S)가 제1 와이어 전극과 제2 와이어 전극 사이에 제공되도록 서로로부터 분리되고, 거리(S)는 증착 작동 동안 제1 와이어 전극과 제2 와이어 전극 사이의 가교 액적의 형성을 용이하게 하도록 구성되며, 상기 가교 액적은 증착 작동 동안 용융된 퍼들과 접촉하기 이전에 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극을 결합시킨다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 양태들이 첨부 도면들을 참조하여 이하의 설명을 읽을 시에 본 발명이 관련되는 당업자에게 명백해질 것이다:
도 1a는 예시적 용접 시스템의 개략도이다.
도 1b는 예시적 용접 시스템의 개략도이다.
도 2는 예시적 용접 시스템의 사시도이다.
도 3은 예시적 와이어 공급기의 측면도이다.
도 4는 예시적 구동 롤을 도시한다.
도 5는 예시적 구동 롤의 사시도이다.
도 6은 이중 와이어들을 공급하는 구동 롤들의 단면도를 도시한다.
도 7은 이중 와이어들을 공급하는 구동 롤들의 단면도를 도시한다.
도 8은 이중 와이어들을 공급하는 구동 롤들의 단면도를 도시한다.
도 9는 이중 와이어들을 공급하는 구동 롤들의 단면도를 도시한다.
도 10은 이중 와이어들을 공급하는 구동 롤들의 단면도를 도시한다.
도 11은 이중 와이어들을 공급하는 구동 롤들의 단면도를 도시한다.
도 12는 이중 와이어들을 공급하는 구동 롤들의 단면도를 도시한다.
도 13은 예시적 접촉 팁 어셈블리를 도시한다.
도 14a는 예시적 증착 작동의 일부를 도시한다.
도 14b는 예시적 증착 작동의 일부를 도시한다.
도 14c는 예시적 증착 작동의 일부를 도시한다.
도 15a는 예시적 전류 및 자계 상호 작용을 도시한다.
도 15b는 예시적 전류 및 자계 상호 작용을 도시한다.
도 16a는 용접 비드를 도시한다.
도 16b는 용접 비드를 도시한다.
도 17은 흐름도이다.
도 18은 예시적 용접 전류 파형을 도시한다.
도 19는 예시적 용접 전류 파형을 도시한다.
도 20은 예시적 용접 전류 파형을 도시한다.
본 발명의 예시적인 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 이제 후술할 것이다. 설명하는 예시적인 실시예들은 본 발명의 이해를 돕는 것으로 의도되고, 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 유사 참조 번호들은 전체에 걸쳐 유사 요소들을 지칭한다.
본원에 사용되는 바에 따라, “적어도 하나의(at least one)”, “하나 이상의(one or more)”, 그리고 “및/또는(and/or)”은 사용 중인 접속적이고 이접적인 둘 다인 제한을 두지 않은 표현들이다. 예를 들어, “A, B 및 C 중 적어도 하나(at least one of A, B and C)”, “A, B 또는 C 중 적어도 하나(at least one of A, B, or C)”, “A, B 및 C 중 하나 이상(one or more of A, B, and C)”, “A, B 또는 C 중 하나 이상(one or more of A, B, or C)” 그리고 “A, B 및/또는 C(A, B, and/or C)”란 표현들 각각은 단독으로 A, 단독으로 B, 단독으로 C, 함께 A 및 B, 함께 A 및 C, 함께 B 및 C, 또는 함께 A, B 및 C를 의미한다. 실시예들의 설명에서이든, 청구항들에서이든, 아니면 도면들에서이든 2개 이상의 대안적인 용어를 제공하는 임의의 이접적인 단어 또는 어구는 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 하나, 또는 용어들 둘 다를 포함하는 가능성들을 고려하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, “A 또는 B(A or B)”란 어구는 “A” 또는 “B” 또는 “A 및 B(A and B)”의 가능성들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들을 용접 시스템의 맥락에서 본원에 설명한다. 예시적 용접 시스템들은 가스 금속 아크 용접(GMAW) 시스템, 서브머지드 아크 용접(SAW) 시스템, 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW) 시스템, 금속 코어드 아크 용접(MCAW) 시스템 등을 포함한다. 게다가, 본원에 설명하는 전극들이 고체 전극들일 수 있지만, 본 발명의 실시예들은 고체 전극들의 사용에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 플럭스 코어드 전극들 및 금속 코어드 전극들이 사용될 수도 있다. 게다가, 본 발명의 실시예들은 수동, 반자동 및 로봇식 용접 작동들에 사용될 수도 있다. 그러한 시스템들이 널리 알려져 있으므로, 그러한 시스템들을 본원에 상세히 설명하지 않을 것이다. 용접 작동들에 더하여, 본 발명의 실시예들은 첨가물 제조 과정들 및 구동되는 와이어 전극들을 수반하는 다른 용접 타입 과정들(예를 들어, 표면 경화)에 사용될 수 있다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1a는 용접 시스템(100)의 예시적인 실시예를 도시한다. 용접 시스템(100)은 용접 토치(111) 및 와이어 공급기(105) 둘 다에 결합되는 전원 공급기(109)를 포함한다. 전원 공급기(109)는 용접 전류 및 용접 파형들, 예를 들어 펄스 스프레이, STT 및/또는 단락 아크 타입 용접 파형들을 전달할 수 있는 임의의 알려진 타입의 용접 전원 공급기일 수 있다. 그러한 전원 공급기들의 구성, 설계 및 작동이 널리 알려져 있으므로, 그러한 전원 공급기들을 본원에 상세히 설명할 필요가 없다. 용접 전력이 하나보다 더 많은 전원 공급기에 의해 동시에 공급될 수 있으며, 게다가, 그러한 시스템들의 작동이 알려져 있다는 점이 또한 주목된다. 전원 공급기(109)는 용접 작동에 대한 제어 또는 용접 파라미터들을 사용자가 입력하는 것을 가능하게 하도록 사용자 인터페이스(122)에 결합되는 제어기(120)를 포함할 수도 있다. 제어기(120)는 용접 과정의 작동 및 용접 파형들의 생성을 제어하는 데 사용되도록 프로세서, CPU, 메모리 등을 가질 수 있다. 토치(111)는 알려져 있는 수동, 반자동 또는 로봇식 용접 토치들과 유사하게 구성될 수 있고 직선 또는 구스넥 타입일 수 있다. 와이어 공급기(105)는 릴, 스풀, 컨테이너 등과 같은 임의의 알려진 타입일 수 있는 전극 소스들(101 및 103)로부터 와이어 전극들(E1 및 E2)을 각각 인출한다. 와이어 공급기(105)는 전극들 또는 용접 와이어들(E1 및 E2)을 인출하고 전극들을 토치(111)로 밀어 내거나 끌어 당기도록 구동 롤들(107)을 채용한다. 구동 롤들(107)의 상세들이 이하에 추가로 논의된다. 구동 롤들(107) 및 와이어 공급기(105)는 이중 전극 용접 작동을 위해 구성된다. 즉, 구동 롤들(107) 및 와이어 공급기(105)는 아크를 생성하고 워크피스(W)를 용접하기 위해 전극들(E1 및 E2) 둘 다를 토치(111)로 동시에 공급한다. 도시된 바와 같이, 와이어 공급기(105)는 용접 작동들의 알려진 구성들과 일치하는 전원 공급기(109)에 작동적 연결된다. 전원 공급기(109)와 같이, 와이어 공급기(105)는 와이어 공급기에 속하는 것으로 생각되는 다양한 작동을 수행하도록 제어기를 포함할 수도 있다.
구동 롤들(107)에 의해 구동되면, 전극들(E1 및 E2)이 라이너(113)에 통과되어 토치(111)로 전극들(E1 및 E2)을 전달할 수 있다. 라이너(113)는 토치(111)로 전극들(E1 및 E2)의 통과를 가능하게 하도록 적절하게 크기 조정된다. 예를 들어 2개의 0.030 인치 직경 전극의 경우, (단일 0.0625 인치 직경 전극에 전형적으로 사용되는) 표준 0.0625 인치 직경 라이너(113)가 어떤 변경도 없이 사용될 수 있다.
특정 실시예들에서, 와이어 전극들(E1, E2)은 상이한 직경들을 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 제1의, 더 큰 직경의 전극 및 제2의, 더 작은 직경의 전극을 사용할 수 있다. 그러한 일 실시예에서, 상이한 두께들의 2개의 워크피스를 보다 편리하게 용접하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 더 큰 전극은 더 큰 워크피스로 배향될 수 있는 반면에, 더 작은 전극은 더 작은 워크피스로 배향될 수 있다. 게다가, 본 발명의 실시예들은 GMAW, SAW, FCAW 및 MCAW를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 많은 상이한 타입의 용접 작동들에 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명의 실시예들은 상이한 전극 타입들과 함께 활용될 수 있다. 예를 들어, 코어드 전극(예를 들어, 플럭스 코어드 또는 금속 코어드)이 비코어드 또는 고체 전극과 결합될 수 있다는 점이 고려된다. 게다가, 상이한 조성들의 전극들이 최종 용접 비드의 원하는 용접 특성들 및 조성을 달성하는 데 사용될 수 있다. 2가지의 상이하지만, 양립될 수 있는 소모품이 원하는 용접 조인트를 생성하도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 상이한 조성의 표면 경화 와이어, 스테인리스 와이어, 니켈 합금 및 스틸 와이어와 같은 양립될 수 있는 소모품들이 결합될 수 있다. 하나의 특정 예로서, 연강 와이어가 309 스테인리스 스틸 조성을 만들도록 과합금화된 와이어와 결합될 수 있다. 이는 원하는 타입의 단일 소모품이 바람직한 용접 특성들을 갖지 않을 때, 유리할 수 있다. 예를 들어, 전문화된 용접을 위한 일부 소모품은 원하는 용접 화학적 성질을 제공하지만 사용하기에 극도로 어렵고 만족스러운 용접점을 제공하는 데 어려움을 갖는다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 원하는 용접 화학적 성질을 생성하도록 결합될 함께 용접하기에 더 용이한 2가지의 소모품의 사용을 가능하게 한다. 본 발명의 실시예들은 달리 구매 가능하지 않거나, 제조하기에 매우 고가인 합금/증착물 화학적 성질을 생성하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 2가지의 상이한 소모품이 고가이거나 이용 가능하지 않은 소모품에 대한 필요를 배제하는 데 사용될 수 있다. 게다가, 실시예들은 희석된 합금을 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 용접 와이어는 통상의, 저렴한 합금일 수 있고 제2 용접 와이어는 특가품 와이어일 수 있다. 결과로서 생기는 증착물은 2개의 와이어 대 고가의 특가품 와이어의 더 낮은 평균 비용으로 용융된 액적의 형성에서 양호하게 혼합되는 2개의 와이어의 평균치일 것이다. 게다가 일부 응용에서, 원하는 증착물이 적절한 소모품 화학적 성질의 결함으로 인해 이용 가능하지 않을 수 있지만, 2개의 표준 합금 와이어를 혼합하고, 용융된 액적 내에 혼합되고 단일 액적으로서 증착됨으로써 달성될 수 있다. 게다가 내마모성 금속들의 적용과 같은 일부 응용에서, 원하는 증착물은 하나의 와이어로부터의 텅스텐 카바이드 입자들 및 다른 와이어로부터의 크롬 카바이드 입자들의 조합일 수 있다. 게다가 다른 응용에서, 내부에서 더 큰 입자들을 하우징(housing)하는 더 큰 와이어가 더 소수의 입자들 또는 더 작은 입자들을 포함하는 더 작은 와이어와 혼합되어, 2개의 와이어의 혼합물을 증착시킨다. 여기서, 와이어들 각각으로부터의 예상된 기여는 와이어의 크기에 비례한다. 게다가, 2개의 와이어 전극을 동시에 활용하는 예시적인 실시예들이 본원에 논의되지만, 본 발명의 다른 실시예들은 2개 초과의 전극을 활용할 수 있다. 예를 들어, 3개 이상의 전극 구성이 본원에 제시되는 설명들 및 논의들과 일치하여 활용될 수 있다는 점이 고려된다.
도 1b는 도 1a와 유사하다. 그러나 도 1b에서, 전극 소스들(102, 104)은 스풀들보다는 오히려 드럼들에 포함된다. 와이어 전극들(E1, E2)은 스풀, 드럼, 박스, 릴 등과 같은 임의의 통상적 패키징 시스템으로부터 공급될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 와이어 전극들(E1, E2)의 각각의 패키지에서 남은 와이어 전극들(E1, E2)의 양을 추적하고/하거나, 패키지들로부터 소모되는 와이어 전극들의 양을 추적하고/하거나, 전극들 중 하나가 전부 소모되려 할 때(예를 들어, 임박한 와이어 소진 조건을 나타냄)를 결정하기 위한 센서 디바이스들 또는 센서들을 포함할 수 있다. 전극들(E1, E2) 중 하나가 증착 과정 동안 전부 소모될 것이라는(예를 들어, 전극들(E1, E2) 중 하나의 패키징 시스템이 와이어가 비워짐) 것은 바람직하지 않으며, 이는 증착의 일부가 단일 와이어 전극만을 사용하여 일어나는 것을 야기하고 가능하게는 와이어 공급 문제들(예를 들어, “버드 네스팅(bird-nesting)”)을 야기할 수 있다. 소스들에서 소모되거나 남은 와이어의 양을 추적하거나, 전극이 전부 소모되려 할 때, 신호를 보냄으로써, 조작자는 와이어 전극 소스들이 소진되기 전에, 와이어 전극 소스들의 하나 또는 둘 다를 교체할 필요가 통지될 수 있다.
센서들은 현재의 중량, 컨테이너 내의 높이, 장소 또는 위치, 와이어 공급 속도 등과 같은 와이어 전극들의 특성을 모니터링하거나 결정한다. 와이어의 하나 이상의 모니터링된 특성으로부터, 와이어의 소모되거나 남은 양이 결정될 수 있다. 특정 실시예에서, 모니터링된 특성들은 와이어 공급기(105) 및/또는 전원 공급기(109)에 의해 수신되고 와이어의 소모되거나 남은 양을 결정하도록 처리될 수 있다. 센서들로부터의 출력은 단독으로 또는 와이어 공급기(105) 및/또는 전원 공급기(109)에 의한 추가 처리와의 조합으로, 와이어 전극들(E1, E2)의 하나 또는 둘 다의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호들 또는 데이터의 생성을 야기할 수 있다.
하나의 예시적 센서는 전극 소스의 중량을 출력하는 중량 센서(106) 또는 스케일이다. 중량으로부터, 와이어 공급기(105) 또는 전원 공급기(109)는 상응하는 소스로부터 소모되거나 이것에서 남은 전극의 양을 결정할 수 있다. 와이어 전극의 소모되거나 남은 양이 임계치에 도달할 때, 와이어 공급기(105) 및/또는 전원 공급기(109)는 전극이 완전히 소모되기 전에, 전극을 교체할 것을 조작자에게 지시하는 경보를 생성할 수 있다. 경보는 와이어 공급기(105) 또는 전원 공급기(109)에서의 사용자 인터페이스 상에 표시되거나, 원격 디바이스로 송신될 수 있다. 전극들(E1, E2)의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호들 또는 데이터는 전력 케이블들 또는 별도의 통신 링크(108)를 통해 와이어 공급기(105)와 전원 공급기(109) 사이에서 통신될 수 있다.
다른 예시적 센서는 용접 전극의 코일의 높이 또는 거리를 결정하기 위한 초음파 레벨 센서(110)이다. 초음파 레벨 센서(110)는 비접촉 센서의 일 예이다. 다양한 타입의 비접촉 센서들은 얼마나 많은 전극이 소모되었거나 소스에서 남아 있는지를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 예들이 자기 또는 유도성 센서들(112, 114, 116)을 포함한다. 자기 또는 유도성 센서들은 저장된 와이어가 일정 레벨에 도달할 때, 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 와이어의 코일이 센서의 수직 레벨 미만으로 강하할 때, 센서는 트리거되거나 상응하는 신호를 출력할 수 있다.
소모되는 와이어의 양은 와이어 공급기(105)의 와이어 공급 속도로부터 추적될 수 있다. 와이어 공급 속도 또는 공급되었던 와이어의 직선량은 직선 와이어 공급 센서(118)에 의해 측정될 수 있다. 와이어 공급 속도는 와이어 공급기에 의해 사용되는 와이어 공급 속도 설정에 의해 결정될 수도 있다. 공급되는 와이어의 양은 와이어 공급 속도 및 공급 시간으로부터 계산될 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이어 전극들(E1, E2)은 와이어 공급기(105)에 의해 판독되거나, 와이어 공급기 및/또는 전원 공급기(109)와 통신하는 별도의 판독기 디바이스로 판독되는 정보로 인코딩될 수 있다. 와이어 공급기(105) 또는 판독기는 인코딩된 정보로부터 소모되거나 남은 와이어의 양을 결정할 수 있다. 예를 들어, 와이어의 마지막의 20 내지 100 피트는 와이어가 소진되려 한다는 것을 판단하는 데 사용되는 인코딩된 정보를 포함할 수 있다. 예시적 인코딩 기법들은 와이어를 따라 정보를 자기로 인코딩하는 것, 또는 레이저에 의해서와 같이 코드로 와이어를 표시하는 것을 포함한다.
도 2는 용접 시스템(100)의 사시도를 제공한다. 와이어 공급기(105)는 특정 응용에서의 사용을 위해 전극 소스들(101, 103)로부터 와이어 전극들(E1, E2)을 전달하는 구동 롤들을 포함한다. 와이어 전극들(E1, E2)은 릴, 스풀 또는 컨테이너(예를 들어, 박스 또는 드럼)로부터 연속적으로 인출되고, 현재의 실시예에서 용접물인 워크피스(W)로 전달될 수 있다. 와이어 공급기(105)는 적용 작업장 또는 워크피스(W)로 와이어 전극들(E1, E2)을 몰아가는 전기 모터와 같은 하나 이상의 운동 디바이스로부터의 동력을 활용하는 구동 어셈블리를 포함할 수 있다.
용접 전원 공급기(109)는 도면들에 도시되지 않은 온 보드 변압기 및 프로세서 제어 인버터 또는 초퍼 회로망으로 지향되는 외부 소스(예를 들어, 공공 전력)로부터의 전기 입력 전력을 받을 수 있다. 전원 공급기(109)로부터의 출력은 용접 전원 공급기의 용접 출력 단자들(121) 또는 스터드들을 통해 제공될 수 있다. 용접 건 또는 토치(111) 및 와이어 도관은 관련 분야에 알려져 있는 방식으로 워크피스(W)로 용접 전류를 전달하기 위해 용접 와이어 공급기(105)를 통해 용접 전원 공급기(109)에 전기적 연결될 수 있다. 이는 용접 와이어들(E1, E1)이 토치(111)를 통해 공급되고 용접 과정을 행하는 데 적절한 임의의 방식으로 응용 및/또는 최종 사용자의 재량대로 미터링 아웃(metering out)된다는, 즉 분배된다는 것을 추종한다. 전극들(E1, E1)이 용접 아크를 확립하는 전기를 전도시키며, 전극들이 실질적으로 지면보다 더 클 수 있는 용접 전원 공급기(109)의 출력 전압과 동등하거나 대략 동등한 전압 전위를 갖는 워크피스(W)로 전달된다는 점이 주목된다.
와이어 전극들(E1, E2)을 전달하는 상이한 모드들이 관련 분야에 알려져 있으며, 이의 일 예가 운동 디바이스에 의해 제공되는 동력 또는 토크를 통하여 토치(111)로 전극들을 밀어내는 것을 포함한다. 전극들을 전달하는 다른 모드들은 다수의 운동 디바이스를 활용하는 밀기/당기기 모드들을 포함한다. 전극들(E1, E2)은 토치(111)로 전달되며, 토치(111)는 사용자의 재량으로 전극들을 분배하는 트리거 또는 다른 활성화 메커니즘을 가질 수 있다. 때로는, 달라지는 공급 속도들로 전극들(E1, E2)을 전달하는 것이 필요할 수 있다. 그러므로, 운동 디바이스는 전극들(E1, E2)의 와이어 공급 속도(WFS)를 달리하기 위해 조정 가능한 출력을 갖는다. 특히, 와이어 공급기(105)의 구동 모터는 WFS를 조정하도록 가변 속도 모터일 수 있다.
구동 모터(123)가 도 3에 도시된다. 와이어 공급기(105) 및/또는 구동 모터(들)(123)는 용접 전원 공급기(109), 또는 완전히 별도의 전원 공급기로부터 작동 전력을 인출할 수 있다. 용접 와이어 공급기(105) 및/또는 구동 모터들(123)을 작동시키기 위해 전력을 제공하는 한층 임의의 방식이 본 발명의 실시예들과의 사용에 적절한 바에 따라 온전한 공학 기술 판단으로 선택될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 용접 와이어 공급기(105)는 구동 어셈블리, 또는 구동 롤 어셈블리를 포함할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 또한 와이어 공급기 모터라 일컬어지는 구동 모터(123)는 와이어 공급기를 통해 그리고 토치(111)로 그리고 이후에 워크피스(W)로 제1 및 제2 용접 와이어들(E1, E2)을 전달하도록 동력, 즉 토크를 전달한다. 적절한 방향으로, 즉 워크피스(W) 쪽으로 용접 와이어들을 밀어내거나 당기기 위해 용접 와이어들(E1, E2)을 움켜잡는 구동 롤들(107)이 포함된다. 구동 롤들(107)의 세트들은 수직으로 정렬되고 나아가는 와이어들(E1, E2)이 동시에 통과하는 상응하는 정렬된 환형 또는 원주 그루브들을 갖는다. 구동 롤들(107)의 수직으로 정렬된 세트들이 와이어 공급기(105)를 통해 용접 와이어들(E1, E2)을 몰아가기 위해 반대 방향으로 회전한다는 것을 알 수 있다. 예를 들어 도 3에서, 상부 구동 롤들(107)은 시계 방향으로 회전하고 하부 구동 롤들은 시계 반대 방향으로 회전한다. 구동 롤들(107)은 구성이 원통형이거나, 보다 상세하게는 디스크 형상일 수 있지만, 특정 구성이 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 구동 롤들(107)의 표면, 즉 외부 원주는 내구성이 있고 용접 와이어들(E1, E2)을 움켜잡는 데 적절한 스틸과 같은 충분히 경화된 재료로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 구동 롤들(107)은 와이어 궤적을 따라 쌍으로 배치될 수 있으며, 쌍의 각각의 구동 롤은 용접 와이어들(E1, E2)의 대향 측부들 상에서 지지되어, 롤들의 각각의 외부 원주 부분이 (예를 들어, 위아래로부터) 와이어들의 대향 측부들과 계합한다. 각각의 구동 롤(107)의 중심축들이 실질적으로 서로와 평행하고 전반적으로 용접 와이어들(E1, E1)의 궤적에 대해 가로질러 연장된다는 점이 주목된다.
와이어 공급기(105)는 서로를 향하여 구동 롤들(107)의 수직으로 정렬된 세트들을 편향시키는 편향 부재를 포함할 수 있다. 편향 부재는 구동 롤들(107)이 용접 와이어들(E1, E2)에 인가하는 체결력 또는 압축량을 설정한다. 예를 들어, 와이어 공급기(105)는 구동 롤들이 용접 와이어들(E1, E2)에 인가하는 압축량을 설정하기 위해 하나 이상의 구동 롤(107)에 편향력을 인가하는 편향 스프링들(125)을 포함할 수 있다. 도 3의 예시적 실시예에서, 편향 스프링들(125)은 편향 스프링들(125)의 압축량을 조정하도록 내측으로 그리고 외측으로 이동될 수 있는 조정 로드(127)에 장착된다. 편향 스프링들(125)의 힘은 피벗팅 레버들(129)을 통하여 상부 구동 롤들(107)로 전달된다. 앞서 주목된 바와 같이, 구동 롤들(107)의 수직으로 정렬된 세트들은 나아가는 와이어들(E1, E2)이 동시에 통과하는 상응하는 정렬된 환형 또는 원주 그루브들을 갖는다. 즉, 용접 와이어들(E1, E2)은 상부 구동 롤 및 하부 구동 롤의 그루브들에 함께 위치된다. 용접 와이어들(E1, E2)은 편향 스프링들(125)에 의해 구동 롤들(107)에 인가되는 편향력에 의해 그루브들 내에서 압박되거나 압축된다. 추가로 후술할 것인 바와 같이, 용접 와이어들(E1, E2)은 구동 롤들(107)에 의해 압박될 때, 그루브들 내에서 서로 접촉하게 된다. 용접 와이어들(E1, E2)에 인가되는 상측/하측 압축력에 더하여, 그루브들의 내부에서 용접 와이어들(E1, E2)을 함께 강제하도록 측면 압축력이 또한 용접 와이어들(E1, E2)에 인가된다. 측면 압축력은 그루브들의 측벽들의 형상을 통해 제공된다.
용접 와이어 공급기들의 구조에 관한 추가 상세들을 1998년 10월 6일자로 등록된 미국 특허 제 5,816,466호 및 2013년 10월 29일자로 등록된 미국 특허 제 8,569,653호에서 찾을 수 있으며, 둘 다가 참조로 본원에 포함된다.
도 4 및 도 5는 예시적 구동 롤(107)을 도시한다. 구동 롤은 중심 보어를 갖는다. 보어의 내부면은 구동 롤(107)로 구동 토크를 전달하도록 구동 기어와 같은 구동 메커니즘 상의 돌출부들을 수용하는 윤곽이 나타난 리세스들(131)을 포함할 수 있다. 구동 롤(107)은 하나 이상의 환형 또는 원주 와이어 수용 그루브(133, 135)를 포함한다. 와이어 수용 그루브들(133, 135)은 구동 롤(107)의 원주를 따라 축방향으로 이격된다. 와이어 수용 그루브들(133, 135)은 2개의 용접 와이어를 수용하도록 설계된다. 구동 롤들(107)과의 사용을 위한 예시적 표준 용접 와이어 직경들은 0.030 인치, 0.035 인치, 0.040 인치, 0.045 인치 등을 포함한다. 와이어 수용 그루브들(133, 135)은 서로와 동일한 폭 및 깊이를 갖거나, 상이한 크기들 또는 조합들의 이중 용접 와이어들에 부응하도록 상이한 폭들 및 깊이들을 가질 수 있다. 와이어 수용 그루브들(133, 135)이 각각 동일한 폭 및 깊이를 가지면, 그 때 구동 롤(107)은 하나의 그루브가 마모되어버릴 때, 구동 롤을 단순히 뒤집고 와이어 공급기 상에 구동 롤을 재설치함으로써 재사용될 수 있다. 와이어 수용 그루브들(133, 135)은 동일한 직경을 갖는 2개의 와이어, 또는 상이한 직경들을 갖는 2개의 와이어를 동시에 몰아가도록 구성될 수 있다. 도 4에서, 와이어 수용 그루브들(133, 135)은 일직선의, 각을 이루거나 내측으로 테이퍼링되는 측벽들 및 측벽들 사이에서 연장되는 평평한 기부를 갖는 사다리꼴 형상을 갖는다. 그러나, 와이어 수용 그루브들(133, 135)은, 예를 들어 곡선의, 오목한 그루브 기부를 갖는 것과 같이 사다리꼴 형상 외의 다른 형상들을 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 그루브들(133, 135)은 용접 와이어들을 움켜잡는 것을 돕기 위해 널링 또는 다른 마찰면 처리들을 포함할 수 있다.
도 6 내지 도 12는 예시적 구동 롤들(107)이 이중 와이어 전극들을 공급하는 와이어 공급기 상에 장착될 때의 예시적 구동 롤들(107)의 부분 단면도들을 도시한다. 구동 롤들(107)은 제1 용접 와이어(E1) 및 제2 용접 와이어(E2) 상에 체결력을 제공하도록 함께 편향된다. 용접 와이어들(E1, E2)은 상부 및 하부 구동 롤들(107)의 환형 그루브들에 둘 다 위치된다. 환형 그루브들은 정렬되고 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 도 6에서, 사다리꼴 형상은 내부 측벽(137), 외부 측벽(139), 및 측벽들 사이에서 연장되는 그루브 기부(141)에 의해 형성되는 2등변 사다리꼴이다. 2등변 사다리꼴 형상은 구동 롤들(107)의 외부 원주면으로부터의 단면 리세스로서 도치된다.
구동 롤들(107)에 인가되는 편향력으로 인해, 용접 와이어들(E1, E2)은 그루브들을 형성하는 상부 및 하부 측벽들(137, 139)과 이웃하는 용접 와이어 사이의 환형 그루브들에서 클램핑된다. 용접 와이어들(E1, E2)은 환형 그루브들 내의 3개의 접촉점을 통하여 안정되게 유지된다. 이러한 클램핑 시스템은 와이어들 둘 다가 일관된 방식으로 와이어 공급기를 통해 공급되는 것을 가능하게 할 수 있다. 2개의 용접 와이어(E1, E2)는 공급하는 동안 서로 지지하고 마찰을 통하여 앞으로 서로 당긴다. 환형 그루브들의 내부 측벽들(137) 및 외부 측벽들(139)이 각을 이루므로, 내부 측벽들(137) 및 외부 측벽들(139)은 용접 와이어들(E1, E2) 상에 수직 및 수평 체결력들 둘 다를 인가한다. 수평 체결력은 용접 와이어들(E1, E2)을 함께 밀어내어, 용접 와이어들(E1, E2)이 서로 접촉하게 한다. 특정 실시예들에서, 용접 와이어들(E1, E2)은 그루브 기부들(141)의 둘 다로부터 방사상으로 오프셋되도록 환형 그루브들 내에서 클램핑된다. 즉, 용접 와이어들(E1, E2)은 용접 와이어들과 그루브 기부들(141) 사이에 갭들이 존재하도록 서로와 그루브들의 각을 이룬 측벽들(137, 139) 사이에서 피닝(pinning)된다. 이는 도 6에서 분명히 알 수 있다.
앞서 논의된 클램핑 시스템은 용접 와이어들(E1, E2)의 직경들의 (예를 들어, 제조 허용 오차들로 인한) 일부 변동성을 허용한다. 각각의 용접 와이어(E1, E2)가 구동 롤들(107)에서의 그것 자체의 전용 환형 그루브를 가졌고, 용접 와이어들 중 하나가 다른 용접 와이어보다 약간 더 컸으면, 그 때 더 작은 용접 와이어는 구동 롤들 사이에서 적합하게 클램핑되지 않을 수 있다. 그러한 상황에서, 더 큰 용접 와이어는 서로를 향한 구동 롤들(107)의 방사상 변위를 제한하여, 더 작은 와이어의 적절한 클램핑을 방지할 것이다. 이는 공급하는 동안 더 작은 용접 와이어의 공급 문제들 및 이른바 버드 네스팅을 야기할 수 있다. 앞서 논의된 클램핑 시스템은 클램핑 시스템이 자동 조정식이므로, 상이한 크기들의 와이어들에 부응할 수 있다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 하나의 용접 와이어(E2)가 다른 용접 와이어(E1)보다 더 클 때, 와이어들 사이의 접촉점은 환형 그루브들 내의 중심 위치로부터 더 작은 와이어 쪽으로 축방향으로 편이된다. 3개의 접촉점이 그루브의 측벽들(137, 139) 및 이웃하는 용접 와이어에 의해 각각의 용접 와이어(E1, E2) 상에서 유지된다.
도 8은 2등변 사다리꼴 대신에 예각 사다리꼴 형상을 갖는 단면들을 갖는 환형 그루브들(143)을 갖는 구동 롤들(107)을 도시한다. 그루브들의 내부 측벽(145) 및 외부 측벽(147)은 상이한 길이들을 갖고 구동 롤들의 외부 원주면과 상이한 각도들을 형성한다. 도 9에서, 구동 롤들(107)은 수직 사다리꼴 형상을 갖는 환형 그루브들(149)을 갖는다. 예각 및 수직 사다리꼴 그루브들은 2등변 사다리꼴들보다 용접 와이어 직경의 더 큰 차이들에 부응할 수 있다. 따라서, 예각 및 수직 사다리꼴 그루브들은 그루브가 0.045 인치 용접 와이어와 0.040 인치 용접 와이어와 같은 상이한 직경들을 갖는 용접 와이어들을 몰아가도록 의도될 때, 사용될 수 있다. 특정 실시예들에서, 그루브들의 측벽들 및/또는 기부는 곡선일(예를 들어, 오목하거나 볼록할) 수 있다. 또한, 내부 모서리는 측벽들 사이에서 변화하고 사다리꼴 그루브들의 기부는 곡선이거나 반경 형식일 수 있다. 도 10은 오목한 곡선이거나 반경 형식의 그루브 기부(152)에 의해 연결되는 일직선의, 각을 이룬 측벽들(150)을 갖는 환형 그루브들을 갖는 예시적 구동 롤들을 도시한다. 예시적 실시예에서, 측벽들(150)과 구동 롤(107)의 외부 원주 사이의 각도는 대략 150°이지만, 다른 각도들이 가능하고 온전한 공학 기술 판단으로 결정될 수 있다.
도 11은 하나의 구동 롤(107)이 용접 와이어들(E1, E2)에 대한 사다리꼴 그루브를 갖고, 다른 구동 롤(107a)이 비사다리꼴 그루브를 갖는 예시적 실시예를 도시한다. 도 11에서, 비사다리꼴 그루브는 직사각형의 형상이지만, 다른 형상들이 가능하다. 예를 들어, 비사다리꼴 그루브는 타원형이거나 둥근 형상인 것과 같이 곡선일 수 있다. 게다가, 사다리꼴 그루브는 하부 구동 롤(107) 상에 위치되는 것으로 도시된다. 그러나, 사다리꼴 그루브가 상부 구동 롤(107a) 상에 위치될 수 있고 비사다리꼴 그루브가 하부 구동 롤 상에 위치될 수 있다. 용접 와이어들(E1, E2)은 사다리꼴 그루브의 각각의 측벽(137, 139)과 비사다리꼴 그루브(151)의 기부(153) 사이에서 클램핑되고, 용접 와이어들은 앞서 논의된 바와 같이 서로 접촉하도록 강제된다. 따라서, 용접 와이어들(E1, E2)은 환형 그루브들(107, 107a) 내의 3개의 접촉점을 통하여 안정되게 유지된다.
도 12는 하나의 구동 롤(107)이 용접 와이어들(E1, E2)에 대한 사다리꼴 그루브를 갖고, 다른 구동 롤(107b)이 어떤 그루브도 갖지 않고, 오히려 다른 구동 롤(107b)의 외부 원주면(155) 상에서 용접 와이어들과 직접 접촉하는 예시적 실시예를 도시한다. 사다리꼴 그루브는 하부 구동 롤(107) 상에 위치되는 것으로 도시된다. 그러나, 사다리꼴 그루브가 상부 구동 롤 상에 위치될 수 있다. 용접 와이어들(E1, E2)은 사다리꼴 그루브의 각각의 측벽(137, 139)과 상부 구동 롤(107b)의 외부 원주면(155) 사이에서 클램핑되고, 용접 와이어들은 앞서 논의된 바와 같이 서로 접촉하도록 강제된다. 따라서, 용접 와이어들(E1, E2)은 3개의 접촉점을 통하여 안정되게 유지된다.
도 13은 본 발명의 예시적인 접촉 팁 어셈블리(200)를 도시한다. 접촉 팁 어셈블리(200)는 알려진 접촉 팁 재료들로 만들어질 수 있고 임의의 알려진 타입의 용접 건에 사용될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 접촉 팁 어셈블리는 접촉 팁 어셈블리(200)의 길이에 걸치는 2개의 별도의 채널(201 및 203)을 갖는다. 용접하는 동안, 제1 전극(E1)은 제1 채널(201)에 통과되고 제2 전극(E2)은 제2 채널(203)에 통과된다. 앞서 주목된 바와 같이, 2개의 와이어 전극을 동시에 활용하는 예시적인 실시예들이 본원에 논의되지만, 본 발명의 다른 실시예들은 2개 초과의 전극을 활용할 수 있다. 예를 들어, 3개 이상의 전극 구성이 본원에 제시되는 설명들 및 논의들과 일치하여 활용될 수 있다는 점이 고려된다. 따라서, 접촉 팁 어셈블리(200)는 전류를 3개 이상의 전극으로 동시에 전달하는 3개 이상의 채널을 포함할 수 있다. 채널들(201/203)은 전형적으로 채널들(201/203)에 통과될 와이어의 직경에 적절하게 크기 조정된다. 예를 들어, 전극들이 동일한 직경을 가져야 한다면, 채널들은 동일한 직경들을 가질 것이다. 그러나, 상이한 직경들이 사용되어야 한다면, 그 때 채널들은 전류를 전극들로 적절하게 전달하도록 적절하게 크기 조정되어야 한다. 게다가 도시된 실시예에서, 채널들(201/203)은 전극들(E1/E2)이 병렬 관계로 접촉 팁(200)의 원위 단부면을 퇴거하도록 구성된다. 그러나 다른 예시적인 실시예들에서, 채널들은 +/- 15°의 범위의 각도가 각각의 전극의 중심선들 사이에 존재하도록 전극들(E1/E2)이 접촉 팁의 원위 단부면을 퇴거하도록 구성될 수 있다. 기울어짐은 수행될 용접, 첨가물 제조 또는 다른 증착 작동의 원하는 성능 특성들에 기반하여 결정될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 접촉 팁 어셈블리가 도시된 바와 같은 채널들을 갖는 단일 통합된 접촉 팁일 수 있는 반면에, 다른 실시예들에서, 접촉 팁 어셈블리가 서로에 근접하게 위치되는 2개의 접촉 팁 하위 어셈블리로 구성될 수 있으며, 전류가 접촉 팁 하위 어셈블리들 각각으로 지향된다는 점이 추가로 주목된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 전극(E1/E2)은 전극들의 가장 근접한 에지들 사이의 거리인 거리(S)만큼 이격된다. 본 발명의 예시적인 실시예들에서, 이러한 거리는 2개의 전극(E1/E2) 중 더 큰 것의 직경의 0.025 내지 4 배의 범위인 반면에, 다른 예시적인 실시예들에서, 거리(S)는 최대 직경의 2 내지 3 배의 범위이다. 예를 들어, 전극들 각각이 1 ㎜의 직경을 가지면, 거리(S)는 2 내지 3 ㎜의 범위일 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 거리(S)는 2개의 전극 중 더 큰 것과 같은 와이어들 중 하나의 직경의 0.25 내지 2.25 배의 범위이다. 수동 또는 반자동 용접 작동들에서, 거리(S)는 최대 전극 직경의 0.25 내지 2.25 배의 범위일 수 있는 데 반해, 로봇식 용접 작동들에서, 거리(S)는 최대 전극 직경의 2.5 내지 3.5 배와 같은 동일하거나 다른 범위에 있을 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 거리(S)는 1.5 내지 3.5 ㎜의 범위이다.
추가로 후술하는 바와 같이, 거리(S)는 전극들이 가교 액적을 통해서 이외에 서로 접촉하는 것을 방지하면서, 액적이 옮겨지기 전에, 단일 가교 액적이 전극들 사이에서 형성되는 것을 보장하도록 선택되어야 한다.
도 14a는 각각의 전극(E1 및 E2)으로부터의 자기력들의 상호 작용들을 나타내는 동안의, 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전류의 흐름으로 인해, 와이어들을 서로를 향해 끌어 당기는 핀치력을 생성하는 경향이 있는 자계가 전극들 주변에 생성된다. 이러한 자기력은 2개의 전극 사이에서 액적 가교를 생성하는 경향이 있으며, 이는 이하에 보다 상세히 논의될 것이다.
도 14b는 2개의 전극 사이에서 생성되는 액적 가교를 도시한다. 즉, 전극들 각각을 통과하는 전류가 전극들의 단부들을 용융시킴에 따라, 용융된 액적들이 서로 연결될 때까지, 자기력들은 용융된 액적들을 서로를 향해 끌어 당기는 경향이 있다. 거리(S)는 전극들의 고체 부분들이 서로 접촉하도록 끌어 당겨지기 않도록 충분히 멀지만, 용융된 액적이 용접 아크에 의해 생성되는 용접 퍼들로 전달되기 전에, 액적 가교가 생성되기에 충분히 근접하다. 액적이 도 14c에 도시되며, 여기서 액적 가교가 용접하는 동안 퍼들로 전달되는 단일의 큰 액적을 생성한다. 도시된 바와 같이, 액적 가교 상에서 작용하는 자기 핀치력은 단일 전극 용접 작동에서의 핀치력의 이용과 마찬가지로 액적을 핀치 오프하도록 작용한다.
게다가, 도 15a는 본 발명의 일 실시예에서의 전류 흐름의 예시적인 표현을 도시한다. 도시된 바와 같이, 용접 전류는 각각의 전극의 각각을 통해 흐르도록 나뉘어지고, 가교 액적이 형성됨에 따라, 가교 액적으로 그리고 가교 액적을 통해 지난다. 전류는 그 다음 가교 액적으로부터 퍼들 및 워크피스로 지난다. 전극들이 동일한 직경 및 타입인 예시적인 실시예들에서, 전류는 본질적으로 전극들을 통해 균등하게 나뉘어질 것이다. 전극들이 예를 들어, 상이한 직경들 및/또는 조성들/구성으로 인해 상이한 저항값들을 갖는 실시예들에서, 용접 전류가 알려진 방법론들과 유사하게 접촉 팁에 적용되고 접촉 팁이 전극들과 접촉 팁의 채널 벽들 사이의 접촉을 통하여 각각의 전극으로 용접 전류를 제공함에 따라, 각각의 전류는 V = I*R의 관계로 인해 배분될 것이다. 도 15b는 가교 액적을 생성하는 것을 돕는 가교 퍼들 내의 자기력들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 자기력들은 전극들의 각각의 용융된 부분이 서로 접촉할 때까지, 서로를 향해 전극들의 각각의 용융된 부분을 끌어 당기는 경향이 있다.
도 16a는 단일 전극 용접 작동으로 만들어지는 용접점의 예시적인 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 용접 비드(WB)가 적절한 폭이지만, 도시된 바와 같이 워크피스들(W)로 관통하는 용접 비드(WB)의 핑거(F)는 비교적 좁은 폭을 갖는다. 이는 더 빠른 증착 속도들이 이용되는 단일 와이어 용접 작동들에서 일어날 수 있다. 즉, 그러한 용접 작동들에서, 핑거(F)는 매우 좁아질 수 있어 핑거가 원하는 방향으로 관통하였다는 것을 추정하는 것이 신뢰 가능하지 않고, 따라서 적절한 용접 관통의 신뢰 가능한 지표일 수 없다. 게다가, 이러한 좁은 핑거가 더 깊게 급락함에 따라, 이러한 좁은 핑거는 핑거 근처에 트래핑(trapping)되는 다공성과 같은 결함들을 야기할 수 있다. 게다가 그러한 용접 작동들에서, 용접 비드의 유용한 측부들은 원하는 만큼 깊게 관통되지 않는다. 따라서 특정 응용들에서, 이러한 기계 접합은 원하는 만큼 강하지 않다. 게다가, 수평 필레 용접점들을 용접할 때와 같은 일부 용접 응용에서, 단일 전극의 사용은 용접 작동에 너무 많은 열의 추가 없이 빠른 증착 속도들로 동등한 크기 조정된 용접 레그들을 달성하는 것을 어렵게 한다. 이러한 문제들은 핑거의 관통을 감소시키고 핑거를 확산시켜 용접점의 측부 관통을 더 넓게 할 수 있는 본 발명의 실시예들로 완화된다. 본 발명의 일 실시예의 용접 비드를 나타내는 이의 일 예가 도 16b에 도시된다. 이러한 실시예에 도시된 바와 같이, 유사하거나 개선된 용접 비드 레그 대칭 및/또는 길이뿐만 아니라 용접 조인트 내의 용접 깊이에서의 더 넓은 용접 비드가 달성될 수 있다. 이러한 개선된 용접 비드 기하학적 구조는 용점점으로 더 적은 전체 입열을 사용하면서 달성된다. 그러므로, 본 발명의 실시예들은 더 적은 양의 입열로, 그리고 개선된 증착 속도로 개선된 기계 용접 성능을 제공할 수 있다. 증착 작동 동안 2개 이상의 전극의 사용은 아크의 특성들을 개선할 수도 있다.
도 17은 본 발명의 예시적인 용접 작동의 흐름도(600)를 도시한다. 본 흐름도는 예시적인 것으로 의도되고 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 도시된 바와 같이, 전류가 알려진 시스템 구성들과 일치하는 접촉 팁 및 전극들로 지향되도록 용접 전류/출력이 용접 전원 공급기에 의해 제공된다(610). 예시적인 파형들이 이하에 추가로 논의된다. 용접하는 동안, 가교 액적은 전극들 사이에서 형성되는 것이 가능해지며, 각각의 전극으로부터의 각각의 액적이 가교 액적을 생성하도록 서로 접촉한다(620). 가교 액적은 용접 퍼들과 접촉하기 이전에 형성된다. 가교 액적의 형성 동안, 지속 기간 또는 액적 크기 중 적어도 하나가 액적이 전달될 크기에 도달하고, 그 다음 액적이 용융된 퍼들로 전달되는 시간까지 검출된다(640). 상기 과정은 용접 작동 동안 반복된다. 용접 과정을 제어하기 위해, 전원 공급기 제어기/제어 시스템은 가교 액적이 전달될 크기인지 여부를 판단하기 위해 가교 액적 전류 지속 기간 및/또는 가교 액적 크기 검출 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 미리 결정된 가교 전류 지속 기간이 가교 전류가 그러한 지속 기간 동안 유지되고, 이후에 액적 전달이 그 다음 개시되도록 주어진 용접 작동에 이용된다. 추가의 예시적인 실시예에서, 전원 공급기의 제어기는 용접 전류 및/또는 전압을 모니터링하고 주어진 용접 작동에 대한 미리 결정된 임계치(예를 들어, 전압 임계치)를 활용할 수 있다. 예를 들어, 그러한 실시예들에서, (알려진 타입의 아크 전압 검출 회로를 통하여 검출되는) 검출된 아크 전압이 가교 액적 임계 레벨에 도달함에 따라, 전원 공급기는 용접 파형의 액적 분리 부분을 개시한다. 이는 본 발명의 실시예들과 함께 이용될 수 있는 용접 파형들의 예시적인 실시예들에 대하여 이하에 추가로 논의될 것이다.
이제 도 18 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예들과 함께 이용될 수 있는 다양한 예시적인 파형이 도시된다. 일반적으로 본 발명의 예시적인 실시예들에서, 전류는 가교 액적을 생성하고 전달을 위해 가교 액적을 구축하기 위해 증가된다. 예시적인 실시예들에서, 전달에서, 가교 액적은 전극들 중 어느 하나의 직경보다 더 클 수 있는 전극들 사이의 거리(S)와 유사한 평균 직경을 갖는다. 액적이 형성될 때, 액적은 높은 피크 전류를 통하여 전달되며, 이후에 전류는 더 낮은(예를 들어, 백그라운드) 레벨로 강하하여 와이어들 상에서 작용하는 아크 압력을 제거한다. 가교화 전류가 그 다음 성장하는 액적을 핀치 오프하기에 너무 많은 핀치력을 가하지 않고 가교 액적을 구축한다. 예시적인 실시예들에서, 이러한 가교화 전류는 백그라운드 전류와 피크 전류 사이의 30 내지 70%의 범위의 레벨로 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 가교화 전류는 백그라운드 전류와 피크 전류 사이의 40 내지 60%의 범위이다. 예를 들어, 백그라운드 전류가 100 암페어이고 피크 전류가 400 암페어이면, 가교화 전류는 220 내지 280 암페어(즉, 300 암페어차의 40 내지 60%)의 범위이다. 일부 실시예들에서, 가교화 전류는 1.5 내지 8 ㎳의 범위의 지속 기간 동안 유지될 수 있는 반면에, 다른 예시적인 실시예들에서, 가교화 전류는 2 내지 6 ㎳의 범위의 지속 기간 동안 유지된다. 예시적인 실시예들에서, 가교화 전류 지속 기간은 백그라운드 전류 상태의 종료에서 시작하고 가교화 전류 램프 업(ramp up)을 포함하며, 램프 업은 가교화 전류 레벨 및 램프 속도에 의존하여 0.33 내지 0.67 ㎳의 범위일 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들로, 파형들의 펄스 주파수는 단일 와이어 작동들과 비교하여 제어를 개선하고 더 빠른 증착 속도들을 가능하게 할 수 있는 액적 성장을 가능하게 하도록 단일 와이어 과정들과 비교하여 늦추어질 수 있다.
도 18은 펄스화 스프레이 용접 타입 작동에 대한 예시적인 전류 파형(800)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 파형(800)은 백그라운드 전류 레벨(810)을 가지며, 백그라운드 전류 레벨(810)은 그 다음 가교 전류 레벨(820)로 전이하며, 이 동안 가교 액적은 전달될 크기로 성장된다. 가교 전류 레벨은 액적이 퍼들로의 액적의 전달을 시작하는 스프레이 전이 전류 레벨(840) 미만이다. 가교 전류 레벨(820)의 종결에서, 전류는 스프레이 전이 전류 레벨(840) 너머 피크 전류 레벨(830)로 상승된다. 피크 전류 레벨은 그 다음 액적의 전달이 완료되는 것을 가능하게 하도록 피크 지속 기간 동안 유지된다. 전달 후에, 전류는 그 다음 과정이 반복됨에 따라, 다시 백그라운드 레벨로 하강된다. 따라서 이러한 실시예들에서, 단일 액적의 전달은 파형의 가교 전류 부분 동안 일어나지 않는다. 그러한 예시적인 실시예들에서, 가교 전류(820)에 대한 더 낮은 전류 레벨은 퍼들로 액적을 지향시키도록 과도한 핀칭력 없이 액적이 형성되는 것을 가능하게 한다. 가교 액적의 사용 때문에, 피크 전류(830)가 단일 와이어를 사용하는 것보다 더 높은 레벨에서 더 오랜 지속 기간 동안 유지될 수 있는 용접 작동들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예는 550 내지 700 암페어의 범위의 피크 전류 레벨, 및 150 내지 400 암페어의 범위의 백그라운드 전류에서 적어도 4 ㎳ 동안의, 그리고 4 내지 7 ㎳의 범위의 피크 지속 기간을 유지할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 상당히 개선된 증착 속도가 달성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예는 19 내지 26 lbs/hr의 범위의 증착 속도들을 달성하였는 데 반해, 유사한 단일 와이어 과정들은 10 내지 16 lbs/hr의 범위의 증착 속도만을 달성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 비제한적인 실시예에서, 700 암페어의 피크 전류, 180 암페어의 백그라운드 전류 및 340 암페어의 액적 가교 전류를 사용하여 0.040”의 직경을 갖는 트윈(twin) 와이어들의 쌍이 120 ㎐의 주파수에서 19 lb/hr의 속도로 증착될 수 있다. 그러한 증착은 통상적 용접 과정들 훨씬 미만의 주파수로이고, 따라서 보다 안정된다.
도 19는 단락 아크 타입 용접 작동에 사용될 수 있는 다른 예시적인 파형(900)을 도시한다. 한 번 더, 파형(900)은 액적과 퍼들 사이의 단락을 제거하도록 구조화되는 단락 응답 부분(920) 이전에 백그라운드 부분(910)을 갖는다. 단락 응답(920) 동안, 전류는 단락을 제거하도록 상승되고 단락이 제거됨에 따라, 전류는 가교 액적이 형성되는 가교 전류 레벨(930)로 강하된다. 한 번 더, 가교 전류 레벨(930)은 단락 응답(920)의 피크 전류 레벨 미만이다. 가교 전류 레벨(930)은 가교 액적이 형성되고 퍼들로 지향되는 것을 가능하게 하는 가교 전류 지속 기간 동안 유지된다. 액적의 전달 동안, 전류는 그 다음 백그라운드 레벨로 강하되며, 이는 단락이 일어날 때까지 액적이 진행하는 것을 가능하게 한다. 단락이 일어날 때, 단락 응답/가교 전류 파형이 반복된다. 본 발명의 실시예들에서, 용접 과정을 보다 안정되게 하는 것이 가교 액적의 존재라는 점이 주목되어야 한다. 즉, 다수의 와이어를 사용하는 통상적 용접 과정들에서, 어떤 가교 액적도 없다. 그러한 과정들에서, 하나의 와이어가 단락되거나 퍼들과 접촉할 때, 아크 전압이 강하하고 다른 전극에 대한 아크가 꺼지거나 소멸할 것이다. 이는 가교 액적이 와이어들 각각에 공통인 본 발명의 실시예들로 일어나지 않는다.
도 20은 STT(표면 장력 전달) 타입 파형인 추가적 예시적인 파형(1000)을 도시한다. 그러한 파형들이 알려져 있으므로, 그러한 파형들을 본원에 상세히 설명하지 않을 것이다. STT 타입 파형, STT 타입 파형의 구조, 사용 및 구현을 추가로 설명하기 위해, 2012년 4월 5일자로 출원된 미국 특허 공개 제 2013/0264323호가 그 전체가 본원에 포함된다. 한 번 더, 이러한 파형은 백그라운드 레벨(1010), 및 제1 피크 레벨(1015) 및 제2 피크 레벨(1020)을 가지며, 제2 피크 레벨은 액적과 퍼들 사이의 단락이 제거된 후에 도달된다. 제2 피크 전류 레벨(1020) 후에, 전류는 가교 액적이 형성되는 가교 전류 레벨(1030)로 강하되며, 이후에 전류는 액적이 퍼들과 접촉할 때까지 액적이 퍼들로 진행되는 것을 가능하게 하도록 백그라운드 레벨(1010)로 강하된다. 다른 실시예들에서, AC 파형이 사용될 수 있으며, 예를 들어 AC STT 파형, 펄스 파형 등이 사용될 수 있다.
본원에 설명하는 실시예들의 사용은 알려진 용접 작동들을 넘어 안정성, 용접 구조 및 성능의 상당한 개선들을 제공할 수 있다. 그러나 용접 작동들에 더하여, 실시예들은 첨가물 제조 작동들에 사용될 수 있다. 실제로, 상술한 시스템(100)은 용접 작동들에서와 같이 첨가물 제조 작동들에 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 개선된 증착 속도들이 첨가물 제조 작동들에서 달성될 수 있다. 예를 들어, 단일 와이어 첨가물 제조 과정에서 STT 타입 파형을 사용할 때, 0.045” 와이어를 사용하는 것은 불안정해지기 전에 대략 5 lb/hr의 증착 속도를 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들 및 2개의 0.040” 와이어를 사용할 때, 7l bs/hr의 증착 속도가 안정된 전달로 달성될 수 있다. 첨가물 제조 과정들 및 시스템들이 알려져 있으므로, 그러한 과정들 및 시스템들의 상세들을 본원에 상세히 설명할 필요가 없다. 그러한 과정들에서, 상술한 것과 같은 가교화 전류가 첨가물 제조 전류 파형에 사용될 수 있다.
다른 용접 타입 파형들이 본 발명의 실시예들과 함께 사용될 수 있음에 따라, 예시적인 실시예들이 앞서 논의되고 본원에 설명하는 파형들의 사용에 제한되지 않는다는 점이 주목된다. 예를 들어, 다른 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 가변 극성 펄스화 스프레이 용접 파형, AC 파형 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가변 극성 실시예들에서, 용접 파형의 가교 부분은 가교 액적이 용접 퍼들로의 전체 입열을 감소시키면서 생성되도록 음극에서 행해질 수 있다. 예를 들어, AC 타입 파형들을 사용할 때, 파형들은 2개의 와이어를 용융시키고 2개의 와이어 사이에 가교 액적을 형성하도록 60 내지 200 ㎐의 주파수의 교호 음전기 및 양전기 펄스들을 가질 수 있다. 추가 실시예들에서, 주파수는 80 내지 120 ㎐의 범위일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 플럭스 코어드 소모품들을 포함하는 상이한 타입들 및 조합들의 소모품들과 함께 사용될 수 있다. 실제로, 본 발명의 실시예들은 플럭스 코어드 전극들을 사용할 때, 보다 안정된 용접 작동을 제공할 수 있다. 상세하게는, 가교화 액적의 사용은 단일 와이어 용접 작동에서 불안정한 경향이 있을 수 있는 플럭스 코어 액적들을 안정화하는 것을 도울 수 있다. 게다가, 본 발명의 실시예들은 더 빠른 증착 속도들에서의 증가된 용접 및 아크 안정성을 가능하게 한다. 예를 들어, 높은 전류 및 빠른 증착 속도들에서의 단일 와이어 용접 작동들에서, 액적들에 대한 전달 타입은 스트리밍 스프레이에서 회전 스프레이로 변화될 수 있으며, 이는 용접 작동의 안정성을 눈에 띄게 감소시킨다. 그러나 본 발명의 예시적인 실시예들로, 가교 액적은 액적들을 안정화하며, 이는 20 lb/hr 초과의 증착 속도들과 같은 높은 증착 속도들에서 아크 및 용접 안정성을 상당히 개선한다.
본 발명이 예로서이고 다양한 변경이 본 발명에 포함되는 교시의 타당한 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 상세들을 추가하거나, 변경하거나, 제거함으로써 행해질 수 있다는 것은 분명할 것이다. 그러므로, 본 발명은 이하의 청구항들이 반드시 본 발명의 특정 상세들에 제한되는 정도까지를 제외하고는 본 발명의 특정 상세들에 제한되지 않는다.

Claims (24)

  1. 제1 구동 롤;
    제2 구동 롤로서, 상기 제1 구동 롤 및 상기 제2 구동 롤의 하나 또는 둘 다는 원주 그루브에서 상기 제1 구동 롤과 상기 제2 구동 롤 사이에 위치되는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극 둘 다를 동시에 구동하기 위한 원주 그루브를 갖는 제2 구동 롤; 및
    상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 하나 또는 둘 다의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호 또는 데이터를 생성하는 센서 디바이스를 포함하며,
    상기 제1 와이어 전극은 상기 원주 그루브 내에서 상기 제2 와이어 전극과 접촉하고, 상기 제1 와이어 전극은 상기 원주 그루브의 제1 측벽부와 추가로 접촉하고, 상기 제2 와이어 전극은 상기 원주 그루브의 제2 측벽부와 추가로 접촉하고,
    상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 둘 다는 상기 원주 그루브의 기저부로부터 오프셋되며, 상기 기저부는 상기 원주 그루브의 상기 제1 측벽부와 상기 제2 측벽부 사이에서 연장되는, 용접을 위한 와이어 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 디바이스는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 상기 하나 또는 둘 다의 상기 소모되거나 남은 양의 중량을 결정하는, 용접을 위한 와이어 구동 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 디바이스는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 상기 하나 또는 둘 다의 상기 소모되거나 남은 양의 길이를 결정하는, 용접을 위한 와이어 구동 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 디바이스는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 상기 하나 또는 둘 다의 상기 소모되거나 남은 양의 높이를 결정하는, 용접을 위한 와이어 구동 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원주 그루브는 사다리꼴 형상을 갖는, 용접을 위한 와이어 구동 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원주 그루브의 상기 기저부는 오목한, 용접을 위한 와이어 구동 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 또는 데이터는 임박한 와이어 소진 조건을 나타내는, 용접을 위한 와이어 구동 시스템.
  8. 제1 와이어 전극을 저장하는 제1 와이어 전극 소스;
    제2 와이어 전극을 저장하는 제2 와이어 전극 소스;
    상기 제1 와이어 전극에 대한 제1 퇴거 개구부 및 상기 제2 와이어 전극에 대한 제2 퇴거 개구부를 갖는 접촉 팁 어셈블리를 포함하는 용접 토치;
    적어도 하나의 전원 공급기 및 상기 전원 공급기의 작동을 제어하는 제어기로서, 상기 전원 공급기는 상기 접촉 팁 어셈블리로 전류 파형을 제공하는 적어도 하나의 전원 공급기 및 제어기; 및
    상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 하나 또는 둘 다의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호 또는 데이터를 생성하는 센서 디바이스를 포함하며,
    상기 접촉 팁 어셈블리의 상기 제1 및 제2 퇴거 개구부들은 거리(S)가 상기 제1 와이어 전극과 상기 제2 와이어 전극 사이에 제공되도록 서로로부터 분리되고,
    상기 접촉 팁 어셈블리는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 둘 다로 상기 전류 파형을 전달하도록 구성되고,
    상기 거리(S)는 상기 전류 파형에 의한 상기 제1 와이어 전극과 상기 제2 와이어 전극 사이의 가교 액적의 형성을 용이하게 하도록 구성되며, 상기 가교 액적은 증착 작동 동안 용융된 퍼들과 접촉하기 이전에 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극을 결합시키는, 용접 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 센서 디바이스는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 상기 하나 또는 둘 다의 상기 소모되거나 남은 양의 중량을 결정하는, 용접 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 센서 디바이스는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 상기 하나 또는 둘 다의 상기 소모되거나 남은 양의 길이를 결정하는, 용접 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 센서 디바이스는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 상기 하나 또는 둘 다의 상기 소모되거나 남은 양의 높이를 결정하는, 용접 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 1.5 내지 3.5 ㎜의 범위인, 용접 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 2 내지 3 ㎜의 범위인, 용접 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 중 어느 하나의 최대 직경의 0.25 내지 2.25 배의 범위인, 용접 시스템.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 중 어느 하나의 최대 직경의 2.5 내지 3.5 배의 범위인, 용접 시스템.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 신호 또는 데이터는 임박한 와이어 소진 조건을 나타내는, 용접 시스템.
  17. 제1 구동 롤, 제2 구동 롤, 및 상기 제2 구동 롤 쪽으로 상기 제1 구동 롤을 편향시키는 편향 부재를 포함하는 와이어 공급기로서, 상기 제1 구동 롤 및 상기 제2 구동 롤의 하나 또는 둘 다는 원주 그루브에서 상기 제1 구동 롤과 상기 제2 구동 롤 사이에 위치되는 제1 와이어 전극 및 제2 와이어 전극 둘 다를 동시에 구동하기 위한 원주 그루브를 갖는 와이어 공급기; 및
    상기 제1 와이어 전극에 대한 제1 퇴거 개구부 및 상기 제2 와이어 전극에 대한 제2 퇴거 개구부를 갖는 접촉 팁을 포함하는 용접 토치로서, 상기 제1 및 제2 퇴거 개구부들은 거리(S)가 상기 제1 와이어 전극과 상기 제2 와이어 전극 사이에 제공되도록 서로로부터 분리되고, 상기 거리(S)는 증착 작동 동안 상기 제1 와이어 전극과 상기 제2 와이어 전극 사이의 가교 액적의 형성을 용이하게 하도록 구성되며, 상기 가교 액적은 상기 증착 작동 동안 용융된 퍼들과 접촉하기 이전에 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극을 결합시키는 용접 토치를 포함하는, 용접 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 둘 다는 상기 원주 그루브의 측벽부들 사이에서 연장되는 상기 원주 그루브의 오목한 기저부로부터 오프셋되는, 용접 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 둘 다는 상기 원주 그루브의 측벽부들 사이에서 연장되는 상기 원주 그루브의 기저부로부터 오프셋되고, 상기 기저부 및 측벽부들은 사다리꼴 형상을 갖는, 용접 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 1.5 내지 3.5 ㎜의 범위인, 용접 시스템.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 2 내지 3 ㎜의 범위인, 용접 시스템.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 중 어느 하나의 최대 직경의 0.25 내지 2.25 배의 범위인, 용접 시스템.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 거리(S)는 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 가장 근접한 에지들 사이에서 측정되는 바에 따라 상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극 중 어느 하나의 최대 직경의 2.5 내지 3.5 배의 범위인, 용접 시스템.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제1 와이어 전극 및 상기 제2 와이어 전극의 하나 또는 둘 다의 소모되거나 남은 양에 상응하는 신호 또는 데이터를 생성하는 센서 디바이스를 더 포함하는, 용접 시스템.
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