KR102656275B1 - 하이브리드 용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 용접기에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되고, 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하는 변압기 및 상기 케이스의 외부에 설치하되, 상기 전원공급부와 연결되어 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 모재를 용접하며, 제1 용접봉 및 제2 용접봉을 포함하는 용접장치를 포함하고, 상기 변압기는 상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하여 제1 전류를 생성하고, 상기 제1 전류를 제1 용접봉에 공급하는 제1 전류모듈 및 상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하여 제2 전류를 생성하되, 상기 제2 전류가 상기 제1 전류보다 상대적으로 큰 전류로 생성하며, 상기 제2 전류를 제2 용접봉에 공급하는 제2 전류모듈을 포함하며, 상기 케이스의 외부에 설치되고, 상기 제1 전류모듈 또는 제2 전류모듈 중 어느 하나를 선택하여 상기 제1 전류 또는 제2 전류가 셋팅되며, 버튼 또는 스위치형태로 이루어진 전류조절부를 포함한다.

Description

하이브리드 용접기{hybrid welding machine}

본 발명은 하이브리드 용접기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하나의 용접기에 저전류 또는 고전류를 인가하기 위한 하이브리드 용접기에 관한 것이다.

일반적으로 용접기는 중공업, 조선, 자동차, 반도체, 플랜트 설비, 전기전자, 공예 등 다양한 산업분야에서 활용되는 장비로서, 고온의 열을 내면서 용접 대상이 되는 금속 체를 녹여서 접합하는 가스 용접기와, 고전압의 전원을 인가할 때 발생하는 아크로 금속 체를 녹이는 전기 용접기로 구분된다.

한편, 용접법은 용접으로는 아크 용접, 가스용접, 저항용접, 특수용접 등이 있으며, 이 중에서도 아크 용접과 가스용접이 가장 널리 이용되는 용접방식이다.

아크 용접은 방전을 통해 전극 사이에 아크를 만들고 그 발열에 의해서 용착부를 녹이는 용접법으로, 보통은 대기 속에서 할 수 있으나, 녹는점이 높은 금속이나 활성금속인 경우는 대기와 반응하여 오염되므로 비활성기체를 채운 상자 속에서 하든가, 불용성 가스의 노즐이 달린 용접용 전극부나 토치로 용접한 후 그 부분이 충분히 냉각될 때까지 냉각용 비활성기체(예를 들어, 아르곤)를 계속 뿜어내는 방법을 사용한다.

한편, 아크 용접법은 교류용 TIG 용접법과 직류용 TIG 용접법과 MIG 용접법과 MAG 용접법과 CO2 용접법 등이 있으며, 각각의 용접법에 따라 용접작업을 진행하기 위해서는 전용의 용접기가 요구되어, 위의 용접법들을 사용하기 위해서는 최소한 5개 이상의 용접기가 필요하다.

예를 들어, 다양한 용접법을 실시해야 하는 작업현장 또는 다양한 용접기술을 가르쳐야 하는 실습현장 및 학습현장에서는 해당 용접법을 구사할 수 있는 용접기를 구비해야 하나, 다양한 종류의 용접기를 갖추기 위해서는 그에 상응하는 공간과 비용이 요구되었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1570690호

본 발명의 목적은 하나의 용접기에 고전류용 용접봉 및 저전류용 용접봉을 스위칭하여 용접환경에 알맞은 전류를 제공하기 위한 하이브리드 용접기를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기는 케이스;

상기 케이스의 내부에 설치되고, 전원을 공급하는 전원공급부;

상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하는 변압기; 및

상기 케이스의 외부에 설치하되, 상기 전원공급부와 연결되어 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 모재를 용접하며, 제1 용접봉 및 제2 용접봉을 포함하는 용접장치; 를 포함하고,

상기 변압기는 상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하여 제1 전류를 생성하고, 상기 제1 전류를 제1 용접봉에 공급하는 제1 전류모듈; 및

상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하여 제2 전류를 생성하되, 상기 제2 전류가 상기 제1 전류보다 상대적으로 큰 전류로 생성하며, 상기 제2 전류를 제2 용접봉에 공급하는 제2 전류모듈; 을 포함하며,

상기 케이스의 외부에 설치되고, 상기 제1 전류모듈 또는 제2 전류모듈 중 어느 하나를 선택하여 상기 제1 전류 또는 제2 전류가 셋팅되며, 버튼 또는 스위치형태로 이루어진 전류조절부; 를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기에 있어서, 상기 변압기는 제1 전류모듈을 제어하는 제1 제어부; 및

상기 제2 전류모듈을 제어하는 제2 제어부; 를 포함하고,

상기 제1 전류모듈은 상기 제2 제어부에서 제2 전류를 생성한 이후, 제1 제어부에서 제1 전류를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기에 있어서, 상기 제1 제어부는 상기 전원공급부에서 공급받은 전원을 인버터 제어전원으로 제어하여 상기 제1 용접봉으로 전달할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기에 있어서, 상기 제1 전류는 150A 내지 200A 의 범위 내로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기에 있어서, 상기 제2 제어부는 상기 전원공급부에서 공급받은 전원을 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 제어전원으로 제어하여 상기 제2 용접봉으로 전달할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기에 있어서, 상기 제2 전류는 580A 내지 620A의 범위 내로 형성될 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 고전류 제어전원을 인가하는 후판용 용접기 및 저전류 제어전원을 인가하는 박판용 용접기를 하나의 하이브리드 용접기에서 제공이 가능하며, 스위치 조작으로 고전류 또는 저전류 제어전원을 용이하게 셋팅할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 하나의 변압기를 통해 고전류 및 저전류를 인가하도록 구성될 수 있으며, 용접장치의 소형화를 이룰 수 있고, 구조가 종래기술에 비하여 간단하여 제작이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기를 나타내 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기의 구성요소를 나타내 보인 블록도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 하이브리드 용접기(1)는 케이스(10)와, 케이스(10) 내부에 설치되어 전원을 공급하는 전원공급부(20)와, 전원을 제어하는 변압기(50)와, 전원을 공급받아 모재를 용접하는 용접장치(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

케이스(10)는 외부에 전원을 ON/OFF하는 전원스위치, 용접장치(40)에 제공되는 전류를 선택하는 전류조절부(30)가 스위치 또는 버튼 형태로 설치될 수 있고, 작업자가 전원스위치 및 전류조절부를 조작하여 용접장치(40)에 전류를 선택하여 전류 및 전압을 셋팅할 수 있다.

용접장치(40)는 제1 용접봉(41) 및 제2 용접봉(42)을 포함하여 구성될 수 있고, 그 중에서도, 제1 용접봉(41)은 전원공급부(20)에서 저전력을 공급받아 모재에 용접할 수 있는 저전류용 용접장치로 사용될 수 있다. 또한, 제2 용접봉(42)은 전원공급부(20)에서 고전력을 공급받아 모재에 용접할 수 있는 고전류용 용접장치로 사용될 수 있다.

이 때, 제1 용접봉(41)은 저전류를 공급받아 용접할 수 있어 박판용 용접기로 적합하고, 제2 용접봉(42)은 고전류를 공급받아 용접할 수 있어 후판용 용접기로 적합하다.

하기에서는 변압기(50)가 전원공급부(20)에서 공급하는 전원을 제어하여 각각 제1 용접봉(41) 및 제2 용접봉(42)에 공급하는 기능을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 변압기(50)는 제1 용접봉(41)에 전원을 공급하는 제1 전류모듈(51) 및 제2 용접봉(42)에 전원을 공급하는 제2 전류모듈(53)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 전류모듈(51)은 전원공급부(20)에서 공급하는 전원을 변압기(50)에서 전류 및 전압을 변환하여 제1 전류를 생성하고, 제1 전류를 제1 용접봉(41)에 제공하는 모듈로써, 변압기(50)에서 고전류로 변환하여 제1 용접봉(41)에 전류를 제공할 수 있다.

구체적으로, 제1 전류모듈(51)은 변압기(50)에 별도로 구비되는 제1 제어부(52)를 통해 전원공급부(20)에서 제공하는 전류를 제1 전류로 변환하며, 제1 제어부(52)를 통해 제1 전류값을 기 설정할 수 있다.

또한, 제1 제어부(52)는 제1 전류값으로 변환하여 제1 용접봉(41)에 제공할 수 있는 인버터 제어전원으로 제어할 수 있다.

여기서, 제1 전류는 150A 내지 200A의 범위 내로 변환되어 제1 용접봉(41)에 제공될 수 있으며, 본 발명에서는 150A로 변환하여 제1 용접봉(41)에 제공될 수 있다.

제2 전류모듈(53)은 전원공급부(20)에서 공급하는 전원을 변압기(50)에서 전류 및 전압을 변환하여 제2 전류를 생성하고, 제2 전류를 제2 용접봉(42)에 제공하는 모듈로써, 변압기(50)에서 저전류로 변환하여 제2 용접봉(42)에 전류를 제공할 수 있다.

구체적으로, 제2 전류모듈(53)은 변압기(50)에 별도로 구비되는 제2 제어부(54)를 통해 전원공급부(20)에서 제공하는 전류를 제2 전류로 변환하며, 제2 제어부(54)를 통해 제2 전류값을 기 설정할 수 있다.

또한, 제2 제어부(54)는 제2 전류값으로 변환하여 제2 용접봉(42)에 제공할 수 있는 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 제어전원으로 제어할 수 있다.

여기서, 제2 전류는 580A 내지 620A의 범위 내로 변환되어 제2 용접봉(42)에 제공될 수 있으며, 본 발명에서는 600A로 변환하여 제2 용접봉(42)에 제공될 수 있다.

한편, 변압기(50)는 제1 전류모듈(51)에서 변환되는 저전류(150A) 제어전원과, 제2 전류모듈(53)에서 변환되는 고전류(600A) 제어전원을 하나의 변압기에서 통합운영하는 구조로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 제2 용접봉(42)에 고전류를 인가하는 순서는 전원공급부(20)에서 전원을 제2 전류모듈(53)에 인가하고, 제2 전류모듈(53)에서 고전류로 변환한 이후, 제2 용접봉(42)에 고전류를 인가하는 순서로 이루어질 수 있다.

또한, 제1 용접봉(41)에 저전류를 인가하는 순서는 전원공급부(20)에서 전원을 제2 전류모듈(53)에 인가하여 제2 전류모듈(53)에서 고전류로 1차 변환하고, 제1 전류모듈(51)에 고전류를 인가하여 제1 전류모듈(51)에서 저전류로 2차 변환한 이후, 제1 용접봉(41)에 저전류를 인가하는 순서로 이루어질 수 있다.

즉, 하나의 변압기를 통해 고전류 및 저전류를 인가하도록 구성될 수 있으며, 용접장치의 소형화를 이룰 수 있고, 구조가 종래기술에 비하여 간단하여 제작이 용이한 효과가 있다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 하이브리드 용접기는 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 - 하이브리드 용접기 10 - 케이스
20 - 전원공급부 30 - 전류조절부
40 - 용접장치 41 - 제1 용접봉
42 - 제2 용접봉 50 - 변압기
51 - 제1 전류모듈 52 - 제1 제어부
53 - 제2 전류모듈 54 - 제2 제어부

Claims (6)

1. 케이스;
   상기 케이스의 내부에 설치되고, 전원을 공급하는 전원공급부;
   상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하는 변압기; 및
   상기 케이스의 외부에 설치하되, 상기 전원공급부와 연결되어 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 모재를 용접하며, 제1 용접봉 및 제2 용접봉을 포함하는 용접장치; 를 포함하고,
   상기 변압기는 상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하여 제1 전류를 생성하고, 상기 제1 전류를 제1 용접봉에 공급하는 제1 전류모듈; 및
   상기 전원공급부에서 공급하는 전원을 제어하여 제2 전류를 생성하되, 상기 제2 전류가 상기 제1 전류보다 상대적으로 큰 전류로 생성하며, 상기 제2 전류를 제2 용접봉에 공급하는 제2 전류모듈; 을 포함하며,
   상기 케이스의 외부에 설치되고, 상기 제1 전류모듈 또는 제2 전류모듈 중 어느 하나를 선택하여 상기 제1 전류 또는 제2 전류가 셋팅되며, 버튼 또는 스위치형태로 이루어진 전류조절부; 를 포함하고,
   상기 변압기는 제1 전류모듈을 제어하는 제1 제어부; 및
   상기 제2 전류모듈을 제어하는 제2 제어부; 를 포함하고,
   상기 제1 전류모듈은 상기 제2 제어부에서 제2 전류를 생성한 이후, 제1 제어부에서 제1 전류를 생성하며,
   상기 제1 제어부는 상기 전원공급부에서 공급받은 전원을 인버터 제어전원으로 제어하고,
   상기 제1 전류는 150A 내지 200A 의 범위 내로 형성하며,
   상기 제2 제어부는 상기 전원공급부에서 공급받은 전원을 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 제어전원으로 제어하여 상기 제2 용접봉으로 전달하고,
   상기 제2 전류는 580A 내지 620A의 범위 내로 형성하며,
   상기 제1 용접봉에 저전류를 인가하는 순서는 상기 전원공급부에서 전원을 상기 제2 전류모듈에 인가하여 제2 전류모듈에서 고전류로 1차 변환하고, 상기 제1 전류모듈에 고전류를 인가하여 상기 제1 전류모듈에서 저전류로 2차 변환한 이후, 제1 용접봉에 저전류를 인가하고,
   상기 제2 용접봉에 고전류를 인가하는 순서는 상기 전원공급부에서 전원을 상기 제2 전원모듈에 인가하고, 상기 제2 전원모듈에서 고전류로 변환한 이후, 제2 용접봉에 고전류를 인가하는, 하이브리드 용접기.
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