KR19990082797A - Welding monitoring system - Google Patents

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KR19990082797A
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하수크리스토퍼
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링컨 글로발, 인크.
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical

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Abstract

본 발명은 전극을 사용하여 2개의 파이프 섹션을 함께 용접하고, 용접 작동중에 파이프 섹션의 외주면에 대해 전극이 이동될 때 파이프 섹션 사이의 간극쪽으로 전극을 이동시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. 용접 공정중에, 용접 매개 변수가 기록되어 결정된 위치와 상호 연관된다. 형성된 용접 비드의 위치는 GPS 위성에 의해 결정된다.The present invention relates to an apparatus and method for welding two pipe sections together using electrodes and for moving the electrodes towards the gap between the pipe sections when the electrode is moved relative to the outer circumferential surface of the pipe section during the welding operation. During the welding process, welding parameters are recorded and correlated with the determined position. The position of the weld bead formed is determined by the GPS satellites.

Description

용접 모니터 시스템{WELDING MONITORING SYSTEM}Welding monitor system {WELDING MONITORING SYSTEM}

본 발명은 용접 아크를 이용한 용접 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 용접 과정중 용접 시스템의 모니터 및 제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of welding using a welding arc, and more particularly, to a method and apparatus for monitoring and controlling a welding system during a welding process.

본 발명은 파이프 섹션의 용접과 이를 모니터하는 것에 관한 것이다. 파이프 섹션을 함께 용접하는 것에 대한 논의를 위해 미국 특허 제5,676,857호를 배경 정보로서 본원에 기재하고 있다.The present invention relates to welding of pipe sections and monitoring them. US Pat. No. 5,676,857 is described herein as background information for a discussion of welding pipe sections together.

본 발명은 아크 용접, 구체적으로, 소모성 전극을 사용하여 2개의 강판을 용접하고 용접 과정중 용접 매개변수를 모니터하는 장치 및 방법, 보다 구체적으로는 코어형 전극을 사용하여 파이프 섹션을 함께 단락(短絡) 아크 용접(short circuiting arc weld)하고 그 용접 매개변수를 모니터하고 그렇게 형성되는 용접 비드의 위치를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for welding two steel plates using arc welding, specifically consumable electrodes, and to monitor welding parameters during the welding process, and more particularly to shorting pipe sections together using cored electrodes. A device and method for short circuiting arc welds and for monitoring their welding parameters and for determining the location of the weld beads so formed.

파이프 시스템은 오일, 가스 및 물과 같은 다양한 물질을 소망의 위치로 운송하는데 사용된다. 그러한 파이프 시스템은 수백 마일에서 수천 마일까지도 연장할 수 있다. 많은 경우, 이들 파이프 시스템은 먼거리에 있는 개발되지 않은 지역을 여러차례에 걸쳐 통과하게 된다. 대구경 파이프의 단부들을 용접하기 위한 용접 분야에 있어서, 수형(獸形) 베벨과 소폭의 평 랜드를 제공하도록 각 파이프의 단부들을 가공하고, 그렇게 가공된 단부들을 상기 랜드에 인접하고 통상 간격을 둔 관계로 축 정렬(axle alignment)시켜 파이프의 2개의 단부 사이에 간극을 형성하고, 그런 다음, 360°용접부를 형성하도록 파이프 둘레에 하나 이상의 용접 헤드를 배치하는 것이 종래의 방법이다. 용접 비드는 통상 여러 단계를 거쳐 형성된다. 먼저, 파이프의 적어도 내측 연부나 랜드가 용융되고 랜드 사이의 간극이 용접 금속으로 충전된 위치에 루트 패스(root pass)를 형성한다. 그런 다음, 여러개의 필러 패스(filler pass)가 형성되고, 베벨에 의해 형성된 공간내에 용접 금속이 적어도 파이프의 외부면과 동일 높이로 충전된다. 용접 작업에서 루트 패스는 매우 중요한 부분이다. 루트 패스가 형성되고 나면, 파이프 정렬이 보장된다. 따라서, 루트 패스가 형성되는 중에 100% 완전한 용접 비드가 형성되어야 한다. 용접 비드의 완전성(soundness)은 파이프의 내부면까지 전적으로 랜드들 모두가 완전히 융해되고 또 그 랜드들 사이의 간극이 용접 금속으로 완전히 충전됨을 의미한다. 상기 간극에 용접 금속이 융착되는 것은 어려운데, 그것은 용접 비드가, 파이프 둘레에 루트 패스를 형성할 때 용접 위치가 다운핸드 용접, 수직 상하 용접으로부터 오버헤드 용접으로 전환되도록 파이프 둘레로 용접 헤드를 이동시키는 것에 의해 제조되어야 하기 때문이다. 더욱이, 루트 패스 형성 과정중 만들어진 용접 금속은 파이프 섹션 사이의 간극을 충전하여야 하지만, 간극 사이를 통과하여 파이프의 내부면상에 축적되어서는 안된다. 용접 비드는 간혹 파이프의 내부에 미소 돌출부를 가지는 파이프 내부에 대해 비교적 평탄한 표면을 형성하기도 하여야 한다. 파이프내의 용접 비드의 과도한 돌출부로 인해, 1) 파이프 시스템의 완전도를 감지하기 위하여 파이프 내부에서 작동하는 장치에 문제가 있을 수 있으며, 2) 파이프 시스템을 통해 유체가 운송될 때 원치않는 유체 혼합 및 난류가 유발될 수 있다.Pipe systems are used to transport various materials such as oil, gas and water to the desired location. Such a pipe system can extend from hundreds to thousands of miles. In many cases, these pipe systems will travel through undeveloped areas over long distances. In the field of welding for welding the ends of large diameter pipes, the ends of each pipe are machined to provide a male bevel and a small flat land, and the processed ends are adjacent to and normally spaced in relation to the land. It is conventional practice to place one or more welding heads around the pipe to form a gap between the two ends of the pipe by axle alignment, and then to form a 360 ° weld. Welding beads are usually formed in several steps. First, a root pass is formed at a position where at least the inner edge or land of the pipe is melted and the gap between the lands is filled with weld metal. Then, several filler passes are formed, in which the weld metal is filled at least flush with the outer surface of the pipe in the space formed by the bevel. The root pass is a very important part of the welding operation. Once the root path is formed, pipe alignment is assured. Thus, 100% complete weld beads should be formed while the root pass is being formed. The soundness of the weld bead means that all of the lands are completely melted up to the inner surface of the pipe and the gap between the lands is completely filled with weld metal. It is difficult to weld the weld metal to the gap, which causes the weld bead to move the weld head around the pipe such that when the weld bead forms a root path around the pipe, the welding position is switched from downhand welding, vertical up and down welding to overhead welding. This is because it must be produced by. Moreover, the weld metal made during the root pass formation process must fill the gap between the pipe sections, but must not accumulate on the inner surface of the pipe through the gap. The weld beads may sometimes form a relatively flat surface with respect to the inside of the pipe having micro projections inside the pipe. Due to the excessive protrusion of weld beads in the pipe, 1) there may be a problem with the device operating inside the pipe to detect the integrity of the pipe system, and 2) unwanted fluid mixing and Turbulence may be caused.

허용할 수 있는 유체 비드를 형성하는 용접 장치가 미국 특허 제5,676,857호호에 개시되어 있다. 이 특허는 2가지의 용접 버그(bug)를 개시하고 있는데, 이 버그는 파이프의 둘레를 따른 트랙상에서 연속적으로 이동하며 파이프의 2개의 단부 사이에 루트 비드를 부착하기 위한 특별한 단락 회로 전원을 포함한다. 이 특허는 버그 속도와 용접 선재의 속도를 적절히 선택하는 것에 의해, 베벨의 각 연부를 통해 단지 미미한 연소만이 발생하고 파이프의 내부에 작고 평탄한 용접부가 형성된다고 개시하고 있다. 본 출원인은 미국 특허 제5,676,857호에 개시된 용접 장치를 플럭스 코어 장입형 전극을 사용할 수 있게 개조하여, 원하는 조성의 용접 비드를 얻음으로써 용접 금속의 성분이 금속 파이프의 성분과 거의 일치되도록 하여 강하고 내구성을 갖는 용접 비드를 형성할 수 있음을 발견하였다. 용접 장치는 용접중에 차폐 가스를 형성하는 자체 차폐 플럭스 시스템을 사용하는 것에 의해 차폐 가스가 용접 비드를 환경적으로 불리한 영향으로부터 보호하는 것을 보장하도록 재차 개조될 수 있다.Welding devices for forming acceptable fluid beads are disclosed in US Pat. No. 5,676,857. This patent discloses two welding bugs, which include a special short-circuit power source for continuously attaching the root bead between two ends of the pipe, moving continuously on a track along the circumference of the pipe. . The patent discloses that by appropriately selecting the speed of the bug and the speed of the weld wire, only minor combustion occurs through each edge of the bevel and a small flat weld is formed inside the pipe. The Applicant has adapted the welding apparatus disclosed in US Pat. No. 5,676,857 to use flux core-loaded electrodes to obtain a weld bead of desired composition such that the components of the weld metal are substantially matched to those of the metal pipe, resulting in a strong and durable It has been found that a weld bead can be formed. The welding apparatus can be retrofitted again to ensure that the shielding gas protects the weld beads from environmentally adverse effects by using a self shielding flux system that forms the shielding gas during welding.

파이프 시스템은 전형적으로 수백 마일의 길이를 갖도록 설계된다. 그러한 파이프 시스템의 길이에 따라, 파이프 시스템 조립체는 파이프 시스템의 경로를 따라 부분적으로 형성될 수 있다. 파이프 시스템의 신장된 길이와 파이프 섹션들을 함께 적절히 용접하는 것의 중요성의 관점에서, 파이프 시스템의 발전과 품질 및 각각의 파이프 섹션 사이에 형성된 용접 비드의 품질을 조사하기 위한 용접 기술자 그룹이 있어야 한다. 멀리 떨어진 지역에서, 기술자 그룹을 활용하는 것과 관련된 비용은 고가일 수 있다. 그러한 비용은 파이프 라인을 이전에 설치된 것과 동일한 비용으로 설치하는 것을 저해할 수 있다. 또한, 기술자 그룹은 멀리 떨어져 있거나 및/또는 개발되지 않은 지역에 파이프 시스템을 설치할 때 원치 않는 환경에 노출될 수 있다. 그러한 원치 않는 환경은 기술자들의 건강에 악영향을 미칠 수 있거나 및/또는 용접 공정의 품질을 일정하게 모니터하기 위한 능력에 해를 끼침으로써, 결국 공기(工期) 지연, 비용 증가 및 파이프 시스템을 따른 용접 비드의 결함을 야기할 수 있다. 기술자들 그룹을 용접 위치에 유지시키는 것과 관련된 비용 이외에도, 파이프 라인을 따른 용접의 진척과 파이프 라인을 따라 생긴 용접상의 문제점 또는 다른 문제점의 위치를 식별하는 것과 관련된 고유의 문제점이 존재한다. 멀리 떨어져 있거나 및/또는 개발되지 않은 지역에서, 용접 공정의 진척 및/또는 문제점을 보고하기 위해 파이프 시스템을 따른 용접기의 지리적 위치와 그 용접기에 의해 형성된 용접 비드의 위치를 식별하는 것은 불가능하지는 않지만 매우 어려운 작업일 수 있다.Pipe systems are typically designed to be hundreds of miles long. Depending on the length of such pipe system, the pipe system assembly may be formed partially along the path of the pipe system. In view of the elongated length of the pipe system and the importance of properly welding the pipe sections together, there should be a group of welding technicians to investigate the development and quality of the pipe system and the quality of the weld beads formed between each pipe section. In remote areas, the costs associated with using a group of technicians can be expensive. Such costs can hinder the installation of pipelines at the same cost as previously installed. In addition, groups of technicians may be exposed to unwanted environments when installing pipe systems in remote and / or undeveloped areas. Such unwanted environments may adversely affect the health of the technicians and / or damage the ability to constantly monitor the quality of the welding process, resulting in air delays, increased costs and weld beads along the pipe system. Can cause defects. In addition to the costs associated with maintaining a group of technicians at the welding location, there are inherent problems associated with identifying the progress of welding along the pipeline and the location of welding or other problems along the pipeline. In remote and / or undeveloped areas, it is not possible to identify the geographic location of the welder along the pipe system and the location of the weld beads formed by the welder to report progress and / or problems in the welding process. This can be a difficult task.

대용량의 파이프 시스템에서 파이프 섹션들의 용접과 관련된 문제점으로부터, 형성된 용접 비드의 품질과 그러한 용접 비드의 위치를 모니터하기 위한 용접 모니터 시스템에 대한 필요성이 존재한다.From the problems associated with welding pipe sections in high volume pipe systems, there is a need for a weld monitor system to monitor the quality of weld beads formed and the location of such weld beads.

본 발명은 2개의 강판을 함께 용접하고 용접 공정의 매개 변수를 모니터하는 방법 및 장치, 보다 구체적으로는 파이프 섹션들을 함께 용접하고 그 파이프 섹션들 사이에 용접 비드가 형성되는 동안 하나 이상의 용접 매개 변수를 모니터하고 그러한 매개 변수를 소정 위치에 대해 연계시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 광범위한 용도를 가지고 있으며, 트랙 레일, 항공기와 선박의 요소, 교량 등의 긴 길이의 여타 금속 구조물들을 함께 용접하는데 사용될 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for welding two steel plates together and to monitor the parameters of a welding process, more specifically to welding one or more welding parameters while welding pipe sections together and forming a weld bead between the pipe sections. A method and apparatus for monitoring and associating such parameters with respect to a given location. However, the present invention has a wide range of uses and can be used to weld together other long length metal structures such as track rails, aircraft and ship elements, bridges, and the like.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 요소를 갖는 구조물, 그러한 구조물의 하나 이상의 요소를 함께 용접하여 용접 비드를 형성하도록 구성된 용접기, 용접 공정의 하나 이상의 매개 변수를 기록하기 위한 용접 모니터 및 형성된 용접 비드의 위치를 결정하기 위한 위치 식별기가 제공된다. 모니터된 용접 매개 변수는 한정되는 것은 아니지만, 전극을 통과하는 전압 및/또는 전류, 전원에 의해 형성된 전압 및/또는 전류, 전극 종류 및/또는 전극 공급 속도, 플럭스 종류 및/또는 플럭스 공급 속도, 차폐 가스 종류 및/또는 차폐 가스 공급 속도, 용접 가스 종류 및/또는 용접 가스 공급 속도, 용접 주기, 용접 헤드의 방향 및/또는 속도, 낮 시간, 대기 온도 및/또는 환경, 날짜, 용접 절차의 방식, 용접 헤드의 구조물상의 위치, 용접 공정중의 중단, 용접 공정중의 에러(전자적 및/또는 기계적), 구조물의 종류 및/또는 형태 등을 포함할 수 있다. 이들 매개 변수 또는 다른 매개 변수들중 하나 이상이 전자적으로 저장되고 다른 위치로 전자적으로 전송되어 모니터상에 인쇄 및/또는 디스플레이될 수 있다. 위치 식별기는 형성된 특정 용접 비드의 위치를 결정하도록 설계된다. 이 위치 정보 또는 위치 매개 변수는 형성된 용접 비드의 하나 이상의 용접 매개 변수에 다시 연계될 수 있다. 파이프 라인, 철로 트랙, 기타 대형 구조물과 같은 긴 길이의 구조물의 경우, 용접기는 그 구조물을 따라 이동하면서 다수의 용접 위치에서 용접을 수행하며, 위치 식별기는 일정 기준점에 대한 용접기의 위치를 결정하며, 모니터된 용접 매개 변수는 그 결정된 위치와 상호 관련되거나 조합되어진다. 기록된 용접 매개 변수와 위치 매개 변수는 전자적으로 저장되고 다른 위치로 전자적으로 전송되어 모니터상에 인쇄 및/또는 디스플레이될 수 있다. 기록된 데이터는 즉각적으로 분석되거나 및/또는 품질제어를 목적으로 구조물상의 특정 위치에서의 용접 매개 변수를 고찰하기 위해 차후에 분석될 수 있다.According to a preferred embodiment of the invention, a structure having at least one element, a welder configured to weld together at least one element of such a structure to form a weld bead, a weld monitor for recording one or more parameters of the welding process and formed welds A location identifier is provided for determining the location of the beads. Monitored welding parameters include, but are not limited to, voltage and / or current through the electrode, voltage and / or current formed by the power source, electrode type and / or electrode feed rate, flux type and / or flux feed rate, shielding. Gas type and / or shielding gas supply rate, welding gas type and / or welding gas supply rate, welding cycle, direction and / or speed of the welding head, day time, ambient temperature and / or environment, date, manner of welding procedure, Location of the weld head on the structure, interruption during the welding process, errors (electronic and / or mechanical) during the welding process, type and / or shape of the structure, and the like. One or more of these or other parameters may be stored electronically and sent electronically to another location for printing and / or display on a monitor. The location identifier is designed to determine the location of the particular weld bead formed. This positional information or positional parameters can be linked back to one or more welding parameters of the formed weld bead. For long length structures such as pipelines, railroad tracks and other large structures, the welder moves along the structure and performs welding at multiple welding positions, the position identifier determines the position of the welder relative to a certain reference point, The monitored welding parameters are correlated or combined with the determined position. The recorded weld parameters and position parameters can be stored electronically and sent electronically to another location for printing and / or displaying on a monitor. The recorded data can be analyzed immediately and / or subsequently analyzed to consider welding parameters at specific locations on the structure for quality control purposes.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 위치 식별기는 상대적으로 고정된 위치로부터 2개 이상의 신호를 감지하고, 그렇게 감지된 신호를 기초로 위치 매개 변수를 계산하도록 구성된다. 신호들은 육상 통신 신호 및/또는 위성 통신 신호인 것이 바람직하다. 바람직한 일실시예에서, 위치 식별기는 범지구 측위 시스템(GPS; Global Positioning System)의 위성을 이용하여 위치 매개 변수를 계산한다. GPS는 GPS 위성에 의해 데이터를 전송하는 방식의, 다중 위성을 기초로 한 전파 측위 시스템으로서, 소정의 디바이스(device)로 하여금 GPS 위성들중 선택된 위성들로부터의 거리를 정확하게 측정케 한 후, 알려진 바의 삼각 측량법을 이용하여 위치 및 시간 매개 변수를 높은 정확도로 계산케 한다. GPS에 의해 제공된 신호는 전세계적으로 또 연속적으로 수신될 수 있다. GPS는 스페이스 세그먼트(space segment)와 제어 세그먼트를 구비한다. 스페이스 세그먼트는 완전 작동시 21개의 작동 위성으로 이루어진다. 이들 위성은 통상 7개, 최소 4개의 위성이 지표면이나 그 근처의 어느 곳에서도 디바이스에 의해 관찰 가능하도록 편재된 배열로 위치된다. 각각의 위성은 확산 기능(spreading function)을 채용하는 확산 스펙트럼 기법을 이용하여, L1(1575.42 MHz)와 L2(1227.6 MHz)로 알려진 2가지 주파수 신호를 전송한다. C/A 및 P 의사 랜덤 노이즈(PRN; Pseudo Random Noise) 코드는 L1 및/또는 L2 주파수로 전송된다. P 코드 및 C/A 코드 모두는 수신기로 하여금 위성과 디바이스 사이의 범위를 결정케 하는 데이터를 포함한다. P 코드 및 C/A 코드 모두에는 항법(Nav) 메시지(navigation message)가 부가(superimpose)된다. 상기 항법 메시지에는 위성의 성능에 관한 정보, C/A 코드 사용자를 위한 전리층 딜레이 모델에 대한 계수 및 세계 협정 시각(universal coordinated time; UCT)을 계산하기 위한 계수를 포함하여, GPS 시스템 시각; C/A코드로부터 P 코드 트랙킹 변환과 관련하여 사용되는 핸드오버 워드(handover word); 추적될 특정 위성에 대한 추산 위치표 데이터 (ephemeris data); 군단을 이룬 모든 위성에 대한 달력 데이터(almanac data)를 포함한다. 제어 세그먼트는 마스터 제어 스테이션(MCS)과 다수의 모니터 스테이션을 구비한다. 각 위성의 항행 메시지의 재전송을 위해 각각의 위성에는 갱신된 추산 위치표 데이터 및 클록 데이터가 업로드(upload)된다. 제어 세그먼트의 목적은 위성으로부터 전송된 정보를 가능한 한 정확하게 하는 것이다. GPS 수신기는 안테나 조립체, RF 조립체, GPS 프로세서 조립체를 포함한다. 안테나 조립체는 L-밴드 GPS 신호를 수신하여 그 수신된 신호를 RF 조립체로 전송한다. RF 조립체는 L-밴드 GPS 신호를 유용한 중간 주파수로 믹스다운(mix down)한다. 여러가지 공지된 기법을 사용하여, L-밴드 신호를 변조하는 PRN 코드를 코드-상관 관계로써 추적하여 위성으로부터의 신호의 전송 시간을 측정한다. 캐리어 트랙킹 루프를 통해, 수신된 L-밴드 신호의 도플러 시프트(Doppler shift) 역시 측정된다. 코드 상관 관계와 캐리어 트랙킹 기능은 아날로그 또는 디지탈 프로세싱을 이용하여 수행될 수 있다. 코드와 캐리어 트랙킹 루프의 제어는 GPS 프로세서 조립체에 의해 제공된다. 이 측정치를 디바이스의 클록에 의해 결정되는 수신 시간과 차별화시키는 것에 의해, 디바이스와 추적될 위성 사이의 의사 범위를 결정할 수 있다. 이의사 범위는 위성까지의 범위와 GPS 마스터 시각 표준에서 벗어난 디바이스 클록의 편차(offset) 모두를 포함한다. 위성으로부터의 항법 데이터와 의사 범위 측정치는 위치 계산, 디바이스의 클록 편차 보정, GPS 시각 지시에 이용된다. RPC 프로세싱과 메모리 기능은 채널 상태 및 제어, 신호 획득 및 재획득, 코드 및 캐리어 트랙킹 루프를 모니터하고, 의사 범위(PR) 및 델타 범위(DR)의 측정치를 계산하고, 데이터 에지 타이밍(edge timing), 위성에 의해 제공된 달력 및 추산 위치표 데이터의 획득 및 저장, 프로세서 제어 및 타이밍, 어드레스 및 코멘드 디코딩, 시간 설정된(timed) 인터럽트 발생, 인터럽트 인식 제어, GPS 타이밍 등을 결정하는 것을 포함한다. GPS 수신기에 의해 수행되는 항행 프로세싱 및 메모리 기능은 위성 궤도 계산 및 위성 선택, 대기 지연 보정(atmospheric delay correction), 항법 해석 계산, 클록 바이어스 및 속도 평가, 출력 정보 계산, 도움 정보의 예비 프로세싱 및 좌표 변환(coordinate conversion) 등을 포함한다. 공작물상에 형성되는 용접 비드의 위치를 GPS를 이용하여 결정할 때, GPS는 지구 위도 및 경도를 따라 약 1-100m의 정확도를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the position identifier is configured to detect two or more signals from a relatively fixed position and calculate a position parameter based on the detected signals. The signals are preferably land communication signals and / or satellite communication signals. In one preferred embodiment, the location identifier calculates location parameters using satellites of the Global Positioning System (GPS). GPS is a multi-satellite based positioning system in which data is transmitted by a GPS satellite. A GPS is a known device that accurately measures a distance from selected ones of GPS satellites and then is known. The bar's triangulation method is used to calculate the position and time parameters with high accuracy. The signals provided by the GPS can be received worldwide and continuously. GPS has a space segment and a control segment. The space segment consists of 21 operating satellites in full operation. These satellites are usually located in an ubiquitous arrangement so that at least four satellites are observable by the device at or near the earth's surface. Each satellite transmits two frequency signals, known as L1 (1575.42 MHz) and L2 (1227.6 MHz), using a spread spectrum technique that employs a spreading function. C / A and P pseudo random noise (PRN) codes are transmitted at the L1 and / or L2 frequencies. Both the P code and the C / A code contain data that allows the receiver to determine the range between the satellite and the device. Navigation messages are superimposed on both the P code and the C / A code. The navigation message includes GPS system time, including information about satellite performance, coefficients for ionospheric delay models for C / A code users, and coefficients for calculating universal coordinated time (UCT); A handover word used in connection with a P code tracking transformation from a C / A code; Estimated ephemeris data for the particular satellite to be tracked; Contains calendar data for all satellites in the corps. The control segment has a master control station (MCS) and a number of monitor stations. The updated estimated geostationary data and clock data are uploaded to each satellite for retransmission of the navigation messages of each satellite. The purpose of the control segment is to make the information transmitted from the satellite as accurate as possible. The GPS receiver includes an antenna assembly, an RF assembly, and a GPS processor assembly. The antenna assembly receives the L-band GPS signal and transmits the received signal to the RF assembly. The RF assembly mixes down the L-band GPS signal to a useful intermediate frequency. Using various known techniques, the PRN code that modulates the L-band signal is tracked in code-correlation to measure the transmission time of the signal from the satellite. Through a carrier tracking loop, the Doppler shift of the received L-band signal is also measured. Code correlation and carrier tracking functionality can be performed using analog or digital processing. Control of code and carrier tracking loops is provided by the GPS processor assembly. By differentiating this measurement from the reception time determined by the device's clock, it is possible to determine the pseudo range between the device and the satellite to be tracked. The range of doctors includes both the range to the satellite and the offset of the device clock outside the GPS master time standard. Navigation data and pseudorange measurements from satellites are used for position calculations, device clock deviation correction, and GPS visual indications. RPC processing and memory functions monitor channel status and control, signal acquisition and reacquisition, code and carrier tracking loops, calculate pseudorange (PR) and delta range (DR) measurements, and data edge timing Determining the acquisition and storage of calendar and estimated location table data provided by the satellite, processor control and timing, address and command decoding, timed interrupt generation, interrupt recognition control, GPS timing, and the like. Navigational processing and memory functions performed by the GPS receiver include satellite orbital calculations and satellite selection, atmospheric delay correction, navigational analysis calculations, clock bias and speed evaluation, output information calculations, preliminary processing of coordinate information and coordinate transformations. (coordinate conversion). When using GPS to determine the position of a weld bead formed on a workpiece, the GPS provides an accuracy of about 1-100 m along the earth's latitude and longitude.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 위치 매개 변수 및 하나 이상의 용접 매개 변수는 실시간 고찰 및/또는 차후 현장 고찰을 위해 전자적으로 저장 및/또는 인쇄되거나, 및/또는 멀리 떨어진 지역으로의 전송을 위해 전자적으로 저장된다. 하나 이상의 용접 매개 변수를 기록하고 그러한 용접 매개 변수를 위치 매개 변수와 연계시킬 수 있는 능력으로부터, 기술자들은 각 용접 위치에 있지 않고도 형성된 용접 비드의 품질을 주기적으로 모니터할 수 있다. 기록 및/또는 인쇄된 데이터의고찰시, 기술자들은 공작물을 따라 특정 용접 비드가 형성되는 동안 어떤 용접 매개 변수가 존재하였는지를 결정할 수 있다. 기술자들은 그 데이터를 시간마다, 날마다, 주마다, 심지어 달마다 고찰할 수 있으며, 그러한 데이터의 고찰시, 공작물상의 각 용접 위치에 형성된 용접 비드의 품질을 결정할 수 있다. 그외에 또는 선택적으로, 그 기록된 데이터를 전화, 인터넷, 위성, 전파 신호 등을 이용하여 멀리 떨어진 지역으로 전자적으로 송신함으로써 특정 지역에서의 용접 공정을 실시간 모니터하거나 및/또는 지연된 모니터할 수 있다. 용접 공정이 멀리 떨어진 지역에서 수행되는 경우, 그 멀리 떨어진 지역과 용접 사이트 간의 통신 링크를 형성하기 위한 유일한 방법은 위성을 이용하는 방법일 수 있다. 컴퓨터와 같은 데이터 저장 기구는 정보를 저장하도록 설계될 수 있고, 하루중 미리 선택된 시간마다, 데이터가 수동 조작에 의해 또는 자동적으로 위성을 통해 멀리 떨어진 지역과 링크될 수 있다. 또한, 데이터 저장 유닛은 멀리 떨어진 지역으로부터 신호를 수신하고, 명령시, 전자적으로 저장되는 정보를 다운로드(download)하도록 설계될 수 있다.According to another aspect of the invention, the positional parameters and one or more welding parameters are electronically stored and / or printed for real-time consideration and / or subsequent site consideration, and / or electronically for transmission to remote areas. Stored as. From the ability to record one or more welding parameters and associate those welding parameters with positional parameters, technicians can periodically monitor the quality of formed weld beads without being at each welding position. In considering the recorded and / or printed data, technicians can determine which welding parameters existed during the formation of a particular weld bead along the workpiece. The technicians can review the data hourly, daily, weekly, even monthly, and upon reviewing such data can determine the quality of the weld beads formed at each weld location on the workpiece. In addition, or alternatively, the recorded data may be electronically transmitted to remote areas using telephones, the Internet, satellites, radio signals, and the like to real-time and / or delay monitor the welding process in a particular area. If the welding process is performed in a remote area, the only way to form a communication link between the remote area and the welding site may be by using a satellite. Data storage devices, such as computers, may be designed to store information, and at preselected times of the day, the data may be linked to remote areas by satellite or automatically by manual manipulation. In addition, the data storage unit may be designed to receive signals from distant areas and to download, when commanded, electronically stored information.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 용접기용 용접 제어기는 멀리 떨어진 지역으로부터 전화, 인터넷, 위성, 전파 신호 등이나 및/또는 현지의 기술자를 통해 정보를 수신하고, 그에 따라 그렇게 수신된 정보를 이용하여 용접 공정중 하나 이상의 용접 매개 변수를 변경하도록 설계될 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 용접 제어기는 위치 매개 변수를 분석하여 그 용접기가 특정 위치에 있음을 결정하였을 때 하나 이상의 용접 매개 변수를 변경한다. 다른 특정 실시예에서, 멀리 떨어진 지역에 있는 기술자 및/또는 제어 기구는 전화, 인터넷, 위성, 전파 신호 등을 이용하여 용접기로부터 데이터를 수신하고, 그 용접기가 특정 위치에 있음을 결정하면, 전화, 인터넷, 위성, 전파 신호를 통해 갱신된 정보를 용접 제어기로 송신하여 하나 이상의 용접 매개 변수를 변경한다.According to another aspect of the present invention, a welding controller for a welder receives information from a remote location through a telephone, internet, satellite, radio signal, etc. and / or a local technician, and thus uses the received information. It can be designed to change one or more welding parameters during the welding process. In one particular embodiment, the welding controller analyzes the positional parameters to change one or more welding parameters when it determines that the welder is at a particular position. In another particular embodiment, a technician and / or control mechanism in a remote area receives data from a welder using a telephone, the Internet, satellites, radio signals, and the like, and determines that the welder is at a particular location. The updated information is transmitted to the welding controller via the Internet, satellite and radio signals to change one or more welding parameters.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공작물은 2개의 파이프 섹션을 포함하며, 그 섹션들은 2개의 섹션의 단부들 사이에 간극이 형성되도록 함께 위치되며, 용접 시스템에 의해 함께 용접되어진다. 상기 용접 시스템은 상기 2개의 파이프 섹션에 의해 형성된 간극 둘레에 위치된 용접 캐리지, 용접 전원, 용접 공정중 하나 이상의 용접 매개 변수를 제어하는 용접 전류 회로, 고정된 위치에 대한 용접기의 위치를 결정하는 위치 기구, 데이터 저장 기구를 포함한다. 파이프 섹션은 적어도 그 파이프 섹션 사이의 간극에 루트 비드가 부착되기 까지 클램프를 사용하는 것에 의해 함께 정렬되는 것이 바람직하다. 용접 캐리지는 간극 둘레로 약 180°, 바람직하게는 360°로 연장하는 것이 좋다. 용접 캐리지는 간극의 둘레로 이동할 때 트랙을 따라 미끄러지도록 구성되며, 상기 트랙은 파이프 외주에 대해 고정되어 있다. 용접 캐리지는 그 용접 캐리지를 트랙과 간극 둘레를 따라 소망의 속도로 이동할 수 있게 하는 구동 모터를 포함한다. 용접중 전극을 사용하는 경우라면, 용접 캐리지는 용접 공정중 소모성 전극을 간극쪽으로 제어 가능하게 이동시키는 기구를 포함한다. 전극의 이동을 제어하는 상기 기구는 용접중 캐리지를 간극에 대해 제어 가능하게 이동시키기 위한 기구와 일체로 되거나 분리될 수 있다. 위치 기구는 2개 이상의 전파 신호를 수신하여, 특정 위치에 대한 형성된 용접 비드의 위치를 계산하도록 구성된다. 데이터 저장 기구는 용접 공정중의 하나 이상의 용접 매개 변수와 상기 위치 기구로부터의 위치 매개 변수를 저장하도록 구성된다.According to another embodiment of the invention, the workpiece comprises two pipe sections, the sections being located together such that a gap is formed between the ends of the two sections and welded together by a welding system. The welding system includes a welding carriage positioned around the gap formed by the two pipe sections, a welding power source, a welding current circuit that controls one or more welding parameters of the welding process, and a position for determining the position of the welder relative to a fixed position. Mechanism, and data storage mechanism. The pipe sections are preferably aligned together by using a clamp until at least the root bead is attached to the gap between the pipe sections. The welding carriage preferably extends about 180 °, preferably 360 °, around the gap. The weld carriage is configured to slide along the track as it travels around the gap, the track being fixed relative to the pipe circumference. The welding carriage includes a drive motor that allows the welding carriage to move at a desired speed along the track and the gap circumference. If an electrode is used during welding, the welding carriage includes a mechanism for controllably moving the consumable electrode toward the gap during the welding process. The mechanism for controlling the movement of the electrode can be integral or separate from the mechanism for controllably moving the carriage with respect to the gap during welding. The location mechanism is configured to receive two or more radio signals to calculate the location of the formed weld bead relative to a particular location. The data storage mechanism is configured to store one or more welding parameters during the welding process and position parameters from the position mechanism.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 용접 전류 회로는 단락 회로 상태에서 전류를 제어하기 위한 제1 회로를 포함하며, 상기 단락 회로 상태에서는 소모성의 코어형 전극의 단부 위치의 용융 금속이 표면 장력 작용에 의해 간극 사이의 용융 금속 풀(pool)로 우선적으로 이전(移轉)되어 진다. 이전 전류(transfer current)는 상기 단락된 용융 금속을 통한 고전류 핀치 펄스를 포함하며, 상기 펄스는 용융 금속이 전극으로부터 용접 풀로 이전되는 것을 용이하게 보조한다. 용접 전류 회로는 또한 용융 전류를 발생시키는 제2 회로를 포함한다. 상기 용융 전류는 고전류 펄스로서, 소모성의 코어형 전극이 용접 풀과 간격을 두고 위치된 경우 상기 전극의 단부에서 비교적 일정한 용적의 금속을 용융시키는데 사용되는 미리 선택된 정도의 에너지량 또는 전력량(wattage)을 갖는 것이 바람직한 아크 사이를 통과한다. 용접 전류 회로의 제2 회로는 아크 상태의 초기에 고에너지의 증폭이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다. 고전류 증폭은 소모성 용접 선재가 용접 풀과 간격을 두고 위치된 경우에 용접 선재의 단부상의 금속을 비교적 일정 용적으로 용융시키기 위해 미리 선택된 I(t) 영역 또는 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 초기의 고전류의 플라즈마 부스트 전류를 취한 이후에, 선정된 시간 동안 고전류를 유지하고 나서, 전극을 원하는 만큼의 용적으로 용융시키기 위해 원하는 정도의 에너지량 또는 전력량이 인가될 때까지 상기 고전류가 소정 시간에 걸쳐 자연 감소(decayed)되도록 하는 것이 바람직하다. 용접 전류 회로는 용접 비드를 부착하는 동안 공작물의 불필요한 용융을 방지하기 위해 전극으로 진행되는 에너지량을 제한하거나 및/또는 용접중 용접 비드를 상당히 높게 유지하여 용융 금속이 용접 영역의 품질을 저하시키기 않도록 구성되는 것이 바람직하다. 용접 전류 회로는 백그라운드 전류를 생성하는 회로를 포함하는 것도 바람직하다. 백그라운드 전류는 저준위 전류로서, 단락 회로 상태가 종결된 후에 아크를 유지하는데 필요한 준위 바로 위로 유지된다. 백그라운드 전류는 용접 주기 내내 유지되도록 하여 용접중에 아크가 돌발적으로 소멸되지 않도록 보장하는 것이 바람직하다.According to another aspect of the present invention, a welding current circuit includes a first circuit for controlling current in a short circuit state, in which the molten metal at the end position of the consumable core type electrode is caused by surface tension action. It is preferentially transferred to the molten metal pool between the gaps. Transfer current includes a high current pinch pulse through the shorted molten metal, which facilitates the transfer of molten metal from the electrode to the weld pool. The welding current circuit also includes a second circuit for generating a melt current. The melt current is a high current pulse that, when the consumable cored electrode is positioned at a distance from the weld pool, produces a predetermined amount of energy or wattage used to melt a relatively constant volume of metal at the end of the electrode. It is desirable to have to pass between the arcs. The second circuit of the welding current circuit is preferably configured to achieve high energy amplification at the beginning of the arc state. The high current amplification preferably has a preselected I (t) region or energy for melting the metal on the end of the weld wire to a relatively constant volume when the consumable weld wire is positioned at a distance from the weld pool. After taking the initial high current plasma boost current, the high current is maintained for a predetermined time until the desired amount of energy or power is applied to melt the electrode in the desired volume. It is desirable to be decayed throughout. The welding current circuit limits the amount of energy going to the electrode to prevent unnecessary melting of the workpiece while attaching the weld bead and / or keeps the weld bead very high during welding so that the molten metal does not degrade the quality of the weld zone. It is preferred to be configured. The welding current circuit preferably also includes a circuit for generating a background current. The background current is a low level current that remains just above the level needed to maintain the arc after the short circuit condition is terminated. It is desirable to maintain the background current throughout the welding cycle to ensure that the arc does not abruptly disappear during welding.

본 발명의 주요 목적은 공작물상에 용접 비드가 형성되는 동안 하나 이상의 용접 매개 변수와 그러한 용접 매개 변수하에서 그 변수에 의해 결정된 형성된 용접 비드의 위치를 모니터하는 용접 시스템을 제공하는 것이다.It is a primary object of the present invention to provide a welding system that monitors the position of one or more welding parameters and the formed weld beads determined by those variables under such welding parameters while the weld beads are formed on the workpiece.

본 발명의 다른 목적은 공작물상에 용접 비드가 형성되는 동안 하나 이상의 용접 매개 변수와 그러한 용접 매개 변수에 의해 결정된 형성된 용접 비드의 위치를 저장하는 용접 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a welding system for storing one or more welding parameters and the position of the formed weld beads determined by such welding parameters while the weld beads are formed on the workpiece.

본 발명의 다른 목적은 상대적으로 고정된 위치로부터 하나 이상의 신호를 수신하고 그 수신된 신호를 기초로 한 위치를 계산하는 것에 의해 공작물상에 형성된 용접 비드의 위치를 결정하는 용접 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a welding system for determining the position of a weld bead formed on a workpiece by receiving one or more signals from a relatively fixed position and calculating a position based on the received signal.

본 발명의 다른 목적은 GPS를 이용하여, 형성된 용접 비드의 위치를 결정하는 용접 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a welding system for determining the position of the formed weld bead using GPS.

본 발명의 다른 목적은 용접 정보와, 대응하는 용접 비드의 위치 정보를 멀리 떨어진 지역으로 전송하는 용접 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a welding system for transmitting welding information and positional information of corresponding welding beads to distant areas.

본 발명의 다른 목적은 멀리 떨어진 지역으로부터의 용접 정보와, 대응하는용접 비드의 위치 정보를 액세스할 수 있는 용접 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a welding system capable of accessing welding information from distant areas and the positional information of corresponding welding beads.

본 발명의 다른 목적은 용접된 공작물을 실시간 품질 제어 고찰 또는 지연된 품질 제어 고찰 가능하도록 하는 용접 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a welding system that enables a welded workpiece to be subjected to real-time quality control considerations or delayed quality control considerations.

본 발명의 다른 목적은 멀리 떨어져 있거나 및/또는 개발되지 않은 지역에서의 용접 작업시 경제적인 비용으로 품질 제어 가능한 용접 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the invention is to provide a quality controllable welding system at an economical cost in welding operations in remote and / or undeveloped areas.

본 발명의 다른 목적은 2개의 금속판 사이에 고품질의 용접 비드를 형성하는 단락 회로 아크 용접 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a short circuit arc welding system and method for forming high quality weld beads between two metal plates.

본 발명의 다른 목적은 2개의 용접 금속판을 함께 용접하는 동안 소망의 전류 프로파일을 정확하게 트랙킹하는 단락 회로 아크 용접 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a short circuit arc welding system that accurately tracks a desired current profile while welding two weld metal plates together.

기타의 목적들과 장점들은 첨부된 도면을 참조로 한 설명을 통해 분명할 것이다.Other objects and advantages will be apparent from the description with reference to the accompanying drawings.

도 1은 위성 시스템을 이용하여 파이프 라인을 따라 형성되는 용접 비드의 위치를 결정하는 본 발명의 용접 시스템을 도시한 개략도.1 is a schematic diagram illustrating a welding system of the present invention for determining the position of a weld bead formed along a pipeline using a satellite system.

도 2는 용접 시스템의 작업 선도이다.2 is a working diagram of a welding system.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 용접 시스템10: welding system

20: 파이프 섹션20: pipe section

24: 간극24: gap

30: 용접 비드30: welding bead

40: 단락 회로 아크 용접 시스템40: short circuit arc welding system

42: 전원42: power

50: 전극50: electrode

도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하기 위한 목적에 불과한 것으로, 본 발명을 한정하고자 한 것이 아니다. 도 1은 용접 시스템의 파이프 섹션(20)을 함께 용접하고 파이프 시스템을 따라 형성된 용접 비드(30)의 위치를 결정하기 위한 용접 시스템(10)을 나타내고 있다. 파이프 섹션(20)은 단락 회로 아크 용접 시스템(40)에 의해 용접되는 것으로 도시되어 있다. 단락 회로 용접의 바람직한 방식은 표면 장력 이전(SURFACE TENSION TRANSFER; STT) 방식의 용접이다. 그러한 용접 방식의 용접 회로 및 제어 구성은 본원에 참조로 언급된 미국 특허 제5,148,001호; 제5,001,326호; 제4,972,064호; 제4,897,523호; 제4,866,247호; 제4,717,807호에 개시되어 있다.The drawings are only for the purpose of illustrating preferred embodiments of the invention and are not intended to limit the invention. 1 shows a welding system 10 for welding together a pipe section 20 of a welding system and for determining the position of a weld bead 30 formed along the pipe system. Pipe section 20 is shown to be welded by a short circuit arc welding system 40. A preferred mode of short circuit welding is welding of SURFACE TENSION TRANSFER (STT). Such welding type welding circuits and control configurations are described in US Pat. No. 5,148,001; 5,001,326; 5,001,326; 4,972,064; No. 4,897,523; No. 4,866,247; 4,717,807.

파이프 섹션(20)의 용접을 위한 용접 시스템(10)은 직류 전원인 것이 바람직한 전원(42)을 포함한다. 상기 전원은 가스 모터와 같은 모터를 포함하고 그 모터로써 교류 생성 발전기에 동력을 공급한다. 그런 다음, 교류는 정류기에 의해 직류로 형성된다. 정류기는 위상 제어기에 의해 실질적으로 균일한 직류가 발생되도록 제어된다. 그런 다음, 직류는 펄스 폭 변조기로 진행된다. 펄스 폭의 파형은 파형 회로에 의해 제어되어 직류에 대해 소망의 펄스가 부여되도록 한다. 주지할 수 있겠지만, 전원(42)은 정류된 출력일 필요가 없고, 여타의 다른 적절한 직류 공급원일 수 있다. 펄스 폭 변조기로부터의 직류는 소모성의 코어형 전극(50)과 파이프 섹션(20)을 포함하는 용접 영역 사이로 진행된다.The welding system 10 for welding the pipe section 20 comprises a power source 42 which is preferably a direct current power source. The power source includes a motor, such as a gas motor, that powers the alternating current generator. The alternating current is then formed into direct current by the rectifier. The rectifier is controlled so that a substantially uniform direct current is generated by the phase controller. The direct current then proceeds to a pulse width modulator. The waveform of the pulse width is controlled by the waveform circuit so that the desired pulse is given to the direct current. As may be appreciated, the power supply 42 need not be a rectified output, but may be any other suitable direct current source. Direct current from the pulse width modulator runs between the consumable cored electrode 50 and the weld zone comprising the pipe section 20.

파이프 섹션(20)의 용접과 관련하여, 전극(50)에서의 전류는 전극(50)이 파이프 섹션과 접촉하는 경우의 단락 회로 상태와 전극(50)이 파이프 섹션(20)과 간격을 두고 위치하는 경우의 아크 상태 사이를 번갈아 교류한다. 아크 상태중에, 후속의 단락 회로 상태로의 전환을 위해 전극이 파이프 섹션으로 이동될 때 전극의 단부를 용융시키고 또 그렇게 용융된 상태를 유지하기 위하여, 파이프와 전극 사이에 전기적인 아크가 발생된다.With regard to the welding of the pipe section 20, the current at the electrode 50 is located at a short circuit state when the electrode 50 contacts the pipe section and at an interval between the electrodes 50 and the pipe section 20. Alternating current alternates between arc states. During the arc state, an electric arc is generated between the pipe and the electrode to melt the end of the electrode and keep it so molten as the electrode is moved to the pipe section for subsequent transition to a short circuit state.

도 1을 참조하면, 각각의 파이프 섹션(20)은 에지(22)를 포함한다. 에지(22)는 2개의 파이프 섹션이 서로 근접 배치될 때 홈을 형성하는 베벨면이다.2개의 파이프 섹션이 연달아 후속 배치될 때, 파이프 에지는 그 에지 사이에 간극(24)이 존재하도록 간격을 두고 위치된다. 공지된 관용적인 기법에 따르면, 배치된 파이프 에지는 그 에지 사이의 홈에 적어도 루트 비드가 부착되어 간극을 충전할 때까지 바람직하게는 클램프에 의해 함께 고정된다. 전극(50)과 파이프 섹션(20) 사이의 아크 회로를 완성하기 위해 파이프에 파이프 어스가 개재된다. 전극(50)은 전극 노즐(44)에 의해 파이프 단부 사이의 간극(24)으로 진행되는 전극 및 스풀(52)로부터 풀려나온다(unwound). 용접 주기중에, 전극은 전극의 단부에 있는 용융 금속을 파이프 단부 사이의 간극 내로 이전시켜 용접 비드(30)를 형성하도록 전극 노즐(44)을 통해 공급된다.Referring to FIG. 1, each pipe section 20 includes an edge 22. Edge 22 is a bevel face that forms a groove when two pipe sections are placed in close proximity to each other. When two pipe sections are subsequently placed in succession, the pipe edges are spaced so that there is a gap 24 between them. Are placed and positioned. According to the known conventional technique, the arranged pipe edges are preferably held together by clamps until at least root beads are attached to the grooves between the edges to fill the gaps. Pipe earth is interposed in the pipe to complete the arc circuit between the electrode 50 and the pipe section 20. The electrode 50 is unwound by the electrode nozzle 44 from the spool 52 and the electrode that proceeds to the gap 24 between the pipe ends. During the welding cycle, an electrode is supplied through the electrode nozzle 44 to transfer the molten metal at the end of the electrode into the gap between the pipe ends to form the weld bead 30.

전극(50)은 소모성의 코어형 전극으로서 외부 금속 보호층과 전극 코어를 포함한다. 금속 전극 보호층은 탄소강, 스테인레스강 또는 다른 형태의 금속이나 금속 합금으로 되어 있는 것이 바람직하다. 금속 보호층의 조성은 파이프 섹션(20)의 베이스 금속 성분과 유사하게 선택되는 것이 바람직하다. 전극 코어는 플럭스 작용제 및/또는 합금과 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 플럭스 작용제는 용접 비드가 형성되는 동안 용접 금속을 응고 및/또는 차폐하기 까지 용접 금속을 적소에 유지하기 위해, 용접 비드 위에 슬래그를 형성하는 성분을 포함하고 있어서 용접 비드를 응고하기 까지 보호하는 작용을 한다. 플럭스는 또한 용접 비드를 환경적으로 불리한 효과로부터 용접 비드를 보호하기 위해 차폐 가스를 생성하는 성분을 포함할 수 있다. 플럭스 성분은 용접중에 외부 차폐 가스를 필요로 하지 않고 용접중에 차폐 가스를 발생케하는 불소 및/또는 카보네이트를 포함하는 것이 바람직하다. 자체 차폐 전극을 사용하는 경우, 외부 차폐 가스를 필요로 하지 않게 된다. 용접 비드상에 형성되는 슬래그는 환경으로부터 용접 비드를 더더욱 보호함으로써 양질의 용접 비드를 형성하게 된다. 전극 코어에는 합금 첨가제가 포함되는 것이 바람직하다. 합금 첨가제는 그 첨가제가 금속 전극 차폐물의 조성과 합쳐져서 파이프 섹션(20)과 거의 유사한 조성의 용접 비드를 형성하도록 선택된다.The electrode 50 is a consumable core electrode and includes an outer metal protective layer and an electrode core. The metal electrode protective layer is preferably made of carbon steel, stainless steel, or another type of metal or metal alloy. The composition of the metal protective layer is preferably selected similar to the base metal component of the pipe section 20. The electrode core preferably comprises a flux agent and / or an alloy and a metal. The flux agent includes a component that forms a slag on the weld bead to hold the weld metal in place until it solidifies and / or shields the weld bead during formation, thereby protecting the weld bead until it solidifies. do. The flux may also include a component that generates a shielding gas to protect the weld bead from environmentally adverse effects. The flux component preferably comprises fluorine and / or carbonate which does not require an external shielding gas during welding and generates a shielding gas during welding. When using a self shielding electrode, no external shielding gas is required. The slag formed on the weld bead further protects the weld bead from the environment, thereby forming a good weld bead. It is preferable that an electrode core contains an alloy additive. The alloying additive is selected such that the additive is combined with the composition of the metal electrode shield to form a weld bead of composition substantially similar to the pipe section 20.

용접중에 스패터(spatter)를 감소시키고 용접 비드가 간극을 통해 파이프 시스템의 내부로 통과되지 않도록 하는 소망의 전류 프로파일은 핀치 영역, 플라즈마 부스트 영역, 플라즈마 영역 및 아크가 유지되는 백그라운드 영역을 포함한다. 플라즈마 부스트 영역은 플라즈마 영역으로 지칭되는 쇠퇴 영역(decaying portion)을 포함한다. 쇠퇴 영역을 따라 용접 회로는 플라즈마나 아크를 유지하는 백그라운드 전류 레벨로 이동한다. 용접 회로는 미리 선택된 백그라운드 전류 레벨을 유지함으로써 아크를 통한 전류 레벨이 미리 선택된 저전류 레벨 아래로 떨어지지 않게 하여 아크가 소멸되지 않게 한다. 용접 회로는 용접 주기중 플라즈마 부스트 및 플라즈마 영역의 형성시 전극을 완전히 용융시키도록 구성된다. 더욱이, 전극(50)의 용융은 백그라운드 전류 레벨이 발생하는 경우에 수행되지 않는데, 이는 백그라운드 전류에 의해서만 유지되는 아크를 통해서 전극 용융에 필요한 IR이 얻어지지 않기 때문이다. 따라서, 백그라운드 전류는 아크를 유지하고 용융 금속의 구체를 용융 상태로 유지하도록 하는 작용만을 한다. 플라즈마 부스트 및 플라즈마 영역에 의해 형성되는, 전극(50) 단부에서의 용융 금속의 양은 전극 단부에서 미리 선택된 용융 금속의 용적을 용융시키도록 선택되며, 전류의 플라즈마 영역은 미리 선택된 용적이 얻어지고 나면 감소된다. 플라즈마 부스트 및 플라즈마 영역의 지속 정도는 파이프 단부(22) 둘레의 금속이 불필요하게 용융되는 것을 방지하도록 선택된다. 그러한 금속의 과용융은 파이프 섹션의 내부로 용융 금속이 스며들게 할 수 있다. 용융 금속의 구체가 형성되는 동안, 고전류의 제트 압력은 전극의 단부에서 용융 금속이 미리 선택된 양으로 용융될 때까지 용융 금속을 용융 풀로부터 튀겨낸다. 전류가 감소되고 나면, 용융 금속은 구형체로 형성되어지고 간극내의 용융 금속 풀이 안정화되어 거의 구형의 구체와 가라앉은 용접 금속 풀 사이에 평탄한 접촉부가 형성되어진다. 전극의 단부에서의 소망의 용융 금속량은 용접 주기의 플라즈마 영역이 형성된 동안 미리 선택된 양의 에너지 또는 전력을 전극으로 인가하는 것에 의해 조절된다. 용접 주기 내내 전극의 단부에는 용융 금속의 구체가 형성되며, 코어 요소는 차폐 가스를 방출하여 간극내의 용융 금속과 용융 구체를 대기로부터 보호한다. 차폐 가스는 용융 구체가 간극 내의 용융 금속으로 이전되기 까지 계속적으로 방출된다. 용접 주기의 플라즈마 부스트 및 플라즈마 영역이 형성된 중에 용융 금속 구체가 일단 형성되고 나면, 용융 구체는 풀안으로 전극을 이송하는 것에 의해 용융 풀 안으로 강제됨으로써 단락 회로 상태를 형성하게 된다. 용융 금속 구체가 용융 금속 풀과 접촉되면, 구체는 표면 장력에 의해 풀안으로 이전된다. 이러한 작용으로부터 전극의 선재와 풀 사이로 연장하는 용융 금속의 최종의 네킹(necking down)이 야기되며, 그런 다음, 선재로부터 구체가 파괴 및 분리가 되어진다. 분리중에는 낮은 백그라운드 전류만이 존재하므로, 스패터는 발생하지 않거나 거의 발생하지 않는다. 용융 금속 구체의 네킹은 전기적 피트(pit)에 의해네크의 직경이 급속도로 감소될 때 핀치 커브 형성중의 전류가 점차적으로 증가하여 결국 장전된 퓨즈의 감지가 얻어지는 것이 모니터된다. 장전된 퓨즈의 감지가 얻어지면, 전류는 전극 단부에서의 용융 금속이 용접 풀안으로 이전되기 까지 백그라운드 전류로 감소된다.Desirable current profiles that reduce spatter during welding and prevent weld beads from passing through the gap into the pipe system include a pinch region, a plasma boost region, a plasma region and a background region in which the arc is maintained. The plasma boost region includes a decaying portion called the plasma region. Along the decline region, the welding circuit moves to a background current level that maintains a plasma or arc. The welding circuit maintains the preselected background current level so that the current level through the arc does not drop below the preselected low current level so that the arc is not extinguished. The welding circuit is configured to completely melt the electrode during formation of the plasma boost and the plasma region during the welding cycle. Moreover, the melting of the electrode 50 is not performed when the background current level occurs because the IR necessary for melting the electrode is not obtained through the arc held only by the background current. Thus, the background current only serves to maintain the arc and keep the spheres of molten metal in the molten state. The amount of molten metal at the electrode 50 end, formed by the plasma boost and the plasma region, is selected to melt the volume of preselected molten metal at the electrode end, and the plasma region of current decreases after the preselected volume is obtained. do. The degree of plasma boost and the duration of the plasma region is selected to prevent unnecessary melting of the metal around the pipe end 22. Overmelting of such metals can cause molten metal to soak into the interior of the pipe section. While the spheres of molten metal are formed, a high current jet pressure splashes the molten metal from the molten pool until the molten metal is melted in a preselected amount at the end of the electrode. After the current is reduced, the molten metal is formed into a sphere and the molten metal pool in the gap is stabilized to form a flat contact between the nearly spherical sphere and the sinking weld metal pool. The desired amount of molten metal at the end of the electrode is controlled by applying a preselected amount of energy or power to the electrode while the plasma region of the welding cycle is formed. Spheres of molten metal are formed at the end of the electrode throughout the welding cycle, and the core element emits a shielding gas to protect the molten metal and the molten sphere in the gap from the atmosphere. The shielding gas is continuously released until the molten sphere is transferred to the molten metal in the gap. Once the molten metal sphere is formed during the plasma boost of the welding cycle and the plasma region is formed, the molten sphere is forced into the molten pool by transporting the electrode into the pool to form a short circuit condition. When the molten metal sphere is in contact with the molten metal pool, the sphere is transferred into the pool by surface tension. This action results in a final necking down of the molten metal extending between the wire rod and the pool of the electrode, which then breaks and separates the sphere from the wire rod. Since only a low background current is present during isolation, no spatter or rarely occurs. The necking of the molten metal sphere is monitored that the current during pinch curve formation gradually increases as the diameter of the neck is rapidly reduced by electrical pit, resulting in the detection of a loaded fuse. Once the detection of the loaded fuse is obtained, the current is reduced to the background current until molten metal at the electrode end is transferred into the welding pool.

초당 몇차례 반복되는 용접 주기는 용접 주기중 스패터를 감소시키기 위해 용접 회로에 의해 정확하게 제어되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 펄스 폭 변조기의 작동 주파수는 20KHz이며, 연속하는 전류 펄스의 폭은 전류 파형 제어기에 의해 결정된다. 용접 주기에 대해 요구되는 전류는 초당 220,000번 변화된다. 용접 주기의 최대 속도는 대체로 초당 100-400 사이클 범위에 있으므로, 각각의 용접 주기중에 많은 갱신 펄스가 제공된다.The welding cycle repeated several times per second must be accurately controlled by the welding circuit to reduce spatter during the welding cycle. In a preferred embodiment, the operating frequency of the pulse width modulator is 20 KHz, and the width of successive current pulses is determined by the current waveform controller. The current required for the welding cycle varies 220,000 times per second. Since the maximum speed of the welding cycle is generally in the range of 100-400 cycles per second, many update pulses are provided during each welding cycle.

도 1을 참조하면, 용접 비드(30)가 형성되는 동안 하나 이상의 용접 매개 변수를 모니터하는 용접 모니터(60)가 제공된다. 용접 모니터(60)는 전극(50)에서의 전류, 전극의 공급 속도, 각각의 용접 주기중 전극(50)에 가해지는 에너지 총량, 용접 헤드가 파이프 섹션(20) 둘레로 이동하는 속도를 모니터한다.Referring to FIG. 1, a weld monitor 60 is provided that monitors one or more welding parameters while the weld bead 30 is formed. The welding monitor 60 monitors the current at the electrode 50, the supply speed of the electrode, the total amount of energy applied to the electrode 50 during each welding cycle, and the speed at which the welding head moves around the pipe section 20. .

부가적인 용접 매개 변수들을 모니터할 수 있다. 또한, 다른 센서 및/또는 감지 기구로부터의 데이터가 용접 모니터(60)에 의해 모니터될 수 있다. 용접 모니터(60)는 기술자로 하여금 용접 모니터(60)에 의해 모니터되거나 이미 모니터 된 실시간 및/또는 과거의 데이터를 고찰할 수 있게 하는 디스플레이를 포함한다. 용접 모니터(60)는 기술자로 하여금 1) 용접기(40)에서 하나 이상의 용접 매개 변수를 변경시키도록 하고, 2) 디스플레이(62)상에 다른 데이터를 디스플레이하게 하고, 3) 과거의 데이터를 액세스하게 하고, 4) 용접 제어 프로그램 또는 기타의 작동을 가동 또는 가동 정지시키도록 하는 데이터 입력 장치(64)를 또한 포함한다. 용접 모니터(60)는 전극(50)에서의 전류를 제어하는 용접 회로의 성분을 하나 이상 포함하는 것이 바람직하다.Additional welding parameters can be monitored. In addition, data from other sensors and / or sensing devices may be monitored by the weld monitor 60. The weld monitor 60 includes a display that allows a technician to review real-time and / or historical data that has been or has already been monitored by the weld monitor 60. The weld monitor 60 allows a technician to 1) change one or more welding parameters in the welder 40, 2) display other data on the display 62, and 3) access historical data. And 4) a data input device 64 for starting or stopping the welding control program or other operations. The welding monitor 60 preferably includes one or more components of a welding circuit that controls the current at the electrode 50.

용접 모니터(60)는 모니터된 정보의 일부 또는 전부를 저장하는 데이터 저장 기구를 포함한다. 디스크 드라이브나 테이프상에 하나 이상의 용접 매개 변수가 저장되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 충분히 많은 수의 용접 매개 변수가 저장됨으로써, 2개의 파이프 단부(22) 사이에 형성된 용접 비드(30)의 품질을 기술자가 고찰할 수 있다.The weld monitor 60 includes a data storage mechanism that stores some or all of the monitored information. Preferably, one or more welding parameters are stored on a disk drive or tape. Preferably a sufficiently large number of welding parameters are stored so that the technician can consider the quality of the weld bead 30 formed between the two pipe ends 22.

용접 모니터(60)는 또한 형성된 용접 비드(30)의 지리적 위치를 결정하기 위한 위치 회로를 포함한다. 위치 회로는 안테나(66), GPS 기준 수신기, 형성된 용접 비드의 위치를 계산하기 위한 마이크로프로세서를 포함한다. 안테나(66)는 상업적으로 판매되고 있는 소정의 저-이득 안테나를 구비할 수 있다. GPS 기준 수신기는 위성(80)으로부터의 신호(70)를 감지하는 것에 의해, 형성된 용접 비드 용접 시스템의 지구 위도 및 경도를 결정하도록 구성된다. GPS 유닛에 의해 공급된 위치 정보를 저장하기 위해 용접 모니터(60)에 제공된 메모리 유닛은 GPS 유닛의 이동의 과거를 기록하며, 지구 위도 및 경도 정보에 대응하는 정보를 포함한다. 용접 모니터(60)에는 시간 및 날짜 정보를 트랙킹 회로로 공급하는 클록이 제공된다. 용접 모니터(60)는 그 용접 모니터에 대해 정보를 언로딩 및/또는 다운로딩하도록멀어 떨어져 있는 위치로 링크시키기 위한 전자 통신 회로를 포함하는 것이 바람직하다. GPS 트랙킹 회로의 작동은 당업계에 공지된 것으로 더이상 설명하지 않는다.The weld monitor 60 also includes a location circuit for determining the geographic position of the formed weld bead 30. The location circuit includes an antenna 66, a GPS reference receiver, and a microprocessor for calculating the location of the formed weld bead. Antenna 66 may be equipped with any low-gain antenna that is commercially available. The GPS reference receiver is configured to determine the earth latitude and longitude of the formed weld bead welding system by sensing the signal 70 from the satellite 80. The memory unit provided to the welding monitor 60 for storing the positional information supplied by the GPS unit records the past of the movement of the GPS unit and includes information corresponding to the earth latitude and longitude information. The weld monitor 60 is provided with a clock for supplying time and date information to the tracking circuit. The weld monitor 60 preferably includes electronic communication circuitry for linking to a remote location to unload and / or download information to the weld monitor. Operation of the GPS tracking circuitry is known in the art and will no longer be described.

도 2를 참조하여, 용접 시스템의 작동을 간단히 설명하겠다.2, the operation of the welding system will be briefly described.

용접 회로는 예비 설정되거나 및/또는 로딩된 용접 매개 변수를 포함한다. 용접 회로는 파이프 섹션(20)상에 용접 비드(30)가 형성되는 것을 제어한다. 용접 모니터(60)는 용접 비드가 형성되는 동안 다양한 용접 매개 변수를 모니터하고 저장한다. 용접 모니터는 또한 파이프 시스템을 형성하는데 사용되는 다른 센서 및 감지 기구에 의해 제공된 정보를 모니터하고 저장한다. 모니터된 정보는 바람직하게는 디스크 드라이브상에 저장된다. 용접 비드가 형성됨에 따라 위치 회로는 GPS 위성(80)으로부터의 신호(70)를 감지한다. 바람직하게는 3개 이상의 신호가 감지되고 처리되어, 형성된 용접 비드의 지구 위도와 경도 위치를 결정한다. 위치 정보는 모니터된 매개 변수와 상호 관련되어 디스크 드라이브상에 저장된다. 저장된 위치 매개 변수 및 대응하는 모니터된 매개 변수는 전화, 인터넷, 전파 또는 위성 연결을 통해 현장이나 먼거리 위치에서 즉시 고찰하거나 추후 고찰할 수 있다. 기술자들은 현장이나 및/또는 먼거리 위치에서 상기 기록된 데이터의 고찰시, 그 저장된 정보를 고찰하여, 파이프 시스템을 따라 특정 위치에서 형성된 용접 비드의 품질을 결정할 수 있다. 기술자들은 데이터의 고찰 후 추후의 용접 비드 형성을 위한 새로운 용접 매개 변수를 입력하고/하거나 이전에 형성된 용접 비드의 문제점을 보정할 수 있다.The welding circuit includes preset and / or loaded welding parameters. The welding circuit controls the formation of the weld bead 30 on the pipe section 20. Welding monitor 60 monitors and stores various welding parameters while welding beads are formed. The weld monitor also monitors and stores information provided by other sensors and sensing devices used to form the pipe system. The monitored information is preferably stored on the disk drive. As the weld bead is formed, the location circuitry senses the signal 70 from the GPS satellites 80. Preferably three or more signals are sensed and processed to determine the earth latitude and longitude position of the formed weld bead. Location information is stored on the disk drive in association with the monitored parameters. Stored positional parameters and corresponding monitored parameters can be viewed immediately or later in the field or at remote locations via telephone, Internet, radio or satellite connections. Upon reviewing the recorded data in the field and / or at a remote location, the technicians can review the stored information to determine the quality of the weld beads formed at a particular location along the pipe system. After reviewing the data, the technicians can enter new welding parameters for future weld bead formation and / or correct problems with previously formed weld beads.

특별한 용접 비드가 어떻게 형성되는지와 파이프 용접 시스템을 따른 그러한 용접 비드의 위치에 대한 정보를 제공하는 용접 시스템의 능력은 기술자로 하여금 전세계의 용접 작업을 모니터하여, 용접 비드가 형성되는 품질을 식별하도록 할 수 있다. 기록된 정보는 용접 비드의 추후 파괴에 대한 문제점을 식별하고/하거나 이전에 형성된 용접 비드의 문제점을 보정하는 데 이용될 수 있다.The ability of the welding system to provide information about how special weld beads are formed and the location of such weld beads along the pipe welding system allows technicians to monitor welding operations worldwide to identify the quality at which weld beads are formed. Can be. The recorded information can be used to identify problems with subsequent failure of the weld beads and / or correct problems with previously formed weld beads.

본 발명은 바람직한 실시예와 그 대체예를 기준으로 설명되었다. 본 발명의 상세한 설명을 숙지한 당업자라면 본원에 개시된 실시예들에 대한 다양한 변경과 수정을 용이하게 제안할 것으로 믿어진다. 본 발명의 범위내에 있는 한, 그러한 변경과 수정을 포함하고자 하였다.The invention has been described with reference to preferred embodiments and alternatives thereof. Those skilled in the art with the detailed description of the invention are believed to readily suggest various changes and modifications to the embodiments disclosed herein. As long as it is within the scope of the present invention, such changes and modifications are intended to be included.

Claims (40)

2개의 판을 함께 용접시키기 위한 용접 시스템으로서,As a welding system for welding two plates together, 상기 판 사이에 용접 비드를 형성하도록 상기 판으로 열을 공급하는 용접 헤드와,A welding head for supplying heat to the plate to form a weld bead between the plates; 상기 용접 비드가 형성되는 동안 하나 이상의 용접 매개 변수를 모니터하는 용접 모니터와,A welding monitor for monitoring one or more welding parameters while the welding bead is formed; 상대적으로 고정된 위치로부터 발원되는 다수의 전자기 신호를 감지하여, 상기 형성된 용접 비드의 위치를 결정하는 위치 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.And a location circuit for sensing a plurality of electromagnetic signals originating from a relatively fixed location to determine the location of said formed weld bead. 제1항에 있어서, 상기 위치 회로는 지구 위성으로부터의 다수의 신호를 감지하여, 상기 형성된 용접 비드의 지구 위도 및 경도 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.The welding system of claim 1, wherein the location circuitry senses a plurality of signals from the earth satellites to determine the earth latitude and longitude location of the formed weld bead. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 모니터된 용접 매개 변수와 결정된 위치는 전자적으로 기록되는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.3. A welding system according to claim 1 or 2, wherein the at least one monitored welding parameter and the determined position are electronically recorded. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 모니터된 용접 매개 변수와 결정된 위치는 멀리 떨어진 위치로 전자적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 용접시스템.3. A welding system according to claim 1 or 2, wherein the at least one monitored welding parameter and the determined position are transmitted electronically to a distant position. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모니터된 용접 매개 변수는 전극을 통한 전압량, 전극을 통한 전류량, 전원에 의해 생성된 전압량, 전압 프로파일, 전원에 의해 생성된 전류량, 전류 프로파일, 전극에 가해지는 전력량(power), 전극에 가해지는 전력비(power rate), 전극 종류, 전극 공급 속도, 플럭스 종류, 플럭스 공급 속도, 차폐 가스 종류, 차폐 가스 공급 속도, 용접 가스 종류, 용접 가스 공급 속도, 용접 주기, 용접 헤드의 이동 방향, 용접 헤드의 속도비, 낮 시간, 대기(ambient) 상태, 날짜, 용접 진행 방식, 전원 종류, 용접기 종류, 용접 성분 종류, 공작물상의 용접 헤드 위치, 용접중 전극의 극성(極性), 용접 공정중의 중단, 용접 공정중의 전자적 에러, 용접 공정중의 기계적 에러, 공작물의 종류, 공작물의 형태로 이루어진 군으로부터 선택된 매개 변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.3. The method of claim 1 or 2, wherein the monitored welding parameters comprise the amount of voltage through the electrode, the amount of current through the electrode, the amount of voltage generated by the power source, the voltage profile, the amount of current generated by the power source, the current profile, the electrode. Power applied to the electrode, power rate applied to the electrode, electrode type, electrode supply rate, flux type, flux supply rate, shielding gas type, shielding gas supply rate, welding gas type, welding gas supply rate, Welding cycle, direction of welding head movement, speed ratio of welding head, day time, atmospheric condition, date, welding progress method, power source type, welding machine type, welding component type, welding head position on workpiece, electrode of welding Parameters selected from the group consisting of polarity, interruption during the welding process, electronic errors during the welding process, mechanical errors during the welding process, the type of workpiece, and the type of workpiece Welding system, characterized in that the box. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이전(移轉) 전류를 생성하는 제1 회로와 용접 전류를 생성하는 제2 회로를 구비하는 용접 회로를 포함하며, 상기 용접 회로는 상기 2개의 판상에 상기 용접 비드가 형성되도록 충분한 량의 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.A welding circuit according to claim 1 or 2, comprising a welding circuit having a first circuit for generating a transfer current and a second circuit for generating a welding current, wherein the welding circuit is mounted on the two plates. Welding system characterized by supplying a sufficient amount of current to form a weld bead. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일련의 소폭의 전류 펄스를 발생시키고 전류 펄스의 극성을 상기 전극이 양극인 경우의 제1 극성과 상기 전극이 음극인 경우의 제2 극성 사이에서 조절하는 용접 회로를 포함하며, 상기 일련의 전류 펄스는 단락 회로 이전 영역과 플라즈마 아크 용융 영역을 갖는 용접 주기를 구성하며, 상기 주기중의 상기 전류 펄스 각각은 상기 2개의 판에 대해 상기 전극의 주어진 전기적 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.The welding according to claim 1 or 2, wherein a series of narrow current pulses are generated and the polarity of the current pulses is adjusted between a first polarity when the electrode is an anode and a second polarity when the electrode is a cathode. And a series of current pulses constitute a welding cycle having a pre-short-circuit region and a plasma arc melting region, wherein each of the current pulses during the period has a given electrical polarity of the electrode for the two plates. Welding system characterized in that it has. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용접 헤드를 상기 판 섹션의 외주면 둘레로 상기 판 사이의 간극을 따라 이동시키도록 하는 용접 캐리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.3. A welding system according to claim 1 or 2, comprising a welding carriage for moving the welding head along a gap between the plates around the outer circumferential surface of the plate section. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용접 비드를 형성하기 위한 소모성 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.The welding system of claim 1 or 2, comprising a consumable electrode for forming the welding bead. 제9항에 있어서, 상기 소모성 전극은 코어형 전극인 것을 특징으로 하는 용접 시스템.10. The welding system of claim 9, wherein the consumable electrode is a cored electrode. 제9항에 있어서, 상기 전극은 자체 차폐형 전극인 것을 특징으로 하는 용접 시스템.10. The welding system of claim 9, wherein said electrode is a self shielding electrode. 제9항에 있어서, 상기 전극은 상기 판과 유사한 조성을 갖는 상기 용접 비드를 형성하기 위한 합금 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.10. The welding system of claim 9, wherein the electrode comprises an alloy component for forming the welding bead having a composition similar to the plate. 제6항에 있어서, 상기 제2 회로는 각각의 용접 주기중 비교적 일정한 용적의 전극을 용융시키기 위해 선정된 양의 에너지를 상기 전극으로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.7. The welding system of claim 6, wherein the second circuit directs a predetermined amount of energy to the electrode to melt a relatively constant volume of electrode during each welding cycle. 제6항에 있어서, 상기 용접 회로는 용융 금속이 상기 2개의 판 사이의 간극을 통과하지 않도록 상기 전극을 향하는 에너지 량을 제한하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.7. The welding system of claim 6, wherein the welding circuit limits the amount of energy directed to the electrode such that molten metal does not pass through the gap between the two plates. 제6항에 있어서, 상기 용접 회로는 상기 전극상의 상기 용융 금속이 상기 2개의 판 사이의 간극과 함께 단락 회로 상태를 형성하기 이전에, 상기 전극에 대해 전류량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.7. A welding system according to claim 6, wherein the welding circuit reduces the amount of current for the electrode before the molten metal on the electrode forms a short circuit condition with a gap between the two plates. 제6항에 있어서, 상기 용접 회로는 교류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.7. A welding system according to claim 6, wherein the welding circuit generates alternating current. 제6항에 있어서, 상기 용접 회로는 STT 전원(표면 장력 이전 전원)의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.7. A welding system according to claim 6, wherein the welding circuit forms part of an STT power supply (power before surface tension). 제9항에 있어서, 상기 전극은 상기 금속판의 외주면 둘레로 상기 판 사이의 간극을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.10. A welding system according to claim 9, wherein the electrode is moved along the gap between the plates around the outer circumferential surface of the metal plate. 제8항에 있어서, 상기 용접 캐리지는 상기 판 섹션을 따라 연속적으로 이동하며, 상기 용접 캐리지의 속도는 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 용접 시스템.9. A welding system according to claim 8, wherein the welding carriage moves continuously along the plate section and the speed of the welding carriage can be varied. 제1항에 있어서, 상기 2개의 금속판은 2개의 파이프 섹션인 것을 특징으로 하는 용접 시스템.The welding system of claim 1, wherein the two metal plates are two pipe sections. 2개의 판을 함께 용접하기 위한 방법으로서,As a method for welding two plates together, 용접 헤드를 제공하는 단계와,Providing a welding head, 상기 용접 헤드를 상기 판쪽으로 이동시키는 단계와,Moving the welding head toward the plate; 상기 판 사이에 용접 비드를 형성시키는 단계와,Forming a weld bead between the plates; 상기 용접 비드의 형성중에 하나 이상의 용접 매개 변수를 모니터하는 단계와,Monitoring one or more welding parameters during formation of the weld bead; 실질적으로 고정된 위치에 대해 상기 형성된 용접 비드의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.Determining a position of the formed weld bead relative to a substantially fixed position. 제21항에 있어서, 상기 하나 이상의 용접 매개 변수와 상기 결정된 위치를전자적으로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.22. The method of claim 21, comprising electronically storing the one or more welding parameters and the determined position. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 모니터된 용접 매개 변수와 상기 결정된 위치를 멀리 떨어진 위치로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.23. A welding method according to claim 21 or 22, comprising transferring said at least one monitored welding parameter and said determined position to a distant position. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 모니터된 용접 매개 변수는 전극을 통한 전압량, 전극을 통한 전류량, 전원에 의해 생성된 전압량, 전압 프로파일, 전원에 의해 생성된 전류량, 전류 프로파일, 전극에 가해지는 전력량(power), 전극에 가해지는 전력비, 전극 종류, 전극 공급 속도, 플럭스 종류, 플럭스 공급 속도, 차폐 가스 종류, 차폐 가스 공급 속도, 용접 가스 종류, 용접 가스 공급 속도, 용접 주기, 용접 헤드의 이동 방향, 용접 헤드의 속도비, 낮 시간, 대기(ambient) 상태, 날짜, 용접 진행 방식, 전원 종류, 용접기 종류, 용접 성분 종류, 공작물상의 용접 헤드 위치, 용접중 전극의 극성(極性), 용접 공정중의 중단, 용접 공정중의 전자적 에러, 용접 공정중의 기계적 에러, 공작물의 종류, 공작물의 형태로 이루어진 군으로부터 선택된 매개 변수를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.23. The method according to claim 21 or 22, wherein the monitored welding parameters include the amount of voltage through the electrode, the amount of current through the electrode, the amount of voltage generated by the power source, the voltage profile, the amount of current generated by the power source, the current profile, the electrode. Power applied to the electrode, power ratio applied to the electrode, electrode type, electrode supply speed, flux type, flux supply speed, shielding gas type, shielding gas supply speed, welding gas type, welding gas supply speed, welding cycle, welding Head moving direction, speed ratio of welding head, day time, atmospheric state, date, welding progress method, power source type, welding machine type, welding component type, welding head position on workpiece, polarity of electrode during welding A parameter selected from the group consisting of interruption during the welding process, electronic error during the welding process, mechanical error during the welding process, the type of workpiece, and the form of the workpiece. Welding method. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 형성된 용접 비드의 위치를 결정하는 상기 단계는 지구 위성으로부터의 다수의 신호를 감지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.23. The method of claim 21 or 22, wherein determining the position of the formed weld bead comprises sensing a plurality of signals from the earth satellites. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 형성된 용접 비드의 위치를 결정하는 상기 단계는 상기 형성된 용접 비드의 지구 위도 및 경도 위치를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.23. The method of claim 21 or 22, wherein determining the position of the formed weld bead comprises determining the earth latitude and longitude positions of the formed weld bead. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 2개의 판은 2개의 파이프 섹션의 단부인 것을 특징으로 하는 용접 방법.23. A method according to claim 21 or 22, wherein the two plates are ends of two pipe sections. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 용접 비드는 소모성 전극으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.23. A welding method according to claim 21 or 22, wherein the welding beads are formed from consumable electrodes. 제28항에 있어서, 상기 소모성 전극은 자체 차폐형 전극인 것을 특징으로 하는 용접 방법.29. The method of claim 28, wherein the consumable electrode is a self shielding electrode. 제28항에 있어서, 상기 전극은 코어형 전극인 것을 특징으로 하는 용접 방법.The welding method according to claim 28, wherein the electrode is a core electrode. 제28항에 있어서, 상기 전극은 상기 2개의 판과 유사한 조성을 갖는 상기 용접 비드를 형성하기 위한 합금 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.29. The method of claim 28, wherein the electrode comprises an alloy component for forming the weld bead having a composition similar to the two plates. 제21항에 있어서, 상기 판의 외주면 둘레로 상기 용접 헤드를 이동시키는 용접 캐리지를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.22. The method of claim 21, including providing a welding carriage for moving the welding head around an outer circumferential surface of the plate. 제32항에 있어서, 상기 용접 캐리지의 속도는 이 캐리지가 판 둘레로 이동할 때 변화되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.33. The method of claim 32, wherein the speed of the weld carriage changes as the carriage moves around the plate. 제28항에 있어서, 상기 전극을 전기적 파동에 의해 용융시키는 단계를 포함하며, 상기 용융 단계는 각각의 용접 주기중에 상기 전극의 비교적 일정량의 용적을 용융시키기 위해 선정된 에너지를 상기 전극으로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.29. The method of claim 28, comprising melting the electrode by electrical waves, wherein the melting step directs a predetermined energy to the electrode to melt a relatively constant amount of volume of the electrode during each welding cycle. Characterized by welding method. 제34항에 있어서, 상기 전기적 파동은 백그라운드 전류를 포함하며, 상기 백그라운드 전류는 고 인덕턴스 성분과, 각각의 용접 주기 내내 유지되는 단락 회로 상태의 종결 후에 아크를 유지하는데 필요한 준위 바로 위의 낮은 준위를 갖는 것을 특징으로 하는 용접 방법.35. The system of claim 34, wherein the electrical wave comprises a background current, the background current having a high inductance component and a low level just above the level needed to maintain the arc after termination of a short circuit condition maintained throughout each welding cycle. The welding method characterized by having. 제28항에 있어서, 용융 금속이 상기 2개의 판 사이의 간극을 통과하지 않도록 상기 전극을 향하는 에너지량을 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.29. The method of claim 28, comprising limiting the amount of energy directed to the electrode such that molten metal does not pass through the gap between the two plates. 제28항에 있어서, 상기 전극상의 상기 용융 금속이 상기 2개의 판 사이의 간극과 함께 단락 회로 상태를 형성하기 이전에 상기 전극으로의 전류량을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.29. The method of claim 28, comprising reducing the amount of current to the electrode before the molten metal on the electrode forms a short circuit condition with a gap between the two plates. 제34항에 있어서, 상기 전기적 파동은 교류인 것을 특징으로 하는 용접 방법.35. The method of claim 34, wherein the electrical wave is alternating current. 제34항에 있어서, 상기 전기적 파동은 STT 전원(표면 장력 이전 전원)으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.35. The method of claim 34, wherein the electrical wave is formed from an STT power source (power source before surface tension). 제28항에 있어서, 상기 판의 외주면 둘레로 상기 판 사이의 간극을 따라 상기 전극을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.29. The method of claim 28, comprising moving the electrode along a gap between the plates around the outer circumferential surface of the plate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108857254A (en) * 2018-08-17 2018-11-23 广州文冲船厂有限责任公司 Moulding bed is used in a kind of manufacture of ship diversion pipe
KR20200135281A (en) * 2018-04-14 2020-12-02 에이엠엘3디 리미티드 Method and apparatus for manufacturing 3D metal parts

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2361665B (en) * 2000-04-26 2004-07-07 Glynwed Pipe Systems Ltd Improvements in and relating to pipe forming systems
US6624388B1 (en) 2001-01-25 2003-09-23 The Lincoln Electric Company System and method providing distributed welding architecture
US7643890B1 (en) 2005-01-13 2010-01-05 Lincoln Global, Inc. Remote management of portable construction devices
AT502283B1 (en) 2005-07-15 2007-05-15 Fronius Int Gmbh WELDING PROCESS AND WELDING SYSTEM DETERMINING THE POSITION OF THE WELDING BURNER
US8373093B2 (en) * 2008-06-27 2013-02-12 Lincoln Global, Inc. Method and system to increase heat input to a weld during a short-circuit arc welding process
US9415458B2 (en) 2007-09-26 2016-08-16 Lincoln Global, Inc. Method to improve the characteristics of a root pass pipe weld
RU2456107C1 (en) * 2008-06-23 2012-07-20 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Method of producing steel pipe by laser welding
EP2320286A1 (en) * 2009-11-07 2011-05-11 Leister Process Technologies Method for logging process information data
CN102248333A (en) * 2010-05-21 2011-11-23 中国石油化工股份有限公司 Automatic welding and cutting device for modified cross-section bellows
RU2444424C1 (en) * 2010-06-30 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Тверской вагоностроительный завод" (ОАО "ТВЗ") Method of controlling plasma spot welding quality
DE102011053799A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-21 Dritte Patentportfolio Beteiligungsgesellschaft Mbh & Co.Kg Method for controlling at least one control variable of a tool and the tool
CN103042322B (en) * 2011-10-13 2014-11-12 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 Folding pipe measuring representing system
US10010959B2 (en) * 2011-11-11 2018-07-03 Lincoln Global, Inc. Systems and methods for associating data to a welder power source
KR101287930B1 (en) * 2012-12-26 2013-07-19 (주) 모평 Automatic grinding system for welding beads
KR101291615B1 (en) 2012-12-26 2013-08-01 (주) 모평 Automatic grinding system and method for welding beads using image processing
CN104526213B (en) * 2015-01-24 2016-01-06 南通润雅机电科技有限公司 Follow the tracks of the welding torch displacement control system of position while welding
US10416701B2 (en) 2015-09-03 2019-09-17 Lincoln Global, Inc. Systems and methods of controlling a maximum power output level of an engine-driven power source system
US10162375B2 (en) 2015-09-03 2018-12-25 Lincoln Global, Inc. Power source system with remotely configurable power source
CN105784730A (en) * 2016-03-15 2016-07-20 安阳中科工程检测有限公司 Digital pipeline weld joint positioning device and positioning method
EP3319066A1 (en) * 2016-11-04 2018-05-09 Lincoln Global, Inc. Magnetic frequency selection for electromagnetic position tracking
RU2766410C1 (en) * 2021-06-08 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Method for laser calibration of heat flow sensors with simulation of experimental load
CN114273762B (en) * 2022-01-20 2023-11-14 成都熊谷加世电器有限公司 Double-track welding system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2551860B1 (en) * 1983-09-08 1987-05-07 Sciaky Sa INSTALLATION FOR THE DETERMINATION OF SPATIAL COORDINATES OF A POINT OF A WORKPIECE, PARTICULARLY FOR THE CHECKING OF A TOOLS SUCH AS A WELDING TOOL FOR A VEHICLE BODY
US5168141A (en) * 1991-06-14 1992-12-01 General Electric Company Vision guided laser welding
US5353238A (en) * 1991-09-12 1994-10-04 Cloos International Inc. Welding robot diagnostic system and method of use thereof
JPH09242976A (en) * 1996-03-12 1997-09-16 Sekisui Chem Co Ltd Electro-fusion device
DE19654122C1 (en) * 1996-12-23 1998-01-29 Friatec Keramik Kunststoff Computer-controlled welding unit e.g. for plastics, tubes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200135281A (en) * 2018-04-14 2020-12-02 에이엠엘3디 리미티드 Method and apparatus for manufacturing 3D metal parts
CN108857254A (en) * 2018-08-17 2018-11-23 广州文冲船厂有限责任公司 Moulding bed is used in a kind of manufacture of ship diversion pipe

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