KR20020051971A - 플래쉬 버트 용접품질 제어방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리플래쉬과정, 플래쉬과정 및 업셋과정으로 이루어진 플래쉬 버트 용접공정에 있어서, 각 단계에 대한 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적(거리)당 용융입열량을 설정하고, 각 단계별로 상기 설정치로부터 기준값을 선정하여 그 오차를 산출하고 그 산출된 오차를 이용하여 용접전류 및 용접이송속도을 조절함으로써 용접품질 제어의 효율 및 기능을 극대화할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다. 이로써, 본 발명에 의한 플래쉬 버트 용접품질 제어방법은 용접 중 설정된 단위시간당 또는 단위체적당 입열량에 근거하여 과도한 용융이나 과소의 입열을 방지할 수 있는 적절한 제어를 도모함으로써 우수한 용접품질을 얻을 수 있으며 용접결함이 최소화도 기대할 수 있다. 따라서, 생산 중 판파단이라는 사고를 유발시키는 용접불량에 의한 막대한 손실 및 자원낭비를 사전에 방지할 수 있다.

Description

플래쉬 버트 용접품질 제어방법 및 그 장치{A METHOD AND EQUIPMENT FOR CONTROLLING WELD QUALITY IN FLASH BUTT WELDING}

본 발명은 플래쉬 버트 용접의 용접 품질을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 플래쉬 버트 용접에서 단위체적당 용융입열량과 단위시간당 입열량을 각각의 설정치와 비교하여 그 발생된 오차를 적합하게 조절함으로써 용접품질을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스트립의 연속 산세라인이나 연속식 탠덤 압연라인 등의 각종 연속 처리라인에서는 스트립을 연속적으로 처리하기 위해 라인의 입측에 플래쉬 버트(flash butt) 용접기를 이용하여 스트립간을 용접접합함으로써 생산성을 향상시킨다.

이러한 플래쉬 버트 용접은 저항용접의 대표적인 맞대기 압접방법이다. 플래쉬 버트 용접은 서로 용접하기 위한 단면을 적절한 속도로 근접시켜 국부적인 접촉부를 발생시키므로써 이 접촉부가 높은 전류밀도의 단락 전류로 인하여 저항 발열하는 것을 이용한 용접방법이다. 구체적으로 플래쉬 버트 용접은 도1A와 같이, 산세 및 냉간압연라인에서 선행스트립(S)의 끝단부(6)를 고정대(12)에 고정시키고 후행스트립(T)의 선단부(5)를 이동대(14)에 장착한 후(단계①), 용접초기에 선행스트립의 끝단부와 후행스트립의 선단부를 전단(shearing)하여 일정 간격(G)이 형성되도록 한 다음(단계②), 상기 이동대를 고정대측으로 이동시키면서 스트립의 양단부에 통전한다. 이때, 스트립의 양단부는 용융파단되어 아크가 발생하여 그 부근이 가열된다(단계③). 이 아크에 의하여 용융된 금속은 비산하게 되는데, 이것을 플래쉬(flash)라고 한다. 플래쉬가 연속적으로 발생하여 용접단면이 균일하게 가열된 상태에서 이동대측을 고정대 측으로 전진하여 가압하면 양단부의 업셋(upset: 돌출부라고도 함)(7)가 형성되고 접합하게 된다(단계④). 이로써, 단계⑤와 같은 최종적인 용접을 완료할 수 있다.

도1B는 제어신호에 따른 플래쉬 용접의 원리를 나타내는 그래픽이다. 이러한 플래쉬 용접공정은 프리 플래쉬(pre-flash)과정(a), 플래쉬(flash)과정(b), 업셋과정(c)으로 구성된다. 도1B에 도시된 바와 같이, 프리 플래쉬 과정(a)은 용접스타트 신호에 의해 개시되는 공정단계로서 미리 절단된 양 소재의 단면을 균일하게 융융시키고 비산시켜 청정하고 균일한 단면을 만드는 과정이고, 플래쉬과정(b)은 프리 플래쉬 과정에 이어서 플래쉬 스타트 신호에 의해 개시되는 공정단계로서 양 소재의 단면을 계속하여 용융,비산시켜 이후 과정에서 충분한 소성변형이 발생할 수 있도록 가열하는 공정이다. 끝으로, 업셋과정(c)은 업셋 스타트 신호으로 개시되는 공정단계로서 플래쉬 공정에서 양소재가 충분히 가열된 상태에서 순간적으로 크게 가열하고 압착시켜 소재의 단면에 존재하고 있는 산화개재물을 모두 밖으로 배출시킨 상태에서 응고가 되도록 하는 공정이다. 이어, 최종적으로 용접종료신호에 의해 전체 플래쉬 용접공정을 종료한다. 여기서, 용접 스타트 신호, 플래쉬 스타트 신호, 업셋 스타트 신호 및 용접 종료 신호는 전체 용접공정을 제어하는 신호로서 각 단계별로 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 달리 적용하는데 이용된다.

이러한 플래쉬 용접의 공정에 있어서, 용접의 품질에 영향을 미치는 중요한 공정변수로서 용접전력과 소재의 용접이송송도 등이 있다. 이러한 공정변수가 시간의 경과와 함께 각 단계별로 적정하게 변화되어 최적의 조건이 되었을 때에 양질의 용접품질을 얻을 수 있다. 만약, 이러한 조건을 만족되지 않으면, 용접결함이 발생하게 되는데 빈번히 발생되는 결함들은 산화개재물, 열영향부 연화, 균열 등 금속조직학적인 결함과 용접부 강도부족, 정렬불량, 트리밍불량 등의 기계적인 결함으로 나눌 수 있다. 이들 결함들 중 특히 산화개재물은 용접공정을 크게 악영향을 미친다. 만일 산화개재물이 접합면에 존재하면, 반드시 접합부파단이 발생하는 큰 손실을 야기시킬 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 용접공정 중 용접품질을 감시,제어할 수 있는 수단이 요구되고, 이들을 이용하여 용접상태를 예측하고자 하는 시도가 있었다. 그 예로 일본국 특개평 3-32473 및 3-32474 에 개시된 용접품질 이상유무를 감시하는 방법이다. 이러한 종래의 방법은 용접전류와 용접전압의 순시치(瞬時値)를 계측하여 도3에 도시된 바와 같이 프리플래쉬, 플래쉬, 업셋단계 각각에서 총입열량을 구하고 이들 입열량을 미리 설정된 기준입열량과를 비교하여 용접품질의 이상을 판별하게 된다.

그러나, 이러한 종래 기술에 의하면, 각 단계별 총입열량(A,B,C)은 시간의 경과에 따라 적은 입열량으로 장시간동안 용접하는 경우와 짧은 시간동안 많은 입열량으로 용접하는 경우에는, 두 결과가 동일하게 나타난다는 단점이 있다. 또한, 용융된 금속량을 달리하여도 동일한 입열량이 되어 용접품질이 달라짐에도 불구하고 같은 판정을 하는 오류가 발생하는 단점도 있다.

따라서, 최근 플래쉬 버트 용접기술분야에서는 상기와 같이 총입열량을 이용하지 않고, 공정시간과 입열량의 크기 및 용접금속량의 변화에 관계없이 각 단계별 입열량을 조절함으로써 용접품질을 제어하기 위한 새로운 방법 및 장치가 요구되어 왔다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위해서, 본 발명은 프리플래쉬과정, 플래쉬과정 및 업셋과정에 각각에 대한 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적(거리)당 용융입열량을 설정하고, 각 단계별로 상기 설정치로부터 기준치를 선정하여 그 오차를 산출하고 그 산출된 오차를 이용하여 용접전류 및 용접이송속도를 재설정함으로써 용접품질 제어의 효율 및 기능을 극대화할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

도1A은 플래쉬 버트 용접공정을 단계별로 도시한 개략도다.

도1B는 각 제어신호에 따라 단계별로 진행되는 플래쉬 버트 용접원리를 나타내는 그래프이다.

도2는 종래의 플래쉬 버트 용접품질 제어방법을 설명하는 플로우챠트이다.

도3은 본 발명에 따른 용접품질 제어장치를 구비한 플래쉬 버트 용접기의 개략도이다.

도4는 본 발명에 따른 용접품질 제어장치의 연산처리단계를 설명하는 플로우챠트이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

32: 전압검출기

34: 전류검출기

36: 용접이송속도 검출기

110: 데이터수집장치

120: 연산처리수단

본 발명은, 프리플래쉬 과정, 플래쉬 과정 및 업셋 과정으로 이루어진 플래쉬 버트 용접공정에서 미리 설정된 용접전류 및 용접이송속도를 적합하게 조절하여 용접품질을 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 과정별로 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 각각 설정하는 단계와, 현재 용접공정에서 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 이용하여 현재 단위시간당 용접입열량 및 현재 단위체적당 용융입열량을 연산하는 단계와, 상기 각 과정을 식별하는 제어신호를 생성하는 단계와, 상기 제어신호를 수신하여 각 과정에 따른 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 선정하고, 상기 연산된 현재 단위시간당 용접입열량 및 현재 단위체적당 용융입열량을 비교하여 각각의 오차를 산출하는 단계와, 상기 산출된 오차로부터 용접전류 및 용접이송속도에 대한 보상치를 연산하는 단계와, 상기 연산된 보상치에 따라 상기 설정된 용접전류 및 용접이송속도를 재설정하는 단계로 이루어진다.

또한, 본 발명은 프리플래쉬 과정, 플래쉬 과정 및 업셋 과정으로 이루어지고 상기 각 과정의 시작을 알리는 각 제어신호에 의해 식별되는 플래쉬 버트 용접공정에서 각 공정별로 미리 설정된 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량를 이용하여 용접전류 및 용접이송속도를 조절하기 위한 용접품질 제어장치에 있어서, 현재 플래쉬 버트 용접공정으로부터 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 측정하는 수단과, 상기 측정하는 수단으로부터 측정된 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 이용하여 현재의 순시치로 단위시간당 용접입열량 및 단위체적당 용융입열량을 연산하고, 상기 제어신호에 따라 해당과정에 적합한 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 선정하며, 상기 선정된 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 상기 연산된 단위시간당 용접입열량 및 단위체적당 용융입열량을 각각 비교하여 각 오차를 산출하고, 상기 산출된 오차를 이용하여 용접전류 및 용접이송속도의 보상값을 각각 연산하는 연산처리수단과, 상기 연산된 보상값에 따라 용접전류 및 용접이동속도를 재설정하는 수단을 포함하는 용접품질 제어장치로 구현될 수도 있다.

나아가, 본 발명은 상기 각 공정별로 상기 산출된 오차의 허용오차범위를 미리 설정하고, 상기 산출된 오차가 상기 허용오차범위에 있는지를 판단하여 상기 산출된 차이가 상기 허용범위에서 벗어난 경우에만 상기 허용오차를 이용하여 보상값을 연산하도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 각 공정별로 미리 설정된 기준 단위시간당 용접입열량, 기준 단위체적당 용융입열량, 그 허용오차범위를 소재에 따라 달리 입력하여 공정 중인 소재에 따라 다른 설정치로 용접품질을 제어할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 용접품질 제어장치를 구비한 플래쉬 버트 용접기의 개략도이다. 도3을 참조하면, 플래쉬 버트 용접기는 플래쉬 버트 용접부(10), 전력회로부(20) 및 본 실시형태에 따른 용접품질 제어장치(100)가 이루어져 있다. 상기 플래쉬 버트 용접부(10)는 선행스트립(S)의 끝단부를 클래핑하기 위한 고정대(12)와 후속스트립(T)를 클래핑하기 위한 이동대(14) 및 상기 고정대(12)와 이동대(14)에 각각 취부된 용접전극(16,18)으로 이루어져 있다. 상기 전력회로부(20)는 상기 플래쉬 버트 용접기의 용접전극(16,18)에 전력을 인가하는 역할을 한다. 또한, 상기 전력회로부(20)는 용접전원(21), 용접부에 공급되는 전압을 변환시키는 1차 변압기(23), 용접전압 변환탭(25), 용접전력을 제어하는 사이리스터(27) 및 용접에 요구되는 대전류 형태의 전력으로 변환하는 용접용 변압기(29)를 포함할 수 있다. 이러한 플래쉬 버트 용접기의 작동을 설명하면, 상기 전력회로부(20)로부터 상기 용접전극(16,18)에 소정의 용접전력이 제공되고, 그 제공된 용접전력은 상기 용접전극(16,18)을 통해 인가된다. 이어, 상기 두 스트립(S,T) 사이에 아크를 플래싱시킨 채로 이동대(14)를 고정대(12)의 방향으로 이동시킨다. 최종적으로 이동대(14)를 고정대(12)에 급격히 압착시킴으로써 상기 스트립(S,T)의 선후단부는 업셋(upset)되어 용접을 완료하게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플래쉬 버트 용접품질 제어장치(100)는 전압검출기(32), 전류검출기(34) 및 용접속도검출기(36)로부터 측정된 각 데이터를 수집하기 위한 데이터수집수단(110)과, 적합한 보상치를 연산하여 용접속도설정장치(135) 및 용접전류설정장치(145)에 제공하는 연산처리수단(120)로 이루어져 있다. 이러한 용접품질 제어장치(100)의 작동을 상세히 설명하면, 우선, 프리플래쉬, 플래쉬 및 업셋단계에 적합한 상기 기준 단위체적당 용융열용량 및 기준 단위시간당 용접열용량을 상기 연산처리수단(120)에 각각 설정한다. 상기 기준치는 스트립의 종류별로도 구분하여 설정할 수 있다. 그 다음, 용접전류가 흐르기 시작하는 순간을 알리는 용접스타트신호와, 프리플래쉬 종료 후에 메인플래쉬의 시작을 알리는 플래쉬 스타트신호와, 업셋공정의 시작을 알리는 업셋스타트신호와, 용접종료신호를 포함하는 제어신호가 데이터수집장치(110) 및 연산처리수단(120)에 전송되면, 상기 데이터수집장치(110)는 용접스타트 신호에 의해 전압검출기(32), 전류검출기(34) 및 용접속도검출기(36)로부터 측정된 용접전류, 용접전압, 용접속도의 순시치를 고속으로 수집하여 상기 연산처리수단에 제공한다. 상기 연산처리수단(120)은 상기 데이터수집장치(110)로부터 제공받은 상기 순시치 등의 데이터로부터 현재 공정의 단위체적당 용융열용량 및 단위시간당 용접열용량을 계산하고, 상기 수신된 제어신호에 따라 적합한 기준 단위체적당 용융열용량 및 기준 단위체적당 용접열용량을 선정하여 상기 계산된 단위체적당 용융열용량 및 단위시간당 용접열용량과 비교하여 그 오차를 산출한다. 이어, 상기 연산처리수단(120)은 상기 산출된 차이로부터 각각의 적정한 보상치를 용접전류 및 이동대의 이동속도로 계산하여 이를 각각 용접속도설정부(137) 및 용접전류설정부(147)에 제공함으로써 보상치에 따른 용접전류 및 이동속도를 재설정한다. 이로써, 새로이 설정된 용접전류 및 이동속도에 의해 용접속도구동부(137) 및 전력제어장치(147)에 제공하여 용접전류 및 이동속도를 제어할 수 있고, 결과적으로 적합한 단위체적당 용융열용량 및 단위시간당 용접열용량을 얻을 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 용접품질 제어장치는 적합한 열용량에 의해 플래쉬 버트 용접을 수행하여 용접품질을 향상시킬 수 있다.

여기서, 각 단계별로 새로운 기준값을 제공하는 이유는 용접전류 및 이동대의 이동속도를 각각 달리하므로 상기 각 제어신호에 의해 현재의 단계를 파악하고 그에 따른 적합한 기준 단위시간당 입열량을 채용하기 위함이다. 예를 들면, 용접스타트신호가 데이터수집장치(110) 및 연산처리수단(120)에 전송되면, 데이터수집장치(110)는 연속적으로 용접전류, 용접전류 및 용접속도의 순시치를 수집하여 연산처리수단(120)에 제공하고, 상기 연산처리수단(120)은 상기 용접스타트신호가 프리플래쉬 과정임을 인식하고 그 단계에 적합한 값으로 미리 설정된 기준 단위체적당 용융열용량 및 기준 단위체적당 용접열용량 및 허용오차범위를 선정하고, 상기 데이터수집장치(110)로부터 제공받아 단위체적당 용융열용량 및 단위시간당 용접열용량을 계산하는 된 단위체적당 용융열용량 및 단위체적당 용접열용량과 비교하여상기와 같은 연산과정을 수행한다. 또한, 상기 설정되는 기준값은 스트립 소재의 특성에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다.

도4는 본 발명에 따른 제어장치의 연산처리과정을 도시한 플로우챠트이다. 도4를 참조하여, 상기 연산처리수단의 연산과정에 사용되는 관계식과 함께 본 발명의 연산처리과정을 상세히 설명한다.

용접스타트 신호에 의해 데이터 수집장치(110)로부터 고속으로 계측된 용접전류와 용접전압을 연산처리수단(120)에 제공함으로써 연산처리과정은 시작된다.(단계210). 한편, 연산처리수단 (120)은 용접스타트 신호 등 제어신호에 따라 해당과정을 식별하고(단계220), 상기 식별된 과정에 근거하여 미리 설정된 기준 단위체적당 용융입열량, 기준 단위시간당 용접입열량, 기준 단위체적당 용융입열량의 허용오차(δ _V ) 및 기준 단위시간당 용접입열량의 허용오차(δ _Q )을 각각 선정한다(단계220). 또한, 단계(230)은 상기 데이터수집 장치(110)으로부터 고속으로 계측된 용접전압의 순시치v(t), 용접전류의 순시치I(t)및 용접속도(S) 수신한 연산처리수단(120)은 아래 관계식을 이용하여 현재공정 중인 단위체적당 용융입열량 및 단위시간당 용접입열량을 연산하고, 이를 상기 선정된 기준값과 비교하여 각각의 차이를 산출한다.

이하, 상기 단계(230)를 연산식으로 상세히 설명한다. 우선, 아래 식으로 용접부에 공급되는 단위시간당 용접전력를 구한다.

여기서,Ts는 용접전압의 정현파 한 주기이다. 따라서, 상기 식은 통상 1/60초동안의 용접전압과 용접전류의 곱으로 나타나는 용접전력의 평균치가 된다. 이에 따라 용접부에 공급되는 단위시간당 용접입열량는 다음 식으로 구할 수 있다.

상기 단위시간당 용접입열량를 양 스트립(S,T)의 접촉단면적으로 나누고, 다시 이를 용접속도로 나누면 단위체적을 용융하는데 투입된 입열량을 얻을 수 있다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

여기서,A는 양 스트립의 접촉단면적이며,S는 용접속도(㎜/sec)이다.

이와 같이, 각 단계별 용접전류와 용접전압의 순시치 및 용접속도를 이용하여 현재의 단위체적(거리) 용융입열량 및 단위시간당 용접입열량을 구하고, 이어, 상기 연산처리수단은 선정된 기준 단위체적당 용융입열량 및 기준 단위시간당 용접입열량과 상기 현재 공정 중인 단위체적당 용융입열량 및 단위시간당 용접입열량을 비교하여 각각의 오차를 산출한다.

나아가, 본 실시형태에서는 상기 산출된 오차가 각각 단위체적당 용융입열량 및 단위시간당 용접입열량와 함께 선정된 각각의 허용오차범위(δ) 내에 있는지 여부를 판단하고(단계250), 상기 허용오차범위에서 벗어난 경우에는 현재 용접공정을그대로 진행한다. 즉, 산출된 오차에 따른 각각의 보상치를 계산하고(단계260), 그 각각의 보상치(ΔI, ΔS)를 용접전류(I) 및 용접이송속도(S)에 적용하여 현재 공정중인 용접전류 및 용접이동속도를 재설정한다(단계270). 이와 달리, 상기 허용오차범위 내에 있는 경우에는 새로운 제어신호가 수신되기 전까지 단계(240)로 복귀하여 이상의 단계를 계속 진행한다.

이하, 상기 단계(260)에서 허용오차범위를 범위에서 벗어난 경우의 연산과정을 상세히 설명한다.

기준 단위체적당 용융입열량 및 기준 단위시간당 용접입열량과 현재의 단위체적당 용융입열량 및 현재의 단위시간당 용접입열량의 각각 오차로부터 현재 설정된 용접전류 및 용접속도를 보정하기 위한 용접전류와 용접속도의 보정치(ΔI, ΔS)를 적용하는 관계식을 나타낸 것이다.

여기서,는 현재 공정중인 단위체적당 용융입열량으로써 계측된 용접전류와 용접전압으로부터 연산된 값이며,는 스트립 종류 및 각 단계별로 적절한 값으로 상기 연산처리수단에 미리 설정된 단위체적당 용융입열량의 설정치이다. 또한,는 용접전류와 용접전압으로부터 연산된 단위시간당 용접입열량이며,은 스트립의 종류 및 각 단계별로 상기 연산처리수단(120)에 설정된 단위시간당 용접입열량이다.

여기서, 단위체적당 용융입열량의 허용오차(δ _V ) 및 단위시간당 용접입열량허용오차범위(δ _Q )를 설정하여 그 범위 내의 차이는 무시하고 현재의 설정된 용접전류 및 용접속도에 의해 공정을 수행하는 이유는 소정의 허용범위내의 작은 차이를 연산과정을 통해 새로이 설정하더라도 용접품질의 큰 개선을 기대하기 어려우며, 오히려 불필요한 설정치 변경을 제한하여 효율적인 공정제어를 하기 위함이다. 일반적으로 상기 허용범위는 설정된 기준치의 20% 이내로 한다.

단위체적당 용융입열량나 단위시간당 용접입열량이 허용범위보다 각각 크면 이는 용접속도가 느리기 때문이다. 따라서, 단위체적당 용융입열량이 많거나, 전류가 너무 크게 투입되어 나타나는 현상이다. 이런 경우에는 용접속도를 소정의 증분만큼 빠르게 재설정하거나 용접전류를 소정의 증분만큼 낮추어준다(단계270). 용접속도 및 용접속도를 재설정하는 방법을 상세히 설명하면, 상기 연산처리수단(120)은 각각의 보정값을 용접속도 설정장치 및 용접전류 설정장치에 각각 전송한다. 이어, 용접속도 설정장치의 설정치를 상기 보정값으로 설정하고 용접속동 구동부는 그 보정된 새로운 설정속도로 용접작업을 수행한다. 또한, 용접전류 설정장치는 상기 용접전류의 보정값으로 재설정하고 그 설정전류로 용접작업을 수행한다.

이어, 새로운 제어신호가 수신되었는가를 판단하고(단계280), 새로운 신호가 없으면 단계(240)으로 복귀하여 진행되고, 이와 달리, 새로운 제어신호가 수신되고, 용접종료신호인지를 판단하여(단계290), 용접종료신호가 아니면, 단계(220)으로 복귀하여 상기 연산과정을 반복 수행한다. 이로써, 프리 플래쉬과정, 플래쉬과정, 업셋과정에 따라 기준 입열량을 달리 선정할 수 있으며(단계230), 각각에 대해 미리 설정된 기준치로 각 공정에 따른 입열량을 상기와 같이 조절할 수 있다. 최종적으로 용접종료신호가 수신되면, 전체 용접공정이 종료하게 된다(단계300).

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 플래쉬 버트 용접품질 제어방법은 용접 중 설정된 단위시간당 또는 단위체적당 입열량에 근거하여 과도한 용융이나 과소의 입열을 방지할 수 있는 적절한 제어를 도모함으로써 우수한 용접품질을 얻을 수 있으며 용접결함이 최소화도 기대할 수 있다. 따라서, 생산 중 판파단이라는 사고를 유발시키는 용접불량에 의한 막대한 손실 및 자원낭비를 사전에 방지할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명의 실시형태는 예시와 설명을 목적으로 제공되었다. 이는 정확히 개시된 형태로 본 발명을 제한하거나 배제하는 의도가 아니다. 상기 설명한 바에 비추어 연산식 등에 있어 많은 개량과 변형이 가능하다. 본 발명의 범위를 상세한 설명에 의해 한정하는 것이 아니라 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 상기 명세서, 실시예 및 연산식은 본 발명의 제조 및 사용에 관한 완전한 설명을 제공하기 위함이다. 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 다수의 실시형태가 있을 수 있으므로, 본 발명은 첨부된 청구범위에 근거한다.

Claims (4)

1. 프리플래쉬 과정, 플래쉬 과정 및 업셋 과정으로 이루어진 플래쉬 버트 용접공정에서 미리 설정된 용접전류 및 용접이송속도를 적합하게 조절하여 용접품질을 제어하기 위한 방법에 있어서,

   상기 과정별로 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 각각 설정하는 단계와,

   현재 용접공정에서 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 측정하는 단계와,

   상기 측정된 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 이용하여 현재 단위시간당 용접입열량 및 현재 단위체적당 용융입열량을 연산하는 단계와,

   상기 각 과정을 구분하는 제어신호를 수신하여 각 과정에 따른 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 선정하고, 상기 연산된 현재 단위시간당 용접입열량 및 현재 단위체적당 용융입열량을 비교하여 그 오차를 산출하는 단계와,

   상기 산출된 오차로부터 용접전류 및 용접이송속도에 대한 보상치를 연산하는 단계와,

   상기 연산된 보상치에 따라 현재 공정 중인 용접전류 및 용접이송속도를 재설정하는 단계를 포함하는 용접품질 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 과정별로 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 설정하는 단계는 상기 각 과정별로 상기 오차에 대한 허용오차범위를 설정하는 단계를 더 포함하고,

   상기 차이를 산출하는 단계는 상기 제어신호를 수신하여 각 과정에 따른 허용오차를 선정하며, 상기 산출된 오차가 상기 허용오차범위에 있는지를 판단하는 단계를 더 포함하며,

   상기 보상값을 계산하는 단계는 상기 산출된 차이가 상기 허용오차범위에서 벗어난 경우에만, 상기 산출된 오차를 이용하여 보상값을 계산하는 단계로 이루어진 용접품질 제어방법.
3. 프리플래쉬 과정, 플래쉬 과정 및 업셋 과정으로 이루어지고, 상기 각 과정의 시작을 알리는 각 제어신호에 의해 식별되는 플래쉬 버트 용접공정에서 각 공정별로 미리 설정된 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 이용하여 용접전류 및 용접이송속도를 조절하기 위한 용접품질 제어장치에 있어서,

   현재 플래쉬 버트 용접공정으로부터 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 측정하는 수단과,

   상기 측정하는 수단으로부터 측정된 용접전류, 용접전압 및 용접이송속도를 이용하여 현재의 순시치로 단위시간당 용접입열량 및 단위체적당 용융입열량을 연산하고, 상기 제어신호에 따라 해당과정에 적합한 기준 단위시간당 용접입열량 및 기준 단위체적당 용융입열량을 선정하며, 상기 선정된 기준 단위시간당 용접입열량및 기준 단위체적당 용융입열량을 상기 연산된 단위시간당 용접입열량 및 단위체적당 용융입열량을 각각 비교하여 그 오차를 각각 산출하고, 상기 산출된 차이를 이용하여 용접전류 및 용접이송속도의 보상값을 각각 연산하는 연산처리수단과,

   상기 연산된 보상값에 따라 용접전류 및 용접이동속도를 재설정하는 수단을 포함하는 용접품질 제어장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제어장치는 상기 각 공정별로 상기 산출된 오차에 적용할 허용오차범위를 미리 설정하고,

   상기 연산처리수단은 상기 산출된 오차가 상기 허용오차범위에 있는지를 판단하며, 상기 산출된 차이가 상기 허용범위에서 벗어난 경우에만 상기 허용오차를 이용하여 보상값을 연산하는 용접품질 제어장치.