KR20050083537A - 단락 아크 용접기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용접봉과 공작물 사이의 단락 아크 용접 공정을 실행하도록 동작되는 전기 아크 용접기에 관한 것으로, 이 용접 공정은 단락 상태와 아크 상태가 연속적으로 번갈아 있으며, 단락 상태 중에는 제1 전류 파형을 갖고, 아크 상태 중에는 제2 전압 파형을 갖는다. 제1 파형 발생기는 18 kHz를 초과하는 속도로 동작되는 펄스파 변조기에 의해 제어되는 일련의 전류 펄스로부터 제1 파형을 형성하고, 제2 파형 발생기는 18 kHz를 초과하는 속도로 동작되는 펄스파 변조기에 의해 제어되는 일련의 전류 펄스로부터 제2 파형을 형성한다. 제2 파형 발생기는 대략 일정한 아크 파라미터(일반적으로 전압)를 갖는 제2 파형을 발생시키는 회로를 포함한다.

Description

단락 아크 용접기 및 그 제어 방법{SHORT CIRCUIT ARC WELDER AND METHOD OF CONTROLLING SAME}
본 발명은 아크 용접의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 단락 아크 용접을 실시하기 위한 특유의 제어기를 구비하는 전기 아크 용접기에 관한 것이다.
파이프 용접에 특히 유용한 타입의 전기 아크 용접 분야에 있어서, 용접 퍼들(weld puddle) 온도 및 유동성은 STT 용접으로서 공지된 단락 아크 용접 공정을 이용하여 제어된다. 이 기술은 The Lincoln Electric Company에 의해 개발되어 특허 허여되었으며, 미국 특허 제4,866,247호(Parks), 제5,148,001호(Stava) 및 제6,051,810호(Stava)를 비롯한 여러 특허에 개시되어 있다. 이들 3개의 특허는 본 발명이 바람직하게 사용되는 STT 용접 기술을 보여주고 있다. 이 기술은 널리 알려져 있으므로, 이들 특허를 참고로 인용함으로써, 본 발명의 실시를 이해하기 위한 일반적인 배경 지식을 제공한다. STT 단락 용접을 실시할 때에, 파형 발생기는 일련의 전류 펄스를 발생시킴으로써 용접 공정에 사용되는 정확한 파형을 형성하며, 상기 전류 펄스의 폭은 용접 공정에 있어서 사이클의 정확한 부분에서 흐르는 전류를 결정한다. 이러한 타입의 전기 아크 용접뿐 아니라 그 외의 단락 공정을 실시할 때에는, The Lincoln Electric Company에서 시판하는 파워 웨이브(Power Wave) 전기 아크 용접기를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 인버터식 용접기는 미국 특허 제5,278,390호(Blankenship)에 개시되어 있다. 이 특허는 본 발명을 실시하는 데 사용되는 일반적인 타입의 용접기를 설명하기 위하여 참고로 인용된다. 본 명세서에 또한 참고로 인용되는 미국 특허 제6,501,049호(Stava; 본원 출원인에게 양도됨)에 배경 기술이 개시되어 있다.
전기 아크 용접은 스프레이 용접, 입상(globular) 용접 및 단락 용접 등과 같은 다양한 방법으로 수행된다. 채용되는 방법과는 무관하게, 인버터가 3상 선전류를 원하는 전압 또는 전류로 변환한다. 전기 아크 용접용의 인버터식 전원 공급 장치는 디지털을 기초로 하는 제어부를 구비하여, 아크 용접 공정에서 원하는 출력 전류 또는 전압을 생성한다. 파이프를 용접할 때에는, 인접하는 공작물의 에지 사이의 개방 간극을 메우는 ["루트 패스(root pass)"로 공지된] 제1 용접 비드(bead)를 형성하기 위해서는 펄스 용접 또는 단락 용접이 바람직하다. 최선의 결과를 얻기 위하여, 단락 전기 아크 용접 공정은 특허 허여된 STT 기술을 이용하여 실시된다. 이 기술에 있어서는, 전원 공급 장치에 의해 정확한 전류 파형이 출력된다. 단락된 금속이 분리되어 새로운 아크를 발생시키기 직전에 전류를 급속히 줄임으로써 스패터(spatter)가 감소된다. 그 후, 전류 파형은 플라즈마 부스트(plasma boost)를 일으켜 용접봉의 단부를 용융시키고, 다음 단락을 대기한다. 플라즈마 부스트 펄스의 피크 전류(peak current)는 전류 테일아웃(current tailout)의 형태로 점차 강하되어, 설정된 배경 전류에 도달하게 된다. 그 후, 배경 전류가 유지되고, 용융 금속구가 공작물에 대해 단락되어 다음 사이클을 일으킨다. 이러한 STT 전기 아크 용접 공정에 따르면, 전류 파형은 일련의 전류 펄스에 의해 정확하게 제어되고, 이들 전류 펄스의 폭은 파형에 있어서 임의의 주어진 시간에서의 전류의 크기를 결정한다. 파형의 형상은 파형 발생기에 의해 제어된다. 이 기술을 사용함으로써, 전류 파형에 의해 퍼들 온도 및/또는 유동성을 제어할 수 있다. 이러한 능력은, 파이프 용접 시의 개방 루트 패스와 같은 간극을 용접하는 용례에서는 필수적인 것이다. 퍼들이 너무 차가운 경우에는, 금속의 용융 부족이 야기될 수 있다. 따라서, 퍼들이 너무 뜨거운 경우에는, 루트 내로 용접 금속이 역흡인(sucking back)되어, 내부 백 비드(back bead)가 저조해지는 것을 예측할 수 있다. 과거에, STT 단락 용접은 전류 제어 공정으로서 실시되었다. 작업자가 아크 및/또는 퍼들의 열을 변화시키고자 하는 때에는, 반드시 기계를 세팅하여 전류를 조정해야만 한다.
본 발명에 따르면, 단지 용접봉의 위치를 변화시킴으로써 열이 제어되는 STT 모드로 동작할 수 있는 전기 아크 용접기가 제공된다. 단락 용접 공정의 아크 상태 중에 연장부의 길이가 증가하면 열이 감소하고, 반대의 경우도 일어난다. 본 발명은 단락 용접 공정의 아크 부분 또는 상태에 대한 전압 파형을 발생시키는 제어기에 관한 것이다. 따라서, 전원 공급 장치는 전류 및 전압의 양방 제어 모드로 동작될 수 있어서, 용접 사이클의 단락 상태에 대해서는 전류 제어를 사용하는 것이 최선이고, 플라즈마 또는 아크 상태에 대해서는 전압 제어를 사용하는 것이 최선이다. 따라서, 전원 공급 장치의 전류 모드는 STT 용접기와 동일한 파형 제어를 사용하여 용접 사이클의 단락 상태를 실시한다. 용접봉의 단부에 있는 용융 금속구가 공작물에 대해 단락될 때에는, 제어된 핀치 전류의 파형이 실시된다. dv/dt, dr/dt 또는 dp/dt 검출기는 금속과 용접봉의 임박한 차단(break) 또는 분리를 측정한다. 이 때, 전원 스위치를 개방하여, 용접봉이 분리되기 전에 전류의 흐름을 순간적으로 감소시킨다. 이러한 동작은 스패터를 최소화시킨다. 단락이 중단되는 즉시, 아크 상태 또는 플라즈마 상태가 설정된다. 전원 공급 장치의 전자 부품은 전압의 상승으로서 용접봉의 분리를 검출한다. 전원 공급 장치는 전압 제어 상태로 변환된다. 파형을 전류 제어 모드로 복귀시켜 단락을 제거하는 다음 단락이 검출될 때까지 전압 파형이 발생되어 일정한 아크 파라미터를 제공한다. 이러한 전압 모드에서, 전류는 전압 파형의 원하는 일정 전압으로 인해 변화된다. 전압 제어 회로가 정확하고 연장부의 길이가 적절하게 일정하게 유지되면, 용접 전류는 아크 또는 플라즈마 상태 중에 적절하게 일정하다. 용접 공정의 전압 제어 부분은 테일아웃 또는 설정된 배경 전압을 갖지 않고, 전압이 상기 배경 전압으로 변환되어 다음 단락을 대기한다. 단락 용접 공정의 아크 또는 플라즈마 상태 동안에 전압을 일정 레벨로 제어함으로써, 용접 퍼들 온도 및 유동성이 정확하게 제어될 수 있으며, 이로써 용접 공정이 최적화되고 전원 공급 장치의 전압 범위 내에서 동작된다. 이와 같이 단락 상태 동안에 전류 파형을 사용하고 아크 상태 동안에 전압 파형을 사용하는 신규한 기술을 임의의 단락 전기 아크 용접 공정에 적용할 수 있다. 본 발명은 단지 단락 용접 공정의 아크 또는 플라즈마 상태 동안에 제어된 일정한 전압 파형을 사용하는 것을 포함한다. 용접 공정의 단락 상태는 표준 기술에 따라 제어될 수도 있고, STT 기술에서 사용된 정확한 전류 파형에 의해 제어될 수도 있다. 이러한 기술은 달링턴(Darlington) 스위치와 같은 스위치를 사용하여, 금속에 있어서의 〔"네크(neck)"로서 알려진〕 임박한 분리를 검출한 때에 단락 전류를 강하시킬 수 있다. 본 발명은 스위치 및 "네크" 제어를 사용하지 않는 변형된 단락 공정에 사용될 수 있다. 본 발명의 기본적인 특징은, 용접 공정의 아크 또는 플라즈마 상태에 대해 정확하고 일정한 전압 파형을 수반하면서 단락 상태의 전류를 이용하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 단락 상태를 제어하는 제1 파형에 이어서, 아크 상태를 제어하는 제2 파형이 후속하는 단락 공정을 실시하도록 작동되는 전기 아크 용접기가 제공된다. 용접기는 단락 상태가 종료되는 때에 아크 신호를 발생시키는 비교기(comparator)를 포함한다. 그 후, 제어기는 용접기를 제1 파형에 의한 제어로부터 제2 파형에 의한 제어로 전환시킨다. 아크 신호의 발생에 응답하여, 제2 파형은 정확하고 일정한 전압 파형으로 되며, 여기서 제1 파형은 어느 정도 통상적일 수 있는 전류 파형이다. 이것은 바람직하게는 STT 공정 또는 예고 회로가 없는 변형된 STT 공정이다. 본 발명의 넓은 범위의 양태에 따르면, 제1 파형은 전류 제어식 파형이고, 제2 파형은 일정 전압을 수반하는 전압 제어식 파형이다. 물론, 제2 파형은 때때로 일정한 와트 제어 파형 또는 일정한 주울(joules) 제어 파형이다. 이들 복합 파라미터는 모두 아크 전압의 함수이다. 물론, 파형은 본 발명의 전류 파형 또는 일정한 전압 파형을 형성하는 일련의 전류 펄스로서 발생된다.
본 발명의 다른 양태는 단락 상태에 이어서 아크 상태가 후속하는 단락 공정을 수행하도록 작동되는 전기 아크 용접기용 제어기를 제공하는 것이다. 상기 제어기는 단락 상태 동안에는 제1 전류 제어 모드를 행하고, 아크 상태 동안에는 상기 제1 전류 제어 모드와 다른 제2 전류 제어 모드를 행한다. 상기 제2 전류 제어 모드는 전압이 일정한 것이 바람직하다. 이는 정확하고 일정한 파형에서의 와트 제어 및 정확하고 일정한 파형에서의 주울 제어로서 실시되어 왔다. 파형은 18 kHz를 초과하는, 바람직하게는 실질적으로 20 kHz 이상의 속도로 발생되는 일련의 전류 펄스에 의해 용접 공정에서 발생된다. 실제로, 이들 펄스는 폐루프 피드백에 사용된 펄스 폭 변조기에 의해 발생되어, 파형 발생기로부터 출력된 원하는 프로파일에 따라 전류 또는 전압을 제어한다.
본 발명의 또 다른 양태는 단락 상태에 이어서 아크 상태가 후속하는 단락 공정을 실시하도록 작동되는 전기 아크 용접기의 제어 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 단락 상태 동안에 제1 전류 제어 모드를 이용하고, 아크 상태 동안에는 상기 제1 전류 제어 모드와는 다른 제2 전류 제어 모드를 이용하는 것을 포함한다. 실제로, 이 방법은 일정 파라미터의 공정에서 제2 전류 제어 모드를 전압 모드로서 실시하는 동작을 포함하며, 이 공정은 아크 상태 동안에 정확하고 일정한 파형을 따른다. 상기 전원 공급 장치는 아크 저항과는 무관하게 그 전압 범위 내에서 작동된다.
본 발명의 주목적은, 아크 상태가 전압 파형의 함수로서 일정한 파라미터 파형에 의해 정확하게 제어되는 전기 아크 용접기, 이 용접기용 제어기, 그리고 단락 용접 방법을 제공하는 것이다. 이와 같이 정확한 제어 파형은 일정한 전압, 일정한 와트(전압 × 전류) 또는 일정한 주울(전압 × 전류의 적분)일 수 있다. 단락 용접 공정에 있어서의 아크 상태의 전압 함수 제어에 의하여, 용접 과정 및 작업 중에 전원 공급 장치의 전압 범위 내에서 용접 퍼들을 정확하게 열 제어(heat control)할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 단일 전원 공급 장치에 의해 실행될 수 있고 표준 단락 용접 및/또는 STT 단락 용접용으로 사용될 수 있는, 전술한 바와 같은 용접기, 제어기 및 용접 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 단락 상태 동안에는 전류 제어의 장점을 이용하고 아크 상태 동안에는 전압 제어의 장점을 이용하는, 전술한 바와 같은 용접기, 제어기 및 용접 방법을 제공하는 것으로, 여기서 전압 제어는 일정한 파라미터의 파형을 형성한다.
상기 목적 및 장점은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다.
이제 단지 본 발명의 바람직한 실시예를 예시할 목적으로 도시한 도면을 참조하면, 도 1은 단락 상태(10)와, 일정한 전압으로서 도시된 일정한 파라미터를 갖는 아크 상태(12)를 포함하는 단락 용접 공정용의 STT 타입 파형(A)을 도시하고 있다. 이 파형은 용접부를 통한 전류 프로파일이고, 18 kHz를 초과하는 주파수로 발생된 복수의 전류 펄스(20)에 의해 형성된다. 전류 펄스의 폭은 도 1에 예시된 바와 같은 파형의 높이 또는 크기를 제어한다. 단락 용접은, 용접봉의 단부 상에 있는 용융 금속구가 공작물에 접촉할 때 개시되는 단락 상태(10)와 아크 또는 플라즈마 상태(12)가 번갈아 수반된다. 이것은 시간 30에서 발생한다. 그 후, 금속이 표면 장력의 작용에 의해 용접봉으로부터 공작물로 이행된다. 이러한 작용은 핀치 펄스(32)에 의해 가속되는데, 이 핀치 펄스는 전류 급상승 섹션(32a), 제2의 기울기를 부여하는 브레이크 점(break point)(32b) 및 예고점(32c)으로 이루어진 프로파일을 갖도록 전류를 제어하는 데 사용된다. 이후에 설명되는 바와 같이, dv/dt, dr/dt 또는 dp/dt 회로는 용융 금속의 표면 장력 이행이 분리 또는 폭발 준비 상태인 때를 검출한다. 이 때에, 단면이 급격히 감소하기 때문에 전압이 상승한다. 이로 인해, 용융된 용접봉의 선단이 공작물로부터 폭발 또는 분리되는 것이 예상된다. 스패터를 감소시키기 위해, 파형은 실제로 금속이 분리되기 전에 전류 강하 섹션(32d)을 포함한다. STT 기술에 있어서, 전류 핀치 펄스(32)는 도 1에 도시된 핀치 펄스(32)의 형상에 의해 제어된다. 그 후, 전류가 급상승하여 플라즈마 펄스(40)를 발생시키기 전에, 시간 tx로 지시된 약간의 지연(34)이 존재한다. STT 기술에 있어서, 상기 전류의 급상승은 고정된 피크 전류를 향한다. 본 발명에 따르면, 제어기는 전원 공급 장치를 단락 상태 동안의 전류 제어와 아크 상태(12) 동안의 전압 제어 사이에서 전환시킨다. 이로 인하여, 전압 함수의 일정한 플라즈마 파라미터 펄스(40)에 있어서 전류가 증가한다. 이와 같은 도 1의 일정한 전압 파형은 통상적으로 대략 일정한 전류를 발생시킨다. 소정 양의 에너지가 전달되어 용융 금속구를 생성한 후, 시간 30에서 단락을 대기한다. 본 발명에 따르면, 아크 상태(12) 중에 구현된 파형은 일정한 전압(Vp)과 이어서 단락을 갖는 전압 파형이다. 일정한 전압 파형의 종단에는, 시간 30에 새로운 단락이 있어서, 전압을 강하시키고 전원 공급 장치를 핀치 펄스(32)용 전류 제어로 전환시킨다. 따라서, 본 발명은 단락 상태(10) 동안에는 전류 제어를 사용하고, 아크 상태(12) 동안에는 전압 제어를 사용하는 것을 포함한다. 각각의 경우에, 이들 제어는 예정된 파형을 따르므로, 원하는 특성을 생성한다. 따라서, 아크 상태(12)는 전압의 함수이다. 바람직한 실시예에 따르면, 전압의 함수는 아크 양단 사이의 전압(voltage across arc)이다. 후술하겠지만, 단락 상태 동안에 동작되는 표준 폐루프 제어에 의해, 바람직하게는 미리 크기가 정해지고 미리 선택된 파형(도 3에 100으로서 도시)이 단락 상태(10) 동안에 발생된다. 동일한 개념, 즉 단락 상태 동안에는 전류 제어를 이용하고 아크 상태(12') 동안에는 전압 함수 제어를 이용하는 개념이, 도 2에 예시된 본 발명의 제2 실시예에서 사용된다. 파형(A')은 단락 상태(10')와 아크 상태(12')를 포함한다. 아크 상태(12') 동안에 폐루프 제어에 사용된 전압 함수는 와트이다. 플라즈마 펄스(40')는 도 3에 도시된 바와 같은 일정한 파형(150)이다. 전압 함수는 종종 주울이므로, 주울의 폐루프 피드백이 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 파형을 생성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 사용되는 타입으로서, 펄스 폭이 변조되는 인버터식의 전원 공급 창치를 이용하면, 도 3에 개략적으로 예시되어 있는 전류 및 전압 곡선을 얻는다. 용융 금속구가 공작물에 단락되어 전압을 강하시키는 시간 30에서 전통적인 STT 형태의 전류 파형(100)이 강하한다. 이러한 전압은 기준 전압(VR) 미만의 레벨까지 강하되어, 전원 공급 장치를 플라즈마 상태(12)의 전압 제어로부터 단락 상태(10)의 전류 제어로 전환시킨다. 전류 제어는 용접 사이클의 단락 상태를 실시한다. 전류는 증가하는 것이 허용될 때까지 단기간 동안 낮게 유지된다. 그 후, 전원 공급 장치의 전류 제어는 해제되어 위치 32a에서 전류의 급상승이 허용되므로, 브레이크 점(32b) 및 예고점(32c)을 갖는 핀치 펄스(32)를 발생시킨다. 전술한 바와 같이, 전원 공급 장치의 전류 제어는 부분 32d로 지시된 바와 같이 전류를 강하시킨다. 따라서, 시간 ta 동안 유지되는 낮은 전류(34)에서 폭발 또는 금속의 분리가 일어난다. 이 시간 동안에, 작동의 전류 모드는 전압의 상승을 허용하여 전류 펄스(40)를 발생시키는데, 이 전류는 사전 설계된 일정한 전압 제어 파형에 의해 지시되는 파형(150)을 갖는다. 전류 펄스(40)는 급경사의 선행 에지를 가지며, 이 동안에 전류는 일정한 레벨의 펄스(40)를 향해 진행한다. 이러한 전류 레벨은 전원 공급 장치의 전압 제어 중에 사용되는 파형(150)의 설정 피크 전압 부분에 의해 생긴다. 그 후, 전류 펄스(40)는 시간 30까지 일정하게 유지된다. 펄스(40)는 도 3에 도시된 바람직한 전압 파형(150)에 의해 지시되는 형상을 갖는 전류 펄스이다. 전류 제어는 파형(100)에 의해 펄스(10)를 형성하고, 전압 제어는 파형(150)에 의해 펄스(40)를 형성한다. 시점 30에서, 전압 제어는 단락을 겪고, 제어는 전압 제어에서 전류 제어로 전환된다. 그 후, 시간 32a까지 낮은 전류가 유지된다. 그 후, 전류 펄스(10)가 바람직한 전류 파형(100)에 의해 발생된다. 전원 공급 장치는 바람직한 형상의 핀치 펄스(32)를 유지시킨다. 전압은 바람직한 전류의 결과로서 부분 160a를 따라 즉시 상승한다. 브레이크 점 32b에서, 전압은 부분 32c까지 상부 라인을 따라 천이되며, 이 부분에서 전압은 표준의 예고 신호에 응답하여 라인 32d를 따라 강하된다. 이 때에도 여전히 전류 제어 모드로 있다. 단락된 용접봉은 시간 32d에서 분리되어, 전압이 기준 전압(VR) 이상의 레벨까지 상승되어, 전원 공급 장치를 전압 제어 파형(150)으로 전환시키고, 아크 전압은 아크가 낮은 전류(34)에서 재확립될 때 얻어진다. 다음의 파형(150)은 일정한 전압(42)을 포함한다. 피크 전압(42)에 도달하는 데에는 짧은 시간이 걸린다. 이러한 짧은 시간과 실제 지연 시간의 합은 시간 Tx가 걸리는 전술한 지연 시간(34)과 동일하다. 이 제어는 STT 용접기에 있어서의 표준 실행이다. 전압 파형(150)을 처리하여 용접봉을 녹인 후에, 전압(42)은 다음 단락을 대기하는 상태로 유지된다. 실제로, 도 3에 도시된 펄스는 초당 100 내지 300 사이클로 수행된다. 일정한 전압(42)을 조정함으로써, 용접 퍼들의 온도 및/또는 유동성이 제어된다.
본 발명을 실시할 때에, 바람직한 실시예는 도 3의 블록도 및 논리 회로도에 도시된 디지털 제어 체계를 채용하는데, 여기서 용접기(200)는 STT 단락 용접 공정 과 같은 단락 아크 용접 공정을 실행하도록 프로그램될 수 있는 논리 프로세서 기초 제어기(C)를 구비한다. 인버터(202)는 전류를 스위치(206) 및 인덕터(208)를 통하여, 공작물(214)을 용접하는 데 사용되는 전진 와이어 형태의 용접봉(210)으로 보내는 표준 정류 출력 회로(204)를 구비한다. 전압 피드백(220)은 소정 레벨의 아크 전압을 디지털 제어기(C)로 향하게 한다. 유사한 방식으로, 분로(shunt; 222)가 순간적인 아크 전류를 피드백 라인(224)에 의해 제어기(C)로 향하게 한다. 표준 제어 기술에 따르면, 제어기(C)의 논리 프로세서는 디지털로 실행되는 펄스 폭 변조기(230)를 구비하는데, 이 변조기는 라인 240으로 표시되는 파형 제어부를 갖는 입력 디지털화 오차 증폭기(234)를 구비한다. 펄스 폭 변조기(230)에 의하여, 인버터(202)는 라인(242)에서의 피드백 값을 기초로 하여 라인(240)의 파형을 따르게 된다. 표준의 실시에 따르면, 용접 사이클의 여러 부분 동안에 용접봉과 공작물 사이에 바람직한 프로파일의 전류 펄스를 제공하도록 전류 파형 발생기(250)가 제공된다. 발진기(232)가 적어도 18 kHz의 주파수로 설정되므로, 라인(233)의 펄스는 이러한 높은 주파수를 갖는다. 본 발명에 있어서, 전류 파형 발생기(250)는 디지털 이네이블 스위치(enable switch; 252)의 도전 상태에 의해 결정되는 것인 용접 사이클의 일부 또는 단지 일부 시간에 대해서만 펄스 폭 변조기(230)에 의해 사용된다. 상기 스위치가 동작 상태일 때, 전류 파형 발생기(250)는, 라인(242) 상의 피드백 레벨이 현장에서 사용되는 바와 같은 표준 STT 파형으로서 도시된 정확한 희망 전류 프로파일 또는 파형(100)을 따르도록 라인(240) 상의 논리를 제어한다. 본 발명에 따르면, 일정한 파형(150)을 발생시키는 전압 파형 발생기(260)도 또한 마련된다. 전압 파형 발생기(260)는 디지털 이네이블 스위치(262)를 통해 입력(240)으로 보내지는 출력을 갖는다. 스위치(252) 및 스위치(262)는 동시에 동작하지 않는다. 하나의 이네이블 스위치가 닫히면, 다른 이네이블 스위치는 열린다. 따라서, 오차 증폭기(234)는 스위치(252, 262)의 도전 상태에 따라 전류 파형 발생기(250)로부터 발생된 파형 또는 전압 파형 발생기(260)로부터 발생된 파형(150)을 수신한다. 표준 STT 기술에 따르면, dv/dt 회로로 표시된 예고 회로(270)는, 금속 이행이 브레이크 점에 근접했을 때 스위치(206)를 열기 위하여 라인(272)에 논리를 발생시킨다. 그 후, 레지스터(274)가 용접 회로 내로 삽입되어 부분 32c를 따른 전류를 감소시킨다. 전류 모드와 전압 모드 사이에서의 전환을 위하여, 디지털 비교기(280)는 전압 피드백(220)에 연결된 양의 입력(positive input; 282)과 기준 전압(VR)에 의해 제어되는 음의 입력(284)을 갖는다. 비교기(280)의 출력 라인(290)은 전압 모드 디지털 스위치(292)에 연결된다. 라인(290)에서의 논리는 인버터(294)에 의해 전환되어, 전류 모드 스위치(298)를 제어하기 위한 반대의 논리가 라인(296)에 제공된다. 작업 시에, 단락의 초기에 전압이 라인(222)에서 강하하면, 논리 0이 라인(290)에 나타난다. 이는 스위치(292) 및 스위치(262)의 동작을 중지시킨다. 인버터(294)는 라인(296)에 논리 1을 발생시킨다. 이는 스위치(298)를 작동시켜, 라인(224)에서의 전류 피드백 레벨을 오차 증폭기(234)의 입력(242)으로 보낸다. 이와 동시에, 라인(296)에서의 논리 1은 디지털 스위치(252)를 동작 상태로 되게 하여, 파형 발생기(250)가 오차 증폭기의 입력(240)에 연결된다. 이러한 작업 동안에, 인버터(220)는 발생기(250)로부터의 파형(100)을 따른다. 단락의 말기에, 아크 전압이 급속하게 증가한다. 그 후, 입력(282)에서의 값은 라인(284)에서의 기준 전압을 초과한다. 전압 모드 스위치(292)를 닫고, 스위치(262)를 동작시켜 발생기(260)가 라인(240)에서의 논리를 제어하도록, 논리 1이 라인(290)에 발생된다. 이와 동시에, 스위치(252) 및 스위치(298)의 동작이 중지된다. 라인(220)에서의 피드백 전압 신호는 스위치(292)를 통해 입력(242)으로 보내진다. 이러한 방식으로, 인버터(202)는 전압 파형 발생기(260)에 의해 발생된 일정한 전압 파형(150)을 따라 작동된다. 이 발생기는 일정한 와트 파형 발생기일 수도 있고, 일정한 주울 파형 발생기일 수도 있다. 이들 반복을 모두 실시하여, 단락 용접 공정의 아크 상태를 제어한다. 도 3에 개시된 논리 체계는 제어기(C)에서의 디지털 기술에 의해 처리되며, 다양한 디지털 기술을 사용하여 일정한 플라즈마 파라미터로서의 원하는 전압 함수를 추적하는 파형에 의해 아크 상태를 일반적으로 작동시키는 목적을 달성할 수 있다. 과거에는, 아크 상태 동안의 파형은 단지 단락 파형의 연장이었으므로, 아크를 전압 함수로서 제어하는 이점은 얻을 수 없었다.
경우에 따라서는, 용융 금속구를 형성한 후에, 아크 상태 중에 전류 제어로 전환하는 것이 유리하다. 논리 프로세서가 도 3a에 예시된 스위치(290a)에 의해 라인(290)을 여는 경우에 디지털 스위치를 이용한다. 이러한 2극 스위치의 개념으로 인하여, 라인(290b)이 그라운드(290c)에 접지된다. 이로 인하여 라인(290b)이 논리 0으로 되어, 스위치를 전류 제어로 전환시킨다. 이러한 스위치의 동작은, 용융 금속구가 플라즈마 펄스(40)에 의해 형성된 후, 논리 프로세서에 의해 선택된다.
도 4 및 도 5는 도 3의 블록도 및 논리 회로도를 약간 수정하여 도시한 것이다. 도 4에서, 전압 함수는 일정한 와트이므로, 비교기(280)의 라인(282)의 입력은 라인(220)에서의 전압 피드백과 라인(224)에서의 전류 피드백의 적(product)이다. 이들 값은 곱셈기(210)에 의해 통합되어, 와트 피드백을 나타내는 값을 라인(312)에 발생시킨다. 전류 피드백(224)은 도 3에 이미 도시한 바와 같이 스위치(298)의 입력에 사용된다. 제어기(C)에서의 디지털 처리를 위하여 도 4에 도시된 약간 변형한 예를 사용함으로써, 아크 상태는 와트 피드백에 의해 제어되는 일정한 와트 파형을 갖고, 단락 상태는 도 3에 도시된 바와 같이 전류 피드백에 의해 제어된다. 도 5에서, 라인(312)에서의 적(product)은 적분기(320)에 의해 적분되어 라인(322)에 주울 피드백을 발생시킨다. 이는 비교기(280)의 양의 입력(282) 및 스위치(292)의 입력으로 보내지므로, 아크 상태는 바람직한 주울 파형(150)이 정확하게 반영되는 것인 일정한 주울 파형에 의해 제어된다. 바람직한 전압 함수를 정확하게 나타내는 것인 파형(150)에 의해 아크 상태의 펄스 부분이 제어되는 한은, 도 3에 개략적으로 예시된 디지털 처리에 있어서의 그 밖의 변화를 이용할 수 있다. 용접 공정에 있어서의 편차가 CV 전원의 정격 전압을 초과하지는 않을 것이다.
이제 도 6 내지 도 8을 참조하면, 용접기(200)의 변형예가 도시되어 있다. 변형된 용접기(200')는 변형된 STT 용접기이며, 여기서 달링턴 스위치(206)와 네크 예고 회로(270)는 생략된다. 이러한 변형된 회로는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 파형을 발생시키는데, 이들 파형은 각각 도 1 및 도 2에 도시된 파형의 대응 부분과 동일한 도면 번호를 갖는다. 달링턴 스위치를 생략함으로써, 인덕터(208)는 브레드 점(bread point; 32c)으로부터 일정한 전압 파형(40)에 이르기까지 전류의 강하를 제어하여, 빠른 시간 상수 곡선(400)을 따라 이동한다. 이는 변형된 STT 곡선이다. 이러한 변형에 의해, 단락 상태(30)에서의 전환은 시간 상수 곡선(time constant curve; 402)을 따른다. 유사한 방식으로, 도 7에 도시된 파형은 천이 곡선(410)과 도입 천이 곡선(412)을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이들 약간의 변형으로 인하여, 미국 오하이오주 클리블랜드에 소재하는 The Lincoln Electric Company에 의해 보급된 동일한 STT 용접 공정을 채용하지 않고도 본 발명의 이점을 얻을 수 있다. 일정 파라미터의 파형에 의해 파형의 플라즈마 또는 아크 상태를 제어하고 전류 파형에 의해 용접 공정에서의 단락 상태를 제어하는 본 발명을 실행하기 위하여 도 8에 있어서의 변화를 넘어서 용접기의 다른 변형이 있을 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시를 간략하게 도시하고 있으며, 여기서 인버터(500) 또는 균등한 초퍼(chopper)는 발진기(504)에 의해 18 kHz를 초과하는 주파수로 동작하는 펄스 폭 변조기(502)에 의해 제어되는 파형을 갖는다. 오차 증폭기(510)는 아크 전류 감지 장치로부터의 피드백 입력(512)과, 라인(514a)에 의해 파형 발생기(250)에 접속되고 라인(514b)에 의해 파형 발생기(260)에 접속되는 제어 입력(514)을 갖는다. 라인(282)에서의 아크 전압은 펄스 폭 변조기(502)로 전달되는 파형의 프로파일을 결정한다. 표준의 실시에 따르면, 예고 회로는 플라즈마 상태로의 전환을 오버라이드 한다. 이것은 아크 상태에 선행하여 일어난다. 라인(282)에서의 논리는 인버터(500)에 의해 처리되는 특정 파형(100 또는 150)을 제어한다. 이러한 일반적 체계는 도 1, 도 2 및 도 6, 도 7에 도시된 용접 공정을 실행하는 데에 사용된다.
본 발명의 다른 양태가 도 10 및 도 11에 도시되어 있으며, 이들 도면에는 이중 경사 구조의 파형(100)이 보다 상세하게 도시되어 있다. 이 파형은, 파형(100)이 전류 제어이고, 파형(150)이 전압에 의해 상이하게 제어되는 용접기에 사용된다. 용접 공정의 각 파형에 대하여 2개의 별개의 제어 모드를 사용하면, 도 3 및 도 8의 파형 발생기(250)의 제어부를 구성하는 회로(520)에 의해 얻어지는 것과 같은 형상을 확실히 갖게 된다는 이점이 있다. 회로(520)는, 스위치(526)가 열릴 때 커패시터(524)의 방전에 의해 제어되는 적분 증폭기(522)를 구비하여 아크가 없음을 나타낸다. 이는 파형(100) 동안에 일어난다. 커패시터(524)는 도 11에 도시된 바와 같이 파형(100)의 제1 부분(550) 중에 레지스터(530)를 통해 그라운드(532)로 방전된다. 적분기(522)는 기준 입력(540)과 제어 입력(542)을 갖는다. 적분기는, 커패시터(524)가 방전됨에 따라 제1 부분(550)이 대략 직선으로 되는 것을 보장한다. 전지(549)로 동작되는 가감 저항기(548)에 의해 수동으로 조정되는 입력(546)에서의 전압에 의해 설정된 브레이크 점 전류(32b)에 출력(544)이 도달하면, 비교기(560)는 스위치(564)를 닫도록 라인(562)에 신호를 보낸다. 이는 커패시터(524)의 방전율을 증가시키도록 레지스터(530)와 평행하게 레지스터(566)를 배치한다. 따라서, 브레이크 점(32b)을 지나서, 부분(552)의 기울기는 도 11에 도시된 바와 같이 작아진다. 전류 파형(100)은 라인(272)에서의 네킹 신호 또는 통상 550 암페어의 설정값에 도달하는 라인(544)에서의 전류에 의해 중단된다. 이는 표준 최대 전류 회로(도시 생략)에 의해 실행된다. 이중 경사 구조의 전류 펄스를 이용함으로써, 일정한 전압 펄스 파형(150)을 사용하더라도 아크 용접기의 단락 제어에 영향을 끼치지 않는다.
본 발명의 소정 양태에 따르면, 파형 기술을 이용하는 전기 아크 용접기는 도 12에 개략적으로 도시된 바와 같은 전류의 브레이크 점 조정 회로(600)를 구비한다. 표준의 수동 조정 소자(548)는 가감 저항기(602)를 이용하여 브레이크 점 레벨 신호를 라인(612)에 의해 회로(610)에 입력한다. 따라서, 설정점(32b)은 수동으로 조정된다. 본 발명은 라인(632)에서의 신호에 의해 아크 용접기 제어기(630)의 파라미터를 조정하도록 수동 조정 가능한 파라미터 회로(620)를 사용하는 것을 포함한다. 파라미터 회로는 바람직하게는 노브(652)에 의해 조정된 전압 회로(650)이다. 스위치(660)는 라인(632 또는 666)의 신호를 입력(612)에 접속하도록 단자(662, 664) 사이에서 이동할 수 있다. 이는 단락 전류 파형의 브레이크 점을 설정한다. 설정점을 조정하기 위하여 와이어 공급 속도와 같은 다른 파라미터를 사용할 수 있다.
각종의 구성 요소는 전기 아크 용접기를 구성하도록 필요에 따라 합체될 수 있다.
본 발명의 STT 전기 아크 용접 공정에 따르면, 전류 파형이 일련의 전류 펄스에 의해 정확하게 제어되며, 이들 전류 펄스의 폭은 파형에 있어서 임의의 주어진 시간에서의 전류의 크기를 결정한다. 이 기술을 사용함으로써, 전류 파형에 의해 퍼들 온도 및/또는 유동성을 제어할 수 있는데, 이러한 능력은 파이프 용접 시의 개방 루트 패스와 같은 간극을 용접하는 용례에서는 필수적인 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 실행하는 데 사용된 파형을 보여주는 그래프이고,
도 2는 파형이 전압의 복소 함수(즉, 와트 또는 주울)인 도 1과 유사한 그래프이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 사용된 기술을 예시하는 블록도 및 논리 회로도이고,
도 3a는 아크 상태의 종료 시에 있어서 선택 위치에 사용된 전류 오버라이드 스위치를 보여주는 부분 논리 회로도이고,
도 4는 도 3의 블록도 및 논리 회로도의 변형예의 부분 논리 회로도이고,
도 5는 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예의 다른 변형예의 부분 논리 회로도이고,
도 6 및 도 7은 용접 공정의 단락 상태 동안에 변형된 STT 파형을 이용하는, 도 1 및 도 2와 유사한 파형 그래프이고,
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 파형을 발생시키기 위하여 본 발명의 실시예에 사용된 기술을 예시하는 블록도 및 논리 회로도이고,
도 9는 본 발명의 용접 공정을 이루는 파형의 작동 모드 사이의 변경을 위한 프로그램 또는 아날로그 요소의 블록도이고,
도 10은 도 11의 전류 파형을 발생시키는 배선도이고,
도 11은 본 발명의 소정 양태에 따라 구성된 회로의 브레이크 점에서의 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 10' : 단락 상태
12, 12' : 아크 상태
32 : 핀치 펄스
32a : 전류 급상승 섹션
32b : 브레이크 점
32c : 예고점
32d : 전류 하강 섹션
200 : 용접기
202 : 인버터
222 : 분로
230 : 펄스 폭 변조기
234 : 오차 증폭기
250 : 전류 파형 발생기
260 : 전압 파형 발생기
280 : 비교기

Claims (52)

  1. 용접봉과 공작물 사이의 단락 용접 공정을 실행하도록 동작되는 전기 아크 용접기로서,
    상기 단락 용접 공정은 단락 상태와 아크 상태가 연속적으로 번갈아 있으며, 단락 상태 중에 제1 파형을 갖고, 아크 상태 중에 제2 파형을 가지며, 제1 파형 발생기는 18 kHz를 초과하는 속도로 동작되는 펄스파 변조기에 의해 제어되는 일련의 전류 펄스로부터 상기 제1 파형을 형성하고, 제2 파형 발생기는 18 kHz를 초과하는 속도로 동작되는 펄스파 변조기에 의해 제어되는 일련의 전류 펄스로부터 상기 제2 파형을 형성하며,
    상기 제2 파형 발생기는 대략 일정한 아크 파라미터를 갖는 제2 파형을 발생시키는 회로를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파라미터는 아크 전류인 것인 전기 아크 용접기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파라미터는 아크 전압인 것인 전기 아크 용접기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파라미터는 아크 파워(arc power)인 것인 전기 아크 용접기.
  5. 제4항에 있어서, 전압 검출 장치를 포함하고, 이 검출 장치는 상기 용접봉과 상기 공작물 사이의 아크 전압을 검출하는 회로와, 상기 검출된 전압이 소정의 값 이상인 경우에 상기 검출 장치로부터 아크 신호를 발생시켜 상기 용접 공정을 단락 상태로부터 상기 아크 상태로 전환시키는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 용접기는 상기 용접봉 및 상기 공작물과 직렬로 있는 스위치와, 상기 아크 스위치와 병렬로 있는 레지스터 및 상기 아크 신호의 발생 시에 상기 아크 스위치를 개방하는 회로를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아크 스위치와 직렬로 있는 인덕터를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  8. 제3항에 있어서, 전압 검출 장치를 포함하고, 이 검출 장치는 상기 용접봉과 상기 공작물 사이의 아크 전압을 검출하는 회로와, 상기 검출된 전압이 소정의 값 이상인 경우에 상기 검출 장치로부터 아크 신호를 발생시켜 상기 용접 공정을 단락 상태로부터 상기 아크 상태로 전환시키는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 용접기는 상기 용접봉 및 상기 공작물과 직렬로 있는 스위치와, 상기 아크 스위치와 병렬로 있는 레지스터 및 상기 아크 신호의 발생 시에 상기 아크 스위치를 개방하는 회로를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 아크 스위치와 직렬로 있는 인덕터를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  11. 제2항에 있어서, 전압 검출 장치를 포함하고, 이 검출 장치는 상기 용접봉과 상기 공작물 사이의 아크 전압을 검출하는 회로와, 상기 검출된 전압이 소정의 값 이상인 경우에 상기 검출 장치로부터 아크 신호를 발생시켜 상기 용접 공정을 단락 상태로부터 상기 아크 상태로 전환시키는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 용접기는 상기 용접봉 및 상기 공작물과 직렬로 있는 스위치와, 상기 아크 스위치와 병렬로 있는 레지스터 및 상기 아크 신호의 발생 시에 상기 아크 스위치를 개방하는 회로를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 아크 스위치와 직렬로 있는 인덕터를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  14. 제1항에 있어서, 전압 검출 장치를 포함하고, 이 검출 장치는 상기 용접봉과 상기 공작물 사이의 아크 전압을 검출하는 회로와, 상기 검출된 전압이 소정의 값 이상인 경우에 상기 검출 장치로부터 아크 신호를 발생시켜 상기 용접 공정을 단락 상태로부터 상기 아크 상태로 전환시키는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 용접기는 상기 용접봉 및 상기 공작물과 직렬로 있는 스위치와, 상기 아크 스위치와 병렬로 있는 레지스터 및 상기 아크 신호의 발생 시에 상기 아크 스위치를 개방하는 회로를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 아크 스위치와 직렬로 있는 인덕터를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호(neck signal)를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  18. 제15항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  19. 제13항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  20. 제12항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  21. 제10항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  22. 제9항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  23. 제7항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  24. 제6항에 있어서, 상기 단락 상태 동안에 단락의 임박한 중단 시에 네크 신호를 발생시키기 위한 회로와, 상기 네크 신호에 의해 상기 아크 신호를 오버라이드하는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  25. 제14항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  26. 제7항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  27. 제6항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  28. 제5항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  29. 제4항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  30. 제3항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  31. 제2항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  32. 제1항에 있어서, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 전류 파형인 것인 전기 아크 용접기.
  33. 용접봉과 공작물 사이의 단락 용접 공정을 실행하도록 동작되는 전기 아크 용접기로서,
    상기 단락 용접 공정은 단락 상태와 아크 상태가 연속적으로 번갈아 있으며, 단락 상태 중에 제1 전류 제어 파형을 갖고, 아크 상태 중에 제2 전압 제어 파형을 가지며, 제1 파형 발생기는 18 kHz를 초과하는 속도로 동작되는 펄스파 변조기에 의해 제어되는 일련의 전류 펄스로부터 상기 제1 파형을 형성하고, 제2 파형 발생기는 18 kHz를 초과하는 속도로 동작되는 펄스파 변조기에 의해 제어되는 일련의 전류 펄스로부터 상기 제2 파형을 형성하며,
    상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖는 것인 전기 아크 용접기.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제2 파형은 전류가 일정한 것인 전기 아크 용접기.
  35. 제33항에 있어서, 상기 제2 파형은 전압이 일정한 것인 전기 아크 용접기.
  36. 제33항에 있어서, 상기 제2 파형은 파워가 일정한 것인 전기 아크 용접기.
  37. 제33항에 있어서, 전압 검출 장치를 포함하고, 이 검출 장치는 상기 용접봉과 상기 공작물 사이의 아크 전압을 검출하는 회로와, 상기 검출된 전압이 소정의 값 이상인 경우에 상기 검출 장치로부터 아크 신호를 발생시켜 상기 용접 공정을 단락 상태로부터 상기 아크 상태로 전환시키는 회로를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  38. 제37항에 있어서, 상기 용접기는 상기 용접봉 및 상기 공작물과 직렬로 있는 스위치와, 상기 아크 스위치와 병렬로 있는 레지스터 및 상기 아크 신호의 발생 시에 상기 아크 스위치를 개방하는 회로를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  39. 제38항에 있어서, 상기 아크 스위치와 직렬로 있는 인덕터를 구비하는 것인 전기 아크 용접기.
  40. 제37항에 있어서, 제어 신호에 응답하여 브레이크 점의 전류 레벨을 수동으로 조정하는 브레이크 점 회로를 포함하는 전기 아크 용접기.
  41. 제36항에 있어서, 제어 신호에 응답하여 브레이크 점의 전류 레벨을 수동으로 조정하는 브레이크 점 회로를 포함하는 전기 아크 용접기.
  42. 제35항에 있어서, 제어 신호에 응답하여 브레이크 점의 전류 레벨을 수동으로 조정하는 브레이크 점 회로를 포함하는 전기 아크 용접기.
  43. 제34항에 있어서, 제어 신호에 응답하여 브레이크 점의 전류 레벨을 수동으로 조정하는 브레이크 점 회로를 포함하는 전기 아크 용접기.
  44. 제33항에 있어서, 제어 신호에 응답하여 브레이크 점의 전류 레벨을 수동으로 조정하는 브레이크 점 회로를 포함하는 전기 아크 용접기.
  45. 제44항에 있어서, 상기 브레이크 점 회로는 상기 제2 파형의 전압을 변경시키도록 수동으로 조정될 수 있는 전압 신호를 발생시키는 회로와 상기 전압 신호를 제어 신호로서 적용하는 스위치를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  46. 제43항에 있어서, 상기 브레이크 점 회로는 상기 제2 파형의 전압을 변경시키도록 수동으로 조정될 수 있는 전압 신호를 발생시키는 회로와 상기 전압 신호를 제어 신호로서 적용하는 스위치를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  47. 제42항에 있어서, 상기 브레이크 점 회로는 상기 제2 파형의 전압을 변경시키도록 수동으로 조정될 수 있는 전압 신호를 발생시키는 회로와 상기 전압 신호를 제어 신호로서 적용하는 스위치를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  48. 제41항에 있어서, 상기 브레이크 점 회로는 상기 제2 파형의 전압을 변경시키도록 수동으로 조정될 수 있는 전압 신호를 발생시키는 회로와 상기 전압 신호를 제어 신호로서 적용하는 스위치를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  49. 제40항에 있어서, 상기 브레이크 점 회로는 상기 제2 파형의 전압을 변경시키도록 수동으로 조정될 수 있는 전압 신호를 발생시키는 회로와 상기 전압 신호를 제어 신호로서 적용하는 스위치를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  50. 용접봉과 공작물 사이의 단락 용접 공정을 실행하도록 동작되는 전기 아크 용접기로서,
    상기 단락 용접 공정은 단락 상태와 아크 상태가 연속적으로 번갈아 있으며, 단락 상태 중에 제1 전류 제어 파형을 갖고, 제1 파형 발생기는 18 kHz를 초과하는 속도로 동작되는 펄스파 변조기에 의해 제어되는 일련의 전류 펄스로부터 상기 제1 파형을 형성하고, 상기 제1 파형은 제1 기울기, 브레이크 점, 그 후 제2 기울기를 갖고, 입력 신호에 응답하여 상기 브레이크 점의 전류를 설정하는 브레이크 점 회로와, 상기 브레이크 점 회로에 대한 제1의 수동 조정 가능한 입력 신호와, 상기 브레이크 점 회로에 대한 제2의 수동 조정 가능한 입력 신호와, 상기 입력 신호 중 하나를 상기 브레이크 점 회로에 접속하는 스위치를 포함하는 것인 전기 아크 용접기.
  51. 제50항에 있어서, 상기 제2의 수동 조정 가능한 입력 회로는 상기 용접기의 파라미터 조정 회로인 것인 전기 아크 용접기.
  52. 제51항에 있어서, 상기 파라미터는 상기 용접기의 전압인 것인 전기 아크 용접기.
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