KR20100032006A - 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치 및 그 송급속도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일렉트로 가스 아크 용접에 관한 것으로서, 용접전류값에 따라 와이어의 송급속도를 제어할 수 있게 구성한 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치 및 그 송급속도 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용접하고자 하는 모재들과, 상기 모재들의 전면에 위치하는 동담금 및, 상기 모재들의 후면에 위치하는 백킹재를 포함한 일렉트로 가스 아크 용접장치로서, 상기 모재들 사이에 위치하는 와이어 안내부재와, 상기 와이어를 공급하는 와이어 공급부와, 상기 와이어 공급부에 장착되어 송급속도를 조절하는 모터와, 용접에 인가되는 용접전류값을 피드백하여 상기 모터를 제어하여 송급속도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

일렉트로 가스 아크 용접장치, 와이어, 송급속도, 모터, 제어부, 전류값

Description

와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치 및 그 송급속도 제어방법{Electro Gas Arc Welding Apparatus To Control Feeding Speed of Wire And The Feeding Speed Control Method}

본 발명은 일렉트로 가스 아크 용접에 관한 것으로서, 특히 용접전류값에 비례하여 와이어의 송급속도를 제어하도록 구성한 것이다.

통상 일렉트로 가스 아크 용접(Electro Gas Arc Welding : EGW)은 고능률 입향 용접 방법으로, 주로 이산화탄소(CO₂)를 보호가스로 이용하여 아크를 발생시키며, 아크열로 모재를 용융시켜 각각의 모재를 접합하는 방식으로, 통상 모재의 전면에는 동담금을 위치하고 후면에는 백킹재를 설치하며, 공급되는 용접와이어(전극와이어와 첨가와이어)와 모재 간에 발생되는 아크를 통해 용접부를 따라가며 1패스 용접이 진행되는 방식이다.

보다 구체적으로 모재간에 용접을 위해서는 전극와이어와 첨가와이어가 공급되어야 하는데, 아크를 발생시키는 용접전류의 크기에 따라 추가되는 첨가와이어의 송급속도가 제어되어야 한다. 만약 첨가와이어의 송급이 원활하지 못할 경우에 용융불량 또는 모재의 융합불량 등의 용접결함이 발생하게 된다.

따라서 용접사는 전극와이어와 첨가와이어를 주시하면서 극간 위치 조정, 전류와 전압 조정 및 첨가와이어의 송급을 조정하여야 한다. 이와 같이 용접사는 용접함에 있어서 여러 조건을 확인하고 주시하며 제어하여야 하기 때문에 극심한 피로가 가중되어 용접결함 발생률이 증가하게 되는 단점이 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 전극에 인가되는 아크전류값에 비례하여 첨가와이어를 송급함으로써 용접상태에 따라 안정적으로 첨가와이어의 공급이 이루어질 수 있게 구성한 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치 및 그 송급속도 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용접하고자 하는 모재들과, 상기 모재들의 전면에 위치하는 동담금 및, 상기 모재들의 후면에 위치하는 백킹재를 포함한 일렉트로 가스 아크 용접장치로서, 상기 모재들 사이에 위치하는 와이어 안내부재와, 상기 와이어를 공급하는 와이어 공급부와, 상기 와이어 공급부에 장착되어 송급속도를 조절하는 모터와, 용접에 인가되는 용접전류값을 피드백하여 상기 모터를 제어하여 송급속도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 와이어 공급부는, 와이어가 코일형태로 감겨지며, 상기 와이어 공급부에 장착된 모터가 회전하면서 상기 와이어를 상기 와이어 안내부재로 공급한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 와이어는 전극와이어와 첨가와이어로서, 상기 전극와이어가 감겨진 제1 와이어 공급부와, 상기 첨가와이어가 감겨진 제2 와이어 공급부를 포함하며, 상기 모터는 상기 제1 와이어 공급부 및 상기 제2 와이어 공급부 중에서 어느 한 쪽 또는 양쪽 모두에 장착된다.

또한, 본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접장치의 와이어 송급속도 제어방법은 용접 부위에 두 와이어를 위치하고 인가된 전류에 의해 발생한 아크로 용접하는 단계와, 상기 인가된 전류의 정보를 피드백 받는 단계와, 피드백 된 전류값에 따라 용접 부위로 상기 두 와이어 중 어느 하나 또는 두 와이어를 송급하는 속도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전류값과 상기 와이어의 송급속도는 비례한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전류값은 여러 범위로 나누어지며 각 범위의 전류값에 따라 송급속도가 설정된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치는 용접상태에 따라 첨가와이어의 송급속도를 제어함으로써, 안정적인 첨가와이어의 공급이 가능하다. 따라서 용융불량 또는 모재의 융합불량 등의 용접결함을 예방할 수 있다.

또한, 첨가와이어의 송급속도가 자동으로 제어됨에 따라 용접사가 수월하게 용접을 진행할 수 있어 불량발생율을 최소화할 수 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치 및 그 송급속도 제어방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 1은 본 발명에 따른 일렉트로 가스 아크 용접장치의 양호한 실시예를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 와이어 공급부와 모터의 결합관계를 나타낸 개략도이며, 도 3은 도 1에 도시된 전기가스 아크 용접장치의 용접과정을 나타낸 순서도이고, 도 4는 용접전류값과 첨가와이어의 송급속도를 나타낸 그래프이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일렉트로 가스 아크 용접장치(100)는 전극와이어(121)가 코일형태로 감겨 위치하는 제1 와이어 공급부(111)와, 첨가와이어(122)가 코일형태로 감겨 위치하는 제2 와이어 공급부(112)와, 용접부(101)에 위치하며 전극와이어(121)를 안내하는 제1 안내부재(131)와, 용접부에 위치하며 첨가와이어(122)를 안내하는 제2 안내부재(132)와, 상기 제1 안내부재(131)와 제2 안내부재(132)에 전압을 인가하는 전원공급부(140)와, 상기 전극와이어(121)에 인가되는 전압차에 따른 용접전류정보를 전원공급부(140)에서 전송받고 상기 용접전류정보에 따라 제2 와이어 공급부(112)의 회전속도 즉 첨가와이어(122)의 송급속도를 제어하는 제어부(150)를 포함한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치 및 그 송급속도 제어방법에 대해 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 첨가와이어(122)가 코일형태로 감겨진 제2 와이어 공급부(112)는 회전축을 중심으로 서보모터(125)가 장착되고, 제어부(150)는 상기 서보모터(125)의 회전속도를 제어한다.

한편, 전원공급부(140)는 제1 안내부재(131)와 제2 안내부재(132)에 전압을 인가하여 발생한 아크로 모재(1)를 용접한다(S10). 그리고 상기 제1 안내부재(131)에 인가되는 전압에 따른 용접전류값을 제어부(150)로 실시간 피드백 한다(S20).

그러면 제어부(150)에서는 피드백된 용접전류값에 비례하여 서보모터(125)의 회전속도를 제어한다.

여기에서 제어부(150)는 인가된 용접전류값이 증가하면(S31) 서보모터(125)의 회전속도를 증속하여 첨가와이어(122)의 송급속도를 증가시키고(S32), 반대로 인가된 용접전류값이 감소하면(S33) 서보모터(125)의 회전속도를 감속시켜 첨가와이어(122)의 송급속도를 감속시킨다(S34). 이와 다르게 인가된 용접전류값의 변화가 없을 경우에는 첨가와이어(122)의 송급속도 또한 가감 없이 일정하게 유지된다(S35).

이와 같이 제어부(150)에서 용접조건 즉 용접전류값에 비례하여 첨가와이어(122)를 공급함으로써, 첨가와이어(122)의 공급차단에 따른 용접결함 발생을 최소화할 수 있다.

앞에서는 제2 와이어 공급부(112)에 서보모터(125)가 장착되어 용접전류값에 따라 첨가와이어(122)가 공급되는 것으로 설명하였으나, 더 나아가 제1 와이어 공급부(111)에도 서보모터(125)를 장착하고 용접전류값에 따라 첨가와이어(122)가 공급되도록 구성할 수 있다.

또한 제어부(150)에서는 용접전류값에 비례하여 첨가와이어(122)의 송급속도를 제어한다. 이 경우에 용접전류값과 송급속도를 그래프로 나타내면 기울기를 갖는 직선구조의 그래프가 나타난다.

이에 반해 용접전류값에 범위를 두고 해당하는 범위에서는 설정된 송급속도로 첨가와이어(122)를 공급할 수 있다. 이와 같은 경우에, 용접전류값과 송급속도를 그래프로 나타내면 도 4에 도시된 그래프와 같다.

도 1은 본 발명에 따른 일렉트로 가스 아크 용접장치의 양호한 실시예를 나타낸 개념도이고,

도 2는 도 1에 도시된 와이어 공급부와 모터의 결합관계를 나타낸 개략도이며,

도 3은 도 1에 도시된 일렉트로 가스 아크 용접장치의 용접과정을 나타낸 순서도이고,

도 4는 용접전류값과 첨가와이어의 송급속도를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 전기가스 아크 용접장치 101 : 용접부

111 : 제1 와이어 공급부 112 : 제2 와이어 공급부

121 : 전극와이어 122 : 첨가와이어

125 : 모터 131 : 제1 안내부재

132 : 제2 안내부재 140 : 전원공급부

150 : 제어부

Claims (6)

1. 용접하고자 하는 모재들과, 상기 모재들의 전면에 위치하는 동담금 및, 상기 모재들의 후면에 위치하는 백킹재를 포함한 일렉트로 가스 아크 용접장치에 있어서,

   상기 모재들 사이에 위치하는 와이어 안내부재(131, 132)와,

   상기 와이어를 상기 와이어 안내부재로 공급하는 와이어 공급부(111, 112)와,

   상기 와이어 공급부에 장착되어 송급속도를 조절하는 모터(125)와,

   용접에 인가되는 용접전류값을 피드백하여 상기 모터(125)를 제어하여 송급속도를 조절하는 제어부(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 와이어 공급부(111, 112)는,

   와이어(121, 122)가 코일형태로 감겨지며, 상기 와이어 공급부(111, 112)에 장착된 모터(125)가 회전하면서 상기 와이어(121, 122)를 상기 와이어 안내부재(131, 132)로 공급하는 것을 특징으로 하는 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 와이어(121, 122)는 전극와이어(121)와 첨가와이어(122)로서, 상기 전극와이어(121)가 감겨진 제1 와이어 공급부(111)와, 상기 첨가와이어(122)가 감겨진 제2 와이어 공급부(112)를 포함하며, 상기 모터(125)는 상기 제1 와이어 공급부(111) 및 상기 제2 와이어 공급부(112) 중에서 어느 한 쪽 또는 양쪽 모두에 장착된 것을 특징으로 하는 와이어의 송급속도 제어가 가능한 일렉트로 가스 아크 용접장치.
4. 용접 부위에 두 와이어를 위치하고 인가된 전류에 의해 발생한 아크로 용접하는 단계(S10)와,

   상기 인가된 전류의 정보를 피드백 받는 단계(S20)와,

   피드백 된 전류값에 따라 용접 부위로 상기 두 와이어 중 어느 하나 또는 두 와이어를 송급하는 속도를 조절하는 단계(S30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접장치의 와이어 송급속도 제어방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 전류값과 상기 와이어의 송급속도는 비례하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접장치의 와이어 송급속도 제어방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 전류값은 여러 범위로 나누어지며 각 범위의 전류값에 따라 송급속도가 설정된 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 아크 용접장치의 와이어 송급속도 제어방법.

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