KR20120111434A - 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 이의 스틱 아웃 제어 방법 - Google Patents

탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 이의 스틱 아웃 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용융 금속이 채워지지 않아서 발생되는 용입 불량을 제거하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여, 본 발명은 선단에 전극 와이어가 장착되는 전극 와이어용 토치를 2개 이상 포함하며, 상기 전극 와이어에 의해 발생된 아크로 전극 와이어를 용융시키는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치로서, 한 전극 와이어용 토치가 다른 전극 와이어용 토치에 대하여 상하 방향 상대 운동이 가능하도록, 하나의 전극 와이어용 토치만을 이동시키는 구동 수단을 포함하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 선단에 전극 와이어가 장착되는 2 이상의 전극 와이어용 토치로 전극 와이어에서 발생되는 아크로 용접하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃(stick-out)을 제어하는 방법으로, 각 전극 와이어용 토치측 용융 금속 소정 수준이상으로 충전되었는지 여부를 판단하는 충전 판단 단계; 상기 판단하는 단계에서 충전으로 판단된 전극 와이어용 토치를 상승시키는 상승 단계를 포함하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃(stick-out) 제어 방법을 제공한다.

Description

탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 이의 스틱 아웃 제어 방법{TANDEM ELECTRO GAS ARC WELDER AND STICK-OUT CONTROL METHOD FOR IT}
본 발명은 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 이의 스틱 아웃 제어 방법에 대한 것으로, 구체적으로는 용입 불량을 방지하는 것이 가능한 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 이의 스틱 아웃 제어 방법에 대한 것이다
일렉트로 가스 아크 용접 방법은 조선에서 요구되고 있는 후판의 용접 생산성을 높이기 위하여 개발되어 적용되고 있는 용접 방법으로, 최근에는 2 이상의 전극 와이어용 토치를 사용하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 방법이 개발되었다.
이러한 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접의 경우에, 두 개의 전극 와이어용 토치 중 어느 일측에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 센서를 포함하며, 해당 전류 센서에서 측정된 전류값이 소정의 설정값 이상인 경우에 용융 금속이 목표 수준으로 충전된 것으로 판단하여 두 전극 와이어용 토치를 함께 소정의 거리만큼, 예를 들면 5mm 상승시키며, 이를 스틱 아웃(stick out) 제어라고 한다.
도 1 에는 이러한 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 구성도가 도시되어 있다. 일렉트로 가스 아크 용접은 주로 이산화탄소(60)를 보호가스로 이용하고, 전극 와이어용 토치(10, 20)로 공급되는 전극 와이어(W1, W2)에 의해 아크를 발생시키고, 이 아크 열로 전극 와이어용 토치(10, 20)의 전극 와이어(W1, W2)를 용융시켜 용접이 이루어지게 하는 방식이다.
피용접재(30)의 전면에는 수냉식 동담금(40)을, 배면에는 고정식 백킹재(50)를 설치하고, 공급되는 전극 와이어(W1, W2)와 피용접재(30) 사이에 발생하는 아크를 통하여, 전극 와이어(W1)를 용융시켜, 용융 금속(32)을 형성하고 일정량의 용융 금속이 형성되면 전극 와이어용 토치(10, 20)를 탑재하며, 지지부에 상하 방향으로 이동 가능하게 고정된 용접 캐리지 본체(80)의 구동수단(81)를 통하여 전극 와이어용 토치(10, 20)을 소정의 거리만큼 상승시킨다.
또한, 용접 캐리지 본체(80)는 전극 와이어용 토치(10, 20)를 오실레이션시켜서 루트 및 페이스 측에 용융 금속이 고르게 충전되도록 한다. 용접 캐리지 본체(80)를 통하여 전극 와이어용 토치(10)의 전극 와이어(W1, W2)가 전극 와이어 송급수단(91, 92)으로부터 공급되며, 전원부(93)로부터 전원이 전극 와이어(W1, W2)로 공급된다.
또한, 전원부(93)에서 일측 전극 와이어(W2)측 전원 공급부에는 전류 센서(95)가 장착되어, 전극 와이어(W2)를 흐르는 전류값을 측정한다. 또한, 제어부(90)는 전원부(93), 용접 캐리지 본체(80)의 구동수단(81)에 연결되어 충전이 소정 수준으로 이루어지면 용접 캐리지 본체(80)를 상승시키는 스틱 아웃 제어를 수행한다.
하지만, 도 2 에서 도시된 바와 같이, 루트측의 전극 와이어용 토치(10)와 페이스측의 전극 와이어용 토치(20)가 함께 오실레이션되더라도, 일측에서의 전류만 측정하는 경우에 측정되지 않는 측에서는 용융 금속이 충전되지 않은 공간(5)이 발생할 수 있다. 즉, 측정되지 않은 쪽에서 용융 금속이 충전되지 않았음에도 다른쪽 전극 와이어용 토치와 함께 상승하여, 용융 금속이 충전되지 않은 공간(5)을 만들게 된다. 이와 같은 공간(5)은 용접 완성도뿐만 아니라, 용접물의 성능을 크게 저하시키는 것으로 반드시 회피되어야 한다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용융 금속이 채워지지 않아서 발생되는 용입 불량을 제거하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 스틱 아웃 제어를 통하여, 양측의 용융 금속 충전을 조절하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위하여, 다음과 같은 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치 및 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 선단에 전극 와이어가 장착되는 전극 와이어용 토치를 2개 이상 포함하며, 상기 전극 와이어에 의해 발생된 아크로 전극 와이어를 용융시키는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치로서, 한 전극 와이어용 토치가 다른 전극 와이어용 토치에 대하여 상하 방향 상대 운동이 가능하도록, 하나의 전극 와이어용 토치만을 이동시키는 구동 수단을 포함하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 구동 수단은 각 전극 와이어용 토치에 구비되며, 한 전극 와이어용 토치측 용융 금속이 소정 수준 이상으로 충전되며, 해당 전극 와이어용 토치를 상승시키도록, 상기 구동 수단에 연결된 제어부를 포함할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 전극 와이어에 흐르는 개별 전류값을 측정하며, 상기 제어부에 연결된 전류 측정부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 측정된 전류값이 소정의 설정값을 넘었는지 여부로 개별 전극 와이어용 토치측 용융 금속의 충전 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전극 와이어용 토치는 루트 전극 와이어용 토치와 페이스 전극 와이어용 토치를 포함하며, 상기 루트 전극 와이어용 토치와 페이스 전극 와이어용 토치 모두를 함께 이동시키는 승강수단를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치는 상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치에 각각 전극 와이어를 공급하고, 제어부에 연결되며, 전극 와이어의 송급량이 조절가능한 와이어 송급부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치 중 어느 하나만 상승된 경우에, 상기 전극 와이어의 송급량을 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 선단에 전극 와이어가 장착되는 2 이상의 전극 와이어용 토치로 전극 와이어에서 발생되는 아크로 용접하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃(stick-out)을 제어하는 방법으로, 각 전극 와이어용 토치측 용융 금속 소정 수준이상으로 충전되었는지 여부를 판단하는 충전 판단 단계; 상기 판단하는 단계에서 충전으로 판단된 전극 와이어용 토치를 상승시키는 상승 단계를 포함하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃(stick-out) 제어 방법을 제공한다.
또, 상기 충전 판단 단계는 각 전극 와이어를 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 각 전류값이 소정의 설정값을 넘는지를 기준으로 충전되었는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전극 와이어용 토치는 루트 전극 와이어용 토치와 페이스 전극 와이어용 토치를 포함하며, 상기 상승 단계는 상기 루트 혹은 페이스 전극 와이어용 토치가 기상승된 경우에는 상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치를 동시에 상승시키고, 기상승된 전극 와이어용 토치는 동시에 상승된만큼 하강시킬 수 있다.
나아가, 상기 상승 단계는 상기 충전 판단 단계에서 충전으로 판단된 전극 와이어용 토치를 상승시킨 후 상승된 전극 와이어용 토치의 전극 와이어 송급량을 감소시킬 수 있다.
또, 상기 상승 단계는 모든 전극 와이어용 토치가 상승되면 송급량이 감소된 전극 와이어용 토치의 송급량을 복구시킬 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 용융 금속이 채워지지 않아서 발생되는 공간을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은 스틱 아웃 제어를 통하여, 양측의 용융 금속 충전을 조절할 수 있다.
도 1 은 종래의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 개략도이다.
도 2 는 종래의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접의 용접부의 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 부분 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 개략도이다.
도 5a ~ 5c 는 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 작동상태도이다.
도 6 은 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱 아웃 제어의 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 살펴보도록 한다.
도 3 에는 본 발명에 따른 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)의 부분 사시도가 도시되어 있다. 도 3 에서 보이듯이, 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)는 지지대(170) 및 지지대(170)에 상하방향으로 배치된 렉기어(171)를 따라서 상하 방향으로 이동되는 용접 캐리지 본체(180) 및 상기 용접 캐리지 본체(180)에서 장착되는 루트 전극 와이어용 토치(110), 페이스 전극 와이어용 토치(120)를 포함한다.
상기 용접 캐리지 본체(180)는 상기 렉기어(171)를 따라서 용접 캐리지 본체(180)가 상승 및 하강할 수 있도록 구동력을 제공하는 승강수단(181)이 장착된다. 상기 용접 캐리지 본체(180)의 일면에는 전후 방향(페이스-루트 방향)으로 렉기어(184)가 장착되며, 상기 렉기어(184)를 따라서 상기 루트 전극 와이어용 토치(110)와 페이스 전극 와이어용 토치(120)가 함께 오실레이션되도록 전후이동되는 판(182)이 배치되며, 판(182)은 내부에는 구동부(183a)를 구비하여, 오실레이션의 구동력을 제공한다.
또한, 판(182)은 렉기어(184) 반대측에 수직 방향의 렉기어(183)를 구비하며, 이 렉기어(183) 에는 루트 전극 와이어용 토치(110)를 고정하며, 페이스 전극 와이어용 토치(120)에 대하여 루트 전극 와이어용 토치(110)를 수직방향 상대운동이 가능하게 하는 고정부(185)를 포함한다. 이 고정부(185)는 내부에 구동수단(185a)를 포함하여, 루트 전극 와이어용 토치(110)의 페이스 전극 와이어용 토치(120)에 대한 상대 운동의 구동력을 제공한다.
또한, 상기 렉기어(183)에 페이스 전극 와이어용 토치(120)를 고정하며, 루트 전극 와이어용 토치(110)에 대하여 페이스 전극 와이어용 토치(120)를 수직방향 상대운동이 가능하게 하는 고정부(186)를 포함한다. 이 고정부(186)는 내부에 구동수단(186a)를 포함하여, 페이스 전극 와이어용 토치(120)의 루트 전극 와이어용 토치(110)에 대한 상대 운동의 구동력을 제공한다.
지지대(170), 용접 캐리지 본체(180), 판(182)에는 각 부재에 형성된 렉기어를 움직이는 부재의 동작을 가이드하는 가이드 부재(미도시)가 형성된다. 즉, 지지대(170)에 대한 용접 캐리지 본체(180)의 운동, 용접 캐리지 본체(180)에 대한 판(182)의 운동, 판(182)에 대한 고정부(185, 186)의 운동을 안내하도록 가이드 부재(미도시)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)는 루트 전극 와이어용 토치(110)와 페이스 전극 와이어용 토치(120)를 함께 수직 방향 및 전후 방향으로 이동시키는 구동부(181, 183a)뿐만 아니라, 루트 전극 와이어용 토치(110)와 페이스 전극 와이어용 토치(120)를 서로에 대하여 각각 수직 방향으로 움직일 수 있게 하는 구동 수단(185a, 186a)을 포함한다.
따라서, 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)는 루트 전극 와이어용 토치(110)와 페이스 전극 와이어용 토치(120)를 함께 이동시키면서도, 필요에 따라서는 서로 다르게 움직이게 할 수도 있다.
본 발명에서는 구동수단(185a, 186a), 승강수단(181), 구동부(183a)에 연결된 피니언(미도시)와 렉기어(171, 183, 184)를 통하여 용접 캐리지 본체(180), 판(182), 고정부(185, 186)가 이동되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에 다른 균등 수단, 예를 들면, 리니어 모터 혹은 엑츄에이터등으로 동일한 구성을 달성할 수 있음은 물론이다.
도 4 에서는 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)의 개략도가 도시되어 있다.
본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)는 루트측에 가깝게 배치되는 루트 전극 와이어용 토치(110)와 페이스측에 가깝게 배치되는 페이스 전극 와이어용 토치(120), 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치(110, 120)를 이동시키는 용접 캐리지 본체(180), 루트 및 페이스 전극 와이어를 송급하는 와이어 송급부(191, 192), 루트 및 페이스 전극 와이어에 전원을 공급하는 전원부(195) 및 이들에 연결되어 제어하는 제어부(190)를 포함한다.
루트 전극 와이어용 토치(110)를 직접 고정하는 고정부(185)는 수직 방향으로의 구동력을 제공하는 구동 수단(185a)과 연결되며, 페이스 전극 와이어용 토치(120)를 직접 고정하는 고정부(186)는 수직 방향으로의 구동력을 제공하는 구동 수단(186a)와 연결된다.
상기 고정부(185, 186)는 판(182)에 연결되며, 판(182)은 판(182)을 전후 방향으로 오실레이션시키는 구동부(183a)를 포함한다. 이 판(182)은 용접 캐리지 본체(180)에 연결되며, 용접 캐리지 본체(180)는 지지대(170; 도 3 참조)를 따라서 상하(수직) 방향으로 승강수단(181)의 구동력으로 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치(110, 120)를 이동시킨다.
상기 승강수단(181), 구동부(183a) 및 구동 수단(185a, 186a)은 제어부(190)에 연결되어, 제어부(190)의 신호에 따라서, 전후 방향 또는 수직 방향으로 루트 및/또는 페이스 전극 와이어용 토치(110, 120)를 이동시킨다.
한편, 상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치(110, 120)로 전극 와이어를 공급하는 와이어 송급부(191, 192) 역시 제어부(190)에 연결되며 상기 와이어 송급부(191, 192)는 와이어 송급량을 조절하도록 구성되며, 제어부(190)의 신호에 따라서 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치(110, 120)로 송급되는 전극 와이어의 송급량을 조절한다.
전원부(195)는 루트 및 페이스 전극 와이어에 전원을 공급하며, 루트 및 페이스 전극 와이어로의 공급부 선단에는 루트 및 페이스 전극 와이어의 전류값(Iroot, Iface)을 각각 측정하는 센서(196, 197)가 장착되며, 센서(196, 197)는 제어부(190)에 연결되어, 측정된 값을 제어부(190)에 제공한다.
도 5a 내지 도 5c 에서는 본 발명의 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치(100)의 작동이 도시되어 있다.
도 5a 에서 보이듯이, 루트 전극 와이어용 토치(110)와 페이스 전극 와이어용 토치(120)는 오실레이션되며, 그에 따라서, 용융 금속이 용접부에 채워진다. 하지만, 일반적으로 루트측은 용접부의 폭이 페이스측 용접부의 폭보다 작으며(도 2 참조), 아크의 특성도 상이하는 등의 적용 요건이 상이하다. 따라서, 동일한 전압을 공급할 때, 용접부가 용융 금속(132)에 의해서 채워지는 속도가 다르게 된다. 즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 루트측이 페이스측에 비하여 먼저 충전되는 일이 발생될 수 있다.
이와 같은 경우에, 루트측이 먼저 채워짐으로 있하여 루트 전극 와이어용 토치(110)와 피용접재(130) 사이의 거리가 페이스 전극 와이어용 토치(120)와 피용접재 사이의 거리보다 가까워진다. 즉, 충전이 완료되면 전극 와이어의 길이가 짧아지는 결과를 가져으며, 전극 와이어의 길이가 짧아지면, 전극 와이어의 저항 값이 감소되고, 그에 따라서 전극 와이어에 흐르는 전류값이 상승한다. 본 발명에서는 도 4 에 도시된 바와 같이 각 전극 와이어의 전류값을 측정하는 센서(196, 197)를 통하여, 전류값을 측정하면서, 소정의 전류값(Iset , face, Iset , root) 이상으로 측정된 경우에 충분히 충전된 것으로 판단한다.
일측이 충분히 충전된 것으로 전류값을 통하여 판단된 경우, 해당측 도 5a의 경우에는 구동 수단(185)에 의해서 루트측만을 소정거리로 상승시킨다. 이렇게 일측만 상승된 모습이 도 5b 에 도시되어 있다.
도 5b 에서 루트 전극 와이어용 토치(110)의 점선은 상승 전의 모습이며, 실선은 상승된 후의 모습을 도시한 것이다. 도 5b 에서 확인할 수 있는 바와 같이, 루트 전극 와이어용 토치(110)가 상승함으로 인하여, 다시 루트 전극 와이어용 토치(110)와 피용접재(130)의 거리가 멀어지며, 그에 따라서, 루트 전극 와이어의 길이가 길어져 전극 와이어의 저항값 역시 증가한다. 저항값이 증가함으로 인하여, 측정되는 전류값은 다시 떨어지게 된다.
이때에도 전후 방향 오실레이션은 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치(110, 120) 모두 함께 움직인다. 또한, 루트 및 페이스 전극 와이어의 용융의 차이를 막기 위하여, 상승된 전극 와이어의 공급속도를 아크 유지가 가능한 최저의 속도로 맞춰서 상승되지 않은 전극 와이어용 토치, 도 5b 에서는 페이스 전극 와이어용 토치가 상승될 때까지 루트 전극 와이어의 용융량을 감소시키는 것이 바람직하다.
이와 같이, 전극 와이어의 용융량의 감소는 전극 와이어의 송급량을 감소시킴으로써 달성이 가능하며, 제어부(190)는 와이어 송급부(192)의 와이어 송급량을 감소시키는 지령을 내리게 된다.
와이어 송급량이 상이한 상태로 용접이 진행되므로, 페이스측도 페이스 전극 와이어의 용융에 의해서 충전되게되며, 거의 동일한 상태고 용융 금속이 충전되는 것이 도 5b 에서 점선으로 도시되어 있다.
이와 같이, 상승하지 않은 전극 와이어용 토치(120)쪽이 충전되면, 마찬가지로 전류값이 상승하므로, 전원부(195)에 장착된 센서(197)에 의해 측정된 값이 소정의 값(Iset , face, Iset , root)보다 크게 되면, 페이스 전극 와이어용 토치(120)의 상승이 필요해지며, 그 모습이 도 5c에 도시되어 있다.
도 5c에서 보이듯이, 루트 전극 와이어용 토치(110)가 상승된 상태에서 페이스측 전극 와이어용 토치(120)의 상승이 필요한 경우에, 용접 캐리지 본체(180)가 소정 거리로 상승한다. 용접 캐리지 본체(180)가 상승하는 경우에 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치(110, 120) 모두가 함께 상승하므로, 루트 전극 와이어용 토치(110)가 재차 상승하므로, 루트 전극 와이어용 토치(110)는 도 5b와 같이 페이스 전극 와이어용 토치(120)에 대하여 상대적으로 상승한 위치에서, 도 5a와 같이 원래 위치로 복귀한다.
이렇게 루트 전극 와이어용 토치(110)의 경우 용접 캐리지 본체(180)의 상승으로 인한 상승과, 루트 전극 와이어용 토치(110)의 고정부(185)의 하강으로 인하여, 도 5b와 동일한 위치를 유지할 수 있다. 이때, 루트 전극 와이어용 토치(110)로 전극 와이어를 송급하는 와이어 송급부(192)의 송급량 역시 원래대로 복귀하며, 따라서, 양측의 차이가 발생하기 전과 동일한 상태로 용접이 계속될 수 있다.
따라서, 본 발명은 일측에 용융 과잉 혹은 용융 부족이 발생한 경우에, 위와 같은 스틱 아웃 제어를 통하여 정상 상태로 다시 복귀할 수 있도록 하며, 따라서, 용접 완성도가 상승될 수 있다.
도 5a~5c 에서는 루트측이 먼저 충전되는 경우로 설명하였으나, 반대의 경우, 즉 페이스측이 먼저 충전되는 경우에는 반대로 이루어진다.
도 6 에는 본 발명의 동작의 순서도 정리되어 있다.
도 6 에서 보이듯이, 본 발명에서는 루트 전극 와이어의 전류값(Iroot)와 페이스 전극 와이어의 전류값(Iface)을 실시간을 측정하며, 측정된 전류값은 S100~S111단계를 거쳐서 판단된다.
우선, 도 6 의 순서도에서는 페이스 전극 와이어의 전류값(Iface)을 설정값(Iset, face)와 대비하고(S100), 루트 전극 와이어의 전류값(Iroot)을 설정값(Iset, root)와 대비하며(S101, 107), 이 단계(S100, S101, S107)이 충전 판단 단계가 된다.
충전 판단 단계(S100, S101, S107)에 의해서 i) 페이스 전극 와이어의 전류값(Iface)과 루트 전극 와이어의 전류값(Iroot)이 모두 각각의 설정값(Iset , face, Iset , root)보다 큰 경우, ii)페이스 전극 와이어의 전류값(Iface)만이 설정값(Iset , face) 보다 큰 경우, iii)루트 전극 와이어의 전류값(Iroot)만이 설정값(Iset , root)보다 큰 경우, iv)루트 및 페이스 전극 와이어의 전류값(Iroot, Iface) 모두 설정값보다 크지 않은 경우로 구분되며,
i)의 경우에는 공통부, 즉 용접 캐리지 본체(180)가 상승하는 스틱 아웃 제어를 하며(S100, S101, S102, S103), iv)의 경우에는 용접이 어느 쪽도 충분히 진행되지 않은 것이므로, 오실레이션시키면서 다시 판단 단계로 들어가게 된다(S100, S107).
ii)의 경우 및 iii)의 경우에는 각각 전극 와이어의 전류값(Iroot, Iface)가 설정값(Iset, face, Iset, root)보다 큰 전극 와이어용 토치(110, 120)가 상승되며(S104, S108), 상승된 후에는 송급량이 감소된다(S105, S109).
만일, 일측이 먼저 상승한 경우(S104, S108)에는 타측의 충전이 완료된 경우에 한 전극이 상승 위치로 이동되었는지를 판단한 후(S103) 상승 위치로된 전극은 원위치 및 원래 송급속도로 와이어 송급량을 복귀시킨다(S106, S112).
따라서, 이 제어를 마쳤을 때의 전극 와이어용 토치(110, 120)의 상대 위치 및 전극 와이어의 송급량은 원상태와 동일한 상태로 유지될 수 있다.
위에서는 루트 및 페이스 전극 2개의 전극을 가진 경우를 예로서 설명하였으나, 3 이상의 전극 와이어용 토치를 포함하는 경우에도 동일한 방식으로 제어를 할 수 있다.
한편, 본 발명은 위와 같이 각 전극 와이어용 토치(110, 120)를 따로 및 전체 전극 와이어용 토치(110, 120)를 함께 제어하여, 용접의 품질을 상승시키면서, 용입 불량이 발생하는 것을 막을 수 있다.
100: 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치
110: 루트 전극 와이어용 토치, 120: 페이스 전극 와이어용 토치
130: 피용접재 132: 용융 금속
170: 지지대 180: 용접 캐리지 본체
181: 상승 수단 182: 판
183a: 구동부 185, 186: 고정부
185a, 186a: 구동 수단 190: 제어부
191, 192: 와이어 송급부 195: 전원부
196, 197: 센서

Claims (10)

  1. 선단에 전극 와이어가 장착되는 전극 와이어용 토치를 2개 이상 포함하며,
    상기 전극 와이어에 의해 발생된 아크로 전극 와이어를 용융시키는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치로서,
    상기 복수의 전극 와이어용 토치 중 하나 이상은 상하 방향으로 개별 운동이 가능하도록 구성된 구동 수단을 포함하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 수단은 각 전극 와이어용 토치에 구비되며,
    한 전극 와이어용 토치측 용융 금속이 소정 수준 이상으로 충전되며, 해당 전극 와이어용 토치를 상승시키도록, 상기 구동 수단에 연결된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극 와이어에 흐르는 개별 전류값을 측정하며, 상기 제어부에 연결된 전류 측정부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 측정된 전류값이 소정의 설정값을 넘었는지 여부로 개별 전극 와이어용 토치측 용융 금속의 충전 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 전극 와이어용 토치는 루트 전극 와이어용 토치와 페이스 전극 와이어용 토치를 포함하며,
    상기 루트 전극 와이어용 토치와 페이스 전극 와이어용 토치 모두를 함께 이동시키는 승강수단를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치에 각각 전극 와이어를 공급하고, 제어부에 연결되며, 전극 와이어의 송급량이 조절가능한 와이어 송급부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치 중 어느 하나만 상승된 경우에, 상기 전극 와이어의 송급량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치.
  6. 선단에 전극 와이어가 장착되는 2 이상의 전극 와이어용 토치로 전극 와이어에서 발생되는 아크로 용접하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃(stick-out)을 제어하는 방법으로,
    각 전극 와이어용 토치측 용융 금속이 소정 수준이상으로 충전되었는지 여부를 판단하는 충전 판단 단계;
    상기 충전 판단 단계에서 충전으로 판단된 전극 와이어용 토치를 상승시키는 상승 단계를 포함하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃(stick-out) 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전 판단 단계는 각 전극 와이어를 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 각 전류값이 소정의 설정값을 넘는지를 기준으로 충전되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃 제어 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 전극 와이어용 토치는 루트 전극 와이어용 토치와 페이스 전극 와이어용 토치를 포함하며,
    상기 상승 단계는 상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치 중 어느 하나가 기상승되고 다른 하나를 상승시키려는 경우에는 상기 루트 및 페이스 전극 와이어용 토치를 동시에 상승시키고, 기상승된 전극 와이어용 토치는 상승된 위치에서 원위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃 제어 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 상승 단계는 상기 충전 판단 단계에서 충전으로 판단된 전극 와이어용 토치를 상승시킨 후 상승된 전극 와이어용 토치의 전극 와이어 송급량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상승 단계는 모든 전극 와이어용 토치가 상승되면 송급량이 감소된 전극 와이어용 토치의 송급량을 복구시키는 것을 특징으로 하는 탠덤 일렉트로 가스 아크 용접 장치의 스틱아웃 제어 방법.
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