KR20140024184A - 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더 - Google Patents

크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토치 스위치(T/S)와 크레이터 기능 설정이 가능한 크레이터 스위치를 구비한 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더에 있어서, 상기 크레이터 스위치 온(ON) 후, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 용접기 본체로 용접 신호가 인가되도록 상기 토치 스위치(T/S)의 2차 접점과 1차 콘트롤 전원부 사이에 설치된 제1 릴레이, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 1차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키고 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이와 연결되어 연동적으로 온(ON) 되고, 상기 토치 스위치(T/S) 2차 온(ON) 시 오프(OFF) 되면서 2차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키는 제3 릴레이, 상기 제3 릴레이에 콜렉터(C) 단자가 연결되어 상기 제3 릴레이 온(ON)시 연동하여 도통되는 트랜지스터, 상기 트랜지스터의 베이스(B) 단자에 연결되어 상기 트랜지스터 도통시 자기유지하여 용접 신호 공급이 계속 유지되도록 하는 자기 유지부를 포함하여 이루어지는 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더에 관한 것으로, 와이어 피더 측에 1,2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 온(ON), 오프(OFF) 기능을 내장하여 작업자로부터 용접기가 아무리 멀리 떨어져 있어도 손쉽게 사용자 설정이 가능하도록 한다.

Description

크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더{Wire Feeder with Crater processing function}
본 발명은 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어 피더 측에 1,2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 온(ON), 오프(OFF) 기능을 내장하여 작업자로부터 용접기가 아무리 멀리 떨어져 있어도 손쉽게 사용자 설정이 가능하도록 하는, 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더에 관한 것이다.
일반적으로 기존 와이어 피더(Wire Feeder)는 1차 VR(전압,전류)를 조절하여 사용하고, 2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 온, 오프(ON,OFF) 기능은 용접기 본체에 부착되어 있어 예를 들어, 10M ~ 100M 또는, 지상에서 3층 정도 거리를 용접기까지 와서 2차 전압전류, 크레이터 등을 조절하여 사용해야하며, 반복해서 맞춰야하는 경우 더 많은 시간과 불편함이 발생된다.
즉, 산업현장에서는 대부분 용접기와 와이어 송급 장치 사이의 거리가 수십 미터 이상이고, 특히 조선소에서는 용접기를 공장 내 먼 위치에 두고, 작업자는 와이어 송급 장치와 토치만을 가지고 작업장 내에 들어가 작업을 수행한다. 이와 같은 상황에서 수십 미터 떨어진 용접기의 전면 판넬에 붙어있는 크레이터 스위치와 크레이터 전압, 전류 볼륨을 조작하고 작업장으로 다시 와서 용접을 하는 것은 어렵고 번거로운 일이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 와이어 피더 측에 1,2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 온(ON), 오프(OFF) 기능을 내장하여 작업자로부터 용접기가 아무리 멀리 떨어져 있어도 손쉽게 사용자 설정이 가능하도록 할 수 있는, 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더는,
토치 스위치(T/S)와 크레이터 기능 설정이 가능한 크레이터 스위치를 구비한 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더에 있어서, 상기 크레이터 스위치 온(ON) 후, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 용접기 본체로 용접 신호가 인가되도록 상기 토치 스위치(T/S)의 2차 접점과 1차 콘트롤 전원부 사이에 설치된 제1 릴레이, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 1차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키고 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이와 연결되어 연동적으로 온(ON) 되고, 상기 토치 스위치(T/S) 2차 온(ON) 시 오프(OFF) 되면서 2차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키는 제3 릴레이, 상기 제3 릴레이에 콜렉터(C) 단자가 연결되어 상기 제3 릴레이 온(ON)시 연동하여 도통되는 트랜지스터, 상기 트랜지스터의 베이스(B) 단자에 연결되어 상기 트랜지스터 도통시 자기유지하여 용접 신호 공급이 계속 유지되도록 하는 자기 유지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 자기 유지부는 상기 트랜지스터의 베이스(B) 단자에 연결된 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드에 캐소드 단자가 연결된 다이오드 및, 상기 다이오드의 애노드 단자에 연결된 SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 작업자가 위치한 와이어 피드(Wire Feeder)로부터 용접기가 아무리 멀리 떨어져 있어도 와이어 피드 측에 1,2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 ON,OFF 기능이 내장되어 있어 사용자의 편리함을 제공할 수 있다.
즉, 와이어 피더 측에 1,2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 온(ON), 오프(OFF) 기능이 내장되어 있어 작업자로부터 용접기가 아무리 멀리 떨어져 있어도 손쉽게 사용자 설정이 가능하다.
그리고, 용접기 측 및 연결 케이블 측의 별도의 회로 및 배선 작업을 하지 않아도 사용할 수 있어 작업 시간을 줄이고 편리성을 제공할 수 있으며, 작업상의 능률과 생산성 향상 및 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
참고로, 본 발명은 와이어 피더(wire feeder) 용접기에 모두 사용가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 용접 장치의 일례에 의한 전원선 및 컨트롤 배선의 구성을 보인 간략 회로도
도 2는 본 발명에 따른 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더의 내부 구성을 도시한 회로도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 용접 장치의 일례에 의한 전원선 및 컨트롤 배선의 구성을 보인 간략 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 3상 전원이 마그네틱 스위치(MS; Magnetic Switch)를 거쳐 용접 전원부(또는, 3상 메인 변압기)로 공급되고 용접 전원부에서 인출된 전원은 SCR 출력 제어 정류기에서 처리되어 용접 출력으로 제공된다. 또한, 상기 3상 전원은 용접 전원부로 공급되는 것과 별도로 제어 전원 공급을 위한 제어 전원부를 거치게 되는데, 제어 전원부에서는 3상 제어 교류 전원, MS 제어 교류 전원, 단상 제어 교류 전원을 출력한다.
용접기 내부에는 복수개의 제어 기판으로 구성되는 용접기측 제어 회로가 존재하며, 상기 용접기측 제어 회로는 상기 3상 제어 교류 전원, MS 제어 교류 전원, 단상 교류 제어 전원을 입력받아 처리하여 SCR 출력 제어 정류기 제어를 위한 SCR 제어 신호를 출력함과 아울러 싱글케이블(또는, 연결 케이블) 내의 컨트롤 배선을 통해 각종 신호를 주고 받는다.
종래의 일반적인 연결케이블은 용접기에서 와이어 피더(100)로 연결되는 컨트롤 배선으로 사용될 수 있도록 10개 내외의 심선을 갖도록 구성된다. 심선 중 몇 개는 여유분으로서 만약의 사고로 인해 사용중인 심선 중 일부가 끊어진 경우 전체 연결 케이블을 교체하지 않고 끊어지지 않은 심선으로 끊어진 심선을 대체하여 사용하도록 준비된 것이다.
도 1에서 도시된 제1 심선은 용접기의 출력 전압 즉 용접 전압을 조절할 수 있도록 하며, 제2 심선은 와이어의 공급 속도와 관련되는 용접 전류를 조절할 수 있도록 하며, 제3 심선은 DC 기준 전압(예를 들면, +15V DC)을 전달하는 심선이고, 제4 심선은 보호가스의 개폐를 담당하는 솔레노이드 밸브의 조작을 가능하게 하는 심선이며, 제5 심선은 토오치 스위치에 연결되는 심선이며, 제6 심선은 용접 작업 없이 와이어 피더(20)에 권취되어 있는 와이어의 전후 이동을 가능하게 하는 인칭(inching) 스위치를 조작 가능하게 하는 심선이고, 제7 심선은 전압 전류 조절 볼륨과 솔레노이드 밸브, 토치, 인칭의 0V 커먼 심선이고, 제8 심선은 용접 작업 시에 와이어 피더(100)에 권취되어 있는 와이어를 이동시키도록 송급 모터의 구동을 가능하게 하는 심선이다. 이와 같이, 종래에는, 싱글 케이블 내, 10개 내외의 심선을 갖는 컨트롤 배선 중에서 총 8개의 심선이 사용되고 있었으며, 이들이 용접기 내의 용접기측 제어 회로와 연결되어 제어 신호의 입출력 라인으로 기능하였다.
용접기 내부에 설치된 종래의 용접기측 제어 회로의 일례가 도 1에 블럭으로 도시되어 있는데, 이 예에서는 용접기측 제어 회로가 전압제어 MS 구동회로와 MOTOR 시퀀스으로 구성되어 있다.
제어 전원부에서 나온 3상 제어 교류 전원과 MS 제어 교류 전원이 전압제어 MS 구동회로에 공급되며, 제어 전원부에서 나온 단상 제어 교류 전원이 MOTOR 시퀀스에 공급된다.
MOTOR 시퀀스는 싱글 케이블의 컨트롤 배선을 통해 와이어 피더(100)와 연결되어 있으며, 상술한 바와 같이, 컨트롤 배선에는 용접 전압, 용접 전류, DC 기준전압, 솔레노이드 밸브, 토오치 스위치, 인칭 스위치, 커먼, 송급 모터에 연결되는 8개의 심선이 사용되고 있다.
한편, 전압제어 MS구동회로는 MOTOR 시퀀스와 연결되어 있는데, 전압제어 MS구동회로는, (i) DC 기준 전압 라인을 통해 MOTOR 시퀀스로 DC 기준 전압을 공급하고, (ii) 0V 커먼 라인을 통해 0V 커먼 전압을 공유하며, (iii) 싱글 케이블 내 컨트롤 배선 중 토오치 스위치 조작 신호에 관련된 신호를 SCR 온오프 신호 라인 및 마그네틱 스위치 온오프 신호 라인을 통해 받아서 용접을 위한 출력 전압을 온 오프하고 마그네틱 스위치를 온 오프 하며, (iv) 싱글 케이블 내 컨트롤 배선 중 용접 전압 조절 신호에 관련된 신호를 출력 전압 조정 신호 라인을 통해 받아서 SCR 트리거 회로를 거쳐 SCR 출력 제어 정류기를 제어하여 용접 전압을 조절한다.
단상 제어 교류 전원은 AC 30V로 MOTOR 시퀀스로 공급되고 MOTOR 시퀀스 내의 AC-DC 변환회로를 통해 직류로 변환되어, 그 중 DC +30V는 MOTOR 시퀀스 내의 시퀀스 제어 회로로 공급되어 릴레이 작동을 위해 사용되고(시퀀스 제어 회로가 릴레이 대신 마이콤으로 구성되는 경우에는 마이콤의 사양에 따라 5~15V로 변환되어 공급됨), 그 중 DC -30V는 MOTOR 시퀀스 내의 송급모터 구동 회로로 공급되어 심선 I를 통해서 와이어 피더(100) 내의 송급모터로 공급된다.
도 2는 본 발명에 따른 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 토치 스위치(T/S)와 크레이터 기능 설정이 가능한 크레이터 스위치를 구비한 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더에 있어서, 상기 크레이터 스위치 온(ON) 후, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 용접기 본체로 용접 신호가 인가되도록 상기 토치 스위치(T/S)의 2차 접점과 1차 콘트롤 전원부 사이에 설치된 제1 릴레이(101), 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이(102), 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 1차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키고 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이와 연결되어 연동적으로 온(ON) 되고, 상기 토치 스위치(T/S) 2차 온(ON) 시 오프(OFF) 되면서 2차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키는 제3 릴레이(103), 상기 제3 릴레이(103)에 콜렉터(C) 단자가 연결되어 상기 제3 릴레이(103) 온(ON)시 연동하여 도통되는 트랜지스터(104), 상기 트랜지스터(104)의 베이스(B) 단자에 연결되어 상기 트랜지스터 (104) 도통시 자기유지하여 용접 신호 공급이 계속 유지되도록 하는 자기 유지부(105)를 포함하여 이루어지는 구조이다.
그리고, 상기 자기 유지부(105)는 상기 트랜지스터의 베이스(B) 단자에 연결된 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드에 캐소드 단자가 연결된 다이오드 및, 상기 다이오드의 애노드 단자에 연결된 SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 포함하여 이루어진 구조이다.
여기서, 제1 릴레이(101)는 사용자 키 조작에 따라 크레이터 스위치 온(ON) 후, 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 용접기 본체로 용접 신호가 인가되도록 상기 토치 스위치(T/S)의 2차 접점과 1차 콘트롤 전원부 사이에 설치된 것이다. 상기 크레이터 스위치 온(ON)이 됨에 따라 크레이터 처리모드가 수행된다. 상기 크레이터 처리모드는 이러한 크레이터가 발생되지 않도록 용접 비드의 끝 부분에서 와이어로 공급되는 전류를 제어하기 위한 것이다. 예를 들어, 크레이터 처리 모드에서, 용접 전류/전압 제어를 통하여 아크 발생을 조절하는 방식으로 크레이터를 제거할 수 있다. 정상용접모드(본 발명의 토치 스위치 1차 온(ON)이 될 때 이루어지는 동작)는 용접 작업 단계 중 크레이터 처리 모드가 아닌 단계 즉, 용접 비드의 끝 부분 이전까지의 작업 모드이다. 참고로, 용접 비드의 끝 부분에서 전류 공급을 갑자기 중단하는 경우 오목하게 패인 형상을 갖는 크레이터(Crater)가 발생하는데, 이 크레이터로 인하여 용융금속이 응고 중 강도가 저하되어 균열이 발생할 우려가 있다.
제2 릴레이(102)는 크레이터 스위치가 온(ON)이 된 상태에서, 사용자 키 조작에 따라 상기 토치 스위치(T/S)가 1차 오프(OFF) 된 경우, 전류감지로 온(ON)이 되는 것이다.
제3 릴레이(103)는 크레이터 스위치가 온(ON)이 된 상태에서, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 1차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키고, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이(102)와 연결되어 연동적으로 온(ON) 되고, 상기 토치 스위치(T/S) 2차 온(ON) 시 오프(OFF) 되면서 2차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키는 구조로 연결, 설치된 것이다.
트랜지스터(104)는 상기 제3 릴레이(103)에 콜렉터(C) 단자가 연결되어 상기 제3 릴레이(103) 온(ON) 시 연동하여 도통되는 것이다.
자기 유지부(105)는 상기 트랜지스터(104)의 베이스(B) 단자에 연결되어 상기 트랜지스터(104) 도통시 자기유지하여 용접 신호 공급이 계속 유지되도록 하는 것이다. 상기 자기 유지부(105)는 상기 트랜지스터(104)의 베이스(B) 단자에 연결된 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드에 캐소드 단자가 연결된 다이오드 및, 상기 다이오드의 애노드 단자에 연결된 SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 포함하여 이루어진 구조를 갖는다.
이하, 도 2의 본 발명에 따른 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더의 동작을 설명한다.
1)크레이터 기능 OFF 후(즉, 크레이터 스위치 오프(OFF) 후) 사용시(정상 용접 모드)
①토치(TORCH) 스위치(T/S) 온(ON) 시 제1 릴레이 온(ON) 되면서 용접기 본체 측으로 용접신호가 온(ON)된다.
②그리고, 제3 릴레이(CR1)가 ON되면서 1차 VR전원이 공급되고 1차 콘트롤 VR(전압,전류) 조정해서 용접 작업이 이루어진다.
2) 크레이터 기능 ON 후(즉, 크레이터 스위치 온(ON) 후) 사용시(크레이터 처리 모드)
첫 번째로 토치(TORCH) 스위치(T/S) 온(ON) 하면 상기 ①번, ②번과 같이 동작된다.
그리고, 첫 번째 토치(TORCH) 스위치(T/S) 오프(OFF) 하면 전류감지로 제2 릴레이(CR2)가 온(ON)되고, 제3 릴레이(CR1)가 온(ON)되면서 CR1, CR2와 TR1이 구동되고 그때, 자기유지가 되면서 용접 신호는 계속 유지된다.
두 번째로 토치(TORCH) 스위치(T/S) 온(ON) 하면 SCR1이 동작되면서 CR1이 OFF되고, CR1의 B접 점에 의해서 2차 VR(전압,전류) 콘트롤 전원이 공급되면서 2차 용접이 이루어진다.
두 번째로 토치(TORCH) 스위치(T/S) 오프(OFF) 하면 모든 기능이 오프(OFF) 된다.
이상과 같이, 본 발명은 와이어 피드(Wire Feeder)의 용접기 연결 케이블 거리가 아무리 멀리 떨어져 있어도 1,2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 ON,OFF 기능이 내장되어 있어 사용자의 편리함을 제공할 수 있다.
즉, 와이어 피더 측에 1,2차 VR(전압,전류) 및 크레이터 온(ON), 오프(OFF) 기능이 내장되어 있어 용접기가 아무리 멀리 떨어져 있어도 손쉽게 사용자 설정이 가능하다.
그리고, 용접기 측 및 연결 케이블 측의 별도의 회로 및 배선 작업을 하지 않아도 사용할 수 있어 작업 시간을 줄이고 편리성을 제공할 수 있으며, 작업상의 능률과 생산성 향상 및 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 와이어 피더
101 : 제1 릴레이 102 : 제2 릴레이
103 : 제3 릴레이 104 : 트랜지스터
105 : 자기 유지부

Claims (2)

  1. 토치 스위치(T/S)와 크레이터 기능 설정이 가능한 크레이터 스위치를 구비한 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더에 있어서,
    상기 크레이터 스위치 온(ON) 후, 상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 용접기 본체로 용접 신호가 인가되도록 상기 토치 스위치(T/S)의 2차 접점과 1차 콘트롤 전원부 사이에 설치된 제1 릴레이;
    상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 제2 릴레이;
    상기 토치 스위치(T/S) 1차 온(ON) 시 1차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키고 상기 토치 스위치(T/S) 1차 오프(OFF) 시 전류감지로 온(ON) 되는 상기 제2 릴레이와 연결되어 연동적으로 온(ON) 되고, 상기 토치 스위치(T/S) 2차 온(ON) 시 오프(OFF) 되면서 2차 콘트롤 전원을 용접기 본체로 통전시키는 제3 릴레이;
    상기 제3 릴레이에 콜렉터(C) 단자가 연결되어 상기 제3 릴레이 온(ON)시 연동하여 도통되는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터의 베이스(B) 단자에 연결되어 상기 트랜지스터 도통시 자기유지하여 용접 신호 공급이 계속 유지되도록 하는 자기 유지부를 포함하여 이루어지는 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 유지부는
    상기 트랜지스터의 베이스(B) 단자에 연결된 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드에 캐소드 단자가 연결된 다이오드 및, 상기 다이오드의 애노드 단자에 연결된 SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더.
KR1020120090865A 2012-08-20 2012-08-20 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더 KR20140024184A (ko)

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KR1020120090865A KR20140024184A (ko) 2012-08-20 2012-08-20 크레이터 기능 설정이 가능한 와이어 피더

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102359381B1 (ko) 2021-08-31 2022-02-08 대우조선해양 주식회사 크레이터 처리가 가능한 용접제어장치
KR102405306B1 (ko) 2021-08-31 2022-06-10 나은영 크레이터 처리가 가능한 용접제어장치
KR102502690B1 (ko) 2023-01-19 2023-02-21 대우조선해양주식회사 초기조건 및 크레이터 용접모드를 가지는 용접장치
KR102510673B1 (ko) 2023-01-19 2023-03-15 안은지 용접결함을 해소하기 위한 초기조건 및 크레이터 용접모드를 가지는 용접장치

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