KR20140142315A

KR20140142315A - 두 개의 용접 토치를 갖는 용접 장치와, 두 개의 용접 공정을 사용하는 용접 방법

Info

Publication number: KR20140142315A
Application number: KR1020147029801A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 발트회르; 도미니크 쇨린거; 레네 알러스토르퍼
Original assignee: 프로니우스 인터내셔널 게엠베하
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2014-12-11
Also published as: WO2013144076A1; CN104203474A; JP5891335B2; EP2830807A1; KR101631401B1; CN104203474B; EP2830807B1; AT512836A1; JP2015518424A; US20150083699A1; US11407053B2; AT512836B1

Abstract

용접 장치(29)는 중앙 유닛(35)과 이 중앙 유닛(35)에 연결될 수 있는 용접 토치 유닛(30)을 갖는다. 중앙 유닛(35)은 용접 토치 유닛(30)을 작동하는데 필요한 전류를 제공하기 위한 적어도 하나의 용접 전류 소스(36, 37)를 포함하고, 제어 유닛(5)을 포함한다. 용접 토치 유닛(30)은 적어도 제 1 용접 와이어(43)를 갖는 제 1 용접 토치(31), 및 제 2 용접 와이어(44)를 갖는 제 2 용접 토치(32)를 포함한다. 제 1 용접 토치(31)는 제 1 용접 공정을 실행하도록 구성되고, 제 2 용접 토치(32)는 제 2 용접 공정을 실행하도록 구성되며, 이러한 두 개의 용접 토치(31, 32)는 서로 독립적으로 동작 가능하게 되어 있다. 제어 유닛(5)은, 제 1 아크 점화가 두 개의 용접 토치 중 하나(31)에서 처음에 발생하고, 제 1 아크 점화가 통화한 때로부터 대기 시간(59) 이후에, 그때까지 제 2 아크 점화가 점화되지 않았던 두 개의 용접 토치 중 다른 하나(32)에서 발생하는 방식으로 시작 공정을 실행하도록 구성된다. 더욱이, 제어 유닛(5)은, 두 개의 용접 토치 중 하나(31)에서 제 1 아크 점화가 발생하기 이전에 또는 그 동안, 용접 와이어 단부(50)를 갖는 두 개의 용접 토치 중 다른 하나(32)의 용접 와이어(44)를 대기 위치(55)로 이행하도록 구성된다.

Description

두 개의 용접 토치를 갖는 용접 장치와, 두 개의 용접 공정을 사용하는 용접 방법{WELDING DEVICE HAVING TWO WELDING TORCHES AND CONTROL UNIT FOR STARTING THE ARC IGNITION PROCESS, AND WELDING METHOD FOR WELDING WITH TWO WELDING PROCESSES UNDER AN ADAPTED STARTING PROCESS}

오스트리아 특허 출원 AT A385-2012의 내용은 본 명세서에 참고로 채택된다.

본 발명은 중앙 유닛과 이 중앙 유닛에 연결될 수 있는 용접 토치 유닛을 갖는 용접 장치에 관한 것이고, 중앙 유닛은 용접 토치 유닛을 작동하는데 필요한 전류를 제공하기 위한 적어도 하나의 용접 전류 소스를 포함하고, 제어 유닛을 포함하며, 용접 토치 유닛은 적어도 제 1 용접 와이어를 갖는 제 1 용접 토치, 및 제 2 용접 와이어를 갖는 제 2 용접 토치를 포함하고, 제 1 용접 토치는 제 1 용접 공정을 실행하도록 구성되며, 제 2 용접 토치는 제 2 용접 공정을 실행하도록 구성되며, 두 개의 용접 토치는 서로 독립적으로 동작 가능하게 되어 있다. 또한, 본 발명은 적어도 서로 결합될 수 있는 제 1 용접 공정 및 제 2 용접 공정을 포함하는 용접 방법에 관한 것이다.

이러한 유형의 용접 장치와 이러한 유형의 용접 방법은, 예를 들어, WO 2005/056 228 A1에 기재되어 있다. 두 개의 용접 공정 중 하나는 본 명세서에서 펄스 용접 공정, 스프레이 아크 용접 공정 또는 용접 와이어의 순방향 및 역방향 이동에 의한 냉각 금속 이행(cold-metal transfer)(CMT) 용접 공정으로서 구성될 수 있지만, 다른 하나의 용접 공정은 어떤 경우에도 냉각 금속 이행 용접 공정으로서 구성된다. 두 개의 용접 공정은 시간적으로 동기화된다. 그러나, 후자는 단지 실제의 용접 동작에만 적용된다. 시작 공정과, 특히, 다른 한편으로, 두 개의 용접 공정의 아크의 점화는 랜덤하게 발생한다. 그 결과, 때때로 증가되는 재료 적용은 정의되지 않고 바람직하지 않은 시작 공정 동안 생성된다.

본 발명은, 두 개의 용접 토치로 정밀하게 두 개의 용접 공정을 실행할 수 있으며, 또한, 상대적으로, 두 개 이상의 용접 토치로 두 개 이상의 용접 공정을 실행할 수 있는 용접 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따라, 중앙 유닛과 이 중앙 유닛에 연결될 수 있는 용접 토치 유닛을 갖는 용접 장치로서, 중앙 유닛은 용접 토치 유닛을 작동하는데 필요한 전류를 제공하기 위한 적어도 하나의 용접 전류 소스를 포함하고, 제어 유닛을 포함하고, 용접 토치 유닛은 적어도 제 1 용접 와이어를 갖는 제 1 용접 토치, 및 제 2 용접 와이어를 갖는 제 2 용접 토치를 포함하고, 제 1 용접 토치는 제 1 용접 공정을 실행하도록 구성되고, 제 2 용접 토치는 제 2 용접 공정을 실행하도록 구성되며, 두 개의 용접 토치는 서로 독립적으로 동작 가능하게 되어 있는, 용접 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 용접 장치는 두 개의 용접 토치로 정밀하게 두 개의 용접 공정을 실행할 수 있으며, 또한, 상대적으로, 두 개 이상의 용접 토치로 두 개 이상의 용접 공정을 실행할 수도 있다.

도 1은 용접 장치의 실시예를 도시한 개략도.
도 2는 두 개의 용접 토치를 갖는 용접 장치의 실시예를 도시한 개략도.
도 3은 도 2에 따른 용접 장치의 두 개의 용접 토치의 시작 공정의 흐름도.
도 4는 시작 공정 동안 도 2에 따른 용접 장치의 두 개의 용접 토치 중 하나의 용접 와이어의 이동 다이어그램.
도 5는 시작 공정 동안 도 2에 따른 용접 장치의 두 개의 용접 토치 중 다른 하나의 용접 와이어의 이동 다이어그램.

본 발명의 목적은 용접 장치에 관하여 개선된 시작 공정에 의해 초기에 설명된 유형의 용접 장치를 개시하는 것으로 구성된다.

본 목적을 달성하기 위하여, 청구항1의 특징에 따른 용접 장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 용접 장치에 있어서, 제어 유닛은 제 1 아크 점화가 두 개의 용접 토치 중 하나에서 처음에 발생하고, 제 1 아크 점화가 통화한 때로부터 대기 시간 이후에 바로, 그때까지 제 2 아크 점화가 점화되지 않았던 두 개의 용접 토치 중 다른 하나에서 발생하는 방식으로 시작 공정을 실행하도록 구성된다. 더욱이, 제어 유닛은, 두 개의 용접 토치 중 하나에서 제 1 아크 점화가 발생하기 이전에 또는 그 동안, 용접 와이어 단부를 갖는 두 개의 용접 토치 중 다른 하나의 용접 와이어를 대기 위치로 이동하도록 구성되며, 두 개의 용접 토치 중 다른 하나의 용접 와이어 단부는 대기 시간의 종료까지 대기 위치에 있게 된다.

특히, 용접 장치는 두 개의 용접 토치로 정밀하게 두 개의 용접 공정을 위해 구성될 수 있다. 마찬가지로, 상대적으로, 용접 장치는, 두 개 이상의 용접 토치로 두 개 이상의 용접 공정을 포함할 수도 있다. 본 발명에 따른 용접 장치에 있어서, 정의된 점화는 관련된 적어도 두 개의 용접 토치에서 목표로 하는 방식으로 제공된다. 다시 말해, 어느 용접 토치가 처음 점화되는지와 이러한 처음 점화 이후에 어떤 시간 간격에서 다른 용접 토치(들)의 점화가 발생하는지에 관해서, 더 이상 운에 맡기지 않는다. 용접 장치의 유리한 시작 공정에서는, 아크 점화가 특히 미리 결정될 수 있는 용접 토치에서 처음 발생하지만, 다른 용접 토치(들)의 용접 와이어 단부는 대기 시간의 종료까지 특히 정의된 대기 위치에 위치하게 되는 것을 보장한다. 처음에, 비점화되는 용접 토치(들)는, 빠르고, 특히 다음에 다른 예비 단계의 개재 없이, 또한, 대기 시간이 통과되었을 때 또한 점화될 수 있도록 하기 위하여, 시작 공정의 시작부에서 매우 빠르게 정의된 상태로 또한 유리하게 된다.

용접 장치의 이러한 양호한 시작 공정으로 인하여, 얼마나 많은 재료가 용접 공정의 시작부에 적용되는지를 매우 정밀하게 확립될 수 있다. 또한, 시작부에서 얼마나 많은 용접 침투와 얼마나 많은 열이 도입되는 지를 확립될 수 있다. 그 결과, 전체적으로 용접 결과의 품질은 또한 개선된다.

용접 장치의 유리한 구성은 청구항1에 따른 청구항들의 특징으로부터 얻어진다.

두 개의 용접 공정 중 적어도 하나가 펄스 용접 공정, 스프레이 아크 용접 공정으로서 단락 아크 용접 공정 또는 냉각 금속 이행 용접 공정으로 구성되거나, 펄스 용접 공정, 스프레이 아크 용접 공정, 단락 아크 용접 공정 또는 냉각 금속 이행 용접 공정으로서 구성된 적어도 하나의 부분 공정을 포함하는 구성이 유리하다. 따라서, 특히, 용접 공정은, 어떤 공정 기간 이후에 다른 용접 공정 유형, 예를 들어, 펄스 용접 공정으로 변경되도록 하기 위하여, 초기 공정 단계, 예를 들어, 냉각 금속 이행 용접 공정 동안 점화 이후에 실행될 수 있다. 따라서, 용접 장치는 매우 유연하게 사용될 수 있다. 이는 많은 다양한 동작 모드를 제공하며, 각각의 경우에 유리한 시작 공정이 관련된 용접 공정의 정의된 점화가 제공된다.

또한 유리한 구성에 따라, 제어 유닛은, 아크 점화 이전에, 두 개의 용접 와이어 중 적어도 하나의 순방향 이동을 용접될 공작물의 방향으로 실행하여 공작물과 상기 용접 와이어의 단락(short circuit)을 검출하고, 이후에, 특히, 대기 위치에 도달할 때까지 상기 용접 와이어의 역방향 이동을 실행하도록 구성된다. 결과로서, 특히, 용접 공정의 시작부에서, 용접될 공작물에 관련하여 용접 와이어 단부의 위치는 정밀하게 설정될 수 있고, 이에 의해, 정의된 아크 점화는 각각 원하는 조건 하에서 발생할 수 있다. 초기에 점화되지 않은 용접 토치의 경우에, 용접될 공작물과의 사이에 위치된 단락을 갖는 용접 와이어의 순방향 및 역방향 이동은 또한 유리할 수 있으며, 이에 따라 연관된 제 2 용접 토치의 용접 와이어 단부가 바람직하게 정의된 대기 위치로 유리하게 이동될 수 있기 때문에, 이로부터 제 2 용접 공정의 점화와 이에 따른 제 2 용접 공정은 신속하고 정의된 방식으로 그 자체를 시작할 수 있다.

또한, 제어 유닛은, 아크 점화 이전에, 용접될 공작물이 접촉될 때까지 두 개의 용접 와이어 중 적어도 하나의 순방향 이동을 실행하고, 이후에, 상기 용접 와이어의 용접 와이어 단부가 공작물로부터 견고하게 미리 결정되거나 조정 가능한 거리에 도달할 때까지 상기 용접 와이어의 역방향 이동을 실행하도록 구성된 것이 유리하다. 이때, 이 거리는 연관된 용접 토치가 아크 점화까지 이행되는 대기 위치가 되는 것이 유리하다. 따라서, 용접 와이어 단부와 용접될 공작물 사이의 거리는 견고하게 미리 결정되거나 용접 장치의 구성에 있어 바람직하게 조정될 수 있다. 이 둘은 유리할 수 있고 정의된 시작 공정과 양호한 용접 결과로 이어진다.

추가적인 유리한 구성에 따라, 대기 시간은 제 1 아크 점화에서 제 2 아크 점화까지 견고하게 미리 결정되거나 조정할 수 있다. 결과로서, 용접 장치의 유연성 및 이용 가능성은 또한 증가한다.

본 발명의 유리한 대안 구성에 따라, 제어 유닛은 두 개의 용접 공정 사이의 커플링을 달성하도록 또한 구성될 수 있으며, 이에 따라, 제 1 아크 점화에서 제 2 아크 점화까지의 대기 시간은 제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정의 공정 진행, 또는 제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정의 적어도 초기 공정에 의해 결정되며, 공정 진행은 견고하게 미리 결정되거나 조정 가능한 대기 시간에 대한 측정으로서 사용된다. 후자는 용접 장치를 위한 사용의 높은 수준의 유연성 및 다양한 가능성을 다시 유도한다. 용접 공정 사이의 구성에 제공된 초기 커플링은 아직 점화되지 않은 제 2 용접 공정을 처음에 이미 실행하는 용접 공정이 특정 상태에 도달했을 때만 개시하도록 한다. 결과적으로, 공정 안정성의 추가적인 수단은 시작 공정의 순서에 대해 달성된다.

추가적인 유리한 구성에 따라, 제어 신호는 제 1 아크 점화 또는 그 초기 공정 이후에 시작하는 용접 공정의 결정적인 공정 진행의 도달을 나타낸다. 이후에, 제어 신호는 제 2 용접 공정 또는 대기 위치에 있는 제 2 용접 토치를 시작, 특히, 그를 점화하는데 직접 사용될 수 있다. 결과적으로, 특히 간단하면서 효율적인 초기 커플링이 두 개의 용접 공정 사이에 생성된다.

추가적인 유리한 구성에 따라, 제 1 아크 점화에서 제 2 아크 점화까지의 대기 시간은 최대 3초가 된다. 이 대기 시간에 대한 최대 기간은 매우 유리한 것으로 입증되었다. 특히, 언급된 최대값은 정의된 방식으로 처음에 점화되는 제 1 용접 공정에 접근하는데 충분히 길다. 한편, 또한, 특히, 실제로 두 개 또는 심지어 더 많이 제공되는 용접 공정 중 하나만으로 너무 긴 용접을 실행하는데 충분히 짧다.

추가적인 구성은 두 개의 용접 토치 중 어느 것에서 제 1 아크 점화가 발생되어야 하는지에 관한 조정 가능성이 제공되는 것이 유리하다. 이는 용접 장치의 사용의 유연성을 또한 증가시킨다. 이때, 특히, 용접 장치는, 변형이 필요하지 않고, 용접 방향을 서로 다르게 하여 작동될 수 있다.

용접 공정에 관한 본 발명의 추가적인 목적은 개선된 시작 공정으로 처음에 언급한 유형의 용접 공정을 개시하고 있다.

본 목적을 달성하기 위하여, 청구항10의 특징에 따른 용접 공정이 개시되어 있다. 이 용접 공정에 있어서, 두 개의 용접 공정의 시작 공정은 제 1 아크가 두 개의 용접 공정 중 하나의 과정에서 처음 점화되고, 제 1 아크의 점화 이후에, 대기 시간은 제 2 아크가 두 개의 용접 공정 중 다른 하나의 과정에서 점화되기 이전에 통과하도록 실행된다. 또한, 제 1 아크의 점화 이전 또는 그 점화 동안, 두 개의 용접 공정 중 다른 공정에 관련된 용접 와이어는 그 용접 와이어 단부가 대기 위치로 이동되고, 두 개의 용접 토치 중 다른 하나의 용접 와이어 단부는 대기 시간의 종료까지 대기 위치에 있게 된다.

본 발명에 따른 용접 방법 및 그 구성은 본 발명에 따른 장치 및 그 구성과 관련하여 이미 설명된 것과 실질적으로 동일한 특이한 특성 및 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 용접 방법의 유리한 구성은 청구항10에 종속되는 청구항으로부터 얻어진다.

본 발명의 추가적인 특징, 장점 및 상세는 도면의 도움으로 실시예의 다음 설명으로부터 얻어진다.

도 1 내지 도 5에서 서로 대응하는 부분들은 동일한 참조 부호가 제공된다. 아래에 보다 상세하게 설명된 실시예의 상세는 발명 또는 발명의 주제의 일부를 자체로 표현될 수 있다.

용접 장치(1)의 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 용접 장치(1)는, 예를 들어 MIG/MAG 용접, WIG/TIG 용접, 전극 용접 또는 이중 와이어 탠덤 용접과 같은 다양한 용접 공정 또는 방법을 위해 설계된 용접 장치 또는 용접 설비이다. 더욱이, 플라즈마 또는 납땜 방법을 위한 구성이 또한 제공될 수 있다.

용접 장치(1)는 때때로 실제 용접 장치라고 지칭하기도 하는 중앙 유닛(2)을 포함한다. 중앙 유닛(2)은, 전력부(4), 제어 유닛(5) 및 입력/출력 유닛(6)을 갖는 전류 소스(3)를 포함한다. 또한, 중앙 유닛(2)에는, 예를 들어, 제어 유닛(5)에 연관된 전환 요소(7), 전환 요소(7)에 연결된 제어 밸브(8), 물 용기(9) 및 흐름 모니터(10)와 같은 추가적인 구성 요소들이 제공될 수 있다. 중앙 유닛(2)의 이들 구성 요소들은 도 1에 도시된 실시예에서 공통 하우징(11)에 배열된다. 더욱이, 중앙 유닛(2)은 가스(13), 예를 들어, CO₂, 헬륨 등과 같은 특히 보호 가스를 위한 가스 저장소(12)를 포함한다. 하우징(11) 및 가스 저장소(12)는 롤러블 하부(14)에 위치되고, 중앙 유닛(2)의 제 1 부분 유닛을 형성한다.

중앙 유닛(2)의 제 2 부분 유닛은 제 1 부분 유닛의 제어 유닛(5)에 의해 또한 활성화되는 또한 롤러블 와이어 피드 유닛(15)으로 형성된다. 와이어 피드 유닛(15)은 용접 와이어(17)가 감겨진 공급 드럼(16)을 포함한다.

기본적으로, 와이어 피드 유닛(15)은 제 1 부분 유닛의 구성 요소가 또한 될 수 있고, 또한 하우징(11) 내에 위치될 수도 있다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 와이어 피드 유닛은 별도의 추가적인 장치로서 구성된다. 그러나, 이는 절대적으로 필요한 것은 아니다.

또한, 용접 장치(1)는 호스 패키지(19) 및 텐션 완화 디바이스(20)에 의해 하우징(11)에 연결되고, 또한, 공급 라인(21)에 의해 와이어 피드 유닛(15)에 연결되는 용접 토치 유닛(18)을 포함한다.

공급 드럼(16)에 저장된 용접 와이어(17)는 종래의 특히 MIG/MAG 용접에서와 같이 공급 라인(21)에 의해 용접 토치 유닛(18)에 공급된다. 그러나, 기본적으로, 와이어 피드 유닛(15)은 용접 토치 유닛(18)의 외측의 용접 와이어(17) 또는 다른 추가적인 재료를 공정 지점, 예를 들어, 실제 용접 공정이 이루어지는 지점으로 가져올 수도 있다. 도면에 도시되지 않은 이러한 대안의 구성에 있어서, 비-용융 전극이 예를 들어, 종래의 WIG/TIG 용접에서와 마찬가지로, 용접 토치 유닛(18)에 바람직하게 배열된다.

커플링(22)에 의해 용접 토치 유닛(18)에 연결된 호스 패키지(19)는 전기 용접 라인(23), 가스 공급 라인(24)뿐만 아니라 냉각 회로(25)를 포함한다. 가스(13)는 가스 공급 라인(24)에 의해 가스 저장소(12)로부터 용접 토치 유닛(18)으로 이송된다. 마찬가지로, 전기 용접 라인(23)은 전류 소스(3)에서 생성된 전류를 용접 토치 유닛(18)에 이송하기 위해 사용된다.

용접 라인(23)을 통해 용접 토치 유닛(18)에 공급된 전류는, 아크(26), 특히, 용접 토치 유닛(18)의 전극과 용접될 공작물(27) 사이에서, 연결될 복수의 부분으로부터 형성되는 작업 아크를 구성하는데 사용된다. 공작물(27)은 다른 전기 용접 라인(28)에 의해 용접 장치(1)의 전류 소스(3)에 연결될 수 있다. 두 개의 용접 라인(23 및 28)은, 아크(26) 및 전류 소스(3)와 함께, 폐쇄 전류 회로를 형성한다.

용접 토치 유닛(18)은 냉각 장치를 가질 수 있다. 이를 위해, 냉각 액체, 특히 물은 냉각 회로(25)에 의해 물 용기(9)로부터 용접 토치 유닛(18)에 공급된다. 냉각 회로(25)는 본 명세서에서 흐름 모니터(19)에 의해 모니터링된다. 보다 상세하게 나타내지 않은 액체 펌프는 용접 토치 유닛(18)이 시작할 때 시작되어, 냉각 회로(25)는 물 용기(9)와 용접 토치 유닛(18) 사이의 움직임이 설정된다. 원칙적으로, 용접 토치 유닛(18)에는 액체 냉각 장치가 설치되지 않지만, 공기 냉각 장치가 설치될 수도 있다.

다수의 용접 파라미터, 동작 유형 및/또는 용접 프로그램은 중앙 유닛(2)에서 입력/출력 유닛(6)에 의해 조정 또는 호출될 수 있다. 입력/출력 유닛(6)에 의해 조정된 용접 파라미터, 동작 유형 및/또는 용접 파라미터는 제어 유닛(5)에 전달되며, 이 제어 유닛은 이들 사양에 따라 용접 장치(1)의 개별 구성 요소들을 활성화시키거나, 또한, 개별 구성 요소들을 조정 또는 제어하기 위하여 대응하는 원하는 값을 미리 결정하며, 이에 의해, 원하는 용접 공정이 조정된다.

도 1에 도시된 용접 장치(1)의 실시예에서는 다수의 다양한 개별 구성 요소가 제공된다. 기본적으로, 도시되지 않았지만 용접 장치가 이들 모든 개별 구성 요소를 포함하지 않는 대안의 구성이 존재한다. 즉, 예를 들어, 특별한 WIG 장치, MIG / MAG 장치 또는 플라즈마 장치의 경우이다.

용접 토치 유닛(18)은 도 1에 따른 개략도에서 정밀하게 도시하지 않은 적어도 두 개의 용접 토치를 가지며, 이는 서로 독립적으로 동작될 수 있고, 이에 의해 두 개의 용접 공정이 실행될 수 있다. 기본적으로, 용접 토치 유닛(18)은 대안의 실시예에서 두 개 이상의 별도의 용접 토치를 포함할 수도 있다.

용접 장치(29)의 추가적인 실시예가 도 2에 도시되어 있으며, 이는 서로 독립적으로 동작될 수 있는 2개의 개별 용접 토치(31 및 32)를 갖는 용접 토치 유닛(30)을 포함한다. 두 개의 용접 토치(31 및 32)의 각각은 자체의 호스 패키지(33 또는 34)에 의해 중앙 유닛(35)에 연결되며, 이는 실제의 용접 장치를 차례로 지정할 수도 있다. 이들 두 개의 호스 패키지(33 및 34)에 의해, 용접 토치(31 및 32)는 예를 들어, 가스(13), 전류 및 냉각 액체와 같은 용접 공정을 실행하는데 필요한 모든 구성 요소가 서로 독립적으로 공급된다. 이러한 정도까지 참조로서 도 1에 도시된 용접 장치(1)의 실시예와 관련하여 대응하는 구성으로 이루어진다.

명시적으로 도시하지 않은 제어 유닛(5)을 제외하고, 용접 장치(29)의 중앙 유닛(35)은 두 개의 별도의 공급 드럼(39 및 40) 및 두 개의 드라이브 유닛(41 및 42)을 갖는 와이어 반송 유닛(38)뿐만 아니라 두 개의 별도의 전류 소스(36 및 37)를 포함하며, 이에 의해, 용접 와이어(43 및 44)는 두 개의 공급 드럼(39 및 40)으로부터 전달되고, 호스 패키지(33 및 34)에 의해 용접 토치(31 및 32)에 공급된다. 선택적으로, 추가적인 드라이브 유닛(45)이 두 개의 용접 토치(31 및 32)를 위한 용접 토치 유닛(30)에 제공될 수 있으며, 각각의 경우에 있어서, 드라이브 유닛은 예시된 예와 도 2에 도시된 실시예에서 점선으로 입력되어 있다. 도시된 실시예에서, 용접 토치 유닛(30)은 두 개의 용접 토치(31 및 32)를 위한 공통 가스 노즐(46)을 갖는다.

개별 어셈블리의 작동의 모드 및 용접 장치(29)의 구성 요소에 관해서는 참조로서 도 1에 도시된 용접 장치(1)와 함께 대응하는 설명으로 이루어진다. 특히, 용접 장치(29)의 중앙 유닛(35)은 입력/출력 유닛(6)을 또한 포함하고, 이에 의해, 용접 장치(1)에서 처럼, 용접 파라미터, 동작 유형 및/또는 용접 파라미터가 정확하게 조정될 수 있다.

용접 장치(29)의 동작의 모드를 이하에 설명한다.

제 1 용접 토치(31)는 제 1 용접 공정을 실행하도록 구성되고, 제 2 용접 토치(32)는 제 2 용접 공정을 실행하도록 구성된다. 두 개의 용접 토치(31 및 32)의 경우에 도 2에 도시된 실시예는 각각의 경우에 바람직하게 MIG/MAG이며, 이에 의해, 냉각 금속 이행 용접 공정뿐만 아니라 펄스 용접 공정이 각각의 경우에 실행될 수 있다. 동작의 다른 모드는 기본적으로 또한 가능하다.

용접 공정의 시작에서, 두 개의 용접 토치(31, 32)의 경우에, 아크(47 또는 48)는 한편으로 관련된 용접 와이어(43 또는 44)의 용접 와이어 단부(49 또는 50)와 다른 한편으로 공작물(27) 사이에서 점화된다.

제 1 용접 토치(31)는 용접 방향(51)으로 보았을 때 제 2 용접 토치(32)의 상류에 배치된다. 용접 방향(51)은 본 명세서에서 용접 심(52)의 길이 방향에 대략 평행하게 지향되고, 이에 의해, 공작물(27)의 개별 부분이 연결된다. 그러나, 기본적으로, 용접 토치(31, 32)의 역배열 순서가 또한 가능한데, 예를 들어, 동작하는 동안 반대 용접 방향으로 가능하다. 이러한 반대 용접 방향으로, 용접 토치(32)는 용접 방향으로 보았을 때 용접 토치(31)의 상류에 배열될 것이다. 또한, 두 개의 용접 토치(31 및 32)는 용접 방향(51)에 관련하여 동일한 높이로 배열될 수 있지만, 용접 방향(51)에 수직으로 서로 이격될 수 있다.

두 개의 용접 토치(31 및 32)의 공동 작업 가능한 시작 공정은 도 3에 따른 흐름도와 도 4 및 도 5에 따른 이동 다이어그램의 도움으로 아래에 설명한다.

두 개의 용접 토치(31 및 32)의 시작 공정을 설명하는 흐름도가 도 3에 도시되어 있다. 제 1 판정 단계(53) 동안에, 두 개의 용접 토치(31 및 32) 중 어느 하나가 마스터 기능을 해야 하고, 두 개의 용접 토치(31 및 32) 중 하나가 슬레이브 기능을 해야 하는지를 수립한다. 이미 언급한 것처럼, 이러한 할당은 미리 결정될 수 있고, 선택된 동작의 유형에 따라 변경할 수도 있다. 용접 토치(31)가 마스터 기능을 갖고, 본 명세서에서는 용접 토치(32)가 슬레이브 기능을 갖는 예로서 가정한다. 도 3의 흐름도의 좌측 부분은 마스터 용접 토치(31)에 관한 것이고, 우측 부분은 슬레이브 용접 토치(32)에 관한 것이다.

마스터 및 슬레이브 기능의 할당이 단계(53)에서 수립되면, 용접 와이어(43, 44)는 용접 와이어 단부(49, 50)가 공작물(27)에 접촉할 때까지 두 개의 용접 토치(31 및 32)에서 순방향으로 이동된다(도 4 및 도 5 참조). 이러한 접촉은 단락 검출에 의해 식별된다. 이때, 아크(47)의 점화는 마스터 용접 토치(31)의 경우에 바로 발생한다. 이때, 아크(47)는 용접 토치(31)로 실행되는 용접 공정의 전체 기간 동안 특히 중단 없이 용접 토치(31)에서 연소한다. 용접 와이어(43)의 역방향 이동 동안 순방향 이동, 단락 식별 및 아크 점화는 점화 단계(54)에서 마스터 용접 토치(31)를 위해 결합된다(도 3 및 도 4 참조).

반면에, 단락 검출 이후에 슬레이브 용접 토치(32)의 경우에 아크 점화가 여전히 발생하지 않는다. 오히려, 용접 와이어(44)는 대기 위치(55)(도 5 참조)로 역으로 이동된다. 이는 단락 및 철회 단계(56)(도 3 및 도 5 참조)에 의해 도 3에 따른 흐름도에서 기호화되어 있다. 대기 위치(55)에서, 용접 와이어(44)의 용접 와이어 단부(50)는 공작물(27)로부터의 정의된 간격(d)에 위치되고 특히 조정 가능하다(도 5 참조).

예를 들어, 순방향 및 역방향으로 이동되는 용접 와이어(43)에 의한 냉각 금속 이행 용접 공정으로서 구성되는 초기 용접 공정(57)이 마스터 용접 토치(31)(도 3 및 도 4를 참조)의 경우에 실행된다. 기본적으로, 초기 용접 공정(57)은, 예를 들어, 펄스 용접 공정으로서 다르게 구성될 수도 있다.

제어 유닛(5)이 미리 정의되거나 조정된 공정 진행을 식별하는 순간, 또는 미리 정의되거나 조정된 시작 시간이 경과하는 순간에, 초기 용접 공정(57)이 완료된다. 이때, 제어 유닛(5)은, 슬레이브 용접 토치(32)가 그 대기 단계(59)(도 3 및 도 5 참조)를 종료하거나, 제 2 아크(48)의 점화로 점화 단계(60)(도 3 및 도 5 참조)를 실행하고, 이어서, 제 2 용접 토치(32)의 초기 용접 공정(61)(도 3 및 도 5 참조)이 이어지도록 하는 제어 신호(58)(도 3 참조)를 생성한다. 또한, 제 2 용접 토치(32)의 초기 용접 공정(61)은 순방향 및 역방향으로 이동되는 용접 와이어(44)에 의해 냉각 금속 이행 용접 공정이 된다. 특히, 제어 신호 (58)는 본 명세서에서 디지털 신호로서 구성될 수 있다. 슬레이브 용접 토치(32)에 대한 대기 시간 또는 대기 단계(59)가 통과하거나 종료되는 것에 대해서 특별하게 제공되는 비트에 의해 표시되는 것이 바람직하다.

슬레이브 용접 토치(32)에서 제 2 아크(48)의 점화와 병행하여, 예를 들어, 펄스 용접 공정으로서 구성되는 주 용접 공정(62)(도 3 및 도 4 참조)은 마스터 용접 토치(31)에서 시작한다.

두 개의 용접 토치(31 및 32)의 시작 공정은 정의된 대기 시간, 및 시간 기간이 이격된 두 개의 아크(47 및 48)의 점화에 의해 구별된다. 따라서, 정의되지 않은 공정 조건은 회피될 수 있다. 오히려, 두 개의 용접 토치(31 및 32)가 어느 상태에 있는지 각각의 순간에서 명확하게 설정된다. 따라서, 심지어 시작 공정 동안, 얼마나 많은 재료가 용접 심(52)을 형성하기 위해 공작물(27)에 적용되고, 얼마나 큰 용접 침투 및 열의 소개가 있는지를 매우 정밀하게 확립될 수 있다. 이는 매우 양호한 용접 결과에 적합하다.

5: 제어 유닛 29: 용접 장치
30: 용접 토치 유닛 31: 제 1 용접 토치
32: 제 2 용접 토치 35: 중앙 유닛
36, 37: 용접 전류 소스 43: 제 1 용접 와이어
44: 제 2 용접 와이어

Claims

중앙 유닛(2: 35)과 이 중앙 유닛(2: 35)에 연결될 수 있는 용접 토치 유닛(18; 30)을 갖는 용접 장치(29)로서,
a) 상기 중앙 유닛(2: 35)은 용접 토치 유닛(18; 30)을 작동하는데 필요한 전류를 제공하기 위한 적어도 하나의 용접 전류 소스(3; 36, 37)를 포함하고, 제어 유닛(5)을 포함하며,
b) 상기 용접 토치 유닛(18; 30)은 적어도 제 1 용접 와이어(43)를 갖는 제 1 용접 토치(31), 및 제 2 용접 와이어(44)를 갖는 제 2 용접 토치(32)를 포함하고, 제 1 용접 토치(31)는 제 1 용접 공정을 실행하도록 구성되고, 제 2 용접 토치(32)는 제 2 용접 공정을 실행하도록 구성되며, 상기 두 개의 용접 토치(31, 32)는 서로 독립적으로 동작 가능하게 되어 있는, 용접 장치(29)에 있어서,
c) 상기 제어 유닛(5)은, 제 1 아크 점화가 두 개의 용접 토치 중 하나(31)에서 처음에 발생하고, 제 1 아크 점화가 통화한 때로부터 대기 시간(59) 이후에, 그때까지 제 2 아크 점화가 점화되지 않았던 두 개의 용접 토치 중 다른 하나(32)에서 발생하는 방식으로 시작 공정을 실행하도록 구성되고,
d) 상기 제어 유닛(5)은, 두 개의 용접 토치 중 하나(31)에서 제 1 아크 점화가 발생하기 이전에 또는 그 동안, 용접 와이어 단부(50)를 갖는 두 개의 용접 토치 중 다른 하나(32)의 용접 와이어(44)를 대기 위치(55)로 이행하도록 구성되고, 상기 두 개의 용접 토치 중 다른 하나(32)의 용접 와이어 단부는 대기 시간의 종료까지 대기 위치에 있는 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 1 항에 있어서,
두 개의 용접 공정 중 적어도 하나는 펄스 용접 공정, 스프레이 아크 용접 공정, 단락 아크 용접 공정 또는 냉각 금속 이행 용접 공정으로서 구성되거나, 펄스 용접 공정, 스프레이 아크 용접 공정, 단락 아크 용접 공정 또는 냉각 금속 이행 용접 공정으로서 구성된 적어도 하나의 부분 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어 유닛(5)은, 아크 점화 이전에, 두 개의 용접 와이어(43, 44) 중 적어도 하나의 순방향 이동을 용접될 공작물(27)의 방향으로 실행하고, 상기 공작물(27)과 상기 용접 와이어(43, 44)의 단락을 검출하고, 이후에, 특히, 대기 위치(55)에 도달할 때까지 상기 용접 와이어(44)의 역방향 이동을 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛(5)은, 아크 점화 이전에, 용접될 공작물(27)이 접촉될 때까지 두 개의 용접 와이어 중 적어도 하나(44)의 순방향 이동을 실행하고, 이후에, 상기 용접 와이어(44)의 용접 와이어 단부(50)가 공작물(27)로부터 견고하게 미리 결정되거나 조정 가능한 거리(d)에 도달할 때까지 상기 용접 와이어(44)의 역방향 이동을 실행하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 아크 점화에서 제 2 아크 점화까지의 대기 시간(59)은 견고하게 미리 결정되거나 조정 가능한 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛(5)은 두 개의 용접 공정 사이의 커플링을 실행하도록 구성되어, 제 1 아크 점화에서 제 2 아크 점화까지의 대기 시간(59)이 제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정, 적어도 제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정의 적어도 초기 공정(57)의 공정 진행에 의해 결정되고, 상기 공정 진행은 견고하게 미리 결정되거나 조정 가능한 대기 시간(59)에 대한 측정으로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 6 항에 있어서,
제어 신호(58)가 제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정 또는 또는 그 초기 공정(57)의 결정적인 공정 진행의 도달을 나타내는 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 아크 점화에서 제 2 아크 점화까지의 대기 시간(59)은 최대 3초인 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
두 개의 용접 토치(31, 32) 중 하나에서 제 1 아크 점화가 발생하는 것에 관해서 조정이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
서로 결합되는 적어도 하나의 제 1 용접 공정 및 제 2 용접 공정을 사용하는 용접 방법으로서,
두 개의 용접 공정의 시작 공정은,
a) 제 1 아크(47)가 두 개의 용접 공정 중 하나의 과정에서 처음 점화되고,
b) 제 1 아크의 점화 이후에, 대기 시간(59)은 제 2 아크(48)가 두 개의 용접 공정 중 다른 하나의 과정에서 점화되기 이전에 통과하고,
c) 제 1 아크(47)의 점화 이전 또는 그 점화 동안, 두 개의 용접 공정 중 다른 공정에 관련된 용접 와이어(44)는 그 용접 와이어 단부(50)가 대기 위치(55)로 이행되고, 두 개의 용접 토치 중 다른 하나(32)의 용접 와이어 단부가 대기 시간의 종료까지 대기 위치에 있게 되는 방식으로 실행되는 것을 특징으로 하는, 용접 장치.
제 10 항에 있어서,
두 개의 용접 공정 중 적어도 하나는 펄스 용접 공정, 스프레이 아크 용접 공정, 단락 아크 용접 공정 또는 냉각 금속 이행 용접 공정에 의해 형성되거나, 펄스 용접 공정, 스프레이 아크 용접 공정, 단락 아크 용접 공정 또는 냉각 금속 전사 용접 공정으로서 구성된 적어도 하나의 부분 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용접 방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
아크 점화 이전에, 용접 공정 중 하나의 과정에서 사용되고 순방향으로 이동되는 용접 와이어(43, 44)와 용접될 공작물(27) 사이의 적어도 하나의 단락의 식별이 실행되는 것을 특징으로 하는, 용접 방법.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
아크 점화 이전에, 두 개의 용접 공정에 관련된 적어도 하나의 용접 와이어(44)는, 용접될 공작물(27)이 용접될 때까지 순방향으로 우선 이동하고, 다음에, 상기 용접 와이어(44)의 용접 와이어 단부(50)가 공작물(27)로부터 견고하게 미리 결정되거나 조정 가능한 거리(d)에 도달할 때까지 역방향으로 이동되는, 용접 방법.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 및 제 2 아크의 점화 사이의 대기 시간(59)은 견고하게 미리 결정되거나 조정되는, 용접 방법.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
두 개의 용접 공정 사이에 커플링이 제공되어, 제 1 및 제 2 아크의 용접 사이의 대기 시간(59)은 제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정 또는 제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정의 적어도 초기 공정(57)의 공정 진행에 의해 결정되고, 공정 진행은 견고하게 미리 결정되거나 조정되는 대기 시간(59)에 대한 측정으로서 사용되는, 용접 방법.
제 15 항에 있어서,
제 1 아크 점화 이후에 시작하는 용접 공정 또는 그 초기 공정(57)의 결정적인 공정 진행에 도달할 때, 제어 신호(58)가 생성되고, 이에 의해, 제 2 아크(48)의 점화가 초래되는, 용접 방법.
제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 아크(47) 및 제 2 아크(48)의 점화 사이의 대기 시간(59)에 대해서 최대 3초의 값이 제공되는, 용접 방법.
제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
두 개의 용접 공정 중 어느 한 과정에서 제 1 아크 점화가 발생하는 것에 관해서 조정이 이루어지는, 용접 방법.