KR20190059982A - 아크 용접 헤드 및 용접 기구 - Google Patents

Abstract

전기 아크 용접 헤드(1)는 제1 전극(7)을 공급하기 위한 제1 덕트(5)를 수용하며 제1 전원(204)과 상기 제1 전극(7) 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제1 접속 장치(3), 및 제2 전극(8)을 공급하기 위한 제2 덕트(13)를 수용하며 제2 전원(206)과 상기 제2 전극(8) 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제2 접속 장치(11)를 포함하고, 상기 제1 접속 장치 및 제2 접속 장치는 서로로부터 전기적으로 절연되고, 상기 제1 덕트 및 제2 덕트는 평행하다. 상기 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 아크(31, 33)가 상기 제1 및 제2 전극(7, 8)과 용접될 작업편(27) 사이에서, 중첩 영역(35)을 갖도록 허용하는 거리에 배열되고, 상기 전기 아크 용접 헤드(1)는 상기 중첩 영역(35) 내로 냉간 와이어(10)를 공급하기 위한 제3 덕트(19)를 추가로 포함한다.

Description

아크 용접 헤드 및 용접 기구 {AN ARC WELDING HEAD AND A WELDING ARRANGEMENT}

본 발명은 아크 용접 시스템을 위한 용접 헤드, 및 용접 헤드를 포함하는 용접 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제1 및 제2 전원의 제1 및 제2 소모성 전극(이하, "전극"이라고도 한다)으로의 연결을 가능케 하기 위한 제1 및 제2 접속 장치를 포함하는 탠덤 용접을 위한 용접 헤드에 관한 것이다.

탠덤 용접은 2개의 독립적인 전극들이 공통 용접 퍼들 내에서 용접을 수행하도록 배열되는 용접 기술이다.

2개의 전극들 각각은 전류 및 전압을 포함한 용접 조건이 전극들에 대해 독립적으로 제어될 수 있도록 별도의 전원에 연결된다. 전극들은, 예를 들어 전극들이 용접 방향에 대해 횡방향으로 변위되거나 용접 방향으로 서로로부터 일정 거리에 위치되는 바와 같은 다양한 설정으로 장착될 수 있다. 전극들이 횡방향으로 변위되는 경우에, 전극들은 나란히 위치될 수 있다. 이는 표면 용접 또는 넓은 조인트가 필요한 특수 조인트에 대해 사용된다. 병치 용접은 낮은 관통 및 더 큰 폭으로 이어진다.

대안적으로, 전극들은 용접 방향으로 서로로부터 일정 거리에 위치된다. 이러한 경우에, 용접 방향으로의 제1 전극은 보통 선도 전극으로 불리고, 제2 전극은 보통 후연 전극으로 불린다. 보통, 선도 전극 및 후연 전극은 용접 과정에서 상이한 역할을 한다. 예를 들어, 원하는 관통 정도가 얻어지도록 선도 전극을 제어하고, 후연 전극은 용접 비드 외관, 윤곽, 및 충전을 제어하는 것이 공지되어 있다.

탠덤 용접은 증가된 적층 속도를 가능케 하고, 그러므로 용접의 경제성을 개선한다. 탠덤 용접은 또한 선도 전극 및 후연 전극에 상이한 작업을 할당하는 가능성으로 인해 개선된 용접 품질을 가능케 한다. 상이한 전극들이 상이한 작업을 할당받도록 허용하기 위해, 전극들은 바람직하게는 양 전극들이 공통의 단일 용접 퍼들 내에서 작동하는 것을 가능케 하기에 충분히 밀접해야 한다. 전극들이 서로로부터 너무 멀리 분리된 경우에, 초기 전극에 의해 발생된 용접 퍼들은 제2 전극이 퍼들에 도달하기 전에 고화될 수 있다. 이러한 경우에, 2개의 전극들은 대체로 2개의 연속된 용접 패스의 작업을 수행한다.

본 발명의 목적은 높은 용접 품질을 유지하면서, 증가된 적층 속도를 가능케 하는 용접 헤드를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 특허청구범위 제1항에 따른 전기 아크 용접 헤드에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 전기 아크 용접 헤드는 제1 전극을 공급하기 위한 제1 덕트를 수용하며 제1 전원과 상기 제1 전극 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제1 접속 장치, 및 제2 전극을 공급하기 위한 제2 덕트를 수용하며 제2 전원과 상기 제2 전극 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제2 접속 장치를 포함한다. 덕트는 덕트가 전극 및 냉간 와이어를 고정시키고 안내하도록 역할하는 한, 폐쇄될 수 있거나 개방된 측면 부분을 갖는 리세스로서 형성될 수 있다.

따라서, 전기 아크 용접 장치는 2개의 분리된 전극들을 위한 제1 덕트 및 제2 덕트를 수용하는 하나의 통합된 용접 헤드이다. 따라서, 2개의 전극들은 서로에 대해 밀접하게 위치될 수 있다. 용접 헤드가 단일 헤드 내에 통합된 2개의 접속 장치를 포함하므로, 각각의 접속 장치는 서로로부터 전기적으로 절연된다. 아울러, 제1 덕트 및 제2 덕트는 평행하게 배열된다. 이는 가변 스틱아웃(stick out) 중에 제어된 전극 거리의 제공을 허용한다. 스틱아웃은 번오프(burn off) 또는 용융이 발생하기 전에 전극이 접속 장치로부터 돌출하는 거리이다. 상기 제1 및 제2 전극과 용접될 작업편 사이에서 아크를 허용하는 거리에 배열된 제1 덕트 및 제2 덕트는 중첩 영역을 갖는다. 즉, 전극들은 그들로부터의 아크가 중첩 영역을 갖도록 밀접하게 배열된다. 본 발명에 따르면, 전기 아크 용접 헤드는 상기 중첩 영역 내로 냉간 와이어를 공급하기 위한 제3 덕트를 추가로 포함한다. 냉간 와이어는 와이어와 작업편 사이에서의 아크의 발생에 의해 용융되지 않는 소모성 와이어이다. 그러나, 냉간 와이어는 그에 인가되는 전류에 의해 미리 가열될 수 있다. 그러나, 아크가 냉간 와이어에 의해 형성되지 않는 것이 중요하다. 대신에, 와이어는 아크의 발생을 위해 전원에 연결되는 다른 전극에 의해 발생되는 열에 의해 용융된다. 중첩 영역 내로 와이어를 공급함으로써, 냉간 와이어의 제어된 용융이 달성될 수 있음이 입증되었다. 냉간 와이어의 제어된 용융은 안정적인 용접 과정의 제공에 대해 본질적이다. 용융 과정이 충분히 제어되지 않는 경우에, 냉간 전극으로부터의 적층 속도는 실질적으로 변할 수 있다. 너무 느린 용융은 전극의 고체 조각이 와이어로부터 이탈되어 용접 퍼들 내로 떨어지는 것으로 이어질 수 있다. 와이어가 퍼들의 바닥으로 밀려날 위험과 함께 와이어가 퍼들 내로 관통할 위험이 또한 있다. 그러한 경우는 필연적으로 적층 속도의 큰 변동으로 이어진다. 중첩 영역 내로 냉간 와이어를 공급함으로써, 적층 속도는 허용 가능한 공차 내에 유지될 수 있어서, 안정적인 용접 과정이 달성될 수 있음이 입증되었다. 냉간 와이어의 사용은 평균 파라미터(850A 34V)에서 모든 와이어(D2.5mm) 용접에 대해 동일한 직경에서 수행된 시험에 대해 적층 속도의 50%까지의 증가를 발생시켰다. 몇몇 파라미터 설정에서는, 적층 속도의 70%까지의 증가가 달성되었다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 덕트, 제2 덕트, 및 제3 덕트는 평행하게 배열된다. 제1 덕트, 제2 덕트, 및 제3 덕트를 평행하게 배열함으로써, 전극 및 냉간 와이어의 평행 배열이 보장된다. 전극 및 냉간 와이어의 평행 배열은 각각의 전극으로부터의 스틱아웃의 변동 중에 전극 팁들 사이의 거리 또는 전극 팁과 냉간 와이어 사이의 거리의 감소된 변동을 가능케 하고, 냉간 와이어의 스틱아웃의 변동이 따라서 감소된다. 전극 스틱아웃의 변동 및 냉간 와이어 스틱아웃의 변동은 냉간 전극이 도입되는 중첩 영역의 크기의 변동으로 이어진다. 위에서 설명된 바와 같이, 안정적인 적층 속도를 얻기 위해 아크 플라즈마 내에서 전극이 용융되도록 허용하는 것이 바람직하다. 스틱아웃의 변동은 항상 임의의 용접 과정에서 존재한다. 제1 덕트, 제2 덕트, 및 제3 덕트를 평행하게 배열함으로써, 중첩 영역의 크기의 변동은 감소되고, 냉간 전극의 적층 속도의 변동은 유사하게 감소된다.

선택적으로, 제1 덕트 및 제2 덕트는 제1 평면 내에 놓이고, 제3 덕트는 제1 평면에 대해 직각인 제2 평면 내에 놓인다. 이는 제1 전극 및 제2 전극에 관련된 냉간 와이어의 대칭 위치를 가능케 한다. 전극에 대한 냉간 와이어의 대칭 위치는 냉간 와이어의 위치에서 더 안정적인 아크 플라즈마 상태를 허용한다. 따라서, 냉간 전극의 더 안정적인 적층 속도가 달성될 수 있다.

선택적으로, 제1 덕트, 제2 덕트, 및 제3 덕트가 모두 제1 평면 내에 놓인다. 이러한 실시예에서, 냉간 전극은 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치된다.

선택적으로, 제1 덕트 및 제2 덕트는 상이한 직경을 갖는 전극들을 공급하기 위해 상이한 직경을 갖는다. 전극들이 상이한 직경을 갖도록 허용함으로써, 용접 과정을 제어하는 자유도가 증가된다.

선택적으로, 제3 덕트 및 제1 덕트의 중심들 사이의 거리가 제1 덕트의 직경의 3배 미만이다. 냉간 와이어 및 제1 전극의 밀접한 장착은 냉간 와이어가 제어된 방식으로 아크 플라즈마 내에서 용융하도록 보장한다.

선택적으로, 추가의 요건으로서, 제3 덕트 및 제2 덕트의 중심들 사이의 거리가 제2 덕트의 직경의 3배 미만이다. 이러한 장착은 냉간 와이어가 제어된 방식으로 아크 플라즈마 내에서 용융하도록 보장한다.

용접 헤드/토치는 바람직하게는 와이어 선단들이 서로에 대해 이동하는 것을 불가능하게 하는 방식으로 연결되어야 한다. 이는 토치들이 토치의 하부에서 연결되며, 바람직하게는 절연체에 의해서만 분리된 접속 브라켓에 의해 나란히 위치되어야 함을 의미한다.

선택적으로, 제1 접속 장치는 상기 제1 덕트가 형성되어 있는 금속 본체를 포함하고, 제2 접속 장치는 상기 제2 덕트가 형성되어 있는 금속 본체를 포함한다. 아울러, 절연 재료의 본체가 상기 제2 접속 장치로부터 상기 제1 접속 장치를 분리하고, 상기 제3 덕트는 절연 재료의 상기 본체 내에 형성된다. 용접 헤드의 이러한 구성은 제1 및 제2 전극과 냉간 와이어의 밀접한 장착을 허용하는 콤팩트하지만 강성인 구조를 허용한다.

바람직하게는, 제1 접속 장치 및 제2 접속 장치는 각각 절연 재료의 상기 본체의 각각의 측면 상에 맞닿아서, 통합 본체를 형성한다. 이러한 구성은 특히 콤팩트하고 강성이다.

선택적으로, 제1 접속 장치 및 제2 접속 장치는 적어도 상기 제1 덕트, 제2 덕트, 및 제3 덕트의 개구들이 위치되는 상기 용접 헤드의 하부 내에서, 절연 재료의 상기 본체와 함께 클램핑되어 본질적으로 원통형인 본체를 형성한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여, 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 헤드의 정면도를 도시한다.
도 2는 냉간 와이어 및 2개의 가용성 연속 공급 전극을 수용하도록 배열된, 본 발명에 따른 용접 헤드의 일 실시예의 측면도를 도시한다.
도 3은 중심 냉간 와이어, 2개의 가용성 연속 공급 전극, 및 선도 냉간 전극을 수용하도록 배열된, 본 발명에 따른 용접 헤드의 다른 실시예의 측면도이다.
도 4a - 도 4c는 도 1의 A-A; B-B; 및 C-C에서 취한 단면도를 도시한다.
도 4d는 냉간 와이어를 위한 덕트가 제1 전극 및 제2 전극을 위한 덕트를 통해 연장하는 평면으로부터 변위되어 있는, 대안적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 5는 도 2의 D-D에서 취한 단면도를 도시한다.
도 6은 도 3의 E-E에서 취한 단면도를 도시한다.
도 7은 작업편을 용접하기 위해 배열된 본 발명에 따른 용접 헤드를 도시한다.
도 8은 침지식 아크 용접을 위한 아크 용접식 용접 기구의 예시적인 실시예의 제1 도면을 도시한다.
도 9는 반시계 방향으로 90°만큼 회전된 도 8의 아크 용접식 용접 기구를 도시한다.
도 10은 도 8의 아크 용접 기구의 사시도를 도시한다.
도 11은 아크 용접 시스템을 도시한다.

도 1은 전기 용접 헤드(1)의 정면도를 도시한다. 정면도는 용접 방향과 반대인 방향으로 용접 헤드를 향한 도면이다. 도 1의 전기 아크 용접 헤드는 제1 전극(7)을 공급하기 위한 제1 덕트(5)를 수용하며 제1 전원(도시되지 않음)과 제1 전극(9) 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제1 접속 장치(3)를 포함한다. 도 4c로부터 명백한 바와 같이, 제2 접속 장치(11)가 제1 접속 장치(3) 후방에 위치된다. 제2 접속 장치(11)는 제2 전극(도시되지 않음)을 공급하기 위한 제2 덕트(13)를 수용하고, 제2 전원(도시되지 않음)과 상기 제2 전극 사이에서 전기적 접속을 제공한다. 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11)는 절연체(15)에 의해 서로로부터 전기적으로 절연된다. 절연체는 바람직하게는 용접 헤드(1)의 길이 연장선 내에서, 냉간 와이어를 위한 개구가 위치되어 있는 하부 단부(16)로부터 냉간 와이어의 진입을 위한 개방부가 위치되어 있는 상부 단부(17)로 연장할 수 있다. 절연체는 바람직하게는 냉간 와이어를 위한 덕트(19)를 포함한다. 덕트(19)는 절연체(15)와 일체이거나 별도의 본체 내에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 절연체(15)는 덕트(19)가 형성되어 있는 단일체이다. 그러나, 절연체는 반부들 사이에 덕트를 형성하기 위해 연결된 2개의 반부에 의해 형성되는 바와 같이, 덕트를 수용하는 유닛에 통합된 개별편들로부터 형성될 수 있다. 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 바람직하게는 평행하다. 냉간 와이어를 위한 덕트(19)는 바람직하게는 제1 덕트 및 제2 덕트와 평행하고, 제1 덕트(5)와 제2 덕트(13) 사이에 위치된다.

전극을 위한 덕트 및 냉간 와이어를 위한 덕트는 동일한 직경을 갖는 전극 및 냉간 와이어를 수용하기 위해 동일한 직경을 가질 수 있고, 대안적으로 전극 및 냉간 와이어는 상이한 직경을 가질 수 있다. 전극들은 동일한 직경을 가질 수 있고, 냉간 와이어는 상이한 직경을 가질 수 있다. 특히, 후행 전극은 선도 전극과 상이한 직경을 가질 수 있다. 냉간 와이어의 직경은 전극의 직경보다 더 클 수 있다. 전극 및 냉간 와이어의 직경은, 예를 들어, 충전에 대한 필요, 관통에 대한 필요, 용접의 폭, 및 용접 속도에 의존하여 선택된다.

몇몇 실시예에 대해, 냉간 와이어는 전극을 통한 평면에 대해 직교하는 방향으로 변위될 수 있다. 이는 도 4d에 도시되어 있고, 여기서 냉간 와이어는 제1 덕트 및 제2 덕트가 위치되어 있는 제1 평면(21)에 대해 직각인 제2 평면(23) 내에 위치된다. 그러한 실시예는 화살표(25)에 의해 표시된 바와 같은 용접 방향을 가질 때 유리할 수 있고, 이때 냉간 와이어는 선도 와이어이고, 제1 전극 및 제2 전극은 평행하게 그리고 용접 방향에 대해 직각인 평면 내에 배열된다. 화살표(25)에 의해 표시된 것과 반대인 방향으로 용접할 때 그러한 전극 배치를 사용하는 것이 또한 유리하고, 이때 냉간 와이어는 지체된다. 바람직하게는, 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)와 냉간 와이어를 위한 덕트(19)는 모두 평행하며 단일 평면 내에 배열된다.

그러나, 덕트들은 덕트들이 용접 헤드의 바닥 단부(16)의 개구에서 종료되는 한, 서로에 대해 작은 각도로 기울어질 수 있다. 그러나, 덕트들이 평행한 것이 바람직하고, 이는 전극 및 냉간 와이어가 단방향식으로 용접 퍼들에 접근하기 때문, 즉 모든 전극들이 퍼들에 대해 동일한 각도로 위치되기 때문이다. 바람직하게는, 전극들은 퍼들의 표면에 대해 직교한다. 몇몇 실시예에서, 냉간 와이어 및 전극은 전극 선단들이 전방 방향으로 향하도록 또는 대안적으로 전극 선단들이 후방 방향으로 향하도록, 퍼들의 표면 법선에 대해 기울어질 수 있다.

도 1의 전극(1)의 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 리테이너(41) 내의 리세스(39) 내에 보유되는 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11) 내에 형성된다. 리테이너(41)는 제1 리테이너 요소(43a) 및 제2 리테이너 요소(43b)를 포함한다. 제1 리테이너 요소(43a)는 제1 접속 플레이트(49a)를 고정시키기 위한 조오 부분을 갖는 제1 부분(43a1) 및 캐리어(53)에 제1 부분을 고정시키기 위한 부착 부분을 포함한다. 제1 부분(43a1)은 전도성 재료의 단일체 장치일 수 있다. 제1 리테이너 요소(43a)는 또한 제2 접속 플레이트(49b)를 고정시키기 위한 조오 부분을 갖는 제2 부분(43a2) 및 캐리어(53)에 제2 부분을 고정시키기 위한 부착 부분을 포함한다.

제1 리테이너 요소(43a)는 제1 접속 장치(3)와 대면하는 제1 벽 부분(45a) 및 제2 벽 부분(45b)을 갖는다. 제1 및 제2 벽 부분(45a, 45b)은 제1 접속 장치(3)의 수평 벽 부분(47a, 47b)과 맞닿아서 배열된다.

유사하게, 제2 리테이너 요소(43b)는 제1 접속 플레이트(49c)를 고정시키기 위한 조오 부분을 갖는 제1 부분(43b1) 및 캐리어(53)에 제1 부분을 고정시키기 위한 부착 부분을 포함한다. 제1 부분(43b1)은 전도성 재료의 단일체 장치이다. 제2 리테이너 요소(43b)는 또한 제2 접속 플레이트(49d)를 고정시키기 위한 조오 부분을 갖는 제2 부분(43b2) 및 캐리어(53)에 제1 부분을 고정시키기 위한 부착 부분을 포함한다.

제2 리테이너 요소는 제2 접속 장치(11)와 대면하는 제1 벽 부분(45c) 및 제2 벽 부분(45d)을 갖는다. 제1 및 제2 벽 부분(45c, 45d)은 제2 접속 장치(11)의 수평 벽 부분(47c, 47d)과 맞닿아서 배열된다.

제1 접속 장치(3)는 제1 전극을 위한 덕트(5)의 일 부분을 형성하는 종방향으로 연장하는 리세스(51a)를 갖는 본질적으로 직사각형인 플레이트에 의해 구성될 수 있는 제1 접속 플레이트(49a)를 포함한다. 제1 접속 장치(3)는 또한 제1 전극을 위한 덕트(5)의 일 부분을 형성하는 종방향으로 연장하는 리세스(51b)를 갖는 본질적으로 직사각형인 플레이트에 의해 구성될 수 있는 제2 접속 플레이트(49b)를 포함한다.

동일한 방식으로, 제2 접속 장치(11)는 제2 전극을 위한 덕트(13)의 일 부분을 형성하는 종방향으로 연장하는 리세스(51c)를 갖는 본질적으로 직사각형인 플레이트에 의해 구성될 수 있는 제1 접속 플레이트(49c)를 포함한다. 제2 접속 장치(11)는 또한 제2 전극을 위한 덕트(13)의 일 부분을 형성하는 종방향으로 연장하는 리세스(51d)를 갖는 본질적으로 직사각형인 플레이트에 의해 구성될 수 있는 제2 접속 플레이트(49d)를 포함한다.

제1 및 제2 접속 장치의 제1 접속 플레이트와 제2 접속 플레이트는 스프링 작용에 의해 서로에 대해 편위될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같은 용접 헤드의 전방 단부에, 제1 리테이너 요소(43a), 및 제1 접속 장치가 그의 제1 및 제2 접속 플레이트와 함께 도시되어 있다. 제1 접속 플레이트 및 제2 접속 플레이트는 갭에 의해 분리되어, 전극이 그들 사이의 공간 내에 개재되어 종방향으로 연장하는 리세스 내에 고정될 수 있다. 제1 리테이너 장치의 제1 부분 및 제2 부분은 제1 접속 플레이트와 제2 접속 플레이트 사이의 갭이 더 커지거나 더 좁아질 수 있도록, 서로에 대해 수평 방향으로 이동 가능하도록 배열된다. 스프링(55)이 접속 플레이트와 접속 플레이트들 사이에 위치된 와이어 전극 사이의 힘을 제어하기 위해 배열된다.

접속 플레이트들은 나사(57)에 의해 각각의 제1 및 제2 부분에 고정된다. 제1 부분은 나사(59)에 의해 캐리어(53)에 고정된다. 제2 부분은 접속 플레이트들이 서로에 대해 편위될 수 있도록 스프링(55) 형태의 탄성 수단을 갖는 나사(60)에 의해 캐리어(53)에 고정된다.

도 1에 도시된 바와 같은 용접 헤드의 후방에, 제2 리테이너 요소(43b), 및 제2 접속 장치(11)가 그의 제1 및 제2 접속 플레이트(49c, 49d)와 함께 위치된다. 제1 접속 플레이트(49c) 및 제2 접속 플레이트(49d)는 갭에 의해 분리되어, 전극이 그들 사이에 개재되어 종방향으로 연장하는 리세스 내에 고정될 수 있다. 제2 리테이너 요소(43b)의 제1 부분(43b1) 및 제2 부분(43b2)은 제1 접속 플레이트(49c)와 제2 접속 플레이트(49d) 사이의 갭이 더 커지거나 더 좁아질 수 있도록, 서로에 대해 수평 방향으로 이동 가능하도록 배열된다. 스프링이 접속 플레이트와 접속 플레이트들 사이에 위치된 와이어 전극 사이의 힘을 제어하기 위해 배열된다.

제1 리테이너 요소(43a) 및 제2 리테이너 요소(43b)와 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11)는 절연체(15)에 의해 분리되어, 절연체(15)의 일 측면 상에, 제1 접속 플레이트(49a)를 지지하는 제1 보유 요소(43a)의 제1 부분(43a1) 및 제2 접속 플레이트(49b)를 지지하는 제1 보유 요소(43a)의 제2 부분(43a2)이 위치되고, 타 측면 상에, 제1 접속 플레이트(49c)를 지지하는 제2 보유 요소(43b)의 제1 부분(43b1) 및 제2 접속 플레이트(49d)를 지지하는 제2 보유 요소(43b)의 제2 부분(43b2)이 위치된다. 절연체는 냉간 와이어를 위한 덕트(19)를 포함한다. 제1 및 제2 보유 요소의 제1 부분(43a1, 43b1) 및 제2 부분(43a2, 43b2)은 캐리어(53)의 노즈 부분(65)에서 캐리어(53)에 부착된다.

도 1에 도시된 용접 헤드(1)의 측면도인 도 2로부터 명백한 바와 같이, 절연체(15)는 용접 헤드(1)를 통해 연장하여 용접 헤드(1)를 제1 반부 및 제2 반부로 분리한다. 제1 반부는 제1 리테이너 요소(43a) 및 제1 리테이너 요소(43a)에 연결된 제1 및 제2 접속 플레이트(49a, 49b)를 포함한다. 제2 반부는 제2 리테이너 요소(43b) 및 제2 리테이너 요소에 연결된 제1 및 제2 접속 플레이트(49c, 49d)를 포함한다.

캐리어(53)는 유사하게 절연체(15)에 의해 서로로부터 전기적으로 절연되는 2개의 반부(53a, 53b)로 분리된다. 캐리어 반부(53a, 53b)들과 제1 및 제2 리테이너 요소(43a, 43b)들을 분리하는 단일 절연체가 사용될 수 있다. 대안적으로, 복수의 절연체가 2개의 반부(53a, 53b)들 사이에 절연층을 형성하도록 사용될 수 있다. 2개의 반부(53a, 53b)들은 절연 연결부(61)에 의해 함께 연결된다. 절연 연결부(61)는 절연 재료의 파이프에 의해 형성될 수 있다. 나사(63)가 2개의 반부(53a, 53b)와 절연체(15)를 함께 고정시키기 위해 절연 파이프를 통해 연장할 수 있다.

캐리어(53)는 절연체(15)가 사이에 개재되어 있는 제1 플레이트(53a) 및 제2 플레이트(53b)에 의해 형성될 수 있다. 제1 플레이트 및 제2 플레이트는 절연 요소(61)에 의해 서로 고정된다. 절연 요소(61)는 제1 및 제2 플레이트(53a, 53b)를 통해 연장하는 절연 재료의 파이프에 의해 형성될 수 있다. 나사(63)가 절연 재료의 파이프를 통해 연장한다.

캐리어(53)는 노즈 부분(65)을 가질 수 있다. 제1 및 제2 리테이너 요소(43a, 43b)는 노즈 부분(65)에 부착된다. 제1 리테이너 요소(43a) 및 제2 리테이너 요소(43b)는 절연체(15)에 의해 분리된다. 제1 리테이너 요소(43a) 및 제2 리테이너 요소(43b)는 절연 요소(61)에 의해 연결된다. 또한, 이러한 절연 요소(61)는 절연 파이프에 의해 형성될 수 있고, 이를 통해 나사(63)가 연장할 수 있다. 바람직하게는, 절연 재료의 절연 와셔가 나사로부터 용접 헤드의 측벽을 절연하기 위해 사용된다.

도 3에서, 본 발명에 따른 용접 헤드의 다른 실시예의 측면도가 중심 냉간 와이어, 2개의 가용성 연속 공급 전극, 및 선도 냉간 전극을 수용하도록 배열되어 있다. 도 3의 용접 헤드는 추가의 냉간 와이어를 수용하고 공급하기 위한 추가의 덕트(69)를 구비한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 용접 헤드에 기초한다. 추가의 냉간 와이어는 냉간 와이어를 위한 추가의 덕트(67)를 갖는 리테이너 부분(69) 및 추가의 덕트를 위한 연속부를 수용하는 추가의 캐리어 부분(71)을 추가함으로써 선도 와이어가 되도록 형성된다. 추가의 덕트(67)는 절연 재료의 본체 내에 형성될 수 있다. 절연 재료의 본체는 플레이트 형상이며 길이 방향으로 연장하는 덕트를 가질 수 있는 단일체일 수 있다. 대안적으로, 덕트는 절연체를 형성하는 2개의 플레이트 형상 부분 내의 리세스로서 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 용접 헤드는 제1 리테이너 요소에 연결되는 제1 접속 장치를 포함하는 제1 플레이트 요소를 포함할 수 있다. 제1 리테이너 요소는 제1 접속 플레이트를 지지하는 제1 보유 부분 및 제2 접속 플레이트를 지지하는 제2 보유 부분을 포함한다. 제1 보유 부분 및 제2 보유 부분은 상기 제1 접속 플레이트와 제2 접속 플레이트 사이의 갭의 조정을 위해 서로에 대해 이동 가능하도록 배열되고, 탄성 수단에 의해 서로를 향해 편위된다. 용접 헤드는 제2 리테이너 요소에 연결되는 제2 접속 장치를 추가로 포함할 수 있다. 제2 리테이너는 제1 접속 플레이트를 지지하는 제1 보유 부분 및 제2 접속 플레이트를 지지하는 제2 보유 부분을 포함하고, 상기 제1 보유 부분 및 제2 보유 부분은 상기 제1 접속 플레이트와 제2 접속 플레이트 사이의 갭의 조정을 위해 서로에 대해 이동 가능하도록 배열되고, 탄성 수단에 의해 서로를 향해 편위된다. 제1 리테이너 및 제2 리테이너는 냉간 와이어를 위한 덕트를 수용하는 절연체에 의해 분리되고, 상기 제1 리테이너 요소 및 제2 리테이너 요소는 절연 요소에 의해 연결되어 통합 유닛을 형성한다.

아울러, 플레이트 요소들이 도 3에 도시된 실시예와 같이 포함될 수 있고, 이때 절연체 내에 통합된 냉간 와이어를 위한 덕트를 수용하는 플레이트 요소가 형성된다. 절연체는 도 2에 도시된 바와 같은 전극을 위한 접속 장치와 유사한 방식으로 냉간 와이어에 클램핑력을 제공하는 접속 장치를 가질 수 있다. 대안적으로, 절연체는 클램핑 수단이 없는 덕트를 구비한다. 즉, 절연체는 임의의 가동 부분을 포함하지 않지만, 덕트가 형성되어 있는 단일체 또는 복수의 본체에 의해 구성된다. 그러한 절연체는 전극을 수용하기 위한 2개의 플레이트 요소들을 분리하기 위해 사용될 수 있다.

따라서, 2개를 초과하는 플레이트 요소 및 2개의 절연체가 사용될 수 있다.

도 4a는 도 1의 A-A에서 취한 단면도를 도시한다. 도면은 절연체(15)에 의해 분리되는 제1 플레이트 요소(53a) 및 제2 플레이트 요소(53b)를 도시한다. 제1 플레이트 요소 및 제2 플레이트 요소는 전극을 위한 덕트를 각각 수용한다. 절연체는 단일체일 수 있거나, 리세스가 덕트(19)를 생성하기 위해 형성되어 있는 2개의 부분에 의해 만들어질 수 있다. 제1 플레이트 요소, 제2 플레이트 요소, 및 절연체는 절연 부재(61)에 의해 연합된다.

도 4b는 도 1의 B-B에서 취한 단면도를 도시한다. 제1 리테이너 요소 및 제2 리테이너 요소의 부착 부분은 제1 리테이너 요소 및 제2 리테이너 요소의 노즈 부분에 연결된다. 부착 부분 및 노즈 부분은 절연체(15)에 의해 분리되어, 절연체의 일 측면 상에, 제1 리테이너 요소의 제1 및 제2 리테이너 부분의 부착 부분, 및 캐리어의 제1 반부의 노즈 부분이 위치되고, 타 측면 상에, 제2 리테이너 요소의 제1 및 제2 리테이너 부분의 부착 부분, 및 캐리어의 제2 반부의 노즈 부분이 위치된다. 절연체는 냉간 와이어를 위한 덕트를 포함한다.

도 5에, 도 2의 D-D에서 취한 단면도가 도시되어 있다. 여기서, 전극을 위한 제1 덕트를 구비한 제1 플레이트 요소, 전극을 위한 제2 덕트를 구비한 제2 플레이트 요소, 및 절연체가 도시되어 있다.

도 6에, 도 3의 E-E에서 취한 단면도가 도시되어 있다. 도면은 절연 재료의 추가의 본체를 포함한다.

대체로, 본 발명은 또한 제1 전극을 공급하기 위한 제1 덕트를 수용하며 제1 전원과 상기 제1 전극 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제1 접속 장치, 및 제2 전극을 공급하기 위한 제2 덕트를 수용하며 제2 전원과 상기 제2 전극 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제2 접속 장치를 포함하고, 상기 제1 접속 장치 및 제2 접속 장치는 서로로부터 전기적으로 절연되고, 상기 제1 덕트 및 제2 덕트는 평행한, 전기 아크 용접 헤드에 관한 것일 수 있고, 제1 접속 장치는 제1 접속 플레이트를 지지하는 제1 보유 부분 및 제2 접속 플레이트를 지지하는 제2 보유 부분을 포함하는 제1 리테이너 요소에 연결되고, 상기 제1 보유 부분 및 제2 보유 부분은 상기 제1 접속 플레이트와 제2 접속 플레이트 사이의 갭의 조정을 위해 서로에 대해 이동 가능하도록 배열되며 탄성 수단에 의해 서로를 향해 편위되고, 상기 제2 접속 장치는 제1 접속 플레이트를 지지하는 제1 보유 부분 및 제2 접속 플레이트를 지지하는 제2 보유 부분을 포함하는 제2 리테이너 요소에 연결되고, 상기 제1 보유 부분 및 제2 보유 부분은 상기 제1 접속 플레이트와 제2 접속 플레이트 사이의 갭의 조정을 위해 서로에 대해 이동 가능하도록 배열되며 탄성 수단에 의해 서로를 향해 편위되고, 상기 제1 리테이너 및 제2 리테이너는 냉간 와이어를 위한 덕트를 수용하는 절연체에 의해 분리되고, 상기 제1 리테이너 및 제2 리테이너는 절연 요소에 의해 연결되어 통합 유닛을 형성한다.

도 7은 작업편(27)을 용접하기 위해 배열된 본 발명에 따른 용접 헤드를 도시한다. 용접 헤드(1)는 화살표(25)에 의해 표시된 바와 같은 용접 방향으로 전파된다. 제1 전극(7) 및 제2 전극(8)은 아크(33)를 각각 갖는다. 아크(31, 33)들 각각은 전극의 선단과 작업편(27) 사이에 형성된다.

아크 용접 시에, 아크는 전극의 선단과 작업편 사이에 존재한다. 작업편에서의 아크의 접촉점은 무작위적인 방식으로 이동한다. 그러나, 보통, 아크가 소모성 전극의 선단으로부터 작업편으로의 원추형 또는 포물 표면 내에 존재한다고 가정된다. 원추의 개방각은 용접 사례마다 변할 수 있다. 그러나, 보통의 개방각은 대략 30°일 수 있다. 이러한 이유로, 냉간 와이어를, 그가 소모성 전극의 선단에서 측정된 소모성 전극으로부터의 L * cos15° 미만인 축방향 거리에서 용접 퍼들에 대해 본질적으로 직각인 방향으로 용접 퍼들에 접근하도록, 위치시키는 것이 바람직하다.

냉간 와이어를 2개의 소모성 와이어들 사이에 배열하는 것이 바람직할 수 있다. 소모성 와이어는 바람직하게는 용접 퍼들의 표면에서 측정된 아크의 원추 직경 미만인 축방향 거리에 장착될 수 있다. 이러한 배열에서, 냉간 와이어는 양 소모성 전극의 원추에 의해 한정된 아크 영역의 외측 부분 내에서 도입되고, 이는 용접 결과에 대해 유익한 것으로 입증되었다.

바람직한 실시예에서, 공급 기구는 표면 법선에 대해 바람직하게는 5° 미만, 더 바람직하게는 2° 미만의 각도로 상기 용접 퍼들 내로 상기 냉간 와이어를 공급하도록 배열된다.

바람직한 실시예에서, 소모성 전극 및 냉간 와이어는 평행하게 배열되고, 용접 퍼들의 표면에 대해 본질적으로 직각인 방향으로 용접 퍼들을 향해 공급되도록 배열된다.

각각의 아크는 전극 선단과 작업편 사이에서 연장하는 본질적인 원추형 또는 포물 표면 내에 존재한다. 원추형 또는 포물 표면은 아크 플라즈마가 용접 시에 존재하는 플라즈마 영역을 한정한다. 원추는 작업편과 전극 선단 사이의 거리 및 전극과 작업편 사이의 전압에 의존하는 개방각(2α)을 갖는다. 제1 전극(7) 및 제2 전극(8)은 제1 전극의 플라즈마 영역과 제2 전극의 플라즈마 영역 사이에 중첩 영역(35)이 있도록 서로의 주변에 위치된다. 이를 달성하기 위해, 용접 헤드(1)의 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 상기 제1 및 제2 전극과 용접될 작업편 사이에서 아크를 허용하며, 중첩 영역을 갖는 거리에 배열된다. 냉간 와이어(10)가 중첩 영역(35) 내로 공급된다.

바람직한 실시예에서, 냉간 와이어를 수납하기에 적합한 중첩 영역의 생성을 가능케 하기 위해, 제3 덕트(19) 및 제1 덕트(5)의 중심들 사이의 거리는 제1 덕트(5)의 직경의 3배 미만일 수 있다. 아울러, 제3 덕트(19) 및 제2 덕트(13)의 중심들 사이의 거리는 제2 덕트의 직경의 3배 미만일 수 있다.

도 8 내지 도 10은 침지식 아크 용접을 위한 본 발명에 따른 전기 아크 용접식 용접 기구(100)의 예시적인 실시예의 상이한 도면들을 도시하고, 도면들은 조합하여 설명된다. 전기 아크 용접식 용접 기구(100)는 그의 종방향 연장선을 따라, 용접 중에 용접될 작업편에 매우 근접하는 그의 하단부에서 아크 용접 헤드(160)를 포함한다. 아크 용접 헤드(160)는 도 1 내지 도 7에 관련하여 설명된 바와 같은 유형이고, 용접 기구(100)의 전극 조립체(170)의 전극(172, 174, 176)(도 3, 도 4)을 유지한다. 전극(172, 174, 176)은 용접 작업 중에 작업편과 대면하는 아크 용접 헤드(160)의 하단부에서 출구(162)를 통해 아크 용접 헤드(160)를 진출한다. 와이어 전극(172, 174, 176)은 아크 용접 기구(100)를 향해 코일(도시되지 않음)과 같은 각각의 저장소로부터 공급될 수 있다.

전극 조립체(170)는 아크 용접 헤드(160) 내에 배열된 2개의 가용성 연속 공급 와이어 전극(172, 176)을 예시적으로 포함한다. 연속 공급 와이어 전극(172, 176)들은 중실 와이어를 위한 덕트가 위치되는 절연체에 의해 서로로부터 전기적으로 격리된다. 아크 용접 헤드(160)는 전기 절연 와이어 전극(174)을 위한 전기 절연 부분(166)을 포함한다.

전기 절연체는 바람직하게는, 예를 들어, 세라믹과 같은 열저항성 재료로 만들어진 초절연 와이어 도관이다.

아크 용접 헤드(160) 위에, 아크 용접 헤드(160)를 향해 전극을 공급하는 공급기 장치(150)가 배열된다. 전형적으로, 공급기 유닛(150)은 아크 용접 헤드(160)를 향해 와이어 전극 또는 냉간 와이어를 이동시키는 홈형 휠을 포함한다. 공급기 유닛은 전극 또는 냉간 와이어 중 하나, 또는 전극 및 냉간 와이어 모두를 공급하기 위해 배열될 수 있다. 공급기 유닛이 하나를 초과하는 와이어 또는 전극을 공급하는 경우에, 공급기 유닛(150)은 전극 및 냉간 와이어가 서로로부터 전기적으로 절연되도록 각각의 전극 및 와이어를 각각을 통해 공급하기 위한 전기 절연 부분(156)을 포함한다. 전기 절연 부분은 냉간 와이어(174)를 위한 초절연 홈을 구비한 공급기 휠로 구성될 수 있다. 전극들은 또한 서로로부터 격리되어야 한다.

공급기 휠은 구동 유닛(152), 예컨대 전기 모터에 의해 구동된다. 와이어 공급기 유닛(150)과 별도로, 침지식 아크 용접을 위해 노즐(도시되지 않음)에 의해 아크 용접 헤드(160)에 입상 플럭스를 공급하는 플럭스 호퍼(114)가 배열된다. 구동 유닛(152) 이외에, 와이어 공급기 유닛(150)은 구동 샤프트를 구비한 기어를 포함한다. 기어의 구동 샤프트 상에, 다른 휠(도시되지 않음)에 의해 가압될 수 있는 공급 휠(154)이 배열된다. 공급 휠(154)은 아크 용접 헤드(160)의 방향으로 전방으로 와이어 전극을 구동한다.

와이어 공급기 유닛(150) 위에, 와이어 직선화 유닛(140)이 전극 및 냉간 와이어를 직선화하기 위해 배열된다. 와이어 직선화 유닛(140)의 최전방 위치에 도시된 2개의 롤러(도면 부호가 주어지지 않음)가 직선화 장치의 후방 부분 내에서 수직으로 겹쳐서 배열된 3개의 고정 휠 상에 압력을 가하기 위해 사용된다. 롤러가 휠 상에 가하는 압력은 와이어 직선화 유닛(140)의 외부에서 노브에 의해 조정 가능하다. 3개의 휠 상의 롤러의 압력은 와이어를 직선화한다. 와이어 직선화 유닛(140)은 전극 및 냉간 와이어를 서로로부터 분리하는 전기 절연 부분을 포함한다.

모든 전극 및 냉간 와이어에 대해 단일 와이어 직선화 유닛(140)을 갖는 대신에, 별도의 와이어 공급기 유닛이 전극 및 냉각 와이어 각각에 대해 사용될 수 있다. 도면에서, 별도의 공급기 유닛(130)이 아크 용접 헤드(160)를 향해 냉간 와이어(174)를 공급하기 위해 배치된다. 와이어 공급기 유닛(130) 상에, 와이어 공급기 유닛(130)의 공급기 휠을 구동하는 구동 유닛(132), 예컨대 전기 모터가 배열된다. 구동 유닛(132) 이외에, 와이어 공급기 유닛(130)은 구동 샤프트를 구비한 기어를 포함한다. 기어의 구동 샤프트 상에, 다른 휠(도시되지 않음)에 의해 가압될 수 있는 공급 휠(134)이 배열된다. 공급 휠(134)은 아크 용접 헤드(160)의 방향으로 전방으로 와이어 전극을 구동한다.

단일 와이어 직선화 유닛을 갖는 대신에, 별도의 와이어 직선화 유닛(120)이 개별 전극 또는 냉간 와이어를 직선화하기 위해 배열될 수 있다. 여기서, 하나의 추가의 직선화 유닛이 간단하게 하기 위해 도시되어 있다. 그러한 실시예에서, 용접 헤드(100)의 종방향 연장선을 따라, 전기 절연 덕트(180)가 와이어 보빈(도시되지 않음)과 같은 와이어 저장소로부터 접속 노즐로 냉간 와이어(174)를 안내하기 위해 제공된다. 공급기 유닛(150, 130)들 사이에 그리고 와이어 직선화 유닛(120) 위에, 냉간 와이어(174)를 수납하는 전기 절연 와이어 도관이 배열될 수 있다.

특히, 전기 절연 덕트(180)는 와이어 직선화 유닛(140)의 전기 절연 부분, 와이어 공급기 유닛(150)의 전기 절연 부분, 및 아크 용접 헤드(160)의 전기 절연 부분(166)과, 유닛(130, 140, 150, 160)들 사이 그리고 냉간 와이어(174)를 위한 와이어 직선화 유닛(120) 위의 전기 절연 와이어 도관으로 구성된다.

도 11은 도 8 - 도 10에 도시된 바와 같은 아크 용접 기구(202)를 포함하는 아크 용접 시스템(200)을 도시한다. 아크 용접 기구(202)는 도 1 - 도 7에 도시된 바와 같은 아크 용접 헤드(1)를 포함한다. 아크 용접 기구는 제어기에 의해 제어되는 2개의 분리된 전원(204, 206)을 추가로 포함한다. 전원은, 예를 들어 미국 특허 제6,291,798호에 설명되어 있는 바와 같은 인버터 타입일 수 있다. 아크 용접 시스템은 제1 소모성 전극(7)을 공급하기 위한 제1 와이어 공급기(210), 제2 소모성 전극(8)을 공급하기 위한 제2 와이어 공급기(212), 냉간 와이어(10)를 공급하기 위한 제3 공급기(214)를 포함한다. 제1 전원(204)은 제1 전원(204)과 제1 전극(7) 사이에서 전기적 접속을 제공하기 위해 제1 접속 장치(3)에 연결된다. 제2 전원(206)은 제2 전원(206)과 제2 전극(8) 사이에서 전기적 접속을 제공하기 위해 제2 접속 장치(11)에 연결된다.

Claims (15)

1. 제1 전극(7)을 공급하기 위한 제1 덕트(5)를 수용하며 제1 전원(204)과 상기 제1 전극(7) 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제1 접속 장치(3)와,
   제2 전극(8)을 공급하기 위한 제2 덕트(13)를 수용하며 제2 전원(206)과 상기 제2 전극(8) 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제2 접속 장치(11), 및
   중첩 영역(35) 내로 냉간 와이어(10)를 공급하기 위한 제3 덕트(19)를 포함하고,
   상기 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11)는 서로로부터 각각 전기적으로 절연되고 각각 전력을 독립적으로 수신하고,
   제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 평행하고,
   상기 제1 전극(7)과 작업편(27) 사이에 형성되는 제1 아크(31) 및 상기 제2 전극(8)과 작업편(27) 사이에 형성되는 제2 아크(33)가 중첩 영역(35)을 갖도록 허용하는 거리만큼 제1 덕트(5)는 제2 덕트(13)로부터 분리되어 있고,
   제3 덕트(19)는 절연 재료의 본체(15) 내에 형성되고, 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11)는 절연 재료의 본체(15)의 반대 측면들에 맞닿아서, 제1 접속 장치(3), 제2 접속 장치(11) 및 절연 재료의 본체(15)는 통합 본체를 형성하는, 전기 아크 용접 헤드.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 접속 장치(3)는 제1 접속 플레이트(49a)를 지지하는 제1 보유 부분(43a1) 및 제2 접속 플레이트(49b)를 지지하는 제2 보유 부분(43a2)을 포함하는 제1 리테이너 요소(43a)에 연결되고, 상기 제1 보유 부분(43a1) 및 제2 보유 부분(43a2)은 서로에 대해 이동 가능하여 상기 제1 접속 플레이트(49a)와 제2 접속 플레이트(49b) 사이의 갭의 치수가 조정 가능하며,
   상기 제2 접속 장치(11)는 제1 접속 플레이트(49c)를 지지하는 제1 보유 부분(43b1) 및 제2 접속 플레이트(49d)를 지지하는 제2 보유 부분(43b2)을 포함하는 제2 리테이너 요소(43b)에 연결되고, 상기 제1 보유 부분(43b1) 및 제2 보유 부분(43b2)은 서로에 대해 이동 가능하여 상기 제1 접속 플레이트(49c)와 제2 접속 플레이트(49d) 사이의 갭의 치수가 조정 가능하며, 상기 제1 리테이너 요소(43a) 및 제2 리테이너 요소(43b)는 냉간 와이어(10)를 위한 제3 덕트(19)를 수용하는 절연 재료의 본체(15)에 의해 분리되고, 상기 제1 리테이너 요소(43a) 및 제2 리테이너 요소(43b)는 절연 연결부(61)에 의해 연결되어 통합 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
3. 제2항에 있어서, 상기 절연 연결부(61)는 상기 제1 및 제2 리테이너 요소(43a, 43b) 및 상기 절연 재료의 본체(15)를 통해 연장하는 파이프인 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 덕트(5), 제2 덕트(13), 및 제3 덕트(19)는 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 제1 평면(21) 내에 놓이고, 상기 제3 덕트(19)는 제1 평면(21)에 대해 직각인 제2 평면(23) 내에 놓이는 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 덕트(5), 제2 덕트(13), 및 제3 덕트(19)는 모두 제1 평면(21) 내에 놓이는 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 상이한 직경을 갖는 전극(7, 8)을 공급하기 위해 상이한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 아크 용접 헤드.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 덕트(19) 및 제1 덕트(5)의 중심들 사이의 거리는 제1 덕트(5)의 직경의 3배 미만인 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 덕트(19) 및 제2 덕트(13)의 중심들 사이의 거리는 제2 덕트(13)의 직경의 3배 미만인 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 접속 장치(3)는 상기 제1 덕트(5)가 형성되어 있는 금속 본체를 포함하고, 상기 제2 접속 장치(11)는 상기 제2 덕트(13)가 형성되어 있는 금속 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11)는 각각 상기 용접 헤드(1)의 외측 표면을 형성하는 제1의 본질적으로 반원통형인 포락 표면, 절연 재료의 상기 본체(15)와 맞닿는 제2의 본질적으로 편평한 측면, 및 상기 덕트의 개구가 위치되어 있는 단부 면(170)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11)는 적어도 상기 제1 덕트, 제2 덕트, 및 제3 덕트의 개구들이 위치되는 상기 용접 헤드의 하부 내에서, 절연 재료의 상기 본체(15)와 함께 클램핑되어 본질적으로 원통형인 본체를 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기 아크 용접 헤드.
13. 제1 전극(7)을 공급하기 위한 제1 와이어 공급기(210),
    제2 전극(8)을 공급하기 위한 제2 와이어 공급기(212),
    냉간 와이어(10)를 공급하기 위한 제3 공급기(214),
    제1 덕트(5)를 수용하고 제1 전극(7)이 제1 접속 장치(3)를 통해 공급될 때 제1 전원(204)과 상기 제1 전극(7) 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제1 접속 장치(3)에 연결된 제1 전원(204), 및
    제2 덕트(13)를 수용하고 제2 전극(8)이 제2 접속 장치(11)를 통해 공급될 때 제2 전원(206)과 상기 제2 전극(8) 사이에서 전기적 접속을 제공하는 제2 접속 장치(11)에 연결된 제2 전원(206)을 포함하고,
    상기 제1 접속 장치(3) 및 제2 접속 장치(11)는 서로로부터 각각 전기적으로 절연되고, 각각 전력을 독립적으로 수신하고, 통합 용접 헤드(1) 내에 배열되어 제1 전극(7)과 용접될 작업편(27) 사이에 형성되는 제1 아크 및 제2 전극(8)과 작업편(27) 사이에 형성되는 제2 아크가 중첩 영역(35)을 발생시키고,
    통합 용접 헤드 내의 배열은 상기 중첩 영역(35) 내로 냉간 와이어(10)를 공급하기 위한 절연된 제3 덕트(19)를 추가로 포함하는, 용접 시스템(100).
14. 제1 전극(7)을 공급하기 위한 제1 와이어 공급기(210), 제2 전극(8)을 공급하기 위한 제2 와이어 공급기(212), 냉간 와이어(10)를 공급하기 위한 제3 공급기(214), 제1 전원(204)과 상기 제1 전극(7) 사이에서 전기적 접속을 제공하기 위해 제1 접속 장치(3)에 연결된 제1 전원(204), 제2 전원(206)과 상기 제2 전극(8) 사이에서 전기적 접속을 제공하기 위해 제2 접속 장치(11)에 연결된 제2 전원(206)을 포함하는 용접 시스템(100)에 있어서,
    용접 시스템(100)은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 용접 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템(100).
15. 제14항에 있어서, 제1 전극(7)과 제2 전극(8)은 상이한 직경을 갖고, 제1 덕트(5) 및 제2 덕트(13)는 상이한 직경의 전극들(7, 8)을 공급하기 위해 조정 가능한 덕트 직경을 갖는 용접 시스템(100).

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