KR20210054572A - 자체-조절식 용접 와이어 공급 속도를 갖는 용접 장치 및 용접 방법 - Google Patents

자체-조절식 용접 와이어 공급 속도를 갖는 용접 장치 및 용접 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 용접 공정 동안, 용접 지점(25)에 대한 용접 와이어(8)의 공급을 쉽게 조절하기 위해, 전극(4) 주위의 용접 전류(IS)에 의해 생성된 전위(P)는 용접 와이어(8)로 태핑되고, 용접 와이어 공급 속도(vD)의 제어는 태핑된 전위(P)에 따라 수행되며 상기 제어로 인해 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00029
가 설정된다.

Description

자체-조절식 용접 와이어 공급 속도를 갖는 용접 장치 및 용접 방법
본 발명은 용접 와이어 공급 속도로 용접 지점에 공급되는 용접 와이어 및 전극을 갖는 용접 토치를 포함하는 용접 장치 및 용접 방법에 관한 것으로서, 용접을 위해서, 용접 전류가 전극을 통해 흘러서 용접하는 공작물과 전극 사이에 아크가 유지되게 한다.
본 발명은 전극을 이용한 용접 방법에 관한 것이다. 용접하는 전극과 공작물 사이에 아크를 형성하고 유지하기 위해 용접 전류가 전극을 통과한다. 아크는 용접 풀에서 공작물의 재료를 녹인다. 소모성 전극의 경우, 전극도 녹고 소모성 전극은 공지된 방식으로 공급된다. 필러 재료는 아크 또는 용접 풀에서 용접 와이어 형태(임의의 원하는 단면을 갖는)로 유지되며, 그 결과 필러 재료도 용융되어 용접 풀의 공작물 재료와 결합된다. 용융물이 주변 공기와 접촉하는 것을 방지하기 위해 일반적으로 불활성 차폐 가스(일반적으로 아르곤 또는 헬륨)가 사용된다. 또한, 용접 와이어를 전기적으로 가열하고 필러 재료의 용융을 돕기 위하여, 전기 가열 전류가 용접 와이어에 제공될 수도 있다. 이러한 타입의 알려진 용접 방법은, 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조된 비-소모성 전극을 사용하는 TIG 용접(텅스텐 불활성 가스 용접), 또는 각각 소모성 전극이 있는, MIG 용접(금속 불활성 가스 용접) 또는 MAG 용접(금속 활성 가스 용접)이다.
이러한 용접 방법에서, 용접 와이어는 종종 와이어 피드와 함께 용접 지점에 공급된다. 상기 공정에서, 일정한 와이어 공급 속도는 설정된 용접 전류 레벨에 따라 일반적으로 설정된다. 용접 와이어가 용접 풀에 너무 깊이 들어가거나 용접 와이어가 용접 풀과의 접촉을 잃고 용접 풀로부터 너무 멀리 이동하는 경우가 종종 발생한다. 두 경우 모두, 이는 용접 결과를 악화시키고 용접 이음부가 균일하지 않거나 용접 이음부에 결함이 발생할 수 있다. 이는 특히 용접 토치가 수동으로 안내될 때 발생하며, 이 경우 용접 토치와 공작물 사이의 거리를 정확하게 유지할 수 없다. 하지만, 이는 로봇-유도 용접 토치에서도 발생할 수 있는데, 예를 들어, 복잡한 기하학적 형상 및/또는 상이한 용접 속도로 용접할 때에도 발생할 수 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 용접 와이어와 공작물 사이의 전압 변화를 검출하기 위하여 용접 와이어를 통하는 가열 전류를 사용하는 방법이 WO 2010/082081A1에 이미 알려져 있다. 전압 변화가 특정 한계값을 초과하면, 용접 와이어가 빠르게 녹는 것을 방지하기 위해 정해진 시간 주기 동안 가열 전류가 매우 작은 값으로 감소된다. 남아있는 작은 가열 전류로, 용접 와이어를 공작물(더 정확하게는 용접 풀)과의 새로운 접촉이 검출된다. 이러한 접촉으로 단락이 발생하게 되며, 그 결과 용접 와이어와 공작물 사이의 전압이 0으로 떨어진다. 새로운 접촉이 확인되면, 용접 와이어를 통한 가열 전류는 다시 증가한다. 따라서 이 방법은 핫 와이어 용도(가열 전류에 의해 용접 와이어를 추가로 가열하는 경우)에만 사용할 수 있지만, 콜드 와이어 용도(이러한 가열 전류가 없는 경우)에는 사용할 수 없다. 하지만, 이 방법은 용접 와이어 공급 속도가 부정확하게 또는 바람직하지 못하게 설정된 경우, 기본 문제(용접 와이어가 용접 풀에 너무 깊이 들어가고, 용접 와이어와 용접 풀 사이의 접촉 손실)를 안정적으로 해결할 수 없기 때문에, 좁은 범위 내에서만 작동할 것이다.
JP 60-036860B에서, 공작물에 대한 용접 와이어의 위치를 변경하기 위해 전극 주위에 구현된 전위가 평가된다. 전위는 용접 와이어와 공작물 사이의 전압으로서 측정될 수 있으며 용접 와이어가 용접 풀에 담그는 위치를 추론하는 데 사용된다. 이는, 최적의 침지 위치(dipping position)를 설정하기 위해, 공작물에 대한 용접 와이어의 위치, 특히 용접 와이어와 공작물 사이의 거리를 조절하는 데 사용된다. 이 방법은 용접 풀과 용접 와이어 사이에 항상 접촉이 있다는 사실을 기반으로 한다. 하지만, 이는 용접 와이어와 공작물 사이에 거의 항상 단락이 발생하고 검출 가능한 전압이 매우 작고 범위가 매우 좁아 상기 방법이 실패하기 쉽고 신뢰할 수 없음을 의미한다. 그 외에도, 공작물과 용접 토치에 대해 용접 와이어의 위치를 조정할 수 있도록 하기 위하여 추가 컨트롤러 및 액추에이터가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 용접 와이어 형태의 필러 재료 및 전극을 갖는 용접 장치 및 용접 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법 및 장치로, 용접 와이어를 용접 풀(weld pool)에 전달하는 것에 관한 문제(용접 와이어가 용접 풀에 너무 깊게 들어가고, 용접 와이어가 용접 풀에서 멀어지는 문제)가 간단하고 견고한 방식으로 해결될 수 있다.
상기 목적은 전극 주위의 용접 전류에 의해 생성된 전위가 용접 와이어로 태핑되고(tapped) 태핑된 전위에 따라 용접 와이어 공급 속도의 제어가 수행되고 그 결과 평균 용접 와이어 공급 속도가 달성됨으로써, 구현된다. 검출된 전위는 용접 와이어가 용접 풀과 접촉하는지 여부와 용접 와이어가 용접 풀로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지 직접 결정하도록 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로 태핑된 전위는 용접 와이어가 용접 풀에 너무 깊이 들어 가지 않고 용접 풀로부터 너무 멀리 이동하지 않도록 용접 와이어 공급 속도를 제어하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 용접 와이어 공급 속도를 직접 제어할 필요는 없지만 용접 풀에 대한 용접 와이어의 위치가 제어되므로, 구현되는 평균 용접 와이어 공급 속도가 간접적으로 제어된다.
유리하게는, 용접 와이어와 공작물 사이의 단락이 태핑된 전위에 의해 결정될 때까지, 용접 와이어가 제1 용접 와이어 공급 속도로 용접 지점에 공급되도록 수행되고, 단락이 검출되면 용접 지점으로의 용접 와이어 공급이 중지되거나 제2 용접 와이어 공급 속도로 변경되고, 태핑된 전위 및 전위의 특정 한계값에 의해, 중지된 용접 와이어가 단락을 제거하게 하는 특정 정도로 용융되는 것으로 결정되며, 용접 지점으로의 용접 와이어 공급은 제1 용접 와이어 공급 속도로 재개된다. 이 순서는 특히 유리하게 주기적으로 반복된다.
본 발명에 따른 태핑된 전위에 의해 용접 와이어 공급 속도 제어로 인해, 각각의 용접 조건(예를 들어, 용접 전류, 아크 길이)에 대한 최적의 평균 용접 와이어 공급 속도가 자동으로 구현되어 용접 와이어의 공급을 상당히 단순화시킨다. 그와 동시에, 용접 이음부의 충진 레벨도 자동으로 조정된다.
바람직하게는, 공작물의 기준 전위에 대한 전압 또는 전류 또는 관련 전기 변수가 전위로서 검출된다. 이를 통해, 전압 또는 전류가 0으로 떨어질 때 단락을 쉽게 식별할 수 있다.
한 유리하고 간단한 실시예에서, 용접 와이어 공급의 시작은 전위의 한계값으로서 특정 한계 전압 또는 특정 한계 전류를 통해 제어된다.
특히 유리한 실시예에서, 평균 용접 와이어 공급 속도는 전극과 공작물 사이의 거리를 조절하도록 사용될 수 있다. 설정된 사이클 주파수(cycle frequency)와 설정된 평균 용접 와이어 공급 속도는 거리에 따라 좌우되며, 상기 거리를 간단하고 견고한 방식으로 원하는 값으로 조절할 수 있다. 이는 바람직하게는 원하는 거리로부터 시작하여 평균 용접 와이어 공급 속도 또는 사이클 주파수가 감소할 때에는 거리가 증가하고, 평균 용접 와이어 공급 속도 또는 사이클 주파수가 증가할 때에는 거리가 감소하도록 수행된다.
하기에서, 본 발명은, 단지 예로서 본 발명의 유리한 실시예들을 개략적이고 비-제한적으로 도시하는 도 1 내지 7을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 도면에서:
도 1은 비-소모성 전극을 가진 용접 토치를 포함하는 본 발명에 따른 용접 장치를 도시한 도면,
도 2는 비-소모성 전극을 가진 용접 토치를 도시한 도면,
도 3은 아크 내부/주위(비-소모성 전극 주변)의 용접 전류에 의해 형성된 전위장을 도시한 도면,
도 4는 용접 와이어를 공급하기 위한 본 발명에 따른 방법의 개별 위상을 도시한 도면,
도 5는 용접 장치에서 본 발명에 따른 방법의 구현을 도시한 도면,
도 6은 전극과 공작물 사이의 다양한 거리에서 구현되는 사이클 주파수와 평균 용접 와이어 공급 속도 및 사이클 주파수를 도시한 도면,
도 7은 안전 수단으로서 아크 전압의 검출을 도시한 도면.
도 1은 비-소모성 전극(4)을 가진 용접 토치(3) 및 용접 전원(2)을 포함하는 용접 장치(1), 예를 들어, TIG 용접 장치를 도시한다. 용접 토치(3)는 호스 팩(5)에 의해 용접 전원(2)에 연결된다. 추가로, 차폐 가스 용기(6)가 제공된다. 예를 들어, 차폐 가스의 흐름을 설정하기 위한 차폐 가스 용기(6)의 일반적인 연결 피팅은 도시되지 않는다. 또한, 충전재로서 용접 와이어(8)를 용접 지점(25)에 공급하기 위해 용접 와이어 피드(7)가 제공된다. 용접 와이어 피드(7)는 용접 전원(2)의 일부일 수 있지만 독립 유닛으로 구성될 수도 있다. 호스 팩(5)에서, 필요한 모든 매체, 에너지 및 제어 신호, 예를 들어, 전기 에너지(전류, 전압), 냉각 매체(용접 토치(3)이 냉각된 경우), 용접 공정, 차폐 가스, 용접 와이어 제어를 위한 제어 라인이 용접 토치(3)에 전송될 수 있다. 일반적으로, 개별 라인과 매체가 안내되는 호스가 호스 팩(5)으로서 제공된다. 물론, 복수의 개별 호스 또는 라인이 제공될 수도 있다. 전기 카운터 극(일반적으로 양극)은 접촉 라인(9)에 의해 용접되는 공작물(10)과 접촉된다. 용접 와이어 공급부(11)가 또한 용접 지점(25)에 대한 원하는 위치 및 방향으로 용접 와이어(8)를 공급할 수 있도록 하기 위해 용접 토치(3) 상에 배열될 수 있다. 용접 와이어 공급부(11)는 또한 용접 와이어(8)가 용접 와이어 공급부(11)로 안내되는 용접 와이어 라인(22)에 연결될 수 있다. 하지만, 용접 와이어 공급부(11)는 반드시 용접 토치(3) 상에 배치될 필요가 없으며, 예를 들어, 임의의 다른 적절한 위치, 예를 들어, 용접 로봇 상에 배치될 수도 있다. 용접 와이어 피드(7)는 반드시 용접 전원(2) 상에 배치될 필요는 없지만, 임의의 다른 적절한 위치, 예를 들어, 용접 로봇 상에 배열될 수도 있다. 용접 와이어 피드(7)에서, 용접 와이어(8)가 용접 동안 풀려서 공급 속도(vD)로 용접 지점에 공급되는 용접 와이어 롤(12)이 배열된다. 또한, 피드를 위한 해당하는 드라이브도 이러한 목적으로 구현된다.
도 2는 용접 토치(3)를 상세히 도시한다. 호스 팩(5)은 호스 팩 커플링(21)에 의해 용접 토치(3)의 핸드피스(20)에 연결된다. 이 경우, 용접 와이어(8)는, 예를 들어, 별도의 용접 와이어 라인(22)에 의해 용접 와이어 피드(7)로부터 용접 와이어 공급부(11)에 공급된다. 용접 토치(3)에는, 전극(4)을 둘러싸고 그와 전기적으로 접촉하며 용접 전류 라인(24)(보통 음극)에 연결되는 접촉 슬리브(23)가 있다. 전극(4)은 용접 토치(3)의 한 단부에서 용접 토치(3)로부터 돌출된다. 차폐 가스는 전극(4) 주위에서 용접 토치(3)로부터 나올 수 있고, 용접 풀(26)을 가진 용접 지점(25)을 둘러싸며 주변 대기로부터 차폐될 수 있다(도 2에 표시된 바와 같이). 용접 와이어(8)는 용접 동안 용접 지점(25)에 공급된다.
이러한 용접 장치(1)의 기본 구조 및 기본 기능, 및 그에 대한 다양한 변형예들이 알려져 있으므로, 여기서는 더 자세히 설명하지 않을 것이다.
소모성 전극을 사용한 용접 방법의 경우, 예를 들어, MIG 또는 MAG 용접에서, 상기 내용은 본질적으로 유사하게 적용되며, 이 경우 소모성 전극은 공지된 방식으로 연속 공급된다.
본 발명은 용접 전류(IS)가 전극(4)을 통해 흐를 때, 준-정적 전기장(quasi-static electrical field)이 전극(4) 주위에 형성되는 것으로 알려진 효과를 사용한다. 이 준-정적 전기장은, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극의 주변에 전위 분포를 유도한다. 도 3은 용접 토치(3)에 있는 비-소모성 전극(4)의 끝단(tip) 만을 보여준다. 용접 전류(IS)(예를 들어, 100A)가 전극(4)을 통과하여, 전극(4)과 공작물(10) 및 전극(4) 사이에 아크(27)에 연결되거나 유지된다. 공지된 방법을 사용하여 아크(27)를 점화시킬 수 있는데, 예를 들어, 전극(4)으로 공작물(10)과 접촉하고 그 다음에 전극(4)을 들어 올림으로써, 고주파 점화 또는 점화가 가능하다. 등전위 라인(28)에 의해, 도 3에서 예로서 나타낸 바와 같이, 전극(4) 주위에 전위 분포가 형성된다. 원칙적으로, 값은 무엇보다도 용접 전류, 전극의 냉각, 차폐 가스, 아크 길이(거리 A) 등에 좌우되지만, 이미 알려진 것으로 가정할 수 있다. 이 전위(P)는, 전기 변수, 예를 들어, 기준 전위에 대한 전압(UD)로서 접근할 수 있다. 도 3에서, 등전위 라인(28) 상에, 기준 전위로서 공작물(10)의 전위에 대한 예시적인 전압 값이 도시된다. 이 전위(P)는 용접 지점(25)에 공급되어 준-정적 전기장에 있는 용접 와이어(8)를 통해 태핑되고 전위 측정 유닛(30), 예를 들어, 전압 측정 장치(29)에 의해 공작물(10)의 기준 전위에 대해 측정된다. 이를 위해, 별도의 측정 전류가 용접 와이어(8)를 통과할 필요가 없다. 이와 마찬가지로, 용접 와이어(8)를 가열하기 위한 가능한 가열 전류는 전위(P)의 검출을 방해하지 않는다. 따라서, 전위(P)는 콜드 와이어 및 핫 와이어 용도 모두에서 태핑될 수 있다.
전압(UD) 대신에 전위(P)에 의해 야기되는 용접 와이어(8)를 통해 흐르는 전류도 유사한 방식으로 측정될 수 있다는 것은 자명하다. 이를 위해, 예를 들어, 종단 레지스터(34)(도 5)가 용접 와이어(8)와 공작물(10) 사이에 연결될 수 있으며, 그 위로 전류가 흐르고 전위(P)를 검출하도록 측정될 수 있다. 이와 동일한 방식으로, 전위 분포에 관한 상이한 전기 변수, 예를 들어, 전압(UD) 및 전류로부터의 저항 또는 전력이 검출되거나 결정될 수 있다. 따라서, 전위(P)의 태핑은 본 발명에 따른 이러한 모든 가능성을 포함한다.
전위(P)의 검출은, 예를 들어, 전위 측정 유닛(30)(도 1)에 의해, 용접 전원(2)에서 일어날 수 있으며, 용접 전원(2)에서는, 예를 들어, 접촉 라인(9) 또는 공작물(10)과 접촉하기 위한 별도의 라인을 통해, 공작물(10)의 기준 전위가 존재한다. 접촉 라인(9)을 사용하면 추가 라인이 필요 없기 때문에 유리하다. 접촉 라인(9)을 사용하는 경우, 전위 측정 유닛(30)은, 예를 들어, 용접 장치(1) 상의 접촉 라인(9)(접지 소켓)의 단자에 연결될 수 있다. 전위(P)를 나타내는 전기 변수, 예를 들어, 전압(UD)를 검출하기 위해 용접 장치(1)에 전위 측정 유닛(30)을 추가로 제공하는 것만으로도 충분하다. 이를 위해, 예를 들어, 용접 와이어 피드(7)의 슬라이딩 접촉으로서, 용접 와이어(8) 상에 전기 접촉이 간단히 구현될 수 있다. 필요한 경우, 전위 측정 유닛(30)의 일부일 수도 있는 종단 레지스터(34)가 용접 와이어(8)와 공작물, 또는 접촉 라인(9) 또는 또 다른 기준 전위 사이에 제공될 수 있다.
검출된 전위(P)에 의해, 설정된 전위 분포로 인해, 용접 와이어 피드(7)를 제어하여, 용접 와이어(8)가 용접 와이어 피드(7)로부터 용접 지점(25)으로 공급되는 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00001
가 구현되도록 하기 위하여, 용접 와이어(8)가 용접부에서 너무 멀리 떨어져 있는지 또는 용접 와이어(8)가 공작물(10)(실제로 용접 풀(26))에 접촉하는지 여부를 쉽게 인식할 수 있다. 본 발명에 따른 이 원리는 예시적인 실시예에 기초하여 도 4에 도시된다.
도 4는 본 발명에 따른 용접 와이어 피드(7)의 제어의 여러 시간 및 위상 A 내지 D에 따른 본 발명에 따른 방법을 도시한다. 아래의 다이어그램에서, 태핑된 전위(P)는 시간 t에 따른 전압(UD)의 형태로 이 실시예에서 도시된다. 용접 와이어 공급 속도(vD)는 시간 t에 따른 아래 다이어그램에 도시된다. 개별 시간 및 위상(A-D)도 두 다이어그램에 모두 도시된다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해, 전위(P)는 연속적으로 검출되며, 이는 연속 검출 및 시간-이산 검출(특정 시간 단계에서의 샘플링)을 모두 포함한다. 측정된 전위(P)는 바람직하게는 디지털화되고 디지털 처리된다.
용접 방법은 당연히 점화된 아크(27)를 필요로 한다. 공정이 시작되기 전에, 아크(27)는 예를 들어, 고전압에 의해 또는 전극(4)을 만지거나 들어 올림으로써 점화된다. 용접 와이어(8)의 단부는 아크(27) 외부에 위치되며, 바람직하게는 전극(4) 주위의 전위장의 충분히 외부에 있다. 따라서 용접 와이어(8)로 전위(P)가 검출되지 않거나 단지 매우 작은 전위(P)만이 검출된다. 아크(27)가 점화되면, 용접 와이어 피드(7)가 시작되어 따라서, 용접 와이어(8)는 아크(27)에 공급될 수 있다. 따라서, 공정의 시작에서, 전위(P)가 검출되지 않거나 매우 낮은 전위(P)만이 검출 되더라도 용접 와이어(8)가 전달되도록 제공될 수 있다. 아크(27)의 점화와 용접 와이어 피드(7)의 시작 사이에 미리 설정된 시간이 대기하는 경우 일 수도 있다. 용접 와이어(8)가 아크에 공급될 때, 검출된 전위(P), 예를 들어, 전압(UD) 또는 전류(ID)가 증가된다. 검출된 전위(P)가 특정 한계값(PG), 예를 들어, 전위(P)로서 전압(UD)의 경우 2.5V의 한계 전압을 초과하는 경우, 본 발명에 따른 방법은 도 4에 설명된 바와 같이 시작된다. 여기서, 용접 와이어 공급 속도 및/또는 공정 시작시의 한계값(PG)는 아래에 설명된 본 발명에 따른 방법에서와 다른 값을 가질 수 있다. 이 공정은 다른 방법으로도 시작할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
전위 측정 유닛(30)에 고-임피던스 전압원(voltage source)을 제공하는 것도 가능하며, 이를 통해 용접 와이어(8)에 전압이 제공될 수 있다. 따라서, 전위(P)는 또한 아크(27)의 점화 이전에 검출될 수 있으며 공작물(10)에 대한 용접 와이어(8)의 위치는 특히 단락(용접 와이어(8)과 공작물(10) 사이의 접촉)이 있는지 여부에 관해 이로부터 결정될 수 있다. 고-임피던스 전압원은 오직 용접 이전에만 용접 와이어(8)에 연결될 수 있지만, 용접 와이어(8)에 영구적으로 연결될 수도 있다.
시간 A에서, 용접 와이어(8)는 용접 와이어 공급 속도(vD), 예를 들어, 최대 및/또는 특정 용접 와이어 공급 속도로 용접 풀(26)에 공급된다. 용접 와이어(8)는, 용접 와이어(8)가 공작물(10) 또는 용접 풀(26)(시간 C)과 접촉할 때까지, 제2 위상(B) 동안 공급되며, 이는 용접 와이어(8)와 공작물(10) 사이에 단락을 생성한다. 시간 C에서, 단락으로 인해 전압(UD)가 0으로 떨어진다. 전류가 전위(P)로서 검출된다면, 이 전류는 또한 용접 와이어(8)와 공작물(10)의 전위가 접촉하게 될 때 동일하고 따라서 어떠한 전류도 흐르지 않기 때문에 0으로 떨어질 것이다. 이 시점에서, 단락의 경우 전압 또는 전류는 공작물(10) 및 용접 풀(26)의 저항과 이러한 저항을 통해 흐르는 용접 전류(IS)로 인해 완전히 0으로는 떨어지지 않을 것이며, 오히려 작은 잔류 전압(일반적으로 <1V 범위) 또는 작은 잔류 전류(일반적으로 수 μA 범위(종단 레지스터에 따라 좌우됨))가 남아있을 수 있지만, 그로 인해 단락이 명확하게 검출될 수 있으며, 본 발명에 따라 "0으로 떨어지는" 것으로도 이해될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
태핑된 전위(P)를 통해 단락이 인식되면, 용접 와이어 피드(7)가 시간 C에서 중지되고 용접 와이어 공급 속도(vD)가 0으로 설정된다. 이 중지는, 예를 들어, 용접 와이어 피드(7)의 가능한 최대 감속과 같은 특정 속도 프로파일로 발생할 수 있다. 따라서, 위상 D의 시작에서, 용접 와이어(8)의 용접 와이어 단부가 용접 풀(26)로 어느 정도 감소한다(이는 무엇보다도 속도 프로파일에 좌우됨). 중지된 용접 와이어(8)는, 용접 풀(26) 및 아크(27)의 열로 인해, 위상 D 동안 용융되고, 용접 풀(26)과의 접촉은 일정 시간 후에 중단된다. 따라서, 용접 와이어(8)는 다시 공작물(10)(용접 풀(26))과의 접촉이 끊어지고, 그 결과 단락이 제거되고 전위(P)가 다시 빠르게 증가한다. 도 4에서와 같이, 전압(UD)의 경우, 전압(UD)는 용접 와이어(8)가 용접 풀(26)과의 접촉이 끊어질 때 급격히 증가한다. 상승 전위(P), 예를 들어, 전압(UD)이 설정된 한계값(PG), 예를 들어, 2.5V의 한계 전압(UG)를 초과하면, 용접 와이어 피드(7)는 용접 와이어(8)를 용접 지점(25)에 다시 공급하기 시작하고(시간 A ), 용접 와이어 공급 속도(vD)가 0으로부터 다시 설정된 또는 특정 속도로 증가한다. 용접 와이어 피드(7)의 시작은 특정 속도 프로파일, 예를 들어, 용접 와이어 피드(7)의 가능한 최대 가속으로 수행될 수 있다. 상기 용접 와이어(8)의 중지 및 피드를 위한 위상 A-D의 사이클은 용접 동안 주기적으로 반복된다.
용접 공정이 종료되어야 하는 경우, 와이어 피드는 더 이상 위상 D의 끝, 즉 시간 A에서 시작되지 않을 수 있으며 즉, 용접 와이어(8)가 더 이상 용접 풀(26)의 방향으로 전달되지 않는다. 이를 위해, 용접 와이어(8)는 또한 시간 A에서 특정 거리 뒤로, 즉 전극(4) 및 아크(27)로부터 멀어지도록 이동될 수 있으며, 와이어 단부가 여전히 연소되는(burning) 아크(27)에 의해 현저히 용융되지 않도록 할 수 있으며 따라서 볼이 형성되지 않는다. 용접 전류(IS)는 특정 램프(ramp) 후 낮은 값으로 감소되고 스위치가 꺼져 용접 공정을 종료할 수 있다.
용접 공정의 주기적 과정에서, 용접 와이어(8)의 피드는 단락이 검출될 때 즉시 중지되는 것이 아니라, 특정 중지 지연 시간 이후에만 중지될 수 있다. 따라서, 용접 풀로의 용접 와이어(8)의 침지 깊이(dipping depth)가 영향을 받을 수 있다. 그러나, 용접 와이어 공급 속도(vD)를 0으로 유한 감속 만이 이 목적을 위해 충분할 수도 있다. 이와 마찬가지로, 용접 와이어(8)의 피드는, 한계값(PG)(시간 A)가 초과될 때, 즉시 재개되지 않고, 특정 시작 지연 시간 후에만 재개되는 경우일 수 있다.
또한, 용접 와이어 공급 속도(vD)가 위상 D의 시작에서 즉, 시간 C에서 0으로 감소되지 않아서 용접 와이어(8)가 중지되는 경우일 수 있지만, 오히려 제2 용접 와이어 공급 속도(vD2)가 용접 와이어 공급 속도(vD)보다 낮은 위상 D로 설정될 수 있다. 이 잔여 용접 와이어 공급 속도(vD2)는 용접 와이어(8)가 공급되는 것보다 더 빨리 녹을 정도로 작아야 한다. 이는 위상 D를 연장할 것이다. 그러나, 제2 용접 와이어 공급 속도(vD2)는 적어도 일시적으로 정상적인 용접 와이어 피드와 반대 부호를 가질 수 있으며, 용접 와이어(8)는 바람직하게는 위상 D 시작 부분에서 용접 풀(26)로부터 활성적으로 철회된다(actively withdrawn). 이렇게 하면, 위상 D가 단축된다. 제2 용접 와이어 공급 속도(vD2)는 위상 D의 일부에만 설정될 수 있으며 용접 와이어 공급 속도(vD)는 잔여 부분에서 0으로 설정될 수 있다.
이 방법은 도 5에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다. 용접 토치(3)의 전극(4) 주위의 전위(P)는 용접 와이어(8)로 태핑되고 전위 측정 유닛(30)(하드웨어 및/또는 소프트웨어)에서 검출된다. 전위 측정 유닛(30)은 이 실시예에서 종단 레지스터(34)를 갖는 전류 측정 유닛(33)으로서 구성된다. 검출된 전위(P)는, 개별 시간 및 위상 A-D를 식별하기 위해, 검출된 전위(P)가 평가되는 피드 제어 유닛(31)(하드웨어 및/또는 소프트웨어)에 공급된다. 전위 측정 유닛(30) 및 피드 제어 유닛(31)은 물론 하나의 유닛, 예를 들어, 용접 장치(1)의 제어에서도 구현될 수 있다. 피드 제어 유닛(31)은 용접 와이어 피드(7)를 제어하고, 특히, 용접 와이어(8)의 공급(또는 이를 제2 용접 와이어 공급 속도(vD2)로 변경)을 중지시키며, 전술한 바와 같이 시작한다. 따라서, 피드 제어 유닛(31)은 용접 와이어 피드(7)에서 구현될 수 있다. 용접 와이어(8)의 중지 및/또는 가속은 임의의 원하는 방식으로 구현될 수 있는데, 예를 들어, 가능한 가장 큰 동력학적 특성(dynamics)(최대 가속도) 또는 특정 속도 프로파일로 구현될 수 있으며, 시작 및 중지를 위해 상이한 가속도 또는 속도 프로파일도 물론 제공될 수 있다. 언급된 지연 시간은 최소로 준수되거나 및/또는 최소로 유지될 수 있다. 이를 위해, 용접 와이어 피드(7)의 동력학적 특성이 충분해야 한다. 이러한 사이클 A-D는 일반적으로 50 내지 200ms 동안 지속되며, 이는 용접 와이어 피드(7)의 동력학적 특성에 대한 요구를 쉽게 설정할 수 있도록 한다.
용접 와이어 피드(7)를 조절하기 위한 이들 또는 적어도 일부 파라미터는 또한 용접 장치(1) 및/또는 용접 와이어 피드(7) 상에서 설정 가능할 수 있다. 이를 위해, 적절한 유저 인터페이스 및/또는 입력/출력 인터페이스가 제공될 수 있다.
용접 와이어 피드(7)의 이러한 타입의 조절에 의해, 현재 용접 전류(IS)를 기반으로 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00002
가 설정된다. 달리 말하면, 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00003
는 설정된 용접 와이어 공급 속도(vD)로부터의 편차(deviation)로 인해 발생한다. 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00004
는 예를 들어, 상기 조절의 동력학적 특성을 지정하는 지정 가능한 파라미터일 수도 있다. 사이클 주파수(cycle frequency)는 용접 전류(IS)에 정비례한다. 이는, 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00005
를 미리 설정하고 제어할 필요가 없으며, 오히려 각각의 용접 조건 또는 설정된 용접 전류(IS)에 대한 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00006
가 자동으로 조정된다는 것을 의미한다. 이와 동시에, 이는 용접 와이어(8)가 용접 풀(26)에 너무 깊숙이 들어가는 것을 확실하게 방지하고, 용접 와이어(8)가 용접 풀(26)로부터 너무 멀어지는 것을 방지한다. 용접 와이어(8)가 용접 풀(26)로부터 얼마나 멀리 이동할 수 있는지를 특정하기 위하여, 시간 A로부터의 선택적인 지연 시간이 사용될 수 있다.
이와 동시에, 용접 이음부(32)의 충전 레벨이 자동으로 조정된다. 전극(4)이 공작물(10)에서 더 많이 들어 올려지면, 용접 와이어(8)의 단부의 위치가 고온의 아크 중심에 가까워지도록 이동되고 와이어가 더 빨리 용융되는데, 이는 사이클 A-D의 사이클 주파수가 증가한다. 그 결과, 더 많은 용접 와이어(8)가 용접 지점(25)에 공급되고, 이는 용접 이음부(32)에 있는 더 많은 재료로 이어진다. 이것은 또한 용접 품질에 불리한 영향을 주는 용접 이음부(32)의 불충분한 재료로 인해 용접 이음부가 처지는 것을 방지할 수 있다. 용접 이음부(32)가 처지기 시작하면 전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)가 증가하며, 그 결과 사이클 주파수와 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00007
가 증가하고, 전체적으로 더 많은 재료가 용접 지점(25)에 공급된다.
그러나, 전극(4)과 공작물(10)(도 3) 사이의 거리(x)(도 3)는 설정된 사이클 주파수 및 설정된 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00008
를 통해 조절될 수도 있다. 이것은 도 6을 참조하여 설명된다. 여기서, 전압(UD) 및 용접 와이어 공급 속도(vd)의 곡선은 용접 전류(IS) 값에 대해 항상 동일하며, 사이클 주파수 및 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00009
가 직접 조정되어 거리(x)에 비례한다.
도 6의 상단은 전극(4)과 공작물(10) 사이의 작은 거리(x)(예를 들어, 2mm)의 경우 설정되는 사이클 A-D를 보여준다. 이 예에서 전위(P)는 전압(UD)로 표시된다. 또한, 상기 예에서, 용접 와이어 공급 속도(vD)는 위상 D의 부호를 잠시 변경하며, 즉, 용접 와이어(8)가 활성적으로 철회되거나 또는 용접 와이어 피드(7)의 조절 및/또는 용접 와이어 피드(7)의 관성으로 인해 특정 오버슈트(overshoot)를 방지될 수 없음을 알 수 있다. 용접 와이어 피드(7)을 지연과 함께 시작하기 위해, 의도된 시작 지연 시간(tVS)도 볼 수 있다. 여기서, 사이클 A-D는, 예를 들어, 11.5Hz의 사이클 주파수로 반복되며, 예를 들어, 1m/min의 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00010
가 구현된다.
도 6의 중간에서, 전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)는 예를 들어, 3mm로 증가된다. 사이클 주파수는 17.2Hz로 증가하고 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00011
는 2m/min으로 증가한다. 도 6의 하단에서, 거리(x)는 예를 들어, 4mm로 훨씬 더 증가된다. 사이클 주파수는 26.2Hz로 증가하고 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00012
는 2.7m/min으로 증가한다. 사이클 주파수는 일반적으로 2Hz 내지 50Hz 사이에 있지만 그보다 더 높은 사이클 주파수, 가령, 200Hz도 가능하다.
따라서, 거리(x)는, 한 방향 또는 다른 방향에서, 즉 더 큰 거리 또는 더 작은 거리의 방향에서 거리(x)의 조정에 대해, 초기 사이클 주파수 또는 평균 초기 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00013
로부터, 한 방향에서 또는 다른 방향에서, 사이클 주파수 및/또는 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00014
의 편차를 변경함으로써, 설정된 거리(x)부터 조절될 수 있다. 편차가 있는 경우, 거리(x)가 변경되며, 이에 따라 사이클 주파수와 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00015
가 변경된다. 이로부터, 용접 토치의 거리 제어를 위한 신호(예를 들어, 수동 용접의 경우 음향적으로 또는 자동 용접 시스템의 경우 거리 보정)가 생성될 수 있으며 거리(x)가 문서화될 수 있다(documented). 이러한 방식으로, 거리(x)는 용접 동안 실질적으로 일정하게 유지되거나 또는 적어도 원하는 거리 주변의 좁은 창 내에서 유지될 수 있다.
물론, 전극(4)과 공작물(10) 사이의 특정 거리(x)에 관한 특정 사이클 주파수 또는 특정 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00016
도 지정할 수 있으며, 이 특정 값에 도달하기 위해 조절을 사용할 수 있고, 원하는 거리(x)도 유지된다.
설정된 사이클 주파수 또는 설정된 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00017
는, 예를 들어, 피드 제어 유닛(31)에서 또는 용접 장치(1)의 제어에서 쉽게 결정될 수 있으며, 거리(x)를 조절하는 데 쉽게 사용될 수 있다.
전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)를 조절하기 위해, 적절하지만 임의의 액추에이터가 제공될 수 있으며, 이는 거리(x)를 변경하기 위해 원하는 거리와 현재 거리 사이의 편차에 따라 작동된다. 예를 들어, 용접 토치(3)는 로봇 암에 배치될 수 있고 로봇 컨트롤러는 거리(x)를 증가 또는 감소시키기 위해 용접 장치(1)로부터 정보를 수신할 수 있다. 하지만, 거리(x)의 조절은 로봇 컨트롤러 자체에서도 구현될 수 있다. 이 경우, 로봇 컨트롤러는 예를 들어, 용접 장치(1)로부터 현재 사이클 주파수 또는 현재 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00018
를 수신할 것이다.
예를 들어, 수동 용접에서는, 예를 들어, 거리(x)를 늘리거나 줄여야 하는지 용접 자에게 표시할 수 있다. 이 표시는 디스플레이 이거나 단순히 신호등 또는 음향 신호일 수 있다.
거리(x)의 조절 또는 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00019
의 적용에 관계없이, 도 7에 관해 설명되는 바와 같이, 용접 지점(25)에서 전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)가 모니터링 될 수 있다. 예를 들어, 용접 토치(3)의 이동이, 예를 들어, 결함으로 인해 중지되면, 용접 와이어(8)는, 아크(27)가 연소되는 동안, 앞에서 설명된 바와 같이, 계속 공급될 것이다. 이것은 용접 지점(25)에서 필러 재료가 지속적으로 공급되고 국부적으로 쌓이게 하는 것으로 이어진다(도 7의 점선 참조). 따라서, 전극(4)과 용접 지점(25)(가공물) 사이의 거리(x)가 더 작아져서, 평균 용접 와이어 공급 속도
Figure pct00020
가 감소하는 것으로 이어지지만, 용접 와이어(8)의 공급을 방해하지는 않는다. 최악의 경우, 전극(4)은 용접 풀(26) 속으로 떨어져서, 전극(4)이 파괴될 수도 있다. 따라서, 전극(4)과 공작물(10)(용접 풀(26)) 사이의 아크 전압(UL)이 검출될 수 있다. 이것은 예를 들어, 아크 전압 센서(35)를 사용하여 용접 전원(2)에서 간단한 전압 측정에 의해 구현될 수 있다. 검출된 아크 전압(UL)은 아크 전압 검출 유닛(36)(하드웨어 및/또는 소프트웨어)에서 평가된다. 아크 전압(UL)은 아날로그 또는 디지털 방식으로 연속적으로 검출되는데, 여기서 연속적이라는 것은 아크 전압(UL)의 일시적으로 이산 샘플링을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 아크(27)가 연소될 때, 거리(x)가 작으면 작을수록 아크 전압(UL)이 점점 더 작아진다. 따라서, 아크 전압에 대한 하한값, 예를 들어, 8V이 설정될 수 있다. 전압이 이 하한값 아래로 떨어지면, 용접 와이어(8)의 공급이 중단된다. 검출된 아크 전압이 특정 시작 전압, 예를 들어, 8.2V 이상으로 다시 상승할 때에만, 위에서 설명한 바와 같이, 용접 와이어(8)의 공급이 재개된다. 용접 와이어 공급의 지속적인 중지 및 시작을 방지하기 위해, 시작 전압은 바람직하게는 제한 전압보다 크다. 이를 위해, 아크 전압 검출 유닛(36)은 용접 와이어(8)의 공급을 중지하기 위해 피드 제어 유닛(31)을 작동시킬 수 있다. 이를 위해, 아크 전압 검출 유닛(36)은 또한 피드 제어 유닛(31)에 구현될 수 있다. 그러나, 아크 전압 검출 유닛(36)은 용접 와이어 피드(7)를 직접 작동시킬 수도 있다.
용접 와이어 피드를 중지하지 않기 위해, 매번, 전압이 짧은 시간 동안 한계 전압 아래로 떨어질 때마다, 특정 시간 주기 동안 검출된 아크 전압(UL)의 슬라이딩 평균값도 결정될 수 있다. 용접 와이어 피드를 중지하기 위하여, 평균값이 한계 전압 아래로 내려가야 한다. 그리고, 시작을 위해, 평균값은 바람직하게는 시작 전압 이상으로 상승해야 한다.
따라서, 아크 전압(UL)의 검출 및 평가는 공정 신뢰성을 높이는 역할을 한다.
접점 라인(9)(접지 라인)이 전위(P)를 검출하도록 사용되면, 이는 또한 유리하게는 접촉 라인(9)의 상태를 지속적으로 검출하고 모니터링 하는 데 사용될 수 있다. 단락(도 4의 위상 D)의 경우, 검출된 전위(P)(전압(UD)의 경우)는, 용접 장치(1)에서 접촉 라인(9)(예를 들어, 용접 장치(1)에서 접촉 라인(9)의 단자)과 전위 측정 유닛(30) 사이의 연결 및 공작물(10) 사이의 전압 강하에 상응한다. 이제, 저항이, 예를 들어, 피드 제어 유닛(31) 또는 용접 장치(1)의 또 다른 제어 유닛에서, 검출된 전압(UD)(전위(P)) 및 알려진 용접 전류(IS)으로 계산되면, 이 저항은 접촉 라인(9)의 상태의 측정 값이다. 상기 저항이 각각의 위상 D 동안 또는 각각의 x번째(x> 1) 위상 D에서(여기서, x > 1) 결정되면, 접촉 라인(9)의 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 저항이 증가하면, 접촉 라인(9)의 상태가 악화된 것으로 판단할 수 있다. 이를 위해, 연속적으로 결정된 저항과 비교되는 한계 저항을 저장할 수 있다. 저항이 한계 저항을 초과하는 경우, 예를 들어, 용접 장치(1)에 오류 메시지(예를 들어, 음향 또는 시각적으로)가 출력될 수 있다. 물론, 공작물과 전위 측정 유닛(30) 사이에 별도의 라인 상태가, 같은 방식으로 결정되고 모니터링 될 수 있다. 접촉 라인(9) 또는 개별 라인의 상태에 대한 이러한 모니터링은, 용접 공정을 제어하기 위한 전위(P)의 사용과 무관하며, 특히, 용접 와이어 공급 속도(vD)의 조절과 무관하다.

Claims (21)

  1. 전극(4)을 갖는 용접 토치(3)를 사용하고 용접 와이어 공급 속도(vD)로 용접 지점(25)에 공급되는 용접 와이어(8)를 사용하는 용접 방법으로서, 용접을 위해, 용접 전류(IS)가 전극(4)을 통해 흘러, 용접되는 공작물(10)과 전극(4) 사이에 아크(27)가 유지되게 하고, 전극(4) 주변의 용접 전류(IS)에 의해 생성된 전위(P)는 용접 와이어(8)로 태핑되고 용접 와이어 공급 속도(vD)의 제어는 태핑된 전위(P)에 따라 수행되며 제어 결과 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00021
    가 구현되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  2. 제1항에 있어서, 용접 와이어(8)는, 용접 와이어(8)와 공작물(8) 사이의 단락이 태핑된 전위(P)에 의해 결정될 때까지, 제1 용접 와이어 공급 속도(vD)로 용접 지점(25)에 공급되며, 단락이 검출되면, 용접 지점(25)에 대한 용접 와이어(8)의 공급은 중지되거나 제2 용접 와이어 공급 속도(vD2)로 변경되고, 태핑된 전위(P)와 전위(P)의 특정 한계값(PG) 및 태핑된 전위(P)에 의해, 중지된 용접 와이어(8)가 특정 정도로 용융되어 단락의 제거를 야기하는 지가 결정되며, 용접 지점(25)에 대한 용접 와이어(8)의 공급이 제1 용접 와이어 공급 속도(vD)로 재개되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  3. 제2항에 있어서, 검출된 전위(P)에 따라 용접 와이어(8)의 공급의 시작 및 중지는 용접 동안 주기적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  4. 제2항에 있어서, 용접 와이어(8)의 공급은 특정 시작 지연 시간(tVS)으로 시작되거나 및/또는 용접 와이어(8)는 특정 중지 지연 시간으로 중지되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 공작물(10)의 기준 전위에 대한 전류(I) 또는 전압(U) 혹은 관련 전기 변수가 전위(P)로서 검출되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  6. 제5항에 있어서, 전압(U) 또는 전류(I)가 0으로 떨어지면 단락이 식별되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  7. 제6항에 있어서, 용접 와이어(8)의 공급이 중단될 때, 전압(U) 또는 전류(I) 값이 용접 와이어(8)의 용융, 공작물(10)과 용접 와이어(8) 사이의 관련 접촉 손실 및 용접 와이어(8)의 추가 용융으로 인해 0으로부터 상승되며, 전위(P)의 한계값(PG)으로서 특정 한계 전압(UG) 또는 특정 한계 전류(IG)가 도달되고, 용접 지점(25)에 대한 용접 와이어(8) 공급이 재개되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00022
    는 전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)를 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  9. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 주기적 반복의 사이클 주파수는 전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)를 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 원하는 거리로부터 시작하여, 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00023
    또는 사이클 주파수가 감소할 때에는 거리(x)가 증가하고, 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00024
    또는 사이클 주파수가 증가할 때에는 거리(x)가 줄어드는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전극(4)과 용접 지점(25) 사이의 아크 전압(UL)이 검출되고, 검출된 아크 전압(UL) 또는 아크 전압(UL)의 평균 값이 특정 시간 동안에 걸쳐 특정 한계 전압 아래로 떨어질 때, 용접 와이어(8)의 공급이 중지되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  12. 제11항에 있어서, 검출된 아크 전압(UL) 또는 아크 전압(UL)의 평균값이 특정 시간 동안 특정 시작 전압 위로 올라가면, 용접 와이어(8)의 공급이 재개되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 용접 와이어(8)와 공작물(10) 사이의 단락 동안, 전위(P)와 공작물(10)을 결정하기 위한 전위 측정 유닛(30) 사이의 라인 상태 측정값으로서, 용접 전류(IS) 및 검출된 전위(P)로부터 저항이 결정되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  14. 전극(4)을 갖는 용접 토치(3)를 포함하고 용접 와이어 공급 속도(vD)로 용접 와이어(8)를 용접 토치(3)의 전극(4)의 영역으로 공급하기 위한 용접 와이어 피드(7)을 추가로 포함하는 용접 장치로서, 용접을 위해, 용접 전류(IS)가 전극(4)을 통해 흘러, 아크(27)가 전극(4)과 공작물(10) 사이에서 연소되게 하고, 용접 와이어(8)로, 전극(4) 주위의 용접 전류(IS)에 의해 생성된 전위(P)를 검출하는 전위 측정 유닛(30)이 제공되며, 검출된 전위(P)를 평가하고 검출된 전위(P)에 의해 용접 와이어 공급 속도(vD)를 제어하여 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00025
    가 구현되도록 피드 제어 유닛(31)이 제공되는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  15. 제14항에 있어서, 피드 제어 유닛(31)은 검출된 전위(P)에 의해 용접 와이어(8)와 공작물(10) 사이의 단락을 결정하며, 단락이 검출되면, 피드 제어 유닛(31)은 용접 와이어 피드(7)에 의해 제1 용접 와이어 공급 속도(vD)로 용접 와이어(8)의 공급을 중지하거나 또는 제2 용접 와이어 공급 속도(vD2)로 변경시키며, 피드 제어 유닛(31)은 태핑된 전위(P) 및 전위(P)의 특정 한계값(PG)을 통해 중지된 용접 와이어(8)가 일정 정도 용융되어 단락 회로를 제거하는 것을 결정하여, 피드 제어 유닛(31)은 용접 와이어(8)를 용접 지점(25)으로 공급하는 것을 재개하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  16. 제15항에 있어서, 피드 제어 유닛(31)은, 용접 동안, 검출된 전위(P)에 따라 용접 와이어(8)의 공급의 시작 및 중지를 주기적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 용접 장치(1)는 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00026
    에 따라 전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)를 설정하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  18. 제16항에 있어서, 용접 장치(1)는 주기적 반복의 사이클 주파수에 따라 전극(4)과 공작물(10) 사이의 거리(x)를 설정하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 원하는 거리로부터 시작하여, 용접 장치(1)는, 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00027
    또는 사이클 주파수가 감소할 때에는 거리(x)를 증가시키고, 평균 용접 와이어 공급 속도
    Figure pct00028
    또는 사이클 주파수가 증가할 때에는 거리(x)를 감소시키는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 아크 전압 검출 유닛(36)이 제공되는데, 상기 아크 전압 검출 유닛(36)은, 전극(4)과 용접 지점(25) 사이의 아크 전압(UL)을 검출하고, 검출된 아크 전압(UL) 또는 아크 전압(UL)의 평균 값이 특정 시간 주기 동안에 걸쳐 특정 한계 전압 아래로 떨어질 때, 용접 와이어(8)의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
  21. 제20항에 있어서, 아크 전압 검출 유닛(36)은, 검출된 아크 전압(UL) 또는 아크 전압(UL)의 평균값이 특정 시간 주기 동안 특정 시작 전압 위로 올라가면, 용접 와이어(8)의 공급을 재개하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.
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