KR880000949B1 - 단락이행 아아크 용접기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

단락이행 아아크 용접기

제1도는 종래의 단락이행 아아크용접기의 구성도.

제2도는 이 발명의 한실시예를 표시하는 구성도.

제3(a)도는 이실시예에서의 용접전류 파형도. 제3(b)도는 기준펄스전류 파형도. 제3(c)도는 a신호의 타이밍도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 직류전원회로 2 : 스위칭소자

3 : 직류리액터 4 : 플라이휠다이오드

6 : 용접와이어링(reel) 7 : 용접와이어

7a : 와이어전극 8 : 와이어공급모터

9 : 토치 10 : 모재

11 : 전류검출기 15 : 전압검출기

16 : 제1비교기 17 : 제2비교기

23 : 기준펄스파형발생기 24 : 제3비교기

25 : 기준평균용접전압설정기 26 : 평균용접전압변환기

27 : 제4비교기

이 발명은 단락이행 아아크용접기에 관한 것으로 용접토치의 떨림에 의한 단락과 아아크의 반복 불안정성을 없애도록 한것이다.

제1도는 종래 이종류의 용접기 구성을 표시한 것으로, 1은 교류전원을 입력하는 직류전원 회로, 2는 트랜지스터등의 스위칭소자, 3은 직류리액터, 4는 스위칭소자(2)가 OFF한 직후에 직류리액터에 의한 역전압(고전압)을 스위칭소자에 인가하지 않도록 하기위한 플라이휠다이오드, 5는 아아크를 유지하기 위한 직류전류를 공급하는 보조전원, 6은 용접 와이어의 릴, 7은 용접와이어, 8은 와이어(7)를 공급하는 모터, 9는 용접토치, 10은 모재, 12는 스위칭소자(2)를 개폐제어하는 트리거신호 지령을 출력하는 스위치 지령회로, 15는 와이어 전극(7a)과 모재(10)간의 전압 V를 검출하는 전압검출기, 16은 전압검출기(15)에서 검출한 전압 V과 단락에 상당하는 전압 Vo(단락시의 전압 또는 단락직전의 전압)의 크기를 비교하고, V

Vo가 되었을때 스위치지령회로(12)에 스위칭소자(2)를 ON할 지령신호를 주는 단락상태를 판단하는 제1비교기, 17은 전압검출기(15)에서 검출한 전압 V과 아아크재생에 상당하는 전압 Va의 크기를 비교하고, V

Va가 되었을때 타이머(18)를 작동시켜 일정시간후 T에 스위치지령회로(12)로 스위칭소자(2)를 OFF로 할 지령신호를 주는 아아크재생 상태를 판단하는 제2비교기이다.

이어서 용접기의 동작에 관하여 설명한다.

먼저 직류전원회로(1) 및 보조전원(5)의 입력스위치(도시생략)를 투입한 상태에서 와이어전극(7a)의 선단을 모재에 단락시킨다. 전압검출기(15)의 검출전압 V는 단락에 상당하는 전압Vo보다 작으므로 (V

Vo), 제1비교기(16)가 작동하여 스위치지령회로(12)에 ON지령신호가 송출되며 이어서 스위치지령회로(12)에서 트리거신호가 송출되고 스위칭소자(2)가 폐로되어 직류전원회로(1)로 부터 전류가 통전된다.

이 전류는 와이어전극(7a)이 가열절단되어 아아크가 발생 할때까지 흐르며 전압검출기(15)의 검출전압 V는 단락전압에서 아아크전압까지 상승한다. 그러면은 제1비교기(16)의 동작이 정지되고 이윽고 검출전압 V이 아아크 재생에 상당하는 전압 Va보다 크게 되면은 (V

Va), 제2비교기(17)가 작동하여 타이머(18)가 동작하고 일정시간후 T에 스위치지령회로(12)에 OFF지령신호가 입력되어 스위치지령회로(12)로 부터의 트리거신호가 차단되고 스위칭소자(2)가 개로되어서 전류는 리액터(3)에 의하여 감쇄하며 보조전원(5)에서 공급하는 전류뿐이된다.

이와 같이하여 1회째의 아아크기간 B에서 와이어전극(7a)과 모재(10)의 가열용융이 이루어지는 동시에 용접와이어(7)가 공급모터(8)에 의하여 토치(9)로 공급되고 용융한 와이어전극(7a)의 선단이 모재(10)에 단락하여 다시 스위칭소자(2)가 폐로되고 직류전원에서 전류가 공급되어 용융한 와이어전극(7a)의 모재(10)로의 이행을 종료한다.

이와 같이하여 단락과 아아크가 반복되면서 용접이 이루어진다.

그러나 이와 같이 구성된 용접기에서는 용접중에 손떨림등에 의하여 와이어 전극과 모재간의 간격이 변동하여 단락과 아아크의 반복주기가 불규칙적으로 되고 용접비드에 언더컷등이 생기능등의 결점이 있었다.

이 발명은 상기와 같은 결점을 제거하기 위한 것으로서 손떨림등에 의한 단락과 아아크의 반복주기의 불규칙성을 평균용접전압 V의 변동으로 판단하고 이 평균용접전압 V을 기준펄스파형 발생기에 피드백하므로서 항상 최적의 용접상태가 유지되도록 한것이다.

다음은 이 발명의 한실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제2도에서, 11은 전류검출기, 23은 기준펄스파형 발생기로 와이어공급량에 따라서 기준펄스파형 Io가 정하여지며 또 제2비교기(17)에 의하여 동작시점이 제어된다.

24는 전류검출기(11)의 검출전류치 I와 기준펄스전류파형 Io를 비교하여 그 결과에 기준하여 스위치지령회로(12)에 ON-OFF지령신호를 송출한다.

25는 기준평균용접전압 Vo를 설정하는 설정기로 용접형상등의 조건에 따라 용접자가 설정한다.

26은 전압검출기(15)에서 검출한 전압 V를 평균용접전압

로 변환하는 평균용접전압변환기, 27은 기준평균용접전압 Vo와 평균용접전압

를 비교하고 2차전압(Vo-

)에 대응하여 기준펄스전류파형 Io를 보정하는 신호를 기준펄스파형 발생기(23)에 출력하는 제4비교기이다. 제3(a)도는 이실시예의 용접전류 I의 파형도, 제3(b)도는 기준펄스전류파형 Io의 파형도, 제3(c)도는 제1비교기(16)의 출력신로 a의 타이밍도이다.

이어서 이실시예의 동작에 관하여 설명한다.

먼저 직류전원회로(1)의 입력스위치(도시생략)을 투입한 상태에서 와이어전극(7a)의 선단을 모재에 단락시킨다.

이때, 전압검출기(15)의 검출전압 V는 단락에 상당하는 전압 Vo보다 작으므로 (V

Vo), 제1비교기(16)에서 ON지령신호가 송출되고 스위칭소자(2)가 개로되어 직류전원회로(1)에서 전류가 통전된다.

이 전류는 와이어전극(7a)이 용단되어 아아크가 발생할때까지 흐르며 전압검출기(15)의 검출전압 V는 단락전압에서 아아크전압으로 상승한다. 그러면은 제1비교기(16)의 동작이 정지하고 스위치지령회로의 입력에 OFF지령신호를 송출한다.

이윽고 검출전압 V가 아아크재생에 상당하는 전압 Va보다 크게 되면은 (V

Va), 제2비교기(17)가 기준펄스파형 발생기(23)를 동작시키는 신호를 송출한다.

동시에 기준펄스발생기(23)에는 와이어공급모터(8)에서 와이어공급속도 신호 V와 제4비교기(27)에서 파형보정신호가 입력된다.

검출전압의 평균치

는 토치가 손떨림등에 의하여 설정위치보다 내려가면은 단락주기는 짧게되어서 평균용접전압

는 낮아져 용접비트가 높게 되고 토치가 설정위치보다 올라가면은 단락주기가 길어져 평균용접전압

이 높아지고 용접비트는 낮게된다.

또 아아크기간의 전하량 Q이 증가하면은 단락주기는 길게 되며 전하량 Q가 감소되면은 단락주기가 짧아진다.

제4비교기(27)는 평균용접전압 변환기(26)로 부터 입력되는 평균용접전압

와 기준평균용접전압 Vo를 비교하고 그차의 출력(Vo-

)이 정의 경우는 제3(b)도에 표시하는 기준펄스전류파형의 펄스폭e 를 넓히는 방향에 또 부의 경우는 펄스폭e 을 축소하는방향에 보정하는 신호를 기준펄스파형발생기(23)에 입력하고, 기준펄스파형발생기(23)는 와이어공급속도신호 V에 대응하여 선택된 표준펄스파형 Io의 폭e 를 보저한 파형 Io를 제3비교기(24)로 출력한다.

제3비교기(24)는 이 기준펄스전류파형 Io와 전류검출기(11)에서 검출한 전류치 I의 크기를 비교하여 I>Io이면은 스위치지령회로(12)로 OFF지령을 송출하고 또 I<Io이면은 스위치지령(12)로 ON지령을 송출한다. 스위치지령회로(12)는 제1비교기(16)의 신호 a와 제3비교기(24)의 신호를 입력하여 스위칭소자(2)에 ON-OFF지령신호를 출력하고 있다.

이와 같이 와이어공급량 ν에 대응하여 아아크기간에 흐르는 전류의 전하량을 전활하는 동시에 그 평균용접전압

가 미리 설정한 기준평균치가 되도록 상기 전류의 폭e 를 보정하도록 하였으므로 토치가 상하로 진동하여도 항상 일정한 단락주기로 용접이 이루어지므로 손떨림등에 의한 영향이 해소된다.

이와 같이 하여 아아크 기간중에 와이어전극과 모재의 가열용융이 이루어지는 동시에 용접와이어(7)가 공급모터(8)에 의하여 토치로 공급되며 용융한 와이어전극(7a)의 선단이 모재(10)에 단락하여 다시 제1비교기(16)가 동작하고 스위치지령회로(12)로 ON지령을 출력하여 다음 아아크재생시까지 스위칭소자(2)가 폐로되고 전류가 공급되어서 용융한 와이어전극의 모재로의 이행을 종료한다.

그리고 상기 실시예에서는 아아크기간의 전하량 Q를 보정하는 데 기준펄스전류파형의 펄스폭 e으로 행하였지만 기준펄스전류파형의 펄스폭, 피크전류 I_P또는 펄스주기 T, 혹은 백그라운드 전류 I_B중 어느하나 또는 둘이상을 보정하도록 하여도 됨은 말할 필요도 없다.

이상과 같이 이 발명모재로 향하여 공급되는 와이어전극과 해당모재간에 전압을 인가하고 상기모재와 와이어전극의 단락과, 아아크방전을 반복하여 용접하는 단락이행 아아크용접기에 있어서 평균용접전압을 검출하는 검출기와 이 검출기의 검출전압과 소정전압을 비교하는 비교기와 이 비교기의 출력에 의하여 상기 아아크 방전 기간의 전하량을 조절하고 평균용접전압이 상기 소정의 전압이 되도록 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것으로서 평균용접전압

에 대응하여 아아크기간의 전하량 Q를 소정치에 의하여 보정하도록 피드백 제어하므로서 토치의 손떨림등에 관계없이 항상 최저의 용접비트를 얻게되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 모재를 향하여 공급되는 와이어전극과, 상기모재와 와이어전극간에 전압을 공급하는 직류전원과 상기모재와 와이어전극간에 용접아아크를 유지하기 위한 역류전류를 공급하는 보조전원과, 상기모재와 와이어전극으로 공급되는 전압을 개폐하는 스위칭회로와 상기모재와 와이어전극간의 전압을 검출하는 전압검출기와, 상기 전압검출기의 검출전압이 상기모재와 와이어전극의 단락상당의 전압치로 된것을 판단하는 제1비교기와 상기 전압검출기의 검출전압이 아아크방전 전압이 된것을 판단하는 제2비교기와 상기 전압검출기의 검출전압을 평균전압에 변환하는 평균전압변환기와, 설정된 평균용접전압과 상기 평균전압변환기로 부터의 신호를 비교하여 제어신호를 출력하는 제4비교기와, 상기 제2, 제4비교기로 부터의 신호에 따른 기준펄스전류파형을 발생시키는 기준펄스파형발생기와 용접전류를 검출하는 용접전류검출기와 상기 용접전류 검출기에 의하여 검출된 전류치와 상기 기준펄스전류를 비교하여 제어신호를 발생하는 제3비교기와 상기 제1, 제3비교기로부터의 신호에 의하여 상기 스위칭회로의 개폐를 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 단락이행 아아크용접기.
2. 제1항에 있어서 상기 모재와 와이어전극간의 아아크 방전전류는 보조전원으로 부터의 백그라운드전류 I_B에 일정한 주기를 가진 직류전원으로 부터의 펄스전류를 중첩한 것으로 하고, 상기 백그라운드 전류 I_B또는 상기 펄스전류의 주기 T, 펄스전류폭 e 그리고 펄스피크전류 I_P중 어느하나 도는 둘이상을 증감하여 기준펄스전류파형을 제어하는 것을 특징으로 하는 단락이행 아아크용접기.

Images