KR880000951B1 - 양극성 단락이행 아아크용접기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

양극성 단락이행 아아크용접기

제1도는 종래의 단락이행 아아크용접기의 회로구성도.

제2도는 그전압, 전류파형 및 용접현상의 개요도.

제3도는 이 발명의 회로구성도.

제4(a)도-제4(b)도, 제5(a)도-제5(d)도및 제6(a)도-제6(d)도는 각각 이 실시예의 i신호의 절환타이밍도, 전압파형도, 전류파형도 및 용접시공결과의 비드단면형상 표시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 오아이어 전극 2 : 모재

3 : 와이어 공급용모터 5, 51 : 직류전원회로

6, 61, 161, 162, 181, 182 : 스위칭 소자

7 : 리액터 8, 81 : 플라이휠 다이오드

9 : 전압검출기 10, 11, 101, 111 : 비교기

13, 131 : 스위치지령회로 14 : 보조전원

15 : 검출기 17 : 극성절환기

그리고 도면중 동일부호는 각각 동일 또는 상당부분을 표시한다.

이 발명은 와이어전극(이하 와이어라고 한다)와 모재간에 단락과 아아크발생을 빈번하게 반복하여 용접하는 단락 이행아아크용접기에 관한 것이다.

종래 이 종류의 아아크용접기로서는 제1도와 같은 것이 있다.

1 : 도면에서 와이어, 2는 피용접물인 모재, 3은 와이어(1)를 모재(2)방향으로 보내기위한 와이어공급용모터, 4는 와이어(1)가 관통하는 토치, 5는 3상 교류를 정류하는 직류전원회로, 6은 직류전원회로(5)의 출력 전압을 ON, OFF하기 위한 트랜지스터등의 스위칭소자, 7은 리액터, 8은 스위칭소자(6)의 OFF직후에 리액터(7)에 축적된 에너지를 환류시키기 위한 플라이휠다이오드, 9는 와이어(1)와 모재(2)간의 전압을 검출 하기위한 전압검출기, 10, 11은 전압검출기(9)에 의하여 검출된 아아크전압과 소정의 전압치를 비교하는 제1, 제2의 비교기, 12는 비교기(11)로 부터의 신호에 지연시간 T를 부여하기위한 타이머, 13은 비교기(10)로 부터의 ON지령 및 타이며(12)로부터의 OFF지령을 입력하여 스위칭소자(6)의 ON, OFF를 지령하기 위한 스위치지령회로, 14는 전압검출기(9)의 동작을 확실하게 하기 위한 보조전원이다.

이어서 이단락이행 아아크용접기의 동작을 설명한다.

먼저 와이어 공급용모터(3)을 구동하여 와이어(1)를 모재(2)방향으로 보낸다.

보조전원(14)에 의하여 미소전압에 와이어(1)와 모재(2)간에 인가되고 있으며, 전압검출기(9)는 와이어(1)와 모재간의 단락을 그 전압변화에 의하여 검출한다.

검출된 전압 V는 비교기(10)에 의하여 와이어(1)와 모재(2)간의 단락 전압에 상당하는 소정의 전압 V_O와 비교되고 V

V_O이면은 스위치지령 회로(13)에서 스위칭소자(6)로 ON신호가 송출되며 스위칭소자(6)은 도통상태가 된다.

또 마찬가지로 검출된 전압 V는 비교기(11)에 의하여 아아크전압으로 간주되는 소정의 전압 Va와 비교되고 V

Va이면은 필요에 따라 소정의 지연시간 T가 경과한후 스위칭지령회로에서 스위칭소자(6)로 OFF신호가 송출되어 스위칭소자(6)는 차단되고 그후은 리액터(70)에 축적된 에너지는 와이어(1), 모재(2), 프라이휠다이오드(8)를 통하여 방출된다.

제2(a)도, 제2(b)도는 용접시의 전류·전압 파형도, 제2도(c)는 와이어(1)와 모재 (2)간의 단락 및 아아크 발생상태를 표시하며 도면과 같이 전류파형은 대략 3각파가 된다.

이 단락이행아아크용접기는 이상과 같이 구성되어 전기적인 극성은 주로 와이어(1)를 양극으로 모재(2)를 음극으로 하는 역극성에 접속하고 있었다.

역극성의 경우 모재(2)로의 입열량이 많으며 특히 박판의 용접시는 모재(2)가 녹아버리는등 입열과대 형상이 나타났었다.

또 와이어(1)를 음극에 모재(2)를 양극으로하는 정극성으로 접속할수도 있지만은 이경우는 와이어(1)의 용융량이 크게되고 비드가 철(

)형이 된다.

또 종래정현파교류를 인가하여 용접하는 방법도 있지만 이것은 용접현상의 단락과 아아크발생의 반복과 인가전압파형의 동기가 잡혀있지 않아 예를들면 용접봉을 피복봉으로 하는등으로하여 아아크재생의 용이화를 기하지 않으면 안되었다.

이 발명은 이상과 같은 결점을 제거하기위한 것으로서 용융량, 덧살(excess metal)량을 모재현상에 맞추고 임의로 광범위하게 변화시킬수 있는 단락이행 아아크용접기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다음은 이 발명의 한실시예를 설명한다.

제3도에서, 51은 3 상교류를 정류하는 직류전원회로, 61은 직류전원회로(51)의 출력전압을 ON, OFF하기 위한 트랜지스터등의 스위칭소자, 71은 리액터, 81은 스위칭소자(61)의 OFF직후에 리액터(71)에 축적된 에너지를 환류시키기위한 플라이휠다이오드, 101, 111은 전압검출기(9)에 의하여 검출된 아아크전압을 소정의 전압치와 비교하는 제3, 4의 비교기, 121은 비교기(111)로부터의 신호에 지연시간 T₁을 부여하기위한 타이머, 131은 비교기(101)로부터의 ON지령 및 타이머(121)로 부터의 OFF지령을 입력하여 스위칭소자(61)의 ON, OFF를 지령하기 위한 스위치 지령회로이다.

또 15는 용접전류를 검출하기 위한 검출기, 161, 162는 각각 직류전원회로(5)(51)로부터의 전류를 ON, OFF하기위한 스위칭소자, 17은 스위칭소자(161)(162)의 어느한쪽을 선택하여 ON으로 하기위한 극성절환기, 181, 182는 아이리스터등의 스위칭소자, 191, 192는 저항이다.

이어서 이 실시예의 동작을 설명한다.

직류전원회로(51), 스위칭회로(61), 리액터(71), 플라이휠다이오드(81), 비교기(101)(111), 타이머(121)스위치지령회로(131)의 동작은 각각 직류전원회로(5), 스위칭회로(6), 리액터(7), 플라이휠다이오드(8), 비교기(10)(11), 타이머(12), 스위칭지령호로(13)와 같다.

비드(bead)형상(용융량, 덧살량등)의 제어를 할때 정극성역극성 비율을 소요비율로 변화시키기위하여 극성절환기(17)를 설치하고 있는데, 정극성 기간에는 제3도중 j로 표시하는 트리거신호가 입력되어 스위칭소자(162)가 도통상태에, 동시에 i로 표시한은 트리거신호는 입력되지 않으며 스위칭소자(161)는 차단상태가 된다.

역극성의 기간에는 이것과 완전히 역현상이 생겨 스위칭소자(161)가 도통상태에, 스위칭소자(162)가 차단 상태가 되나.

정극성과 역극성이 절환하는 경우 리액터(7)또는 (71)에 전류가 전류하고 있는 경우에 생기는 서지(surge)전압의 흡수를 위하여 스위칭소자(181)의 게이트단자에는 J신호를 또 스위칭소자(182)의 게이트단자에는 i신호를 인가한다.

정극성에서 역극성으로 전환하는 경우에는 스위칭소자(182)가 도통상태가 되고 리액터(7)에 남아있던 에너지가 저항(192)에서 소비되고, 역극성에서 역극성으로 전환된 경우에는 스위칭소자(181)가 도통상태가 되고 리액터(7)에 남아 있던 에너지는 저항(191)에서 소비된다.

정극성의 경우는 모재로의 입열량이 적고 한편 덧살량이 많다.

또 역극성의 경우는 모재로의 입열량이 많고 덧살양이 적기 때문에 모재의 판두께, 형상, 갭간격에 의하여 소요되는 비드형상을 얻기위하여는 제4(a)도, 제5(a)도, 제6(a)도에 각각 표시한 바와 같이 극성절환기(17)에 의하여 적의 i신호를 ON, OFF하며(j신호의 ON, OFF는 i신호와 정반대가 된다), 용접기간 내에서의 정극성, 역극성의 비유을 임의로 변화시키면은 되며 이때의 전압파형(모재전위를 0으로 한다)는 각도(b)에, 전류파형(역극성의 경우를 정으로한다)는 각도(c)와 같은 파형이되고 이때의 비드단면형상은 제4(c)도, 제5(c)도, 제6(c)도에 각각 표시한 바와같이 역극성의 가까운것으로 부터 정극성에 가까운 것까지 변환시킬 수가 있다.

정·양극성 공히 펄스전류의 리딩에지와 와이어, 모재간의 단락은 동기하고 있으며 단락에서 아아크재생까지는 단시간에 원활하게 이루어진다.

펄스전류파형을 다음단락시 까지에 확실히 0으로 복귀하도록 설정해두고 검출기(15)에 의하여 용접전류가 0이 된것을 검지하여 반드시 그후에 극성 절환기(17)를 동작시키도록 하면은 스위칭소자(161)(162)는 대전류를 직접 OFF할 필요가 없어지며 다이리스터(181)(182), 저항(191)(192)과 같은 서지전압억제용 회로는 불필요하게 된다.

이와같이 용접기간내에서 정극성, 역극성의 비율은 용접 모재의 형상, 구조등에 의하여 용접자가 미리 설정한다.

예를 들면 모재의 용융량을 크게할 용접이 필요한 경우는 역극성의 비율을 많게하고 또 반대로 덧살을 요구하는 용접비트의 경우는 정극성 비율을 크게하면 된다.

이상과 같이 이 발명은 와이어전극과 모재간의 전압을 검출하는 전압검출기와 이 검출기의 검출전압이 단락시의 전압치로 된때부터 아아크방전시의 전압으로된 소정시간후까지의 사이에 상기 와이어전극과 모재간에 직류전압을 인가하여 통전하도록 구성한 것에 있어서, 상기 와이어전극과 모재간에 인가하는 직규전압의 극성을 소정의 비율로 역극성으로서 인가하는 극성절환기구를 구비하여 와이어(1)와 모재(2)의 단락에 동기하여 펄스전류를 발생시키며 또한 정극성 역극성의 비율을 임의의 비율로 변화시킬수가 있도록 구성하였으며 모재의 판두께, 형상등에 의하여 소요되는 비드형상을 안정적으로 얻을수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 모재로 향하여 공급되는 와이어전극과, 상기모재와 와이어전극간에 전압을 공급하는 직류전원고, 상기 모재와 와이어전극간에 용접아아크를 유지하기 위한 직류전류를 공급하는 보조전원과, 상기 모재와 와이어전극으로 공급되는 전압을 개폐하는 스위칭회로와, 상기모재와 와이어전극간의 전압을 검출하는 전압검출기와, 상기 전압검출기의 검출전압이 상기 모재와 와이어 전극의 단락상당의 전압치가 된것을 판단하는 제1비교기와, 상기 전압 검출기의 검출전압이 아아크방전전압이 된 것을 판단하는 제2비교기와, 상기 제1비교기로부터의 신호에 의하여 상기 스위칭회로를 폐동작시켜 상기 제2비교기로부터의 신호 또는 이신호를 소정시간 지연시킨 신호에 의하여 상기 스위칭회로를 개동작시키는 상기 스위칭회로의 제어수단고, 상기 와이어전극과 모재간에 인가하는 상기 직규전원으로 부터의 직류전압극성을 서정비율로 역극성으로 인가하는 극성절환기구를 구비한 것을 특징으로 하는 양극성 단락이행아아크용접기.
2. 제1항에 있어서, 극성절환기구는 와이어전극의 모재에 대하여 정 또는 부로되는 비율을 상기 와이어전극의 용융량 또는 용접비드이 덧살량에 따라 제어 하는 수단을 된 것을 특징으로하는 양극성 단락이행아아크용접기.

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