KR900001671B1 - 반자동 열선 tig 용접장치 - Google Patents

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KR900001671B1
KR900001671B1 KR1019860000886A KR860000886A KR900001671B1 KR 900001671 B1 KR900001671 B1 KR 900001671B1 KR 1019860000886 A KR1019860000886 A KR 1019860000886A KR 860000886 A KR860000886 A KR 860000886A KR 900001671 B1 KR900001671 B1 KR 900001671B1
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가쯔요시 호리
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미하루 시노미야
미하루 하후리
에이지 와다나베
가즈끼 구사노
도시아끼 다구와
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바브콕크 히다찌 가부시기가이샤
요꼬다 이찌로오
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Abstract

내용 없음.

Description

반자동 열선 TIG 용접장치
제1도는 일반적으로 사용하고 있는 열선 TIG 용접장치의 기기구성을 설명하는 도면.
제2도는 종래의 반자동 TIG 용접용 토오치의 사용상태를 나타낸 설명도.
제3도는 본 발명의 반자동 TIG 용접장치의 기기구성을 나타낸 설명도.
제4도는 본 발명에서 사용하는 용접용전원의 출력전류의 설명도.
제5도는 본 발명의 TIG 아아크 용접의 제어계통을 설명하는 블록도.
제6도는 와이어가열전력과 와이어용융속도와의 관계의 한예를 나타낸 도면.
제7도는 와이어의 신장과 와이어의 전기 저항 값과의 관계를 나타낸 도면.
제8도는 본 발명에 있어서의 와이어의 신장에 따라서 와이어 송급속도를 제어하기 위한 도면.
제9도는 음성지령에 의하여 본 발명장치를 운전하는 경우의 기기동작을 설명하는 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 텅스텐전극 2 : 모재
3 : 아아크전원 4 : 아아크
5 : 첨가와이어(filler wire) 6,16 : 와이어 송급장치
7 : 전선관 11 : 로오치 본체
12 : 용융지(molten pool) 14 : 토오치(torch)
e : 신장(extension) 15 : 열선(hot wire) : 스위칭 TIG 용접전원
17 : 아아크토오치 18 : 와이어 송급 토오치
22 : 응석인식 제어장치 23 : 용접조건제어장치
본 발명은 TIG(Tungsten Inert Gas) 아아크용접장치에 관한 것으로, 특히 반자동 열선 TIG 아아크용접을 함에 가장 적합한 용접장치에 관한 것이다. 제1도는 종래 기술에 의한 자동 TIG 용접의 한예를 나타낸 도면으로서, 첨가와이어를 통전 가열하면서 공급하는 열선 TIG 용접장치의 구성을 나타낸 것이다. 텅스텐전극(1)과 모재(2) 에 직류 용접용의 아아크전원(3)을 접속하여, 아르곤시일드가스속에서 텅스텐전극(1)을 음극으로 하여 아아크(4)를 형성한다. 첨가와이어(5)는 와이어 송급장치(6)에서 전선관(7) 및 그것과 연결된 콘택트 핍(contact tip)(8)등으로 된 와이어가이드(9)를 통하여 아아크 발생부에 안내되어서 모재(2)와 접촉한다. 이런 경우, 콘택트 팁(8)과 모재(2) 사이에 와이어전원(10)을 접속하여, 직류 혹은 교류전류를 첨가와이어(5)에 흘러서 주울열을 발생시켜, 그에따라 첨가와이어(5)의 용융속도를 높이고 있다.
그런데, 통상의 수동(manual)TIG 용접에서 용착금속을 필요로 하는 경우에는 용접용)(예컨더 직경 2mm, 길이 600mm)을 왼손에 잡고, 오른손에 TIG 아아크 토오치를 잡고서 용착시킬 금속을 손으로 공급하면서 용접하였다. 한편, 자동 TIG용접의 경우에는 모우터를 사용하여 와이어를 자동송급하는 와이어 송급장치에 의하여 첨가금속의 공급을 하지만, 이 와이어의 가이드 및 TIG 아아크토오치는 모두 스탠드등으로 고정적으로 지지하여 그것을 용접대차(Welding carriage)에 탑재하는 등의 작업에 의하여 용접을 실시하여 왔다.
이 양자의 중간을 행하는 것으로 반자동 TIG용접이 잘 알려져 있다. 제2도는 시판의 반자동 TIG 용접토오치를 나타낸 것이다. 이것은 손잡이용의 TIG 토오치본체(11)에 와이어가이드(9)를 반고정적으로 장치한 것으로서, 첨가와이어(5)는 와이어 송급장치에 의하여 속도로 자동송급하게 된다. 첨가와이어(5)는 선단은 아아크(4)에 의하여 형성된 용융지(molten pool)(12)속의 빠른 위치에 공급하는 필요가 있으므로, 토오치본체(11)에는 와이어 첨가위치를 미조정하기 위한 조절기(adjuster)(13)가 마련되어 있다.
작업인은 이와 같은 토오치(14)를 오른손에 잡고, 토오치위치를 조정하면서 왼쪽손으로 와이어 송급장치의 원격제어박스의 손잡이를 조작하여 와이어송급속도를 조정하였다. 와이어(5)에 통전으로 가열하지 않고, 송급하는 냉선(cold wire)법의 경우에는 통상용접 진행방향쪽으로부터 첨가와이어(5)를 송급하여, 첨가와이어(5)를 통전으로 가열하는 열선법에서는 용접진행방향에 대하여 후방으로부터 첨가와이어(5)를 송급하는 것이 실시되고 있다.
그런데, 제2도에 나타낸 용접방법에 있어서, 용접속에 용접진행방향을 바꾸려할때에는 와이어 첨가위치도 바꿀필요가 있다. 이것은 왼손으로 조절기(13)를 조정하여 첨가와이어(5)의 첨가위치를 조정할수 있으면 좋으나, 미묘한 아아크 길이의 제어도 필요한 TIG 아아크(4)에 대하여, 동시에 그 조작을실행하는 것은 매우 어려운 기술이며, 결국 용접하는 동안에 조절기(13)를 사용하는 것은 불가능하며, 용접토오치(14)전체의 방향을 바꾸어서 용접진행방향을 바꾸도록 토오치조작을 하지 않을 수 없었다. 또, 제2도의 토오치(14)를 사용하여 적정한 용접상태를 얻기위하여는 첨가와이어(5)의 선단이 용융지(12)에 들어가는 위치를 가장 적당한 위치로 확보할 필요가 있으나 토오치(14)가 모재(12)와 이루는 각도가 바뀌면 첨가와이어(5)의 선단이 용융지(12)에 들어가는 위치가 상당히 변화하기 때문에 결국 토오치(14)의 보유각도는 일정하게 유지한 그대로 하지 않으면 아니되었다. 이와같이 TIG 토오치본체(11)에 와이어가이드(9)를 고정한 반자동 TIG 용접에 있어서는, 결국 토오치(14)의 움직임이 제약되어 용접조작의 자유롭게 현저히 손감하는 것으로 되어있다.
그래서 와이어 가이드(9)를 TIG 토오치본체(11)에서 절단하여, TIG 토오치본체(11)를 오른손에 잡고, 왼손에 와이어가이드(9)를 잡고서 용접하려하면 양손이 이미막혀있기 때문에 첨가와이어(5)의 송급속도의 조정이나 아아크전류조정등의 원격조작을 할수 없다고 하는 문제가 생긴다.
이와 같은 이유에 의하여 실제에는 제2도에 나타낸 바와같이 토오치(14)가 본체와 와이어가이드(9)가 일체로 구성되어 한손으로 잡는 토오치(14)가 사용되고 있다고는 하지만 전술한 바와같이 토오치(14)를 조작하기가 그다지 좋지 않기 때문에 반자동 TIG용접은 수요가 많음에도 불구하고, 결과적으로는 널리 채용되기에 이르지 못하였다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점에 비추어 와이어가 자동송급되는 TIG 용접에 있어서, 한쪽 손으로 와이어의 송급가이드를 잡고, 다른편 손으로 TIG아아크 토오치를 잡고서 용이하게 용접할 수 있도록 한 TIG용접장치를 제공함에 있다.
본 발명에 의하면 한쪽 손으로 첨가와이어 송급용 토오치를 잡고, 다른편 손에 TIG 아아크용 토오치를 잡고서 조작하므로, 아아크 와이어를 삽입하는 위치는 자유로히 조정할수 있다. 또 양손은 잡혀있으나 음성으로 지령함에 따라 용접중에도 용접아아크 전류나 와이어 송급속도등 용접조건의 조정을 용이하게 할수 있다. 또, 용접공이 신장을 변화시킴에 의하여도 와이어 송급속도를 즉흥적으로 바꿀수 있으므로, 바로 용접봉을 갖고 수동 TIG 용접하는 것과 마찬가지 느낌으로 용접할수 있다. 다음에 도면에 도면에 따라 본 실시예를 상세히 설명한다. 제3도는 본 발명에 관한 반자동 TIG 용접을 함에 적합한 열선스위칭 TIG 전원을 사용하여 실시한 기기구성을 나타낸 것이다. 제3도에 있어서 수동용의 TIG 아아크 토오치(17), 수동용의 와이어 송급 토오치(18) 및 모재(2)는 각기 열선스위칭 용접전원(15)에 연결되었으며, TIG 아아크 및 와이어가열용의 전류를 공급한다. 와이어송급 토오치(18)에는 와이어 송급장치(16)에서 와이어를 공급하도록 되어있다. 전원(15)내에는 용접조건 제어장치 (23)가 내장되어 있으며, 이 제어장치(23)는 와이어 송급장치 (16) 및 음성인식제어장치(22)에 각기 전기적으로 접속되어 있다.
용접공의 착용하는 헬멧(19)에는 전기적으로 진하게 또는 엷어지는 액정을 사용하였다. 아아크 차광용 필터(20)와 마이크로폰(21)을 지녔으며, 마이크로폰(21)은 헬멧내의 용접공의 입 가까이 배설되었다. 용접공의 음성은 마이크로폰(21)으로 검출되고, 음성인식장치로 된 제어장치(22)에 전달되며 음성지령에 대응한 명령신호가 형성되어서 용접전원(15)내의 용접조건제어장치(23)에 전달된다. 이와같이하여 아아크(4)와 첨가와이어(5)의 위치를 양손으로 자유로이 조정하면서 용접하려하면 보통의 열선 TIG용접의 경우에는 첨가와이어(5)에 흐르는 와이어 가열전류에 의하여 아아크 (4)는 자기쏠림(magnetic arc blow)이 생기므로, TIG 아아크 토오치 (17)의 텅스텐전극과 첨가와이어(5)와의 위치관계가 자유로이 변화하여, 이 때문에 자기쏠림의 상황도 정하여지지 않아서, 안정한 용접결과를 기대할수 없다고 하는 문제가 발생하였다.
본 실시예에서는 열선 TIG 용접용 전원으로서 열선스위칭 TIG용접지원을 사용하여, 이 문제를 해결하고 있다. 제4도는 열선스위칭 TIG용접범위 원리를 설명하는 것이다. 열선스위칭 TIG용접법에서는 펄스 아아크를 사용하고 있으며, 제4도에 나타낸 바와같이 아아크의 피이크(peak)전류기간(Tρ)에는 와이어전류는 흐르지 않으며, 아아크 전류를 대단히 낮게한 베이스(base) 전류기간(tb)동안에 소정시간(tｗ)와이어 전류를 통전하는 것이다.
이와같이하면 아아크 전류가 대단히 낮아져 모재용융에는 거의 기여하지 않는 베이스기간(Tb)에서는 자기 쏠림이 생긴다고 하지만 모재의 용융의 거의 대부분을 맏을 아아크의 피이크 전류기간(Tp)동안에는 와이어 전류가 흐르지 않으므로 자기쏠림이 발생하지 않게 된다.
이와 같은 방법에 따라, 열선 TIG 용접에서 대단히 문제로 되어있었던 아아크의 자기쏠림은 실질적으로 없게되어 따라서, 아아크 길이를 길게하여 와이어전류를 높게하여도 또 와이어 삽입위치나 각도를 변화시켜도 통상의 냉선의 경우와 거의 마찬가지로 열선 TIG 용접을 할수 있다. 그런데, 첨가와이어(5)가 정하여진 일정한 속도로 자동송급되는 반자동용접에서는 실제로 와이어를 용융하는 속도와 와이어가 송급되어오는 속도와의 균형을 취하는 것이 어느정도 어렵다.
예를들면, 와이어 송급속도가 용융속도보다 조금 빠른 경우에는 첨가와이어(5)가 뻗치는 형태로 되어서 점차로 와이어 송급 토오치(18)의 선단부의 와이어 통전용 콘텍트 팁(8) 과 모재 사이의 거리, 즉 신장(e)이 커져버려서 정상의 용접을 할수 없게 된다.
반대로, 와이어 송급속도가 용융속도보다 조금 지연될 경우에는 와이어가 모재로부터 멀어지는 상태가 많지만, 와이어 선단이 모재로부터 멀어지면 와이어 선단이 아아크에 의하여 녹아져서 커다란 용융방울을 형성하므로, 정상적인 용접을 할수 없게 된다.
또, 열선 TIG법에 있어서는 신장(e)을 일정하게 유지하여 와이어 송급속도에 대응한 와이어인가전압 혹은 와이어전류가 되도록 제어하는 것이 통상이다. 그러나, 와이어 송급 토오치(18)를 손으로 지지하고 있으므로 신장(e)을 일정하게 유지하는 것은 곤란하며, 신장을 바꾸면 와이어송급속도와 인가전력과의 균형이 깨져서 역시 용접이 어렵게 된다. 이 문제는 신장과는 관계없이 항상 와이어 송급속도에 대응한 와이어 가열전력을 공급하도록 와이어전류를 제어함에 따라 해결할수 있다.
제5도는 열선스위칭 TIG 용접전원(15)에 삽입한 용접조건제어장치(23)의 작동공정의 일부를 나타낸 순서도이다. 용접공은 입력신호가 용접공의 손가까이에 있는 음성인식제어장치(22)하고 연결되어 있는 아아크 전류지정회로(d)에서, 아아크의 피이크전류 Ip와 피이크전류기간 Tp, 베이스전류Ib와 베이스 전류기간 Tb를 희망하는 값에 설정한다. 또, 입력신호가 음성인식 제어장치(22)하고 연결되어 있는 기준 와이어송급 속도지정회로(0)에서 기준와이어 송급속도를 희망하는 값에 설정한다. 그리고, 또 입력신호가 음성인식제어장치(22)하고 연결되어 있는 전력계수지정회로(b)에 전력계수를 대상용접물에 맞춘 임의의 값에 설정한다. 이와같이 설정한 다음에 용접조작을 개시한다. 그런데, 아아크가 없는 상태에서 와이어를 통전 가열하였을때의 와이어가열전력과 와이어 용융속도와의 관계는 대략 직선관계에 있다는 것이 실험적으로 확인되었다.
제6도는 직경이 1.2mm인 연강선(mild steel wire)인 경우이지만, 재질이 바뀌어도 비례계수가 달라질뿐 이므로 역시 직선관계는 유지된다. 실제의 용접시에는 아아크 플러스타와의 접촉등에 따라 상당한 열량이 와이어에 전달되고 있다. 이러한 열량은 와이어의 삽입위치나 삽입각도에 의하여도 따르지만, 그와 같은 것들이 일정한 경우에는 대체로 그 아아크전류에 비례하는 것으로 간주되어, 실제의 와이어송급속도 및 아아크전류를 검출하고 다음식으로 필요한 와이어 가열전력을 결정하도록 하였다.
p=20×K×V-I am
여기서 p는 w로 나타낸 와이어가열을 위한 인가전력, K는 변할수 있는 전력 계수로서 직경 1.2mm의 연강선일 때 대략1에 가까운 값으로 되는 것, V는 g/min으로 나타낸 와이어의 송급속도, 그리고, Iam은 A로 나타낸 평균 아아크 전류이다. 와이어 송급장치(16)중에 설치된 와이어 속도계에서의 신호를 받아서 용접조건 제어장치(23)내의 와이어 송급 검출회로(a)에서의 신호는 전력계수지정회로(b)에 입력하고, 전력계수에 상당하는 비례계수 K와의 곱한값을 와이어가열 전력 결정회로(f)에 출력한다.
한편 평균아아크 전류 검출회로(e)는 아아크전류지정회로(d)에서의 신호를 받아서 전원으로부터 출력된 실제의 아아크전원을 검출하여서 평균아아크 전류Iam에 비례한 전압신호를 형성하여 와이어 가열전력 결정회로(f)에 출력한다. 와이어가열결정회로(f)는 전력계수 지정회로(b)에서의 입력신호와 평균 아아크전류검출회로(e)에서의 입력신호를 받아서 그차를 얻는다.
이와같이 하여 p=20×K×V-Iam의연산을 행하고, 와이어용접에 필요한 와이어가열 전력에 비례한 전압신호를 와이어통전시간 결정회로(g)에 출력한다. 이와같이하여 와이어통전(h)이 실행되지만, 실제의 와이어전류검출회로(i)에서, 또 와이어신장(e)간의 와이어전압을 와이어전압검출회로(j)에서 검출하여서 와이어 가열전력 검출회로(c)에 신호를 보내서, 거기서 그들의 곱한값을 구하여 실제의 와이어 가열전력에 비례한 전압신호를 구하여, 와이어 통전시간 결정회로(g)에 출력한다. 와이어통전결정회로(g)는 이 신호와 먼저의 와이어가열전력결정회로(f)에서의 신호와의 차를 구하여서 와이어통전시간을 피이드백제어한다. 이와같이 하여서, 실제의 와이어송급속도, 실제의 평균아아크전류와 실제의 가열전력과의 관계가 항상 일정하게 유지되게 제어하여 있다.
이와같이하여 항상 와이어 송급 속도에 대응한 가열전력을 공급하도록 하고 있으므로 신장이 변화하여도 와이어 용융상태는 항상 적합한 상태를 유지하도록 되어있다. 다음에, 양손반자동 TIG용접중에, 와이어 속도를 최초에 설정한 값으로부터 변화할 경우가 누차생긴다. 이 경우에는, 다음과 같이 와이어의 신장과와이어 송급속도와의 사이에 대응관계를 가지는 것으로 해결된다. 이 통전가열중의 열선의 저항값과 신장과의 사이에는 와이어 송급속도, 와이어전류의 피이크값, 펄스주기등하고는 관계없으며, 제7도에서는 보는 바와같이 양대수 방안지상에 폭이 넓은 범위에서 대략 직선적인 관계가 성립한다는 것이 실험적으로 확인되었다.
제7도는 직경 1.2mm의 연강선을 사용하였을때의 실험결과이다. 실제로 양손 반자동 TIG용접을 하고 보면 신장e는 10mmm에서 100mm까지의 범위에서 용이하게 용접작업을 할 수 있으며, 특히 20mm~30mm로 하여 작업하는 것이 가장하기 쉽다.
그래서 제8도에서 보는 바와같이 신장이 20mm~30mm의 범위에 있을때에는 기준송급속도로 하고, 신장이 10mm이하인때는 기준 송급속도의 200%, 신장이 50mm이상인때는 와이어 송급속도를 0 즉 정지하도록 정하여, 그밖의 구간에서는 그것들 사이를 직선으로 연결한 형의 꺽어진 선관계를 형성하고 신장에 대응하여 와이어 송급속도가 변화하도록 하였다. 실제에는 열선 TIG용접하여 있을때에 와이어전류 파형검출회로(i) 및 와이어전압검출회로(j)에서의 신장부의 저항치를 구하고, 그 신호를 신장변화에 의한 와이어송급속도조정회로(n)에 보낸다.
신장변화에 의한 와이어송급속도조정회로(n)에서는 기준와이어송급속도지정회로(0)에서의 신호를 기준으로 하여서, 제8도의 대응관계를 가진 전압신호를 와이어송급속도지시출력(1)에 보낼수 있게 구성되어 있다.
한편 와이어전압파형검출회로(J)의 신호는 비접촉상태검출회로(m)에서는 와이어모재에 접촉하고 있을시에는 통상의 와이어전압을 표시하고, 와이어모재에서 떨어져 있을시에는 높은 무부하전압을 표시한다고하는 와이어단자전압의 변화로부터 떨어질것인가 어떤지 판별하여서, 와이어 송급속도 지시출력회로(I)에 판별신호를 보내고 있다. 와이어송급속도지시출력회로(I)는 그 신호를 받아서 와이어가 모재로부터 떨어질시에는 와이어송급을 정지하고, 와이어가 모재에 접촉하고 있을때에는 신장변화에 의하여 와이어송급속도조정회로(n)의 출력에 대응하는 와이어송급속도지시신호를 와이어 송급장치(16)에 보내서 와이어를 송급한다. 그러나, 이와같이하면, 손이 떨리거나, 와이어 가열이 지나쳐 와이어(5)의 선단이 가끔 용융지(12)로부터 순간적으로 떨어질 경우에도 생기지만, 이와 같은 경우에는 와이어 송급속도지시출력회로(I)에서, 와이어가 모재로부터 1초간은 그 직선의 와이어송급속도에서 와이어송급을 계속할수 있게하고, 또한 1 초이상 떨어진 채로 있을 경우에는 와이어의 송급을 정지하는 신호가 나가는 것으로 해석하여 와이어송급을 정지할수 있게 회로가 구성되어있다. 이 회로의 움직임에 따라 와이어를 모재에 접촉되면 와이어송급을 개시하고 와이어가 계속 떨어지면, 와이어송급을 정지하므로 용접공을 와이어송급개시, 정지의 조작을 스위치 조작없이 실행할수가있다. 이와같이 와이어송급개시, 정지 및 최정적인 와이어송급속도를 결정, 와이어 송급장치(16)를 구동할수있게 구성되어 있다. 제9도는 제3도의 장치가 음성지령에 의하여 작동하는 순서를 나타내는 순서도이다. 다음에 그순서도에 따라서 제3도의 장치의 동작을 설명한다.
먼저 용접공은 용접개시전에 아아크전류 및 와이어송급속도등의 기준 용접조건을 대상 용접물에 적당한 값이 되도록 용접전원(15)내에 있는 용접조건 제어장치(23)로 용접조건을 설정하여 둔다. 다음에 , 용접공은 용접헬멧(19)을 쓰고 TIG 아아크토오치(17)를 오른손에 잡으며, 왼손에 와이어 송급 토오치(18)를 잡아서 아아크 사타아트할수 있는 태세에 들어간다. 이때, 차광필터(20)는 밝은대로 있어서 아아크 스타아트해야할 장소는용이하게 보이도록 되어있다.
그래서 용접공은 「스타아트(Start)」라고 발생하면 제어장치(22)내의 음성인시장치가 기능하여 용접헬멧(19)의 차광필터(20)가 진하게 되도록 액정에 전압신호를 보낸다. 그리고, 충분히 진하게되는 만큼의 시간이 경과한 다음에 제어장치(22)로부터 아아크스타아트 지령신호가 용접전원(15)내의 용접조건 제어장치(23)에 보내어진다. 용접전원(15)은 그 지령을 받아서 통상 실시하고 있는 것과 마찬가지로 아아크 스타아트용의 고주파고전압을 발생함과 동시에 아아크전압을 인가하여 아아크를 형성한다. 이때의 아아크 전류는 사전에 결정하여둔 스타아트 전류값으로 된다.
다음에 용접공이「메인(main)」이라고 발성하면 먼저 설명한 바와같이 용성인식장치가 가능하여 아아크 전류는 본격적으로 용전작업을 하기 위한 주아아크 전류값으로 치환된다. 모재(2)의 용융이 진행하여 용융지(12)가 형성되면, 와이어 송급토오치(18)를 가깝게 하여 첨가와이어(5)의 선단을 용융지(12)의 속에 삽입한다. 이때 첨가와이어(5)와 모재(2)사이가 단락(short)상태로 되는 것을 용접조건 제어장치(23)가 검지하여 와이어송급을 하도록 지령신호를 발신하게 되어, 사전에 설정하여둔 기준송급속도로 와이어송급을 개시하게 된다. 이와같이하여 용적을 진행하게 되는데, 용접하는 동안에 용접공이 아아크전류를 놓게하고 싶을 경우에는 「예(yes)」라고 발성하면 제어장치 (22)로부터 용접전원(15)의 용접조건 제어장치(23)에 지령신호를 보내게 되어 아아크전류가 서서히 높아져간다.
그리고 용접공이 희망하는 값으로 되었을때에 「오케이(OK)」라고 발성하면, 그 다음에는 아아크전류값으로 보전된다. 마찬가지로 하여 아아크 전류를 낮게하고 싶을때에는 「로우(low)」, 기준와이어송급속도를 빨리하고 싶을때에는 퀵(quick), 높게하고싶을때에는 슬로오(slow), 어느것이나 각기 희망하는 값으로 되었을때에는 오케이 라고 발성하여그와같은 변화를 정지시켜 그때의 값을 보전토록 한다. 이와같이하여 아아크전류, 와이어 송급속도 및 전류계수등의 용접조건이 조정된다. 그리고 와이어 송급 토오치(18)를 움직여서 첨가와이어(5)가 모재(2)로부터 1초이상 떨어지면 그것을 감지한 용접조건제어장치(23)는 와이어 송급장치(16)에 와이어 송급정지신호를 보내서 와이어 송급이 정지한다.
최후에 용접공이 크레이터(crater)라고 발성하면, 통상의 용접의 경우와 마찬가지로 크레이터 처리용의 아아크전류로 되어, 스톱의 소리로 아아크가 소멸하며, 그와 동시에 차광필터(20)가 밝아져서 용접조작이 끝난다. 이와같이하여, 용접공은 양손에 아아크 토오치(17) 및 와이어 송급 토오치(18)를 잡은 상태에서 자유로히 용접조건을 조정할수 있도록 되었다. 본 실시예에서는 자기쏠링의 영향을 받지않는 열선용접용 전원으로서 열선스위칭 TIG 요접전원을 사용하였으나 이에 국한하는 것은 아니며 다른 종류의 전원, 예컨대 펄스전류를 사용하여 와이어 가열을 하는 전원등이 있어도 좋다.
여기에서 사용하는 용성인식장치는 개인사이의 발음의 차를 초월한 형태로 가능하도록 노력은 하고 있지만, 현재의 상황에서는 각 용접공의 발음의 사투리문제는 완전히 해결되어 있지 않으며, 기본적으로는 그 용접장치를 사용하는 용접공이 바뀌었을때에는 용성인식장치에 여러사람의 음성을 바르게 고도하여 운용하는 바람직하다. 또, 용접작업의 실시할 수 있는 장소는 가끔 소음이 높은 환경하에 있으나 헬멧내의 용접의 입가 근처에 둠에 따라 잘못된 동작을 방지할수 있다.
아아크를 보기 위하여 자동적으로 필터의 온도를 바꾸는 자동차광장치로서는 액정을 사용한 것으로 한정하는 것은 아니며, 기계적으로 필터를 개폐하는 자동차광장치로 바꾸어 놓을수도 있다. 여기에 상세히 설명한 실시예의 경우에서는 기준와이어 송급속도를 유지하는 신장구간을 마련하였으므로, 용접공은 본의 아니게 다소 손이 움직여도 기준와이어 송급속도를 유지할수 있도록 되어있다. 또 신장을 짧게하면 빠르고, 길게하면 높게 와이어가 송급되므로 음성지령에 의한 제어에 의하지 않고서도 바로 용접봉을 잡고 수동 TIG 용접하고 있는 것과 같은 감각으로 조작할 수 있다. 이 신장변화에 의한 와이어 송급속도조정은 음성지령에 의한 경우보다도 응답을 빨리할수 있으므로 국부적으로 용착량을 증감하는 것이 용이하며, 용접작업성을 현저히 높일 수 있다.
그러나, 와이어의 송급속도가 비교적 높을때등 와이어 선단이 모재로부터 본의 아니게 멀어지기 쉬워지므로 상술한 것과는 반대로 제어하는 편이 좋을 경우도 있다. 즉, 신장을 길게하였을때에는 와이어 송급속도를 빠르게 신장을 짧게하였을때에는 늦어지도록 한다. 이에 따라 와이어 선단이 모재로부터 본의 아니게 멀어지는 기회가 보다 적어지도록 할 수 있다.
본 실시예에서는 와이어 단자전압을 와이어전류로 나누어 일단 신장부의 저항을 구하여 와이어송급속도를 조정하도록 구성하였으나, 필수전류로 된 와이어전류의 피이크값을 일정하게 한다거나 또는 와이어전류의 일부분은 일정하게 하여 기기에서의 와이어 단자전압을 검출하여 와이어 송급속도와 대응하게 하여도 좋다. TIG용접은 결합의 성질이 고품질로서 어떠한 자세(welding position)의 용접작업에도 적용할 수 있는 성질을 지니고 있기 때문에 적용할수 있는 분야가 대단히 넓은 용접방법이다.
그러나, 용접봉을 지니고 용착금속을 형성하는 수동 TIG용접은 작업능률이 대단히 낮았었다. 또, 와이어통전을 하지 않은 이른바 냉선 혹은 와이어 통전을 하는 열선을 사용하여 한손으로 토오치를 조작하는 종래의 반자동 TIG용접법은 토오치의 조작성이 극히 나빠서 결국은 그다지 실용되어 있지 않았다.
본 발명에 의하여 비로소 반자동열선 TIG 용접이 대단히 조작성 및 작업성이 좋으며, 즉 종래의 용접봉을 잡고 수동TIG 용접하는 것과 마찬가지 감각으로 용이하게 할수 있게되고, 또 작업능률이라는 점에서도 해결 되었으므로 새로이 TIG 용접이 실제에 적용할수 있는 분야가 현저히 확대되는 등 본 발명은 공업상 커다란 효과를 발휘하는 것이다.

Claims (9)

  1. 손잡이의 TIG 아아크 토오치(17)와 손잡이의 첨가와이어 송급용 토오치와 TIG아아크 토오치(17), 와이어 송급용 토오치(18) 및 모재(2)에 각기 통전하기 위한 열선스위칭전원과 와이어 송급용 토오치(18)에 와이어를 임의의 속도로 공급하는 첨가와이어 송급장치와 와이어 송급속도에 대응한 와이어가열전력이 되도록 와이어 가열 전력을 제어하는 용접조건 제어장치(23)와 용접공의 음성지령을 인식하여 용접조건을 설정하여 용접조건제어장치(23)가 전달하는 음성인식 제어장치(22)를 지닌 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG용접장치.
  2. 제1항에 있어서, 전원은 펄스아아크전원으로하고, 아아크(4)의 베이스전류기간에만 와이어를 통전하도록 한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG 용접장치.
  3. 제1항에 있어서,와이어 가열전력을 식p=20×K×V-I am (여기에서 P는 와이어가열을 위한 인가전력(W),K는 비례정수, V는 와이어의 송급속도 I am은 평균 아아크전류(A)으로부터 구하고, 실제에 검출한 와이어 전류파형 및 와이어 전압파형의 적으로서 구한 와이어 가열전력의 시간적인 평균치와 비교하여 와이어인가 전력을 피이드 백 제어하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG 용접장치.
  4. 제 1항에 있어서, 와이어의 신장의 길이를 신장부에 있어서의 와이어의 저항값으로부터 구하고, 이 신장의 길이에 대응하여 와이어 송급속도를 제어하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG용접장치.
  5. 제1항에 있어서, 와이어의 신장이 일정한구간에 있을때는 일정한 기준와이어 송급속도가 되도록 하고, 그 구간으로부터 신장이이 변화한 곳에서는 그 신장의 변화의 크기에 따라서 와이어의 송급속도를 바꾸는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG 용접장치.
  6. 제5항에 있어서 소정의 신장 구간보다도 신장이 짧은 곳에서는 와이어 송급속도를 빠르게 전술한 구간보다 신장이 큰 곳에서는 와이어 송급속도를 높게하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG 용접장치.
  7. 제5항에 있어서, 소정의 신장 구간보다도 신장이 짧은 곳에서는 와이어 송급속도를 느리게 전술한 구간보다 신장이 큰 곳에서는 와이어 송급속도를 빠르게하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG 용접장치.
  8. 제1항에 있어서, 와이어가 모재(2)로부터 멀어진 것을 와이어의 전압파형으로부터 감지하여 적어도 1초동안은 그 직전의 와이어 송급속도를 유지하도록 하고, 또 1초 이상 멀어진 상태의 경우에는 와이어의 송급을 정지하도록 제어하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG 용접장치.
  9. 제1항에 있어서, 펄스전류로 된 와이어 전류의 피이크 값 또는 와이어전류의 일부분을 일정하게 하고 기기에서의 와이어 단자 전압을 감지하여, 이 와이어 전자전압을 와이어 송급속도와 대응시켜 이 와이어 단자전압에 의하여 송급속도를 제어하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반자동 열선 TIG 용접장치.
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