《첨단과학기술분야에서 세계적경쟁력을 가진 기술들을 개발하기 위한 투쟁을 힘있게 벌려야 합니다.》
현실에서는 여러 제작공정들에서 필수적인 용접작업의 작업효률을 더욱 높일수 있는 고속용접을 요구하고있다. 그러나 용접속도가 높아지면 공정의 안정성이 낮아지고 제품에서 여러가지 결함들이 나타나기 쉬운것으로 하여 일반전호용접방식으로는 고속용접을 실현하기 어렵다. 이전에는 고속용접을 실현하기 위하여 두개 또는 여러개의 전극을 리용하는 방법, 용접쇠줄을 가열하는 방법, 보호가스의 성분을 변화시키는 방법 등 많은 방법들이 연구되였다. 이런 방법들은 일반적으로 높은 전압과 전류가 보장되는 조건에서 가능하며 그로 하여 더 큰 비산이 생기고 전력소비와 비용이 많이 들게 할수 있다.
용접전호출력을 규정하는 인자들로서는 용접전류, 전호전압, 쇠줄공급속도, 용접속도 등을 들수 있다. 일반전호용접설비를 리용하는 경우 용접속도는 0.5-0.8m/min범위에 있으며 그보다 속도를 더 높이면 용접공정의 안정성이 낮아지고 비산이 더 커지며 용접면의 질이 낮아지는 등 여러가지 결함들이 나타나기 쉽다. 용접전류파형조종방식을 리용하면 용접공정에서 용접비산을 줄이고 용접이음부형성을 개선할수 있다.
탄산가스전호용접은 단락주기와 전호주기 두 단계로 구분하여 볼수 있다. 새로운 용접전류파형조종방법에서는 단락주기에서 단락전류와 그의 상승속도를 조종하며 전호주기에서 전호에네르기를 조절할수 있도록 한다. 단락이행공정의 구조로부터 단락주기와 전호주기에서 조종목적이 서로 다른데 단락주기에서는 용접비산을 줄이는것이 중요한 문제로 나서고 전호주기에서는 용접물형성을 개선하는것이 중요하다.
단락주기에서 우선 첫번째 시간구간에서는 낮은 전류를 유지하도록 조종하여 녹은 용조에 용해방울이 약하게 떨어지도록 하여 비산이 빨리 생기는것을 방지하도록 한 다음 녹은 금속다리의 수축성을 개선하도록 단락전류를 증가시켜 녹은 금속방울이 이행속도에 이르게 한다. 마지막으로 단락전류를 최대값까지 서서히 증가시키고 수축효과에 의해 금속다리가 파괴될 때까지 그 값을 유지한다. 이 방법에서는 낮은 전류에서 용해방울이행공정을 끝내고 용접비산을 방지할수 있게 한다.
전호주기조종은 두단계로 나누어 진행한다. 첫번째 조종단계에서는 전류를 정해진 시간동안 높은 전류에 이르도록 전류일정조종을 진행하여 전호의 재연소특성을 개선하고 동시에 용접쇠줄을 가열하여 쇠물방울형성을 촉진할수 있게 한다. 두번째 조종단계에서는 개방시간동안 전류를 낮은 전류에 이르도록 전류일정조종을 진행하여 쇠물방울형성을 고르롭게 하며 단락주기에 이를 때까지 전호길이를 안정하게 유지하도록 한다. 이와 같이 전호주기에서는 2계단 일정전류조종방식으로 전호에네르기를 조절한다.
고속탄산가스전호용접체계는 IGBT역변환기회로, PWM조종 및 IGBT구동회로, 파형조종을 위한 처리기, 쇠줄공급기로 구성된다.
IGBT역변환기회로는 용접에네르기를 공급하며 파형조종처리기는 전체 체계의 핵심으로서 탄산가스전호용접공정조종, 용접파라메터 설정, 용접전류 및 전호전압조종, 쇠줄공급속도설정과 같은 4가지의 중요한 기능을 수행한다. PWM조종 및 IGBT구동회로는 기본적으로 IGBT역변환기회로의 구동신호를 만들고 임풀스주파수와 너비를 설정하며 쇠줄공급기는 쇠줄공급전동기의 속도를 조종하여 쇠줄공급을 원활하게 진행할수 있게 한다.
조종체계가 고속응답특성을 요구하므로 파형조종처리기의 프로그람은 중단방식을 리용하여 용접공정을 조종한다. 프로그람은 주프로그람, 단락주기중단조종프로그람, 전호주기중단조종프로그람으로 구성된다.
새로 연구한 용접전류파형조종체계를 리용하면 탄산가스전호용접에서 나쁜 용접면과 무거운 비산이 나타나는 현상을 효과적으로 극복하면서 두꺼운 강판에서 용접속도를 1.5m/min까지 실현할수 있으며 이것은 일반탄산가스전호용접속도보다 2~3배 더 빠른것으로 된다.
우리는 앞으로 고속용접체계를 실현하는데서 나서는 보다 효과적인 방법들을 더욱 연구완성하려고 한다.
