Re: 서브머지드아크용접(정전압특성과 정전류특성)
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서브머지드 아크용접 전원특성으로서 "정전압 특성"은 전류와 전압을 용접기나 리모콘박스에서 일정하게 설정해둔 상태에서 부하저항 즉 와이어 돌출길이가 변하거나 모재의 표면 높이가 변하면, 전압은 거의 변하지 않고 전류는 상당히 크게 변할 수 있는 용접기의 외부특성곡선을 가진 것을 말합니다.
이를테면, 전류 600A, 전압 35V로 설정해둔 상태에서 토치높이가 갑자기 높아지고 있더라도 출력 전압은 거의 변하지 않고 35V로 일정하게 됩니다. 그러나 출력 전류는 많이 감소하는 현상이 생깁니다. 따라서 전류가 감소하므로 와이어의 용융속도도 감소하지만 송급되는 와이어의 속도는 일정하게 되므로 아크길이는 길어지지 않고 거의 일정하게 유지됩니다.
즉 순간적인 토치높이의 변화나 모재 표면높이의 변화가 생기면 전류가 즉시 변하면서(전압은 일정) 와이어의 용융속도도 함께 변하게 되므로 아크길이는 상당히 일정하게 잘 유지되는 특징이 있습니다. 즉 아크길이 자기 제어 기능이 강합니다.
그러나, 전압의 변화가 거의 없는데 비하여 전류가 크게 변하므로 용입깊이가 많이 변하기 쉬워서 맞대기 용접에 적용할 때는 토치높이가 조금만 변하거나 모재 높이의 변화가 있으면 용입불량이나 용락이 번갈아서 생길 수가 있겠지요.
그러나 정전압 특성 전원을 쓰면 아크길이의 자기제어기능은 우수하게 됩니다. 따라서 비드의 높이와 폭은 그다지 많이 변하지 않게 되겠지요. 그런 의미에서 용입깊이가 다소 변해도 비드의 높이와 비드폭의 변화가 적게 되어야만 일정한 각장(Leg length)을 얻기 쉽게 되는 수평필릿용접에는 적합하다고 할 수 있겠군요.
또한 정전압 특성 전원에서 토치높이가 변해도 아크길이가 일정하게 유지되어 비드 폭이나 각장이 일정하게 유지하도록 하기 위해서는 와이어 직경이 작을 수록 유리한 것입니다. 즉 컨택팁에서 아크발생점까지의 와이어의 저항으로 인한 전압강하가 클수록(가는 와이어) 토치높이 변화에 따른 전류의 변화는 크게 되고, 이와 같이 전류의 변화가 커져야만 아크길이의 자기제어 기능이 우수해지는 것입니다. 즉 가는 와이어를 쓸수록 비드폭이 일정하게 되고 각장이 균일하게 잘 유지될 것으로 생각됩니다.
한편, ""정전류 특성"" 전원에서는 토치높이가 커졌을 때나 모재표면이 낮아졌을 때, 전압은 증가하지만 출력으로 나오는 전류는 항상 일정하게 됩니다. 따라서 전류가 일정하므로 용입깊이도 거의 일정하게 되겠지요. 다만 토치높이가 변할 때, 전류는 일정하게 흐르므로 와이어의 용융속도도 거의 일정하게 되어 아크길이는 토치높이에 따라 민감하게 변하게 됩니다. 따라서 비드폭과 비드높이는 비교적 민감하게 변할 수 있겠지요.
이러한 비드외관의 영향을 감소시키려면 용접시에 전압을 센싱해서 그 값이 기준치보다 크게 되면 토치높이를 낮게 컨트롤해주고, 그 전압값이 작아지면 토치높이를 높게 제어해주는 피드백 제어 시스템(Feedback control system)을 적용하면 용입도 안정되고 비드외관도 우수해지는 특징을 가지게 되겠지요. 그러나 장비값이 비싸게 되는 단점이 있겠지요. 물론 이러한 피드백 제어 시스템이 없어도 아래보기 자세의 맞대기 용접이음부에는 정전류가 출력되므로 용입을 일정하게 유지할 수 있기 때문에 정전압 특성 전원보다는 유리한 점이 많겠지요. 특히 최근의 DC서브머지드 아크용접기에서는 이런 정전류 특성 전원이 많은 것 같습니다.
옛날에는 AC 서브머지드 아크 용접기에 주로 수하특성 전원을 썼고 아직도 많은 용접기에 적용하고 있으나, 최근에는 출력전류를 일정하게 제어한 정전류 특성 전원을 적용함으로써 토치높이에 따라 더욱 아크길이는 민감하게 변하게 됩니다만, 용입 안정성은 더욱 좋게 하고 있습니다.
또한 정전류 특성 전원을 아래보기 맞대기 용접에 적용할 때는 토치높이가 변해도 전류가 일정하게 되도록 하는데는 역시 컨택팁에서 아크발생점까지의 와이어 저항이 작아야 즉 와이어가 굵어야만 그때의 전압강하가 작아져서 토치높이가 변해도 전류를 일정하게 유지하기가 쉽겠지요. 그런의미에서는 와이어가 굵을수록 유리해지겠군요.
이 분야에서의 실질적인 현장 경험은 부족하지만, 나름대로 연구해서 적었는데, 풍부한 경험이 있는분들도 좋은 답변해주셨으면 좋겠군요.
귀하와 귀사의 무궁한 발전을 기원합니다.
이를테면, 전류 600A, 전압 35V로 설정해둔 상태에서 토치높이가 갑자기 높아지고 있더라도 출력 전압은 거의 변하지 않고 35V로 일정하게 됩니다. 그러나 출력 전류는 많이 감소하는 현상이 생깁니다. 따라서 전류가 감소하므로 와이어의 용융속도도 감소하지만 송급되는 와이어의 속도는 일정하게 되므로 아크길이는 길어지지 않고 거의 일정하게 유지됩니다.
즉 순간적인 토치높이의 변화나 모재 표면높이의 변화가 생기면 전류가 즉시 변하면서(전압은 일정) 와이어의 용융속도도 함께 변하게 되므로 아크길이는 상당히 일정하게 잘 유지되는 특징이 있습니다. 즉 아크길이 자기 제어 기능이 강합니다.
그러나, 전압의 변화가 거의 없는데 비하여 전류가 크게 변하므로 용입깊이가 많이 변하기 쉬워서 맞대기 용접에 적용할 때는 토치높이가 조금만 변하거나 모재 높이의 변화가 있으면 용입불량이나 용락이 번갈아서 생길 수가 있겠지요.
그러나 정전압 특성 전원을 쓰면 아크길이의 자기제어기능은 우수하게 됩니다. 따라서 비드의 높이와 폭은 그다지 많이 변하지 않게 되겠지요. 그런 의미에서 용입깊이가 다소 변해도 비드의 높이와 비드폭의 변화가 적게 되어야만 일정한 각장(Leg length)을 얻기 쉽게 되는 수평필릿용접에는 적합하다고 할 수 있겠군요.
또한 정전압 특성 전원에서 토치높이가 변해도 아크길이가 일정하게 유지되어 비드 폭이나 각장이 일정하게 유지하도록 하기 위해서는 와이어 직경이 작을 수록 유리한 것입니다. 즉 컨택팁에서 아크발생점까지의 와이어의 저항으로 인한 전압강하가 클수록(가는 와이어) 토치높이 변화에 따른 전류의 변화는 크게 되고, 이와 같이 전류의 변화가 커져야만 아크길이의 자기제어 기능이 우수해지는 것입니다. 즉 가는 와이어를 쓸수록 비드폭이 일정하게 되고 각장이 균일하게 잘 유지될 것으로 생각됩니다.
한편, ""정전류 특성"" 전원에서는 토치높이가 커졌을 때나 모재표면이 낮아졌을 때, 전압은 증가하지만 출력으로 나오는 전류는 항상 일정하게 됩니다. 따라서 전류가 일정하므로 용입깊이도 거의 일정하게 되겠지요. 다만 토치높이가 변할 때, 전류는 일정하게 흐르므로 와이어의 용융속도도 거의 일정하게 되어 아크길이는 토치높이에 따라 민감하게 변하게 됩니다. 따라서 비드폭과 비드높이는 비교적 민감하게 변할 수 있겠지요.
이러한 비드외관의 영향을 감소시키려면 용접시에 전압을 센싱해서 그 값이 기준치보다 크게 되면 토치높이를 낮게 컨트롤해주고, 그 전압값이 작아지면 토치높이를 높게 제어해주는 피드백 제어 시스템(Feedback control system)을 적용하면 용입도 안정되고 비드외관도 우수해지는 특징을 가지게 되겠지요. 그러나 장비값이 비싸게 되는 단점이 있겠지요. 물론 이러한 피드백 제어 시스템이 없어도 아래보기 자세의 맞대기 용접이음부에는 정전류가 출력되므로 용입을 일정하게 유지할 수 있기 때문에 정전압 특성 전원보다는 유리한 점이 많겠지요. 특히 최근의 DC서브머지드 아크용접기에서는 이런 정전류 특성 전원이 많은 것 같습니다.
옛날에는 AC 서브머지드 아크 용접기에 주로 수하특성 전원을 썼고 아직도 많은 용접기에 적용하고 있으나, 최근에는 출력전류를 일정하게 제어한 정전류 특성 전원을 적용함으로써 토치높이에 따라 더욱 아크길이는 민감하게 변하게 됩니다만, 용입 안정성은 더욱 좋게 하고 있습니다.
또한 정전류 특성 전원을 아래보기 맞대기 용접에 적용할 때는 토치높이가 변해도 전류가 일정하게 되도록 하는데는 역시 컨택팁에서 아크발생점까지의 와이어 저항이 작아야 즉 와이어가 굵어야만 그때의 전압강하가 작아져서 토치높이가 변해도 전류를 일정하게 유지하기가 쉽겠지요. 그런의미에서는 와이어가 굵을수록 유리해지겠군요.
이 분야에서의 실질적인 현장 경험은 부족하지만, 나름대로 연구해서 적었는데, 풍부한 경험이 있는분들도 좋은 답변해주셨으면 좋겠군요.
귀하와 귀사의 무궁한 발전을 기원합니다.
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