KR102324216B1 - 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치 - Google Patents

Abstract

모재(4)의 피용접부에 용접 와이어(5)를 송급함과 동시에, 용접 와이어(5)에 평균 전류 300 A 이상의 용접 전류를 공급 함으로써, 용접 와이어(5)의 선단부(先端部) 및 피용접부 간에 아크를 발생시켜, 모재(4)를 용접하는 소모 전극식의 아크 용접 방법에 있어서, 선단부 및 피용접부 간에 발생한 아크에 의해 모재(4)에 형성된 오목한 형상의 용융 부분에 의해 둘러싸인 매몰 공간(6a)에 선단부가 진입하는 속도로, 용접 와이어(5)를 송급해, 용접 전류를 변동시켜, 대전류 기간에 있어서의 용접 전류를, 용접 와이어(5)의 선단부로부터 용융 부분의 측부로의 용적이행이 각 대전류 기간에서 복수 회 실시되도록 제어한다.

Description

아크 용접 방법 및 아크 용접 장치

본 발명은, 소모 전극식의 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치에 관한 것이다.

용접 방법의 하나로, 소모 전극식의 가스 실드 아크 용접법이 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 가스 실드 아크 용접법은, 모재(母材)의 피용접부에 송급(送給)된 용접 와이어와, 모재와의 사이에 아크를 발생시켜, 아크의 열에 의해 모재를 용접하는 수법으로서, 특히 고온이 된 모재의 산화를 방지하기 위해, 비활성 가스를 용접부 주변에 분사하면서 용접을 실시한다. 5 mm 정도의 얇은 판(板)이라면, 모재의 맞대기 이음새를 원패스로 용접할 수도 있다.

그런데, 9~30 mm의 두꺼운 판이 되면, 종래의 가스 실드 아크 용접법에서는 원패스로 모재를 용접할 수 없다. 이때문에, 복수 회의 용접 조작을 반복 실시하는 다층 용접에 의해, 두꺼운 판의 용접이 실시되고 있다. 그러나, 다층 용접에서는, 용접 공정 수의 증대가 문제가 된다. 또한, 입열량(入熱量)이 커지고, 모재의 변형, 용접 부분의 취약화가 문제가 된다.

일본 특허공개 2007-229775호 공보

본원 발명자들은, 이러한 문제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 일반적인 가스 실드 아크 용접법에 비해, 고속으로 용접 와이어의 송급을 실시하여, 대전류(大電流)를 공급 함으로써, 두꺼운 판의 원패스 용접을 실현할 수 있다고 하는 지견을 얻었다. 구체적으로는, 용접 와이어를 약 5~100 m/분으로 송급하고, 300 A 이상의 대전류를 공급 함으로써, 두꺼운 판의 원패스 용접을 실현할 수 있다. 용접 와이어의 고속 송급 및 대전류 공급을 실시하면, 아크의 열에 의해 모재에 오목한 형상(凹狀)의 용융(溶融) 부분이 형성되어, 용접 와이어의 선단부(先端部)가 용융 부분에 의해 둘러싸인 공간으로 진입한다. 용접 와이어의 선단부가 모재 표면 보다 심부(深部)로 진입 함으로써, 용융 부분이 모재의 두께 방향 이면(裏面)측까지 관통해, 원패스 용접이 가능하게 된다. 이하, 오목한 형상의 용융 부분에 의해 둘러싸인 공간을 매몰 공간이라고 하고, 매몰 공간으로 진입한 용접 와이어의 선단부와, 모재 또는 용융 부분과의 사이에 발생하는 아크를, 적절히, 매몰 아크(buried arc)라고 부른다.

또한, 본원 발명자들은, 매몰 아크 용접에 있어서, 용접 전류를 주기적으로 변동시킴으로써, 매몰 공간을 안정적으로 유지할 수 있다는 것을 발견하였다. 통상, 아크의 열에 의해 용융된 모재 및 용접 와이어의 용융 금속은, 매몰 공간이 폐구(閉口)하여, 용접 와이어의 선단부가 매몰되는 방향으로 흐른다. 용접 와이어의 선단부가 폐구한 용융 부분에 접촉해 단락(短絡)하면, 용접이 현저히 불안정화 된다. 그러나, 용접 전류를 주기적으로 변동시키면, 매몰 공간으로 진입한 용접 와이어의 선단부의 위치가 전류 변동 1주기 중(中)에 상하 이동한다. 와이어 선단 위치가 높은 상태에서는, 아크가 용융 부분의 측부로 조사되어, 상기 아크의 힘에 의해 용융 부분의 폐구가 억제된다. 이와 같이, 용접 전류를 주기적으로 변동시킴으로써, 매몰 상태를 안정화시켜, 유지할 수 있다.

그렇지만 상기 방법에서는, 매몰 공간에서의 와이어 선단 위치가 낮은 상태로부터 높은 상태까지의 상태 천이를 1회의 용적이행(溶滴移行, droplet transfer)으로 실현하게 되기 때문에, 단기간에 급속히 용접 와이어(5)를 용융시킬 필요가 있고, 용접 와이어의 선단부에 긴 액주(液柱)가 형성된다. 이 긴 액주가 전자기 기력이나 중력, 아크력 등의 힘을 받아 크게 움직이고, 게다가 경우에 따라서는 용융 부분의 측부와 단락하는 등, 현저히 불안정한 거동을 취한다. 불안정화된 액주는, 그 일부 혹은 전체가 매몰 공간의 외부로 날려, 이것이 대립(大粒)의 스퍼터링 입자가 된다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 300 A 이상의 대전류를 이용해 실시하는 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링(sputtering)의 발생을 억제할 수 있어, 안정된 용접을 가능하게 하는 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 아크 용접 방법은, 모재의 피용접부에 용접 와이어를 송급함과 동시에, 상기 용접 와이어에 평균 전류 300 A 이상의 용접 전류를 공급 함으로써, 상기 용접 와이어의 선단부 및 피용접부 간에 아크를 발생시켜, 상기 모재를 용접하는 소모 전극식의 아크 용접 방법에 있어서, 상기 선단부 및 피용접부 간에 발생한 아크에 의해 상기 모재에 형성된 오목한 형상의 용융 부분에 의해 둘러싸인 공간에 상기 선단부가 진입하는 속도로, 상기 용접 와이어를 송급하고, 상기 용접 전류의 평균치가 작고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 저부(底部)로 용적이행 하는 소전류(小電流) 기간과, 상기 용접 전류의 평균치가 크고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 측부로 용적이행 하는 대전류 기간을 주기적으로 변동시키고, 또한, 상기 대전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류를, 상기 선단부로부터 상기 측부로의 용적이행이 각 대전류 기간에서 복수 회 실시되도록 제어한다.

본 발명에 있어서는, 용접 와이어의 선단부는, 오목한 형상의 용융 부분으로 둘러싸인 매몰 공간으로 진입해, 매몰 아크가 발생한다. 구체적으로는, 용접 와이어의 선단부는 용융 부분에 둘러싸인 상태가 되고, 용접 전류를 주기적으로 변동시킴으로써, 매몰 공간에서의 와이어 선단 위치를 상하(上下)시킬 수 있어, 용접 와이어의 선단부와, 용융 부분의 저부 및 측부와의 사이에 아크가 발생한다.

소전류 기간에 있어서는, 용접 와이어의 선단부와, 용융 부분의 저부와의 사이에 아크가 발생하고, 용융 부분의 저부로 조사되는 아크에 의해, 깊은 용입(溶入)을 얻을 수 있다.

대전류 기간에 있어서는, 용접 와이어의 선단부와, 용융 부분의 측부와의 사이에 아크가 발생한다. 아크의 열에 의해 용융된 모재 및 용접 와이어의 용융 금속은, 용접 와이어의 선단부가 매몰되는 방향으로 흐르려고 하지만, 용접 와이어의 선단부로부터 용융 부분의 측부로 조사되는 아크의 힘에 의해 되돌려 보내져, 선단부가 용융 부분에 둘러싸인 상태로 안정화 된다.

또한, 와이어 선단 위치가 상하(上下)하는 매몰 아크 용접에 있어서, 와이어 선단 위치가 낮은 상태로부터 높은 상태로 천이하는 과정에서 용적이행을 복수 회로 나누어 실시 함으로써, 1회의 용적이행으로 형성되는 액주의 길이를 짧게 제한할 수 있어, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 아크 용접 방법은, 상기 대전류 기간에서 펄스 형상의 대전류를 복수 회 공급한다.

본 발명에 있어서는, 와이어 선단 위치가 낮은 상태로부터 높은 상태로 천이하는 과정에서, 펄스 형상의 대전류가 공급될 때 마다, 조금씩 용접 와이어의 용적이행이 실시된다. 따라서, 매몰 아크 용접에서의 용적이행으로 형성되는 액주의 길이를 짧게 제한할 수 있어, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 아크 용접 방법은, 상기 대전류 기간은 상기 소전류 기간 보다 길고, 상기 대전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류는 일정하다.

본 발명에 있어서는, 긴 대전류 기간을 마련하고, 상기 대전류 기간에 일정한 용접 전류를 공급한다. 이 때문에, 와이어 선단 위치가 낮은 상태로부터 높은 상태로 천이하는 과정에서 조금씩 용접 와이어의 용적이행이 실시된다. 따라서, 매몰 아크 용접에서의 용적이행으로 형성되는 액주의 길이를 짧게 제한할 수 있어 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 아크 용접 방법은, 상기 대전류 기간에서 상기 용접 전류를 단계적으로 증대시킨다.

본 발명에 있어서는, 대전류 기간에서 용접 전류를 단계적으로 증대시킴으로써, 와이어 선단 위치가 낮은 상태로부터 높은 상태로 천이하는 과정에서, 용접 와이어의 급격한 용융이 억제되고, 조금씩 용접 와이어의 용적이행이 실시된다. 따라서, 매몰 아크 용접에서의 용적이행으로 형성되는 액주의 길이를 짧게 제한할 수 있어, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 아크 용접 방법은, 상기 대전류 기간에서 최대의 용접 전류가 공급되는 단계의 전 단계에서의 상기 용접 전류와, 상기 소전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류와의 전류 차는, 상기 전 단계에서의 상기 용접 전류와, 상기 최대의 용접 전류와의 전류 차 보다 크다.

본 발명에 있어서는, 용접 와이어의 선단부가 매몰 공간에 깊게 침입하고 있는 단계에서, 비교적 큰 용접 전류를 공급 함으로써, 용적이행을 대부분 완료시킨다. 용접 와이어의 선단부의 위치가 낮은 상태, 즉 용접 와이어의 선단부가 매몰 공간에 깊게 침입하고 있는 상태에서는, 용접 와이어의 액주가 길게 성장하여, 용적이행이 실시되어도, 매몰 공간으로부터 스퍼터링 입자가 튀어 나올 가능성은 낮다. 그리고, 용접 와이어의 선단부의 위치가 높은 상태, 즉 매몰 공간으로의 용접 와이어의 침입이 얕은 상태가 된 최종 단계에서 최대의 용접 전류를 공급 함으로써, 소량의 용적이행이 실시된다. 따라서, 매몰 아크 용접에서의 용적이행으로 형성되는 액주의 길이를 짧게 제한할 수 있어, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 아크 용접 방법은, 상기 대전류 기간 및 상기 소전류 기간을 10 Hz 이상 1000 Hz 이하의 주기로 변동시킨다.

본 발명의 매몰 아크 용접에 있어서는, 아크의 열에 의해 용융된 모재 및 용접 와이어의 용융 금속이 증가하고, 아크에 의한 용융 금속의 물결침이 생겨 그 용융 금속이 응고한 비드의 형상도 주기적으로 크게 흐트러질 우려가 있다.

그러나, 상기 주파수에서 용접 전류를 주기적으로 변동시킴으로써, 큰 물결 주기 보다 높은 주기로 용융 금속을 미진동시켜, 용융 금속이 크게 물결 치는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 아크 용접 장치는, 모재의 피용접부에 용접 와이어를 송급하는 와이어 송급부와, 상기 용접 와이어에 용접 전류를 공급하는 전원부를 갖추고, 상기 용접 와이어에 평균 전류 300 A 이상의 용접 전류를 공급 함으로써, 상기 용접 와이어의 선단부 및 피용접부 간에 아크를 발생시켜, 상기 모재를 용접하는 소모 전극식의 아크 용접 장치에 있어서, 상기 와이어 송급부는, 상기 선단부 및 피용접부 간에 발생한 아크에 의해 상기 모재에 형성된 오목한 형상의 용융 부분에 의해 둘러싸인 공간에 상기 선단부가 진입하는 속도로, 상기 용접 와이어를 송급하고, 상기 전원부는, 상기 용접 전류의 평균치가 작고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 저부로 용적이행 하는 소전류 기간과, 상기 용접 전류의 평균치가 크고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 측부로 용적이행 하는 대전류 기간을 주기적으로 변동시키고, 또한, 상기 대전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류를, 상기 선단부로부터 상기 측부로의 용적이행이 각 대전류 기간에서 복수 회 실시되도록 제어한다.

본 발명에 있어서는, 상기 아크 용접 방법에서 설명한 대로, 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 300 A 이상의 대전류를 이용해 실시하는 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있어, 안정된 용접이 가능하게 된다.

[도 1] 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 장치의 일 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 2] 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
[도 3] 용접 대상인 모재를 나타내는 측단면도이다.
[도 4] 용접 전류를 주기적으로 변동시키는 것에 의한 용적이행의 양태를 나타내는 모식도이다.
[도 5] 본 실시 형태 1에 따른 용접 전류의 변동을 나타내는 그래프이다.
[도 6] 비교예에 따른 용접 전류의 변동을 나타내는 그래프이다.
[도 7] 본 실시 형태 2에 따른 용접 전류의 변동을 나타내는 그래프이다.
[도 8] 본 실시 형태 3에 따른 용접 전류의 변동을 나타내는 그래프이다.
[도 9] 본 실시 형태 3의 실시예에 따른 용접 전류값을 나타내는 그래프이다.
[도 10] 본 실시 형태 4에 따른 용접 전류의 변동을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명을 그 실시 형태를 나타내는 도면에 근거해 상술한다.

(실시 형태 1)

도 1은, 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 장치의 일 구성을 나타내는 모식도이다. 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 장치는, 판 두께가 9~30 mm인 모재(4)를 원패스로 맞대기 용접하는 것이 가능한 소모 전극식의 가스 실드 아크 용접기이다. 특히, 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 장치는, 용접 전류(Iw)의 제어에 의해, 매몰 공간(6a)(도 4 참조)에 진입한 용접 와이어(5)의 선단부(5a)의 위치를 상하시켜, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)의 위치가 낮은 상태로부터 높은 상태로 천이시키는 과정에서 복수 회로 나누어 용적이행을 실시 함으로써, 매몰 공간(6a)를 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제하는 것을 가능하게 한다.

본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 장치는, 용접 전원(1), 토치(torch)(2) 및 와이어 송급부(3)을 갖춘다.

토치(2)는, 구리 합금 등의 도전성 재료로 이루어지고, 모재(4)의 피용접부로 용접 와이어(5)를 안내 함과 동시에, 아크(7)(도 4 참조)의 발생에 필요한 용접 전류(Iw)를 공급하는 원통 형상의 컨택트 칩을 가진다. 컨택트 칩은, 그 내부를 삽통하는 용접 와이어(5)에 접촉해, 용접 전류(Iw)를 용접 와이어(5)에 공급한다. 또한, 토치(2)는, 컨택트 칩을 위요(圍繞)하는 중공(中空) 원통 형상을 이루고, 피용접부로 실드 가스를 분사하는 노즐을 가진다. 실드 가스는, 아크(7)에 의해 용융된 모재(4) 및 용접 와이어(5)의 산화를 방지하기 위한 것이다. 실드 가스는, 예를 들면 탄산 가스, 탄산 가스 및 아르곤 가스의 혼합 가스, 아르곤 등의 비활성 가스 등이다.

용접 와이어(5)는, 예를 들면 솔리드 와이어로서, 그 직경은 0.9 mm 이상 1.6 mm 이하이며, 소모 전극으로서 기능한다. 용접 와이어(5)는, 예를 들면, 나선 형상으로 감긴 상태로 페일 팩에 수용된 팩 와이어, 혹은 와이어 릴에 감긴 릴 와이어이다.

와이어 송급부(3)는, 용접 와이어(5)를 토치(2)로 송급하는 송급 롤러와, 상기 송급 롤러를 회전시키는 모터를 가진다. 와이어 송급부(3)는, 송급 롤러를 회전시킴으로써, 와이어 릴로부터 용접 와이어(5)를 인출(引出)하고, 인출된 용접 와이어(5)를 토치(2)로 공급한다. 덧붙여, 이러한 용접 와이어(5)의 송급 방식은 일례이며, 특별히 한정되는 것은 아니다.

용접 전원(1)은, 급전 케이블을 통해, 토치(2)의 컨택트 칩 및 모재(4)에 접속되어 용접 전류(Iw)를 공급하는 전원부(11)와, 용접 와이어(5)의 송급 속도를 제어하는 송급 속도 제어부(12)를 갖춘다. 덧붙여, 전원부(11) 및 송급 속도 제어부(12)를 별체로 구성해도 무방하다. 전원부(11)는, PWM 제어된 직류 전류를 출력하는 전원 회로(11a), 출력 전압 설정 회로(11b), 주파수 설정 회로(11c), 전류 진폭 설정 회로(11d), 평균 전류 설정 회로(11e), 전압 검출부(11f), 전류 검출부(11g) 및 비교 회로(11h)를 갖춘다.

전압 검출부(11f)는, 용접 전압(Vw)을 검출하고, 검출한 전압값을 나타내는 전압값 신호(Ed)를 비교 회로(11h)로 출력한다.

전류 검출부(11g)는, 예를 들면, 용접 전원(1)으로부터 토치(2)를 통해 용접 와이어(5)로 공급되어, 아크(7)를 흐르는 용접 전류(Iw)를 검출하고, 검출한 전류값을 나타내는 전류값 신호(Id)를 출력 전압 설정 회로(11b)로 출력한다.

주파수 설정 회로(11c)는, 모재(4) 및 용접 와이어(5) 간의 용접 전압(Vw) 및 용접 전류(Iw)를 주기적으로 변동시키는 주파수를 설정하기 위한 주파수 설정 신호를 출력 전압 설정 회로(11b)로 출력한다. 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 방법을 실시하는 경우, 주파수 설정 회로(11c)는, 10 Hz 이상 1000 Hz 이하의 주파수, 바람직하게는 50 Hz 이상 300 Hz 이하의 주파수, 보다 바람직하게는 80 Hz 이상 200 Hz 이하의 주파수를 나타내는 주파수 설정 신호를 출력한다.

전류 진폭 설정 회로(11d)는, 주기적으로 변동하는 용접 전류(Iw)의 진폭을 설정하기 위한 진폭 설정 신호를 출력 전압 설정 회로(11b)로 출력한다. 진폭은, 변동하는 용접 전류(Iw)의 최소 전류값과, 최대 전류값과의 전류 차 이다. 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 방법을 실시하는 경우, 전류 진폭 설정 회로(11d)는, 50 A 이상의 전류 진폭, 바람직하게는 100 A 이상 500 A 이하의 전류 진폭, 보다 바람직하게는 200 A 이상 400 A 이하의 전류 진폭을 나타내는 진폭 설정 신호를 출력한다.

평균 전류 설정 회로(11e)는, 주기적으로 변동하는 용접 전류(Iw)의 평균 전류를 설정하기 위한 평균 전류 설정 신호를 출력 전압 설정 회로(11b) 및 송급 속도 제어부(12)로 출력한다. 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 방법을 실시하는 경우, 평균 전류 설정 회로(11e)는, 300 A 이상의 평균 전류, 바람직하게는 평균 전류를 300 A 이상 1000 A 이하의 평균 전류, 보다 바람직하게는 500 A 이상 800 A 이하의 평균 전류를 나타내는 평균 전류 설정 신호를 출력한다.

출력 전압 설정 회로(11b)는, 각 부에서 출력된 전류값 신호(Id), 주파수 설정 신호, 진폭 설정 신호, 평균 전류 설정 신호에 근거하여, 용접 전류(Iw)가 목표로 하는 주파수, 전류 진폭 및 평균 전류가 되도록, 예를 들면, 구형파(矩形波) 형상의 목표 전압을 나타내는 출력 전압 설정 신호(Ecr)를 생성하고, 생성한 출력 전압 설정 신호(Ecr)를 비교 회로(11h)로 출력한다.

비교 회로(11h)는, 전압 검출부(11f)에서 출력된 전압값 신호(Ed)와, 출력 전압 설정 회로(11b)에서 출력된 출력 전압 설정 신호(Ecr)를 비교하고, 그 차분을 나타내는 차분 신호(Ev)를 전원 회로(11a)로 출력한다.

전원 회로(11a)는, 상용 교류를 교직(交直) 변환하는 AC-DC 컨버터, 교직 변환된 직류를 스위칭에 의해 필요한 교류로 변환하는 인버터 회로, 변환된 교류를 정류하는 정류 회로 등을 갖춘다. 전원 회로(11a)는, 비교 회로(11h)에서 출력된 차분 신호(Ev)에 따라, 인버터를 PWM 제어해, 전압을 용접 와이어(5)로 출력한다. 그 결과, 모재(4) 및 용접 와이어(5) 사이에, 주기적으로 변동하는 용접 전압(Vw)이 인가되어 용접 전류(Iw)가 통전(通電)한다. 덧붙여, 용접 전원(1)에는, 도시하지 않은 제어 통신선을 통해 외부로부터 출력 지시 신호가 입력되도록 구성되어 있고, 전원부(11)는, 출력 지시 신호를 트리거로 해서, 전원 회로(11a)에 용접 전류(Iw)의 공급을 개시하게 한다. 출력 지시 신호는, 예를 들면, 용접 로봇에서 용접 전원(1)으로 출력된다. 또한, 수동의 용접기의 경우, 출력 지시 신호는, 토치(2) 측에 마련된 수동 조작 스위치가 조작되었을 때에 토치(2)측으로부터 용접 전원(1)으로 출력된다.

도 2는, 본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트, 도 3은, 용접 대상인 모재(4)를 나타내는 측단면도이다. 우선, 용접에 의해 접합되어야 하는 한 쌍의 모재(4)를 아크 용접 장치에 배치하고, 용접 전원(1)의 각종 설정을 실시한다(스텝(S11)). 구체적으로는, 도 3에 도시한 것처럼 판 형상의 제1 모재(41) 및 제2 모재(42)를 준비하고, 피용접부인 단면(41a, 42a)을 맞대어, 소정의 용접 작업 위치에 배치한다. 제1 및 제2 모재(41, 42)는, 예를 들면 연강(軟鋼), 기계 구조용 탄소강, 기계 구조용 합금강 등의 철판이며, 두께는 9 mm 이상 30 mm 이하이다.

그리고, 용접 전원(1)은, 주파수 10 Hz 이상 1000 Hz 이하, 평균 전류 300 A 이상, 전류 진폭 50 A 이상의 범위 내에서 용접 전류(Iw)의 용접 조건을 설정한다.

덧붙여, 용접 전류(Iw)의 조건 설정은, 모두 용접 작업자가 실시해도 무방하고, 용접 전원(1)이, 본 실시 형태 1에 따른 용접 방법의 실시를 조작부에서 접수하여, 모든 조건 설정을 자동적으로 실시하도록 구성해도 무방하다. 또한, 용접 전원(1)이, 평균 전류 등, 일부의 용접 조건을 조작부에서 접수하고, 접수한 일부의 용접 조건에 적합한 나머지의 용접 조건을 결정하고, 조건 설정을 반자동적으로 실시하도록 구성해도 무방하다.

각종 설정을 실시한 후, 용접 전원(1)은, 용접 전류(Iw)의 출력 개시 조건을 만족하는지 여부를 판정한다(스텝(S12)). 구체적으로는, 용접 전원(1)은, 용접의 출력 지시 신호가 입력되는지 여부를 판정한다. 출력 지시 신호가 입력되지 않고, 용접 전류(Iw)의 출력 개시 조건을 만족하지 않는다고 판정했을 경우(스텝(S12): NO), 용접 전원(1)은, 출력 지시 신호의 입력 대기 상태로 대기한다.

용접 전류(Iw)의 출력 개시 조건을 만족한다고 판정했을 경우(스텝(S12): YES), 용접 전원(1)의 송급 속도 제어부(12)는, 와이어의 송급을 지시하는 송급 지시 신호를, 와이어 송급부(3)로 출력하고, 소정 속도로 용접 와이어(5)를 송급시킨다(스텝(S13)). 용접 와이어(5)의 송급 속도는, 예를 들면, 약 5~100 m/분의 범위 내에서 설정된다. 송급 속도 제어부(12)는, 평균 전류 설정 회로(11e)에서 출력된 평균 전류 설정 신호에 따라, 송급 속도를 결정한다. 덧붙여, 용접 와이어(5)의 송급 속도는 일정 속도여도 무방하고, 주기적으로 변동시켜도 무방하다. 또한, 용접 작업자가, 와이어의 송급 속도를 직접 설정하도록 구성해도 무방하다.

다음으로, 용접 전원(1)의 전원부(11)는, 전압 검출부(11f) 및 전류 검출부(11g)에서 용접 전압(Vw) 및 용접 전류(Iw)를 검출하고(스텝(S14)), 검출된 용접 전류(Iw)의 주파수, 전류 진폭 및 평균 전류가 설정된 용접 조건에 일치하고, 용접 전류(Iw)가 주기적으로 변동하도록, PWM 제어한다(스텝(S15)).

다음으로, 용접 전원(1)의 전원부(11)는, 용접 전류(Iw)의 출력을 정지하는지 여부를 판정한다(스텝(S16)). 구체적으로는, 용접 전원(1)은, 출력 지시 신호의 입력이 계속되고 있는지 여부를 판정한다. 출력 지시 신호의 입력이 계속되고, 용접 전류(Iw)의 출력을 정지하지 않는다고 판정했을 경우(스텝(S16): NO), 전원부(11)는, 처리를 스텝(S13)으로 되돌리고, 용접 전류(Iw)의 출력을 계속한다.

용접 전류(Iw)의 출력을 정지한다고 판정했을 경우(스텝(S16): YES), 전원부(11)는, 처리를 스텝(S12)으로 되돌린다.

이하, 용접 전류(Iw)의 주기적 변동과 용적이행의 개요를 설명한다.

본 실시 형태 1에 따른 아크 용접 방법에서는, 전원부(11)는, 용접 전류(Iw)의 주파수가 10 Hz 이상 1000 Hz 이하, 평균 전류가 300 A 이상, 전류 진폭이 50 A 이상이 되도록, 용접 전류(Iw)를 제어한다.

바람직하게는, 전원부(11)는, 용접 전류(Iw)의 주파수가 50 Hz 이상 300 Hz 이하, 평균 전류가 300 A 이상 1000 A 이하, 전류 진폭이 100 A 이상 500 A 이하가 되도록, 용접 전류(Iw)를 제어한다.

도 4는, 용접 전류(Iw)를 주기적으로 변동시키는 것에 의한 용적이행의 양태를 나타낸 모식도이다. 상기 용접 조건에서 용접 전류(Iw)를 주기적으로 변동시키면, 용접 와이어(5)의 선단부(5a) 및 피용접부 간에 발생한 아크(7)의 열에 의해 용융된 모재(4) 및 용접 와이어(5)의 용융 금속으로 이루어진 오목한 형상의 용융 부분(6)이 모재(4)에 형성된다. 그리고, 아크(7)의 양태를 고속도 카메라로 촬영한 결과, 도 4의 좌도(左圖)에 도시한 것처럼, 용접 와이어(5)의 선단부(5a) 및 용융 부분(6)의 저부(61) 간에 아크(7)가 발생하는 제1 상태와, 선단부(5a) 및 용융 부분(6)의 측부(62) 간에 아크(7)가 발생하는 제2 상태가 주기적으로 변동하는 것이 확인되었다.

구체적으로는, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)로부터 용융 부분(6)의 저부(61)로 아크(7)가 비산(飛散)하는 제1 상태와, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)로부터 용융 부분(6)의 측부(62)로 아크(7)가 비산하는 제2 상태를 반복한다. 용접 전류(Iw)의 평균치가 작은 소전류 기간에서는 제1 상태, 용접 전류(Iw)의 평균치가 큰 대전류 기간에서는 제2 상태가 된다. 제1 상태는, 용접 와이어(5)의 용적이행 형태가 드롭 이행의 상태이다. 제2 상태는, 예를 들면 용접 와이어(5)의 용적이행 형태가 로테이팅 이행 또는 진자 이행의 상태이다.

드롭 이행은, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)로부터 용융 부분(6)의 저부(61)로 용적이행 하는 형태의 일례이며, 로테이팅 이행은, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)로부터 용융 부분(6)의 측부(62)로 용적이행 하는 형태의 일례이다. 또한, 진자 이행은, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)에 형성된 액주 및 아크(7)가, 동일 평면 상(上)을 진자 형상으로 요동하면서, 용접 와이어(5)의 돌출 방향을 중심축으로 하여 상기 평면이 전체적으로 조금씩 회전해 가는 특징적인 용적이행 형태이다.

용융 금속은, 매몰 공간(6a)이 폐구하여, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)가 매몰되는 방향으로 흐르려고 하지만, 제2 상태에서 용융 부분(6)의 측부(62)로 아크(7)가 비산하여, 용융 부분(6)의 용융 금속은 용접 와이어(5)에서 이격하는 방향으로 되돌려 보내지고, 매몰 공간(6a)은 오목한 형상의 상태로 안정화 된다. 덧붙여, 도 4의 우도(右圖)에서는, 대전류에 의해 용융된 용접 와이어(5)의 선단부(5a)의 용적이 이행한 결과, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)가 짧아지고 있다.

이러한 제1 상태 및 제2 상태를 80 Hz 이상 200 Hz 이하로 변동시킴으로써, 큰 물결 주기 보다 높은 주기로 용융 금속을 미진동시킬 수 있어, 용융 금속이 물결치는 것이 억제된다.

다음으로, 용접 전류(Iw)의 제어와 용적이행의 상세를 설명한다.

도 5는, 본 실시 형태 1에 따른 용접 전류(Iw)의 변동을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 용접 전류(Iw)를 나타내고 있다. 또한, 그래프의 상부에, 용접 전류(Iw)의 변화에 따른 용적이행의 양태가 모식적으로 도시되고 있다. 각 모식도는, 파선의 원표로 나타낸 용접 전류(Iw)가 공급되고 있을 때의 용접 와이어(5) 및 용적이행의 상태를 나타내고 있다. 이하의 도 6, 도 7, 도 8, 도 10에서의 모식도도 마찬가지로서, 용접 와이어(5) 및 용적이행의 상태를 나타내고 있다.

본 실시 형태 1에서는, 전원부(11)는, 대전류 기간에 있어서의 용접 전류(Iw)를, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)로부터 용융 부분(6)의 측부(62)로의 용적이행이 각 대전류 기간에서 복수 회 실시되도록 제어한다. 구체적으로는, 전원부(11)는, 도 5에 도시한 것처럼 대전류 기간에서 펄스 형상의 대전류가 복수 회 공급되도록 용접 전류(Iw)를 제어한다. 예를 들면, 전원부(11)는, 대전류 기간에서 펄스 형상의 대전류를 3회 공급한다. 펄스 형상의 전류의 크기는, 각 회에서 대략 동일하다. 소전류 기간에 있어서의 용접 전류(Iw)는 예를 들면 200 A, 대전류 기간에 있어서의 펄스 형상의 대전류는 예를 들면 800 A이다.

소전류 기간에 있어서는, 도 5 좌단의 모식도에 나타낸 것처럼, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)는 매몰 공간(6a)에 깊게 침입하고 있고, 아크(7)는 용융 부분(6)의 저부(61)로 조사된다. 아크(7)가 용융 부분(6)의 저부(61)로 조사되면, 깊은 용입(溶入)을 얻을 수 있다.

대전류 기간에 있어서는, 도 5 중앙의 3개의 모식도에 나타낸 것처럼, 펄스 형상의 대전류가 공급될 때 마다, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)로부터 용융 부분(6)의 측부(62)로, 소량씩 용액이행이 실시되고, 와이어 선단 위치가 낮은 상태에서 높은 상태로 천이한다. 용접 와이어(5)의 선단부(5a)가 높은 위치에 있는 경우, 아크(7)는 용융 부분(6)의 측부(62)로 조사되고, 매몰 공간(6a)이 안정화 된다. 또한, 용적이행이 소량씩 실시되기 때문에, 스퍼터링의 발생이 효과적으로 억제된다.

다시 소전류 기간이 되면, 도 5의 우단 및 좌단의 모식도에 나타낸 것처럼, 와이어 선단 위치가 높은 상태에서 다시 낮은 상태로 천이한다.

이하, 상기 상태 천이가 반복 실시된다. 이와 같이 용접 전류(Iw)를 변동시킴으로써, 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간(6a)을 안정적으로 유지하면서 깊은 용입을 얻을 수 있고, 게다가 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있어, 안정된 두꺼운 판의 원패스 관통 용접이 가능하게 된다.

도 6은, 비교예에 따른 용접 전류(Iw)의 변동을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 용접 전류(Iw)를 나타내고 있다. 또한, 그래프의 상부에, 용접 전류(Iw)의 변화에 따른 용적이행의 양태가 모식적으로 도시되고 있다.

비교예에서는, 대전류 기간 및 소전류 기간이 동일한 길이이며, 대전류 기간에서 필요한 대전류가 한 번에 정상적으로 공급된다. 용접 와이어(5)의 선단부(5a)가 매몰 공간(6a)으로 진입하고 있는 상태에서, 급격하게 용접 전류(Iw)가 증대하여, 한 번에 대전류가 공급되면, 도 6 중앙 2개의 모식도가 나타낸 것처럼, 용접 와이어(5)가 급격하게 용융해 긴 액주가 형성되고, 매몰 공간(6a)의 개구부 부근에서 큰 용적이 이행한다. 도면 중, 파선 별표로 나타낸 시점에서, 용접 와이어(5) 및 용융 부분(6)의 단락이 발생하고 있고, 그 결과, 대립(大粒)의 스퍼터링 입자가 발생한다.

도 5 및 도 6을 비교하면 알 수 있듯이, 대전류 기간에서, 펄스 형상의 대전류를 복수 회로 나누어 공급 함으로써, 소량씩 용적을 이행시킬 수 있고, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다.

이상과 같이, 이처럼 구성된 실시 형태 1에 따른 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치에 의하면, 300 A 이상의 대전류를 이용해 실시하는 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간(6a)을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있어, 안정된 두꺼운 판의 원패스 관통 용접이 가능하게 된다.

또한, 300 A 이상의 대전류를 이용해 매몰 아크 용접을 실시하는 경우에도, 용접 전류(Iw)를 주기적으로 변동시킴으로써, 용융 금속이 물결치는 것을 억제할 수 있고, 비드의 흐트러짐 및 처짐의 발생을 방지할 수 있다.

(실시 형태 2)

실시 형태 2에 따른 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치는, 용접 전류(Iw)의 제어 방법이 실시 형태 1과 다르기 때문에, 이하에서는 주로 이러한 차이점에 대해 설명한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 실시 형태 1과 마찬가지기 때문에, 대응하는 개소에는 동일한 부호를 교부해 상세한 설명을 생략한다.

도 7은, 본 실시 형태 2에 따른 용접 전류(Iw)의 변동을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 용접 전류(Iw)를 나타내고 있다. 또한, 그래프의 상부에, 용접 전류(Iw)의 변화에 따른 용적이행의 양태가 모식적으로 도시되고 있다.

본 실시 형태 2에 있어서는, 전원부(11)는, 대전류 기간이 소전류 기간 보다 길고, 대전류 기간에 있어서의 용접 전류(Iw)가 일정해지도록 제어한다. 대전류 기간의 길이 및 전류값은, 상기 대전류 기간에서 용적이행이 복수 회 실시될 수 있는 기간 및 전류값 이다. 예를 들면, 소전류 기간의 용접 전류(Iw)는 200 A, 대전류 기간에 있어서의 용접 전류(Iw)는 500 A이다.

이와 같이 구성된 실시 형태 2에 따른 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치에 의하면, 조금씩 용접 와이어(5)의 용적이행을 실시할 수 있고, 액주의 길이를 저감하고, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간(6a)을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있어, 안정된 두꺼운 판의 원패스 관통 용접이 가능하게 된다.

(실시 형태 3)

실시 형태 3에 따른 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치는, 용접 전류(Iw)의 제어 방법이 실시 형태 1과 다르기 때문에, 이하에서는 주로 이러한 차이점에 대해 설명한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 실시 형태 1과 마찬가지기 때문에, 대응하는 개소에는 유사한 부호를 교부해 상세한 설명을 생략한다.

도 8은, 본 실시 형태 3에 따른 용접 전류(Iw)의 변동을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 용접 전류(Iw)를 나타내고 있다. 또한, 그래프의 상부에, 용접 전류(Iw)의 변화에 따른 용적이행의 양태가 모식적으로 도시되고 있다.

본 실시 형태 3에서는, 전원부(11)는, 대전류 기간에서 용접 전류(Iw)가 단계적으로 증대하도록 용접 전류(Iw)의 출력을 제어한다. 예를 들면, 전원부(11)는, 도 8에 도시한 것처럼, 최대의 용접 전류(Iw)에 도달할 때까지 3 단계로 용접 전류(Iw)를 증대시킨다. 각 단계에서 필요한 용접 전류(Iw)가 출력되는 기간은 대략 동일하고, 용접 전류(Iw)의 증가량도 대략 동일하다.

(실시예)

용접 와이어(5)의 직경은 1.2 mm이며, 용접 전원(1)은, 용접 와이어(5)의 송급 속도가 40 m/분, 용접 전류(Iw)의 평균 전류는 540 A, 평균 전압이 51 V인 용접 조건에서 모재(4)의 매몰 아크 용접을 실행한다.

도 9는, 실시예에 따른 용접 전류(Iw) 값을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 용접 전류(Iw)를 나타내고 있다. 용접 전원(1)은, 도 9에 도시한 것처럼, 소전류 기간에서 200 A의 용접 전류(Iw)를 공급하고, 대전류 기간에서 400 A, 600 A, 800 A로, 3 단계로 전류값을 증대시키면서 용접 전류(Iw)를 공급한다. 소전류 기간 및 대전류 기간으로 이루어진 단위 파형이 반복되는 주기는 100 Hz이다. 대전류 기간에서 용접 전류(Iw)가 증대하는 각 단계에서 1회씩 용적이행이 일어나기 때문에, 용접 와이어(5)에 긴 액주가 형성되는 것을 억제하면서, 용접 와이어(5)의 선단 위치를 인상(引上)할 수 있어 매몰 공간(6a)을 안정화 시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 실시 형태 3에 따른 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치에 의하면, 매몰 아크 용접에 있어서, 매몰 공간(6a)을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있고, 안정된 두꺼운 판의 원패스 관통 용접이 가능하게 된다.

(실시 형태 4)

실시 형태 4에 따른 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치는, 용접 전류(Iw)의 제어 방법이 실시 형태 1과 다르기 때문에, 이하에서는 주로 이러한 차이점에 대해 설명한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 실시 형태 1과 마찬가지기 때문에, 대응하는 개소에는 유사한 부호를 교부해 상세한 설명을 생략한다.

도 10은, 본 실시 형태 4에 따른 용접 전류(Iw)의 변동을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 용접 전류(Iw)를 나타내고 있다. 또한, 그래프의 상부에, 용접 전류(Iw)의 변화에 따른 용적이행의 양태가 모식적으로 도시되고 있다.

본 실시 형태 4에서는, 전원부(11)는, 대전류 기간에서 용접 전류(Iw)가 단계적으로 증대하도록 용접 전류(Iw)의 출력을 제어한다. 예를 들면, 전원부(11)는, 도 10에 도시한 것처럼, 최대의 용접 전류(Iw)에 도달할 때까지 2 단계로 용접 전류(Iw)를 증대시킨다. 전 단계의 기간은 후단의 기간 보다 길고, 전 단계에서의 용접 전류(Iw)의 증가량은, 후단에서의 용접 전류(Iw)의 증가량 보다 크다. 구체적으로는, 전 단계의 기간은, 후단의 기간의 약 2배이며, 전 단계에서의 용접 전류(Iw)의 증가량은, 전 단계로부터 후단에서의 용접 전류(Iw)의 증가량의 약 2배이다.

용접 와이어(5)의 선단부(5a)가 매몰 공간(6a)에 깊게 또는 중간 정도, 침입하고 있는 상태에서는, 액주가 길어도 스퍼터링이 발생하지 않는다. 그래서, 용접 와이어(5)를 용융시켜, 용접 와이어(5)의 선단부(5a)를 매몰 공간(6a)의 하부로부터 상부로 인상(引上)할 때, 도 10에 도시한 것처럼, 그 초기 단계에서는 용접 와이어(5)를 비교적 급격히 용융시켜 용적이행 하게 하고, 그 후, 용접 전류(Iw)를 한층 더 증대시켜 소량의 용적이행을 일으킴으로써, 보다 효율적으로 용접 와이어(5)를 인상할 수 있다.

이와 같이 구성된 실시 형태 4에 따른 아크 용접 방법 및 아크 용접 장치에 의하면, 매몰 아크에 있어서 매몰 공간(6a)을 안정적으로 유지하면서, 스퍼터링의 발생을 억제할 수 있어, 안정된 두꺼운 판의 원패스 관통 용접이 가능하게 된다.

이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 의미가 아니라, 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1: 용접 전원
2: 토치
3: 와이어 송급부
4: 모재
5: 용접 와이어
5a: 선단부
6: 용융 부분
6a: 매몰 공간
61: 저부
62: 측부
7: 아크
11: 전원부
11a: 전원 회로
11b: 출력 전압 설정 회로
11c: 주파수 설정 회로
11d: 전류 진폭 설정 회로
11e: 평균 전류 설정 회로
11f: 전압 검출부
11g: 전류 검출부
11h: 비교 회로
12: 송급 속도 제어부
41: 제1 모재
42: 제2 모재
Vw: 용접 전압
Iw: 용접 전류
Ecr: 출력 전압 설정 신호
Ed: 전압값 신호
Id: 전류값 신호
Ev: 차분 신호

Claims (7)

1. 모재의 피용접부에 용접 와이어를 송급함과 동시에, 상기 용접 와이어에 평균 전류 300 A 이상의 용접 전류를 공급 함으로써, 상기 용접 와이어의 선단부 및 피용접부 간에 아크를 발생시켜, 상기 모재를 용접하는 소모 전극식의 아크 용접 방법에 있어서,
   상기 선단부 및 피용접부 간에 발생한 아크에 의해 상기 모재에 형성된 오목한 형상의 용융 부분에 의해 둘러싸인 공간에 상기 선단부가 진입하는 속도로, 상기 용접 와이어를 송급하고,
   상기 용접 전류의 평균치가 작고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 저부(底部)로 용적이행 하는 소전류 기간과, 상기 용접 전류의 평균치가 크고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 측부로 용적이행 하는 대전류 기간을 주기적으로 변동시키고,
   또한, 상기 대전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류를, 상기 선단부로부터 상기 측부로의 용적이행이 각 대전류 기간에서 복수 회 실시되도록 제어하는
   아크 용접 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 대전류 기간에서 펄스 형상의 대전류를 복수 회 공급하는
   아크 용접 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 대전류 기간은 상기 소전류 기간 보다 길고, 상기 대전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류는 일정한
   아크 용접 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 대전류 기간에서 상기 용접 전류를 단계적으로 증대시키는
   아크 용접 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 대전류 기간에서 최대의 용접 전류가 공급되는 단계의 전 단계에서의 상기 용접 전류와, 상기 소전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류와의 전류 차는, 상기 전 단계에서의 상기 용접 전류와, 상기 최대의 용접 전류와의 전류 차 보다 큰
   아크 용접 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 대전류 기간 및 상기 소전류 기간을 10 Hz 이상 1000 Hz 이하의 주기로 변동시키는
   아크 용접 방법.
7. 모재의 피용접부에 용접 와이어를 송급하는 와이어 송급부와, 상기 용접 와이어에 용접 전류를 공급하는 전원부를 갖추고, 상기 용접 와이어에 평균 전류 300 A 이상의 용접 전류를 공급 함으로써, 상기 용접 와이어의 선단부 및 피용접부 간에 아크를 발생시켜, 상기 모재를 용접하는 소모 전극식의 아크 용접 장치에 있어서,
   상기 와이어 송급부는,
   상기 선단부 및 피용접부 간에 발생한 아크에 의해 상기 모재에 형성된 오목한 형상의 용융 부분에 의해 둘러싸인 공간에 상기 선단부가 진입하는 속도로, 상기 용접 와이어를 송급하고,
   상기 전원부는,
   상기 용접 전류의 평균치가 작고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 저부로 용적이행 하는 소전류 기간과, 상기 용접 전류의 평균치가 크고, 상기 선단부로부터 상기 용융 부분의 측부로 용적이행 하는 대전류 기간을 주기적으로 변동시키고, 또한, 상기 대전류 기간에 있어서의 상기 용접 전류를, 상기 선단부로부터 상기 측부로의 용적이행이 각 대전류 기간에서 복수 회 실시되도록 제어하는
   아크 용접 장치.

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