KAP 업종별기술세미나 12년 04월 #02

1. 2012년 용접기술세미나
저항용접 품질 특성과 모니터링
전문위원 문 흥식

2. 목
차
1. 저항용접 이론
2.저항용접 4대요소
3.저항용접 설비 관리
4.스포트 용접 품질 결함
5.용접기 방식별 특성
6.적응제어
7.용접의 모니터링 시스템
8.용접관리 시스템 Level Up

3. 1.저항용접이론
♣ 금속의 접촉저항과 고유저항 에 의한 저항 발열을 이용하여
금속을 용융시키고 압력을 가해 접합을 완료시키는 용접
발열량 (JOULE열) Q = 0.24 I2 RT
( I=전류, R=판의 저항, T=통전시간 )

4. 고유저항과 단위체적당 발열량
3
3

5. 유효열량=JOUL열-손실열량
JOUL열에 의한 발열에 열전도에 의해 전극 및 판 주위로 빠져나간 열
량을 제외한 것이 접합부의 온도 상승에 유효한 열량이다

6. 저항의 변화

7. 저항의 온도 계수와 동저항 곡선
♣ 고유저항은 재질에 따라 다르고 온도에 따라 변함
♣ 용접시간 경과에 따라 접촉면적,체적,온도에 따라 저항 변화
♣ 금속은 온도가 증가하면 원자 진동이 격렬해져 전자이동시 방해

8. AC 저항 용접 과정

9. 2.저항용접 4대요소
용접 전류

10. 가압력

11. 용접전류 및 가압력 상관관계
★
★

12. 저항용접 4대요소 영향
S= (d/2)*(d/2)*π=πd^2/4

13. 3.저항용접 설비관리
주요부분의 점검주기

14. 냉각 수량 점검

15. 용접전류 공급율

16. 4.스포트용접 품질결함
스포트 용접 결함의 종류

17. 스포트용접 결함 원인

18. 스포트용접 결함 원인

19. 스포트용접 스패터 원인

20. 스포트용접 품질산포 원인

21. 스패터 발생 조치 사항

22. 품질산포,현장 조치 문제점

23. 5.용접기 방식별 특성
AC 단상 저항 용접의 단점
♣ AC 단상 용접은 높은 PEAK 전력,대전력 소모로 전력 DROP
♣ 신소재(HSS UHSS등) 용접시 다량의 SPATTER 발생
♣ 정량제어(정전류,전력)로는 용접부 변화에 능동 대응의 한계
인버터 DC 저항 용접의 특징
♣ AC단상 PEAK전류 값보다 낮은 전류, 짧은 통전시간 사용
- 생산성 향상,스패터 감소, 소모품 경감
♣ 정밀적응제어(개별 상태 변화에따른 보상 자동제어) 용이

24. AC 단상 용접 원리,출력 전류 파형

25. 단상교류,점용접시 전류 전압의 변화

26. 인버터 DC 용접 원리

27. 인버터 DC 저항 용접 과정

28. 인버터 DC 스패터 감소 원리

29. AC 단상 (SCR)과 인버터DC 공법

30. AC 단상 (SCR)과 인버터DC 공법

31. AC 단상 (SCR)과 인버터DC 공법

32. AC 단상 (SCR)과 인버터DC 공법

33. AC 단상 (SCR)과 인버터DC 공법

34. 인버터DC 의 가압제어

35. 6.적응제어(보상자동제어)
적응 제어 방식의 의의
♣ 인버터 DC의 높은 효율과 용접전력원 확보에도 불구하고 원재
료 표면,도금산포,프레스 가공 산포,공기압,전극 과열 및 마모
요인 등 작업중 산포가 수시 발생함
♣ 기존 정전류,정전압 방식은 변화에 관계없이 설정된 일정량 전력
공급(예측 되는 부분의 사전 설정)
♣ 적응제어는 용접물,가압, 표면상태 등 변화 패턴을 기억하고 용접
진행시 정상 패턴과 차이를 감지하여 보상하는 시스템 임

36. 적응 제어 방식 과정

37. 적응제어 예1 (판두께,시간 고정)

38. 적응제어 예2 (판두께미설정,시간 조정)

39. 3-2．AHC 제어 의 장점과 단점
적응 제어 방식의 장단점
♣ 장점
- 스패터 발생을 제어할 수 있다.
- 용접품질의 안정화를 기대할 수 있다.
- 판넬 사이에 갭 등 외부적 요인에 의한 변화를 제어
♣ 단점
- 전극간 전압 검출선의 배선이 필요하다.
- 통전시간이 늘어날 수 있기 때문에 Tact의 관리가 어렵다
- 지정시간 내에 열량을 투입하려고 하기 때문에, 외부적 요인
이 크면 스패터가 나올 수 있다.

40. 적응 제어 기능 효과

41. 판사이 불순물 협착의 예 (비교)

42. 용접 분류(SHUNT)

43. 분류,GAP 영향, 적응제어 전후 비교

44. 적응제어를 통한 SPC 품질통계
♣ 적응제어(보상자동제어)와 다양한 파라메터 모니터링이 한
SYSTEM에서 이루어질때 높은 용접품질확보와 불량감소,
원가절감및 생산성향상의 극대화 가능

45. 7.용접의 모니터링 시스템
실시간 모니터링 검사시스템이란?
♣ 용접조건에서 좋은 품질을 확보하고 실시간으로 계측 및 결과 분
석
을 통해 용접부의 품질을 예측 평가하는 기술이다
♣ 기초단계로는 용접중의 전류,전압 및 기타 관련 파라미터를 측정하
고 적절한 상하한 값의 이탈을 감시하여 관리 범위내 유지여부 파악
-웰드 체커 (최근SD메모리 장착,전류 전압 가압력 동시체크 관리)
♣ 차기단계로는 용접 조건과 파형을 다양한 패턴 분석을 통해 실시간
용접 품질 평가를 할수 있는 알고리즘 활용 기술을 내장한 품질
평가시스템으로 분류된다

46. 실시간 용접 모니터링 필요성

47. 용접 품질 모니터링 시스템 분류

48. 스포트 용접 모니터링 사례1

49. 스포트 용접 모니터링 사례 2

50. 프로젝션 용접 모니터링 시스템

51. 너트 프로젝션 적용 모니터링 시스템
너트 프로젝션 실시간 품질평가 관리시스템(품질평가 알고리즘 내장)
시스템구성
효과
용접공정관리
 모든 타점에 대한 DB자동생성 및 통계
적 분석관리
 실시간 데이터 상하한 평가관리
 Cp, Cpk 자동 분석관리
 타점누락 방지,생산량카운터
레싱,전극교체관리 기능통합
전극드
실시간 품질평가
 실시간 용접품질평가 알고리즘
제공(NQ1, NQ2;너트전용 )
 차종별 품질평가기준 사용자설정
 PLC 연동기능
M6, M8, M10 실시간 품질평가
핵심 제공기능

52. 용접모니터링,타점,드레싱,팁교환 관리

53. 8.용접관리 시스템 Level Up
목표
2단계
1단계
실시간 품질평가시스템
네트워크 구성관리
현재
실시간 상하한 관리시스템
통합관리 S/W, 분석 (3~20대)
체커-PLC/체커-S/W 연동
ARC/SPOT/ 웰드체커
적용 전수검사 시스템(3~20)
다수대의 용접기 동시
전용 상하한관리
조건, 데이터 측정관리
다수대의 용접기 동시 실시간
품질평가시스템.알고리즘개발
실시간 상하한 관리(관리범
위 만족도)
중요공정(1~2대)
(전류,전압,가압력 Data저장)
 관리수준파악,표준 준수 관리
실,용접품질평가한계

54. 참고문헌
-Resistance Welding Medium Frequency Inverters (KVT)
-Development and application of weld quality monitoring system(Dongsoo Hwang외)
-CHOWL Co. 자료 ( 적응제어탑재 인버터식 저항 용접 제어 외)
-MFDC 저항용접의 적응제어 및 SPC고찰(이용기)
-MONITECH Co. 자료 (Welding Expert: Arc,Spot,Duo,Inline Multi외)
-革新的 溶接條件 自動認識型 SPOT 溶接 (MIDI SPOT) 山口外
-SPOT溶接 simulation 技術, 現狀-村山外
-Principle of Resistance Welding and Analysis of Monitoring (s.m.Cho)
-너트 프로젝션 용접 품질관리용 알고리즘 개발-모니텍
감사합니다