• Journal of Welding and Joining
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• 제28권5호
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• pp.99-105
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• 2010

Inverter DC resistance spot welding process has been very widely used for joining such as automotive body sheet metal. Because the lobe area of DC welding is larger than AC welding and DC welding has low electrode wear. So the use of Inverter DC resistance spot welding process has been further increased. And the application of high tensile steel is growing for light weight vehicle. To improve the weldability of high strength steel, the development of Inverter DC resistance spot welding system is more conducted. However, Inverter DC resistance spot welding system has a few problems. Current waveform is unstable and the expulsion has been occurred by characteristics of steel. In this study, inverter DC resistance spot welding system was made. And Fuzzy control algorithm was applied for constant current. The genetic algorithm was applied to optimize the fuzzy scaling factors, in order to optimize the fuzzy control.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권6호
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• pp.76-83
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• 2010

The purpose of this study is to propose a method to decide near-optimal settings of the constant current fuzzy control parameters using a controlled random search. This method tries to find the near-optimal settings of the constant current fuzzy control parameters through experiments. It has an advantage of being able to carry out searches in the search domain which includes some irregular points. The method suggested in this study was used to determine the fuzzy control parameters by which the desired welding current were formed during inverter DC resistance spot welding. The output variable was the ITAE (integral of time multiplied by the absolute error). This output variable was determined according to the input variables, which are the GE, GDE, and GDU. This study described how to obtained near-optimal welding current condition over a wide search space conducting a relatively small number of experiments.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.117-117
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• 2009

저항 점 용접 시스템은 SCR 방식과 Inverter 방식으로 나뉘어지는데 현재 공급전원의 안정화 및 고속의 제어가 가능한 Inverter 방식으로 점차 변해가는 추세이다. 이러한 추세에 따라 기존 SCR 방식에서는 구현하기 힘들었던 고속의 전류제어가 요구되고 있으며 여러 제어 알고리즘들이 적용되고 있다. 일반적으로 전류를 제어하기 위해 PI제어 알고리즘이 많이 사용되고 있다. PI제어보다 좀더 반응이 빠르고 정밀한 제어 알고리즘의 적용이 시도되고 있지만 실질적으로 현장에 적용하여 활용하기에 어려움이 있어 PI제어가 많이 선호되고 있다. 일반적으로 용접전류의 제어는 일정한 전류를 공급할 수 있게 하는 것이 주요하지만 저항 점 용접 시스템에서는 일정한 전류의 공급 이외에 목표 전류까지 도달하는 응답시간 또한 주요한 사항으로 작용하고 있다. 이는 짧은 통전시간으로 인해 응답성에 따라 입열량의 차이가 나타나기 때문이다. 응답시간이 느릴수록 그만큼 전류의 공급이 적어지고 이로 인해 입열량이 감소하게 된다. 국내의 Inverter 방식의 경우 응답시간이 15ms 이상이지만, 해외 선진 제품의 경우 10ms 이하의 응답시간을 가져 크게는 1cycle(16.6ms)의 차이가 나고 같은 용접전류 조건에서도 용접성의 차이가 나타나게 된다. 본 연구에서는 응답시간에 따른 용접성의 변화와 응답시간 제어의 필요성을 확인하기 위해 PI제어기를 응답시간에 따라 설계하고 이를 자체 제작한 Inverter DC 저항 점 용접기에 적용하여 용접실험을 실행하였다. 용접소재로는 현 자동차용 강판 소재인 SPFC590, 1mmt를 사용하였고 인장 및 단면시험을 통해 용접성을 비교하였다. 또한 각각의 로브곡선을 도출하고 비교하여 응답시간에 따른 용접성의 차이를 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.128-137
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• 1999

최근 전력전자기술 및 인버터 회로의 다양한 제어기법의 발달에 따라서 용접기 분야에서의 용접성능 향상에 관한 다양한 연구가 진행되고 있으며 특히{{{{ { CO}_{2 } }} 아크 용접기의 경우 용접성능을 좌우하는 스패터 발생을 최소화 하는 기법이 활발하게 연구되고 있다. 그러나 현재까지는 용접기의 출력전압을 정전압으로 제어하는 방식을 사용함에 따라 용접기의 금속이행과정을 임의로 제어하는 것이 불가능하였고, 특히 스패터가 다량으로 발생하는 저전류영역의 금속이행과정인 단락이행에서의 스패터 저감을 기대하기가 어려웠다. 따라서 본 논문에서는 마이크로프로세서를 이용한 인버터 출력전류의 파형제어기법을 사용하여 인버터 아크 용접기의 출력전류를 순시적으로 제어함에 의하여 스패터 저감, 단락주기의 안정화 및 순간단락현상 감소의 측면에서 용접성능을 개선위한 연구를 수행하였고 이상의 연구에 대한 결과를 제시하였고, 또한 인버터 아크 용접기의 AC/DC 전력변환장치로 SMR(Switched Mode Rectifier)를 사용하여 시스템을 단위역율로 운전하였으며 입력전류의 저차 고조파 억제효과를 얻을 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.14-14
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• 2009

자동차 차체와 같은 박판을 접합하기 위해서 인버터 DC 저항 점 용접공정은 매우 널리 사용되어지고 있다. 이는 교류 용접에 비해 적은 전류로 용접이 가능하고, 더 넓은 적정 용접 영역을 가지며, 보다 적은 전극마모를 가지는 인버터 DC 저항 점용접의 특성에 기인한다. 아울러 최근에는 파워 소자와 같은 인버터 구성에 필요한 구성 요소의 가격이 낮아져, 전반적으로 용접기의 가격이 하락하였고, 구성 장치에 대한 신뢰성이 증가하였으며, 기존보다 전력의 사용량이 감소하여 인버터 DC 저항점 용접공정의 사용이 더욱 증가하고 있는 상황이다. 또한 차량의 경량화에 대한 요구가 증가함에 따라 고 장력 강판의 적용이 확대되고 있다. 이러한 재료의 우수한 용접을 위해 인버터 DC 저항 점 용접시스템의 개발이 더욱 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 인버터 DC 저항 점용접 시스템을 구성하더라도 모재의 특성이 전류 파형에 영향을 주게 되어, 정 전류 제어가 적용되지 못하면 전류 파형이 불안정해지게 되고 원하는 전류가 발생되지 않게 되어 스패터가 발생하거나, 용접 품질에 영향을 줄 수 있게 된다. 본 연구에서는 인버터 DC 저항 점용접 시스템을 구성하고, 정 전류의 제어를 위한 퍼지 제어 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 퍼지제어기의 환산 계수를 최적화하기 위해서 유전 알고리즘을 적용하였으며, 실험에는 고장력강을 대상으로 정 전류 용접 공정을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.483-486
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• 2001

This Paper the state-of-the art indirect induction heated boiler and induction heated hot air producer using the voltage-fed series resonant high-frequency inverter whice can operate in the frequency range from 20kHz to 50kHz. A specially-designed induction heater composed of laminated stainless assembly with many tiny holes and interconnected spot welding points between stainless plates is inserted into the ceramic type vessel with external working coil connected to the inverter and tubelence fluid through this induction heater in moving fluid generates in the vessel. The operating performances of this unique appliance in next generation and its effectiveness are evaluated and discussed from a practical point of view.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.48-56
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• 2009

본 논문은 연료전지스택을 입력전원으로 하는 TIG-용접기용 전력변환장치를 제안하였다. 일반적으로 TIG-용접기의 전원공급장치는 상용전원을 이용한 다이오드 브리지 정류회로를 사용한다. 이런 회로의 경우 다이오드 정류기와 용량이 큰 캐패시터를 사용하게 되므로 부피가 커지고, 입력전류는 맥동성분과 고조파를 포함하게 된다. 또한, TIG-용접기는 상용전원의 사용이 여의치 않은 도서산간지역이나 특수한 환경에서는 소형 경량의 이동성이 수월한 전원장치 및 전력원을 필요로 하게 된다. 따라서 본 논문의 TIG-용접기용 전력변환장치는 고체고분자형연료전지(PEMFC)를 입력전원으로 사용하고, 부스트 컨버터의 기능과 인버터 용접전원의 기능을 하나의 풀-브리지 컨버터로 구성하였다. 제안한 연료전지를 이용한 TIG-용접기용 전력변환장치는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 성능을 검증하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.119-119
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• 2009

인버터 DC 저항용접의 적용성 증대 : 인버터 DC 저항용접 공법이 SPOT, PROJECTON, SEAM, BUTT 등의 공정에 다양하게 적용되어 저항용접 현장에서 고효율, 친환경적 용접 환경을 만드는데 일조 하고 있다. 특히 자동차의 경량화, 충돌내성 증대, 진동 및 내구성 증대, 공간활용 극대화, 새로운 Design 개념 적용 등의 산업전반에 걸쳐 나타나는 신 Trends로 고 장력 철재의 적용 범위가 확대되고 HSS(High Strength Steel), EHSS(Extra High Strength Steel), UHSS (Ultra High strength Steel ; Hot - Formed Steel )등 다양한 철판의 SPOT 저항용접이 필요하게 되었다. 기존의 AC 단상용접의 전력 특성 상 통전 중 무 통전 시간 과 높은 PEAK 전력, 단상 대 전력 소모로 인한 전력 DROP 등의 문제로 인하여 신소재의 용접 시 매우 많은 Spatter가 발생하고, 높은 용접품질의 확보가 어려워 지므로 이를 대체하기 위한 공법으로 MFDC ( 인버터 DC 저항용접공법 )이 적용되고 있다. 인버터 DC 저항용접의 적응제어 : MFDC라는 높은 효율의 용접 전력원이 확보 됨에도 불구하고 용접현장에서는 원 자재, 도금 등의 품질 산포, 프레스 물의 가공산포, 공기압 산포, 전극 과열 및 마모 등의 요인에 의하여 저항용접 산포가 발생하고 있다. 이는 인위적인 조작이 어렵고 불규칙적이며, 어디서나 산재하고 있는 문제이다. 이를 용접전력 제어 법으로 개선하여 일정한 용접성을 확보하기 위한 노력이 적응제어 기법이다. 정 전류, 정 전력 제어는 정량 제어로 용접 물을 비롯한 용접부의 변화와는 관계없이 설정된 일정량의 전력을 공급하기만 하는데 반하여 적응제어는 적절한 용접 작업 시의 용접 물의 상태, 전극의 가압, 표면 상태 등에 따른 변화 페턴을 기억하고 이후 진행되는 용접에 대하여 정상 페턴과의 차이를 감지 이를 보상하므로 고품질의 용접성을 보장하는 제어기법이다. 따라서 다양한 용접 산포 유발 요인에 의해 용접부의 변화가 발생한다 하여도 그 변화를 감지 하고 적절한 용접전력을 공급한다면 고품질의 용접성을 확보하는데 유용한 공법이 될 수 있다. 인버터 DC 저항용접의 SPC 관리 : SPOT 용접 시 획득할 수 있는 다양한 파라메터에 대하여 모니터링 하고 이 자료를 data 화 하여 품질 관리에 응용하게 되면 양산라인에서 반복적으로 발생되는 문제점을 확인 할 수 있고 이를 통계적 방법으로 추적 개선해 나간다면 용접 불량 감소 및 생산성 향상에 도움이 되며 작업자의 공정 능력 향상 및 기업의 기술축적에도 높은 기여를 할 수 있을 것이다. 용접 적응제어와 다양한 파라메터 모니터링이 한 system에서 이루어 질 때 높은 용접성 확보와 불량률 감소, 원가절감, 생산성 향상 등의 효과가 극대화 될 것이다.