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문제 정의
- 본 연구에서는 용접 효율향상을 위해 용접선 자동 추적이 가능한 고속 다전극 자동용접 시스템을 개발하였다. 고속 용접을 구현하기 위해 다전극 용접 시스템의 용접선 자동 추적 및 연속 용접 알고리즘을 개발하였으며, 다 전극 주변에서의 전자기 해석을 통하여 아크 쏠림을 방지할 수 있는 설계기준을 제시하였다.
가설 설정
- (a)와 같이 원기둥 또는 원뿔 형상으로 가정하였으며, 해석 영역은 반경 lm, 높이 lm의 원기둥 형태이다. 요소망은 20 절점의 brick 요소를 이용하여 313470개의 노드와 64320개의 요소로 구성하였으며, 아크 주변의 요소 크기는 0.
- 수 있다. 따라서 전자기적 물성치인 아크의 상대 투자율은 진공과 같은 1로 가정하였다. 또한, 아크 저항은 측정된 용접 전압과 전류, 그리고 측정 가능한 용접 시스템의 저항으로부터 오옴의 법칙을 이용하여 계산하였으며, 이로부터 아크의 비저항은 7.
- 따라서 전자기적 물성치인 아크의 상대 투자율은 진공과 같은 1로 가정하였다. 또한, 아크 저항은 측정된 용접 전압과 전류, 그리고 측정 가능한 용접 시스템의 저항으로부터 오옴의 법칙을 이용하여 계산하였으며, 이로부터 아크의 비저항은 7.5X10-5 Qm로 가정하였다. 용접봉과 모재의 상대 투자율은 2000, 비저항은 9.
- 아크는 초고온의 플라즈마로써 밀도가 매우 낮은 기체 상태이므로, 국부적으로 진공과 유사한 상태로 가정할 수 있다. 따라서 전자기적 물성치인 아크의 상대 투자율은 진공과 같은 1로 가정하였다.
- 5X10-5 Qm로 가정하였다. 용접봉과 모재의 상대 투자율은 2000, 비저항은 9.7x10「8 Qm로 가정하였으며, 온도에 따른 물성치 변화는 고려하지 않았다.
- 4의 (b) 와같이 구성하였다. 이때, 용접 와이어의 직경은 1.2mm, 모재 두께는 10mm로 가정하였다. 전자기장 해석을 위하여 경계조건으로는 용접 와이어 상단에 용접 전류에 따른 균일한 전류 밀도를, 모재 끝단 접지 부분의 전압은 0으로 부과하였고, 해석 영역 가장자리에는 무한 경계 요소를 정의하여 해석 영역 크기에 따른 자기장 해석의 외곡을 방지하였다.
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