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용접은 금속을 결합하는 데 사용되는 일반적인 공정으로 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 용접 전원 공급 장치는 전기 아크 용접을 수행하기 위해 전류를 제공하고 조절하는 장치입니다. 저렴한 초급 용접기는 아래에 표시된 것처럼 간단한 전력 트랜스포머와 포화 인덕터 또는 전류 제어 회로가 있는 이른바 “부저 박스” 용접기입니다. 트랜스포머의 두 단자는 기준 금속과 막대 전극에 연결됩니다. 막대 전극이 기준 금속에 닿으면 단락이 발생하여 더 큰 전류를 유발하고 아크를 일으켜 막대 전극을 녹여 기준 금속의 틈을 채웁니다. “부저 박스” 용접기는 제어 기능이 제한적이므로 용접 품질은 주로 용접사의 능력에 의존합니다. 무게가 많이 나고 소음이 많은 것도 이 용접기의 단점입니다. 전력 반도체 스위치가 등장하면서 고급 인버터 용접기가 발명되었습니다. 고주파 스위칭 기술과 피드백 제어를 사용하면 용접기가 훨씬 가볍고 사용하기 쉬워집니다. 저전력 인버터 용접기의 블록 다이어그램은 아래에 표시되어 있습니다.

토치와 작업물은 용접기 출력에 두 가지 다른 방식으로 연결될 수 있습니다. 토치가 직류(DC) 음극 출력에 연결되면 이를 '직접' 용접이라고 부릅니다(전자 흐름이 토치에서 나갑니다). 반대로 연결하면 '역방향' 용접이라고 합니다. 오늘날 '역방향' 용접이 훨씬 더 많이 사용됩니다. 이는 좋은 비드 형상, 깊은 침투 및 전반적으로 더 나은 용접 특성(굽힘, 내구성, 기공 등)을 제공합니다. 다리, 선박, 건물의 금속 구조물에 사용되며, 파이프와 파이프의 루트 패스에도 적용됩니다. 일반적으로 고강도 저합금 강철에서는 DC '역방향' 용접만 사용됩니다. DC '직접' 용접은 재료가 타지 않도록 하거나 금속이 극단적인 온도 변화나 위험한 물에 노출되지 않는 곳에서 얇은 시트 금속 용접에 사용됩니다. 일정한 DC 출력 용접기는 일반적으로 사용되지만, 알루미늄 용접에는 특정 주파수와 패턴으로 출력 극성을 교대로 바꾸는(AC 용접) 것이 필요합니다. 이는 알루미늄이 기본 알루미늄과 알루미늄 산화물이라는 두 층으로 이루어져 있기 때문입니다. 산화물은 금속이 공기에 노출될 때 형성되며 약 3600°F의 높은融点을 가지고 있습니다. 예를 들어, 기본 알루미늄은 1200°F에서 녹습니다. 알루미늄 산화물을 제거하지 않으면 기본 금속이 적절히 융합되지 않습니다. 얇은 시트에서는 기본 금속이 산화물을 관통하기 전에 과열되어 액체 상태가 될 수 있습니다. 이때 AC의 청소 성질이 작용합니다.

DC 출력 극성과 지속 시간을 제어함으로써 고품질의 용접 결과를 얻을 수 있습니다. 아래는 AC HF TIG 또는 AC LIFT TIG 모드에서 알루미늄 용접에 사용되는 WAVE BALANCE 예입니다.

AC TIG 파형 밸런스

양극성 DC, 음극성 DC 및 교류 출력을 생성하기 위해 인버터 용접기는 출력부에 극성 전환 회로를 추가해야 합니다. 아래는 보편적인 고출력 용접기 회로 블록 다이어그램과 전류 제어 프로필입니다.

SiC 기반 보편적 인버터 용접기 전력 회로 블록 다이어그램

인버터 용접기 전류 제어 프로필