特許 6618150 アーク溶接制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618150

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】アーク溶接制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/073 20060101AFI20191202BHJP

   B23K 9/12 20060101ALI20191202BHJP

   B23K 9/133 20060101ALI20191202BHJP

   B23K 9/00 20060101ALI20191202BHJP

【ＦＩ】

   B23K9/073 545

   B23K9/12 305

   B23K9/133 501Z

   B23K9/00 330A

【請求項の数】3

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-547802(P2016-547802)

(86)(22)【出願日】2015年8月20日

(86)【国際出願番号】JP2015073441

(87)【国際公開番号】WO2016039113

(87)【国際公開日】20160317

【審査請求日】2018年5月29日

(31)【優先権主張番号】特願2014-181993(P2014-181993)

(32)【優先日】2014年9月8日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2014-197876(P2014-197876)

(32)【優先日】2014年9月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(72)【発明者】

【氏名】井手 章博

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４０８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０４６４１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１０５０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０３２７０３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／００ − ９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法において、
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、
溶接電流が通電を開始して０よりも大きな値に予め定めた遅延期間が経過した後に、
前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。

【請求項2】

溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法において、
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、溶接電流の通電開始後に前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始し、
定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中は、前記送給速度の波形パラメータを、前記定常溶接期間中とは異なる値に設定し、
前記定常溶接期間は前記逆送期間から開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法。

【請求項3】

前記正逆送給制御を行うプル側送給モータに加えて正送送給制御を行うプッシュ側送給モータを備え、前記プッシュ側送給モータは前記溶接電流の通電開始後の前記過渡溶接期間中は傾斜を有して加速する、
ことを特徴とする請求項２に記載のアーク溶接制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。

【0003】

溶接品質をさらに向上させるために、溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１の発明では、溶接電流設定値に応じた送給速度の平均値とし、溶接ワイヤの正送と逆送との周波数及び振幅を溶接電流設定値に応じた値とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】日本国特許第５２０１２６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

溶接開始時から定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中においては、定常溶接期間と同一の正逆送給制御を行うと、溶接状態が不安定になるという問題がある。

【0007】

そこで、本発明では、送給速度の正送期間と逆送期間とを交互に切り換える溶接において、溶接開始時から定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中の溶接状態を安定化することができるアーク溶接制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法において、
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、
溶接電流が通電を開始して０よりも大きな値に予め定めた遅延期間が経過した後に、
前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。

【0009】

請求項２の発明は、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り換える正逆送給制御を行って、短絡期間とアーク期間とを発生させて溶接するアーク溶接制御方法において、
溶接開始時は前記溶接ワイヤを正送し、溶接電流の通電開始後に前記溶接ワイヤの前記逆送期間から前記正逆送給制御を開始し、
定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中は、前記送給速度の波形パラメータを、前記定常溶接期間中とは異なる値に設定し、
前記定常溶接期間は前記逆送期間から開始する、
ことを特徴とするアーク溶接制御方法である。

【0010】

請求項３の発明は、前記正逆送給制御を行うプル側送給モータに加えて正送送給制御を行うプッシュ側送給モータを備え、前記プッシュ側送給モータは前記溶接電流の通電開始後の前記過渡溶接期間中は傾斜を有して加速する、
ことを特徴とする請求項２に記載のアーク溶接制御方法である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、送給速度の正送期間と逆送期間とを交互に切り換える溶接において、溶接開始時から定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中は定常溶接期間中とは異なる正逆送給制御を行うことによって、過渡溶接期間中の溶接状態を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態１に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係るアーク溶接制御方法を示す、図１の溶接電源における溶接開始時の各信号のタイミングチャートである。

【図3】本発明の実施の形態１に係るアーク溶接制御方法を示す、図１の溶接電源における定常溶接期間中の各信号のタイミングチャートである。

【図4】本発明の実施の形態２に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。

【図5】本発明の実施の形態２に係るアーク溶接制御方法を示す、図４の溶接電源における溶接開始時の各信号のタイミングチャートである。

【図6】本発明の実施の形態３に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。

【図7】本発明の実施の形態３に係るアーク溶接制御方法を示す、図６の溶接電源における定常溶接期間中の各信号のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

【0020】

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。

【0021】

電源主回路ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源（図示は省略）を入力として、後述する駆動信号Ｄｖに従ってインバータ制御等による出力制御を行い、出力電圧Ｅを出力する。この電源主回路ＰＭは、図示は省略するが、商用電源を整流する１次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換する上記の駆動信号Ｄｖによって駆動されるインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する２次整流器を備えている。

【0022】

リアクトルＷＬは、上記の出力電圧Ｅを平滑する。このリアクトルＷＬのインダクタンス値は、例えば２００μＨである。

【0023】

送給モータＷＭは、後述する送給制御信号Ｆｃを入力として、正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接ワイヤ１を送給速度Ｆｗで送給する。送給モータＷＭには、過渡応答性の速いモータが使用される。溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータＷＭは溶接トーチ４の先端の近くに設置される場合がある。また、送給モータＷＭを２個使用して、プッシュプル方式の送給系とする場合もある。

【0024】

溶接ワイヤ１は、上記の送給モータＷＭに結合された送給ロール５の回転によって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間にアーク３が発生する。溶接トーチ４内の給電チップ（図示は省略）と母材２との間には溶接電圧Ｖｗが印加し、溶接電流Ｉｗが通電する。

【0025】

出力電圧設定回路ＥＲは、予め定めた出力電圧設定信号Ｅｒを出力する。出力電圧検出回路ＥＤは、上記の出力電圧Ｅを検出し平滑して、出力電圧検出信号Ｅｄを出力する。

【0026】

電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の出力電圧設定信号Ｅｒ及び上記の出力電圧検出信号Ｅｄを入力として、出力電圧設定信号Ｅｒ（＋）と出力電圧検出信号Ｅｄ（−）との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。この回路によって、溶接電源は定電圧制御される。

【0027】

ホットスタート電流設定回路ＩＨＲは、予め定めたホットスタート電流設定信号Ｉhrを出力する。電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。

【0028】

電流誤差増幅回路ＥＩは、上記のホットスタート電流設定信号Ｉhr及び上記の電流検出信号Ｉｄを入力として、ホットスタート電流設定信号Ｉhr（＋）と電流検出信号Ｉｄ（−）との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。この回路によって、ホットスタート電流が通電する期間（ホットスタート期間）中は溶接電源は定電流制御される。

【0029】

電流通電判別回路ＣＤは、上記の電流検出信号Ｉｄを入力として、この値がしきい値（１０Ａ程度）以上のときは溶接電流Ｉｗが通電していると判別してＨｉｇｈレベルとなる電流通電判別信号Ｃｄを出力する。

【0030】

電源特性切換回路ＳＷは、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖ及び上記の電流通電判別信号Ｃｄを入力として、電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化した時点から予め定めたホットスタート期間中は電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、それ以外の期間中は電圧誤差増幅信号Ｅｖを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。

【0031】

電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。短絡判別回路ＳＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、この値が短絡判別値（１０Ｖ程度）未満のときは短絡期間であると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク期間であると判別してＬｏｗレベルとなる短絡判別信号Ｓｄを出力する。

【0032】

溶接開始回路ＳＴは、溶接電源を起動するときにＨｉｇｈレベルとなる溶接開始信号Ｓｔを出力する。この溶接開始回路ＳＴは、溶接トーチ４の起動スイッチ、溶接工程を制御するＰＬＣ、ロボット制御装置等が相当する。

【0033】

駆動回路ＤＶは、上記の誤差増幅信号Ｅａ及び上記の溶接開始信号Ｓｔを入力として、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）のときは誤差増幅信号Ｅａに基づいてＰＷＭ変調制御を行い、上記の電源主回路ＰＭ内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Ｄｖを出力する。

【0034】

過渡溶接期間タイマ回路ＳＴＫは、上記の電流通電判別信号Ｃｄ及び後述する送給速度設定信号Ｆｒを入力として、以下の１）〜４）の中から１つを選択して処理を行い、過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkを出力する。
１）電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化した時点でＨｉｇｈレベルにセットされ、それから所定期間が経過した後に、送給速度設定信号Ｆｒの正送期間又は逆送期間が終了した時点でＬｏｗレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkを出力する。
２）電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化した時点でＨｉｇｈレベルにセットされ、それから送給速度設定信号Ｆｒが所定回数の正送期間又は所定回数の逆送期間を終了した時点でＬｏｗレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkを出力する。
３）電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化した時点でＨｉｇｈレベルにセットされ、それから所定期間が経過した後に、送給速度設定信号Ｆｒの正送期間が終了した時点でＬｏｗレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkを出力する。
４）電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化した時点でＨｉｇｈレベルにセットされ、それから送給速度設定信号Ｆｒが所定回数の正送期間を終了した時点でＬｏｗレベルにリセットされる過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkを出力する。

【0035】

平均送給速度設定回路ＦＡＲは、予め定めた平均送給速度設定信号Ｆarを出力する。周期設定回路ＴＦＲは、予め定めた周期設定信号Ｔfrを出力する。振幅設定回路ＷＦＲは、予め定めた振幅設定信号Ｗfrを出力する。

【0036】

定常溶接期間送給速度設定回路ＦＣＲは、上記の平均送給速度設定信号Ｆar、上記の周期設定信号Ｔfr及び上記の振幅設定信号Ｗfrを入力として、振幅設定信号Ｗfrによって定まる振幅Ｗｆ及び周期設定信号Ｔfrによって定まる周期Ｔｆで正負対象形状に変化する予め定めた台形波を、平均送給速度設定信号Ｆarの値だけ正送側にシフトした波形となる定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを出力する。この定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrについては、図３（Ｂ）で詳述する。

【0037】

過渡溶接期間送給速度設定回路ＦＫＲは、上記の電流通電判別信号Ｃｄ、上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、図２（Ｂ）で詳述する処理を行い、過渡溶接期間送給速度設定信号Ｆkrを出力する。

【0038】

送給速度設定回路ＦＲは、上記の定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcr、上記の過渡溶接期間送給速度設定信号Ｆkr、上記の溶接開始信号Ｓｔ、上記の電流通電判別信号Ｃｄ及び上記の過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkを入力として、以下の処理を行い、送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
１）溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）になると、０から予め定めたスローダウン速度に切り換えられた送給速度設定信号Ｆｒを出力する。Ｆｒ＝０のときは溶接ワイヤ１の送給は停止している。
２）電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）になると、過渡溶接期間送給速度設定信号Ｆkrを送給速度設定信号Ｆｒとして出力する。
３）過渡溶接期間タイマ信号ＳtkがＬｏｗレベルになると、定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを送給速度設定信号Ｆｒとして出力する。

【0039】

送給制御回路ＦＣは、上記の送給速度設定信号Ｆｒを入力として、送給速度設定信号Ｆｒの値に相当する送給速度Ｆｗで溶接ワイヤ１を送給するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力する。

【0040】

図２は、本発明の実施の形態１に係るアーク溶接制御方法を示す、図１の溶接電源における溶接開始時の各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｅ）は電流通電判別信号Ｃｄの時間変化を示し、同図（Ｆ）は短絡判別信号Ｓｄの時間変化を示し、同図（Ｇ）は過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkの時間変化を示す。以下、同図を参照して溶接開始時における各信号の動作について説明する。

【0041】

同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは、０よりも上側が正送期間となり、下側が逆送期間となる。正送とは溶接ワイヤ１を母材２に近づける方向に送給することであり、逆送とは母材２から離反する方向に送給することである。送給速度Ｆｗは、台形波状に変化しており、正送側にシフトした波形となっている。このために、送給速度Ｆｗの平均値は正の値となり、溶接ワイヤ１は平均的には正送されている。

【0042】

ここで、０を基準線として送給速度Ｆｗの台形波を見ると、同図（Ｂ）に示すように、過渡溶接期間逆送期間は、所定の過渡溶接期間逆送加速期間、アーク再発生時点で終了する過渡溶接期間逆送ピーク期間、所定の過渡溶接期間逆送ピーク値及び所定の過渡溶接期間逆送減速期間から形成され、過渡溶接期間正送期間は、所定の過渡溶接期間正送加速期間、短絡発生時点で終了する過渡溶接期間正送ピーク期間、所定の過渡溶接期間正送ピーク値及び所定の過渡溶接期間正送減速期間から形成される。

【0043】

時刻ｔ１において、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは０から予め定めた正の値のスローダウン速度に変化し、溶接ワイヤ１は正送される。このスローダウン速度は、１m/min程度の小さな値に設定される。同時に、時刻ｔ１において、溶接電源が起動されるので、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは最大出力電圧値の無負荷電圧値になる。

【0044】

時刻ｔ２において、上記の正送によって溶接ワイヤ１が母材２と接触（短絡）すると、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値に急減し、溶接電圧Ｖｗの値が予め定めた短絡判別値（１０Ｖ程度）未満になるので、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）に変化する。同時に、時刻ｔ２において、同図（Ｃ）に示すように、予め定めたホットスタート電流値（２００〜５００Ａ程度）の溶接電流Ｉｗが通電を開始し、同図（Ｅ）に示すように、電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化する。これに応動して、同図（Ｇ）に示すように、過渡溶接期間タイマ信号ＳtkがＨｉｇｈレベルに変化し、後述するように時刻ｔ１２にＬｏｗレベルに戻る。この時刻ｔ２〜ｔ１２の期間が過渡溶接期間Ｔｋとなる。上記のホットスタート電流は、時刻ｔ２〜ｔ４１の予め定めたホットスタート期間中通電する。

【0045】

［時刻ｔ３〜ｔ５の第１回目の過渡溶接期間逆送期間の動作］
時刻ｔ２に電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベルに変化してから予め定めた遅延期間が経過した時刻ｔ３において、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは正送から逆送に切り換えられて、予め定めた過渡溶接期間逆送ピーク値まで急加速し、過渡溶接期間逆送ピーク期間に入る。上記の遅延期間は１〜１０ms程度に設定される。遅延期間を０にして、遅延しないようにしても良い。この遅延は、溶接ワイヤ１が母材２に接触したときに、初期アークを円滑に発生させるために設けている。

【0046】

時刻ｔ４において上記のホットスタート電流の通電によって、アーク３が発生すると、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値に急増し、これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベル（アーク）に変化する。過渡溶接期間逆送ピーク期間中に短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク）に変化すると、同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ４〜ｔ５の上記の過渡溶接期間逆送減速期間に入り、上記の過渡溶接期間逆送ピーク値から０へと減速する。時刻ｔ４に過渡溶接期間逆送ピーク期間に入った時点において、既にアーク３が発生し短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク）であったときは、時刻ｔ４時点から過渡溶接期間逆送減速期間に入ることになる。過渡溶接期間逆送減速期間中の時刻ｔ４１において、同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗはホットスタート電流値からアーク負荷に応じて変化するアーク電流値に減少する。上述したように、時刻ｔ２〜ｔ４１のホットスタート期間は所定値であるので、ホットスタート期間が終了する時点において、送給速度Ｆｗがどの期間になっているかは不確定である。時刻ｔ４〜ｔ７の期間がアーク期間となる。

【0047】

［時刻ｔ５〜ｔ８の第１回目の過渡溶接期間正送期間の動作］
時刻ｔ５において過渡溶接期間逆送減速期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは時刻ｔ５〜ｔ６の上記の過渡溶接期間正送加速期間に入り、０から上記の過渡溶接期間正送ピーク値まで加速する。

【0048】

時刻ｔ６において過渡溶接期間正送加速期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは過渡溶接期間正送ピーク期間に入り、上記の過渡溶接期間正送ピーク値になる。

【0049】

時刻ｔ７において正送によって短絡が発生すると、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値に急減し、これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＨｉｇｈレベル（短絡）に変化する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗは短絡期間中に次第に増加する。過渡溶接期間正送ピーク期間中に短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）に変化すると、同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ７〜ｔ８の上記の過渡溶接期間正送減速期間に入り、上記の過渡溶接期間正送ピーク値から０へと減速する。時刻ｔ７〜ｔ１０の期間が短絡期間となる。

【0050】

［時刻ｔ８〜ｔ１１の第２回目の過渡溶接期間逆送期間の動作］
時刻ｔ８において過渡溶接期間正送減速期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは時刻ｔ８〜ｔ９の上記の過渡溶接期間逆送加速期間に入り、０から上記の過渡溶接期間逆送ピーク値まで加速する。

【0051】

時刻ｔ９において過渡溶接期間逆送加速期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは過渡溶接期間逆送ピーク期間に入り、上記の過渡溶接期間逆送ピーク値になる。

【0052】

時刻ｔ１０において逆送及び溶接電流Ｉｗの通電によるピンチ力によってアーク３が発生すると、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値に急増し、これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベル（アーク）に変化する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗはアーク期間中に次第に減少する。過渡溶接期間逆送ピーク期間中に短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク）に変化すると、同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１０〜ｔ１１の上記の過渡溶接期間逆送減速期間に入り、上記の過渡溶接期間逆送ピーク値から０へと減速する。

【0053】

時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間は第２回目の過渡溶接期間正送期間となり、上述した時刻ｔ５〜ｔ８の動作と同一であるので、説明は繰り返さない。同図（Ｇ）に示すように、過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkは、時刻ｔ２に電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化した時点から所定期間が経過した後に、過渡溶接期間正送期間又は過渡溶接期間逆送期間が終了したタイミングに同期してＬｏｗレベル（定常溶接期間）に変化する。同図では、過渡溶接期間正送期間が終了する時刻ｔ１２において、過渡溶接期間タイマ信号ＳtkがＬｏｗレベルに変化している。したがって、時刻ｔ２〜ｔ１２の期間が過渡溶接期間Ｔｋとなり、時刻ｔ１２以降の期間が定常溶接期間となる。ここで、過渡溶接期間Ｔｋを、溶接電流が通電を開始した時点から所定回数の過渡溶接期間逆送期間又は所定回数の過渡溶接期間正送期間が終了した時点としても良い。

【0054】

さらに、過渡溶接期間Ｔｋを、溶接電流が通電を開始した時点から所定期間が経過した後に、過渡溶接期間正送期間が終了した時点としても良い。さらに、過渡溶接期間Ｔｋを、溶接電流が通電を開始した時点から所定回数の過渡溶接期間正送期間が終了した時点としても良い。このようにすると、定常溶接期間は、常に定常溶接期間逆送期間から開始することになり、定常溶接期間の溶接状態への移行が定常溶接期間正送期間から開始するよりも円滑になる。

【0055】

過渡溶接期間Ｔｋは、定常溶接期間と同じ程度のサイズの溶融池が形成されるまでの期間として設定される。過渡溶接期間Ｔｋは、５０〜１０００ms程度の範囲となる。同図では、過渡溶接期間Ｔｋ中に２周期分の波形を描画しているが、実際には５〜１００周期分の波形が含まれる。

【0056】

図３は、本発明の実施の形態１に係るアーク溶接制御方法を示す、図１の溶接電源における定常溶接期間中の各信号のタイミングチャートである。同図は、図２の過渡溶接期間Ｔｋが時刻ｔ１２に終了した時点以降の定常溶接期間中の動作を示す。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｅ）は電流通電判別信号Ｃｄの時間変化を示し、同図（Ｆ）は短絡判別信号Ｓｄの時間変化を示し、同図（Ｇ）は過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkの時間変化を示す。以下、同図を参照して定常溶接期間中の動作について説明する。

【0057】

同図（Ｂ）に示す送給速度Ｆｗは、図１の送給速度設定回路ＦＲから出力される送給速度設定信号Ｆｒの値に制御される。送給速度設定信号Ｆｒは、振幅設定信号Ｗfrによって定まる振幅Ｗｆ及び周期設定信号Ｔfrによって定まる周期Ｔｆで正負対象形状に変化する予め定めた台形波を、平均送給速度設定信号Ｆarの値だけ正送側にシフトした波形となる。このために、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは、平均送給速度設定信号Ｆarによって定まる破線で示す平均送給速度Ｆａを基準線として、上下に対象となる振幅Ｗｆ及び周期Ｔｆで予め定めた台形波状の送給速度パターンとなる。すなわち、基準線から上側の振幅と下側の振幅とは同一値であり、基準線より上側の期間と下側の期間とは同一値となっている。

【0058】

ここで、０を基準線として送給速度Ｆｗの台形波を見ると、同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１２〜ｔ１６の定常溶接期間逆送期間は、それぞれ所定の定常溶接期間逆送加速期間、定常溶接期間逆送ピーク期間、定常溶接期間逆送ピーク値及び定常溶接期間逆送減速期間から形成され、時刻ｔ１６〜ｔ２０の定常溶接期間正送期間は、それぞれ所定の定常溶接期間正送加速期間、定常溶接期間正送ピーク期間、定常溶接期間正送ピーク値及び定常溶接期間正送減速期間から形成される。

【0059】

時刻ｔ１２において、同図（Ｇ）に示すように、過渡溶接期間タイマ信号ＳtkがＬｏｗレベルに変化すると、定常溶接期間に移行する。この定常溶接期間中は、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＳｔはＨｉｇｈレベル（溶接開始）のままとなり、同図（Ｅ）に示すように、電流通電判別信号ＣｄもＨｉｇｈレベル（通電）のままとなる。

【0060】

［時刻ｔ１２〜ｔ１６の第１回目の定常溶接期間逆送期間の動作］
同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは時刻ｔ１２〜ｔ１３の上記の定常溶接期間逆送加速期間に入り、０から上記の定常溶接期間逆送ピーク値まで加速する。この期間中は、時刻ｔ１１〜ｔ１２の過渡溶接期間正送期間中に発生した短絡状態が継続しているので、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＨｉｇｈレベル（短絡）となっている。

【0061】

時刻ｔ１３において定常溶接期間逆送加速期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは時刻ｔ１３〜ｔ１５の上記の定常溶接期間逆送ピーク期間に入り、上記の定常溶接期間逆送ピーク値になる。この期間中の時刻ｔ１４において、逆送及び溶接電流Ｉｗの通電によるピンチ力によってアーク３が再発生する。これに応動して、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値に急増し、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベル（アーク）に変化する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗはこれ以降次第に減少する。過渡溶接期間Ｔｋ中は、アークの再発生をトリガとして本期間を終了していたが、定常溶接期間中は、アークの再発生とは無関係に所定期間が経過すると本期間を終了する点が異なる。

【0062】

時刻ｔ１５において定常溶接期間逆送ピーク期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１５〜ｔ１６の上記の定常溶接期間逆送減速期間に入り、上記の定常溶接期間逆送ピーク値から０へと減速する。

【0063】

［時刻ｔ１６〜ｔ２０の第１回目の定常溶接期間正送期間の動作］
同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは時刻ｔ１６〜ｔ１７の上記の定常溶接期間正送加速期間に入り、０から上記の定常溶接期間正送ピーク値まで加速する。この期間中は、短絡状態のままである。

【0064】

時刻ｔ１７において定常溶接期間正送加速期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは時刻ｔ１７〜ｔ１９の上記の定常溶接期間正送ピーク期間に入り、上記の定常溶接期間正送ピーク値になる。この期間中の時刻ｔ１８において、正送によって短絡が発生する。これに応動して、同図（Ｄ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値に急減し、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＨｉｇｈレベル（短絡）に変化する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電流Ｉｗはこれ以降次第に増加する。過渡溶接期間Ｔｋ中は、短絡の発生をトリガとして本期間を終了していたが、定常溶接期間中は、短絡の発生とは無関係に所定期間が経過すると本期間を終了する点が異なる。

【0065】

時刻ｔ１９において定常溶接期間正送ピーク期間が終了すると、同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１９〜ｔ２０の上記の定常溶接期間正送減速期間に入り、上記の定常溶接期間正送ピーク値から０へと減速する。

【0066】

これ以降の定常溶接期間中は、上記の定常溶接期間逆送期間及び上記の定常溶接期間正送期間の動作を繰り返すことになる。

【0067】

定常溶接期間中及び過渡溶接期間中の送給速度Ｆｗの台形波の数値例を以下に示す。
（定常溶接期間中の台形波の数値例）
周期Ｔｆ＝１０ms、振幅Ｗｆ＝６０m/min、半周期の各傾斜期間＝１．２ms、ピーク期間＝２．６ms、ピーク値＝３０m/minの台形波に設定すると、この台形波を平均送給速度Ｆａ＝５m/minだけ正送側にシフトした波形となる。平均溶接電流は約２５０Ａとなる。この場合の各波形パラメータは、以下のようになる。
定常溶接期間逆送期間＝４．６ms、定常溶接期間逆送加速期間＝１．０ms、定常溶接期間逆送ピーク期間＝２．６ms、定常溶接期間逆送ピーク値＝−２５m/min、定常溶接期間逆送減速期間＝１．０ms
定常溶接期間正送期間＝５．４ms、定常溶接期間正送加速期間＝１．４ms、定常溶接期間正送ピーク期間＝２．６ms、定常溶接期間正送ピーク値＝３５m/min、定常溶接期間正送減速期間＝１．４ms
（過渡溶接期間中の台形波の数値例）
過渡溶接期間逆送加速期間＝１．０ms、過渡溶接期間逆送ピーク値＝−１７．５m/min、過渡溶接期間逆送減速期間＝１．０ms、過渡溶接期間正送加速期間＝１．４ms、過渡溶接期間正送ピーク値＝２４．５m/min、過渡溶接期間正送減速期間＝１．４ms

【0068】

上記においては、送給速度Ｆｗが台形波の場合について説明したが、正弦波、三角波等の周期的に繰り返す波形であれば良い。

【0069】

上述した実施の形態１では、溶接開始時は溶接ワイヤを正送し、溶接ワイヤが母材と接触して溶接電流が通電した後に、溶接ワイヤの逆送期間から正逆送給制御を開始する。これは、逆送期間から正逆送給制御を開始する方が、正送期間から正逆送給制御を開始するよりも初期アークの発生が円滑になるためである。

【0070】

上述した実施の形態１では、定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中は、逆送期間中にアーク期間になると正送期間に移行し、正送期間中に短絡期間になると逆送期間に移行し、定常溶接期間中は所定の正送期間と所定の逆送期間とを交互に切り換える。溶融池が充分に形成されていない過渡溶接期間中に、定常溶接期間のように所定の正送期間と所定の逆送期間とを交互に切り換えると、溶接状態が不安定になる。過渡溶接期間中は、逆送期間中にアークの再発生をトリガとして正送期間に移行し、正送期間中に短絡の発生をトリガとして逆送期間に移行することによって、溶接状態を安定化することができる。

【0071】

上述した実施の形態１では、送給速度の波形パラメータを、過渡溶接期間中は定常溶接期間中とは異なる値に設定する。波形パラメータは、逆送加速期間、逆送ピーク値(逆送振幅)、逆送減速期間、正送加速期間、正送ピーク値(正送振幅)又は正送減速期間である。これらの波形パラメータの少なくとも１つを、過渡溶接期間中は定常溶接期間中とは異なる値に設定する。これにより、過渡溶接期間中の溶接状態が安定化する。このときに、過渡溶接期間中の送給速度の平均値が定常溶接期間中の送給速度の平均値よりも小さくなるように、波形パラメータを設定することが望ましい。このようにすると、過渡期間中の溶接状態がより安定化する。ここで、振幅とは、過渡溶接期間中は過渡溶接期間正送ピーク値と過渡溶接期間逆送ピーク値（絶対値）との合計値となり、定常溶接期間中は定常溶接期間正送ピーク値と定常溶接期間逆送ピーク値（絶対値）との合計値となる。振幅を過渡溶接期間中は定常溶接期間中よりも小さな値に設定することが望ましい。このようにすると、過渡溶接期間中の溶接状態がより安定化する。さらに、正送振幅(正送ピーク値)を過渡溶接期間中は定常溶接期間中よりも小さな値に設定することが望ましい。このようにすると、過渡溶接期間中の溶接状態がより安定化する。

【0072】

［実施の形態２］
実施の形態２の発明は、実施の形態１の正逆送給制御を行うプル側送給モータに加えて正送送給制御を行うプッシュ側送給モータを備え、プッシュ側送給モータは溶接電流が通電を開始した時点から予め定めた加速期間中は傾斜を有して加速する。

【0073】

図４は、本発明の実施の形態２に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は上述した図１と対応しており、同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は繰り返さない。同図は、図１にプッシュ側送給モータＷＭ２、加速期間設定回路ＴＵＲ、第２送給速度設定回路ＦＲ２及び第２送給制御回路ＦＣ２を追加したものである。以下、同図を参照してこれらのブロックについて説明する。

【0074】

送給モータＷＭがプル側送給モータとなり、送給系の下流側に設置されている。この送給モータＷＭに対する正逆送給制御については実施の形態１と同一である。プッシュ側送給モータＷＭ２が新たに送給系の上流側に設置されている。このプッシュ側送給モータＷＭ２は、後述する第２送給制御信号Ｆc2によって正送送給制御される。

【0075】

加速期間設定回路ＴＵＲは、予め定めた加速期間設定信号Ｔurを出力する。第２送給速度設定回路ＦＲ２は、この加速期間設定信号Ｔur、平均送給速度設定信号Ｆar、溶接開始信号Ｓｔ及び電流通電判別信号Ｃｄを入力として、以下の処理を行い、第２送給速度設定信号Ｆr2を出力する。
１）溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）になると、０から予め定めた第２スローダウン速度に切り換えられた第２送給速度設定信号Ｆr2を出力する。Ｆr2＝０のときは溶接ワイヤ１の送給は停止している。
２）電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化した時点から加速期間設定信号Ｔurによって定まる加速期間Ｔｕ中は、上記の第２スローダウン速度から傾斜を有して平均送給速度設定信号Ｆarの値まで加速する第２送給速度設定信号Ｆr2を出力する。
３）その後は、平均送給速度設定信号Ｆarの値となる第２送給速度設定信号Ｆr2を出力する。

【0076】

第２送給制御回路ＦＣ２は、上記の第２送給速度設定信号Ｆr2を入力として、第２送給速度設定信号Ｆr2の値に相当する送給速度で溶接ワイヤ１を送給するための第２送給制御信号Ｆc2を上記のプッシュ側送給モータＷＭ２に出力する。

【0077】

図５は、本発明の実施の形態２に係るアーク溶接制御方法を示す、図４の溶接電源における溶接開始時の各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）はプル側の送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｅ）は電流通電判別信号Ｃｄの時間変化を示し、同図（Ｆ）は短絡判別信号Ｓｄの時間変化を示し、同図（Ｇ）は過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkの時間変化を示し、同図（Ｈ）はプッシュ側送給速度Ｆw2の時間変化を示す。同図は上述した図２と対応しており、図２に同図（Ｈ）に示すプッシュ側送給速度Ｆw2を追加したものである。このプッシュ側送給速度Ｆw2以外の各信号の動作は図２と同一であるので、説明は繰り返さない。以下、同図を参照して、溶接開始時におけるプッシュ側送給速度Ｆw2の動作について説明する。

【0078】

時刻ｔ１において、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（溶接開始）に変化すると、同図（Ｈ）に示すように、プッシュ側送給速度Ｆw2は０から予め定めた正の値の第２スローダウン速度に変化し、溶接ワイヤ１は正送される。この第２スローダウン速度は、同図（Ｂ）に示す送給速度Ｆｗのスローダウン速度と同一値に設定される。

【0079】

時刻ｔ２に同図（Ｅ）に示す電流通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベルに変化してから上記の遅延期間が経過した時刻ｔ３において、同図（Ｈ）に示すように、プッシュ側送給速度Ｆw2は傾斜を有して加速し、時刻ｔ１１と時刻ｔ１２との間の時刻ｔ１１１において平均送給速度設定信号Ｆarの値となる。すなわち、時刻ｔ３〜ｔ１１１の予め定めた加速期間Ｔｕ中は、プッシュ側送給速度Ｆw2は傾斜を有して加速する。この加速期間Ｔｕは、図４の加速期間設定信号Ｔurによって設定される。この加速期間Ｔｕは、時刻ｔ２〜ｔ１２の過渡溶接期間Ｔｋと略等しくなるように設定される。時刻ｔ１１１以降のプッシュ側送給速度Ｆw2は、予め定めた平均送給速度設定信号Ｆarの値で定速送給される。

【0080】

また、時刻ｔ１１１以降のプッシュ側送給速度Ｆw2を、プル側の送給速度Ｆｗの平均値を検出し、この平均値と等しくなるようにフィードバック制御しても良い。

【0081】

上述した実施の形態２によれば、正逆送給制御を行うプル側送給モータに加えて、正送送給制御を行うプッシュ側送給モータを備え、プッシュ側送給モータは溶接電流が通電を開始した時点から予め定めた加速期間中は傾斜を有して加速する。これにより、送給系にプッシュプル送給系を使用する場合において、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

【0082】

［実施の形態３］
実施の形態３の発明は、実施の形態１において、図２の過渡溶接期間中の動作は同一であり、図３の定常溶接期間中の動作が異なるものである。すなわち、実施の形態１の発明では、定常溶接期間中は所定パターンの送給速度の波形となっており、アーク発生及び短絡発生がトリガーとなって送給速度の正送期間と逆送期間とが切り換えられることはない。これに対して、実施の形態３の発明では、過渡溶接期間中と同様に、定常溶接期間中も、アーク発生及び短絡発生をトリガーとして、送給速度の正送期間と逆送期間とが切り換えられる。

【0083】

図６は、本発明の実施の形態３に係るアーク溶接制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。同図は上述した図１と対応しており、同一ブロックには同一符号を付して、それらの説明は繰り返さない。同図は、図１の平均送給速度設定回路ＦＡＲ、周期設定回路ＴＦＲ及び振幅設定回路ＷＦＲを削除している。そして、正送加速期間設定回路ＴＳＵＲ、正送減速期間設定回路ＴＳＤＲ、逆送加速期間設定回路ＴＲＵＲ、逆送減速期間設定回路ＴＲＤＲ、正送振幅設定回路ＷＳＲ及び逆送振幅設定回路ＷＲＲを追加している。さらに、図１の定常溶接期間送給速度設定回路ＦＣＲを第２定常溶接期間送給速度設定回路ＦＣＲ２に置換している。以下、同図を参照して、これらのブロックについて説明する。

【0084】

正送加速期間設定回路ＴＳＵＲは、予め定めた正送加速期間設定信号Ｔsurを出力する。正送減速期間設定回路ＴＳＤＲは、予め定めた正送減速期間設定信号Ｔsdrを出力する。

【0085】

逆送加速期間設定回路ＴＲＵＲは、予め定めた逆送加速期間設定信号Ｔrurを出力する。逆送減速期間設定回路ＴＲＤＲは、予め定めた逆送減速期間設定信号Ｔrdrを出力する。

【0086】

正送振幅設定回路ＷＳＲは、正送ピーク値を設定するための予め定めた正送振幅設定信号Ｗsrを出力する。逆送振幅設定回路ＷＲＲは、逆送ピーク値を設定するための予め定めた逆送振幅設定信号Ｗrrを出力する。

【0087】

第２定常溶接期間送給速度設定回路ＦＣＲ２は、上記の正送加速期間設定信号Ｔsur、上記の正送減速期間設定信号Ｔsdr、上記の逆送加速期間設定信号Ｔrur、上記の逆送減速期間設定信号Ｔrdr、上記の正送振幅設定信号Ｗsr、上記の逆送振幅設定信号Ｗrr及び上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、以下の処理によって生成された送給速度パターンを定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrとして出力する。この定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrが０以上のときは正送期間となり、０未満のときは逆送期間となる。
１）逆送加速期間設定信号Ｔrurによって定まる逆送加速期間Ｔru中は０から逆送振幅設定信号Ｗrrによって定まる負の値の逆送ピーク値Ｗrpまで直線状に加速する定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを出力する。
２）続いて、逆送ピーク期間Ｔrp中は、上記の逆送ピーク値Ｗrpを維持する定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを出力する。
３）短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル(短絡期間)からＬｏｗレベル(アーク期間)に変化すると、逆送減速期間設定信号Ｔrdrによって定まる逆送減速期間Ｔrdに移行し、上記の逆送ピーク値Ｗrpから０まで直線状に減速する定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを出力する。
４）続いて、正送加速期間設定信号Ｔsurによって定まる正送加速期間Ｔsu中は０から正送振幅設定信号Ｗsrによって定まる正の値の正送ピーク値Ｗspまで直線状に加速する定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを出力する。
５）続いて、正送ピーク期間Ｔsp中は、上記の正送ピーク値Ｗspを維持する定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを出力する。
６）短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル(アーク期間)からＨｉｇｈレベル(短絡期間)に変化すると、正送減速期間設定信号Ｔsdrによって定まる正送減速期間Ｔsdに移行し、上記の正送ピーク値Ｗspから０まで直線状に減速する定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrを出力する。
７）上記の１）〜６）を繰り返すことによって正負の台形波状に変化する送給パターンの定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcrが生成される。

【0088】

本発明の実施の形態３に係るアーク溶接制御方法を示す、図６の溶接電源における溶接開始時(過渡期間中)の各信号のタイミングチャートは、図２と同一であるので、説明は繰り返さない。

【0089】

図７は、本発明の実施の形態３に係るアーク溶接制御方法を示す、図６の溶接電源における定常溶接期間中の各信号のタイミングチャートである。同図は、図２の過渡溶接期間Ｔｋが時刻ｔ１２に終了した時点以降の定常溶接期間中の動作を示す。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｅ）は電流通電判別信号Ｃｄの時間変化を示し、同図（Ｆ）は短絡判別信号Ｓｄの時間変化を示し、同図（Ｇ）は過渡溶接期間タイマ信号Ｓtkの時間変化を示す。以下、同図を参照して定常溶接期間中の動作について説明する。

【0090】

同図（Ｂ）に示す送給速度Ｆｗは、図６の送給速度設定回路ＦＲから出力される送給速度設定信号Ｆｒ(定常溶接期間送給速度設定信号Ｆcr)の値に制御される。送給速度Ｆｗは、図６の逆送加速期間設定信号Ｔrurによって定まる定常溶接期間逆送加速期間Ｔru、アークが発生するまで継続する定常溶接期間逆送ピーク期間Ｔrp、図６の逆送減速期間設定信号Ｔrdrによって定まる定常溶接期間逆送減速期間Ｔrd、図６の正送加速期間設定信号Ｔsurによって定まる定常溶接期間正送加速期間Ｔsu、短絡が発生するまで継続する定常溶接期間正送ピーク期間Ｔsp及び図６の正送減速期間設定信号Ｔsdrによって定まる定常溶接期間正送減速期間Ｔsdから形成される。さらに、定常溶接期間逆送ピーク値Ｗrpは図６の逆送振幅設定信号Ｗrrによって定まり、定常溶接期間正送ピーク値Ｗspは図６の正送振幅設定信号Ｗsrによって定まる。この結果、送給速度Ｆｗは、正負の台形波状に変化する送給パターンとなる。

【0091】

時刻ｔ１２において、同図（Ｇ）に示すように、過渡溶接期間タイマ信号ＳtkがＬｏｗレベルに変化すると、定常溶接期間に移行する。この定常溶接期間中は、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＳｔはＨｉｇｈレベル（溶接開始）のままとなり、同図（Ｅ）に示すように、電流通電判別信号ＣｄもＨｉｇｈレベル（通電）のままとなる。

【0092】

［時刻ｔ１２〜ｔ１５の定常溶接期間逆送期間の動作］
同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは時刻ｔ１２〜ｔ１３の所定の定常溶接期間逆送加速期間Ｔruに入り、０から所定の定常溶接期間逆送ピーク値Ｗrpまで加速する。この期間中は短絡期間が継続している。

【0093】

時刻ｔ１３において定常溶接期間逆送加速期間Ｔruが終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは定常溶接期間逆送ピーク期間Ｔrpに入り、上記の定常溶接期間逆送ピーク値Ｗrpになる。この期間中も短絡期間が継続している。

【0094】

時刻ｔ１４においてアークが発生すると、同図(Ｆ)に示すように、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル(アーク期間)に変化する。これに応動して、時刻ｔ１４〜ｔ１５の所定の定常溶接期間逆送減速期間Ｔrdに移行し、同図(Ｂ)に示すように、送給速度Ｆｗは上記の定常溶接期間逆送ピーク値Ｗrpから０まで減速する。同時に、同図(Ｄ)に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値に急増し、同図(Ｃ)に示すように、溶接電流Ｉｗはアーク期間中次第に減少する。

【0095】

［時刻ｔ１５〜ｔ１８の定常溶接期間正送期間の動作］
時刻ｔ１５において定常溶接期間逆送減速期間Ｔrdが終了すると、時刻ｔ１５〜ｔ１６の所定の定常溶接期間正送加速期間Ｔsuに移行する。この定常溶接期間正送加速期間Ｔsu中は、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは０から上記の定常溶接期間正送ピーク値Ｗspまで加速する。この期間中はアーク期間が継続している。

【0096】

時刻ｔ１６において定常溶接期間正送加速期間Ｔsuが終了すると、同図（Ｂ）に示すように、送給速度Ｆｗは定常溶接期間正送ピーク期間Ｔspに入り、上記の定常溶接期間正送ピーク値Ｗspになる。この期間中もアーク期間が継続している。

【0097】

時刻ｔ１７において短絡が発生すると、同図(Ｆ)に示すように、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル(短絡期間)に変化する。これに応動して、時刻ｔ１７〜ｔ１８の所定の定常溶接期間正送減速期間Ｔsdに移行し、同図(Ｂ)に示すように、送給速度Ｆｗは上記の定常溶接期間正送ピーク値Ｗspから０まで減速する。同時に、同図(Ｄ)に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値に急減し、同図(Ｃ)に示すように、溶接電流Ｉｗは短絡期間中次第に増加する。

【0098】

これ以降の定常溶接期間中は、上記の定常溶接期間逆送期間及び上記の定常溶接期間正送期間の動作を繰り返すことになる。

【0099】

上記は、実施の形態１を基礎としているが、実施の形態２を基礎とした場合も同様である。

【0100】

実施の形態３の発明では、過渡溶接期間と同様に、定常溶接期間中もアーク発生をトリガーとして定常溶接期間逆送期間から定常溶接期間正送期間へと切り換わり、短絡発生をトリガーとして定常溶接期間正送期間から定常溶接期間逆送期間へと切り換わる。これにより、実施の形態３の発明では、実施の形態１と同様に過渡溶接期間中の溶接状態を安定化することができる。定常溶接期間については、実施の形態１の制御でも実施の形態３の制御でも溶接状態は安定している。

【産業上の利用可能性】

【0101】

本発明によれば、送給速度の正送期間と逆送期間とを交互に切り換える溶接において、溶接開始時から定常溶接期間に収束するまでの過渡溶接期間中は定常溶接期間中とは異なる正逆送給制御を行うことによって、過渡溶接期間中の溶接状態を安定化することができる。

【0102】

以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１４年９月８日出願の日本特許出願（特願２０１４−１８１９９３）、２０１４年９月２９日出願の日本特許出願（特願２０１４−１９７８７６）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。

【符号の説明】

【0103】

１ 溶接ワイヤ
２ 母材
３ アーク
４ 溶接トーチ
５ 送給ロール
ＣＤ 電流通電判別回路
Ｃｄ 電流通電判別信号
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
Ｅ 出力電圧
Ｅａ 誤差増幅信号
ＥＤ 出力電圧検出回路
Ｅｄ 出力電圧検出信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＲ 出力電圧設定回路
Ｅｒ 出力電圧設定信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
Ｆａ 平均送給速度
ＦＡＲ 平均送給速度設定回路
Ｆar 平均送給速度設定信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＣ２ 第２送給制御回路
Ｆc2 第２送給制御信号
ＦＣＲ 定常溶接期間送給速度設定回路
Ｆcr 定常溶接期間送給速度設定信号
ＦＣＲ２ 第２定常溶接期間送給速度設定回路
ＦＫＲ 過渡溶接期間送給速度設定回路
Ｆkr 過渡溶接期間送給速度設定信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
ＦＲ２ 第２送給速度設定回路
Ｆr2 第２送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度／プル側の送給速度
Ｆw2 プッシュ側送給速度
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
ＩＨＲ ホットスタート電流設定回路
Ｉhr ホットスタート電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＰＭ 電源主回路
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＴ 溶接開始回路
Ｓｔ 溶接開始信号
ＳＴＫ 過渡溶接期間タイマ回路
Ｓtk 過渡溶接期間タイマ信号
ＳＷ 電源特性切換回路
Ｔｆ 周期
ＴＦＲ 周期設定回路
Ｔfr 周期設定信号
Ｔｋ 過渡溶接期間
Ｔrd 定常溶接期間逆送減速期間
ＴＲＤＲ 逆送減速期間設定回路
Ｔrdr 逆送減速期間設定信号
Ｔrp 定常溶接期間逆送ピーク期間
Ｔru 定常溶接期間逆送加速期間
ＴＲＵＲ 逆送加速期間設定回路
Ｔrur 逆送加速期間設定信号
Ｔsd 定常溶接期間正送減速期間
ＴＳＤＲ 正送減速期間設定回路
Ｔsdr 正送減速期間設定信号
Ｔsp 定常溶接期間正送ピーク期間
Ｔsu 定常溶接期間正送加速期間
ＴＳＵＲ 正送加速期間設定回路
Ｔsur 正送加速期間設定信号
Ｔｕ 加速期間
ＴＵＲ 加速期間設定回路
Ｔur 加速期間設定信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
Ｖｗ 溶接電圧
Ｗｆ 振幅
ＷＦＲ 振幅設定回路
Ｗfr 振幅設定信号
ＷＬ リアクトル
ＷＭ 送給モータ
ＷＭ２ プッシュ側送給モータ
Ｗrp 定常溶接期間逆送ピーク値
ＷＲＲ 逆送振幅設定回路
Ｗrr 逆送振幅設定信号
Ｗsp 定常溶接期間正送ピーク値
ＷＳＲ 正送振幅設定回路
Ｗsr 正送振幅設定信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】