(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183972
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】アークスタート制御方法
(51)【国際特許分類】
B23K 9/067 20060101AFI20231221BHJP
B23K 9/12 20060101ALI20231221BHJP
B23K 10/00 20060101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
B23K9/067
B23K9/12 303C
B23K10/00 502C
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022097818
(22)【出願日】2022-06-17
(71)【出願人】
【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】下新原 春菜
【テーマコード（参考）】
4E082
【Ｆターム（参考）】
4E082AA01
4E082DA01
4E082EA02
4E082EB02
4E082EB07
4E082EC03
4E082EC13
4E082EE01
4E082EE03
4E082EE07
4E082EE08
4E082EF07
4E082EF16
4E082JA01
4E082JA03
(57)【要約】
【課題】消耗電極式アーク溶接において、溶接開始時に溶接ワイヤと母材との短絡期間が長くなっても、良好なアークスタート性を得ること。
【解決手段】時刻ｔ２に溶接ワイヤと母材とが短絡して溶接電流Ｉｗが通電を開始するとホットスタート期間Ｔｈに入り、ホットスタート期間Ｔｈ中はホットスタート電流Ｉｈを通電すると共にホットスタート期間送給速度Ｆｈで送給し、ホットスタート期間Ｔｈが終了すると定常期間に移行するアークスタート制御方法において、時刻ｔ３に短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間Ｔｍに入り、溶断抑制期間Ｔｍ中は５０Ａ程度の溶断抑制電流Ｉｍを通電すると共に１．０ｍ／ｍｉｎ程度の溶断抑制期間送給速度Ｆｍで送給し、溶断抑制期間Ｔｍ中の時刻ｔ４にアークが発生すると定常期間に移行する。
【選択図】 図２
【解決手段】時刻ｔ２に溶接ワイヤと母材とが短絡して溶接電流Ｉｗが通電を開始するとホットスタート期間Ｔｈに入り、ホットスタート期間Ｔｈ中はホットスタート電流Ｉｈを通電すると共にホットスタート期間送給速度Ｆｈで送給し、ホットスタート期間Ｔｈが終了すると定常期間に移行するアークスタート制御方法において、時刻ｔ３に短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間Ｔｍに入り、溶断抑制期間Ｔｍ中は５０Ａ程度の溶断抑制電流Ｉｍを通電すると共に１．０ｍ／ｍｉｎ程度の溶断抑制期間送給速度Ｆｍで送給し、溶断抑制期間Ｔｍ中の時刻ｔ４にアークが発生すると定常期間に移行する。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶接電源に溶接開始信号が入力されると前記溶接電源の出力及び溶接ワイヤの送給を開始し、前記溶接ワイヤと母材とが短絡して溶接電流が通電を開始するとホットスタート期間に入り、前記ホットスタート期間中はホットスタート電流を通電すると共に前記溶接ワイヤを定常送給速度よりも小さな値のホットスタート期間送給速度で送給し、前記ホットスタート期間が終了すると定常期間に移行するアークスタート制御方法において、
前記短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間に入り、前記溶断抑制期間中は前記ホットスタート電流よりも小さな値の溶断抑制電流を通電すると共に前記溶接ワイヤを前記ホットスタート期間送給速度よりも小さな値の溶断抑制期間送給速度で送給し、
前記溶断抑制期間中にアークが発生すると前記定常期間に移行する、
ことを特徴とするアークスタート制御方法。
前記短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間に入り、前記溶断抑制期間中は前記ホットスタート電流よりも小さな値の溶断抑制電流を通電すると共に前記溶接ワイヤを前記ホットスタート期間送給速度よりも小さな値の溶断抑制期間送給速度で送給し、
前記溶断抑制期間中にアークが発生すると前記定常期間に移行する、
ことを特徴とするアークスタート制御方法。
【請求項2】
前記溶断抑制電流を１００Ａ以下にする、
ことを特徴とする請求項１に記載のアークスタート制御方法。
ことを特徴とする請求項１に記載のアークスタート制御方法。
【請求項3】
前記溶断抑制期間送給速度を０として送給を停止する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアークスタート制御方法。
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアークスタート制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、良好なアークスタート性を得ることができる消耗電極式アーク溶接のアークスタート制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
溶接電源に溶接開始信号が入力されると溶接電源の出力及び溶接ワイヤの送給を開始し、溶接ワイヤと母材とが短絡して溶接電流が通電を開始するとホットスタート期間に入り、ホットスタート期間中はホットスタート電流を通電すると共に溶接ワイヤを定常送給速度よりも小さな値のホットスタート期間送給速度で送給し、ホットスタート期間が終了すると定常期間に移行するアークスタート制御方法が広く使用されている。
【0003】
ホットスタート期間中に溶接ワイヤと母材との短絡期間が長くなると、大電流値のホットスタート電流の通電によって溶接ワイヤの突き出し部は高温状態になっている。この状態で、アークが発生した直後に定常溶接電流を通電すると、アークが燃え上がりアーク長が長くなり過ぎてアーク切れが発生する場合が生じる。この問題に対処するために、特許文献１の発明では、短絡期間の長さが基準期間以上のとき、アークが発生した時点から溶接ワイヤの送給停止を継続すると共にホットスタート電流より低い燃上り抑制電流に移行してアークを所定期間継続する燃上り抑制期間を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第４３１２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ホットスタート期間中に短絡期間が長くなると、ワイヤ突き出し部が高温状態になり軟化されて、アークが発生することなくワイヤ突き出し部が溶断されて無負荷状態となる場合が発生する。このような問題には従来技術では対処することができない。
【0006】
そこで、本発明では、消耗電極式アーク溶接において、溶接開始時の溶接ワイヤと母材との短絡期間が長くなっても、ワイヤ突き出し部の溶断による無負荷状態又はアーク切れの発生を抑制することができるアークスタート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】
【0007】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接電源に溶接開始信号が入力されると前記溶接電源の出力及び溶接ワイヤの送給を開始し、前記溶接ワイヤと母材とが短絡して溶接電流が通電を開始するとホットスタート期間に入り、前記ホットスタート期間中はホットスタート電流を通電すると共に前記溶接ワイヤを定常送給速度よりも小さな値のホットスタート期間送給速度で送給し、前記ホットスタート期間が終了すると定常期間に移行するアークスタート制御方法において、
前記短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間に入り、前記溶断抑制期間中は前記ホットスタート電流よりも小さな値の溶断抑制電流を通電すると共に前記溶接ワイヤを前記ホットスタート期間送給速度よりも小さな値の溶断抑制期間送給速度で送給し、
前記溶断抑制期間中にアークが発生すると前記定常期間に移行する、
ことを特徴とするアークスタート制御方法である。
溶接電源に溶接開始信号が入力されると前記溶接電源の出力及び溶接ワイヤの送給を開始し、前記溶接ワイヤと母材とが短絡して溶接電流が通電を開始するとホットスタート期間に入り、前記ホットスタート期間中はホットスタート電流を通電すると共に前記溶接ワイヤを定常送給速度よりも小さな値のホットスタート期間送給速度で送給し、前記ホットスタート期間が終了すると定常期間に移行するアークスタート制御方法において、
前記短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間に入り、前記溶断抑制期間中は前記ホットスタート電流よりも小さな値の溶断抑制電流を通電すると共に前記溶接ワイヤを前記ホットスタート期間送給速度よりも小さな値の溶断抑制期間送給速度で送給し、
前記溶断抑制期間中にアークが発生すると前記定常期間に移行する、
ことを特徴とするアークスタート制御方法である。
【0008】
請求項２の発明は、
前記溶断抑制電流を１００Ａ以下にする、
ことを特徴とする請求項１に記載のアークスタート制御方法である。
前記溶断抑制電流を１００Ａ以下にする、
ことを特徴とする請求項１に記載のアークスタート制御方法である。
【0009】
請求項３の発明は、
前記溶断抑制期間送給速度を０として送給を停止する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアークスタート制御方法である。
前記溶断抑制期間送給速度を０として送給を停止する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアークスタート制御方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、消耗電極式アーク溶接において、溶接開始時の溶接ワイヤと母材との短絡期間が長くなっても、ワイヤ突き出し部の溶断による無負荷状態又はアーク切れの発生を抑制することができるので、良好なアークスタート性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
図１は、本発明の実施の形態に係るアークスタート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。
【0014】
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、溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗ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コンデンサ、平滑された直流を上記の駆動信号Ｄｖに従って高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流をアーク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整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトルを備えている。
【0015】
溶接ワイヤ１は、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が発生して溶接が行われる。溶接ワイヤ１と母材２との間には溶接電圧Ｖｗが印加され、溶接電流Ｉｗが通電する。溶接ワイヤ１の材質は、鉄鋼、アルミニウム等である。溶接トーチ４は、ロボット（図示は省略）に搭載されている。
【0016】
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。
【0017】
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。通電判別回路ＣＤは、この電流検出信号Ｉｄを入力として、この値がしきい値以上のときはＨｉｇｈレベルとなる通電判別信号Ｃｄを出力する。この通電判別信号Ｃｄは、溶接電流Ｉｗが通電するとＨｉｇｈレベルとなる信号である。したがって、しきい値は、５Ａ程度に設定される。
【0018】
ロボット制御装置ＲＣは、予め教示された作業プログラムを記憶しており、この作業プログラムに従ってロボット（図示は省略）の動作を制御すると共に、駆動回路ＤＶおよび送給制御回路ＦＣに対して溶接開始信号Ｓｔを出力する。
【0019】
アーク発生判別回路ＡＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、この値が１０～４０Ｖの範囲にあるときはアーク発生状態であると判別してＨｉｇｈレベルとなるアーク発生判別信号Ａｄを出力する。
【0020】
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８Ｖ以下であるときは溶接ワイヤ１と母材２とが短絡状態にあると判別してＨｉｇｈレベルとなる短絡判別信号Ｓｄを出力する。
【0021】
基準時間設定回路ＴＯＲは、長期短絡状態を判別するための予め定めた基準時間設定信号Ｔorを出力する。
【0022】
期間設定回路ＭＳは、上記の溶接開始信号Ｓｔ、上記の通電判別信号Ｃｄ、上記の短絡判別信号Ｓｄ及び上記のアーク発生判別信号Ａｄを入力として、以下の処理を行い、期間信号Ｍｓを出力する。
１）溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（開始）に変化すると、その値が０から１となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝１の期間はスローダウン送給期間となる。
２）その後に、通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化すると、その値が２となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝２の期間はホットスタート期間Ｔｈとなる。このホットスタート期間Ｔｈ中にアーク発生判別信号ＡｄがＨｉｇｈレベルになると、ホットスタート期間Ｔｈを終了して以下の４）の処理に移行する。
３）その後に、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルとなる短絡期間が基準時間設定信号Ｔorの値以上になると、その値が３となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝３の期間は溶断抑制期間Ｔｍとなる。
４）その後に、アーク発生判別信号ＡｄがＨｉｇｈレベルに変化すると、その値が４となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝４の期間は定常期間となる。
１）溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（開始）に変化すると、その値が０から１となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝１の期間はスローダウン送給期間となる。
２）その後に、通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化すると、その値が２となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝２の期間はホットスタート期間Ｔｈとなる。このホットスタート期間Ｔｈ中にアーク発生判別信号ＡｄがＨｉｇｈレベルになると、ホットスタート期間Ｔｈを終了して以下の４）の処理に移行する。
３）その後に、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルとなる短絡期間が基準時間設定信号Ｔorの値以上になると、その値が３となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝３の期間は溶断抑制期間Ｔｍとなる。
４）その後に、アーク発生判別信号ＡｄがＨｉｇｈレベルに変化すると、その値が４となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝４の期間は定常期間となる。
【0023】
電圧設定回路ＶＲは、定常期間中の溶接電圧Ｖｗの値を設定するための予め定めた電圧設定信号Ｖｒを出力する。
【0024】
電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の電圧設定信号Ｖｒと上記の電圧検出信号Ｖｄとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。
【0025】
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。
【0026】
溶断抑制電流設定回路ＩＭＲは、予め定めた溶断抑制電流設定信号Ｉmrを出力する。ここで、Ｉmr＜Ｉhrである。さらに、Ｉmrは１００Ａ以下であることが好ましく、５０Ａ以下であることがより好ましい。
【0027】
電流制御設定回路ＩＣＲは、上記のホットスタート電流設定信号Ｉhr、上記の溶断抑制電流設定信号Ｉmr及び上記の期間設定信号Ｍｓを入力として、期間設定信号Ｍｓ＝０～２のときはＩcr＝Ｉhrとなり、Ｍｓ＝３～４のときはＩcr＝Ｉmrとなる電流制御設定信号Ｉcrを出力する。
【0028】
電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉcrと上記の電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。
【0029】
制御方式切換信号生成回路ＣＳは、上記の期間信号Ｍｓを入力として、Ｍｓ＝１(スローダウン送給期間)、２(ホットスタート期間Ｔｈ)及び３（溶断抑制期間Ｔｍ）のときはＬｏｗレベル（定電流制御）となり、Ｍｓ＝４(定常期間)のときはＨｉｇｈレベル（定電圧制御）になる制御方式切換信号Ｃｓを出力する。
【0030】
制御切換回路ＳＷは、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖ、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ及び上記の制御方式切換信号Ｃｓを入力として、Ｃｓ＝Ｌｏｗレベル（定電流制御）のときは電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、Ｃｓ＝Ｈｉｇｈレベル（定電圧制御）のとき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】
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を出力し、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルのときは駆動信号Ｄｖの出力を停止する。
【0032】
スローダウン送給速度設定回路ＦＳＲは、予め定めたスローダウン送給速度設定信号Ｆsrを出力する。
【0033】
ホットスタート期間送給速度設定回路ＦＨＲは、予め定めたホットスタート期間送給速度設定信号Ｆhrを出力する。
【0034】
溶断抑制期間送給速度設定回路ＦＭＲは、予め定めた溶断抑制期間送給速度設定信号Ｆmrを出力する。ここで、Ｆmr＝０に設定されることが好ましい。
【0035】
定常送給速度設定回路ＦＣＲは、予め定めた定常送給速度設定信号Ｆcrを出力する。ここで、Ｆmr＜Ｆhr＜Ｆcrの関係である。
【0036】
送給速度設定回路ＦＲは、上記のスローダウン送給速度設定信号Ｆsr、上記のホットスタート期間送給速度設定信号Ｆhr、上記の溶断抑制期間送給速度設定信号Ｆmr、上記の定常送給速度設定信号Ｆcr及び上記の期間信号Ｍｓを入力として、期間設定信号Ｍｓ＝０～１のときはＦｒ＝Ｆsrとなり、Ｍｓ＝２のときはＦｒ＝Ｆhrとなり、Ｍｓ＝３のときはＦｒ＝Ｆmrとなり、Ｍｓ＝４のときはＦｒ＝Ｆcrとなる送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
【0037】
送給制御回路ＦＣは、上記の送給速度設定信号Ｆｒ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レベルのときは溶接ワイヤ１を送給速度設定信号Ｆｒによって定まる速度で送給するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力し、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルのときは送給を停止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。
【0038】
図２は、図１の溶接電源における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）は制御方式切換信号Ｃｓの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接ワイヤの送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｅ）は溶接電圧Ｖｗ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）はアーク発生判別信号Ａｄの時間変化を示す。同図は、ロボットを使用した溶接の場合を例示している。以下、同図を参照して説明する。
【0039】
同図において、時刻ｔ１～ｔ２の期間が図１の期間信号Ｍｓ＝１のスローダウン送給期間となり、時刻ｔ２～ｔ３の期間が図１の期間信号Ｍｓ＝２のホットスタート期間Ｔｈとなり、時刻ｔ３～ｔ４の期間が図１の期間信号Ｍｓ＝３の溶断抑制期間Ｔｍとなり、時刻ｔ４以降の期間が図１の期間信号Ｍｓ＝４の定常期間Ｔｃとなる。
【0040】
時刻ｔ１において、ロボットが移動して溶接トーチが溶接開始位置に到達すると、ロボット制御装置から溶接電源に対して溶接開始信号Ｓｔが出力される。
【0041】
（１）時刻ｔ１～ｔ２のスローダウン送給期間
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、ロボット制御装置からの溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると、溶接電源の出力が開始されるので、同図（Ｅ）に示すように、８０Ｖ程度の無負荷電圧が溶接ワイヤと母材との間に印加される。同時に、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１のスローダウン送給速度設定信号Ｆsrによって定まるスローダウン送給速度Ｆｓとなり、溶接ワイヤは母材へと次第に接近する。スローダウン送給速度Ｆｓは、例えば１．５m/min程度である。同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号Ｃｓは、溶断抑制期間Ｔｍが終了する時刻ｔ４まではＬｏｗレベル（定電流制御）となり、それ以降はＨｉｇｈレベル（定電圧制御）となる。この制御方式切換信号Ｃｓは、溶接電源の出力制御の方式を定電流制御にするか定電圧制御にするかを切り換える信号である。同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルとなり、同図（Ｇ）に示すように、アーク発生判別信号ＡｄはＬｏｗレベルとなる。
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、ロボット制御装置からの溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると、溶接電源の出力が開始されるので、同図（Ｅ）に示すように、８０Ｖ程度の無負荷電圧が溶接ワイヤと母材との間に印加される。同時に、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１のスローダウン送給速度設定信号Ｆsrによって定まるスローダウン送給速度Ｆｓとなり、溶接ワイヤは母材へと次第に接近する。スローダウン送給速度Ｆｓは、例えば１．５m/min程度である。同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号Ｃｓは、溶断抑制期間Ｔｍが終了する時刻ｔ４まではＬｏｗレベル（定電流制御）となり、それ以降はＨｉｇｈレベル（定電圧制御）となる。この制御方式切換信号Ｃｓは、溶接電源の出力制御の方式を定電流制御にするか定電圧制御にするかを切り換える信号である。同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルとなり、同図（Ｇ）に示すように、アーク発生判別信号ＡｄはＬｏｗレベルとなる。
【0042】
（２）時刻ｔ２～ｔ３のホットスタート期間Ｔｈ
時刻ｔ２において、溶接ワイヤと母材とが接触して導通すると、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルに変化する。同時に、同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗの通電が開始されてホットスタート期間Ｔｈに入り、図１のホットスタート電流設定信号Ｉhrによって設定されるホットスタート電流Ｉｈが通電する。このホットスタート期間Ｔｈ中は、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓがＬｏｗレベルであるので、定電流制御となる。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１のホットスタート期間送給速度設定信号Ｆhrによって設定されるホットスタート期間送給速度Ｆｈとなる。ホットスタート電流Ｉｈは、例えば450Ａ程度に設定される。ホットスタート期間送給速度Ｆｈは、定常送給速度Ｆwcよりも小さな値に設定され、例えば２m/min程度に設定される。ホットスタート期間送給速度Ｆｈをスローダウン送給速度Ｆｓと等しい値に設定しても良い。このホットスタート電流Ｉｈは、溶接ワイヤの先端を早急に溶融してアークを発生させるために通電する。
時刻ｔ２において、溶接ワイヤと母材とが接触して導通すると、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルに変化する。同時に、同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗの通電が開始されてホットスタート期間Ｔｈに入り、図１のホットスタート電流設定信号Ｉhrによって設定されるホットスタート電流Ｉｈが通電する。このホットスタート期間Ｔｈ中は、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓがＬｏｗレベルであるので、定電流制御となる。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１のホットスタート期間送給速度設定信号Ｆhrによって設定されるホットスタート期間送給速度Ｆｈとなる。ホットスタート電流Ｉｈは、例えば450Ａ程度に設定される。ホットスタート期間送給速度Ｆｈは、定常送給速度Ｆwcよりも小さな値に設定され、例えば２m/min程度に設定される。ホットスタート期間送給速度Ｆｈをスローダウン送給速度Ｆｓと等しい値に設定しても良い。このホットスタート電流Ｉｈは、溶接ワイヤの先端を早急に溶融してアークを発生させるために通電する。
【0043】
（３）時刻ｔ３～ｔ４の溶断抑制期間Ｔｍ
時刻ｔ３において、同図（Ｆ）に示す短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルである短絡期間が図１の基準時間設定信号Ｔorの値に達すると、溶断抑制期間Ｔｍに入り、図１の溶断抑制電流設定信号Ｉmrによって設定される溶断抑制電流Ｉｍが通電する。この溶断抑制期間Ｔｍ中は、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓがＬｏｗレベルであるので、定電流制御となる。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１の溶断抑制期間送給速度設定信号Ｆmrによって設定される溶断抑制期間送給速度Ｆｍとなる。溶断抑制電流Ｉｍは、ホットスタート電流Ｉｈよりも小さな値に設定される。好ましくは、１００Ａ以下に設定され、より好ましくは５０Ａ以下に設定される。溶断抑制期間送給速度Ｆｍは、ホットスタート期間送給速度Ｆｈよりも小さな値に設定され、例えば１m/min程度に設定される。より好ましくは０に設定されて、送給を停止する。基準時間は、図１の基準時間設定信号Ｔorによって設定される。基準時間は、短絡期間が長くなり、ワイヤ突き出し部が溶断する時間よりも短い時間に設定され、例えば１０msに設定される。この溶断抑制期間Ｔｍが開始された時点では、基準時間以上の短絡が発生しているために、大電流値のホットスタート電流Ｉｈの通電によってワイヤ突き出し部が高温状態になっている。このために、送給速度Ｆｗを小さな値又は０にし、かつ、小さな値の溶断抑制電流Ｉｍを通電することによって、ワイヤ突き出し部が溶断して無負荷状態になることを抑制している。その上で、アークが発生するのを待機している。
時刻ｔ３において、同図（Ｆ）に示す短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルである短絡期間が図１の基準時間設定信号Ｔorの値に達すると、溶断抑制期間Ｔｍに入り、図１の溶断抑制電流設定信号Ｉmrによって設定される溶断抑制電流Ｉｍが通電する。この溶断抑制期間Ｔｍ中は、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓがＬｏｗレベルであるので、定電流制御となる。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１の溶断抑制期間送給速度設定信号Ｆmrによって設定される溶断抑制期間送給速度Ｆｍとなる。溶断抑制電流Ｉｍは、ホットスタート電流Ｉｈよりも小さな値に設定される。好ましくは、１００Ａ以下に設定され、より好ましくは５０Ａ以下に設定される。溶断抑制期間送給速度Ｆｍは、ホットスタート期間送給速度Ｆｈよりも小さな値に設定され、例えば１m/min程度に設定される。より好ましくは０に設定されて、送給を停止する。基準時間は、図１の基準時間設定信号Ｔorによって設定される。基準時間は、短絡期間が長くなり、ワイヤ突き出し部が溶断する時間よりも短い時間に設定され、例えば１０msに設定される。この溶断抑制期間Ｔｍが開始された時点では、基準時間以上の短絡が発生しているために、大電流値のホットスタート電流Ｉｈの通電によってワイヤ突き出し部が高温状態になっている。このために、送給速度Ｆｗを小さな値又は０にし、かつ、小さな値の溶断抑制電流Ｉｍを通電することによって、ワイヤ突き出し部が溶断して無負荷状態になることを抑制している。その上で、アークが発生するのを待機している。
【0044】
（４）時刻ｔ４以降の定常期間ｔｃ
時刻ｔ４において、同図（Ｇ）に示すように、アーク発生判別信号ＡｄがＨｉｇｈレベルに変化すると、定常期間Ｔｃに移行する。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓはＨｉｇｈレベルとなり、溶接電源は定電圧制御される。同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルに変化する。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ４～ｔ４１の予め定めた遅延期間中は溶断抑制期間送給速度Ｆｍのままであり、時刻ｔ４１において、図１の定常送給速度設定信号Ｆcrによって設定される定常送給速度Ｆwcへと増加する。この定常送給速度Ｆwcは、３～１０m/min程度の範囲である。遅延期間は０でも良く、０～５０ms程度である。遅延期間を設けるのは、アークが発生して直ぐに送給速度Ｆｗを早くすると、再び短絡が発生する場合があるためである。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、溶断抑制電流Ｉｍから増加して定常送給速度Ｆwcに対応した定常値となる。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、図１の電圧設定信号Ｖｒによって設定される定常値に定電圧制御される。消耗電極式アーク溶接がパルスアーク溶接であるときは、溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗはパルス波形となる。
時刻ｔ４において、同図（Ｇ）に示すように、アーク発生判別信号ＡｄがＨｉｇｈレベルに変化すると、定常期間Ｔｃに移行する。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓはＨｉｇｈレベルとなり、溶接電源は定電圧制御される。同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルに変化する。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ４～ｔ４１の予め定めた遅延期間中は溶断抑制期間送給速度Ｆｍのままであり、時刻ｔ４１において、図１の定常送給速度設定信号Ｆcrによって設定される定常送給速度Ｆwcへと増加する。この定常送給速度Ｆwcは、３～１０m/min程度の範囲である。遅延期間は０でも良く、０～５０ms程度である。遅延期間を設けるのは、アークが発生して直ぐに送給速度Ｆｗを早くすると、再び短絡が発生する場合があるためである。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、溶断抑制電流Ｉｍから増加して定常送給速度Ｆwcに対応した定常値となる。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、図１の電圧設定信号Ｖｒによって設定される定常値に定電圧制御される。消耗電極式アーク溶接がパルスアーク溶接であるときは、溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗはパルス波形となる。
【0045】
以下、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間に入り、溶断抑制期間中はホットスタート電流よりも小さな値の溶断抑制電流を通電すると共に溶接ワイヤをホットスタート期間送給速度よりも小さな値の溶断抑制期間送給速度で送給し、溶断抑制期間中にアークが発生すると定常期間に移行する。このようにすると、短絡期間が基準時間以上となり、大電流の通電によってワイヤ突き出し部が高温状態になっている状態において、溶断抑制期間を設けることによって、溶断による無負荷状態になることを抑制することができる。この結果、アークスタート時に長期短絡が発生しても、良好なアークスタート性を得ることができる。
本実施の形態によれば、短絡の期間が基準時間以上になると溶断抑制期間に入り、溶断抑制期間中はホットスタート電流よりも小さな値の溶断抑制電流を通電すると共に溶接ワイヤをホットスタート期間送給速度よりも小さな値の溶断抑制期間送給速度で送給し、溶断抑制期間中にアークが発生すると定常期間に移行する。このようにすると、短絡期間が基準時間以上となり、大電流の通電によってワイヤ突き出し部が高温状態になっている状態において、溶断抑制期間を設けることによって、溶断による無負荷状態になることを抑制することができる。この結果、アークスタート時に長期短絡が発生しても、良好なアークスタート性を得ることができる。
【0046】
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、溶断抑制電流を１００Ａ以下にする。このようにすると、より確実に溶断の発生を抑制することができる。
【0047】
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、溶断抑制期間送給速度を０として送給を停止する。このようにすると、より確実に溶断の発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【0048】
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
ＡＤ アーク発生判別回路
Ａｄ アーク発生判別信号
ＣＤ 通電判別回路
Ｃｄ 通電判別信号
ＣＳ 制御方式切換信号生成回路
Ｃｓ 制御方式切換信号
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
Ｅａ 誤差増幅信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＣＲ 定常送給速度設定回路
Ｆcr 定常送給速度設定信号
Ｆｈ ホットスタート期間送給速度
ＦＨＲ ホットスタート期間送給速度設定回路
Ｆhr ホットスタート期間送給速度設定信号
Ｆｍ 溶断抑制期間送給速度
ＦＭＲ 溶断抑制期間送給速度設定回路
Ｆmr 溶断抑制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
Ｆｓ スローダウン送給速度
ＦＳＲ スローダウン送給速度設定回路
Ｆsr スローダウン送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度
Ｆwc 定常送給速度
ＩＣＲ 電流制御設定回路
Ｉcr 電流制御設定信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
Ｉｈ ホットスタート電流
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
Ｉｍ 溶断抑制電流
ＩＭＲ 溶断抑制電流設定回路
Ｉmr 溶断抑制電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＭＳ 期間設定回路
Ｍｓ 期間信号
ＰＭ 電源主回路
ＲＣ ロボット制御装置
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
Ｓｔ 溶接開始信号
ＳＷ 制御切換回路
Ｔｃ 定常期間
Ｔｈ ホットスタート期間
Ｔｍ 溶断抑制期間
ＴＯＲ 基準時間設定回路
Ｔor 基準時間設定信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＭ 送給モータ
２ 母材
３ アーク
４ 溶接トーチ
５ 送給ロール
ＡＤ アーク発生判別回路
Ａｄ アーク発生判別信号
ＣＤ 通電判別回路
Ｃｄ 通電判別信号
ＣＳ 制御方式切換信号生成回路
Ｃｓ 制御方式切換信号
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
Ｅａ 誤差増幅信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＣＲ 定常送給速度設定回路
Ｆcr 定常送給速度設定信号
Ｆｈ ホットスタート期間送給速度
ＦＨＲ ホットスタート期間送給速度設定回路
Ｆhr ホットスタート期間送給速度設定信号
Ｆｍ 溶断抑制期間送給速度
ＦＭＲ 溶断抑制期間送給速度設定回路
Ｆmr 溶断抑制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
Ｆｓ スローダウン送給速度
ＦＳＲ スローダウン送給速度設定回路
Ｆsr スローダウン送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度
Ｆwc 定常送給速度
ＩＣＲ 電流制御設定回路
Ｉcr 電流制御設定信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
Ｉｈ ホットスタート電流
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
Ｉｍ 溶断抑制電流
ＩＭＲ 溶断抑制電流設定回路
Ｉmr 溶断抑制電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＭＳ 期間設定回路
Ｍｓ 期間信号
ＰＭ 電源主回路
ＲＣ ロボット制御装置
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
Ｓｔ 溶接開始信号
ＳＷ 制御切換回路
Ｔｃ 定常期間
Ｔｈ ホットスタート期間
Ｔｍ 溶断抑制期間
ＴＯＲ 基準時間設定回路
Ｔor 基準時間設定信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＭ 送給モータ
【図1】
【図2】