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特開2024-146285すみ肉溶接方法、送給制御方法、電源、及びすみ肉溶接システム
(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】P2024146285
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】すみ肉溶接方法、送給制御方法、電源、及びすみ肉溶接システム
(51)【国際特許分類】
B23K 9/12 20060101AFI20241004BHJP
B23K 9/02 20060101ALI20241004BHJP
B23K 9/23 20060101ALI20241004BHJP
B23K 35/30 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
B23K9/12 305
B23K9/02 D
B23K9/23 A
B23K35/30 320A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023059087
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】山▲崎▼ 圭
(72)【発明者】
【氏名】北村 佳昭
【テーマコード（参考）】
4E001
4E081
【Ｆターム（参考）】
4E001AA03
4E001BB08
4E001BB09
4E001CA02
4E001DD02
4E001DD04
4E081AA09
(57)【要約】
【課題】すみ肉溶接に送給制御溶接方法を適用した場合においても優れたロバスト性を実現する。
【解決手段】すみ肉溶接に適用する、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法において、前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、かつ、前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくする。
【選択図】図６
【解決手段】すみ肉溶接に適用する、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法において、前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、かつ、前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくする。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法を適用したすみ肉溶接方法であって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接方法。
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接方法。
【請求項2】
前記送給制御方法は、正送期間と逆送期間を１周期としたときのワイヤ周波数を、予め定めた値で設定し、
前記ワイヤ位置位相又は送給速度位相に応じて、少なくとも前記溶接電流を電流抑制期間と電流非抑制期間とに切り替えることを特徴とする、
請求項１に記載のすみ肉溶接方法。
前記ワイヤ位置位相又は送給速度位相に応じて、少なくとも前記溶接電流を電流抑制期間と電流非抑制期間とに切り替えることを特徴とする、
請求項１に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項3】
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔとの比である（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）が１．１０以上であることを特徴とする、請求項１に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項4】
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔとの比である（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）が０．９０以下であることを特徴とする、
請求項１に記載のすみ肉溶接方法。
請求項１に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項5】
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅとの比である（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）が０．５以下であることを特徴とする、
請求項１に記載のすみ肉溶接方法。
請求項１に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項6】
前記溶接ワイヤは、溶接ワイヤの全質量に対して、
Ｏ：０．００１０～０．０１００質量％を含有し、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒのうち少なくとも１つをさらに含み、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの合計量で０．００１～０．４５０質量％を含有すること、
を特徴とする、請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のすみ肉溶接方法。
Ｏ：０．００１０～０．０１００質量％を含有し、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒのうち少なくとも１つをさらに含み、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの合計量で０．００１～０．４５０質量％を含有すること、
を特徴とする、請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項7】
前記溶接ワイヤに含有されるＳｉは、溶接ワイヤの全質量に対して、０．５０質量％以下であり、かつ、Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／４＋Ｃｕ／１３の値が０．３５～１．４０であること、
を特徴とする、請求項６に記載のすみ肉溶接方法。
を特徴とする、請求項６に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項8】
前記溶接ワイヤの全質量に対して、
Ｔｉ：０．０３０～０．２５０質量％
Ａｌ：０．００１～０．３００質量％
を含有し、
Ｔｉ／Ａｌの比率が０．３～２０であること、
を特徴とする、請求項７に記載のすみ肉溶接方法。
Ｔｉ：０．０３０～０．２５０質量％
Ａｌ：０．００１～０．３００質量％
を含有し、
Ｔｉ／Ａｌの比率が０．３～２０であること、
を特徴とする、請求項７に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項9】
前記ワイヤ位置位相が２７０ｄｅｇにおける、逆送給時の送給速度を５０ｍ／ｍｉｎ以上とし、
前記溶接ワイヤに含有される、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量で得られる式：（Ｔｉ＋Ａｌ）／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）の値が０．５以上であること、
を特徴とする、請求項６に記載のすみ肉溶接方法。
前記溶接ワイヤに含有される、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量で得られる式：（Ｔｉ＋Ａｌ）／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）の値が０．５以上であること、
を特徴とする、請求項６に記載のすみ肉溶接方法。
【請求項10】
すみ肉溶接方法に適用される、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法であって、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、送給制御方法。
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、送給制御方法。
【請求項11】
すみ肉溶接方法に適用される、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御を行う機能を有する電源であって、
前記送給制御において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、電源。
前記送給制御において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、電源。
【請求項12】
送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法を適用したすみ肉溶接システムであって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接システム。
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、すみ肉溶接方法、送給制御方法、電源、及びすみ肉溶接システムに関する。
【背景技術】
【0002】
すみ肉溶接は、ガスシールドアーク溶接で用いられる施工方法の１つであり、薄板の鋼板を重ねて溶接する場合（以降、「重ねすみ肉溶接」とも称する。）や鋼板をＴ字に直交させて溶接する場合などが挙げられ、様々な業種で適用されている。このすみ肉溶接においては、鋼板の固定精度、鋼板の加工性精度、組立精度、溶接中の歪み等の原因により、溶接の狙い位置のズレや鋼板と鋼板の間にギャップ（隙間）が生じる。これら狙い位置のズレやギャップの存在によって、従来、ギャップに落ち込む溶落ちが発生するという架橋性の悪さやビード形状不良の発生といった問題があった。
【0003】
上記の問題を解決するため、例えば、特許文献１では、薄鋼板のマグ溶接用ワイヤを、質量％でＣ：０．０４～０．１５％，Ｓｉ：０．７５～１．００％，Ｍｎ：１．００～２．００％，Ｃｒ：０．３５～０．８０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物の組成を有するものが開示されている。
【0004】
また、特許文献２では、板厚が０．５～１．２ｍｍの薄鋼板のガスシールドアーク溶接において、ワイヤ径が０．５～０．９ｍｍであり、質量％で、Ｃ：０．０２～０．１０％、Ｓｉ：０．７～２．０％、Ｍｎ：０．５～３．０％、Ｐ≦０．０２０％、Ｓ：０．００５～０．０２０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるワイヤを用い、ピーク電流（Ｉｐ）：３００～４５０Ａ、ベース電流（Ｉｂ）：２０～１００Ａで、かつピーク電流（Ｉｐ）及びピーク時間（Ｔｐ）の関係が所定の（１）式を満足するパルスを付加することを特徴とするガスシールドアーク溶接方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２－１７０９７０号公報
【特許文献2】特開２００１－３２１９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１及び特許文献２で開示されているとおり、従来では、溶接のビード幅を広げるために、マグ溶接やパルスマグ溶接が用いられていた。しかしながら、近年、スパッタ低減などの溶接作業性の利点から採用が増加している送給制御溶接において、上記問題を解決したものはない。送給制御溶接は、溶接ワイヤの送給速度を正送期間と逆送期間に交互に切り替えて、溶接を行う手法であるが、一般的に、短絡期間とアーク期間とを発生させる短絡移行をベースとしたものであるため、低入熱の溶接には適しているが、溶接の狙い位置のズレや鋼板と鋼板の間にギャップが生じる場合の溶接にいては、溶込みが浅く、ビード幅も広がらないという特性のため、ビード形状不良やギャップに落ち込む溶落ちが発生しやすくなる。特に、溶接の狙い位置のズレやギャップが大きくなるほど、ビード形状不良や架橋性の問題はより顕著になり、ロバスト性が非常に悪いと言える。そのため、溶接作業性の優れた送給制御溶接において、従来のマグ溶接やパルスマグ溶接と同等以上のロバスト性が望まれる。
【0007】
よって、本発明では、すみ肉溶接に送給制御溶接方法を適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できるすみ肉溶接方法、送給制御方法、電源、及びすみ肉溶接システム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】
本発明は、下記の構成からなる。
（１） 送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法を適用したすみ肉溶接方法であって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接方法。
（１） 送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法を適用したすみ肉溶接方法であって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接方法。
【0009】
（２） すみ肉溶接方法に適用される、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法であって、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、送給制御方法。
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、送給制御方法。
【0010】
（３） すみ肉溶接方法に適用される、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御を行う機能を有する電源であって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、電源。
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、電源。
【0011】
（４） 送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法を適用したすみ肉溶接システムであって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接システム。
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接システム。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、すみ肉溶接に送給制御溶接方法を適用した場合においても優れたロバスト性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係るすみ肉溶接方法、送給制御方法、電源、及びすみ肉溶接システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0015】
以下、本発明に係るガスシールドアーク溶接の溶接方法、制御方法、電源及び溶接システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態は溶接ロボットを用いた場合の一例であり、本発明に係る溶接制御方法は本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、溶接ロボット本体の代わりに台車を用いた自動溶接装置を適用してもよいし、可搬型の小型溶接ロボットを適用してもよい。
【0016】
また、送給制御方法は、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、短絡期間とアーク期間とを発生させる短絡移行の形態をベースとして溶接するタイプ（以降、「短絡型送給制御法」とも称する。）と、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、短絡期間の発生を抑止させるグロビュール移行の形態をベースとして溶接するタイプ（以降、「短絡抑制型送給制御法」とも称する。）が挙げられる。本発明の溶接方法に関しては特に問わないが、本実施形態では、短絡抑制型送給制御法のシステム構成を例として説明する。さらに、本実施形態では、すみ肉溶接として、重ねすみ肉溶接を例として説明する。
【0017】
図１は、本実施形態に係る溶接システムの構成例を示す概略図である。溶接システム５０は、溶接ロボット１１０と、溶接制御装置１２０と、溶接電源１４０と、コントローラ１５０と、溶接ワイヤ１００を送給するプッシュモータ１８０と、サーボモータ１７０と、サーボモータ１７０を制御するサーボアンプ１６０と、ワイヤバッファ１９０とを備えている。プッシュモータ１８０は溶接ワイヤ１００を送給する。
【0018】
溶接電源１４０は、不図示のプラスのパワーケーブルを介して、消耗式電極である溶接ワイヤ１００に通電できるように溶接ロボット１１０に接続され、不図示のマイナスのパワーケーブルを介して、ワーク（以降、「母材」とも称する。）２００と接続されている。この接続は、逆極性で溶接を行う場合であり、正極性で溶接を行う場合、溶接電源１４０は、極性を逆にすればよい。
【0019】
また、溶接電源１４０と溶接ワイヤ１００を送給するためのプッシュモータ１８０のそれぞれが信号線によって接続され、溶接ワイヤの送り速度を制御することができる。本実施形態の送給制御において、プッシュモータ１８０は、正転方向のみ行っており、後述するサーボモータ１７０は正転、逆転方向に切り替えが行われる。
【0020】
溶接ロボット１１０は、エンドエフェクタとして、溶接トーチ１１１を備えている。溶接トーチ１１１は、溶接ワイヤ１００に通電させる通電機構、すなわち溶接チップを有している。溶接ワイヤ１００は、溶接チップからの通電により先端からアークを発生し、その熱で溶接の対象であるワーク２００を溶接する。なお、溶接チップは一般的に、コンタクトチップとも称されることがある。
【0021】
溶接トーチ１１１は、シールドガスを噴出する機構となるシールドガスノズルを備える。シールドガスは、特に問わないが、本実施形態で用いる制御の特性上、グロビュール移行の形態を取るガス組成にすればなおよく、具体的には、電位傾度の高い炭酸ガス、窒素ガス、水素ガス、酸素ガスのうち少なくとも一つのガスが含まれることが好ましい。また、汎用性の観点から、アルゴンガス（以降、「Ａｒガス」とも称する。）との混合ガスの場合は、少なくとも炭酸ガスが１０体積％以上混合した系がより好ましく、炭酸ガスが９０体積％以上混合した系がさらに好ましく、炭酸ガス単体で用いることがさらにより好ましい。なお、シールドガスは、不図示のシールドガス供給装置から供給される。
【0022】
サーボモータ１７０は溶接トーチ１１１近傍に設けられる。サーボモータ１７０に接続されたサーボアンプ１６０がサーボモータ１７０を制御する。本実施形態では、溶接トーチ１１１がサーボモータ１７０から独立した構成としているが、溶接トーチ１１１の中にサーボモータ１７０を備える構成（サーボトーチとも称する。）であってもよい。サーボモータ１７０は、正逆送給指令に基づいて、正転、逆転方向に切り替えを行い、送給制御を行う。また、詳細は後述するが、サーボアンプ１６０は高速演算処理を可能とし、正逆送給指令生成部１６１を有する。
【0023】
プッシュモータ１８０とサーボモータ１７０の間にはワイヤバッファ１９０が配置される。プッシュモータ１８０は正転方向のみ、サーボモータ１７０は正転、逆転方向に送給することにより、プッシュモータ１８０とサーボモータ１７０で送給方向が異なる場合があり、送給経路内でワイヤに大きな負荷がかかり易い状況が生じる。このような送給系の状況においても適正に送給制御が可能となるよう、ワイヤバッファを設けて、ワイヤの座屈などを抑制する。
【0024】
本実施形態で使用する溶接ワイヤ１００は特に問わない。例えば、フラックスを含まないソリッドワイヤと、フラックスを含むフラックス入りワイヤのどちらを用いてもよい。また、溶接ワイヤ１００の材質も問わない。例えば、材質は軟鋼でもよいし、ステンレス、アルミニウム、チタンでもよく、ワイヤ表面にＣｕなどのめっきがあってもよい。溶接ワイヤ１００の径も特に問わない。本実施形態の場合、好ましくは、径の上限を１．６ｍｍ、下限を０．８ｍｍとする。このように、溶接ワイヤの種類、組成は問わないが、本実施形態に係る溶接方法に対し、特に適したワイヤ組成については後述する。
【0025】
また、本実施形態においてワーク２００の具体的構成は特に問わず、継手形状、溶接姿勢や開先形状などの溶接条件も特に問わない。溶接制御装置１２０は、主に溶接ロボット１１０の動作を制御する。よって、溶接制御装置１２０はロボットコントローラと言い換えてもよい。溶接制御装置１２０は、あらかじめ溶接ロボット１１０の動作パターン、溶接開始位置、溶接終了位置、溶接条件、ウィービング動作等を定めた教示データを保持し、溶接ロボット１１０に対してこれらを指示して溶接ロボット１１０の動作を制御する。また、溶接制御装置１２０は、教示データに従い、溶接作業中の溶接電流、溶接電圧、送給速度等の溶接条件を溶接電源１４０に与える。
【0026】
なお、図１に示すように、本実施形態の溶接システム５０は、溶接制御装置１２０が溶接電源１４０から独立した構成としているが、溶接電源１４０の中に溶接制御装置１２０を備える構成であってもよい。
【0027】
コントローラ１５０は、溶接制御装置１２０に接続され、溶接ロボット１１０を動作させるためのプログラム作成又は表示、教示データの入力等を行う。ユーザがコントローラ１５０に入力した情報は溶接制御装置１２０に与えられる。また、コントローラ１５０は、溶接ロボット１１０のマニュアル操作を行う機能も有していてよい。なお、コントローラ１５０と溶接制御装置１２０の接続は、有線又は無線の種類を特に問わない。
【0028】
溶接電源１４０は、溶接制御装置１２０からの指令により、溶接ワイヤ１００及びワーク２００に電力を供給することで、溶接ワイヤ１００とワーク２００との間にアークを発生させる。また、溶接電源１４０は、溶接制御装置１２０からの指令により、プッシュモータ１８０の制御信号を出力する。
【0029】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る溶接システム５０の機能構成について詳細に説明する。図２は、本実施形態において、溶接電源１４０、溶接制御装置１２０、及びサーボアンプ１６０の制御に係る概略構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態におけるワイヤ送給速度と、ワイヤ先端位置と、電流検出信号との関係性を例示するグラフである。
【0030】
溶接電源１４０は溶接制御装置１２０とデジタル通信で接続されており、溶接制御装置１２０はサーボアンプ１６０とデジタル通信で接続されている。すなわち、デジタル通信接続したサーボアンプ１６０、溶接制御装置１２０、及び溶接電源１４０の順に、ライン型で接続されている。これは、サーボアンプ１６０と溶接電源１４０とがデジタル通信で間接的に接続されている状態と解釈することができる。なお、サーボアンプ１６０、溶接電源１４０、溶接制御装置１２０の順にライン型で接続されてもよい。これは、サーボアンプ１６０と溶接電源１４０とがデジタル通信で直接的に接続されている状態と解釈することができる。
【0031】
なお、本実施形態では溶接電源１４０と溶接制御装置１２０の間は産業用のフィールドネットワークの一つであるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で、溶接制御装置１２０とサーボアンプ１６０間は産業用のフィールドネットワークの一つであるＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（登録商標）でそれぞれ通信されているが、これらには限られない。
【0032】
（溶接電源の機能構成）
溶接電源１４０の制御系部１４１は、例えば、溶接制御装置１２０又は不図示のコンピュータによるプログラムの実行を通じて実行される。溶接電源１４０の制御系部１４１には、電流設定部３６が含まれる。本実施形態における電流設定部３６は、溶接シーケンス部において決定するアークスタートや溶接中などのプロセスに応じて、溶接ワイヤ１００に流れる溶接電流を規定する各種の電流値を設定する機能と、電流制御の各期間において期間が開始される時間と終了する時間を設定する機能とを有する。電流設定部３６は、目標電流設定部３６Ａと、ワイヤ先端位置変換部３６Ｂと、電圧設定部３６Ｃとを有する。目標電流設定部３６Ａは、電流制御に係るピーク期間Ｄａｐ、立下がり期間Ｄｄｗｎ、ベース期間Ｄｂ、及び立上り期間Ｄｕｐの各期間について、それぞれの期間開始時間と終了時間を設定する機能を有する。ワイヤ先端位置変換部３６Ｂは、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報を求める機能を有する。
溶接電源１４０の制御系部１４１は、例えば、溶接制御装置１２０又は不図示のコンピュータによるプログラムの実行を通じて実行される。溶接電源１４０の制御系部１４１には、電流設定部３６が含まれる。本実施形態における電流設定部３６は、溶接シーケンス部において決定するアークスタートや溶接中などのプロセスに応じて、溶接ワイヤ１００に流れる溶接電流を規定する各種の電流値を設定する機能と、電流制御の各期間において期間が開始される時間と終了する時間を設定する機能とを有する。電流設定部３６は、目標電流設定部３６Ａと、ワイヤ先端位置変換部３６Ｂと、電圧設定部３６Ｃとを有する。目標電流設定部３６Ａは、電流制御に係るピーク期間Ｄａｐ、立下がり期間Ｄｄｗｎ、ベース期間Ｄｂ、及び立上り期間Ｄｕｐの各期間について、それぞれの期間開始時間と終了時間を設定する機能を有する。ワイヤ先端位置変換部３６Ｂは、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報を求める機能を有する。
【0033】
なお、各種条件設定は、例えば、予め作業者が入力した設定値、予め用意した波形制御テーブルや溶接条件のデータベースなどに基づいて決定すればよい。設定値、テーブル、データベースなどは、溶接システム５０の構成要素のうちいずれかに保存されていてよい。設定値、テーブル、データベースなどは例えば、溶接制御装置１２０や溶接電源１４０などに保存されていてよい。
【0034】
なお、電流非抑制期間ＴＩＰ（本実施形態ではＤｕｐとＤａｐ期間の合計）、電流抑制期間ＴＩＢ（本実施形態ではＤｄｗｎとＤｂ期間の合計）に係るピーク期間Ｄａｐ、立下がり期間Ｄｄｗｎ、ベース期間Ｄｂ、立上り期間Ｄｕｐの各期間の各種条件設定は、予め用意した波形制御テーブルに基づいて波形制御テーブルリニア演算部３７で決定すればよい。なお、ここでいう各種条件設定とは、本実施形態において電流値、時間又は位相などの条件設定を意味する。
【0035】
ここで、図３で示す本実施形態で適用する短絡抑制型送給制御法の場合、溶接電流は、ワイヤ先端位置に係る位相（以降、「ワイヤ位置位相」とも称する。）に基づいて、電流非抑制期間ＴＩＰと電流抑制期間ＴＩＢの溶接電流を交互に繰り返すパルス波形を示す。なお、本実施形態において、ワイヤ先端位置がチップ側に最も近づく場合を０ｄｅｇ母材側に最も近づく場合は１８０ｄｅｇとした０～３６０ｄｅｇ（０～２π）のワイヤ位置位相に基づいて、ピーク期間Ｄａｐ、立下がり期間Ｄｄｗｎ、ベース期間Ｄｂ、立上り期間Ｄｕｐのタイミングを制御している。なお、後述の送給速度位相に応じて、少なくとも溶接電流を電流抑制期間ＴＩＢと電流非抑制期間ＴＩＰとに切り替えてもよい。
【0036】
制御系部１４１が保存する溶接条件情報における平均送給速度Ｆａｖｇの設定値に基づいて、波形制御テーブルリニア演算部３７で算出された電流非抑制期間ＴＩＰにおけるピーク期間Ｄａｐの設定電流値Ｉｐ（以降、「ピーク電流Ｉｐ」とも称する。）と、電流抑制期間ＴＩＢにおけるベース期間Ｄｂの設定電流値Ｉｂ（以降、「ベース電流Ｉｂ」とも称する。）が電流設定部３６に設定される。
【0037】
本実施形態の短絡抑制型送給制御法の場合、溶接電流は基本的にピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂの２値で制御される。このため、ベース期間Ｄｂの開始時間は、ベース電流Ｉｂが開始する時間、すなわちベース電流開始時間を表す。また、ベース期間Ｄｂが終了する時間は、ベース電流Ｉｂが終了する時間、すなわちベース電流終了時間を表す。このベース期間Ｄｂの開始される時間、ベース期間Ｄｂが終了する時間、立下がり期間Ｄｄｗｎの期間（時間）、立上り期間Ｄｕｐの期間（時間）は波形制御テーブルリニア演算部３７において算出される。ピーク期間Ｄａｐが開始される時間は、ピーク電流開始時間と表現されてもよく、ピーク期間Ｄａｐが終了する時間は、ピーク電流終了時間と表現されてもよい。なお、図３に示されるとおり、ピーク電流終了時間のタイミングは、ワイヤ位置位相が０°を開始としたときの設定期間ｄ１で決定され、ピーク電流開始時間のタイミングはピーク電流終了時間を開始としたときの設定期間ｄ２で決定されるとよい。この設定期間は位相で設定するとよく、例えば、ｄ１を１９０°、ｄ２を１２０°と設定した場合には、ワイヤ位置位相が１９０°（ｄ１）の位置でピーク電流が終了し、ワイヤ位置位相が３１０°（ｄ１＋ｄ２）の位置でピーク電流が開始することになる。
【0038】
また、サーボアンプ１６０からの位相同期信号と位相遅延補正量信号に基づいて、ワイヤ先端位置変換部３６Ｂがワイヤ先端位置を決定する。なお、本実施形態において、ワイヤ先端位置は、前述のとおりワイヤ位置位相として角度０～２πを用いて表現されてよく、図３に示すように正送開始位置を０として定義している。
【0039】
位相遅延補正量信号は、位相遅延補正部３８から出力される。位相遅延補正部３８は、各種溶接条件ごとに、サーボモータ１７０の実際の正逆送給動作とサーボアンプ１６０の正逆送給指令との誤差を位相遅延補正量として、予め求めたデータベースを備える。例えば、この各種溶接条件が正送期間と逆送期間を１周期としたときの周波数であるワイヤ正逆周波数Ｔｆである場合、用いるワイヤ正逆周波数の値に応じてデータベースに基いて位相遅延補正量が決定され、位相遅延補正量信号として位相遅延補正部３８から出力される。
【0040】
溶接電源１４０の電源主回路は、三相交流電源（以降、「交流電源」とも称する。）１と、１次側整流器２と、平滑コンデンサ３と、スイッチング素子４と、トランス５と、２次側整流器６と、リアクトル７とで構成される。
【0041】
交流電源１から入力された交流電力は、１次側整流器２により全波整流され、さらに平滑コンデンサ３により平滑されて直流電力に変換される。次に、直流電力は、スイッチング素子４によるインバータ制御により高周波の交流電力に変換された後、トランス５を介して２次側電力に変換される。トランス５の交流出力は、２次側整流器６によって全波整流され、さらにリアクトル７により平滑される。リアクトル７の出力電流は、電源主回路からの出力として溶接チップに与えられ、消耗電極としての溶接ワイヤ１００に通電される。
【0042】
溶接ワイヤ１００はプッシュモータ１８０及びサーボモータ１７０によって送給され、母材２００との間にアークを発生させる。溶接ワイヤ１００の先端を母材２００に向かって移動させる正送給期間を、正送給期間ＴＰと表記する。溶接ワイヤ１００の先端を母材２００の位置する方向と逆方向に移動させる逆送給期間を、逆送給期間ＴＮと表記する。本実施形態の場合、サーボモータ１７０は、正送給期間ＴＰと逆送給期間ＴＮとを合わせて１周期として、周期的に溶接ワイヤ１００を送給する。なお、ここでいう「溶接ワイヤの先端」は、通常、ワイヤ先端に垂下する溶滴の存在を無視した場合のワイヤ先端を指すものとする。すなわち、アークによって溶融されたワイヤは、即時母材へ移行したとみなしたものとする。
【0043】
プッシュモータ１８０による溶接ワイヤ１００の送給は、プッシュフィーダー制御部３９に基づく制御信号によって制御される。なお、送給速度の平均値は、溶融速度とほぼ同じである。本実施形態の場合、プッシュモータ１８０による溶接ワイヤ１００の送給も溶接電源１４０により制御される。
【0044】
また、プッシュフィーダー制御部３９は、ワイヤバッファ１９０の状態に応じて制御を行う。本実施形態において、ワイヤバッファ１９０は、プッシュモータ１８０とサーボモータ１７０間の送給経路でワイヤに大きな負荷がかからないように、ワイヤバッファ１９０にワイヤの遊び部（モータ間による送給の影響でワイヤが弛んだ場合に逃げる隙間部分）を設け、ワイヤバッファ１９０に内蔵されたアブソリュートエンコーダによって、ワイヤの弛み量を回転角度で検出する。検出値はシリアルアナログ変換部１９１によって、アナログ信号に変換され、電気角演算部で電気角を算出する。算出された電気角は溶接電源のＡ／Ｄ入力部４０に入力される。
【0045】
Ａ／Ｄ入力部４０からの電気角と、電気角調整部４１において予め設定された電気角の基準値との間の差分を取った差分信号が、プッシュフィーダー制御部３９に入力される。プッシュフィーダー制御部３９はこの差分信号に基づいて、適正なワイヤのバッファ量となるように、プッシュモータ１８０を制御することによって、送給系に大きな負荷をかけないようにする干渉制御を行う。なお、本実施形態では前述のような干渉制御を行っているが、これに限られるわけではない。また、本実施形態では、ワイヤバッファ１９０に内蔵されたアブソリュートエンコーダを用いたが、これに限られるわけでもない。例えば、回転角度センサを用いてもよく、この場合、シリアルアナログ変換部１９１は設けなくともよい。
【0046】
電流設定部３６の電圧設定部３６Ｃには、不図示のコンタクトチップと溶接ワイヤ１００の通電位置と母材２００との間に加える電圧の目標値である電圧設定信号Ｖａｐが電圧指令として与えられる。電流設定部３６は、電圧設定信号Ｖａｐに基づいて、アークの長さ（以降、「アーク長」とも称する。）が一定になるようにピーク期間Ｄａｐなどの各期間の溶接電流を制御する。
【0047】
電圧検出部で得られる電圧検出信号Ｖｏは実測値である。本実施形態では、電圧検出信号ＶｏはローパスフィルターＬＰＦを通過し、離脱検出部３３を経て、離脱検出信号ＤＴＲとして電流設定部３６に入力される。なお、電圧比較部を設け、電圧設定信号Ｖａｐと電圧検出信号Ｖｏとの差分を増幅し、電圧誤差増幅信号として電流設定部３６に出力する構成としてもよい。
【0048】
電流誤差増幅部３４は、電流設定部３６によって目標値として与えられた電流設定信号ＣＣｓｅｔと電流検出部３１で検出された電流検出信号Ｉｏとの差分を増幅し、電流誤差増幅信号Ｅｄとしてインバータ駆動部３０に出力する。インバータ駆動部３０は、電流誤差増幅信号Ｅｄによってスイッチング素子４への駆動信号Ｅｃを補正する。
【0049】
電流設定部３６には、溶接ワイヤ１００の先端からの溶滴の離脱を検知する信号となる離脱検出信号ＤＴＲも入力される。離脱検出信号ＤＴＲは、離脱検出部３３から出力される。離脱検出部３３は、電圧検出部３２が出力する電圧検出信号Ｖｏの変化を監視し、その変化から溶接ワイヤ１００からの溶滴の離脱を検知する。なお、離脱検出部３３は検出手段の一例である。
【0050】
離脱検出部３３は、例えば、ＬＰＦを通した電圧検出信号Ｖｏを微分又は二階微分した値を検出用の閾値と比較することにより、溶滴の離脱を検出する。検出用の閾値は、図示を省略する記憶部にあらかじめ記憶されている。なお、離脱検出部３３は、実測値である電圧検出信号Ｖｏと電流検出信号Ｉｏとから算出される抵抗値の変化に基づいて、離脱検出信号ＤＴＲを生成してもよい。
【0051】
波形制御テーブルリニア演算部３７には、送給される溶接ワイヤ１００の平均送給速度Ｆａｖｇが与えられる。平均送給速度Ｆａｖｇは、送給設定データ部３５に予め記憶されている。なお、送給設定データ部３５は本実施形態においては溶接電源１４０内にあるが、溶接制御装置１２０内に送給設定に係る各種の情報を記憶させておき、各種の情報を溶接制御装置１２０から溶接電源１４０へと出力してもよい。
【0052】
波形制御テーブルリニア演算部３７は、与えられた平均送給速度Ｆａｖｇに基づいて、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ、ベース電流Ｉｂが開始する時間ｔ１、ベース電流Ｉｂが終了する時間ｔ２の値などを決定し、電流設定部３６へ出力する。なお、上述のようにワイヤ位置位相、時間、及び周期ｃｙｃの値は相互に変換可能であるため、ベース開始の位相の設定値などを時間又は周期ｃｙｃの値に換算して、換算後の値を電流設定部３６へ出力してもよい。
【0053】
なお、本実施形態では、図２で示すとおり、平均送給速度Ｆａｖｇを波形制御テーブルリニア演算部３７に入力しているが、平均送給速度Ｆａｖｇに関連する値を設定値として波形制御テーブルリニア演算部３７に入力し、波形制御テーブルリニア演算部３７がその設定値を平均送給速度Ｆａｖｇに置き換えて用いてもよい。例えば、図示を省略する記憶部に平均送給速度Ｆａｖｇと、その平均送給速度Ｆａｖｇに対して最適な溶接が可能となる平均電流値のデータベースが記憶されている場合、平均電流値を設定値として用い、設定値を平均送給速度Ｆａｖｇに置き換えて用いてもよい。
【0054】
送給設定データ部３５は、平均送給速度Ｆａｖｇの他、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ及びワイヤ正逆周期Ｔｆなどの設定値を記憶していてもよい。なお、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ及びワイヤ正逆周期Ｔｆは、入力された平均送給速度Ｆａｖｇに基づいて決定されてもよい。また、送給設定データ部３５はこれら以外の設定値を送給設定データとして記憶してもよい。なお、本実施形態においては、ワイヤ振幅Ｗｆの値は、図３で示す波高Ｗｈを指す。すなわち、設定値であるワイヤ振幅Ｗｆは波高Ｗｈと同値としている。
【0055】
本実施形態では、平均送給速度Ｆａｖｇよりも送給速度が大きい期間を正送給期間とし、平均送給速度Ｆａｖｇに対して送給速度が小さい期間を逆送給期間として、正送給期間と逆送給期間とが交互に現れる送給（以降、「振幅送給」と省略して称する。）となる。なお、平均送給速度Ｆａｖｇに対して送給速度が小さい期間とは、平均送給速度Ｆａｖｇ未満を指し、マイナスの送給速度、すなわち、ワイヤ先端が母材２００のある位置と逆方面へ移動する速度を含む。ワイヤ振幅Ｗｆは平均送給速度Ｆａｖｇに対する変化幅を与え、ワイヤ正逆周期Ｔｆは繰り返し単位であるワイヤ振幅の変化の時間を与える。ワイヤ正逆周波数Ｓｆはワイヤ正逆周期Ｔｆの逆数である。
【0056】
送給設定データ部３５に記憶された平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、及びワイヤ正逆周期Ｔｆは、デジタル通信部４２から、溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２２へと入力される。本実施形態において、これらの送給設定データの通信はＣＡＮ通信で行っている。
【0057】
溶接シーケンス部は、ティーチングデータに基づいて、溶接制御装置１２０から出力されるガスＯＮ、アーク起動の信号に基づいて、アイドル、ガスフロー、アークスタート、溶接中、アンチスティックの順で各タスクを処理する。溶接中のタスクにおいて、上述した電流設定部３６を主とした制御が行われる。なお、図２において、溶接制御装置１２０が有する溶接条件情報を、便宜上、溶接電源１４０の中においても破線で囲って示している。
【0058】
（溶接制御装置の機能構成）
溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２２には、前述のとおり、ＣＡＮ通信によって、溶接電源１４０の送給設定データ部３５から、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆなどの送給設定データが入力される。溶接制御装置１２０は、これらの送給設定データをサーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２へ出力するためのデジタル通信部１２３を有する。本実施形態において、溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２３とサーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２との間はＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信で接続される。
溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２２には、前述のとおり、ＣＡＮ通信によって、溶接電源１４０の送給設定データ部３５から、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆなどの送給設定データが入力される。溶接制御装置１２０は、これらの送給設定データをサーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２へ出力するためのデジタル通信部１２３を有する。本実施形態において、溶接制御装置１２０のデジタル通信部１２３とサーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２との間はＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信で接続される。
【0059】
また、溶接制御装置１２０は、ガスやアーク起動（溶接ＯＮ）のタイミング、電圧、平均送給速度の設定値など、各種溶接条件情報を記憶しており、溶接ロボット１１０を動作させるために作成したプログラムに基づいて、ガスＯＮ、アーク起動、電圧指令や送給指令の信号を溶接電源１４０へ出力する。
【0060】
（サーボアンプの機能構成）
サーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２には、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信によって、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆ等の送給設定データが入力される。サーボアンプ１６０の正逆送給指令生成部１６１は、デジタル通信によって入力された設定情報、すなわち送給設定データに基づいて正送給又は逆送給の送給指令を生成する。より具体的には、サーボアンプ１６０の正逆送給指令生成部１６１は、ワイヤ振幅Ｗｆ及びワイヤ正逆周期Ｔｆから振幅送給速度Ｆｆを算出し、この振幅送給速度Ｆｆと平均送給速度Ｆａｖｇとに基づいて、送給速度指令信号Ｆｗを算出する。
サーボアンプ１６０のデジタル通信部１６２には、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）通信によって、平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆ等の送給設定データが入力される。サーボアンプ１６０の正逆送給指令生成部１６１は、デジタル通信によって入力された設定情報、すなわち送給設定データに基づいて正送給又は逆送給の送給指令を生成する。より具体的には、サーボアンプ１６０の正逆送給指令生成部１６１は、ワイヤ振幅Ｗｆ及びワイヤ正逆周期Ｔｆから振幅送給速度Ｆｆを算出し、この振幅送給速度Ｆｆと平均送給速度Ｆａｖｇとに基づいて、送給速度指令信号Ｆｗを算出する。
【0061】
本実施形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、次式で表される。
Ｆｗ＝Ｆｆ＋Ｆａｖｇ・・・式（Ａ）
Ｆｗ＝Ｆｆ＋Ｆａｖｇ・・・式（Ａ）
【0062】
また、正逆送給指令生成部１６１は、離脱検出部３３から与えられる離脱検出信号ＤＴＲにより、振幅送給のどのワイヤ位置位相で離脱が発生したかを検知してもよい。ただし、式（Ａ）で表される送給速度指令信号Ｆｗは、溶接ワイヤ１００の先端からの溶滴の離脱が想定する期間内に検知されている場合に限られる。想定する期間内に溶滴の離脱が検出されなかった場合、正逆送給指令生成部１６１は、送給速度指令信号Ｆｗを一定速度による送給制御に切り替えてもよい。例えば、正逆送給指令生成部１６１は、送給速度指令信号Ｆｗを平均送給速度Ｆａｖｇによる送給に切り替える。平均送給速度Ｆａｖｇによる送給から、式（Ａ）で表される送給制御への切り替えは、溶滴の離脱が検知されるタイミングに応じて定まる。
【0063】
サーボアンプは、正逆送給指令生成部１６１において送給速度指令信号Ｆｗに基づいて、サーボモータ１７０のインバータ制御を行う。また、サーボアンプ１６０の同期信号生成部１６３は位相同期信号を溶接電源１４０に出力する。この位相同期信号は、送給速度指令信号Ｆｗに基づいて生成される。
【0064】
なお、溶接電源１４０と、サーボアンプ１６０の同期信号生成部１６３との間は、少なくともアナログ入出力で接続されていてよい。この場合、溶接電源１４０にはサーボアンプ１６０からアナログ入出力を介して同期信号が入力される。平均送給速度Ｆａｖｇ、ワイヤ振幅Ｗｆ、ワイヤ正逆周波数Ｓｆ、ワイヤ正逆周期Ｔｆなどの送給設定データをデジタル通信で伝送する一方で、同期信号についてはアナログ通信で伝送することにより、デジタル通信とアナログ通信を用途に応じて効率的に使い分けることができる。
【0065】
ここで、送給速度指令信号Ｆｗに係る位相（以降、「送給速度位相」とも称する。）は、正送給の開始を０ｄｅｇ、正送給の終了及び逆送給の開始を１８０ｄｅｇ（π）、逆送給の終了を３６０ｄｅｇ（２π）としている。本実施形態において、位相同期信号は、送給速度位相の同期信号、ワイヤ位置位相の同期信号となる。送給速度位相の同期信号は、正送給期間（０～πの位置）をＯＮとし、逆送給期間（π～２π位置）をＯＦＦとする同期信号となる。一方、ワイヤ位置位相の同期信号は、ワイヤ正逆送されるときの波高の中心位置より母材２００側に近づく期間（０．５π～１．５πの位置）をＯＮとし、ワイヤ振幅の中心位置よりチップ側に近づく期間（１．５π～０．５πの位置）をＯＦＦとする同期信号となる。この位相同期信号と、前述の位相遅延補正量に基づいて、溶接電源１４０におけるワイヤ先端位置変換部３６Ｂにより溶接ワイヤ１００の先端位置、すなわち、ワイヤ位置位相が決定される。
【0066】
（溶接方法）
次に、本実施形態に係る溶接方法について説明する。本実施形態に係る溶接方法は、送給制御法において、特定のワイヤ位置位相で局所的にアーク圧を高め、溶融池を押し広げることで、溶込みと広いビード幅を得るという技術思想に基づく。
次に、本実施形態に係る溶接方法について説明する。本実施形態に係る溶接方法は、送給制御法において、特定のワイヤ位置位相で局所的にアーク圧を高め、溶融池を押し広げることで、溶込みと広いビード幅を得るという技術思想に基づく。
【0067】
送給制御法においては、正送給から逆送給に切り変わる時に、ワイヤ先端が溶融池に最も近づく。ワイヤ先端が溶融池に近づくと、アーク長が短くなり、瞬間的に溶融池にかかるアーク圧が高くなる。よって、局所的にアーク圧を高めるワイヤ位置位相としては、正送給から逆送給に切り変わる前後、すなわち、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ（０．５π）～２７０ｄｅｇ（１．５π）であって、この期間において、さらに溶接電流を高めると溶融池を押し広げる効果はより高くなる。しかしながら、そのような制御にすると、過度に溶融池を押し広げることになり、溶落ちや重力の影響による溶融部の垂れなどが発生し、架橋性が悪くなる可能性がある。また、溶滴を離脱させる逆送給期間においても、溶滴を押し上げるアーク圧が高くなる。このため、逆送給期間において溶滴離脱を阻害することになり、溶滴移行が不安定になるため、スパッタ発生の原因にもなる。そこで、本実施形態に係る溶接方法では、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ（０．５π）～１８０ｄｅｇ（１．５π）間の局所的範囲で、大きく溶接電流を高めて、溶融池を押し広げ、溶込みと広いビード幅を確保し、１８０ｄｅｇ（π）～２７０ｄｅｇ（１．５π）間の範囲では、大きく溶接電流を低くして、冷却期間を設けることで、溶落ち、重力の影響による溶融部の垂れや溶滴離脱失敗を防止する。これにより、すみ肉溶接におけるロバスト性を確保することができる。
以下、上記ワイヤ位置位相間における溶接電流について詳細説明を行う。
以下、上記ワイヤ位置位相間における溶接電流について詳細説明を行う。
【0068】
（ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間：平均電流以上）
ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間は、溶込みとビード幅を広げる期間とし、この期間の溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅは、平均電流値Ｉａｖｅ以上とする。なお、平均溶接電流値Ｉａｖｅは設定溶接電流値Ｉｓｅｔに基づくため、本実施形態では、Ｉａｖｅ≒Ｉｓｅｔとする。９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間の平均電流値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅを、平均電流値Ｉｓｅｔ以上の電流値とすることで、送給制御法において、溶込みとビード幅を広げることができる。また、より溶込みとビード幅を広げるためには、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔ（≒平均溶接電流Ｉａｖｅ）との比となる、（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）は、１．１０以上であることが好ましい。
ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間は、溶込みとビード幅を広げる期間とし、この期間の溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅは、平均電流値Ｉａｖｅ以上とする。なお、平均溶接電流値Ｉａｖｅは設定溶接電流値Ｉｓｅｔに基づくため、本実施形態では、Ｉａｖｅ≒Ｉｓｅｔとする。９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間の平均電流値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅを、平均電流値Ｉｓｅｔ以上の電流値とすることで、送給制御法において、溶込みとビード幅を広げることができる。また、より溶込みとビード幅を広げるためには、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔ（≒平均溶接電流Ｉａｖｅ）との比となる、（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）は、１．１０以上であることが好ましい。
【0069】
（ワイヤ位置位相１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間：平均電流以下）
ワイヤ位置位相１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間は、大きく溶接電流を低くする冷却期間となる。この期間の溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅは、平均電流値Ｉａｖｅ以下とする。なお、平均溶接電流値Ｉａｖｅは設定溶接電流値Ｉｓｅｔに基づくため、本実施形態では、Ｉａｖｅ≒Ｉｓｅｔとする。１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間の平均電流値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅを、平均電流値Ｉｓｅｔ以下の電流値とすることで、送給制御法において、溶落ち、重力の影響による溶融部の垂れや溶滴離脱失敗を防止する。また、より溶込みとビード幅を広げるためには、溶接ワイヤ位置が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔ（≒平均溶接電流Ｉａｖｅ）との比となる、（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）は、０．９０以下であることが好ましい。
ワイヤ位置位相１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間は、大きく溶接電流を低くする冷却期間となる。この期間の溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅは、平均電流値Ｉａｖｅ以下とする。なお、平均溶接電流値Ｉａｖｅは設定溶接電流値Ｉｓｅｔに基づくため、本実施形態では、Ｉａｖｅ≒Ｉｓｅｔとする。１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間の平均電流値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅを、平均電流値Ｉｓｅｔ以下の電流値とすることで、送給制御法において、溶落ち、重力の影響による溶融部の垂れや溶滴離脱失敗を防止する。また、より溶込みとビード幅を広げるためには、溶接ワイヤ位置が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔ（≒平均溶接電流Ｉａｖｅ）との比となる、（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）は、０．９０以下であることが好ましい。
【0070】
（（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）≦０．５０）
上述のとおり、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間を平均電流以上、ワイヤ位置位相１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間を平均電流以下とすることで、すみ肉溶接におけるロバスト性を確保することができる。このロバスト性は、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間における平均電流と、ワイヤ位置位相１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間における平均電流との差が大きいほど好ましい。具体的には、溶接ワイヤ位置が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、溶接ワイヤ位置が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅとの比となる、（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）が、０．５０以下であることが好ましい。なお、溶滴移行の安定性の観点から、この比の値の下限は０．１０以上とするとよい。
上述のとおり、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間を平均電流以上、ワイヤ位置位相１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間を平均電流以下とすることで、すみ肉溶接におけるロバスト性を確保することができる。このロバスト性は、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間における平均電流と、ワイヤ位置位相１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間における平均電流との差が大きいほど好ましい。具体的には、溶接ワイヤ位置が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、溶接ワイヤ位置が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅとの比となる、（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）が、０．５０以下であることが好ましい。なお、溶滴移行の安定性の観点から、この比の値の下限は０．１０以上とするとよい。
【0071】
（ワイヤ正逆周波数：５０～１５０）
ワイヤ正逆周波数は、５０～１５０の範囲であることが好ましい。ワイヤ正逆周波数を１５０以下に設定することで、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅとの差を大きくすることができ、より好ましいロバスト性を得ることができる。一方で、５０以上とすることで、より溶滴移行の安定性を保つことができる。
ワイヤ正逆周波数は、５０～１５０の範囲であることが好ましい。ワイヤ正逆周波数を１５０以下に設定することで、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅとの差を大きくすることができ、より好ましいロバスト性を得ることができる。一方で、５０以上とすることで、より溶滴移行の安定性を保つことができる。
【0072】
（ワイヤ振幅：３．３～６．３）
ワイヤ振幅は、３．３～６．３の範囲であることが好ましい。ワイヤ振幅を３．３以上とすることで、溶滴移行の安定性を保つことができる。一方で、ワイヤ振幅を６．３以下とすることで、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間において、短絡を防止しつつ、ワイヤ先端はより溶融池に近づき、アーク圧が高まるため、より溶込みと広いビード幅を得ることができる。
ワイヤ振幅は、３．３～６．３の範囲であることが好ましい。ワイヤ振幅を３．３以上とすることで、溶滴移行の安定性を保つことができる。一方で、ワイヤ振幅を６．３以下とすることで、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間において、短絡を防止しつつ、ワイヤ先端はより溶融池に近づき、アーク圧が高まるため、より溶込みと広いビード幅を得ることができる。
【0073】
（溶接ワイヤ）
送給制御法は、正送給又は逆送給が行われる際、過大な送給速度でワイヤ送給が行われるワイヤ位置位相もあれば、送給速度が０になるワイヤ位置位相もあり、正送給及び逆送給が行われる１周期の内に大きな速度変動が生じる。この速度変動は短絡抑制型送給制御では特に顕著である。具体的に、本実施形態においては、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇにおいて、正送給時の最高速度になり、１８０ｄｅｇを過ぎたあたりで送給速度は０、さらに２７０ｄｅｇは逆送給時の最高速度になり、３６０ｄｅｇの少し前で送給速度は０となる。上述のとおり、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ間は強いアーク圧で溶融池を押し込むと同時に、溶融池の幅を広げる効果をもつが、この期間は、正送給時の最高速度から送給速度が０になる期間となり、ワイヤ先端で形成された溶滴は慣性力が作用し、意図しないタイミングの溶滴の離脱や溶滴の揺動が起こりやすくなる。正送給期間中などの意図しないタイミングで溶滴が離脱すると、溶滴移行のタイミングが不安定になり、スパッタの増加やビード形状不良が起こる可能性がある。また、溶滴の揺動が起こると、揺動する溶滴の動きに応じてアークが偏向するため、アーク圧によって、溶融池を押し込む位置が変動し、１点集中しないため、良好な溶込み及びビード幅を得ることができなくなる。よって、過大な慣性力が作用したとしても溶滴の離脱や溶滴の揺動を防ぐことが好ましい。
送給制御法は、正送給又は逆送給が行われる際、過大な送給速度でワイヤ送給が行われるワイヤ位置位相もあれば、送給速度が０になるワイヤ位置位相もあり、正送給及び逆送給が行われる１周期の内に大きな速度変動が生じる。この速度変動は短絡抑制型送給制御では特に顕著である。具体的に、本実施形態においては、ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇにおいて、正送給時の最高速度になり、１８０ｄｅｇを過ぎたあたりで送給速度は０、さらに２７０ｄｅｇは逆送給時の最高速度になり、３６０ｄｅｇの少し前で送給速度は０となる。上述のとおり、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ間は強いアーク圧で溶融池を押し込むと同時に、溶融池の幅を広げる効果をもつが、この期間は、正送給時の最高速度から送給速度が０になる期間となり、ワイヤ先端で形成された溶滴は慣性力が作用し、意図しないタイミングの溶滴の離脱や溶滴の揺動が起こりやすくなる。正送給期間中などの意図しないタイミングで溶滴が離脱すると、溶滴移行のタイミングが不安定になり、スパッタの増加やビード形状不良が起こる可能性がある。また、溶滴の揺動が起こると、揺動する溶滴の動きに応じてアークが偏向するため、アーク圧によって、溶融池を押し込む位置が変動し、１点集中しないため、良好な溶込み及びビード幅を得ることができなくなる。よって、過大な慣性力が作用したとしても溶滴の離脱や溶滴の揺動を防ぐことが好ましい。
【0074】
一般的に、意図しないタイミングの溶滴の離脱や溶滴の揺動を防ぐためには、溶滴の粘性を高めるなど溶融時の物性を制御するように溶接ワイヤの設計を行えばよいが、溶融時の物性を制御すると組成が限定され、適用できるワイヤ組成が限定されることとなる。したがって、本実施形態に係る溶接方法では、溶滴の物性を考慮することなく、過大な慣性力が作用したとしても溶滴の離脱や溶滴の揺動を防ぐことができる溶接ワイヤであることが好ましい。これに対し、発明者らは、本実施形態に係る溶接方法に適した溶接ワイヤとして、微量のＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ等の強脱酸元素と酸素が含まれる溶接ワイヤを適用することによって、溶滴の物性を組成で制御する事無く、過大な慣性力が作用したとしても溶滴の離脱や溶滴の揺動を防ぐことができることを見出した。これは、溶接ワイヤがアークによって溶解し、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ等の強脱酸元素とワイヤ中の酸素が結びつくことによって、溶滴表面上に強脱酸元素の酸化被膜を形成させたことに起因する。この酸化被膜は周辺の気体との界面張力が高く、溶滴自体の表面積を小さくするように働くため、溶滴が成長し始める初期の溶滴重量では、溶滴は離脱しにくく、揺動も抑制される。
【0075】
ここで、ワイヤに含有する強脱酸元素は、酸素との親和性が高いことは当然として、酸化物の融点が高温となる元素でなければ、溶滴表面に酸化被膜が形成しないため、溶接ワイヤ中に添加する強脱酸元素はＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒから選択される元素であることが好ましい。なお、溶接ワイヤの種類はメタル系のフラックス入りワイヤでも問題ないが、ワイヤ中の酸素量を制御しやすいという観点からソリッドワイヤを適用することが好ましい。
【0076】
以下、本実施形態に係る溶接方法に最適な溶接ワイヤの形態について詳細説明する。以下の説明においては、ワイヤ中の各成分量は、ワイヤ全質量に対する含有量で規定される。
【0077】
（Ｃ：０．２０質量％以下（０質量％含む））
Ｃは、脱酸作用を有するとともに、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｃの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。ただし、Ｃが含有されると脱酸効果があるため、酸化被膜を溶滴表面に安定的に形成させるためには、０．２０質量％以下としておくことが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｃは、脱酸作用を有するとともに、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｃの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。ただし、Ｃが含有されると脱酸効果があるため、酸化被膜を溶滴表面に安定的に形成させるためには、０．２０質量％以下としておくことが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0078】
（Ｓｉ：１．００質量％以下（０質量％含む））
Ｓｉは、脱酸剤であり、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｓｉの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。ただし、Ｓｉの酸化物の融点は１７１０℃であり、溶融池でＳｉが酸素と結合して酸化物を生成した場合に、溶融池表面上において溶融状態である可能性がある。溶融酸化物は非常に粘性が高いため、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ間において、深い溶け込み、ビード幅の拡大を阻害する要因となる。また、Ｓｉの酸化物は、溶接ビード上にスラグとして残ると、電着塗装被膜を形成することができなくなる。よって、Ｓｉの含有量は、低いほど好ましく、１．００質量％以下であれば好ましく、０．５０質量％以下であればより好ましく、０．２０質量％以下であればさらにより好ましい。特に、０．５０質量％以下にＳｉの含有量を制限することによって、溶融池の粘性増加を抑制でき、結果として良好なロバスト性を得ることができ、さらに、溶接ビード上に形成するスラグの組成が変わり、密着性が良く、電着塗装被膜を形成することができる薄いスラグとなる。Ｓｉ含有量の低減に加え、さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲であれば、なお好ましい。
Ｓｉは、脱酸剤であり、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｓｉの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。ただし、Ｓｉの酸化物の融点は１７１０℃であり、溶融池でＳｉが酸素と結合して酸化物を生成した場合に、溶融池表面上において溶融状態である可能性がある。溶融酸化物は非常に粘性が高いため、ワイヤ位置位相９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ間において、深い溶け込み、ビード幅の拡大を阻害する要因となる。また、Ｓｉの酸化物は、溶接ビード上にスラグとして残ると、電着塗装被膜を形成することができなくなる。よって、Ｓｉの含有量は、低いほど好ましく、１．００質量％以下であれば好ましく、０．５０質量％以下であればより好ましく、０．２０質量％以下であればさらにより好ましい。特に、０．５０質量％以下にＳｉの含有量を制限することによって、溶融池の粘性増加を抑制でき、結果として良好なロバスト性を得ることができ、さらに、溶接ビード上に形成するスラグの組成が変わり、密着性が良く、電着塗装被膜を形成することができる薄いスラグとなる。Ｓｉ含有量の低減に加え、さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲であれば、なお好ましい。
【0079】
（Ｍｎ：１．３０～２．４０質量％）
Ｍｎは、Ｓｉと同様、脱酸剤であり、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｍｎの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。上述のＳｉ含有量を抑制する場合においては、Ｍｎ含有量で補完するとよく、１．３０～２．４０質量％の範囲で含有させると、本実施形態の効果を阻害することなく、機械的性能のバランスをとる手段としては好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｍｎは、Ｓｉと同様、脱酸剤であり、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｍｎの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。上述のＳｉ含有量を抑制する場合においては、Ｍｎ含有量で補完するとよく、１．３０～２．４０質量％の範囲で含有させると、本実施形態の効果を阻害することなく、機械的性能のバランスをとる手段としては好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0080】
（Ｐ：０．０２５質量％（０質量％含む））
Ｐは、溶接金属の割れ性に関連する元素であり、溶接金属中のＰ含有量が少ないほど、耐割れ性が良好となるため、本実施形態に係る溶接方法においては、特に含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。耐割れ性の観点から、ワイヤ中のＰ含有量は、０．０２５質量％以下とすることが好ましい。
Ｐは、溶接金属の割れ性に関連する元素であり、溶接金属中のＰ含有量が少ないほど、耐割れ性が良好となるため、本実施形態に係る溶接方法においては、特に含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。耐割れ性の観点から、ワイヤ中のＰ含有量は、０．０２５質量％以下とすることが好ましい。
【0081】
（Ｓ：０．０３０質量％（０質量％含む））
Ｓは、溶融金属の表面張力を低下させる成分となる。表面張力が低いほど、溶滴離脱が促進される傾向にあるため、本発明においては、ワイヤ位置９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ間の溶滴離脱を防止するために、Ｓの含有量を、０．０３０質量％以下とすることが好ましい。溶滴離脱を防止するという観点から、Ｓは、特に含有しなくともよい（０質量％でもよい）が、その一方で適量のＳは、溶融池表面の物性に影響し、溶接ビードのなじみを良好にする効果を有するため、０．００１質量％含有するとより好ましい。
Ｓは、溶融金属の表面張力を低下させる成分となる。表面張力が低いほど、溶滴離脱が促進される傾向にあるため、本発明においては、ワイヤ位置９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ間の溶滴離脱を防止するために、Ｓの含有量を、０．０３０質量％以下とすることが好ましい。溶滴離脱を防止するという観点から、Ｓは、特に含有しなくともよい（０質量％でもよい）が、その一方で適量のＳは、溶融池表面の物性に影響し、溶接ビードのなじみを良好にする効果を有するため、０．００１質量％含有するとより好ましい。
【0082】
（Ｃｕ：０．５０質量％以下（０質量％含む））
Ｃｕは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｃｕの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。また、Ｃｕはメッキとして、溶接ワイヤに加えてもよく、ワイヤ中の含有量、メッキ量合計で０．５０質量％以下とすることが好ましい。これは、０．５０質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないためとなる。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｃｕは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｃｕの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。また、Ｃｕはメッキとして、溶接ワイヤに加えてもよく、ワイヤ中の含有量、メッキ量合計で０．５０質量％以下とすることが好ましい。これは、０．５０質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないためとなる。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0083】
（Ｎｉ：１．００質量％以下（０質量％含む））
Ｎｉは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｎｉの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｎｉ含有量は、１．００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、１．００質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｎｉは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｎｉの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｎｉ含有量は、１．００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、１．００質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0084】
（Ｃｒ：１．００質量％以下（０質量％含む））
Ｃｒは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｃｒの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｃｒ含有量は、１．００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、１．００質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｃｒは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｃｒの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｃｒ含有量は、１．００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、１．００質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0085】
（Ｍｏ：１．００質量％以下（０質量％含む））
Ｍｏは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｍｏの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｍｏ含有量は、１．００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、１．００質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｍｏは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｍｏの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｍｏ含有量は、１．００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、１．００質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0086】
（Ｖ：０．５０質量％以下（０質量％含む））
Ｖは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｖの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｖ含有量は、０．５０質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、０．５０質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｖは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｖの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｖ含有量は、０．５０質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、０．５０質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0087】
（Ｂ：０．０１０質量％以下（０質量％含む））
Ｂは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｂの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｂ含有量は、０．０１０質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、０．０１０質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
Ｂは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｂの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｂ含有量は、０．０１０質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、０．０１０質量％以下とすることが好ましい。さらに、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、後述するＭＩＸ値が適正範囲に入るように含有量を決定することがより好ましい。
【0088】
（Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの合計量で０．００１～０．４５０質量％）
（（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）／Ｏ：０．５～１５０）
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、ＺｒはＯ（酸素）と親和性が非常に高い強脱酸元素であり、かつこれらの酸化物の融点は、鉄の融点以上の高温となる。溶接ワイヤ中にＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒのうち、少なくとも一つと後述するＯ（酸素）が含有されることで、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜が形成する。この酸化被膜が形成することで、ワイヤ位置によって、局所的に送給速度が変化し、溶滴に慣性力がかかっても、溶滴の形状は変化し難くなるため、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置位相の溶滴離脱を抑制することができる。上述の効果が十分に発揮される強脱酸元素（Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ）の合計含有量としては、０．００１質量％以上であることが好ましく、０．０５０質量％以上であることがより好ましく、０．１５０質量％以上であることがさらに好ましい。また、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量が過剰であると、溶接ビード上のスラグ量が増加し、スラグ組成もＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量によって変化するため、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、ビード外観や電着塗装性の観点から、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの合計量を０．４５０質量％以下に抑えることが好ましく、０．３８０質量％以下に抑えることがより好ましい。また、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜を形成させるために適したＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、ＺｒとＯ（酸素）の関係は、（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ／）Ｏから算出される値が０．５～１５０の範囲であることが好ましく、０．５～７５．０の範囲であることがさらに好ましい。
（（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）／Ｏ：０．５～１５０）
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、ＺｒはＯ（酸素）と親和性が非常に高い強脱酸元素であり、かつこれらの酸化物の融点は、鉄の融点以上の高温となる。溶接ワイヤ中にＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒのうち、少なくとも一つと後述するＯ（酸素）が含有されることで、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜が形成する。この酸化被膜が形成することで、ワイヤ位置によって、局所的に送給速度が変化し、溶滴に慣性力がかかっても、溶滴の形状は変化し難くなるため、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置位相の溶滴離脱を抑制することができる。上述の効果が十分に発揮される強脱酸元素（Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒ）の合計含有量としては、０．００１質量％以上であることが好ましく、０．０５０質量％以上であることがより好ましく、０．１５０質量％以上であることがさらに好ましい。また、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量が過剰であると、溶接ビード上のスラグ量が増加し、スラグ組成もＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量によって変化するため、自動車の足回り部品に適用される４４０～９８０ＭＰａ級鋼板の重ね隅肉溶接の用途においては、ビード外観や電着塗装性の観点から、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの合計量を０．４５０質量％以下に抑えることが好ましく、０．３８０質量％以下に抑えることがより好ましい。また、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜を形成させるために適したＴｉ、Ａｌ、Ｍｇ、ＺｒとＯ（酸素）の関係は、（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ／）Ｏから算出される値が０．５～１５０の範囲であることが好ましく、０．５～７５．０の範囲であることがさらに好ましい。
【0089】
（Ｏ：０．００１０～０．０１００質量％）
Ｏは、上述の強脱酸元素とともに含有することによって、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜を形成させ、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置の溶滴離脱を抑制することができる。本実施形態に係る溶接方法において、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置の溶滴離脱を抑制するために効果的なＯの含有量は、０．００１０質量％以上であれば好ましく、０．００１５質量％以上であればより好ましい。また、Ｏがワイヤ中に過剰に含まれると、溶接ビード上のスラグ量が増加し、ビード外観に影響を与える可能性があるため、０．０１００質量％以下とすると好ましく、０．００８０質量％以下であればより好ましく、０．００５０質量％以下であればさらに好ましい。
Ｏは、上述の強脱酸元素とともに含有することによって、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜を形成させ、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置の溶滴離脱を抑制することができる。本実施形態に係る溶接方法において、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置の溶滴離脱を抑制するために効果的なＯの含有量は、０．００１０質量％以上であれば好ましく、０．００１５質量％以上であればより好ましい。また、Ｏがワイヤ中に過剰に含まれると、溶接ビード上のスラグ量が増加し、ビード外観に影響を与える可能性があるため、０．０１００質量％以下とすると好ましく、０．００８０質量％以下であればより好ましく、０．００５０質量％以下であればさらに好ましい。
【0090】
（Ｎ：０．０３００質量％以下）
Ｎは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｎの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｎ含有量は、０．０３００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、０．０３００質量％以下とすることが好ましい。
Ｎは、溶接金属の機械的性能を高める効果を有する成分となる。Ｎの含有量は用途の強度に応じて、適宜調整すればよく、本実施形態に係る溶接方法においては、他の元素で強度が確保できるのであれば含有しなくともよい。すなわち０質量％でもよい。Ｎ含有量は、０．０３００質量％以下に抑えることで、他の機械的性能を高める元素とバランスがとれ、溶接金属は過剰な強度とならないため、０．０３００質量％以下とすることが好ましい。
【0091】
（０．３５≦ＭＩＸ値≦１．４０）
ＭＩＸ値＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／４＋Ｃｕ／１３とする。溶融池の粘性増加抑制によるロバスト性の改善とスラグ組成制御による電着塗装性の改善を行う場合に、Ｓｉの含有量を０．５０質量％以下に抑える必要があるため、Ｓｉの含有量を低下させた分、他の元素で機械的性能を補う必要があるが、ＭＩＸ値が０．３５～１．４０の範囲を満足するように、他の元素のバランスをとることが好ましい。
ＭＩＸ値＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／４＋Ｃｕ／１３とする。溶融池の粘性増加抑制によるロバスト性の改善とスラグ組成制御による電着塗装性の改善を行う場合に、Ｓｉの含有量を０．５０質量％以下に抑える必要があるため、Ｓｉの含有量を低下させた分、他の元素で機械的性能を補う必要があるが、ＭＩＸ値が０．３５～１．４０の範囲を満足するように、他の元素のバランスをとることが好ましい。
【0092】
（Ｔｉ：０．０３０～０．２５０質量％）
（Ａｌ：０．００１～０．３００質量％）
含有される強脱酸元素は、Ｔｉ及びＡｌが選択されることが好ましい。Ｍｇ及びＺｒの酸化物は融点が２５００℃以上であり、かつ低温側になるほど酸素との親和性が高くなるため、溶滴全体に厚い酸化被膜が形成する。このため、比較的温度が低い溶滴の上部、すなわち、溶滴とワイヤの境界近傍にも厚い酸化被膜が形成し、ワイヤの逆送給時後半（２７０ｄｅｇ～３６０ｄｅｇ）の溶滴離脱位置において、くびれの形成を阻害し、溶滴が離脱しない可能性がある。一方、Ｔｉ及びＡｌの酸化物の融点は２１００℃以下であり、Ｍｇ及びＺｒと比べて、酸化被膜は厚くならなく、かつ溶滴とワイヤの境界近傍に酸化被膜は形成しにくいため、ワイヤの逆送給時後半ではワイヤと溶滴の境界にくびれが発生し、溶滴は離脱する。よって、強脱酸元素としては、Ｔｉ、Ａｌが含有されていることが好ましく、Ｔｉの含有量は、０．０３０～０．２５０質量％の範囲で含まれていると好ましく、Ａｌの含有量は、０．００１～０．３００質量％の範囲で含まれていると好ましく、０．００１～０．２００質量％の範囲で含まれているとより好ましい。また、Ａｌの含有量は、０．１０質量％を超えて含有するとより好ましい。また、Ｔｉの含有量とＡｌ含有量の比率（Ｔｉ／Ａｌ）が、０．３～２０であると、上記効果が促進される。また、さらに電着塗装性の改善の観点から、Ｓｉの含有量を０．５質量％以下に抑制し、溶接ビード上に形成するスラグ組成を制御する場合に、Ｔｉの含有量とＡｌ含有量の比率（Ｔｉ／Ａｌ）が、０．４～１３．０であることがさらにより好ましく、０．４～３．０であることがさらにより好ましい。
（Ａｌ：０．００１～０．３００質量％）
含有される強脱酸元素は、Ｔｉ及びＡｌが選択されることが好ましい。Ｍｇ及びＺｒの酸化物は融点が２５００℃以上であり、かつ低温側になるほど酸素との親和性が高くなるため、溶滴全体に厚い酸化被膜が形成する。このため、比較的温度が低い溶滴の上部、すなわち、溶滴とワイヤの境界近傍にも厚い酸化被膜が形成し、ワイヤの逆送給時後半（２７０ｄｅｇ～３６０ｄｅｇ）の溶滴離脱位置において、くびれの形成を阻害し、溶滴が離脱しない可能性がある。一方、Ｔｉ及びＡｌの酸化物の融点は２１００℃以下であり、Ｍｇ及びＺｒと比べて、酸化被膜は厚くならなく、かつ溶滴とワイヤの境界近傍に酸化被膜は形成しにくいため、ワイヤの逆送給時後半ではワイヤと溶滴の境界にくびれが発生し、溶滴は離脱する。よって、強脱酸元素としては、Ｔｉ、Ａｌが含有されていることが好ましく、Ｔｉの含有量は、０．０３０～０．２５０質量％の範囲で含まれていると好ましく、Ａｌの含有量は、０．００１～０．３００質量％の範囲で含まれていると好ましく、０．００１～０．２００質量％の範囲で含まれているとより好ましい。また、Ａｌの含有量は、０．１０質量％を超えて含有するとより好ましい。また、Ｔｉの含有量とＡｌ含有量の比率（Ｔｉ／Ａｌ）が、０．３～２０であると、上記効果が促進される。また、さらに電着塗装性の改善の観点から、Ｓｉの含有量を０．５質量％以下に抑制し、溶接ビード上に形成するスラグ組成を制御する場合に、Ｔｉの含有量とＡｌ含有量の比率（Ｔｉ／Ａｌ）が、０．４～１３．０であることがさらにより好ましく、０．４～３．０であることがさらにより好ましい。
【0093】
ワイヤの逆送給時後半にて、慣性力で、安定的にワイヤを離脱するための、逆送給時の最高送給速度は５０ｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。一方で、本実施形態に係る溶接方法では、正送給後半（９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ）において、瞬間的に高電流をかけ、溶融池に対するアーク圧を高めることで、溶込み及び広いビード幅を得る必要があるため、必然的に、正送給時の最高送給速度も逆送給時の最高送給速度と同等か近い値をとる必要がある。しかしながら、正送給側の最高速度が上がれば上がるほど、正送給後半（９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ）の溶滴の揺動や離脱が起こる可能性が高まる。本実施形態では、上述のＡｌ、Ｔｉを含有し、酸化被膜を制御することによって、正送給後半（９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ）においては、溶滴の揺動や離脱を防止し、逆送給後半にいては離脱を促進することができる。具体的には、強脱酸元素の配分が、（Ｔｉ＋Ａｌ）／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）＞０．５であることが好ましく、（Ｔｉ＋Ａｌ）／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）の値が０．９５以上となることがより好ましく、ＭｇとＺｒは不可避不純物の含有量以下であり、ＴｉとＡｌのみで構成されていることがさらにより好ましい。
【0094】
（残部：Ｆｅ及び不可避的不純物）
本実施形態において使用することが好ましいワイヤの残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。不可避的不純物としては、例えば、Ｎｂ、Ｌｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＡｓ等が挙げられる。これらの不可避的不純物の含有量は、ワイヤ全質量に対して、それぞれ、０．０１００質量％以下であることが好ましく、０．００５０質量％以下であることがより好ましい。また、これらの不可避的不純物の含有量の合計は、ワイヤ全質量に対して、０．０２００質量％以下であることが好ましい。
本実施形態において使用することが好ましいワイヤの残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。不可避的不純物としては、例えば、Ｎｂ、Ｌｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＡｓ等が挙げられる。これらの不可避的不純物の含有量は、ワイヤ全質量に対して、それぞれ、０．０１００質量％以下であることが好ましく、０．００５０質量％以下であることがより好ましい。また、これらの不可避的不純物の含有量の合計は、ワイヤ全質量に対して、０．０２００質量％以下であることが好ましい。
【実施例0095】
以下に実施例を挙げて本実施形態を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0096】
（溶接ワイヤ）
図４は、実施例において用いた２つのワイヤの組成を示す図である。実施例においては、ワイヤＡとワイヤＢの２種類のワイヤを用いた。各ワイヤが含有する成分は、図４に示したとおりである。なお、図４における数値は、いずれも質量％を示している。また、図４に示したワイヤ成分以外の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。
図４は、実施例において用いた２つのワイヤの組成を示す図である。実施例においては、ワイヤＡとワイヤＢの２種類のワイヤを用いた。各ワイヤが含有する成分は、図４に示したとおりである。なお、図４における数値は、いずれも質量％を示している。また、図４に示したワイヤ成分以外の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。
【0097】
（溶接制御方法）
図５は、実施例において用いた２つの溶接方法を示す図である。実施例においては、溶接方法として送給制御方法Ａと送給制御方法Ｂの２種類を用いた。なお、一般的なパルスＭＡＧ溶接を比較例として用いた。
図５は、実施例において用いた２つの溶接方法を示す図である。実施例においては、溶接方法として送給制御方法Ａと送給制御方法Ｂの２種類を用いた。なお、一般的なパルスＭＡＧ溶接を比較例として用いた。
【0098】
送給制御方法Ａは、短絡抑制型の方法であり、ワイヤ周波数が７０Ｈｚ、波高が５ｍｍ（振幅±２．５ｍｍ）である。電流制御の切替タイミングはワイヤ位置固定である。ピーク電流切替のワイヤ位置は１５７ｄｅｇであり、ベース電流切替のワイヤ位置は３５０ｄｅｇである（図６参照）。
【0099】
送給制御方法Ｂは、短絡型の方法である。ワイヤ周波数は短絡周期に準じるため変動する。ワイヤ振幅も変動する。電流制御の切替タイミングは、短絡が検出された時である。
【0100】
（溶接条件）
溶接条件は、以下のように設定した。
・鋼板：縦２００ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍ、ＳＰＨ４４０鋼板
・溶接姿勢：水平重ねすみ肉溶接
・シールドガス：１００体積％ＣＯ２ガス、８０体積％Ａｒ＋２０体積％ＣＯ２ガス
・平均電流：２００～２５０Ａ
・平均電圧：１９～２７Ｖ
・ワイヤ送給量：７．０ｍ／ｍｉｎ
・溶接速度：１００ｃｍ／ｍｉｎ
・溶接長：１５０ｍｍ
溶接条件は、以下のように設定した。
・鋼板：縦２００ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ２．３ｍｍ、ＳＰＨ４４０鋼板
・溶接姿勢：水平重ねすみ肉溶接
・シールドガス：１００体積％ＣＯ２ガス、８０体積％Ａｒ＋２０体積％ＣＯ２ガス
・平均電流：２００～２５０Ａ
・平均電圧：１９～２７Ｖ
・ワイヤ送給量：７．０ｍ／ｍｉｎ
・溶接速度：１００ｃｍ／ｍｉｎ
・溶接長：１５０ｍｍ
【0101】
（評価結果）
図６は、溶接方法として送給制御方法Ａを用いた場合の溶接電流及び送給速度のグラフである。図７は、溶接方法として送給制御方法Ｂを用いた場合の溶接電流及び送給速度のグラフである。いずれのグラフにおいても、横軸はワイヤ位置位相を示している。縦軸は、溶接電流についてはアンペア（Ａ）を、送給速度についてはｍ／ｍｉｎ（ｍｐｍ）をそれぞれ示している。
図６は、溶接方法として送給制御方法Ａを用いた場合の溶接電流及び送給速度のグラフである。図７は、溶接方法として送給制御方法Ｂを用いた場合の溶接電流及び送給速度のグラフである。いずれのグラフにおいても、横軸はワイヤ位置位相を示している。縦軸は、溶接電流についてはアンペア（Ａ）を、送給速度についてはｍ／ｍｉｎ（ｍｐｍ）をそれぞれ示している。
【0102】
図８は、送給制御方法Ａ、送給制御方法Ｂ、及び比較例としてのパルスＭＡＧ溶接をそれぞれ用いた場合の溶接条件及び実測データを示す図である。図９Ａ～図９Ｅは、図８に示した溶接条件及び実測データに基づいた、狙いズレ試験結果を示す図である。
【0103】
まず、溶接条件について説明する。試験番号１、２は、送給制御方法Ａを用いている。試験番号３、４は送給制御方法Ｂを用いている。試験番号５はパルスＭＡＧ溶接を用いている。ワイヤの種類については、試験番号２ではワイヤＢを用いており、試験番号１、３－５ではワイヤＡを用いている。シールドガスは、試験番号１－３については１００体積％ＣＯ２ガス（図８及び以降は、ＣＯ２と称する。）を、試験番号４－５については８０体積％Ａｒ＋２０体積％ＣＯ２ガス（図８及び以降は、Ａｒ－ＣＯ２と称する。）を、それぞれ用いた。溶接速度はいずれの試験においても１００ｃｍ／ｍｉｎとした。送給速度はいずれの試験においても７ｍ／ｍｉｎとした。
【0104】
次に、実測データについて説明する。各試験番号について、平均電流及び平均電圧の値をそれぞれ図８に示した。試験番号１から試験番号４については、所定の期間における平均電流、及び所定の期間における平均電圧の値を、それぞれ図８に示した。また、試験番号１から試験番号４について、前述の実測値に基づいて、平均電流の比を合わせて算出し、図８にそれぞれ示した。
【0105】
図９Ａ～図９Ｅに示したように、試験番号ごとに、複数の狙い位置での試行を行った。その際のギャップ幅及び狙い位置（狙い位置のズレ量）の値と、溶接結果が良好（図９Ａ～図９Ｅにおいて、良好の溶接結果である場合は、丸印で示す）であったか不良（図９Ａ～図９Ｅにおいて、不良の溶接結果である場合は、バツ印で示す）であったかを試験結果として示した。なお、狙い位置（狙い位置のズレ量）は、溶接線の垂直方向を軸とした場合において、０の値を正常な狙い位置としたときのズレ量であり、マイナスの値の場合（‐１～‐５）の場合は、上板がある方向にズレがあり、プラスの値の場合（１～５）の場合は、逆方向にズレがある場合を指す。
【0106】
さらに、試験結果の丸印（○）とバツ印（×）とを、狙いズレ裕度グラフにプロットした。狙いズレ裕度グラフの横軸は狙い位置（ｍｍ）であり、縦軸はギャップ幅（ｍｍ）である。狙いズレ裕度グラフにおいて、許容できる領域範囲を破線で示した。許容できる領域範囲は、試験結果が○であるとプロットされた点を繋いでできる領域の内側に入る矩形として示した。この破線領域の面積が大きいほど、ロバスト性が高いと言える。なぜなら上述のように、溶接の狙い位置のズレやギャップが大きくなるほど、ビード形状不良や架橋性の問題はより顕著になるところ、破線領域の内側は、良好な溶接結果が得られる蓋然性が高く、破線領域の面積が大きいということは、狙い位置がより大きくズレたとしても、又はギャップ幅がより大きくても、良好な溶接結果が得られることを示しているからである。
【0107】
図９Ａ～図９Ｅから、送給制御方法Ｂの場合よりも送給制御方法Ａの場合の方が、破線領域の面積が大きく、ロバスト性が高いことが読み取れる。また、同じ送給制御方法Ａを用いた場合に、ワイヤＢよりもワイヤＡを用いた方が破線領域の面積が大きく、ロバスト性が高いことが読み取れる。
【0108】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【0109】
以上のとおり、本明細書には次の事項が開示されている。
【0110】
（１） 送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法を適用したすみ肉溶接方法であって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、送給制御溶接方法を適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、送給制御溶接方法を適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
【0111】
（２） 前記送給制御方法は、正送期間と逆送期間を１周期としたときのワイヤ周波数を、予め定めた値で設定し、
前記ワイヤ位置位相又は送給速度位相に応じて、少なくとも前記溶接電流を電流抑制期間と電流非抑制期間とに切り替えることを特徴とする、（１）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、短絡抑制型送給制御法の場合においても、優れたロバスト性を実現することができる。
前記ワイヤ位置位相又は送給速度位相に応じて、少なくとも前記溶接電流を電流抑制期間と電流非抑制期間とに切り替えることを特徴とする、（１）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、短絡抑制型送給制御法の場合においても、優れたロバスト性を実現することができる。
【0112】
（３） 前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔとの比である（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）が１．１０以上であることを特徴とする、（１）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、より溶込みとビード幅を広げることができる。
このすみ肉溶接方法によれば、より溶込みとビード幅を広げることができる。
【0113】
（４） 前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅと、設定溶接電流値Ｉｓｅｔとの比である（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉｓｅｔ）が０．９０以下であることを特徴とする、（１）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、より溶込みとビード幅を広げることができる。
このすみ肉溶接方法によれば、より溶込みとビード幅を広げることができる。
【0114】
（５） 前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅと、前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅとの比である（Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅ）／（Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅ）が０．５以下であることを特徴とする、（１）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、大きなロバスト性を確保することができる。
このすみ肉溶接方法によれば、大きなロバスト性を確保することができる。
【0115】
（６） 前記溶接ワイヤは、溶接ワイヤの全質量に対して、
Ｏ：０．００１０～０．０１００質量％を含有し、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒのうち少なくとも１つをさらに含み、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの合計量で０．００１～０．４５０質量％を含有すること、
を特徴とする、（１）から（５）のうちいずれか一項に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜が形成することで、ワイヤ位置によって、局所的に送給速度が変化し、溶滴に慣性力がかかっても、溶滴の形状は変化し難くなるため、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置の溶滴離脱を抑制することができる。
Ｏ：０．００１０～０．０１００質量％を含有し、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒのうち少なくとも１つをさらに含み、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの合計量で０．００１～０．４５０質量％を含有すること、
を特徴とする、（１）から（５）のうちいずれか一項に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、溶接ワイヤ先端の溶滴形成時において、溶滴表面に酸化被膜が形成することで、ワイヤ位置によって、局所的に送給速度が変化し、溶滴に慣性力がかかっても、溶滴の形状は変化し難くなるため、溶滴の揺動や意図しないワイヤ位置の溶滴離脱を抑制することができる。
【0116】
（７） 前記溶接ワイヤに含有されるＳｉは、溶接ワイヤの全質量に対して、０．５０質量％以下であり、かつ、Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／４＋Ｃｕ／１３の値が０．３５～１．４０であること、を特徴とする、（６）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、０．５０質量％以下にＳｉの含有量を制限することによって、溶融池の粘性増加を抑制でき、結果として良好なロバスト性を得ることができ、さらに、溶接ビード上に形成するスラグの組成が変わり、密着性が良く、電着塗装被膜を形成することができる薄いスラグとなる。また、Ｓｉの含有量を低下させた分、他の元素で機械的性能を補う必要があるが、ＭＩＸ値が上述の範囲とすることにより、他の元素のバランスをとることができる。
このすみ肉溶接方法によれば、０．５０質量％以下にＳｉの含有量を制限することによって、溶融池の粘性増加を抑制でき、結果として良好なロバスト性を得ることができ、さらに、溶接ビード上に形成するスラグの組成が変わり、密着性が良く、電着塗装被膜を形成することができる薄いスラグとなる。また、Ｓｉの含有量を低下させた分、他の元素で機械的性能を補う必要があるが、ＭＩＸ値が上述の範囲とすることにより、他の元素のバランスをとることができる。
【0117】
（８） 前記溶接ワイヤの全質量に対して、
Ｔｉ：０．０３０～０．２５０質量％
Ａｌ：０．００１～０．３００質量％
を含有し、
Ｔｉ／Ａｌの比率が０．３～２０であること、
を特徴とする、（７）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、Ｔｉ及びＡｌの酸化物の融点は２１００℃以下であり、Ｍｇ及びＺｒと比べて、酸化被膜は厚くならなく、かつ溶滴とワイヤの境界近傍に酸化被膜は形成しにくいため、ワイヤの逆送給時後半ではワイヤと溶滴の境界にくびれが発生し、溶滴は離脱するようになる。そしてこの効果が、Ｔｉ／Ａｌの比率が０．３～２０であることによって促進される。
Ｔｉ：０．０３０～０．２５０質量％
Ａｌ：０．００１～０．３００質量％
を含有し、
Ｔｉ／Ａｌの比率が０．３～２０であること、
を特徴とする、（７）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、Ｔｉ及びＡｌの酸化物の融点は２１００℃以下であり、Ｍｇ及びＺｒと比べて、酸化被膜は厚くならなく、かつ溶滴とワイヤの境界近傍に酸化被膜は形成しにくいため、ワイヤの逆送給時後半ではワイヤと溶滴の境界にくびれが発生し、溶滴は離脱するようになる。そしてこの効果が、Ｔｉ／Ａｌの比率が０．３～２０であることによって促進される。
【0118】
（９） 前記ワイヤ位置位相が２７０ｄｅｇにおける、逆送給時の送給速度を５０ｍ／ｍｉｎ以上とし、
前記溶接ワイヤに含有される、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量で得られる式：（Ｔｉ＋Ａｌ）／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）の値が０．５以上であること、を特徴とする、（６）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、逆送給時の最高送給速度は５０ｍ／ｍｉｎ以上とすることにより、ワイヤの逆送給時後半にて、慣性力で、安定的にワイヤを離脱することができる。また、Ａｌ、Ｔｉを含有し、酸化被膜を制御することによって、正送給後半（９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ）においては溶滴の揺動や離脱を防止し、逆送給後半にいては離脱を促進することができる。
前記溶接ワイヤに含有される、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｒの含有量で得られる式：（Ｔｉ＋Ａｌ）／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｚｒ）の値が０．５以上であること、を特徴とする、（６）に記載のすみ肉溶接方法。
このすみ肉溶接方法によれば、逆送給時の最高送給速度は５０ｍ／ｍｉｎ以上とすることにより、ワイヤの逆送給時後半にて、慣性力で、安定的にワイヤを離脱することができる。また、Ａｌ、Ｔｉを含有し、酸化被膜を制御することによって、正送給後半（９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇ）においては溶滴の揺動や離脱を防止し、逆送給後半にいては離脱を促進することができる。
【0119】
（１０） すみ肉溶接方法に適用される、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法であって、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、送給制御方法。
この送給制御方法によれば、すみ肉溶接に適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、送給制御方法。
この送給制御方法によれば、すみ肉溶接に適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
【0120】
（１１） すみ肉溶接方法に適用される、送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御を行う機能を有する電源であって、
前記送給制御において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、電源。
この電源によれば、該電源が送給制御を行う送給制御溶接方法をすみ肉溶接に適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
前記送給制御において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、電源。
この電源によれば、該電源が送給制御を行う送給制御溶接方法をすみ肉溶接に適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
【0121】
（１２） 送給速度を正送期間と逆送期間とに交互に切り替える送給制御方法を適用したすみ肉溶接システムであって、
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接システム。
このすみ肉溶接システムによれば、送給制御溶接方法を適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
前記送給制御方法において、
前記逆送期間から前記正送期間への切り替え時における溶接ワイヤの位置を基準としたワイヤ位置位相を０ｄｅｇとした場合に、
前記ワイヤ位置位相が９０ｄｅｇ～１８０ｄｅｇの期間Ｔ９０～１８０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ９０～１８０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも大きく、
かつ、
前記ワイヤ位置位相が１８０ｄｅｇ～２７０ｄｅｇの期間Ｔ１８０～２７０ｄｅｇにおける溶接電流の平均値Ｉ１８０～２７０ｄｅｇ＿ａｖｅが、設定溶接電流値Ｉｓｅｔよりも小さくすることを特徴とする、すみ肉溶接システム。
このすみ肉溶接システムによれば、送給制御溶接方法を適用した場合においても、優れたロバスト性を実現できる。
【符号の説明】
【0122】
１ 交流電源
２ １次側整流器
３ 平滑コンデンサ
４ スイッチング素子
５ トランス
６ ２次側整流器
７ リアクトル
３０ インバータ駆動部
３１ 電流検出部
３２ 電圧検出部
３３ 離脱検出部
３４ 電流誤差増幅部
３５ 送給設定データ部
３６ 電流設定部
３６Ａ 目標電流設定部
３６Ｂ ワイヤ先端位置変換部
３６Ｃ 電圧設定部
３７ 波形制御テーブルリニア演算部
３８ 位相遅延補正部
３９ プッシュフィーダー制御部
４０ Ａ／Ｄ入力部
４１ 電気角調整部
４２ デジタル通信部
５０ 溶接システム
１００ 溶接ワイヤ
１１０ 溶接ロボット
１１１ 溶接トーチ
１２０ 溶接制御装置
１２２ デジタル通信部
１２３ デジタル通信部
１４０ 溶接電源
１４１ 制御系部
１５０ コントローラ
１６０ サーボアンプ
１６１ 正逆送給指令生成部
１６２ デジタル通信部
１６３ 同期信号生成部
１７０ サーボモータ
１８０ プッシュモータ
１９０ ワイヤバッファ
１９１ シリアルアナログ変換部
２００ ワーク
２ １次側整流器
３ 平滑コンデンサ
４ スイッチング素子
５ トランス
６ ２次側整流器
７ リアクトル
３０ インバータ駆動部
３１ 電流検出部
３２ 電圧検出部
３３ 離脱検出部
３４ 電流誤差増幅部
３５ 送給設定データ部
３６ 電流設定部
３６Ａ 目標電流設定部
３６Ｂ ワイヤ先端位置変換部
３６Ｃ 電圧設定部
３７ 波形制御テーブルリニア演算部
３８ 位相遅延補正部
３９ プッシュフィーダー制御部
４０ Ａ／Ｄ入力部
４１ 電気角調整部
４２ デジタル通信部
５０ 溶接システム
１００ 溶接ワイヤ
１１０ 溶接ロボット
１１１ 溶接トーチ
１２０ 溶接制御装置
１２２ デジタル通信部
１２３ デジタル通信部
１４０ 溶接電源
１４１ 制御系部
１５０ コントローラ
１６０ サーボアンプ
１６１ 正逆送給指令生成部
１６２ デジタル通信部
１６３ 同期信号生成部
１７０ サーボモータ
１８０ プッシュモータ
１９０ ワイヤバッファ
１９１ シリアルアナログ変換部
２００ ワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】