特開 2024-176628 サブマージアーク溶接システム

(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】P2024176628

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】サブマージアーク溶接システム

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/18 20060101AFI20241212BHJP

   B23K 9/12 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

B23K9/18 E

B23K9/12 303E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095339

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(72)【発明者】

【氏名】本田 怜央

【テーマコード（参考）】

4E001

【Ｆターム（参考）】

4E001AA03

4E001BB05

(57)【要約】

【課題】台車を用いたサブマージアーク溶接において、台車の転倒を防止できるサブマージアーク溶接システムを提供する。
【解決手段】サブマージアーク溶接を行うための溶接システムＡ１において、インバータ回路２５を有し電力を供給する溶接電源装置２と、溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置５と、溶接ワイヤの先端を突出させ、被溶接物Ｗの溶接を行う溶接トーチ３と、溶接トーチ３が搭載され、溶接線に沿って移動する台車４と、溶接電源装置２およびワイヤ送給装置５を制御する制御装置１と、を備えた。制御装置１は、溶接ワイヤと被溶接物Ｗとの短絡を検出する短絡検出部１２と、短絡が検出された場合に、ワイヤ送給装置５による溶接ワイヤの送給を停止させる送給制御部１３と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接システムであって、
インバータ回路を有し電力を供給する溶接電源装置と、
溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、
前記溶接ワイヤの先端を突出させ、被溶接物の溶接を行う溶接トーチと、
前記溶接トーチが搭載され、溶接線に沿って移動する台車と、
前記溶接電源装置および前記ワイヤ送給装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記溶接ワイヤと前記被溶接物との短絡を検出する短絡検出部と、
短絡が検出された場合に、前記ワイヤ送給装置による前記溶接ワイヤの送給を停止させる送給制御部と、
を備えている、
サブマージアーク溶接システム。

【請求項2】

前記溶接ワイヤの先端と前記被溶接物との間の第１電圧を検出する電圧センサをさらに備え、
前記短絡検出部は、前記第１電圧が所定電圧以下の状態が第１時間継続した場合に、短絡を検出する、
請求項１に記載のサブマージアーク溶接システム。

【請求項3】

前記送給制御部は、前記ワイヤ送給装置に前記溶接ワイヤの送給を停止させた後、前記溶接ワイヤを反対方向へ送給させる、
請求項１または２に記載のサブマージアーク溶接システム。

【請求項4】

前記台車の傾きを検出する傾き検出部をさらに備え、
前記送給制御部は、前記傾き検出部が、前記台車が水平状態になったことを検出するまで、前記溶接ワイヤを反対方向へ送給させる、
請求項３に記載のサブマージアーク溶接システム。

【請求項5】

作業者に異常を報知する異常報知部をさらに備え、
前記異常報知部は、前記短絡検出部が短絡を検出した場合に、異常を報知する、
請求項１に記載のサブマージアーク溶接システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来からサブマージアーク溶接が知られている。サブマージアーク溶接は、被溶接物の上に粒上のフラックスを散布し、フラックスの中に溶接ワイヤを送給して、溶接ワイヤの先端と被溶接物との間にアークを発生させて溶接を行うものである。サブマージアーク溶接では、例えば台車を溶接線に沿って移動させることで、溶接個所を移動させながら溶接を行う。サブマージアーク溶接では、太径の溶接ワイヤに大電流を流すことで、厚板を高能率で溶接することができる。特許文献１には、サブマージアーク溶接装置の一例が開示されている。当該サブマージアーク溶接装置は、溶接ワイヤが巻かれたワイヤリール、フラックスが充填されたホッパ、および溶接ヘッドなどが走行台車に搭載されている。走行台車は、溶接線に沿って設けられたレール上を走行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－９０４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

サブマージアーク溶接では、溶接個所がフラックスによって覆われている。したがって、溶接ワイヤが被溶接物に接触して短絡が発生しても、作業者は短絡に気付きにくい。短絡に気付かずに溶接ワイヤの送給が継続されると、台車が転倒する場合がある。

【0005】

図６は、短絡による台車の転倒について説明するための簡略図である。図６（ａ）に示す溶接システムＡ１００において、ワイヤリール６、ワイヤ送給装置５、および溶接トーチ３が台車４に搭載されている。同図は、台車４の走行方向の後方から見た簡略図である。ワイヤ送給装置５によって送給された溶接ワイヤの先端が溶接トーチ３の先端から電極８として突出し、電極８と被溶接物Ｗとの間にアークが発生して溶接が行われる。電極８の先端は、フラックス７９によって覆われている。なお、図６では、フラックス７９を透過させて電極８が見えるように記載している。溶接中に溶接ワイヤ（電極８）の先端が被溶接物Ｗに接触して短絡が発生しても、実際には外部から視認できない。したがって、作業者は短絡に気付かず、溶接を停止しない。よって、ワイヤ送給装置５は、溶接ワイヤの送給を継続し、溶接ワイヤ（電極８）の先端が被溶接物Ｗの溶融池に突き刺さる。サブマージアーク溶接では、一般的に、太径の溶接ワイヤが用いられている。したがって、さらに溶接ワイヤの送給が継続すると、図１（ｂ）に示すように、点Ｘを中心として、台車４を矢印Ｙの方向に回転させるモーメントが働く。これにより、台車４は傾いた不安定な状態になり、台車が転倒する場合がある。溶接が進むと、台車に搭載されたホッパ内のフラックスの量が減少し、また、台車に搭載されたワイヤリールの溶接ワイヤが減少するので、台車の重心は変化する。台車の重心が溶接個所とは反対側にずれて、バランスの調整が行われる直前に短絡が発生すると、台車が転倒する可能性が高くなる。

【0006】

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、台車を用いたサブマージアーク溶接において、台車の転倒を防止できるサブマージアーク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】

【0007】

本発明によって提供されるサブマージアーク溶接システムは、サブマージアーク溶接を行うためのサブマージアーク溶接システムであって、インバータ回路を有し電力を供給する溶接電源装置と、溶接ワイヤを送給するワイヤ送給装置と、前記溶接ワイヤの先端を突出させ、被溶接物の溶接を行う溶接トーチと、前記溶接トーチが搭載され、溶接線に沿って移動する台車と、前記溶接電源装置および前記ワイヤ送給装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記溶接ワイヤと前記被溶接物との短絡を検出する短絡検出部と、短絡が検出された場合に、前記ワイヤ送給装置による前記溶接ワイヤの送給を停止させる送給制御部と、を備えている。

【0008】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記溶接ワイヤの先端と前記被溶接物との間の第１電圧を検出する電圧センサをさらに備え、前記短絡検出部は、前記第１電圧が所定電圧以下の状態が第１時間継続した場合に、短絡を検出する。

【0009】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記送給制御部は、前記ワイヤ送給装置に前記溶接ワイヤの送給を停止させた後、前記溶接ワイヤを反対方向へ送給させる。

【0010】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記台車の傾きを検出する傾き検出部をさらに備え、前記送給制御部は、前記傾き検出部が、前記台車が水平状態になったことを検出するまで、前記溶接ワイヤを反対方向へ送給させる。

【0011】

本発明の好ましい実施の形態においては、作業者に異常を報知する異常報知部をさらに備え、前記異常報知部は、前記短絡検出部が短絡を検出した場合に、異常を報知する
。

【発明の効果】

【0012】

本発明によると、短絡検出部が溶接ワイヤと被溶接物との短絡を検出した場合に、送給制御部は、ワイヤ送給装置による溶接ワイヤの送給を停止させる。したがって、本発明に係るサブマージアーク溶接システムは、溶接ワイヤの送給が継続されることによる台車の転倒を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、（ａ）は溶接システムの全体構成を示すブロック図であり、（ｂ）は溶接電源装置および制御装置の内部構成を示すブロック図である。

【図2】制御装置が行う転倒防止制御処理を示すフローチャートの一例である。

【図3】制御装置が行う転倒防止制御処理を説明するためのタイミングチャートである。

【図4】第２実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、（ａ）は溶接システムの全体構成を示すブロック図であり、（ｂ）は溶接電源装置および制御装置の内部構成を示すブロック図である。

【図5】第３実施形態に係る溶接システムを説明するための図であり、溶接電源装置および制御装置の内部構成を示すブロック図である。

【図6】短絡による台車の転倒について説明するための簡略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。

【0015】

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る溶接システムＡ１を説明するための図である。図１（ａ）は、溶接システムＡ１の全体構成を示すブロック図である。図１（ｂ）は、溶接電源装置２および制御装置１の内部構成を示すブロック図である。

【0016】

溶接システムＡ１は、サブマージアーク溶接を行うための溶接システムである。図１（ａ）に示すように、溶接システムＡ１は、制御装置１、溶接電源装置２、溶接トーチ３、台車４、ワイヤ送給装置５、ワイヤリール６、散布装置７、および電極８を備えている。溶接システムＡ１は、被溶接物Ｗの溶接線に沿って台車４を移動させながら、散布装置７に粒状のフラックス７９を散布させ、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤをフラックス７９の中に送給させる。溶接ワイヤはワイヤリール６から供給される。溶接電源装置２は、商用電源Ｐから供給される交流電力を溶接に適した電力に変換して出力し、フラックス７９の内部で、溶接ワイヤの先端部分である電極８と被溶接物Ｗとの間にアークを発生させる。当該アークの熱によって、溶接が行われる。これにより、被溶接物Ｗの溶接線に沿って溶接が行われる。

【0017】

溶接トーチ３は、ワイヤ送給装置５が送給する溶接ワイヤを溶接個所に案内する。溶接ワイヤの先端は、溶接トーチ３の先端から突出する電極８になる。溶接トーチ３は、先端部分に配置されかつ溶接電源装置２に導通するコンタクトチップ（図示なし）を備えている。溶接電源装置２は、コンタクトチップに接触する溶接ワイヤに、溶接電流を流す。
溶接トーチ３は、台車４に固定されており、台車４の移動に伴って移動する。なお、溶接トーチ３は台車４に直接固定されてもよいし、アームなどを介して間接的に固定されてもよい。

【0018】

制御装置１は、溶接システムＡ１の各種制御を行う。制御装置１は、汎用的なコンピュータに溶接システムＡ１の各種制御を行うプログラムをインストールしたものであってもよいし、溶接システムＡ１の制御のための専用装置であってもよい。制御装置１は、台車４を所定の移動速度で移動させる。移動速度は、被溶接物Ｗの材質および厚さなどに応じて設定される。制御装置１は、散布装置７に、フラックス７９の散布の開始および停止を指示する。なお、散布装置７によるフラックス７９の散布の開始および停止は、手動により行われてもよい。制御装置１は、ワイヤ送給装置５に、溶接ワイヤの送給の開始、停止、および、溶接ワイヤの送給速度を指示する。送給速度は、設定される溶接電流などに応じて設定される。制御装置１は、溶接電源装置２に、電力の出力を指示する。また、制御装置１は、短絡が発生した場合に台車４の転倒を防止するための制御を行う。当該制御の詳細については、後述する。

【0019】

溶接電源装置２は、商用電源Ｐから供給される交流電力を所望の周波数の交流電力に変換して出力する。図１（ｂ）に示すように、溶接電源装置２は、整流平滑回路２１、インバータ回路２２、トランス２３、整流平滑回路２４、インバータ回路２５、電流センサ２６、および電圧センサ２７、および制御回路２８を備えている。

【0020】

整流平滑回路２１は、商用電源Ｐから入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。インバータ回路２２は、制御回路２８から入力される出力制御駆動信号によってスイッチング素子をスイッチングさせることで、整流平滑回路２１から入力される直流電力を高周波電力に変換して出力する。トランス２３は、インバータ回路２２が出力する高周波電圧を変圧して、整流平滑回路２４に出力する。

【0021】

整流平滑回路２４は、トランス２３から入力される高周波電力を直流電力に変換して出力する。インバータ回路２５は、制御回路２８から入力されるスイッチング駆動信号によってスイッチング素子をスイッチングさせることで、整流平滑回路２４から入力される直流電力を交流電力に変換して出力する。インバータ回路２５は、出力端子ａ（被溶接物Ｗに接続）の電位が出力端子ｂ（溶接ワイヤに接続）の電位より高い状態である正極性と、出力端子ａの電位が出力端子ｂの電位より低い状態である逆極性とを切り換える。

【0022】

電流センサ２６は、溶接電源装置２の出力電流を検出するものであり、本実施形態では、インバータ回路２５の一方の出力端子と出力端子ａとを接続する接続線に配置されている。電流センサ２６が検出する溶接電源装置２の出力電流は、電極８を流れる電流にほぼ等しい。電流センサ２６は、検出した電流瞬時値に応じた電流値信号を制御回路２８および制御装置１に出力する。なお、電流センサ２６が配置される位置は限定されない。電圧センサ２７は、溶接電源装置２の出力電圧を検出するものであり、本実施形態では、出力端子ａと出力端子ｂとの端子間電圧を検出する。当該電圧は、被溶接物Ｗと電極８の先端との間に印加される電圧にほぼ等しい。電圧センサ２７は、検出した電圧瞬時値に応じた電圧値信号を制御回路２８および制御装置１に出力する。なお、電圧センサ２７は、溶接トーチ３に取り付けたリード線と被溶接物Ｗに取り付けたリード線との間の電圧を検出してもよい。

【0023】

制御回路２８は、溶接電源装置２を制御するための回路であり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御回路２８は、電流センサ２６から電流値信号を入力され、電圧センサ２７から電圧値信号を入力され、制御装置１から各種指令信号および各種設定値を入力される。そして、制御回路２８は、インバータ回路２２およびインバータ回路２５に、それぞれ駆動信号を出力する。なお、溶接電源装置２の構成は限定されない。

【0024】

次に、制御装置１が行う転倒防止制御について説明する。転倒防止制御は、短絡が発生した場合に台車４の転倒を防止するための制御である。具体的には、制御装置１は、溶接中の短絡の発生を検出し、短絡が検出された場合にワイヤ送給装置５による溶接ワイヤの送給を停止させる。制御装置１は、転倒防止制御のための構成として、図１（ｂ）に示すように、計時部１１、短絡検出部１２、および送給制御部１３を備えている。

【0025】

計時部１１は、時間を計時するための構成である。計時部１１は、短絡検出部１２および送給制御部１３からの指示に応じて計時の開始、停止、および、計時時間の初期化を行う。

【0026】

短絡検出部１２は、溶接ワイヤと被溶接物Ｗとの短絡を検出する構成である。溶接ワイヤと被溶接物Ｗとの短絡が発生すると、出力端子ａと出力端子ｂとが同電位になるので、電圧センサ２７が検出する電圧が「０」になる。短絡検出部１２は、電圧センサ２７から入力される電圧値信号から電圧実効値を算出する。そして、電圧実効値が所定電圧以下の状態が第１時間Ｔ１継続した場合に、短絡が発生したと判断する。なお、短絡検出部１２は、電圧実効値を算出せずに、電圧値信号に基づく電圧瞬時値を用いて短絡の判断を行ってもよい。所定電圧は、「０」より大きく、「０」に近い値が設定されている。溶接中に瞬間的に短絡が発生しても、アークが再発生すれば溶接は継続され、溶接ワイヤの先端が被溶接物Ｗに突き刺さることはないので、台車４の転倒も発生しない。第１時間Ｔ１は、瞬間的な短絡を除外するために設定されており、例えば１０ｍｓ程度の時間が設定されている。なお、第１時間Ｔ１は限定されない。短絡検出部１２は、最初に短絡を検出したときに、計時部１１に計時の開始を指示し、計時部１１が計時した時間を第１時間Ｔ１と比較する。短絡検出部１２は、第１時間Ｔ１が経過する前に短絡が解消されたとき、または、第１時間Ｔ１が経過したときに、計時部１１による計時を停止して、計時時間を「０」に初期化する。短絡検出部１２は、短絡を検出した場合、検出信号を送給制御部１３に出力する。また、制御装置１は、短絡検出部１２が短絡を検出した場合、溶接電源装置２による電力の出力、台車４の移動、および、散布装置７によるフラックス７９の散布を停止させる。なお、短絡検出部１２による短絡の検出方法は限定されない。

【0027】

送給制御部１３は、ワイヤ送給装置５を制御するための構成である。送給制御部１３は、ワイヤ送給装置５に、溶接ワイヤの送給の開始、停止、および、溶接ワイヤの送給速度を指示する。また、送給制御部１３は、短絡検出部１２から検出信号を入力された場合、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤの送給の停止を指示して、溶接ワイヤの送給を停止させる。これにより、短絡状態での溶接ワイヤの送給継続による台車４の転倒が防止される。

【0028】

しかし、実際に短絡が発生してから溶接ワイヤの送給が停止するまでの間に溶接ワイヤが送給されているので、台車４がわずかに傾く場合がある。送給制御部１３は、この傾きを是正する機能も備えている。具体的には、送給制御部１３は、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤの送給の停止を指示した後、溶接ワイヤの反対方向への送給（いわゆるリトラクト）の開始の指示を行う。そして、送給制御部１３は、第２時間Ｔ２後に、リトラクトの停止を指示する。第２時間Ｔ２は、短絡発生から溶接ワイヤの送給停止までの溶接ワイヤの送給分を反対方向に送給するための時間が設定されている。第２時間Ｔ２は、実験やシミュレーションに基づいて、適切な時間が設定される。なお、第２時間Ｔ２は、固定値であってもよいし、短絡発生時に設定されていた送給速度に応じて変更されてもよい。送給制御部１３は、送給の停止を指示したときに、計時部１１に計時の開始を指示し、計時部１１が計時した時間を第２時間Ｔ２と比較する。送給制御部１３は、第２時間Ｔ２が経過したときに、計時部１１による計時を停止して、計時時間を「０」に初期化する。

【0029】

なお、送給制御部１３は、リトラクトを実施する時間を設定するのではなく、短絡発生から溶接ワイヤの送給停止までに送給された溶接ワイヤの長さ分をリトラクトしてもよい。具体的には、送給制御部１３は、ワイヤ送給装置５の図示しないモータを、当該長さ分に応じた回転数だけ逆回転させてもよい。

【0030】

図２は、制御装置１が行う転倒防止制御処理を示すフローチャートの一例である。転倒防止制御処理は、例えば、制御装置１が起動されたときに開始される。

【0031】

まず、短絡が検出されたか否かが判別される（Ｓ１）。具体的には、短絡検出部１２が、電圧センサ２７が検出した電圧の電圧実効値が所定電圧以下であるか否かを判別する。短絡が検出されなかった場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１の判別が繰り返される。一方、短絡が検出された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、第１時間Ｔ１が経過したか否かが判別される（Ｓ２）。具体的には、短絡検出部１２が、計時部１１の計時した時間が第１時間Ｔ１以上であるか否かを判別する。計時部１１は、最初に短絡が検出されたときからの時間を計時している。第１時間Ｔ１が経過していない場合（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１，Ｓ２の判別が繰り返される。

【0032】

ステップＳ２において、所定時間が経過した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、溶接ワイヤの送給が停止される（Ｓ３）。具体的には、送給制御部１３が、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤの送給の停止を指示する。これにより、ワイヤ送給装置５が溶接ワイヤの送給を停止する。次に、溶接ワイヤのリトラクトが開始される（Ｓ４）。具体的には、送給制御部１３が、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤの反対方向への送給の開始を指示する。これにより、ワイヤ送給装置５が溶接ワイヤのリトラクトを開始する。次に、第２時間Ｔ２が経過したか否かが判別される（Ｓ５）。具体的には、送給制御部１３が、計時部１１の計時した時間が第２時間Ｔ２以上であるか否かを判別する。計時部１１は、リトラクトが開始されてからの時間を計時している。第２時間Ｔ２が経過していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ５に戻って、ステップＳ５の判別が繰り返される。つまり、送給制御部１３は、計時部１１が計時した時間が第２時間Ｔ２になるまで待機する。第２時間Ｔ２が経過した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、リトラクトが停止され（Ｓ６）、転倒防止制御処理が終了される。

【0033】

なお、図２のフローチャートに示す処理は一例であって、制御装置１が行う転倒防止制御処理は上述したものに限定されない。

【0034】

図３は、制御装置１が行う転倒防止制御処理を説明するためのタイミングチャートである。同図（ａ）は、電圧センサ２７が検出した検出電圧の電圧実効値の時間変化を示している。同図（ｂ）は、計時部１１で計時された時間の時間変化を示している。同図（ｃ）は、溶接ワイヤの送給速度の時間変化を示している。溶接ワイヤが順方向に送給されている場合、送給速度は正の値になり、反対方向に送給されている場合、送給速度は負の値になっている。なお、図３に示すタイミングチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。

【0035】

時刻ｔ１までは、電圧センサ２７によって溶接電圧が検出されている。時刻ｔ１において、検出電圧が「０」（所定電圧以下）になっている。これにより、計時部１１での計時が開始され、経過時間に応じて計時時間が増加している。しかし、経過時間がＴ１になる前の時刻ｔ２において、検出電圧として溶接電圧が検出され、所定電圧より大きくなっている。したがって、短絡検出部１２は短絡の発生を検出していない。第１時間Ｔ１が経過する前に短絡が解消されたので、時刻ｔ２において、計時部１１は、計時を停止して、計時時間を「０」に初期化している。

【0036】

時刻ｔ３において、再度、検出電圧が「０」（所定電圧以下）になっている。これにより、計時部１１での計時が開始され、経過時間に応じて計時時間が増加している。そして、時刻ｔ４において、経過時間が第１時間Ｔ１になったので、短絡検出部１２が短絡の発生を検出して、送給制御部１３が、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤの送給の停止を指示する。これにより、溶接ワイヤの送給速度は減少して、時刻ｔ５において「０」になっている。なお、送給速度は、送給停止の指示後、慣性により、傾斜を有して減少している。第１時間Ｔ１が経過したので、時刻ｔ４において、計時部１１は、計時を停止して、計時時間を「０」に初期化している。

【0037】

また、時刻ｔ４において、送給制御部１３は、溶接ワイヤの送給の停止を指示した後、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤの反対方向への送給（リトラクト）の開始を指示している。これにより、時刻ｔ５から、ワイヤ送給装置５が溶接ワイヤのリトラクトを開始して、溶接ワイヤの送給速度が減少し（反対向きの速度が増加し）、所定のリトラクト用の速度になっている。なお、送給速度は、リトラクト開始の指示後、慣性により、傾斜を有して減少している。また、時刻ｔ４において、計時部１１での計時が開始され、経過時間に応じて計時時間が増加している。そして、時刻ｔ６において、経過時間が第２時間Ｔ２になったので、送給制御部１３が、ワイヤ送給装置５にリトラクトの停止を指示する。送給速度は、リトラクト停止の指示後、慣性により、傾斜を有して増加して（反対向きの速度が減少して）、時刻ｔ７において「０」になっている。第２時間Ｔ２が経過したので、時刻ｔ６において、計時部１１は、計時を停止して、計時時間を「０」に初期化している。

【0038】

時刻ｔ３から時刻ｔ５までの送給速度の積分値（斜線を付した領域Ｓ１の面積）が、短絡発生から溶接ワイヤの送給停止までの溶接ワイヤの送給された長さに相当する。また、時刻ｔ５から時刻ｔ７までの送給速度の積分値（斜線を付した領域Ｓ２の面積）が、リトラクトによって反対方向に送給された溶接ワイヤの長さに相当する。領域Ｓ２の面積が領域Ｓ１の面積と等しくなるように、第２時間Ｔ２は設定される。

【0039】

次に、本実施形態に係る溶接システムＡ１の作用および効果について説明する。

【0040】

本実施形態によると、短絡検出部１２は、溶接ワイヤと被溶接物Ｗとの短絡を検出した場合、検出信号を送給制御部１３に出力する。送給制御部１３は、短絡検出部１２から検出信号を入力された場合、ワイヤ送給装置５に、溶接ワイヤの送給の停止を指示する。これにより、ワイヤ送給装置５は、溶接ワイヤの送給を停止する。したがって、溶接システムＡ１は、短絡時に溶接ワイヤの送給が継続されることによる台車４の転倒を防止できる。本発明は、実際の溶接作業の前の条件出し（溶接条件を決めるために各パラメータを変更して試行する溶接）を行う際に、特に有効である。

【0041】

また、本実施形態によると、短絡検出部１２は、電圧実効値が所定電圧以下の状態が第１時間Ｔ１継続した場合に、短絡が発生したと判断する。したがって、溶接システムＡ１は、瞬間的な短絡によって溶接ワイヤの送給が停止してしまうことを防止できる。

【0042】

また、本実施形態によると、送給制御部１３は、短絡検出部１２から検出信号を入力されて、ワイヤ送給装置５に溶接ワイヤの送給の停止を指示した後、溶接ワイヤの反対方向への送給（いわゆるリトラクト）の開始の指示を行う。ワイヤ送給装置５は、溶接ワイヤのリトラクトを行う。これにより、溶接システムＡ１は、実際に短絡が発生してから溶接ワイヤの送給が停止するまでの間に溶接ワイヤが送給されたことで生じた台車４の傾きを是正できる。送給制御部１３は、リトラクトの開始の指示から第２時間Ｔ２後に、リトラクトの停止を指示する。これにより、溶接システムＡ１は、短絡発生から溶接ワイヤの送給停止までの溶接ワイヤの送給分を反対方向に送給できるので、台車４の傾きを元の状態（水平状態）に戻すことができる。

【0043】

なお、本実施形態においては、送給制御部１３が送給の停止を指示した後、リトラクトの指示を行う場合について説明したが、これに限られない。送給制御部１３は、短絡が検出された場合、送給の停止を指示するだけで、リトラクトの指示を行わなくてもよい。

【0044】

〔第２実施形態〕
図４は、第２実施形態に係る溶接システムＡ２を説明するための図である。図４（ａ）は、溶接システムＡ２の全体構成を示すブロック図である。図４（ｂ）は、溶接電源装置２および制御装置１の内部構成を示すブロック図である。図４において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る溶接システムＡ２は、台車４の傾きを検出する傾き検出部を備えている点で、第１実施形態に係る溶接システムＡ１と異なる。

【0045】

本実施形態においては、台車４は傾斜センサ４１を備えている。傾斜センサ４１は、例えば３軸の加速度センサであり、各軸方向の加速度を検出して、検出値を送給制御部１３に出力する。送給制御部１３は、傾斜センサ４１より入力される検出値に基づいて、台車４の傾きを演算する。送給制御部１３は、溶接ワイヤのリトラクトを行う際に、演算した台車４の傾きに基づいて、台車４が水平状態になったことを検出するまで、リトラクトを継続する。なお、傾斜センサ４１の構成は限定されず、台車４の傾きを検出できればよい。例えば、傾斜センサ４１は、ジャイロセンサであってもよい。また、溶接システムＡ２は、台車４が傾斜センサ４１を備える代わりに、台車４の外部から台車４の傾きを検出できる機構を備えてもよい。例えば、カメラで台車４と被溶接物Ｗとを撮像して、画像処理によって被溶接物Ｗに対する台車４の傾きを演算してもよい。

【0046】

本実施形態においても、短絡検出部１２が短絡を検出した場合、送給制御部１３が溶接ワイヤの送給を停止させる。したがって、溶接システムＡ２は、短絡時に溶接ワイヤの送給が継続されることによる台車４の転倒を防止できる。また、短絡検出部１２は電圧実効値が所定電圧以下の状態が第１時間Ｔ１継続した場合に、短絡が発生したと判断する。したがって、溶接システムＡ２は、瞬間的な短絡によって溶接ワイヤの送給が停止してしまうことを防止できる。また、送給制御部１３は、溶接ワイヤの送給を停止させた後、リトラクトを行わせる。これにより、溶接システムＡ２は、実際に短絡が発生してから溶接ワイヤの送給が停止するまでの間に溶接ワイヤが送給されたことで生じた台車４の傾きを是正できる。また、本実施形態によると、送給制御部１３は、リトラクトを行う際に、台車４が水平状態になったことを検出するまで、リトラクトを継続する。これにより、溶接システムＡ２は、台車４の傾きを元の状態（水平状態）に戻すことができる。

【0047】

〔第３実施形態〕
図５は、第３実施形態に係る溶接システムＡ３を説明するための図である。図５は、溶接システムＡ３の溶接電源装置２および制御装置１の内部構成を示すブロック図である。図５において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。本実施形態に係る溶接システムＡ３は、短絡が検出された場合に異常を報知する異常報知部を備えている点で、第１実施形態に係る溶接システムＡ１と異なる。

【0048】

本実施形態に係る制御装置１は、異常報知部１４を備えている。異常報知部１４は、作業者に異常を報知するための構成である。本実施形態に係る短絡検出部１２は、短絡を検出した場合、検出信号を異常報知部１４にも出力する。異常報知部１４は、短絡検出部１２から検出信号を入力された場合、作業者に異常を報知する。異常報知部１４による異常の報知方法は限定されない。異常報知部１４は、例えば、スピーカまたはブザーなどにより音声で異常を報知してもよいし、ライトなどにより光で異常を報知してもよい。また、異常報知部１４は、図示しないディスプレイ画面に、異常を報知する画像または文字などを表示してもよい。

【0049】

本実施形態においても、短絡検出部１２が短絡を検出した場合、送給制御部１３が溶接ワイヤの送給を停止させる。したがって、溶接システムＡ３は、短絡時に溶接ワイヤの送給が継続されることによる台車４の転倒を防止できる。また、短絡検出部１２は、電圧実効値が所定電圧以下の状態が第１時間Ｔ１継続した場合に、短絡が発生したと判断する。したがって、溶接システムＡ３は、瞬間的な短絡によって溶接ワイヤの送給が停止してしまうことを防止できる。また、送給制御部１３は、溶接ワイヤの送給を停止させた後、リトラクトを行わせる。これにより、溶接システムＡ３は、実際に短絡が発生してから溶接ワイヤの送給が停止するまでの間に溶接ワイヤが送給されたことで生じた台車４の傾きを是正できる。また、送給制御部１３は、リトラクトの開始の指示から第２時間Ｔ２後に、リトラクトの停止を指示する。これにより、溶接システムＡ３は、短絡発生から溶接ワイヤの送給停止までの溶接ワイヤの送給分を反対方向に送給できるので、台車４の傾きを元の状態（水平状態）に戻すことができる。さらに、本実施形態によると、短絡検出部１２が短絡を検出した場合、異常報知部１４が作業者に異常を報知する。サブマージアーク溶接においては、溶接個所がフラックス７９に覆われているので、短絡の発生を外部から視認できない。溶接システムＡ３は、短絡が発生した場合に異常報知部１４が異常を報知するので、作業者に短絡の発生を気付かせることができる。

【0050】

本発明に係る溶接システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る溶接システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0051】

Ａ１：溶接システム、１：制御装置、１２：短絡検出部、１３：送給制御部、１４：異常報知部、２：溶接電源装置、２２：インバータ回路、２７：電圧センサ、３：溶接トーチ、４：台車、４１：傾き検出部、５：ワイヤ送給装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】