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(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】P2024069805
(43)【公開日】2024-05-22
(54)【発明の名称】パルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法
(51)【国際特許分類】
B23K 9/12 20060101AFI20240515BHJP
B23K 9/09 20060101ALI20240515BHJP
B23K 9/073 20060101ALI20240515BHJP
B23K 9/095 20060101ALI20240515BHJP
【ＦＩ】
B23K9/12 305
B23K9/09
B23K9/073 545
B23K9/095 501A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022180020
(22)【出願日】2022-11-10
(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】本田 怜央
(72)【発明者】
【氏名】中俣 利昭
【テーマコード（参考）】
4E082
【Ｆターム（参考）】
4E082AA03
4E082AB01
4E082BA04
4E082CA01
4E082DA01
4E082EC03
4E082EF16
(57)【要約】
【課題】パルスアーク溶接と短絡移行アーク溶接とを交互に切り換えて溶接するパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法において、溶接方法の切り換えを円滑に行うこと。
【解決手段】溶接ワイヤを第１送給速度で送給して時刻ｔ１～ｔ２のパルスアーク溶接を行う期間と、溶接ワイヤを第１送給速度よりも小さな値の第２送給速度で送給して時刻ｔ２～ｔ３の短絡移行アーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接するパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法において、時刻ｔ１にパルスアーク溶接の期間が開始した時点から、時刻ｔ１～ｔ１１のパルス初期期間中は、溶接ワイヤを第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給Ｆｗする。
【選択図】 図２
【解決手段】溶接ワイヤを第１送給速度で送給して時刻ｔ１～ｔ２のパルスアーク溶接を行う期間と、溶接ワイヤを第１送給速度よりも小さな値の第２送給速度で送給して時刻ｔ２～ｔ３の短絡移行アーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接するパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法において、時刻ｔ１にパルスアーク溶接の期間が開始した時点から、時刻ｔ１～ｔ１１のパルス初期期間中は、溶接ワイヤを第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給Ｆｗする。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶接ワイヤを第１送給速度で送給してパルスアーク溶接を行う期間と、前記溶接ワイヤを前記第１送給速度よりも小さな値の第２送給速度で送給して短絡移行アーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接するパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法において、
前記パルスアーク溶接の期間が開始した時点からパルス初期期間中は、前記溶接ワイヤを前記第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法。
前記パルスアーク溶接の期間が開始した時点からパルス初期期間中は、前記溶接ワイヤを前記第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法。
【請求項2】
前記パルス初期送給速度は前記第２送給速度以下の値とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法。
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法。
【請求項3】
前記パルス初期送給速度から前記第１送給速度へとスロープを有して切り換える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法。
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パルスアーク溶接を行う期間と短絡移行アーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接するパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
溶接ワイヤを送給し、パルスアーク溶接を行う期間と短絡移行アーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接する方法が使用されている(例えば、特許文献１参照)。この場合の切換周波数は、０．１～１０Ｈｚ程度である。この溶接方法では、ウロコ状の美麗なビードを形成することができる。さらには、この溶接方法では、パルスアーク溶接の期間と短絡移行アーク溶接の期間との比率を調整することによって、母材への入熱制御を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－９３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術では、パルスアーク溶接と短絡移行アーク溶接との切換時に、溶滴移行形態がスプレー移行と短絡移行とに変化するために、溶接状態が不安定になるという問題がある。
【0005】
そこで、本発明では、パルスアーク溶接と短絡移行アーク溶接との切り換えを円滑に行うことができるパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換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】
【0006】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
溶接ワイヤを第１送給速度で送給してパルスアーク溶接を行う期間と、前記溶接ワイヤを前記第１送給速度よりも小さな値の第２送給速度で送給して短絡移行アーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接するパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法において、
前記パルスアーク溶接の期間が開始した時点からパルス初期期間中は、前記溶接ワイヤを前記第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法である。
溶接ワイヤを第１送給速度で送給してパルスアーク溶接を行う期間と、前記溶接ワイヤを前記第１送給速度よりも小さな値の第２送給速度で送給して短絡移行アーク溶接を行う期間とを交互に切り換えて溶接するパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法において、
前記パルスアーク溶接の期間が開始した時点からパルス初期期間中は、前記溶接ワイヤを前記第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法である。
【0007】
請求項２の発明は、
前記パルス初期送給速度は前記第２送給速度以下の値とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法である。
前記パルス初期送給速度は前記第２送給速度以下の値とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法である。
【0008】
請求項３の発明は、
前記パルス初期送給速度から前記第１送給速度へとスロープを有して切り換える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法である。
前記パルス初期送給速度から前記第１送給速度へとスロープを有して切り換える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、パルスアーク溶接と短絡移行アーク溶接との切り換えを円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換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。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
図１は、本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換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。
【0013】
電源主回路ＭＣは、３相２００Ｖ等の商用交流電源（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。電源主回路ＭＣは、図示は省略するが、交流商用電源を整流する１次整流回路、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次整流回路、整流された直流を平滑するリアクトルを備えている。
【0014】
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内を通って送給されて、母材２との間にアーク３が発生する。溶接ワイヤ１と母材２との間に溶接電圧Ｖｗが印加し、溶接電流Ｉｗが通電する。
【0015】
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。平均電圧検出回路ＶＡＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、平均電圧検出信号Ｖadを出力する。平均電圧検出信号Ｖadは、電圧検出信号Ｖｄをローパスフィルタに通すことによって算出する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の電圧検出信号Ｖｄと後述する溶接電圧設定信号Ｖｒとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。
【0016】
平均電圧誤差増幅回路ＥＶＡは、後述する溶接電圧設定信号Ｖｒと上記の平均電圧検出信号Ｖadとの誤差を増幅して、平均電圧誤差増幅信号Ｅvaを出力する。パルス周期タイマ回路ＴＦＣは、上記の平均電圧誤差増幅信号Ｅvaを入力として、平均電圧誤差増幅信号Ｅvaを電圧／周波数変換して、パルス周期ごとに短時間Ｈｉｇｈレベルとなるパルス周期信号Ｔｆを出力する。ピーク期間タイマ回路ＴＰＰは、上記のパルス周期信号Ｔｆを入力として、パルス周期信号Ｔｆが短時間Ｈｉｇｈレベルに変化するごとに予め定めたピーク期間中はＨｉｇｈレベルとなり、その後はＬｏｗレベルとなるピーク期間信号Ｔppを出力する。ピーク期間信号ＴppがＨｉｇｈレベルのときはピーク期間となり、Ｌｏｗレベルのときはベース期間となる。
【0017】
パルスアーク溶接期間設定回路Ｔ１Ｒは、予め定めたパルスアーク溶接期間設定信号Ｔ1rを出力する。第１送給速度設定回路Ｆ１Ｒは、パルスアーク溶接期間中の送給速度を設定するための第１送給速度設定信号Ｆ1rを出力する。第１溶接電圧設定回路Ｖ１Ｒは、パルスアーク溶接期間中の溶接電圧Ｖｗを設定するための第１溶接電圧設定信号Ｖ1rを出力する。
【0018】
短絡移行アーク溶接期間設定回路Ｔ２Ｒは、予め定めた短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔ2rを出力する。第２送給速度設定回路Ｆ２Ｒは、短絡移行アーク溶接期間中の送給速度を設定するための第２送給速度設定信号Ｆ2rを出力する。ここで、Ｆ2r＜Ｆ1rである。第２溶接電圧設定回路Ｖ２Ｒは、短絡移行アーク溶接期間中の溶接電圧Ｖｗを設定するための第２溶接電圧設定信号Ｖ2rを出力する。
【0019】
短絡判別回路ＳＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、この値が予め定めた短絡判別値(１０Ｖ程度)未満のときは短絡期間にあると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク期間にあると判別してＬｏｗレベルとなる短絡判別信号Ｓｄを出力する。
【0020】
タイマ回路ＴＭは、上記のパルスアーク溶接期間設定信号Ｔ1r及び上記の短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔ2rを入力として、以下の処理を行い、タイマ信号Ｔｍを出力する。
１）パルスアーク溶接期間設定信号Ｔ1rによって定まるパルスアーク溶接期間中は、タイマ信号Ｔｍ＝１を出力する。
２）続いて、短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔ２rによって定まる短絡移行アーク溶接期間中は、タイマ信号Ｔｍ＝２を出力する。
３）上記の１）及び２）の処理を繰り返す。
１）パルスアーク溶接期間設定信号Ｔ1rによって定まるパルスアーク溶接期間中は、タイマ信号Ｔｍ＝１を出力する。
２）続いて、短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔ２rによって定まる短絡移行アーク溶接期間中は、タイマ信号Ｔｍ＝２を出力する。
３）上記の１）及び２）の処理を繰り返す。
【0021】
パルス初期期間タイマ回路ＴＰＣは、上記のタイマ信号Ｔｍを入力として、タイマ信号Ｔｍ＝１（パルスアーク溶接期間）に変化した時点から予め定めたパルス初期期間中はＨｉｇｈレベルとなるパルス初期期間信号Ｔpcを出力する。
【0022】
パルス初期送給速度設定回路ＦＰＲは、予め定めたパルス初期送給速度設定信号Ｆprを出力する。ここで、Ｆpr＜Ｆ1rである。また、Ｆpr≦Ｆ2rであっても良い。
【0023】
短絡初期期間タイマ回路ＴＤＣは、上記のタイマ信号Ｔｍ及び上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、以下の１）又は２）のいずれかの処理を行い、短絡初期期間信号Ｔdcを出力する。
１）タイマ信号Ｔｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間）に変化した時点から予め定めた短絡初期期間中はＨｉｇｈレベルとなる短絡初期期間信号Ｔdcを出力する。
２）タイマ信号Ｔｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間）に変化した時点から、短絡判別信号Ｓｄが最初にＨｉｇｈレベル（短絡期間）に変化するまでの短絡初期期間中はＨｉｇｈレベルとなる短絡初期期間信号Ｔdcを出力する。
１）タイマ信号Ｔｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間）に変化した時点から予め定めた短絡初期期間中はＨｉｇｈレベルとなる短絡初期期間信号Ｔdcを出力する。
２）タイマ信号Ｔｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間）に変化した時点から、短絡判別信号Ｓｄが最初にＨｉｇｈレベル（短絡期間）に変化するまでの短絡初期期間中はＨｉｇｈレベルとなる短絡初期期間信号Ｔdcを出力する。
【0024】
短絡初期送給速度設定回路ＦＤＲは、予め定めた短絡初期送給速度設定信号Ｆdrを出力する。ここで、Ｆdr＞Ｆ2rである。また、Ｆdr＜Ｆ1r、Ｆdr＝Ｆ1r又はＦdr＞Ｆ1rであっても良い。
【0025】
送給速度設定回路ＦＲは、上記の第１送給速度設定信号Ｆ1r、上記の第２送給速度設定信号Ｆ2r、上記のパルス初期送給速度設定信号Ｆpr、上記の短絡初期送給速度設定信号Ｆdr、上記のタイマ信号Ｔｍ、上記のパルス初期期間信号Ｔpc及び上記の短絡初期期間信号Ｔdc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）タイマ信号Ｔｍ＝１(パルスアーク溶接期間)に変化すると、パルス初期送給速度設定信号Ｆprの値となる送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
２）パルス初期期間信号ＴpcがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化してパルス初期期間が終了すると、パルス初期送給速度設定信号Ｆprの値からスロープを有して変化して第１送給速度設定信号Ｆ1rの値に到達するとその値を維持する送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
３）タイマ信号Ｔｍ＝２(短絡移行アーク溶接期間)に変化すると、短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値となる送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
４）短絡初期期間信号ＴdcがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化して短絡初期期間が終了すると、短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値からスロープを有して変化して第２送給速度設定信号Ｆ2rの値に到達するとその値を維持する送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
１）タイマ信号Ｔｍ＝１(パルスアーク溶接期間)に変化すると、パルス初期送給速度設定信号Ｆprの値となる送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
２）パルス初期期間信号ＴpcがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化してパルス初期期間が終了すると、パルス初期送給速度設定信号Ｆprの値からスロープを有して変化して第１送給速度設定信号Ｆ1rの値に到達するとその値を維持する送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
３）タイマ信号Ｔｍ＝２(短絡移行アーク溶接期間)に変化すると、短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値となる送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
４）短絡初期期間信号ＴdcがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化して短絡初期期間が終了すると、短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値からスロープを有して変化して第２送給速度設定信号Ｆ2rの値に到達するとその値を維持する送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
【0026】
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によって定まる送給速度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。送給モータＷＭは、上記の送給制御信号Ｆｃに従って溶接ワイヤ１を送給する。
【0027】
溶接電圧設定回路ＶＲは、上記の第１溶接電圧設定信号Ｖ1r、上記の第２溶接電圧設定信号Ｖ2r及び上記のタイマ信号Ｔｍを入力として、以下の処理を行い、溶接電圧設定信号Ｖｒを出力する。
１）タイマ信号Ｔｍ＝１(パルスアーク溶接期間)に変化すると、第２電圧設定信号Ｖ2rの値からスロープを有して第１電圧設定信号Ｖ1rの値へと変化する溶接電圧設定信号Ｖｒを出力する。
２）タイマ信号Ｔｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間）に変化すると、第１電圧設定信号Ｖ1rの値からスロープを有して第２電圧設定信号Ｖ2rの値へと変化する溶接電圧設定信号Ｖｒを出力する。
１）タイマ信号Ｔｍ＝１(パルスアーク溶接期間)に変化すると、第２電圧設定信号Ｖ2rの値からスロープを有して第１電圧設定信号Ｖ1rの値へと変化する溶接電圧設定信号Ｖｒを出力する。
２）タイマ信号Ｔｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間）に変化すると、第１電圧設定信号Ｖ1rの値からスロープを有して第２電圧設定信号Ｖ2rの値へと変化する溶接電圧設定信号Ｖｒを出力する。
【0028】
ピーク電流設定回路ＩＰＲは、予め定めたピーク電流設定信号Ｉprを出力する。ベース電流設定回路ＩＢＲは、予め定めたベース電流設定信号Ｉbrを出力する。
【0029】
電流制御設定回路ＩＣＲは、上記のピーク電流設定信号Ｉpr、上記のベース電流設定信号Ｉbr及び上記のピーク期間信号Ｔppを入力として、ピーク期間信号ＴppがＨｉｇｈレベル(ピーク期間)のときはピーク電流設定信号Ｉprを電流制御設定信号Ｉcrとして出力し、Ｌｏｗレベルのときはベース電流設定信号Ｉbrを電流制御設定信号Ｉcrとして出力する。
【0030】
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。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。
【0031】
溶接方法切換回路ＳＭ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及び上記のタイマ信号Ｔｍを入力として、タイマ信号Ｔｍ＝１（パルスアーク溶接期間）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、タイマ信号Ｔｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間）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。したがって、溶接電源はパルスアーク溶接期間中は定電流制御され、短絡移行アーク溶接期間中は定電圧制御される。
【0032】
駆動回路ＤＶは、上記の誤差増幅信号Ｅａに基づいてパルス幅変調制御を行い、上記の電源主回路ＭＣ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。
【0033】
図２は、本発明の実施の形態に係るパルスアーク溶接・短絡移行アーク溶接切換制御方法を示す図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)は送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は短絡判別信号Ｓｄ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）は短絡初期期間信号Ｔdcの時間変化を示し、同図（Ｆ）はパルス初期期間信号Ｔpcの時間変化を示す。以下、同図を参照して各信号の動作について説明する。
【0034】
時刻ｔ１～ｔ２の期間が予め定めたパルスアーク溶接期間であり、時刻ｔ２～ｔ３の期間が予め定めた短絡移行アーク溶接期間である。時刻ｔ１～ｔ１１の期間がパルス初期期間となる。時刻ｔ２～ｔ２１の期間が短絡初期期間となる。パルスアーク溶接期間と短絡移行アーク溶接期間とは交互に繰り返される。パルス初期期間は、図１のパルス初期期間タイマ回路ＴＰＣによって、パルスアーク溶接期間に変化した時点から所定期間として設定される。所定期間は、アーク長が長くなり短絡が発生しなくなる５０～１５０ms程度に設定される。短絡初期期間は、図１の短絡初期期間タイマ回路ＴＤＣによって以下の１）又は２）のいずれかの期間として設定される。同図では、２）の場合について説明する。
１）短絡移行アーク溶接期間に変化した時点から所定期間を短絡初期期間として設定する。所定期間は、短絡が最初に発生する期間である５０～１５０ms程度に設定される。
２）短絡移行アーク溶接期間に変化した時点から、最初の短絡が発生するまでの期間を短絡初期期間として設定する。この方法では、短絡初期期間は所定値ではないが、１００ms程度となる。
１）短絡移行アーク溶接期間に変化した時点から所定期間を短絡初期期間として設定する。所定期間は、短絡が最初に発生する期間である５０～１５０ms程度に設定される。
２）短絡移行アーク溶接期間に変化した時点から、最初の短絡が発生するまでの期間を短絡初期期間として設定する。この方法では、短絡初期期間は所定値ではないが、１００ms程度となる。
【0035】
(１)時刻ｔ１～ｔ２のパルスアーク溶接期間の動作
時刻ｔ１においてパルスアーク溶接期間が開始すると、同図（Ｆ）に示すように、パルス初期期間信号ＴpcがＨｉｇｈレベルとなり、パルス初期期間が開始する。同図(Ａ)に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ１～ｔ１１のパルス初期期間中は、図１のパルス初期送給速度設定信号Ｆprの値となる。その後は、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ１１～ｔ２の期間中は、パルス初期送給速度設定信号Ｆprの値からスロープを有して図１の第１送給速度設定信号Ｆ1rの値へと加速する。このパルスアーク溶接期間中は、同図(Ｃ)に示すように、複数のパルス周期のピーク電流とベース電流とが通電し、同図(Ｄ)に示すように、ピーク電圧とベース電圧とが印加する。パルス周期は、溶接電圧Ｖｗの平均値が図１の第１溶接電圧設定信号Ｖ1rの値と等しくなるように制御される。ピーク電流は、例えば４５０Ａに設定される。ベース電流は、例えば５０Ａに設定される。この期間中はほとんど短絡が発生しないために、同図（Ｂ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベル（アーク期間）のままである。
時刻ｔ１においてパルスアーク溶接期間が開始すると、同図（Ｆ）に示すように、パルス初期期間信号ＴpcがＨｉｇｈレベルとなり、パルス初期期間が開始する。同図(Ａ)に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ１～ｔ１１のパルス初期期間中は、図１のパルス初期送給速度設定信号Ｆprの値となる。その後は、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ１１～ｔ２の期間中は、パルス初期送給速度設定信号Ｆprの値からスロープを有して図１の第１送給速度設定信号Ｆ1rの値へと加速する。このパルスアーク溶接期間中は、同図(Ｃ)に示すように、複数のパルス周期のピーク電流とベース電流とが通電し、同図(Ｄ)に示すように、ピーク電圧とベース電圧とが印加する。パルス周期は、溶接電圧Ｖｗの平均値が図１の第１溶接電圧設定信号Ｖ1rの値と等しくなるように制御される。ピーク電流は、例えば４５０Ａに設定される。ベース電流は、例えば５０Ａに設定される。この期間中はほとんど短絡が発生しないために、同図（Ｂ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベル（アーク期間）のままである。
【0036】
（２)時刻ｔ２～ｔ３の短絡移行アーク溶接期間の動作
時刻ｔ２において短絡移行アーク溶接期間が開始すると、同図（Ｅ）に示すように、短絡初期期間信号ＴdcがＨｉｇｈレベルとなり、短絡初期期間が開始する。同図(Ａ)に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ２～ｔ２１の短絡初期期間中は、図１の短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値となる。その後は、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ２１～ｔ３の期間中は、短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値からスロープを有して図１の第２送給速度設定信号Ｆ2rの値へと減速する。時刻ｔ２１において短絡移行アーク溶接期間が開始してから最初の短絡が発生したために、同図（Ｂ）に示すように、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルとなる。これに応動して、同図（Ｅ）に示すように、短絡初期期間信号ＴdcがＬｏｗレベルに変化して、短絡初期期間が終了する。図１の溶接電圧設定信号Ｖｒは、図１の第２溶接電圧設定信号Ｖ2rとなる。同図(Ｃ)に示すように、溶接電流Ｉｗは、短絡期間中は増加し、アーク期間中は減少する。同図(Ｄ)に示すように、溶接電圧Ｖｗは、短絡期間中は数Ｖの短絡電圧値となり、アーク期間中は数十Ｖのアーク電圧値となる。同図（Ｂ）に示すように、短絡判別信号Ｓｄは、短絡期間中はＨｉｇｈレベルとなる。溶接電圧Ｖｗは、図１の第２溶接電圧設定信号Ｖ2rの値と等しくなるように定電圧制御される。
時刻ｔ２において短絡移行アーク溶接期間が開始すると、同図（Ｅ）に示すように、短絡初期期間信号ＴdcがＨｉｇｈレベルとなり、短絡初期期間が開始する。同図(Ａ)に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ２～ｔ２１の短絡初期期間中は、図１の短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値となる。その後は、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ２１～ｔ３の期間中は、短絡初期送給速度設定信号Ｆdrの値からスロープを有して図１の第２送給速度設定信号Ｆ2rの値へと減速する。時刻ｔ２１において短絡移行アーク溶接期間が開始してから最初の短絡が発生したために、同図（Ｂ）に示すように、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルとなる。これに応動して、同図（Ｅ）に示すように、短絡初期期間信号ＴdcがＬｏｗレベルに変化して、短絡初期期間が終了する。図１の溶接電圧設定信号Ｖｒは、図１の第２溶接電圧設定信号Ｖ2rとなる。同図(Ｃ)に示すように、溶接電流Ｉｗは、短絡期間中は増加し、アーク期間中は減少する。同図(Ｄ)に示すように、溶接電圧Ｖｗは、短絡期間中は数Ｖの短絡電圧値となり、アーク期間中は数十Ｖのアーク電圧値となる。同図（Ｂ）に示すように、短絡判別信号Ｓｄは、短絡期間中はＨｉｇｈレベルとなる。溶接電圧Ｖｗは、図１の第２溶接電圧設定信号Ｖ2rの値と等しくなるように定電圧制御される。
【0037】
上述した各パラメータの数値例を以下に示す。
溶接ワイヤ：軟鋼ソリッドワイヤ、直径１．２mm
シールドガス：２０％アルゴンガス＋８０％炭酸ガス
パルスアーク溶接の条件：第１送給速度８m/min（溶接電流２００Ａ）、溶接電圧２７Ｖ、パルス初期送給速度３m/min
短絡移行アーク溶接の条件：第２送給速度４m/min（溶接電流１００Ａ）、第２溶接電圧１７Ｖ、短絡初期送給速度７m/min
パルスアーク溶接期間５００ms、短絡移行アーク溶接期間５００ms
パルス初期期間１００ms、短絡初期期間１００ms
送給速度の各スロープ期間５０ns
溶接ワイヤ：軟鋼ソリッドワイヤ、直径１．２mm
シールドガス：２０％アルゴンガス＋８０％炭酸ガス
パルスアーク溶接の条件：第１送給速度８m/min（溶接電流２００Ａ）、溶接電圧２７Ｖ、パルス初期送給速度３m/min
短絡移行アーク溶接の条件：第２送給速度４m/min（溶接電流１００Ａ）、第２溶接電圧１７Ｖ、短絡初期送給速度７m/min
パルスアーク溶接期間５００ms、短絡移行アーク溶接期間５００ms
パルス初期期間１００ms、短絡初期期間１００ms
送給速度の各スロープ期間５０ns
【0038】
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、パルスアーク溶接の期間が開始した時点からパルス初期期間中は、溶接ワイヤを第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給する。パルスアーク溶接期間が開始した時点において、送給速度を第１送給速度に切り換えると、送給速度に比べてワイヤ溶融速度が追従できずに、短絡が多発する状態となる。このような状態となると、溶接状態が不安定になり、ビード外観が悪くなる。そこで、本実施の形態のように、パルスアーク溶接期間が開始された時点からパルス初期期間中は、送給速度を第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度に切り換えることによって、送給速度を遅くして短絡の発生を防止している。このために、本実施の形態では、短絡移行アーク溶接とパルスアーク溶接との切り換えを円滑に行うことができる。
本実施の形態によれば、パルスアーク溶接の期間が開始した時点からパルス初期期間中は、溶接ワイヤを第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度で送給する。パルスアーク溶接期間が開始した時点において、送給速度を第１送給速度に切り換えると、送給速度に比べてワイヤ溶融速度が追従できずに、短絡が多発する状態となる。このような状態となると、溶接状態が不安定になり、ビード外観が悪くなる。そこで、本実施の形態のように、パルスアーク溶接期間が開始された時点からパルス初期期間中は、送給速度を第１送給速度よりも小さな値のパルス初期送給速度に切り換えることによって、送給速度を遅くして短絡の発生を防止している。このために、本実施の形態では、短絡移行アーク溶接とパルスアーク溶接との切り換えを円滑に行うことができる。
【0039】
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、パルス初期送給速度は第２送給速度以下の値とする。このようにすれば、送給速度がさらに遅くなるので、短絡の発生をより確実に防止することができる。
【0040】
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、パルス初期送給速度から第１送給速度へとスロープを有して切り換える。このようにすると、パルス初期期間からの溶接状態の移行がより円滑になる。
【0041】
本実施の形態によれば、短絡移行アーク溶接の期間が開始した時点から短絡初期期間中は、溶接ワイヤを第２送給速度よりも大きな値の短絡初期送給速度で送給する。短絡移行アーク溶接期間が開始した時点において、送給速度を第２送給速度に切り換えると、短絡がなかなか発生せずにアーク発生状態が長く続く状態となる。このような状態となると、溶接状態が不安定になり、ビード外観が悪くなる。そこで、本実施の形態のように、短絡移行アーク溶接期間が開始された時点から短絡初期期間中は、送給速度を第２送給速度よりも大きな値の短絡初期送給速度に切り換えることによって、早期に短絡が発生するように促している。このために、本実施の形態では、パルスアーク溶接と短絡移行アーク溶接との切り換えを円滑に行うことができる。
【0042】
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、短絡初期期間を、最初に短絡が発生するまでの期間とする。このようにすると、最初の短絡の発生をより確実に促すことができる。
【0043】
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、短絡初期送給速度を、第１送給速度と同一の値とする。このようにすると、短絡初期送給速度を設定する必要がないので、送給速度のパラメータの設定が簡易となる。
【0044】
さらに好ましくは、本実施の形態によれば、短絡初期送給速度から第２送給速度へとスロープを有して切り換える。このようにすると、短絡初期期間からの溶接状態の移行がより円滑になる。
【符号の説明】
【0045】
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
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
ＥＶＡ 平均電圧誤差増幅回路
Ｅva 平均電圧誤差増幅信号
Ｆ１Ｒ 第１送給速度設定回路
Ｆ1r 第１送給速度設定信号
Ｆ２Ｒ 第２送給速度設定回路
Ｆ2r 第２送給速度設定信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦDR 短絡初期送給速度設定回路
Ｆdr 短絡初期送給速度設定信号
ＦＰR パルス初期送給速度設定回路
Ｆpr パルス初期送給速度設定信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度
ＩＢＲ ベース電流設定回路
Ｉbr ベース電流設定信号
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
ＩＰＲ ピーク電流設定回路
Ｉpr ピーク電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＭＣ 電源主回路
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＭ 溶接方法切換回路
Ｔ１Ｒ パルスアーク溶接期間設定回路
Ｔ1r パルスアーク溶接期間設定信号
Ｔ２Ｒ 短絡移行アーク溶接期間設定回路
Ｔ2r 短絡移行アーク溶接期間設定信号
ＴＤＣ 短絡初期期間タイマ回路
Ｔdc 短絡初期期間信号
ＴＦＣ パルス周期タイマ回路
Ｔｆ パルス周期信号
ＴＭ タイマ回路
Ｔｍ タイマ信号
ＴＰＣ パルス初期期間タイマ回路
Ｔpc パルス初期期間信号
ＴＰＰ ピーク期間タイマ回路
Ｔpp ピーク期間信号
Ｖ１Ｒ 第１溶接電圧設定回路
Ｖ1r 第１溶接電圧設定信号
Ｖ２Ｒ 第２溶接電圧設定回路
Ｖ2r 第２溶接電圧設定信号
ＶＡＤ 平均電圧検出回路
Ｖad 平均電圧検出信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＲ 溶接電圧設定回路
Ｖｒ 溶接電圧設定信号
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
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
ＥＶＡ 平均電圧誤差増幅回路
Ｅva 平均電圧誤差増幅信号
Ｆ１Ｒ 第１送給速度設定回路
Ｆ1r 第１送給速度設定信号
Ｆ２Ｒ 第２送給速度設定回路
Ｆ2r 第２送給速度設定信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦDR 短絡初期送給速度設定回路
Ｆdr 短絡初期送給速度設定信号
ＦＰR パルス初期送給速度設定回路
Ｆpr パルス初期送給速度設定信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度
ＩＢＲ ベース電流設定回路
Ｉbr ベース電流設定信号
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
ＩＰＲ ピーク電流設定回路
Ｉpr ピーク電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＭＣ 電源主回路
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＭ 溶接方法切換回路
Ｔ１Ｒ パルスアーク溶接期間設定回路
Ｔ1r パルスアーク溶接期間設定信号
Ｔ２Ｒ 短絡移行アーク溶接期間設定回路
Ｔ2r 短絡移行アーク溶接期間設定信号
ＴＤＣ 短絡初期期間タイマ回路
Ｔdc 短絡初期期間信号
ＴＦＣ パルス周期タイマ回路
Ｔｆ パルス周期信号
ＴＭ タイマ回路
Ｔｍ タイマ信号
ＴＰＣ パルス初期期間タイマ回路
Ｔpc パルス初期期間信号
ＴＰＰ ピーク期間タイマ回路
Ｔpp ピーク期間信号
Ｖ１Ｒ 第１溶接電圧設定回路
Ｖ1r 第１溶接電圧設定信号
Ｖ２Ｒ 第２溶接電圧設定回路
Ｖ2r 第２溶接電圧設定信号
ＶＡＤ 平均電圧検出回路
Ｖad 平均電圧検出信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＲ 溶接電圧設定回路
Ｖｒ 溶接電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＭ 送給モータ
【図1】
【図2】