JP2001001142A

JP2001001142A - パルスアーク溶接のアーク長制御方法

Info

Publication number: JP2001001142A
Application number: JP11178300A
Authority: JP
Inventors: Norito Takahashi; 憲人高橋; Tomoyuki Kamiyama; 智之上山; Kazuichi Nishikawa; 和一西川; Tsuneo Takeda; 恒雄武田
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】２組のパルス波形パラメータを周期的に切り
換えることによってアーク長を周期的に変化させるアー
ク長切換パルスアーク溶接において、従来の溶接電圧自
動設定方法では２つのアーク長をそれぞれ適正値に自動
制御することができなかった。【解決手段】本発明は、高アーク長時周期ＨＴ期間中
及び低アーク長時周期ＬＴ期間中のそれぞれの短絡回数
算出値をフィードバック信号とし予め設定した短絡回数
設定信号（ＨＮｓ及びＬＮｓ）をそれぞれの目標値とす
るフィードバック制御によってそれぞれの電圧設定信号
（ＨＶｓ及びＬＶｓ）を自動設定することでそれぞれの
アーク長を適正値に制御するアーク長制御方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２組のパルス波形
パラメータを周期的に切り換えることによってアーク長
を周期的に変化させるアーク長切換パルスアーク溶接に
おけるアーク長制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム及び
アルミニウム合金等の金属材料の接合方法としてパルス
アーク溶接方法が広く使われいる。溶接構造物では、溶
接継手がそのまま構造物の外面を形成していることが多
いので、溶接継手の健全性だけでなく溶接ビード外観が
美しいことも要求されるようになっている。このような
ビード外観を美しくする要求に対応するために、２組の
パルス波形パラメータを周期的に切り換えることによっ
てアーク長を周期的に変化させるアーク長切換パルスア
ーク溶接方法が使用されるようになっている。

【０００３】一方、溶接継手部の健全性を確保するため
には、アーク長、溶接電流、シールドガスの種類、溶接
ワイヤの種類、溶接速度、溶接継手形状、溶接姿勢等の
種々の溶接条件を適正値に設定して溶接を行う必要があ
る。上記の溶接条件の中でアーク長の設定は非常に重要
であり、アーク長によって溶接継手部の溶接品質は重大
な影響を受ける。通常、アーク長は直接的に設定するこ
とができないため、溶接電圧を設定することによって間
接的に設定する。しかしながら、多様な溶接施工状態に
おいて常にアーク長が適正値になるように溶接電圧を設
定することは困難であった。このように重要でかつ困難
なアーク長制御のための溶接電圧の設定を自動化するこ
とができる溶接電圧自動設定方法が使用されるようにな
っている。以下、従来技術として上述したアーク長切換
パルスアーク溶接方法及び溶接電圧自動設定方法につい
て説明する。

【０００４】（従来技術１）従来技術１は、２組のパル
ス波形パラメータを周期的に切り換えることによってア
ーク長を周期的に変化させるアーク長切換パルスアーク
溶接方法についての技術であり、以下図１乃至図８を参
照して説明する。

【０００５】図１は、従来技術１のアーク長切換パルス
アーク溶接における溶接電流波形及び溶接電圧波形を示
す図である。同図（Ａ）は、溶接電流Ｉｗの時間変化を
示しており、同図（Ｂ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示
している。この溶接方法では、２組のパルス波形パラメ
ータを周期的に切り換えることによってアーク長が長く
なる状態（以下、高アーク長時という）と短くなる状態
（以下、低アーク長時という）とを周期に変化させて、
このアーク長の変化によりビード外観に美しい波目模様
を形成する。

【０００６】同図に示すように、アーク長を長くするた
めの第１のパルス波形パラメータとして、溶滴をスプレ
ー移行させるために臨海電流値以上に予め設定したピー
ク電流値ＨＩｐを予め設定したピーク電流通電時間ＨＴ
ｐの間通電した後に、溶滴移行させないために臨界電流
値未満に予め設定したベース電流値ＨＩｂをベース電流
通電時間ＨＴｂの間通電する。上記ベース電流通電時間
ＨＩｂは、高アーク長期間中の溶接電圧Ｖｗの平均値が
予め設定した電圧設定値ＨＶｓと等しくなるようにフィ
ードバック制御によって決定される。

【０００７】また、アーク長を短くするための第２のパ
ルス波形パラメータとして、溶滴をスプレー移行させる
ために臨海電流値以上に予め設定したピーク電流値ＬＩ
ｐを予め設定したピーク電流通電時間ＬＴｐの間通電し
た後に、溶滴移行させないために臨界電流値未満に予め
設定したベース電流値ＬＩｂをベース電流通電時間ＬＴ
ｂの間通電する。上記ベース電流通電時間ＬＩｂは、低
アーク長期間中の溶接電圧Ｖｗの平均値が予め設定した
電圧設定値ＬＶｓと等しくなるようにフィードバック制
御によって決定される。

【０００８】上記の第１のパルス波形パラメータによる
パルス電流群を高アーク長時周期ＨＴの間通電した後
に、第２のパルス波形パラメータによるパルス電流群を
低アーク長時周期ＬＴの間通電して、それらを交互に繰
り返し通電することで、高アーク長時と低アーク長時と
を周期的に切り換えて溶接する。このときに、第１のパ
ルス波形パラメータのアーク長が第２のパルス波形パラ
メータのアーク長よりも長くなるようにするために、一
般的にはＨＩｐ＞ＬＩｐ、ＨＴｐ＞ＬＴｐ、ＨＩｂ＞Ｌ
Ｉｂ及びＨＶｓ＞ＬＶｓにそれぞれ設定する。

【０００９】図２は、上述したアーク長切換パルスアー
ク溶接におけるアーク発生部の模式図である。溶接ワイ
ヤ１は予め設定したワイヤ送給速度で送給されると共
に、溶接トーチの先端部に取り付けられたコンタクトチ
ップ４ａから給電されて被溶接材２との間でアーク３ａ
及び３ｂが発生する。溶接トーチの先端部に取り付けら
れたノズル４ｂの内側からシールドガスが放流されてい
る。

【００１０】前述した第１のパルス波形パラメータによ
るパルス電流群が通電される高アーク長時においては、
アーク形状は３ａとなりアーク長はＨＬａ［mm］とな
り、そのときの溶融池形状は２ａとなる。一方、第２の
パルス波形パラメータによるパルス電流群が通電される
低アーク長時においては、アーク形状は３ｂとなりアー
ク長はＬＬａ［mm］となり、そのときの溶融池形状は２
ｂとなる。高アーク長時のアーク長ＨＬａ＞ＬＬａであ
るので、アーク３ａはアーク３ｂよりも広がりのある形
状となり、その結果溶融池２ａの幅は溶融池２ｂの幅よ
りも広くなる。この溶融池幅の差が波目模様の美しいビ
ード外観を形成することになる。したがって、メリハリ
のある美しい波目模様を形成するためには、上記の溶融
池幅の差が大きいことが必要であり、そのためにはアー
ク長Ｈｌａとアーク長ＬＬａとの差が大きく変化するこ
とが必要である。

【００１１】図３は、上述したアーク長切換パルスアー
ク溶接による溶接ビード外観の一例を示す図である。被
溶接材２の材質は、板厚３［mm］のアルミニウム合金Ａ
５０５２であり、溶接ワイヤには直径１．２［mm］のＡ
５３５６を使用している。平均溶接電流値は１００
［Ａ］、平均溶接電圧値は２１［Ｖ］及び溶接速度は５
０［cm/分］である。また、第１のパルス波形パラメー
タの設定値については、ピーク電流ＨＩｐ＝３２０
［Ａ］、ピーク電流通電時間ＨＴｐ＝２［ms］、ベース
電流ＨＩｂ＝３５［Ａ］、高アーク長時周期ＨＴ＝２５
０［ms］及び電圧設定値ＨＶｓ＝２２［Ｖ］であり、第
２のパルス波形パラメータの設定値については、ピーク
電流ＬＩｐ＝２８０［Ａ］、ピーク電流通電時間ＬＴｐ
＝１．２［ms］、ベース電流ＬＩｂ＝３０［Ａ］、低ア
ーク長時周期ＬＴ＝２５０［ms］及び電圧設定値ＬＶｓ
＝２０［Ｖ］である。溶接方法は平板上溶接（以下、ビ
ードオンプレート溶接という）の場合である。

【００１２】同図に示すように、溶接ビード２ｃの外観
は、メリハリのある波目模様の美しいビード外観となっ
ており、被溶接材２へのスパッタの付着もほとんどなく
アンダーカット、ブローホール等の溶接欠陥のない良好
な溶接結果となっている。

【００１３】図４は、上述した従来技術１を実施するた
めの溶接電源装置のブロック図である。出力制御回路６
１は、商用電源を入力として後述する誤差増幅信号Ｅａ
を制御信号として出力制御を行い、アーク負荷に適した
出力を供給する。一般的には、出力制御回路６１として
はサイリスタ制御回路、インバータ制御回路等が使用さ
れる。溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給装置の送給ロール５
によって溶接トーチを通って送給されると共に、上記出
力制御回路６１からの出力が供給されて、被溶接材２と
の間でアーク３が発生して溶接を行う。このときに、溶
接電流Ｉｗが通電され、溶接トーチと被溶接材２との間
に溶接電圧Ｖｗが印加される。

【００１４】電圧検出器６２は、溶接電圧Ｖｗを検出し
て、電圧検出信号Ｖｄを出力する。Ａ／Ｄ変換回路６３
は、上記電圧検出信号Ｖｄを入力として、その信号をＡ
／Ｄ変換して電圧Ａ／Ｄ変換信号Ｖadを出力する。

【００１５】高アーク長時電圧設定回路６４は、高アー
ク長時の電圧設定信号ＨＶｓを出力し、低アーク長時電
圧設定回路６５は、低アーク長時の電圧設定信号ＬＶｓ
を出力する。また、高アーク長時パルス条件設定回路６
６は、第１のパルス波形パラメータを設定する高アーク
長時パルス条件設定信号Ｈpcを出力する。高アーク長時
パルス条件設定信号Ｈpcは、高アーク長時のピーク電流
設定信号ＨＩｐ、ピーク電流通電時間設定信号ＨＴｐ、
ベース電流設定信号ＨＩｂ及び高アーク長時周期ＨＴか
ら形成されている。低アーク長時パルス条件設定回路６
７は、第２のパルス波形パラメータを設定する低アーク
長時パルス条件設定信号Ｌpcを出力する。低アーク長時
パルス条件設定信号Ｌpcは、低アーク長時のピーク電流
設定信号ＬＩｐ、ピーク電流通電時間設定信号ＬＴｐ、
ベース電流設定信号ＬＩｂ及び低アーク長時周期ＬＴか
ら形成されている。

【００１６】波形制御回路６８は、上記の電圧Ａ／Ｄ変
換信号Ｖad、高アーク長時電圧設定信号ＨＶｓ、低アー
ク長時電圧設定信号ＬＶｓ、高アーク長時パルス条件設
定信号Ｈpc及び低アーク長時パルス条件設定信号Ｌpcを
入力として、それらの信号をソフトウェア処理して電流
設定信号Ｉｓを出力する。このソフトウェア処理につい
ては、図５乃至図７で詳細に説明する。Ｄ／Ａ変換回路
６９は、上記電流設定信号Ｉｓを入力として、その信号
をＤ／Ａ変換して電流Ｄ／Ａ変換信号Ｉdaを出力する。

【００１７】電流検出器６１０は、溶接電流Ｉｗを検出
して電流検出信号Ｉｄを出力する。誤差増幅回路ＥＡ
は、上記の電流Ｄ／Ａ変換信号Ｉdaと電流検出信号Ｉｄ
との誤差を増幅して誤差増幅信号Ｅａを出力する。した
がって、溶接電源装置は、溶接電流Ｉｗをフィードバッ
ク信号とし、電流設定信号Ｉｓを設定信号（目標値）と
するフィードバック制御によって略定電流特性の外部特
性を有することになる。

【００１８】図５は、上述した従来技術１のブロック図
における波形制御回路６８のソフトウェア処理を示すフ
ローチャートである。ステップ101において、高アーク
長時パルス条件設定信号Ｈpc及び低アーク長時パルス条
件設定信号Ｌpcを読み込む。高アーク長時パルス条件設
定信号Ｈpcは、高アーク長時のピーク電流設定信号ＨＩ
ｐ、ピーク電流通電時間設定信号ＨＴｐ、ベース電流設
定信号ＨＩｂ及び高アーク長時周期ＨＴから形成されて
おり、低アーク長時パルス条件設定信号Ｌpcは、低アー
ク長時のピーク電流設定信号ＬＩｐ、ピーク電流通電時
間設定信号ＬＴｐ、ベース電流設定信号ＬＩｂ及び低ア
ーク長時周期ＬＴから形成されている。

【００１９】ステップ102において、高アーク長時電圧
設定信号ＨＶｓ及び低アーク長時電圧設定信号ＬＶｓを
読み込む。ステップ103において、ソフトウェアで使用
する変数である周期カウンタ値ｎ、波形カウンタ値ｍ及
び電圧加算値Ｖｉに０を代入して初期化する。さらに、
高アーク長時のピーク電流設定信号ＨＩｐ、ピーク電流
通電時間設定信号ＨＴｐ、ベース電流設定信号ＨＩｂ及
び電圧設定信号ＨＶｓをソフトウェアで使用する変数で
あるピーク電流設定値Ｉｐ、ピーク電流通電時間設定値
Ｔｐ、ベース電流設定値Ｉｂ及び電圧設定値Ｖｓにそれ
ぞれ代入する。

【００２０】ステップ104において、割り込みがが発生
したかを判定して、ＹＥＳならばステップ105に進み、
ＮＯならば割り込みが発生するまで待機する。割り込み
は予め設定した割り込み周期ΔＴ［ｓ］毎に発生し、そ
の設定値は数十［μｓ］〜数百［μｓ］程度である。ス
テップ105において、高アーク長時電圧設定信号ＨＶｓ
及び低アーク長時電圧設定信号ＬＶｓを読み込む。ステ
ップ106において、高アーク長時パルス条件設定信号と
低アーク長時パルス条件設定信号との切り換えを行うた
めの定義済のパルス条件切換処理サブルーチンを呼び出
す。このサブルーチン処理については図６を参照して後
述する。ステップ107において、高アーク長時及び低ア
ーク長時のパルス電流波形を形成するための定義済の電
流設定生成処理サブルーチンを呼び出す。このサブルー
チン処理については図７を参照して後述する。ステップ
108において、溶接終了かを判定して、ＹＥＳならば終
了し、ＮＯならばステップ104に戻る。

【００２１】図６は、前述したパルス条件切換処理サブ
ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。ステ
ップ201において、周期カウンタ値ｎに１を加算する。
ステップ202において、上記周期カウンタ値ｎと割り込
み周期ΔＴとの乗算値が高アーク長時周期ＨＴと等しい
かを判定して、ＹＥＳならばステップ203に進み、ＮＯ
ならばステップ205に進む。このステップ202では、高ア
ーク長時周期ＨＴが経過した時点でステップ203以降に
進み、高アーク長時から低アーク長時のパルス条件設定
信号に切り換えている。

【００２２】ステップ203において、波形カウンタ値ｍ
を０にリセットする。ステップ204において、低アーク
長時のピーク電流設定信号ＬＩｐ、ピーク電流通電時間
設定信号ＬＴｐ、ベース電流設定信号ＬＩｂ及び電圧設
定信号ＬＶｓをそれぞれピーク電流設定値Ｉｐ、ピーク
電流通電時間設定値Ｔｐ，ベース電流設定値Ｉｂ及び電
圧設定値Ｖｓに代入する。

【００２３】ステップ205において、周期カウンタ値ｎ
と割り込み周期ΔＴとの乗算値が、高アーク長時周期Ｈ
Ｔと低アーク長時周期ＬＴとの加算値と等しいかを判定
して、ＹＥＳならばステップ206に進み、ＮＯならばサ
ブルーチン処理を終了してメインルーチンに戻る。この
ステップ205では、低アーク長時周期ＬＴが経過した時
点でステップ206以降に進み、低アーク長時から高アー
ク長時のパルス条件設定信号に切り換えている。ステッ
プ206において、波形カウンタ値ｍを０にリセットす
る。ステップ20７において、高アーク長時のピーク電流
設定信号ＨＩｐ、ピーク電流通電時間設定信号ＨＴｐ、
ベース電流設定信号ＨＩｂ及び電圧設定信号ＨＶｓをそ
れぞれピーク電流設定値Ｉｐ、ピーク電流通電時間設定
値Ｔｐ，ベース電流設定値Ｉｂ及び電圧設定値Ｖｓに代
入する。

【００２４】図７は、前述した電流設定生成処理サブル
ーチンの処理内容を示すフローチャートである。ステッ
プ301おいて、波形カウンタ値ｍに１を加算する。ステ
ップ302において、電圧Ａ／Ｄ変換信号Ｖadを読み込
む。ステップ303において、電圧加算値Ｖｉと上記電圧
Ａ／Ｄ変換信号Ｖadとの加算値を電圧加算値Ｖｉに代入
する。ステップ304において、電圧加算値Ｖｉを波形カ
ウンタ値ｍで除算して、ソフトウェアで使用する変数で
ある平均電圧値Ｖiaに代入する。

【００２５】ステップ305において、波形カウンタ値ｍ
と割り込み周期ΔＴとの乗算値がピーク電流通電時間設
定値Ｔｐ以下かを判定して、ＹＥＳならばステップ306
に進み、ＮＯならばステップ307に進む。ステップ306に
おいて、ピーク電流設定値Ｉｐを電流設定信号Ｉｓに代
入する。

【００２６】ステップ307において、ベース電流設定値
Ｉｂを電流設定信号Ｉｓに代入する。ステップ308にお
いて、前述した平均電圧値Ｖiaが電圧設定値Ｖｓ以下か
を判定して、ＹＥＳならばステップ309に進み、ＮＯな
らばステップ310に進む。このステップ308では、前述し
たように溶接電圧Ｖｗの平均値が電圧設定値Ｖｓと等し
くなるようにベース電流Ｉｂの通電時間を決定してい
る。ステップ309において、波形カウンタ値ｍ及び電圧
加算値Ｖｉを０にリセットする。ステップ310におい
て、電流設定信号Ｉｓを出力し、サブルーチン処理を終
了してメインルーチンに戻る。

【００２７】図８は、上述した図４のブロック図及び図
５乃至図７のフローチャートで示した各信号のタイミン
グチャートである。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの時間変
化を示しており、同図（Ｂ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化
を示しており、同図（Ｃ）はソフトウェア内部の信号で
ある平均電圧値Ｖiaの時間変化を示しており、同図
（Ｄ）は電流設定信号Ｉｓの時間変化を示している。以
下、同図を参照して、各時刻における上記信号の変化に
ついて説明する。

【００２８】時刻ｔ０〜ｔ１（高アーク長時ピーク電
流通電時間ＨＴｐ）時刻ｔ０から高アーク長時周期ＨＴが始まり、ソフトウ
ェア内部の信号である電圧加算値Ｖｉへの溶接電圧Ｖｗ
の加算を初期値零から開始すると共に、平均電圧値Ｖia
の演算を開始する。また、同図（Ｄ）に示す電流設定信
号Ｉｓは、高アーク長時のピーク電流設定信号ＨＩｐに
なり、高アーク長時のピーク電流を通電する。時刻ｔ１〜ｔ２（高アーク長時ベース電流通電時間Ｈ
Ｔｂ）電流設定信号Ｉｓは、高アーク長時のベース電流設定信
号ＨＩｂになり、高アーク長時ベース電流を通電する。
同時に、上述したように割り込み周期毎に刻々と演算さ
れる平均電圧値Ｖiaが高アーク長時電圧設定信号ＨＶｓ
以下かを判定して、以下になった時刻ｔ２においてベー
ス電流の通電を終了する。

【００２９】時刻ｔ２〜ｔ３上記及びの動作を高アーク長時周期ＨＴが終了する
時刻ｔ３まで繰り返す。時刻ｔ３〜ｔ４（低アーク長時周期ＬＴ）低アーク長時周期ＬＴ期間中の各信号の動作は、高アー
ク長時のパルス波形パラメータを対応する低アーク長時
のパルス波形パラメータに置換することで同様であるの
で説明を省略する。以上の乃至の動作を繰り返すことによって、従来技
術１のアーク長切換パルスアーク溶接を行うことができ
る。

【００３０】（従来技術２）溶接施工において溶接継手
部の健全性を確保するためには、前述した溶接条件を適
正値に設定して溶接を行う必要がある。これらの溶接条
件の中で特に、アーク長を適正値に設定することは非常
に重要であり、アーク長によって溶接継手部の溶健全性
は重大な影響を受ける。アーク長が長いとブローホー
ル、アンダーカット等の溶接欠陥が発生し、アーク長が
短いと大粒のスパッタが発生してビード外観が不良にな
る。

【００３１】アーク長は溶接電圧Ｖｗの平均値に比例す
るので、アーク長の設定は、前述したように電圧設定信
号Ｖｓを設定することによって行う。パルスアーク溶接
において、アーク長の適正値は、溶接条件によらず略３
〜４［mm］の範囲内にある。これに対して、アーク長を
適正値に設定したときの溶接電圧Ｖｗの平均値（電圧設
定信号）は、溶接条件によって１５〜４５［Ｖ］と広範
囲の値となる。このときに溶接条件が同一であれば、上
述したように電圧設定信号とアーク長は比例関係にある
ので、電圧設定信号によってアーク長を一義的に設定す
ることができる。しかし、溶接条件が異なれば、電圧設
定信号によって一義的に設定することはできない。例え
ば、溶接電流が１５０［Ａ］のときにアーク長を４［m
m］にするためには平均溶接電圧は２３［Ｖ］となり、
溶接電流が２５０［Ａ］のときにアーク長を４［mm］に
するためには３２［Ｖ］となり、アーク長によって平均
溶接電圧は一義的には決まらない。しかし、溶接電流が
１５０［Ａ］のときにおいて、平均溶接電圧を２１
［Ｖ］に下げるとアーク長は３［mm］に短くなり、逆に
平均溶接電圧を２５［Ｖ］に上げるとアーク長も５［m
m］に長くなり、平均溶接電圧とアーク長とは比例関係
がある。したがって、種々の溶接条件において常にアー
ク長が適正値になるように電圧設定信号を設定するに
は、長年の経験と熟練した技量が必要であった。従来技
術２は、このようにアーク長を適正値に制御するための
溶接電圧自動設定方法に関する技術であり、以下図９乃
至図１３を参照して説明する。

【００３２】図９は、従来技術２の溶接電圧自動設定方
法の原理を説明するための図である。同図の横軸はアー
ク長を示しており、縦軸は１秒間あたりの短絡回数を示
している。同図は、被溶接物にアルミニウム合金Ａ５０
５２を、溶接ワイヤに直径１．２［mm］のＡ５１８３を
使用した前述したアーク長切換パルスアーク溶接方法で
はなく通常のパルスアーク溶接の場合である。

【００３３】溶接ワイヤの溶滴移行にともない時々発生
する短絡は、アーク長が短くなるにつれ多く発生する。
したがって、１秒間あたりの短絡回数とアーク長とは反
比例の関係にある。つまり、アーク長が長いと短絡回数
は少なくなり、アーク長が短いと短絡回数は多くなる。
同図は、上述したアーク長と短絡回数とのこのような関
係を示している。

【００３４】同図に記載したように、適正なアーク長の
範囲は３〜４［mm］であり、これに対応する短絡回数の
範囲は８〜１２［回/s］である。前述したように、適正
なアーク長は種々の溶接条件によらず略一定値であるの
で、それに対応する短絡回数も略一定値となる。したが
って、短絡回数を検出してフィードバック制御を行い電
圧設定信号を自動設定することによって、アーク長を制
御することができる。同図の場合では、短絡回数の検出
値が目標の短絡回数１０［回/s］と等しくなるように電
圧設定信号を自動設定するフィードバック制御を行うこ
とによって、適正なアーク長である３．５［mm］に自動
設定することができる。

【００３５】図１０は、上述した溶接電圧自動設定方法
を行ったときの溶接電流・電圧、電圧設定信号及び短絡
回数検出値の時間変化を示す波形図である。同図（Ａ）
は溶接電流Ｉｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は
溶接電圧Ｖｗの時間変化を示しており、同図（Ｃ）は電
圧設定信号Ｖｓの時間変化を示しており、同図（Ｄ）は
短絡回数検出値Ｎｄの時間変化を示している。

【００３６】溶接電圧自動設定方法は制御周期Ｔｃ毎に
行われ、その制御周期Ｔｃはフィードバック制御におけ
る過渡応答性を良好にするために数百［ms］程度に設定
される。ここではＴｃ＝２００［ms］の場合とすると、
短絡回数の目標値Ｎｓは１秒間あたり１０回であるので
制御周期Ｔｃ毎の目標値は２回となる。しかし、短絡の
発生には時間的なバラツキがあるために、目標とする短
絡回数が小さな値であると制御が不安定になる場合が生
じる。そのために短絡回数検出値Ｎｄとしては、制御周
期Ｔｃ毎に過去１秒間の移動平均値を演算して使用する
ことで、短絡回数の目標値が１０回と大きな値になるよ
うにしている。以下、同図を参照して溶接電圧自動設定
方法の動作を時刻に分けて説明する。

【００３７】時刻ｔ１時点での短絡回数検出値Ｎｄが
２０［回/s］であったとすると、その検出値を入力とし
て時刻ｔ１において次式の演算が行われて電圧設定信号
Ｖｓ(n)が更新される。この時点ではＮｄ＞Ｎｓである
ので、同図（Ｃ）に示すように電圧設定信号Ｖｓ(n)は
大きくなる。Ｖｓ(n)＝Ｇ×（Ｎｄ−Ｎｓ）＋Ｖｓ(n-1) …（１）但し、Ｇは予め設定した誤差増幅率である。

【００３８】時刻ｔ１〜ｔ２の期間中において、同図
（Ｂ）に示すように３回の短絡が発生し、その結果時刻
ｔ２での短絡回数検出値Ｎｄは１８［回/s］となる。時
刻ｔ２においても上記（１）式の演算が行われて、電圧
設定信号Ｖｓ(n)は更新されてさらに大きくなる。時刻ｔ２〜ｔ３の期間中において、同図（Ｂ）に示す
ように３回の短絡が発生し、その結果時刻ｔ３での短絡
回数検出値Ｎｄは１７［回/s］となる。時刻ｔ３におい
ても上記（１）式の演算が行われて、電圧設定信号Ｖｓ
(n)は更新されてさらに大きくなる。時刻ｔ３〜ｔ７の期間中において、上記の動作を制
御周期Ｔｃ毎に繰り返すことによって、電圧設定信号Ｖ
ｓは徐々に大きくなり、それにともなって短絡回数検出
値Ｎｄは徐々に小さくなり短絡回数目標値Ｎｓに近づい
ていく。

【００３９】時刻ｔ７〜ｔ８の期間中において、同図
（Ｂ）に示すように２回の短絡が発生し、その結果時刻
ｔ８での短絡回数検出値Ｎｄは１０［回/s］となる。時
刻ｔ８において上記（１）式の演算が行われて電圧設定
信号Ｖｓ(n)が更新される。この時点においてＮｄ＝Ｎ
ｓとなるので、更新された電圧設定信号はＶｓ(n)＝Ｖ
ｓ(n-1)となり前の値を維持する。上述したように、時刻ｔ８にいて短絡回数検出値Ｎｄは
短絡回数目標値Ｎｓと等しくなり、その結果アーク長は
適正値に制御される。

【００４０】図１１は、上述した従来技術２の溶接電圧
自動設定方法を実施するための溶接電源装置のブロック
図である。図４で示した従来技術１のブロック図と同一
の回路ブロックには同一符号を付しており説明は省略す
る。また、相違する回路ブロックは点線で示しており、
以下同図を参照して説明する。

【００４１】短絡回数設定回路７１は、溶接電圧自動設
定方法における目標値となる短絡回数設定信号Ｎｓを出
力する。また、パルス条件設定回路７２はパルス条件設
定信号Ｐｃを出力する。パルス条件設定信号Ｐｃは、ピ
ーク電流設定信号Ｉｐ、ピーク電流通電時間設定信号Ｔ
ｐ及びベース電流設定信号Ｉｂから形成されている。短
絡判別回路７３は、電圧検出信号Ｖｄを入力として短絡
状態とアーク状態との判別を行い、短絡状態ではその値
が０となりアーク状態ではその値が１となる短絡判別信
号Ｓｄを出力する。

【００４２】波形・アーク長制御回路７４は、上記の電
圧Ａ／Ｄ変換信号Ｖad、短絡回数設定信号Ｎｓ、パルス
条件設定信号Ｐｃ及び短絡判別信号Ｓｄを入力として、
それらの信号をソフトウェア処理して電流設定信号Ｉｓ
を出力する。このソフトウェア処理については図１２及
び図１３を参照して後述する。

【００４３】図１２は、上述した従来技術２のブロック
図における波形・アーク長制御回路７４のソフトウェア
処理を示すフローチャートである。同図において、図５
で示す技術１のときと同一のステップについては、同一
符号を付して説明を省略する。同図と図５との大きな相
違点はステップ404のアーク長制御処理が追加されたこ
とであり、同図において図５と相違するステップは点線
で示している。このフローチャートは、制御周期Ｔｃ＝
２００［ms］の場合である。以下、相違するステップの
処理を説明する。

【００４４】ステップ401において、パルス条件設定信
号Ｐｃを読み込む。パルス条件設定信号Ｐｃは、ピーク
電流設定信号Ｉｐ、ピーク電流通電時間設定信号Ｔｐ及
びベース電流設定信号Ｉｂから形成されている。

【００４５】ステップ402において、短絡回数設定信号
Ｎｓを読み込む。ソフトウェアで使用する以下に示す各
変数にそれぞれ初期値を代入する。予め設定した電圧設
定初期値Ｖsiを電圧設定値Ｖｓに代入し、制御周期カウ
ンタ値ｐを０にリセットし、前回短絡判別値Ｓd0に１を
代入し、短絡発生値Ｆｎを０にリセットし、短絡回数記
憶値Ａ0を０にリセットする。さらに、Ｎｓ／５の演算
を行い短絡回数記憶値Ａ1乃至Ａ5に同じ値を代入する。
制御周期Ｔｃ＝２００［ms］毎に５つの短絡回数記憶値
Ａ1〜Ａ5をＦＩＦＯメモリとして使用することで過去１
秒間の移動平均値である短絡回数検出値Ｎｄを演算す
る。そのために短絡回数記憶値Ａ1乃至Ａ5にＮｓ／５を
初期値として代入している。

【００４６】ステップ403において、ソフトウェアで使
用する変数である波形カウンタ値ｍ及び電圧加算値Ｖｉ
に０を代入して初期化する。ステップ404において、溶
接電圧自動設定を行うための定義済のアーク長制御処理
サブルーチンを呼び出す。このサブルーチン処理につい
ては図１３を参照して後述する。

【００４７】図１３は、前述したアーク長制御処理サブ
ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。以
下、各ステップ毎の処理を説明する。ステップ501にお
いて、短絡回数設定信号Ｎｓ及び短絡判別信号Ｓｄを読
み込む。ステップ502において、前回短絡判別値Ｓd0＝
１かつ上記短絡判別信号Ｓｄ＝０かを判定して、ＹＥＳ
ならばステップ503に進み、ＮＯならばステップ504に進
む。このステップ502では、前回割り込み発生時はＳd0
＝１（アーク状態）であり、今回はＳｄ＝０（短絡状
態）に変化したかを判定している。つまりアーク状態か
ら短絡状態への変化が発生したかを判定していることに
なる。

【００４８】ステップ503において、短絡発生値Ｆｎに
１を代入する。ステップ504において、短絡判別信号Ｓ
ｄを前回短絡判別値Ｓd0に代入する。ステップ505にお
いて、短絡回数記憶値Ａ0と上記短絡発生値Ｆｎとを加
算して、短絡回数記憶値Ａ0に代入する。その後、短絡
発生値Ｆｎを０にリセットし、制御周期カウンタ値ｐに
１を加算する。ステップ506において、上記の制御周期
カウンタ値ｐと予め設定した割り込み周期ΔＴとの乗算
値が、予め設定した制御周期Ｔｃと等しいかを判定し
て、ＹＥＳならばステップ507に進み、ＮＯならばこの
サブルーチン処理を終了してメインルーチンに戻る。

【００４９】ステップ507において、制御周期カウンタ
値ｐを０にリセットする。ステップ508において、短絡
回数記憶値Ａ4を短絡回数記憶値Ａ5に、短絡回数記憶値
Ａ3を短絡回数記憶値Ａ4に、短絡回数記憶値Ａ2を短絡
回数記憶値Ａ3に、短絡回数記憶値Ａ1を短絡回数記憶値
Ａ2に、短絡回数記憶値Ａ0を短絡回数記憶値Ａ1にそれ
ぞれ代入する。その後、短絡回数記憶値Ａ0を０にリセ
ットする。

【００５０】ステップ509において、上記の短絡回数記
憶値によってＡ1＋Ａ2＋Ａ3＋Ａ4＋Ａ5を演算して短絡
回数検出値Ｎｄに代入する。この演算によって過去１秒
間の短絡回数の移動平均値を算出している。ステップ51
0において、前述した（１）式の演算Ｇ・（Ｎｄ−Ｎ
ｓ）＋Ｖｓを行い、電圧設定値Ｖsに代入する。

【００５１】

【発明が解決しようとする課題】図１４は、従来技術１
のアーク長切換パルスアーク溶接方法において、従来技
術２の溶接電圧自動設定方法を行ったときの溶接電流・
電圧、電圧設定信号及び短絡回数検出値の時間変化を示
す波形図である。同図（Ａ）は溶接電流Ｉｗの時間変化
を示しており、同図（Ｂ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を
示しており、同図（Ｃ）は電圧設定信号Ｖｓの時間変化
を示しており、同図（Ｄ）は短絡回数検出値Ｎｄの時間
変化を示している。

【００５２】前述したようにアーク長切換パルスアーク
溶接方法は、２組のパルス波形パラメータを周期的に切
り換えることによってアーク長が長くなる高アーク長時
と短くなる低アーク長時とを周期に変化させて、このア
ーク長の変化によりビード外観に美しい波目模様を形成
することができる。上記において低アーク長時の適正な
アーク長は３〜４［mm］程度であり、他方、美しい波目
模様のビード外観を形成するためには上記のアーク長の
変化は２［mm］程度は必要であるので、結果として高ア
ーク長時の適正なアーク長は５〜６［mm］程度となる。
したがって、アーク長切換パルスアーク溶接方法におい
ては、低アーク長時及び高アーク長時のそれぞれのアー
ク長を上記の適正値に設定する必要がある。以下、同図
を参照して説明する。

【００５３】同図において点線で示す等間隔の縦線は、
制御周期Ｔｃ毎に行われる溶接電圧自動設定方法の制御
タイミングを示している。また、時刻ｔ１〜ｔ３の高ア
ーク長時周期ＨＴ期間中は、第１のパルス波形パラメー
タによるパルス電流群を通電し、時刻ｔ３〜ｔ５の低ア
ーク長時周期ＬＴ期間中は、第２のパルス波形パラメー
タによるパルス電流群を通園する。これ以降の期間につ
いても上記と同様に、高アーク長時周期ＨＴと低アーク
長時周期ＬＴとを交互に繰り返す。

【００５４】短絡回数目標値Ｎｓを１０［回/s］とする
溶接電圧自動設定方法が、制御周期Ｔｃ毎に行われるた
めに、同図（Ｄ）に示す短絡回数検出値Ｎｄは高アーク
長時周期ＨＴ期間中も低アーク長時周期ＬＴ期間中も同
じ値の１０［回/s］を維持することになる。その結果、
アーク長は高アーク長時周期ＨＴ期間中も低アーク長時
周期ＬＴ期間中も同じ長さになる。このため、アーク長
の変化は生じないために、波目模様のビード外観は形成
されない。したがって、従来技術２の溶接電圧自動設定
方法は、従来技術１のアーク長切換パルスアーク溶接方
法には適用することができない。

【００５５】以上のことから、本発明の目的は、アーク
長切換パルスアーク溶接方法において高アーク長時及び
低アーク長時のそれぞれのアーク長を適正値に自動設定
することができる溶接電圧自動設定方法を提供すること
である。

【００５６】

【課題を解決するための手段】以下において、「第１
の」という表現は「高アーク長時」という表現と同一の
意味であり、「第２の」という表現は「低アーク長時」
という表現と同一の意味である。出願時請求項１の発明
は、図１７乃至図１９に示すように、溶滴移行をさせる
第１のピーク電流通電時間ＨＴｐの第１のピーク電流Ｈ
Ｉｂ及び第１の電圧設定信号ＨＶｓによって設定される
第１のベース電流通電時間ＨＴｂの第１のベース電流Ｈ
Ｉｂから形成される第１のパルス電流群を第１のアーク
長が大となる高アーク長時周期ＨＴの間通電し、溶滴移
行をさせる第２のピーク電流通電時間ＬＴｐの第２のピ
ーク電流ＬＩｐ及び第２の電圧設定信号ＬＶｓによって
設定される第２のベース電流通電時間ＬＴｂの第２のベ
ース電流ＬＩｂから形成される第２のパルス電流群を第
２のアーク長が小となる低アーク長時周期ＬＴの間通電
し、上記高アーク長時周期ＨＴと上記低アーク長時周期
ＬＴとを交互に繰り返すことでアーク長を周期的に変化
させて行う消耗電極パルスアーク溶接において、上記高
アーク長時周期ＨＴ期間中の第１の短絡回数算出値ＨＮ
ｄをフィードバック信号とし予め設定した第１の短絡回
数設定信号ＨＮｓを目標値とするフィードバック制御に
よって第１の電圧設定信号ＨＶｓを自動設定することで
第１のアーク長を自動制御し、上記低アーク長時周期Ｌ
Ｔ期間中の第２の短絡回数算出値ＬＮｄをフィードバッ
ク信号とし予め設定した第２の短絡回数設定信号ＬＮｓ
を目標値とするフィードバック制御によって第２の電圧
設定信号ＬＶｓを自動設定することで第２のアーク長を
自動制御するアーク長制御方法である。

【００５７】出願時請求項２の発明は、図２０乃至図２
２に示すように、溶滴移行をさせる第１のピーク電流通
電時間ＨＴｐの第１のピーク電流ＨＩｂ及び第１の電圧
設定信号ＨＶｓによって設定される第１のベース電流通
電時間ＨＴｂの第１のベース電流ＨＩｂから形成される
第１のパルス電流群を第１のアーク長が大となる高アー
ク長時周期ＨＴの間通電し、溶滴移行をさせる第２のピ
ーク電流通電時間ＬＴｐの第２のピーク電流ＬＩｐ及び
第２の電圧設定信号ＬＶｓによって設定される第２のベ
ース電流通電時間ＬＴｂの第２のベース電流ＬＩｂから
形成される第２のパルス電流群を第２のアーク長が小と
なる低アーク長時周期ＬＴの間通電し、上記高アーク長
時周期ＨＴと上記低アーク長時周期ＬＴとを交互に繰り
返すことでアーク長を周期的に変化させて行う消耗電極
パルスアーク溶接において、上記低アーク長時周期ＬＴ
期間中の第２の短絡回数算出値ＬＮｄをフィードバック
信号とし予め設定した第２の短絡回数設定信号ＬＮｓを
目標値とするフィードバック制御によって第２の電圧設
定信号ＬＶｓを自動設定することで第２のアーク長を自
動制御すると共に、この第２の電圧設定信号ＬＶｓと予
め設定した電圧設定偏差ΔＶｓとを加算することによっ
て第１の電圧設定信号ＨＶｓを演算し、上記高アーク長
時周期ＨＴ期間中は上記演算された第１の電圧設定信号
ＨＶｓの値を維持することで第１のアーク長を自動制御
するアーク長制御方法である。

【００５８】出願時請求項３の発明は、図２０乃至図２
２に示すように、溶滴移行をさせる第１のピーク電流通
電時間ＨＴｐの第１のピーク電流ＨＩｂ及び第１の電圧
設定信号ＨＶｓによって設定される第１のベース電流通
電時間ＨＴｂの第１のベース電流ＨＩｂから形成される
第１のパルス電流群を第１のアーク長が大となる高アー
ク長時周期ＨＴの間通電し、溶滴移行をさせる第２のピ
ーク電流通電時間ＬＴｐの第２のピーク電流ＬＩｐ及び
第２の電圧設定信号ＬＶｓによって設定される第２のベ
ース電流通電時間ＬＴｂの第２のベース電流ＬＩｂから
形成される第２のパルス電流群を第２のアーク長が小と
なる低アーク長時周期ＬＴの間通電し、上記高アーク長
時周期ＨＴと上記低アーク長時周期ＬＴとを交互に繰り
返すことでアーク長を周期的に変化させて行う消耗電極
パルスアーク溶接において、上記高アーク長時周期ＨＴ
期間中の第１の短絡回数算出値ＨＮｄをフィードバック
信号とし予め設定した第１の短絡回数設定信号ＨＮｓを
目標値とするフィードバック制御によって第１の電圧設
定信号ＨＶｓを自動設定することで第１のアーク長を自
動制御すると共に、この第１の電圧設定信号ＨＶｓから
予め設定した電圧設定偏差ΔＶｓを減算することによっ
て第２の電圧設定信号ＬＶｓを演算し、上記低アーク長
時周期ＬＴ期間中は上記演算された第２の電圧設定信号
ＬＶｓの値を維持することで第２のアーク長を自動制御
するアーク長制御方法である。

【００５９】出願時請求項４の発明は、図２０乃至図２
２に示すように、出願時請求項２又は出願時請求項３に
記載の電圧設定偏差ΔＶｓの設定値を溶接電流値又はシ
ールドガスの種類又は溶接ワイヤの種類に対応させて変
化させる出願時請求項２又は出願時請求項３に記載する
アーク長制御方法である。

【００６０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、図１７乃
至図１９に示すように、溶滴移行をさせる第１のピーク
電流通電時間ＨＴｐの第１のピーク電流ＨＩｂ及び第１
の電圧設定信号ＨＶｓによって設定される第１のベース
電流通電時間ＨＴｂの第１のベース電流ＨＩｂから形成
される第１のパルス電流群を第１のアーク長が大となる
高アーク長時周期ＨＴの間通電し、溶滴移行をさせる第
２のピーク電流通電時間ＬＴｐの第２のピーク電流ＬＩ
ｐ及び第２の電圧設定信号ＬＶｓによって設定される第
２のベース電流通電時間ＬＴｂの第２のベース電流ＬＩ
ｂから形成される第２のパルス電流群を第２のアーク長
が小となる低アーク長時周期ＬＴの間通電し、上記高ア
ーク長時周期ＨＴと上記低アーク長時周期ＬＴとを交互
に繰り返すことでアーク長を周期的に変化させて行う消
耗電極パルスアーク溶接において、上記高アーク長時周
期ＨＴ期間中の第１の短絡回数算出値ＨＮｄをフィード
バック信号とし予め設定した第１の短絡回数設定信号Ｈ
Ｎｓを目標値とするフィードバック制御によって第１の
電圧設定信号ＨＶｓを自動設定することで第１のアーク
長を自動制御し、上記低アーク長時周期ＬＴ期間中の第
２の短絡回数算出値ＬＮｄをフィードバック信号とし予
め設定した第２の短絡回数設定信号ＬＮｓを目標値とす
るフィードバック制御によって第２の電圧設定信号ＬＶ
ｓを自動設定することで第２のアーク長を自動制御する
アーク長制御方法である。

【００６１】

【実施例】（実施例１）図１５は、本発明の実施例１に
よる溶接電圧自動設定方法の原理を説明するための図で
ある。同図の横軸はアーク長を示しており、縦軸は１秒
間あたりの短絡回数を示している。同図は、図中の説明
文以外は前述した図９と同一の図であるので、溶接条件
等についての説明は省略する。

【００６２】実施例１の溶接電圧自動設定方法では、高
アーク長時のアーク長が適正値となる高アーク長時の短
絡回数目標値ＨＮｓと、低アーク長時のアーク長が適正
値となる低アーク長時の短絡回数目標値ＬＮｓとをそれ
ぞれ独立した目標値としてアーク長の自動設定を行う。
同図において、高アーク長時のアーク長の適正値を５．
５［mm］とするとそれに対応する高アーク長時の短絡回
数目標値ＨＮｓは５［回/s］となり、低アーク長時のア
ーク長の適正値を３．５［mm］とするとそれに対応する
低アーク長時の短絡回数目標値ＬＮｓは１０［回/s］と
なる。

【００６３】図１６は、アーク長切換パルスアーク溶接
方法において、実施例１の溶接電圧自動設定方法を行っ
たときの溶接電流・電圧、電圧設定信号及び短絡回数検
出値の時間変化を示す波形図である。同図（Ａ）は溶接
電流Ｉｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は溶接電
圧Ｖｗの時間変化を示しており、同図（Ｃ）は電圧設定
信号Ｖｓの時間変化を示しており、同図（Ｄ）は短絡回
数検出値Ｎｄの時間変化を示している。

【００６４】同図において点線の縦線は制御タイミング
を示しており、高アーク長時周期ＨＴ期間中は高アーク
長時の制御周期ＨＴｃ毎の時間間隔となり、低アーク長
時周期ＬＴ期間中は低アーク長時の制御周期ＬＴｃ毎の
時間間隔となる。また、時刻ｔ１〜ｔ３の高アーク長時
周期ＨＴ期間中は第１のパルス波形パラメータによるパ
ルス電流群を通園し、時刻ｔ３〜ｔ５の低アーク長時周
期ＬＴ期間中は第２のパルス波形パラメータによるパル
ス電流群を通園する。これ以降の期間についても上記と
同様に、高アーク長時周期ＨＴと低アーク長時周期ＬＴ
とを交互に繰り返す。以下、同図を参照して動作の説明
を行う。

【００６５】高アーク長時周期ＨＴ期間中の各制御タ
イミングにおいて、高アーク長時の短絡回数算出値ＨＮ
ｄを入力として次式の演算を行い、新しい高アーク長時
電圧設定信号ＨＶｓに更新する。ＨＶｓ(n)＝Ｇ１×（ＨＮｄ−ＨＮｓ）＋ＨＶｓ(n-1) …（２）但し、Ｇ１は、予め設定した誤差増幅率である。上記に
おいて、高アーク長時の制御周期ＨＴｃは、低アーク長
時周期ＬＴ期間を除外して高アーク長時周期ＨＴ期間が
連続して継続していると仮想して時間経過を計測する。
つまり、高アーク長時の制御周期ＨＴｃの計測タイマ
は、低アーク長時周期ＬＴ期間中は停止している。ま
た、高アーク長時の短絡回数算出値ＨＮｄについても同
様に、低アーク長時周期ＬＴ期間を除外して高アーク長
時周期ＨＴ期間が連続して継続していると仮想して算出
している。

【００６６】低アーク長時周期ＬＴ期間中の各制御タ
イミングにおいて、低アーク長時の短絡回数算出値ＬＮ
ｄを入力として次式の演算を行い、新しい低アーク長時
電圧設定信号ＬＶｓに更新する。ＬＶｓ(n)＝Ｇ２×（ＬＮｄ−ＬＮｓ）＋ＬＶｓ(n-1) …（３）但し、Ｇ２は、予め設定した誤差増幅率である。上記に
おいて、低アーク長時の制御周期ＬＴｃの計測方法及び
低アーク長時の短絡回数算出値ＬＮｄの算出方法につい
ては、対応する語句を置換することでと同様である。

【００６７】同図において時刻ｔ１〜ｔ３の高アーク長
時周期ＨＴ期間中は、時刻ｔ１及び時刻ｔ２の制御タミ
ングで上記（２）式の演算が行われる結果、同図（Ｃ）
に示す電圧設定信号Ｖｓは高アーク長時電圧設定信号Ｈ
Ｖｓとなり、同図（Ｄ）に示す短絡回数検出値Ｎｄは、
高アーク長時の短絡回数目標値ＨＮｓと等しい短絡回数
算出値ＨＮｄになる。その結果、この期間中のアーク長
は、高アーク長時の適正値に自動設定される。

【００６８】同様に、時刻ｔ３〜ｔ５の低アーク長時周
期ＬＴ期間中は、時刻ｔ３及び時刻ｔ４の制御タミング
で上記（３）式の演算が行われる結果、同図（Ｃ）に示
す電圧設定信号Ｖｓは低アーク長時電圧設定信号ＬＶｓ
となり、同図（Ｄ）に示すように短絡回数検出値Ｎｄ
は、低アーク長時の短絡回数目標値ＬＮｓと等しい短絡
回数算出値ＬＮｄになる。その結果、この期間中のアー
ク長は、低アーク長時の適正値に自動設定される。時刻
ｔ５以降についても上記と同様である。

【００６９】上述したように実施例１の溶接電圧自動設
定方法では、高アーク長時及び低アーク長時のアーク長
を適正値に自動設定することができるので、美しい波目
模様のビード外観を形成することができると共に、溶接
継手部の健全性も確保することができ使い勝手も改善さ
れる。

【００７０】図１７は、アーク長切換パルスアーク溶接
方法において、上述した実施例１の溶接電圧自動設定方
法を実施するための溶接電源装置のブロック図である。
図４及び図１１で示した従来技術１及び従来技術２のブ
ロック図と同一の回路ブロックには同一符号を付してお
り説明は省略する。また、相違する回路ブロックは点線
で示しており、以下同図を参照して説明する。

【００７１】高アーク長時短絡回数設定回路８１は、高
アーク長時の短絡回数目標値となる短絡回数設定信号Ｈ
Ｎｓを出力する。低アーク長時短絡回数設定回路８２
は、低アーク長時の短絡回数目標値となる短絡回数設定
信号ＬＮｓを出力する。波形・アーク長制御回路８３
は、電圧Ａ／Ｄ変換信号Ｖad、高アーク長時短絡回数設
定信号ＨＮｓ、低アーク長時短絡回数設定信号ＬＮｓ、
高アーク長時パルス条件設定信号Ｈpc、低アーク長時パ
ルス条件設定信号Ｌpc及び短絡判別信号Ｓｄを入力とし
て、それらの信号をソフトウェア処理して電流設定信号
Ｉｓを出力する。このソフトウェア処理については図１
８及び図１９を参照して後述する。

【００７２】図１８は、上述した実施例１のブロック図
における波形・アーク長制御回路８３のソフトウェア処
理を示すフローチャートである。同図において、図１２
で示した従来技術2のときと同一のステップについて
は、同一符号を付して説明を省略する。同図と図１２と
の大きな相違点はステップ602のアーク長制御処理内容
が変更されたことであり、同図において図１２と相違す
るステップは点線で示している。このフローチャート
は、高アーク長時の制御周期ＨＴｃ及び低アーク長時の
制御周期ＬＴｃが共に２００［ms］の場合である。以
下、相違するステップの処理を説明する。

【００７３】ステップ601において、高アーク長時短絡
回数設定信号ＨＮｓ及び低アーク長時短絡回数設定信号
ＬＮｓを読み込む。ソフトウェアで使用する以下に示す
各変数にそれぞれ初期値を代入する。予め設定した高ア
ーク長時電圧設定初期値ＨＶsiを高アーク長時電圧設定
値ＨＶｓに代入し、予め設定した低アーク長時電圧設定
初期値ＬＶsiを低アーク長時電圧設定値ＬＶｓに代入
し、高アーク長時制御周期カウンタ値ｐ及び低アーク長
時制御周期カウンタ値ｑを０にリセットし、前回短絡判
別値Ｓd0に１を代入し、短絡発生値Ｆｎを０にリセット
し、高アーク長時短絡回数記憶値Ａ0及び低アーク長時
短絡回数記憶値Ｂ0を０にリセットする。さらに、ＨＮ
ｓ／５の演算を行い高アーク長時短絡回数記憶値Ａ1乃
至Ａ5に同じ値を代入し、ＬＮｓ／５の演算を行い低ア
ーク長時短絡回数記憶値Ｂ1乃至Ｂ5に同じ値を代入す
る。同図では高アーク長時制御周期ＨＴｃ及び低アーク
長時制御周期ＬＴｃは両者とも２００［ms］の場合であ
るので、５つの短絡回数記憶値Ａ1〜Ａ5及びＢ1〜Ｂ5を
ＦＩＦＯメモリとして使用することで過去１秒間の移動
平均値である高アーク長時短絡回数算出値ＨＮｄ及び低
アーク長時短絡回数算出値ＬＮｄを演算する。ステップ
602において、溶接電圧自動設定を行うための定義済の
アーク長制御処理サブルーチンを呼び出す。このサブル
ーチン処理については図１９を参照して後述する。

【００７４】図１９は、前述した図１８のアーク長制御
処理サブルーチンの処理内容を示すフローチャートであ
る。同図において、図１３で示す従来技術２のときと同
一のステップには同一の符号を付しており、説明は省略
する。同図と図１３との大きな相違点は、高アーク長時
周期ＨＴと低アーク長時周期ＬＴとで独立したアーク長
の自動設定を行うことであり、同図において図１３と相
違するステップは点線で示している。以下、相違するス
テップの処理を説明する。ステップ701において、高ア
ーク長時短絡回数設定信号ＨＮｓ、低アーク長時短絡回
数設定信号ＬＮｓ及び短絡判別信号Ｓｄを読み込む。ス
テップ702において、周期カウンタ値ｎと予め設定した
割り込み周期ΔＴとの乗算値が高アーク長時周期ＨＴ未
満かを判定して、ＹＥＳならばステップ703に進み、Ｎ
Ｏならばステップ709に進む。このステップ702の分岐に
よって、高アーク長時周期ＨＴ期間中はステップ703以
降の溶接電圧自動設定処理を行い、低アーク長時周期Ｌ
Ｔ期間中はステップ709以降の溶接電圧自動設定処理を
行う。。

【００７５】ステップ703において、高アーク長時短絡
回数記憶値Ａ0と短絡発生値Ｆｎとを加算して、高アー
ク長時短絡回数記憶値Ａ0に代入する。その後、短絡発
生値Ｆｎを０にリセットし、高アーク長時制御周期カウ
ンタ値ｐに１を加算する。ステップ704において、上記
の高アーク長時制御周期カウンタ値ｐと予め設定した割
り込み周期ΔＴとの乗算値が予め設定した高アーク長時
制御周期ＨＴｃと等しいかを判定して、ＹＥＳならばス
テップ705に進み、ＮＯならばこのサブルーチン処理を
終了してメインルーチンに戻る。

【００７６】ステップ705において、高アーク長時制御
周期カウンタ値ｐを０にリセットする。ステップ706に
おいて、高アーク長時の短絡回数記憶値Ａ4を短絡回数
記憶値Ａ5に、短絡回数記憶値Ａ3を短絡回数記憶値Ａ4
に、短絡回数記憶値Ａ2を短絡回数記憶値Ａ3に、短絡回
数記憶値Ａ1を短絡回数記憶値Ａ2に、短絡回数記憶値Ａ
0を短絡回数記憶値Ａ1にそれぞれ代入する。その後、高
アーク長時の短絡回数記憶値Ａ0を０にリセットする。

【００７７】ステップ707において、上記の高アーク長
時の短絡回数記憶値によってＡ1＋Ａ2＋Ａ3＋Ａ4＋Ａ5
を演算して高アーク長時の短絡回数算出値ＨＮｄに代入
する。この演算によって過去１秒間の高アーク長時周期
ＨＴ期間中のみの短絡回数の移動平均値を算出してい
る。ステップ708において、前述した（２）式の演算Ｇ
１・（ＨＮｄ−ＨＮｓ）＋ＨＶｓを行い、高アーク長時
の電圧設定値ＨＶsに代入する。

【００７８】ステップ709において、低アーク長時短絡
回数記憶値Ｂ0と短絡発生値Ｆｎとを加算して、低アー
ク長時短絡回数記憶値Ｂ0に代入する。その後、短絡発
生値Ｆｎを０にリセットし、低アーク長時制御周期カウ
ンタ値ｑに１を加算する。ステップ710において、上記
の低アーク長時制御周期カウンタ値ｑと予め設定した割
り込み周期ΔＴとの乗算値が予め設定した低アーク長時
制御周期ＬＴｃと等しいかを判定して、ＹＥＳならばス
テップ711に進み、ＮＯならばこのサブルーチン処理を
終了してメインルーチンに戻る。

【００７９】ステップ711において、低アーク長時制御
周期カウンタ値ｑを０にリセットする。ステップ712に
おいて、低アーク長時の短絡回数記憶値Ｂ4を短絡回数
記憶値Ｂ5に、短絡回数記憶値Ｂ3を短絡回数記憶値Ｂ4
に、短絡回数記憶値Ｂ2を短絡回数記憶値Ｂ3に、短絡回
数記憶値Ｂ1を短絡回数記憶値Ｂ2に、短絡回数記憶値Ｂ
0を短絡回数記憶値Ｂ1にそれぞれ代入する。その後、低
アーク長時の短絡回数記憶値Ｂ0を０にリセットする。

【００８０】ステップ712において、上記の低アーク長
時の短絡回数記憶値によってＢ1＋Ｂ2＋Ｂ3＋Ｂ4＋Ｂ5
を演算して低アーク長時の短絡回数算出値ＬＮｄに代入
する。この演算によって過去１秒間の低アーク長時周期
ＬＴ期間中のみの短絡回数の移動平均値を算出してい
る。ステップ713において、前述した（３）式の演算Ｇ
２・（ＬＮｄ−ＬＮｓ）＋ＬＶｓを行い、低アーク長時
の電圧設定値ＬＶsに代入する。

【００８１】（実施例２）図２において前述したよう
に、アーク長は電圧設定信号Ｖｓによって設定すること
ができるが、適正なアーク長に設定したときの電圧設定
信号Ｖｓは、溶接電流、シールドガスの種類、溶接ワイ
ヤの種類、溶接速度、溶接継手形状、溶接姿勢等の種々
の溶接条件によって異なった値となる。以下、上記の溶
接条件が溶接条件１及び溶接条件２の２種類ある場合に
ついて説明する。

【００８２】溶接条件１において、高アーク長時のアー
ク長を適正値に設定したときの電圧設定信号がＨＶs1で
あり、低アーク長時のアーク長を適正値に設定したとき
の電圧設定信号がＬＶs1であるとする。同様に、溶接条
件２において、高アーク長時のアーク長を適正値に設定
したときの電圧設定信号がＨＶs2であり、低アーク長時
のアーク長を適正値に設定したときの電圧設定信号がＬ
Ｖs2であるとする。上述したように溶接条件が異なれば
同じアーク長に設定したとしても電圧設定信号は異なっ
た値になるので、ＨＶs1≠ＨＶs2及びＬＶs1≠ＬＶs2と
なる。ここで溶接条件１のときの電圧設定偏差ΔＶs1＝
ＨＶs1−ＬＶs1と定義すると、同様に溶接条件２のとき
の電圧設定偏差ΔＶs2＝ＨＶs2−ＬＶs2となる。この電
圧設定偏差はアーク長の変化幅に比例するが、上述した
溶接条件によっては大きな影響を受けない。したがっ
て、アーク長の変化幅が同じであれば、溶接条件によら
ず電圧設定偏差は略同一値ΔＶｓであると見なすことが
できるので、上記のΔＶs1≒ΔＶs2≒ΔＶｓとなる。こ
のため、低アーク長時の電圧設定信号ＬＶs1又はＬＶs2
の設定値からＨＶs1＝ＬＶs1＋ΔＶｓ又はＨＶs2＝ＬＶ
s2＋ΔＶｓの演算によって、高アーク長時の電圧設定信
号ＨＶs1又はＨＶs2を算出することができる。

【００８３】上述したことから実施例２の溶接電圧自動
設定方法は以下のように動作する。低アーク長時周期ＬＴ期間中は、低アーク長時の制御
周期ＬＴｃ毎に上述した（３）式ＬＶｓ(n)＝Ｇ２×
（ＬＮｄ−ＬＮｓ）＋ＬＶｓ(n-1)によって、低アーク
長時電圧設定信号ＬＶｓを演算する。同時に、上記ＬＶ
ｓ(n)を入力として次式によって高アーク長時電圧設定
信号ＨＶｓを演算する。ＨＶｓ(n)＝ＬＶｓ(n)＋ΔＶｓ …（４）但し、ΔＶｓは予め設定した電圧設定偏差である。高アーク長時周期ＨＴ期間中は、で演算した高アー
ク長時電圧設定信号ＨＶｓをそのまま設定値として維持
する。

【００８４】上述した実施例２の溶接電圧自動設定方法
は、実施例１と同様に高アーク長時及び低アーク長時の
アーク長を適正値に自動設定することができるので、美
しい波目模様のビード外観を形成することができると共
に、溶接継手部の健全性も確保することができる。さら
に、実施例２の制御アルゴリズムは、実施例１の制御ア
ルゴリズムに比べて簡素化することができるという特徴
を有している。このため、制御用ソフトウェアのステッ
プ数が少なくなるので、ソフトウェアのメンテナンスが
容易になると共に、ソフトウェアを動作させるためのＲ
ＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等のハードウェアとして小容量で
安価な部品を使用することができる。

【００８５】図２０は、アーク長切換パルスアーク溶接
方法において、上述した実施例２の溶接電圧自動設定方
法を実施するための溶接電源装置のブロック図である。
図１７で示した実施例１のブロック図と同一の回路ブロ
ックには同一符号を付しており説明は省略する。また、
相違する回路ブロックは点線で示しており、以下同図を
参照して説明する。

【００８６】波形・アーク長制御回路９１は、電圧Ａ／
Ｄ変換信号Ｖad、低アーク長時短絡回数設定信号ＬＮ
ｓ、高アーク長時パルス条件設定信号Ｈpc、低アーク長
時パルス条件設定信号Ｌpc及び短絡判別信号Ｓｄを入力
として、それらの信号をソフトウェア処理して電流設定
信号Ｉｓを出力する。このソフトウェア処理については
図２１及び図２２を参照して後述する。

【００８７】図２１は、上述した実施例２のブロック図
における波形・アーク長制御回路８３のソフトウェア処
理を示すフローチャートである。同図において、図１８
で示す実施例１のときと同一のステップについては、同
一符号を付して説明を省略する。同図と図１８との大き
な相違点は、ステップ802において低アーク長時周期Ｌ
Ｔ期間中のみ溶接電圧自動設定処理を行うことであり、
同図において図１８と相違するステップは点線で示して
いる。このフローチャートは、低アーク長時の制御周期
ＬＴｃが２００［ms］の場合である。以下、相違するス
テップの処理を説明する。

【００８８】ステップ801において、低アーク長時短絡
回数設定信号ＬＮｓを読み込む。また、ソフトウェアで
使用する以下に示す各変数にそれぞれ初期値を代入す
る。予め設定した低アーク長時電圧設定初期値ＬＶsiを
低アーク長時電圧設定値ＬＶｓに代入し、低アーク長時
制御周期カウンタ値ｑを０にリセットし、前回短絡判別
値Ｓd0に１を代入し、短絡発生値Ｆｎを０にリセット
し、低アーク長時短絡回数記憶値Ｂ0を０にリセットす
る。さらに、ＬＮｓ／５の演算を行い低アーク長時短絡
回数記憶値Ｂ1乃至Ｂ5に同じ値を代入する。同図では低
アーク長時制御周期ＬＴｃは２００［ms］の場合である
ので、５つの短絡回数記憶値Ｂ1〜Ｂ5をＦＩＦＯメモリ
として使用することで過去１秒間の移動平均値である低
アーク長時短絡回数算出値ＬＮｄを演算する。ステップ
802において、溶接電圧自動設定を行うための定義済の
アーク長制御処理サブルーチンを呼び出す。このサブル
ーチン処理については図２２を参照して後述する。

【００８９】図２２は、前述した図２１のアーク長制御
処理サブルーチンの処理内容を示すフローチャートであ
る。同図において、図１９で示す実施例１のときと同一
のステップには同一の符号を付しており、説明は省略す
る。同図と図１９との大きな相違点は、低アーク長時周
期ＬＴ期間中のみ溶接電圧自動設定処理を行うことであ
り、同図において図１８と相違するステップは点線で示
している。以下、相違するステップの処理を説明する。
ステップ901において、低アーク長時短絡回数設定信号
ＬＮｓ及び短絡判別信号Ｓｄを読み込む。ステップ902
において、周期カウンタ値ｎと予め設定した割り込み周
期ΔＴとの乗算値が高アーク長時周期ＨＴ未満かを判定
して、ＹＥＳならばこのサブルーチン処理を終了してメ
インルーチンに戻り、ＮＯならばステップ709に進む。
このステップ902では、低アーク長時周期ＬＴ期間中の
みステップ709以降の溶接電圧自動設定処理を行う。ス
テップ903において、前述した（４）式に従い低アーク
長時電圧設定値ＬＶｓと予め設定した電圧設定偏差ΔＶ
ｓとの加算を行い、高アーク長時電圧設定値ＨＶｓに代
入する。

【００９０】上述した図２０乃至図２２においては、低
アーク長時周期ＬＴ期間中にアーク長自動設定のための
電圧設定信号の演算を行っているが、下記のように高ア
ーク長時周期ＨＴ期間中にのみ溶接電圧自動設定のため
の電圧設定信号の演算を行っても良い。高アーク長時周期ＨＴ期間中は、高アーク長時の制御
周期ＨＴｃ毎に上述した（２）式ＨＶｓ(n)＝Ｇ１×
（ＨＮｄ−ＨＮｓ）＋ＨＶｓ(n-1)によって、高アーク
長時電圧設定信号ＨＶｓを演算する。同時に、上記ＨＶ
ｓ(n)を入力として次式によって低アーク長時電圧設定
信号ＬＶｓを演算する。ＬＶｓ(n)＝ＨＶｓ(n)−ΔＶｓ …（５）但し、ΔＶｓは予め設定した電圧設定偏差である。低アーク長時周期ＬＴ期間中は、で演算した低アー
ク長時電圧設定信号ＬＶｓをそのまま設定値として維持
する。

【００９１】さらに、上記においては、電圧設定偏差Δ
Ｖｓは予め設定した定数であるが、より精密なアーク長
の設定が必要となる場合には、溶接電流、シールドガス
の種類、溶接ワイヤの種類等に対応してその定数値を変
更しても良い。例えば、溶接電流が大きくなるのに比例
して電圧設定偏差ΔＶｓも大きくなるようにすることも
できる。また、シールドガスを炭酸ガスから炭酸ガスと
アルゴンガスとの混合ガスに変更した場合には、電圧設
定偏差ΔＶｓを小さくする方がよい。さらには、溶接ワ
イヤの直径を１．２［mm］から１．６［mm］に変更した
場合には、電圧設定偏差ΔＶｓを大きくする方がよい。

【００９２】これまでの説明は、被溶接物の材質がアル
ミニウム合金である場合について述べてきたが、それ以
外にもアルミニウム、鉄鋼、ステンレス鋼等のパルスア
ーク溶接についても同様に本発明を適用することができ
る。

【００９３】

【本発明の効果】本発明は、アーク長切換パルスアーク
溶接方法において、溶接条件が種々に変化しても高アー
ク長時及び低アーク長時のそれぞれのアーク長を適正値
に常に自動制御することができるので、美しい波目模様
のビード外観を形成することができると共に、溶接継手
部の健全性を確保することができる。また、出願時請求
項１の発明は、高アーク長時及び低アーク長時のそれぞ
れのアーク長を独立して自動制御することができるの
で、厳格な溶接品質を要求されるような溶接構造物に対
応した溶接施工を行うことができる。また、出願時請求
項２及び出願時請求項３の発明は、低アーク長時周期又
は高アーク長時周期のいずれか一方の期間中のみでアー
ク長の自動制御を行うことができるので、制御アルゴリ
ズムを簡素化することができる。このため、制御用ソフ
トウェアのステップ数が少なくなるので、ソフトウェア
のメンテナンスが容易になると共に、ソフトウェアを動
作させるためのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等のハードウェ
アとして小容量で安価な部品を使用することができる。
さらに、出願時請求項４の発明は、上記の出願時請求項
２及び出願時請求項３の効果に加えて、電圧設定偏差Δ
Ｖｓを溶接電流、シールドガスの種類、溶接ワイヤの種
類等に対応してその定数値を変更することによって、高
アーク長時又は低アーク長時のアーク長を微調整するこ
とができるので、さらに高品質な溶接を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来技術１のアーク長切換パルスアー
ク溶接における溶接電流波形及び溶接電圧波形を示す図
である。

【図２】図２は、従来技術１のアーク長切換パルスアー
ク溶接におけるアーク発生部の模式図である。

【図３】図３は、従来技術１のアーク長切換パルスアー
ク溶接による溶接ビード外観の一例を示す図である。

【図４】図４は、従来技術１を実施するための溶接電源
装置のブロック図である。

【図５】図５は、図４で示す従来技術１のブロック図に
おける波形制御回路６８のソフトウェア処理を示すフロ
ーチャートである。

【図６】図６は、図５のパルス条件切換処理サブルーチ
ンの処理内容を示すフローチャートである。

【図７】図７は、図５の電流設定生成処理サブルーチン
の処理内容を示すフローチャートである。

【図８】図８は、従来医術１の装置における各信号のタ
イミングチャートである。

【図９】図９は、従来技術２の溶接電圧自動設定方法の
原理を説明するための図である。

【図１０】図１０は、従来技術２の溶接電圧自動設定方
法を行ったときの溶接電流・電圧、電圧設定信号及び短
絡回数検出値の時間変化を示す波形図である。

【図１１】図１１は、従来技術２の溶接電圧自動設定方
法を実施するための溶接電源装置のブロック図である。

【図１２】図１２は、図１１に示す従来技術２のブロッ
ク図における波形・アーク長制御回路７４のソフトウェ
ア処理を示すフローチャートである。

【図１３】図１３は、図１２のアーク長制御処理サブル
ーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【図１４】図１４は、従来技術１のアーク長切換パルス
アーク溶接方法において、従来技術２の溶接電圧自動設
定方法を行ったときの溶接電流・電圧、電圧設定信号及
び短絡回数検出値の時間変化を示す波形図である。

【図１５】図１５は、本発明の実施例１による溶接電圧
自動設定方法の原理を説明するための図である。

【図１６】図１６は、アーク長切換パルスアーク溶接方
法において、実施例１の溶接電圧自動設定方法を行った
ときの溶接電流・電圧、電圧設定信号及び短絡回数検出
値の時間変化を示す波形図である。

【図１７】図１７は、アーク長切換パルスアーク溶接方
法において、実施例１の溶接電圧自動設定方法を実施す
るための溶接電源装置のブロック図である。

【図１８】図１８は、図１７に示す実施例１のブロック
図における波形・アーク長制御回路８３のソフトウェア
処理を示すフローチャートである。

【図１９】図１９は、図１８のアーク長制御処理サブル
ーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【図２０】図２０は、アーク長切換パルスアーク溶接方
法において、実施例２の溶接電圧自動設定方法を実施す
るための溶接電源装置のブロック図である。

【図２１】図２１は、図２０に示す実施例２のブロック
図における波形・アーク長制御回路８３のソフトウェア
処理を示すフローチャートである。

【図２２】図２２は、図２１のアーク長制御処理サブル
ーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１溶接ワイヤ２被溶接材、被溶接物２ａ高アーク長時の溶融池２ｂ低アーク長時の溶融池２ｃ溶接ビード３ａ高アーク長時のアーク３ｂ低アーク長時のアーク４ａコンタクトチップ４ｂノズル５ワイヤ送給装置の送給ロール６１出力制御回路６２電圧検出器６３Ａ／Ｄ変換回路６４高アーク長時電圧設定回路６５低アーク長時電圧設定回路６６高アーク長時パルス条件設定回路６７低アーク長時パルス条件設定回路６８波形制御回路６９Ｄ／Ａ変換回路６１０電流検出器７１短絡回数設定回路７２パルス条件設定回路７３短絡判別回路７４、８３、９１波形・アーク長制御回路８１高アーク長時の短絡回数設定回路８２低アーク長時の短絡回数設定回路Ａ０〜Ａ5 （高アーク長時の）短絡回数記憶値Ｂ０〜Ｂ5 低アーク長時の短絡回数記憶値ＥＡ誤差増幅回路Ｅａ誤差増幅信号Ｆｎ短絡発生値Ｇ、Ｇ１、Ｇ２誤差増幅率ＨＩｂ高アーク長時のベース電流（設定信号）ＨＩｐ高アーク長時のピーク電流（設定信号）ＨＬａ高アーク長時のアーク長ＨＮｓ高アーク長時の短絡回数設定信号ＨＮｄ高アーク長時短絡回数算出値Ｈpc 高アーク長時パルス条件設定信号ＨＴ高アーク長時周期ＨＴｂ高アーク長時のベース電流通電時間（設定信
号）ＨＴｃ高アーク長時の制御周期ＨＴｐ高アーク長時のピーク電流通電時間（設定信
号）ＨＶｓ高アーク長時の電圧設定信号ＨＶsi 高アーク長時の電圧設定初期値Ｉｂベース電流設定値／設定信号Ｉｄ電流検出信号Ｉda 電流Ｄ／Ａ変換信号Ｉｐピーク電流設定値／設定信号Ｉｓ電流設定信号Ｉｗ溶接電流ＬＩｂ低アーク長時のベース電流（設定信号）ＬＩｐ低アーク長時のピーク電流（設定信号）ＬＬａ低アーク長時のアーク長ＬＮｓ低アーク長時の短絡回数設定信号ＬＮｄ低アーク長時短絡回数算出値 Lpc 低アーク長時パルス条件設定信号ＬＴ低アーク長時周期ＬＴｂ低アーク長時のベース電流通電時間（設定信
号）ＬＴｃ低アーク長時の制御周期ＬＴｐ低アーク長時のピーク電流通電時間（設定信
号）ＬＶｓ低アーク長時の電圧設定信号 LＶsi 低アーク長時の電圧設定初期値ｍ波形カウンタ値ｎ周期カウンタ値Ｎｄ短絡回数検出値Ｎｓ短絡回数目標値／設定信信号ｐ（高アーク長時）制御周期カウンタ値Ｐｃパルス条件設定信号ｑ低アーク長時の制御周期カウンタ値Ｓｄ短絡判別信号Ｓd0 前回短絡判別値ｔ時間ｔ０〜ｔ７時刻Ｔｃ制御周期Ｔｐピーク電流通電時間設定値／設定信号Ｖad 電圧Ａ／Ｄ変換信号Ｖｉ電圧加算値Ｖia 平均電圧値Ｖｓ電圧設定信号／設定値Ｖsi 電圧設定初期値Ｖｗ溶接電圧 ΔＴ割り込み周期

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川和一大阪市淀川区田川２丁目１番11号株式会社ダイヘン内 (72)発明者武田恒雄大阪市淀川区田川２丁目１番11号株式会社ダイヘン内Ｆターム(参考） 4E082 AA01 AB01 BA04 EA06 EC17 ED01 EF01 EF07 EF14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶滴移行をさせる第１のピーク電流通電
時間の第１のピーク電流及び第１の電圧設定信号によっ
て設定される第１のベース電流通電時間の第１のベース
電流から形成される第１のパルス電流群を第１のアーク
長が大となる高アーク長時周期の間通電し、溶滴移行を
させる第２のピーク電流通電時間の第２のピーク電流及
び第２の電圧設定信号によって設定される第２のベース
電流通電時間の第２のベース電流から形成される第２の
パルス電流群を第２のアーク長が小となる低アーク長時
周期の間通電し、前記高アーク長時周期と前記低アーク
長時周期とを交互に繰り返すことでアーク長を周期的に
変化させて行う消耗電極パルスアーク溶接において、前
記高アーク長時周期期間中の第１の短絡回数算出値をフ
ィードバック信号とし予め設定した第１の短絡回数設定
信号を目標値とするフィードバック制御によって第１の
電圧設定信号を自動設定することで第１のアーク長を自
動制御し、前記低アーク長時周期期間中の第２の短絡回
数算出値をフィードバック信号とし予め設定した第２の
短絡回数設定信号を目標値とするフィードバック制御に
よって第２の電圧設定信号を自動設定することで第２の
アーク長を自動制御するアーク長制御方法。
【請求項２】溶滴移行をさせる第１のピーク電流通電
時間の第１のピーク電流及び第１の電圧設定信号によっ
て設定される第１のベース電流通電時間の第１のベース
電流から形成される第１のパルス電流群を第１のアーク
長が大となる高アーク長時周期の間通電し、溶滴移行を
させる第２のピーク電流通電時間の第２のピーク電流及
び第２の電圧設定信号によって設定される第２のベース
電流通電時間の第２のベース電流から形成される第２の
パルス電流群を第２のアーク長が小となる低アーク長時
周期の間通電し、前記高アーク長時周期と前記低アーク
長時周期とを交互に繰り返すことでアーク長を周期的に
変化させて行う消耗電極パルスアーク溶接において、前
記低アーク長時周期期間中の第２の短絡回数算出値をフ
ィードバック信号とし予め設定した第２の短絡回数設定
信号を目標値とするフィードバック制御によって第２の
電圧設定信号を自動設定することで第２のアーク長を自
動制御すると共に、この第２の電圧設定信号と予め設定
した電圧設定偏差とを加算することによって第１の電圧
設定信号を演算し、前記高アーク長時周期期間中は前記
演算された第１の電圧設定信号の値を維持することで第
１のアーク長を自動制御するアーク長制御方法。
【請求項３】溶滴移行をさせる第１のピーク電流通電
時間の第１のピーク電流及び第１の電圧設定信号によっ
て設定される第１のベース電流通電時間の第１のベース
電流から形成される第１のパルス電流群を第１のアーク
長が大となる高アーク長時周期の間通電し、溶滴移行を
させる第２のピーク電流通電時間の第２のピーク電流及
び第２の電圧設定信号によって設定される第２のベース
電流通電時間の第２のベース電流から形成される第２の
パルス電流群を第２のアーク長が小となる低アーク長時
周期の間通電し、前記高アーク長時周期と前記低アーク
長時周期とを交互に繰り返すことでアーク長を周期的に
変化させて行う消耗電極パルスアーク溶接において、前
記高アーク長時周期期間中の第１の短絡回数算出値をフ
ィードバック信号とし予め設定した第１の短絡回数設定
信号を目標値とするフィードバック制御によって第１の
電圧設定信号を自動設定することで第１のアーク長を自
動制御すると共に、この第１の電圧設定信号から予め設
定した電圧設定偏差を減算することによって第２の電圧
設定信号を演算し、前記低アーク長時周期期間中は前記
演算された第２の電圧設定信号の値を維持することで第
２のアーク長を自動制御するアーク長制御方法。
【請求項４】前記電圧設定偏差の設定値を溶接電流値
又はシールドガスの種類又は溶接ワイヤの種類に対応さ
せて変化させる請求項２又は請求項３に記載するアーク
長制御方法。