JP2003039168A - 多電極パルスアーク溶接制御方法及び溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多電極パルスアーク溶接制御方法のアーク長調
整方法に関する。 【解決手段】１つの溶接トーチから第１のワイヤ及び第
２のワイヤを送給し、第１のワイヤ及び第２のワイヤと
被溶接物との間に２つのアークをそれぞれ発生させて溶
接する多電極パルスアーク溶接制御方法において、第２
のワイヤに、第１のピーク電流の通電期間は第２のピー
ク電流を通電し、第１のベース電流の通電期間は第２の
ベース電流を通電し、第１の溶接電流のパルス周波数を
変化させて第１の溶接電流の平均値を増減させることに
よって第１のワイヤのアーク長を制御し、第２の溶接電
流の第２のピーク電流の値を変化させて第２の溶接電流
の平均値を増減させることによって第２のワイヤのアー
ク長を制御し、溶接作業者が条件出し中に溶接装置の外
部から第２の溶接電流の第２のピーク電流設定値を変更
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１つの溶接トーチ
から互いに電気的に絶縁された２本の溶接ワイヤ（以
下、ワイヤという）と被溶接物との間に２つのアークを
発生させて溶接する多電極パルスアーク溶接制御方法の
アーク長調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多電極パルスアーク溶接制御方法では、
１つの溶接トーチに設けた電気的に絶縁した２つのチッ
プを通して２本のワイヤを送給して、それらのワイヤと
被溶接物との間に２つのアークを発生させて溶接を行
う。この溶接方法は、２本のワイヤが同時に溶融するの
で高溶着量を得ることができるので、薄板の溶接では４
［ｍ／分］を超える高速溶接を行うことができ、また、
厚板の多層溶接では層数を減らして溶接を行うことがで
き、溶接作業の高効率化を図ることができる。かつ、本
溶接方法はパルスアーク溶接方法であるので、スパッタ
の発生が少なく、美しいビード外観を得ることができ
る。この溶接方法は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウ
ム合金等の種々の金属に対して使用することができる。

【０００３】［従来技術１］この溶接方法として、例え
ば、Welding Journalの１９９９年５月号の３１〜３４
頁に記載されている「Twin-Wire GMAW：Process Char
acteristics andApplications」には、２本のワイヤを
用いたGMAW（ガスメタルアーク溶接）において、図２に
示すパルス電流を２本のワイヤにそれぞれ通電し、この
２本のワイヤに通電するそれぞれのパルス電流のピーク
期間が重ならないように制御することが提案されてい
る。図２は、従来技術１の２本のワイヤにそれぞれのパ
ルス電流のピーク期間が重ならないように通電して制御
することを説明するためのパルス電流を示す図であり、
同図（Ａ）は、第１のワイヤに通電する第１の溶接電流
ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は、第２の
ワイヤに通電する第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示
している。ＡＩｐ及びＢＩｐは第１のピーク電流及び第
２のピーク電流であり、ＡＩｂ及びＢＩｂは第１のベー
ス電流及び第２のベース電流であり、ＡＴｐ及びＢＴｐ
は第１のピーク電流通電時間及び第２のピーク電流通電
時間であり、ＡＴｂ及びＢＴｂは第１のベース電流通電
時間及び第２のベース電流通電時間である。この場合、
第１のワイヤに通電される第１の溶接電流ＡＩｗが第１
のベース電流通電時間ＡＴｂでは、第１のワイヤＡ１の
アークの電磁力が第２のワイヤＢ１のアークに強い影響
を与えないために、アーク長制御が安定する。

【０００４】しかし、溶接速度を向上させるためには、
ワイヤの送給速度と平均溶接電流値とを増加させて、ワ
イヤの溶融量を増加させなければならない。そこで、平
均溶接電流値を大きくするためにパルス周波数を高くし
て第１の溶接電流ＡＩｗと第２の溶接電流ＢＩｗとのパ
ルス波形が、図３に示すように密になる場合、次の理由
によって大量のスパッタが発生する。図３は、パルス周
波数を高くして第１の溶接電流ＡＩｗと第２の溶接電流
ＢＩｗとのパルス波形が密になる場合を示す図である。
同図（Ａ）に示す第１の溶接電流ＡＩｗの第１のピーク
電流ＡＩｐを通電した直後に同図（Ｂ）に示す第２の溶
接電流ＢＩｗの第２のピーク電流ＢＩｐを通電した場
合、第１のワイヤＡ１の溶滴離脱は、時刻ｔ２の第１の
ピーク電流ＡＩｐから立ち下がった第１のベース電流Ａ
Ｉｂを通電し始める時期に発生する。この時期は同図
（Ｂ）に示すように、第２のピーク電流ＢＩｐが通電し
始める時期である。第２のピーク電流ＢＩｐの値が第１
のベース電流ＡＩｂの値よりもかなり大きな値である。
したがって、図４に示すように、第１のアークＡ３に作
用する電磁力Ｆによって第１のアークＡ３が第２のアー
クＢ３に引き寄せられた状態になる。図４は、図３に示
す時刻ｔ２における溶滴１の離脱時のアーク状態を説明
する図である。同図において、第１のワイヤＡ１から溶
滴１が離脱するとき、溶滴１は第２のワイヤＢ１の方向
に飛び出すために溶融池に落下しないでスパッタに成
る。

【０００５】また例えば、ワイヤの直径が１．２［ｍ
ｍ］の軟鋼ワイヤの場合、１パルス１溶滴移行を行う適
切なパルス条件は、一般的にピーク電流値が４５０
［Ａ］乃至５００［Ａ］、ピーク電流通電時間が１．５
［ｍｓ］乃至２．０［ｍｓ］であって、ピーク電流値が
４５０［Ａ］よりも小さいときは、溶融エネルギ及びピ
ンチ力が不足するために、数個のパルスで１個の溶滴が
ワイヤ先端から離脱するｎパルス１溶滴移行又は短絡移
行になる。また、ピーク電流値が５００［Ａ］よりも大
きいときは、溶融エネルギ及びピンチ力が過大となるた
めに、１個のパルスによって数個の溶滴がワイヤ先端か
ら離脱する１パルスｎ溶滴移行となる。これらの場合、
スパッタの発生が増加し、アーク状態も不安定になる。

【０００６】また、本出願の発明者は、溶接学会全国大
会講演概要第６６集（２０００）の２４０頁に記載して
いるように、第２のワイヤＢ１の平均通電電流値は、第
１のワイヤＡ１の平均通電電流値の約４０［％］が適正
値であることを提案した。以下、その理由を説明する。
但し、以下の場合は第１のワイヤＡ１と第２のワイヤＢ
１に通電するパルス電流は同期させていない場合であ
る。図５は、２電極アーク溶接制御方法における第２の
ワイヤＢ1の平均通電電流値［Ａ］（横軸）と最大溶接
速度［ｍ／ｍｉｎ］（縦軸）との関係を示す図である。
同図は、被溶接物が軟鋼で、直径が１．２［ｍｍ］の軟
鋼ワイヤを使用してアルゴンが８０［％］と炭酸ガスが
２０［％］とのシールドガスで、第１のワイヤＡ１の平
均通電電流値を３００［Ａ］、３５０［Ａ］及び４００
［Ａ］に変化させて溶接したときの第２のワイヤＢ1の
平均通電電流値［Ａ］（横軸）と最大溶接速度［ｍ／ｍ
ｉｎ］（縦軸）との関係を示している。上記の３種の平
均通電電流値のうち、例えば、第１のワイヤＡ１の平均
通電電流値が４００［Ａ］であって、第２のワイヤＢ1
の平均通電電流値が１００［Ａ］のときは、第２のワイ
ヤＢ1のアークＢ３によって形成される溶接金属の量が
不足するために、溶接ビードが全体に亘り細くなり、ア
ンダカットが発生し、又は溶融池後方に流れようとする
湯流れを第２のワイヤＢ１のアークＢ３のアーク力が抑
えきれないためにハンピングビードが発生してしまう。
従って、最大溶接速度は２．３［ｍ／ｍｉｎ］に制限さ
れる。

【０００７】また、第２のワイヤＢ1の平均通電電流値
を２００［Ａ］に増加させると、第２のワイヤＢ1の平
均通電電流値が過大になるために、第２のワイヤＢ1の
アークＢ３による溶融池の掘り下げが大きくなり、溶融
金属の流れが乱れて両アーク間に大きな湯溜まりが形成
され、この不安定な湯溜まりが溶接ビード形状を悪化さ
せる。従って、最大溶接速度は３．３［ｍ／ｍｉｎ］に
制限される。さらに、第２のワイヤＢ1の平均通電電流
値を２５０［Ａ］まで増加させると、第２のワイヤＢ1
のアーク力がさらに過大になり、アンダカット又は不整
ビードが発生する傾向が増加する。従って、正常な溶接
ビードを形成させることができる最大溶接速度は２．２
［ｍ／ｍｉｎ］に低下してしまう。

【０００８】これに対して、第２のワイヤＢ1の平均通
電電流値が約１５０［Ａ］のときは、第２のワイヤＢ1
のアーク力が第１のワイヤＡ１のアーク力によって後方
に流れる溶融金属の流れを緩和し、溶接ビードの表面高
さを均一にするように作用するので、４．０［ｍ／ｍｉ
ｎ］の高速溶接の場合においても、溶接ビード形状が良
好である。

【０００９】また同図において、第１のワイヤＡ１の平
均通電電流値が３５０［Ａ］のときは、第２のワイヤＢ
1の平均通電電流値が約１３０［Ａ］のときに、最大溶
接速度は４．２［ｍ／ｍｉｎ］となり溶接ビード形状も
良好である。また、第１のワイヤＡ１の平均通電電流値
が３００［Ａ］のときは、第２のワイヤＢ1の平均通電
電流値が約１２０［Ａ］のときに、最大溶接速度は３．
２［ｍ／ｍｉｎ］となり溶接ビード形状が良好である。
このように、本出願人が提案した技術では、第２のワイ
ヤＢ1の平均通電電流値と第１のワイヤＡ１の平均通電
電流値との比がそれぞれ、１５０／４００＝０．３８、
１３０／３５０＝０．３７、１２０／３００＝０．４０
となるので、第２のワイヤＢ1の平均通電電流値が、第
１のワイヤＡ１の平均通電電流値の約４０［％］のとき
に、正常な溶接ビードを最も高速度で形成することが可
能であった。

【００１０】そこで、平均溶接電流値を大きくするため
にパルス周波数を高くした図３の波形において、１パル
ス１溶滴移行を行う適切なパルス条件を満たすと同時に
第２の溶接電流ＢＩｗの平均値を第１の溶接電流ＡＩｗ
の平均値の約４０［％］に設定しようとした場合、次の
問題が有る。例えば、ワイヤの直径が１．２［ｍｍ］の
軟鋼ワイヤの場合、第１のピーク電流ＡＩｐが５００
［Ａ］、第１のピーク電流通電時間ＡＴｐが２［ｍ
ｓ］、第２のピーク電流値ＢＩｐが４５０［Ａ］、第２
のピーク電流通電時間ＢＴｐが１．５［ｍｓ］程度にし
かならないために、第１のワイヤＡ１と第２のワイヤＢ
１との平均電流値が高速溶接に適した第２の溶接電流Ｂ
Ｉｗの平均値を第１の溶接電流ＡＩｗの平均値の約４０
［％］にするという条件を満たすことができない。

【００１１】また、第１のワイヤＡ１と第２のワイヤＢ
１との平均電流値が略同じ値になるために、１ワイヤ当
りの平均電流値を最大で（ピーク電流値＋ベース電流
値）／２までしか大きくできないために、高速溶接に必
要な大電流化を図ることが困難である。

【００１２】上記の問題点を解決するために、以下に示
す従来の技術（以下、従来技術２という）が提案されて
いる。また、高速溶接に適した第２の溶接電流ＢＩｗの
平均値を第１の溶接電流ＡＩｗの平均値の約４０［％］
にするという条件を満たすために、第２のワイヤＢ１に
通電する電流のパルス周波数を第１のワイヤＡ１に通電
する電流のパルス周波数の１／ｎ（ｎは２以上の自然
数）にする方法も提案されている。以下、従来技術２の
多電極パルスアーク溶接制御方法及び溶接装置について
説明する。

【００１３】［従来技術２］図６は従来技術２（特願 2
000-164372）の多電極パルスアーク溶接装置の回路構成
を示すブロック図である。同図に示すように、この溶接
装置は、第１の溶接電源装置ＡＰＳ、第１のワイヤ送給
装置ＡＷＦ、第１の送給速度設定回路ＡＷＳ、第２の溶
接電源装置ＢＰＳ、第２のワイヤ送給装置ＢＷＦ、第２
の送給速度設定回路ＢＷＳ及び溶接トーチ４から構成さ
れている。以下、同図を参照してこれらの構成装置につ
いて説明する。

【００１４】溶接トーチ４には、相互に電気的に絶縁さ
れた第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１が装着
されており、これらのチップＡ４１及びＢ４１を通して
第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１が送給及び給電
されて、被溶接物２との間に第１のアークＡ３及び第２
のアークＢ３が発生する。

【００１５】第１の溶接電源装置ＡＰＳは、一点鎖線で
囲んだ範囲内の各回路ブロックから構成されており、以
下、これらの回路ブロックについて説明する。出力制御
回路ＩＮＶは、商用電源を入力として出力制御し、アー
ク負荷に適した出力を供給する。一般的に、この出力制
御回路ＩＮＶとしては、インバータ制御回路、チョッパ
制御回路、サイリスタ位相制御回路等が慣用されてい
る。例えば、上記のインバータ制御回路は以下の回路か
ら形成されている。すなわち、商用電源を整流する１次
側整流回路と、整流されたリップルのある電圧を平滑す
る平滑回路と、平滑された直流電圧を高周波交流に変換
するインバータ回路と、高周波交流をアーク負荷に適し
た電圧に降圧する高周波変圧器と、降圧された交流を再
び整流する２次側整流回路と、整流されたリップルのあ
る直流を平滑する直流リアクトルとから形成されてお
り、後述する電流誤差増幅信号Ｅｉに従って上記のイン
バータ回路を形成する複数組のパワートランジスタが制
御されて出力制御が行われる。

【００１６】電圧検出回路ＶＤは、第１の溶接電圧ＡＶ
ｗを検出して平均化した電圧検出信号Ｖｄを出力する。
電圧設定回路ＶＳは、電源装置の外部に設けられてお
り、電圧設定信号Ｖｓを出力する。電圧誤差増幅回路Ｅ
Ｖは、フィードバック信号である上記の電圧検出信号Ｖ
ｄと、目標値である上記の電圧設定信号Ｖｓとの誤差を
増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。Ｖ／Ｆ変
換回路ＶＦは、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖを入力とし
てＶ／Ｆ変換を行い、Ｖ／Ｆ変換信号Ｖｆを出力する。
ピーク電流通電時間設定回路ＴＰは、予め設定したピー
ク電流通電時間設定信号Ｔｐを出力する。モノマルチバ
イブレータＭＭは、上記のＶ／Ｆ変換信号ＶｆがＬｏｗ
レベルからＨｉｇｈレベルに変化することをトリガとし
て、上記のピーク電流通電時間設定信号Ｔｐによって設
定した時間Ｈｉｇｈレベルとなる図２で前述した第１の
パルス周期信号ＡＴｆを出力する。

【００１７】変調回路ＭＣは、上記の電圧誤差増幅回路
ＥＶ、Ｖ／Ｆ変換回路ＶＦ、ピーク電流通電時間設定回
路ＴＰ及びモノマルチバイブレータＭＭから形成され
る。この変調回路ＭＣは、上記の電圧検出信号Ｖｄと上
記の電圧設定信号Ｖｓとを入力として、それらの信号間
の誤差によるパルス周波数変調制御によって上記の第１
のパルス周期信号ＡＴｆを出力する。

【００１８】第１のピーク電流設定回路ＡＩＰは、予め
設定した第１のピーク電流設定信号ＡＩｐを出力する。
第１のベース電流設定回路ＡＩＢは、予め設定した第１
のベース電流設定信号ＡＩｂを出力する。第１の切換回
路ＡＳＷは、上記の第１のパルス周期信号ＡＴｆがＨｉ
ｇｈレベルのときはａ側に接続されて上記の第１のピー
ク電流設定信号ＡＩｐを第１の電流制御設定信号ＡＩsc
として出力し、上記の第１のパルス周期信号ＡＴｆがＬ
ｏｗレベルのときはｂ側に接続されて上記の第１のベー
ス電流設定信号ＡＩｂを第１の電流制御設定信号ＡＩsc
として出力する。電流検出回路ＩＤは、第１のパルス周
期信号ＡＴｆがＨｉｇｈレベル及びＬｏｗレベルのとき
の第１の溶接電流ＡＩｗ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、フィードバック
信号である上記の電流検出信号Ｉｄと、目標値である上
記の第１の電流制御設定信号ＡＩscとの誤差を増幅し
て、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。この電流誤差増
幅信号Ｅｉに従って上記の出力制御回路ＩＮＶによって
上記の第１の溶接電流ＡＩｗの制御が行われて、第１の
溶接電圧ＡＶｗが印加される。

【００１９】第１の送給速度設定回路ＡＷＳは、電源装
置の外部に設けられており、第１の送給速度設定信号Ａ
Ｗｓを出力する。送給制御回路ＷＣは、上記の第１の送
給速度設定信号ＡＷｓを入力として、送給制御信号Ｗｃ
を出力する。第１のワイヤ送給装置ＡＷＦは、上記の送
給制御信号Ｗｃに従って第１のワイヤＡ１の送給を制御
する。

【００２０】次に、第２の溶接電源装置ＢＰＳを構成す
る各回路ブロックについて説明する。倍率設定回路ＮＳ
は、１以上の整数である倍率設定信号ｎを出力する。周
期変換回路ＴＣは、第１の溶接電源装置ＡＰＳから出力
された上記の第１のパルス周期信号ＡＴｆ及び上記の倍
率設定信号ｎを入力として、第１のパルス周期信号ＡＴ
ｆと同期し、かつ、その信号のｎ倍の周期を有する信号
に変換して、第２のパルス周期信号ＢＴｆを出力する。

【００２１】遅延時間設定回路ＴＯＤは、遅延時間設定
信号Ｔodを出力する。遅延回路ＯＤは、第１のパルス周
期信号ＡＴｆの周期をｎ倍した周期を有する第２のパル
ス周期信号ＢＴｆがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに
変化したことをトリガとして、その時点から上記の遅延
時間設定信号Ｔodで定まる期間Ｌｏｗレベルとなる遅延
信号Ｏｄを出力する。論理積回路ＡＮＤは、上記の第２
のパルス周期信号ＢＴｆ及び遅延信号Ｏｄの論理積（Ａ
ＮＤ）を行い、切換信号Ａｄを出力する。

【００２２】第２の切換回路ＢＳＷは、上記の切換信号
ＡｄがＨｉｇｈレベルのときはａ側に接続されて第２の
ピーク電流設定信号ＢＩｐを第２の電流制御設定信号Ｂ
Ｉscとして出力し、上記の切換信号ＡｄがＬｏｗレベル
のときはｂ側に接続されて上記の第２のベース電流設定
信号ＢＩｂを第２の電流制御設定信号ＢＩscとして出力
する。電流誤差増幅回路ＥＩは、フィードバック信号で
ある電流検出信号Ｉｄと、目標値である上記の第２の電
流制御設定信号ＢＩscとの誤差を増幅して、電流誤差増
幅信号Ｅｉを出力する。この電流誤差増幅信号Ｅｉに従
って出力制御回路ＩＮＶによって上記の第２の溶接電流
の制御が行われて、第２の溶接電圧ＢＶｗが印加する。

【００２３】その他の符号の説明については、上記の第
１の溶接電圧ＡＶｗ及び第１の溶接電流ＡＩｗを第２の
溶接電圧ＢＶｗ及び第２の溶接電流ＢＩｗに、第１の送
給速度設定回路ＡＷＳ及び第１の送給速度設定信号ＡＷ
ｓを第２の送給速度設定回路ＢＷＳ及び第２の送給速度
設定信号ＢＷｓに、第１のワイヤ送給装置ＡＷＦを第２
のワイヤ送給装置ＢＷＦにそれぞれ読み替えると同様に
なるので、説明を省略する。結果的に、上記の第２の溶
接電源装置ＢＰＳによって第２の溶接電圧ＢＶｗが印加
されると共に、上記の第２のワイヤ送給装置ＢＷＦによ
って第２のワイヤＢ１が送給されて、被溶接物２との間
に第２のアークＢ３が発生して第２の溶接電流ＢＩｗが
通電される。

【００２４】ここで、図７及び図８を参照して、第１の
溶接電流ＡＩｗのパルス周波数を変化させて第１のワイ
ヤＡ１のアーク長を一定に制御することを説明する。図
７は、第１のワイヤＡ１の突出し長さの時間の経過ｔ及
び第１の溶接電流ＡＩｗのパルスの時間の経過ｔを示す
図であり、図８は、第１のワイヤＡ１の先端から被溶接
物２までの距離であるアーク長が変化したときの第１の
溶接電流ＡＩｗ［Ａ］（横軸）と第１の溶接電圧ＡＶｗ
［Ｖ］（縦軸）との関係を示す図である。図７におい
て、（Ａ）は第１のワイヤＡ１の突出し長さの時間の経
過ｔを示し、同図（Ｂ）は第１の溶接電流ＡＩｗのパル
スの時間の経過ｔを示している。同図の時刻ｔ１乃至ｔ
２の期間において、第１のワイヤＡ１のワイヤ送給速度
とワイヤ溶融量とがバランスしていて、このときのアー
ク長ＬａをLa2とし、図８に示すように第１の溶接電流
ＡＩｗがAIw2の状態になっているとする。

【００２５】この状態のときに、図７に示す時刻ｔ２
に、例えば被溶接物２の加工精度、位置決め精度等によ
って第１のチップＡ４１の先端と被溶接物２の間の距離
ＤがＤ２からＤ１に長くなったとする。このとき、距離
Ｄ１に長くなった瞬間には図８に示すアーク長ＬａがLa
2からLa1に長くなる。このとき図６の第１の溶接電圧Ａ
Ｖｗの電圧検出信号ＶｄがＶd2からＶd1に上昇してその
増加分ΔＶｄ＝Ｖd1−Ｖd2だけＶ／Ｆ変換信号Ｖｆの周
波数が減少して第１のパルス周期ＡＴｆが増加し第１の
溶接電流ＡＩｗが減少して、第１のワイヤＡ１の溶融速
度が減少して、第１のワイヤＡ１のアーク長ＬａがLa1
からLa2に復帰する。しかし、第１のワイヤＡ１の突出
し長さＬｅがＬe2からＬe1に長くなる。

【００２６】また、図７に示す時刻ｔ３乃至ｔ４の期間
において、第１のワイヤＡ１のワイヤ送給速度とワイヤ
溶融量とがバランスしていて、このときのアーク長Ｌａ
がLa2とし、第１の溶接電流ＡＩｗがAIw2の状態になっ
ているとする。この状態のときに、時刻ｔ４において、
例えば被溶接物２の加工精度、位置決め精度等によって
第１のチップＡ４１の先端から被溶接物２までの距離Ｄ
がＤ２からＤ３に短くなったとする。このとき、距離Ｄ
３に短くなった瞬間には図８に示すアーク長ＬａがLa2
からLa3に短くなる。このとき図６の第１の溶接電圧Ａ
Ｖｗの電圧検出信号ＶｄがＶd2からＶd3に低下してその
減少分ΔＶｄ＝Ｖd2−Ｖd3だけＶ／Ｆ変換信号Ｖｆの周
波数が増加して第１のパルス周期ＡＴｆが減少し第１の
溶接電流ＡＩｗが増加して、第１のワイヤＡ１の溶融速
度が増加して、第１のワイヤＡ１のアーク長ＬａがLa3
からLa2に復帰する。しかし、第１のワイヤＡ１の突出
し長さＬｅがＬe2からＬe3に短くなる。

【００２７】次に、図６に示した従来技術２の多電極パ
ルスアーク溶接装置において、倍率設定回路ＮＳが出力
する倍率設定信号ｎ＝１の場合の溶接電流の波形を図９
に示し、倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流の波形を
図１０に示す。図９は、従来技術２の倍率設定回路ＮＳ
が出力する倍率設定信号ｎ＝１の場合の溶接電流の波形
を示す図であり、図１０は、従来技術２の倍率設定回路
ＮＳが出力する倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流の
波形を示す図である。図９と図１０とを比較すると、倍
率設定信号ｎ＝２に設定することによって、第２のワイ
ヤＢ１に通電する平均溶接電流を第１のワイヤＡ１に通
電する平均溶接電流の約４０［％］にすることができ
る。この場合の溶滴移行現象を図１１乃至図１３を参照
して説明する。図１１に示すように、時刻ｔ２乃至ｔ４
の期間は第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１に第１
のピーク電流ＡＩｐ及び第２のピーク電流ＢＩｐをそれ
ぞれ通電する。この第１のピーク電流ＡＩｐ及び第２の
ピーク電流ＢＩｐを通電する期間は、電流値が大きいた
めにアークの硬直性の性質によって図１２に示すよう
に、第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３は第１のワ
イヤＡ１及び第２のワイヤＢ１の送給方向に発生する。
したがって、一方のアークが他方のアークの方向に引っ
張られることがなく、安定したアーク長制御を行うこと
ができる。さらに、第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤ
Ｂ１からの溶滴離脱が図１１に示す時刻ｔ５付近で発生
し、アークの磁気的干渉の最も少ない第１のベース電流
ＡＩｂ及び第２のベース電流ＢＩｂの通電期間に近い時
期に溶滴離脱が発生するため、図１３に示すように、溶
滴１が溶融池内に落下して、スパッタの発生を著しく減
少させることができる。

【００２８】また、従来技術２の第１のワイヤＡ１と第
２のワイヤＢ１とに第１の溶接電流ＡＩｗと第２の溶接
電流ＢＩｗとを同時に通電する溶接制御方法において、
倍率設定回路ＮＳが出力する倍率設定信号ｎが第２のワ
イヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数を第１の
ワイヤＡ１に通電するパルス周波数の１／ｎにすること
によって、高速溶接に適した第２の溶接電流ＢＩｗの平
均値を第１の溶接電流ＡＩｗの平均値の約４０［％］に
するという条件を満たすことができる。

【００２９】さらに、遅延時間設定信号Todを変化させ
て、第２のピーク電流ＢＩｐの通電期間ＢＴｐを第１の
ピーク電流の通電期間ＡＴｐと異なる期間にすることに
よって、種々の条件の溶接施工に使用することができ
る。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】２電極パルスアーク溶
接装置を用いて溶接作業を開始するときの、いわゆる条
件出しとして、理想的な第１のワイヤＡ１及び第２のワ
イヤＢ１のアーク長が図１４に示す場合を仮定する。図
１４はある溶接条件を設定した場合の理想的な第１のワ
イヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のアーク長を示す図であ
って、説明を容易にするために、第１のワイヤＡ１及び
第２のワイヤＢ１のアーク長が同じ場合を示す。条件出
しにおいて溶接を行った場合、第１のワイヤＡ１及び第
２のワイヤＢ１のアーク長が図１５に示すように成った
とする。図１５は条件出しにおいて溶接を行った場合、
第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のアーク長を示
す図である。同図において、第１のワイヤＡ１のアーク
長が短いために、溶接作業者は溶接を行っている途中で
アーク長を長くするために図６に示した電圧設定回路Ｖ
Ｓの設定値を大きくする。したがって、第１のパルス周
期信号ＡＴｆのパルス周波数が増加し、第１の溶接電流
ＡＩｗが増加し、第１のワイヤＡ１の溶融速度が増加し
て第１のワイヤＡ１のアーク長を図１４に示す適正なア
ーク長にすることができる。

【００３１】しかし、第２のワイヤＢ１に通電する第２
の溶接電流ＢＩｗの第２のパルス周期信号ＢＴｆは、図
６のブロック図で前述したように、第１のワイヤＡ１に
通電する第１の溶接電流ＡＩｗの第１のパルス周期信号
ＡＴｆに同期しているために、第２の溶接電流ＢＩｗの
パルス周波数も増加して第２の溶接電流ＢＩｗが増加し
て、第２のワイヤＢ１の溶融速度が増加して、第２のワ
イヤＢ１のアーク長が図１６に示すように図１４に示し
た適正値よりも長くなる。図１６は、電圧設定回路ＶＳ
の設定値を大きくすることによって、第２のワイヤＢ１
のアーク長が適正値よりも長くなる状態を示す図であ
る。

【００３２】第２のワイヤＢ１のアーク長のみを変更す
る方法としては、第２の送給速度設定回路ＢＷＳの設定
を変更して第２のワイヤＢ１の送給速度を増減してアー
ク長を適正値にする方法がある。しかし、第２の送給速
度設定回路ＢＷＳの設定を変更して第２のワイヤＢ１の
送給速度を増減することは、被溶接物の開先に溶着する
金属量を増減させることであるために、溶融金属が不足
したときは開先を満たすことができずにアンダカットが
生じ、逆に、溶融金属が多すぎるときはオーバーラップ
が生じる場合がある。

【００３３】また、第２のワイヤＢ１のアーク長のみを
変更する別の方法としては、図６に示す第２のベース電
流設定回路ＢＩＢ又は第２のピーク電流設定回路ＢＩＰ
又は遅延時間設定回路ＴＯＤの設定値を変更することが
考えられる。しかし、通常のパルスアーク溶接装置にお
いては、溶接装置の機種ごとに所望の溶接電流値に対し
てベース電流値、ベース電流通電時間、ピーク電流値、
ピーク電流通電時間等が予め設定されているために、こ
れらの設定値を溶接作業中に変更することはできない。
したがって、第２のベース電流値又は第２のピーク電流
値の設定値を変更するためには、溶接作業を中断して、
図６に示す第２のベース電流設定回路ＢＩＢ又は第２の
ピーク電流設定回路ＢＩＰの設定値を変更して、再び溶
接作業を行い、また第２のワイヤＢ１のアーク長が適正
値でないときは、再び溶接作業を中断して上記の設定値
を変更するという手間が掛かる。

【００３４】

【課題を解決するための手段】出願時の請求項１に記載
の発明は、図１７及び図１８に示す実施例１であって、
第１のワイヤＡ１の第１の溶接電流ＡＩｗのパルス周波
数を変化させることによって第１のワイヤＡ１のアーク
長を制御し、第２のワイヤＢ１の第２の溶接電流ＢＩｗ
の第２のピーク電流ＢＩｐの値を変化させることによっ
て第２のワイヤＢ１のアーク長を制御する場合であり、
１つの溶接トーチ４から互いに電気的に絶縁された第１
のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１をそれぞれ予め設定
した送給速度で送給し、上記第１のワイヤＡ１には予め
設定した第１のピーク電流ＡＩｐの通電と予め設定した
第１のベース電流ＡＩｂの通電とを１周期とする通電を
繰り返すと共に、上記第２のワイヤＢ１には予め設定し
た第２のピーク電流ＢＩｐの通電と予め設定した第２の
ベース電流ＢＩｂの通電とを１周期とする通電を繰り返
し、上記第１のワイヤＡ１及び上記第２のワイヤＢ１と
被溶接物２との間に２つのアークＡ３及びＢ３をそれぞ
れ発生させて溶接する多電極パルスアーク溶接制御方法
において、上記第２のワイヤＢ１に、上記第１のピーク
電流ＡＩｐの通電期間は第２のピーク電流ＢＩｐを通電
し、上記第１のベース電流ＡＩｂの通電期間は第２のベ
ース電流ＢＩｂを通電し、第１の溶接電流ＡＩｗのパル
ス周波数を変化させて上記第１の溶接電流ＡＩｗの平均
値を増減させることによって上記第１のワイヤＡ１のア
ーク長を制御し、第２の溶接電流ＢＩｗの第２のピーク
電流ＢＩｐの値を変化させて第２の溶接電流ＢＩｗの平
均値を増減させることによって第２のワイヤＢ１のアー
ク長を制御し、溶接作業者が条件出し中に溶接装置の外
部から第２の溶接電流ＢＩｗの第２のピーク電流設定値
ＢＩｐを変更する多電極パルスアーク溶接制御方法であ
る。

【００３５】出願時の請求項２に記載の発明は、図１９
及び図２２に示す実施例２であって、第１のワイヤＡ１
の第１の溶接電流ＡＩｗのパルス周波数を変化させるこ
とによって第１のワイヤＡ１のアーク長を制御し、第２
のワイヤＢ１の第２の溶接電圧ＢＶｗの第２のピーク電
圧ＢＶｐの値を変化させることによって第２のワイヤＢ
１のアーク長を制御する場合であり、１つの溶接トーチ
４から互いに電気的に絶縁された第１のワイヤＡ１及び
第２のワイヤＢ１をそれぞれ予め設定した送給速度で送
給し、上記第１のワイヤＡ１には予め設定した第１のピ
ーク電流ＡＩｐの通電と予め設定した第１のベース電流
ＡＩｂの通電とを１周期とする通電を繰り返すと共に、
上記第２のワイヤＢ１には予め設定した第２のピーク電
圧ＢＶｐの印加による第２のピーク電流ＢＩｐの通電と
第２のベース電圧ＢＶｂの印加による第２のベース電流
ＢＩｂの通電とを１周期とする通電を繰り返し、上記第
１のワイヤＡ１及び上記第２のワイヤＢ１と被溶接物２
との間に２つのアークＡ３及びＢ３をそれぞれ発生させ
て溶接する多電極パルスアーク溶接制御方法において、
上記第２のワイヤＢ１に、上記第１のピーク電流ＡＩｐ
の通電期間は上記第２のピーク電圧ＢＶｐを印加して第
２のピーク電流ＢＩｐを通電し、上記第１のベース電流
ＡＩｂの通電期間は上記第２のベース電圧ＢＶｂを印加
して第２のベース電流ＢＩｂを通電し、第１の溶接電流
ＡＩｗのパルス周波数を変化させて上記第１の溶接電流
ＡＩｗの平均値を増減させることによって上記第１のワ
イヤＡ１のアーク長を制御し、第２の溶接電圧ＢＶｗの
第２のピーク電圧設定値ＢＶｐを変化させて第２のワイ
ヤＢ１のアーク長を制御し、溶接作業者が条件出し中に
溶接装置の外部から第２の溶接電圧ＢＶｗの第２のピー
ク電圧設定値ＢＶｐを変更する多電極パルスアーク溶接
制御方法である。

【００３６】出願時の請求項３に記載の発明は、図１７
に示す実施例１であって、１つの溶接トーチ４から互い
に電気的に絶縁された第１のワイヤＡ１及び第２のワイ
ヤＢ１をそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、上記
第１のワイヤＡ１には予め設定した第１のピーク電流Ａ
Ｉｐの通電と予め設定した第１のベース電流ＡＩｂの通
電とを１周期とする通電を繰り返すと共に、上記第２の
ワイヤＢ１には予め設定した第２のピーク電流ＢＩｐの
通電と予め設定した第２のベース電流ＢＩｂの通電とを
１周期とする通電を繰り返し、上記第１のワイヤＡ１及
び上記第２のワイヤＢ１と被溶接物２との間に２つのア
ークＡ３及びＢ３をそれぞれ発生させて溶接する多電極
パルスアーク溶接装置において、上記第１のワイヤＡ１
と被溶接物２との間の第１の溶接電圧ＡＶｗを検出して
電圧検出信号Ｖｄを出力する電圧検出回路ＶＤと、電圧
設定信号Ｖｓを出力する電圧設定回路ＶＳと、上記電圧
検出信号Ｖｄ及び上記電圧設定信号Ｖｓを入力としてそ
れらの信号間の誤差によるパルス周波数変調制御によっ
て第１のパルス周期信号ＡＴｆを出力する変調回路ＭＣ
と、第１のピーク電流設定信号ＡＩｐを出力する第１の
ピーク電流設定回路ＡＩＰと、第１のベース電流設定信
号ＡＩｂを出力する第１のベース電流設定回路ＡＩＢ
と、上記第１のパルス周期信号ＡＴｆと上記第１のピー
ク電流設定信号ＡＩｐと上記第１のベース電流設定信号
ＡＩｂとを入力として上記第１のパルス周期信号ＡＴｆ
によって上記第１のピーク電流設定信号ＡＩｐと上記第
１のベース電流設定信号ＡＩｂとを切り換えて第１の電
流制御設定信号ＡＩscとして出力する第１の切換回路Ａ
ＳＷとから成り、上記第１の電流制御設定信号ＡＩscに
よって上記第１の溶接電流ＡＩｗを制御する第１の溶接
電源装置ＡＰＳ並びに第２のピーク電流設定信号ＢＩｐ
を出力する第２のピーク電流設定回路ＢＩＰと、第２の
ベース電流設定信号ＢＩｂを出力する第２のベース電流
設定回路ＢＩＢと、上記第１のパルス周期信号ＡＴｆと
上記第２のピーク電流設定信号ＢＩｐと上記第２のベー
ス電流設定信号ＢＩｂとを入力として上記第１のパルス
周期信号ＡＴｆによって上記第２のピーク電流設定信号
ＢＩｐと上記第２のベース電流設定信号ＢＩｂとを切り
換えて第２の電流制御設定信号ＢＩscとして出力する第
２の切換回路ＢＳＷと、第２の溶接電流ＢＩｗの第２の
ピーク電流設定値を変更するためのピーク電流設定値調
整信号ＢＩｓを第２のピーク電流設定回路ＢＩＰに出力
し溶接作業者が条件出し中に操作できるように溶接装置
の外部に設けたピーク電流設定値調整回路ＢＩＳとから
成り、上記第２の電流制御設定信号ＢＩscによって第２
の溶接電流ＢＩｗを制御する第２の溶接電源装置ＢＰＳ
から構成される多電極パルスアーク溶接装置である。

【００３７】出願時の請求項４に記載の発明は、図１９
に示す実施例２であって、１つの溶接トーチ４から互い
に電気的に絶縁された第１のワイヤＡ１及び第２のワイ
ヤＢ１をそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、上記
第１のワイヤＡ１には予め設定した第１のピーク電流Ａ
Ｉｐの通電と予め設定した第１のベース電流ＡＩｂの通
電とを１周期とする通電を繰り返すと共に、上記第２の
ワイヤＢ１には予め設定した第２のピーク電圧ＢＶｐの
印加による第２のピーク電流ＢＩｐの通電と第２のベー
ス電圧ＢＶｂの印加による第２のベース電流ＢＩｂの通
電とを１周期とする通電を繰り返し、上記第１のワイヤ
Ａ１及び上記第２のワイヤＢ１と被溶接物２との間に２
つのアークＡ３及びＢ３をそれぞれ発生させて溶接する
多電極パルスアーク溶接装置において、上記第１のワイ
ヤＡ１と被溶接物２との間の第１の溶接電圧ＡＶｗを検
出して電圧検出信号Ｖｄを出力する電圧検出回路ＶＤ
と、電圧設定信号Ｖｓを出力する電圧設定回路ＶＳと、
上記電圧検出信号Ｖｄ及び上記電圧設定信号Ｖｓを入力
としてそれらの信号間の誤差によるパルス周波数変調制
御によって第１のパルス周期信号ＡＴｆを出力する変調
回路ＭＣと、第１のピーク電流設定信号ＡＩｐを出力す
る第１のピーク電流設定回路ＡＩＰと、第１のベース電
流設定信号ＡＩｂを出力する第１のベース電流設定回路
ＡＩＢと、上記第１のパルス周期信号ＡＴｆと上記第１
のピーク電流設定信号ＡＩｐと上記第１のベース電流設
定信号ＡＩｂとを入力として上記第１のパルス周期信号
ＡＴｆによって上記第１のピーク電流設定信号ＡＩｐと
上記第１のベース電流設定信号ＡＩｂとを切り換えて第
１の電流制御設定信号ＡＩscとして出力する第１の切換
回路ＡＳＷとから成り、上記第１の電流制御設定信号Ａ
Ｉscによって上記第１の溶接電流ＡＩｗを制御する第１
の溶接電源装置ＡＰＳ並びにピーク電圧設定信号ＢＶｐ
を出力するピーク電圧設定回路ＢＶＰと、ベース電圧設
定信号ＢＶｂを出力するベース電圧設定回路ＢＶＢと、
上記第１のパルス周期信号ＡＴｆと上記ピーク電圧設定
信号ＢＶｐと上記ベース電圧設定信号ＢＶｂとを入力と
して上記第１のパルス周期信号ＡＴｆによって上記ピー
ク電圧設定信号ＢＶｐと上記ベース電圧設定信号ＢＶｂ
とを切り換えて電圧制御設定信号ＢＶscとして出力する
第２の切換回路ＢＳＷと、第２の溶接電圧ＢＶｗのピー
ク電圧設定値を変更するためのピーク電圧設定値調整信
号ＢＶｓをピーク電圧設定回路ＢＶＰに出力し溶接作業
者が条件出し中に操作できるように溶接装置の外部に設
けたピーク電圧設定値調整回路ＢＶＳとから成り、上記
電圧制御設定信号ＢＶscによって第２の溶接電圧ＢＶｗ
を制御する第２の溶接電源装置ＢＰＳから構成される多
電極パルスアーク溶接装置である。

【００３８】

【発明の実施の形態】図１は、本出願に係る発明の特徴
を最もよく表す図である。後述する図２２と同じなの
で、説明は図２２で後述する。発明の実施の形態は、出
願時の請求項１に記載の多電極パルスアーク溶接制御方
法であって、１つの溶接トーチ４から互いに電気的に絶
縁された第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１をそれ
ぞれ予め設定した送給速度で送給し、上記第１のワイヤ
Ａ１には予め設定した第１のピーク電流ＡＩｐの通電と
予め設定した第１のベース電流ＡＩｂの通電とを１周期
とする通電を繰り返すと共に、上記第２のワイヤＢ１に
は予め設定した第２のピーク電流ＢＩｐの通電と予め設
定した第２のベース電流ＢＩｂの通電とを１周期とする
通電を繰り返し、上記第１のワイヤＡ１及び上記第２の
ワイヤＢ１と被溶接物２との間に２つのアークＡ３及び
Ｂ３をそれぞれ発生させて溶接する多電極パルスアーク
溶接制御方法において、上記第２のワイヤＢ１に、上記
第１のピーク電流ＡＩｐの通電期間は第２のピーク電流
ＢＩｐを通電し、上記第１のベース電流ＡＩｂの通電期
間は第２のベース電流ＢＩｂを通電し、第１の溶接電流
ＡＩｗのパルス周波数を変化させて上記第１の溶接電流
ＡＩｗの平均値を増減させることによって上記第１のワ
イヤＡ１のアーク長を制御し、第２の溶接電流ＢＩｗの
第２のピーク電流ＢＩｐの値を変化させて第２の溶接電
流ＢＩｗの平均値を増減させることによって第２のワイ
ヤＢ１のアーク長を制御し、溶接作業者が条件出し中に
溶接装置の外部から第２の溶接電流ＢＩｗの第２のピー
ク電流設定値ＢＩｐを変更する多電極パルスアーク溶接
制御方法である。

【００３９】

【実施例】［実施例１］図１７は、出願時の請求項１及
び請求項３の実施例であって、本発明の多電極パルスア
ーク溶接装置の実施例１のブロック図を示す図である。
同図において、図６の従来技術の多電極パルスアーク溶
接装置と異なる箇所は、ピーク電流設定値調整回路ＢＩ
Ｓを溶接装置の外部に設けたことである。ピーク電流設
定値調整回路ＢＩＳはピーク電流設定値調整信号ＢＩｓ
を第２のピーク電流設定回路ＢＩＰに出力する。第２の
ピーク電流設定回路ＢＩＰはピーク電流設定値調整信号
ＢＩｓを入力して、第２のピーク電流設定値が変更され
る。その他は、図６に示した機能と同機能に同符号を付
し、説明を省略する。

【００４０】図１８は、実施例１の多電極パルスアーク
溶接制御方法の溶接電流を示す図であり、同図（Ａ）は
第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３を共に適正なア
ーク長に調整する過程を示す図であり、同図（Ｂ）は第
１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示す図であり、同図
（Ｃ）は第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示す図であ
る。説明を容易にするために、図１７に示す倍率設定信
号ｎ＝１とし、遅延時間設定信号Ｔodで定まる期間を零
とする。

【００４１】作業者が溶接の条件出しを開始し、時刻ｔ
１から時刻ｔ２の同図（Ａ１）のアーク長を観察した結
果、第１のワイヤＡ１のアーク長が適正値よりも短いと
判断して、作業者が時刻ｔ２において、図１７に示す電
圧設定回路ＶＳを調整して第１のパルス周期信号ＡＴｆ
の周波数を増加させ第１ワイヤＡ１のワイヤ溶融速度を
増加させる。第１の溶接電流ＡＩｗが増加して、第１の
ワイヤＡ１のアーク長は適正値になる。しかし、第１の
ワイヤＡ１のアーク長は適正値になるが、逆に第２の溶
接電流ＢＩｗの第２のパルス周期信号ＢＴｆは、第１の
溶接電流ＡＩｗの第１のパルス周期信号ＡＴｆに同期し
ているために、第２の溶接電流ＢＩｗのパルス周波数も
増加して第２の溶接電流ＢＩｗが増加して、第２のワイ
ヤＢ１の溶融速度が増加して、同図（Ａ２）に示すよう
に、第２のワイヤＢ１のアーク長が適正値よりも長くな
ってしまう。そこで、作業者が時刻ｔ３において、図１
７に示す電源装置の外部に設けられたピーク電流設定値
調整回路ＢＩＳを調整して、第２のピーク電流ＢＩｐを
減少させる指令を行うピーク電流設定値調整信号ＢＩｓ
を第２のピーク電流設定回路ＢＩＰに出力する。その結
果、第２の溶接電流ＢＩｗが減少して、第２のワイヤＢ
１の溶融速度が減少して、同図（Ａ３）に示すように、
第２のワイヤＢ１のアーク長が適正値に復帰する。

【００４２】したがって、条件出しの作業中に第２のピ
ーク電流設定回路ＢＩＰの第２のピーク電流設定値ＢＩ
ｐを変更することができるので、第２のワイヤＢ１のア
ーク長を容易に適正値に合わすことができる。

【００４３】［実施例２］図１９は、出願時の請求項２
及び請求項４の実施例であって、本発明の多電極パルス
アーク溶接装置の実施例２のブロック図を示す図であ
る。図１７の実施例１では、作業者が条件出しの作業中
に第２のピーク電流設定回路ＢＩＰの第２のピーク電流
設定値ＢＩｐを変更して第２のワイヤＢ１のアーク長を
適正値に合わせられるようにしたのに対して、図１９の
実施例２では、作業者が条件出しの作業中にピーク電圧
設定回路ＢＶＰのピーク電圧設定値ＢＶｐを変更して第
２のワイヤＢ１のアーク長を適正値に合わせられるよう
にしている。図１７のブロック図の第２の溶接電源装置
ＢＰＳの各構成が、図１９のブロック図では第２の溶接
電源装置ＢＰＳの電圧検出回路ＶＤ、電圧誤差増幅回路
ＥＶ、ピーク電圧設定回路ＢＶＰ、ベース電圧設定回路
ＢＶＢ及びピーク電圧設定値調整回路ＢＶＳになってい
る。図１９に示す実施例２においては、上記の第２の溶
接電源装置ＢＰＳの電圧検出回路ＶＤ、電圧誤差増幅回
路ＥＶ及びピーク電圧設定回路ＢＶＰを備えているの
で、図１７に示す実施例１に比較して、第２の溶接電源
装置ＢＰＳにもアーク長制御機能を備えているので、第
２のアークＢ３にだけアーク長変動が生じた場合にも第
２のアークＢ３をも適正なアーク長に制御する機能を備
えている。

【００４４】図１９を参照して、図１７と異なる構成に
ついて説明する。同図において、ピーク電圧設定値調整
回路ＢＶＳはピーク電圧設定値調整信号ＢＶｓをピーク
電圧設定回路ＢＶＰに出力する。ピーク電圧設定回路Ｂ
ＶＰはピーク電圧設定値調整信号ＢＶｓを入力して、ピ
ーク電圧設定値が変更される。ピーク電圧設定回路ＢＶ
Ｐは、設定されたピーク電圧設定値に対応したピーク電
圧設定信号ＢＶｐを出力する。ベース電圧設定回路ＢＶ
Ｂは、予め設定したベース電圧設定信号ＢＶｂを出力す
る。第２の切換回路ＢＳＷは、上記の切替信号ＡｄがＨ
ｉｇｈレベルのときはａ側に接続されて上記の第２のピ
ーク電圧設定信号ＢＶｐを第１の電流制御設定信号ＢＶ
scとして出力する。また、上記の切替信号ＡｄがＬｏｗ
レベルのときはｂ側に接続されて上記の第２のベース電
圧設定信号ＢＶｂを第２の電流制御設定信号ＢＶscとし
て出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、フィードバック
信号である電圧検出信号Ｖｄと、目標値である上記の第
２の電圧制御設定信号ＢＶscとの誤差を増幅して、電圧
誤差増幅信号Ｅｖを出力する。この電圧誤差増幅信号Ｅ
ｖに従って出力制御回路ＩＮＶによる出力制御が行われ
て、第２の溶接電圧ＢＶｗが印加される。その他は、図
６に示した機能と同機能に同符号を付し、説明を省略す
る。

【００４５】前述したように、図１９に示す実施例２に
おいては、図１７に示す実施例１に比較して、第２の溶
接電源装置ＢＰＳにもアーク長制御機能を備えているの
で、まず最初に、図２０及び図２１を参照して、第２の
アークＢ３にだけアーク長変動が生じた場合にも第２の
アークＢ３をも適正なアーク長に制御する機能について
説明し、次に、図２２を参照して、図１７と同様の条件
出しの作業中に第２のピーク電圧設定回路ＢＶＰの第２
のピーク電圧設定値ＢＶｐを変更する機能について説明
する。

【００４６】以下、図２０及び図２１を参照して、第２
のアークＢ３にだけアーク長変動が生じた場合にも第２
のアークＢ３をも適正なアーク長に制御する機能につい
て説明する。図１９において、第１のワイヤＡ１につい
ては、第１の溶接電流ＡＩｗのパルス周波数を変化させ
て第１の溶接電流ＡＩｗの平均値を増減させることによ
って第１のワイヤＡ１のアーク長を制御する。また、第
２のワイヤＢ１については、第２のパルス周期ＢＴｆを
第１の溶接電流ＡＩｗの第１のパルス周期ＡＴｆに同期
させ、ピーク電圧設定回路ＢＶＰのピーク電圧設定信号
ＢＶｐの第２のパルス周期ＢＴｆを増減させて第２の溶
接電流ＢＩｗの第２のピーク電流ＢＩｐの値を変化させ
て第２の溶接電流ＢＩｗの平均値を増減させることによ
って第２のワイヤＢ１のアーク長を制御する。

【００４７】ここで、上記の第２の溶接電流ＢＩｗの第
２のピーク電流ＢＩｐの値を変化させることによって第
２のワイヤＢ１のアーク長を制御することを説明する。
図２０は、実施例２の多電極パルスアーク溶接制御方法
の溶接電流を示す図であり、同図（Ａ）は第１の溶接電
流ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は第２の
溶接電流ＢＩｗの時間変化を示している。説明を容易に
するために、図Ｂに示す倍率設定信号ｎ＝１で、ピーク
電圧設定値調整回路ＢＶＳを調整しない場合とする。ま
た、図２１は、第２のワイヤＢ１の先端から被溶接物２
までの距離であるアーク長が変化したときの第２のピー
ク電流ＢＩｐ［Ａ］（横軸）と第２のピーク電圧ＢＶｐ
［Ｖ］（縦軸）との関係を示す図である。

【００４８】図２０に示す時刻ｔ１からｔ２までの期間
は、図２１に示す第２のピーク電流ＢＩｐとしてBIp2が
通電されて第２のワイヤＢ１のワイヤ送給速度とワイヤ
溶融量とがバランスしているとする。このときのアーク
長ＬｂをLb2とする。そして、第１のワイヤＡ１と第２
のワイヤＢ１とは溶接トーチ４で一体であるので、上述
した第１のワイヤＡ１と同様に、図２０に示す時刻ｔ２
乃至ｔ３の期間において、チップと被溶接物との間の距
離が変動してアーク長Ｌｂが短くなり図２１に示すＬb3
になると、第２のピーク電流ＢＩｐは増加してBIp2から
BIp3となり、図２０に示す時刻ｔ３からｔ４までの期間
において通電する第２のピーク電流ＢＩｐが大きくな
る。したがって、第２のワイヤＢ１の溶融速度が増加し
てアーク長ＬｂがLb2に復帰する。次に、図２０に示す
時刻ｔ３からｔ４までの期間において、チップと被溶接
物との間の距離が変動して、図２１に示すように、アー
ク長Ｌｂが長くなりLb1になると、第２のピーク電流Ｂ
Ｉｐは減少してBIp2からBIp1となり、図２０に示す時刻
ｔ４からｔ５までの期間において通電する第２のピーク
電流ＢＩｐが小さくなる。したがって、第２のワイヤＢ
１の溶融速度が減少してアーク長がＬb2に復帰する。そ
して、図２０に示す時刻ｔ４乃至ｔ５において、前述し
た時刻ｔ１乃至ｔ２の期間と同じパルス周期の第２溶接
電流ＢＩｗが通電する。

【００４９】以下、図２２を参照して、図１と同様の条
件出しの作業中に第２のピーク電圧設定回路ＢＶＰの第
２のピーク電圧設定値ＢＶｓを変更する機能について説
明する。図２２は、実施例２の多電極パルスアーク溶接
制御方法の溶接電流を示す図であり、同図（Ａ）は第１
のアークＡ３及び第２のアークＢ３を共に適正なアーク
長に調整する過程を示す図であり、同図（Ｂ）は第１の
溶接電流ＡＩｗの時間変化を示す図であり、同図（Ｃ）
は第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示す図である。説
明を容易にするために、図１９に示す倍率設定信号ｎ＝
１とし、遅延時間設定信号Ｔodで定まる期間を零とす
る。

【００５０】作業者が溶接の条件出しを開始し、時刻ｔ
１から時刻ｔ２の同図（Ａ１）のアーク長を観察した結
果、第１のワイヤＡ１のアーク長が適正値よりも短いと
判断して、作業者が時刻ｔ２において、図１９に示す電
圧設定回路ＶＳを調整して第１のパルス周期信号ＡＴｆ
の周波数を増加させ第１のワイヤＡ１のワイヤ溶融速度
を増加させる。第１の溶接電流ＡＩｗが増加して、第１
のワイヤＡ１のアーク長は適正値になる。しかし、第１
のワイヤＡ１のアーク長は適正値になるが、逆に第２の
溶接電流ＢＩｗの第２のパルス周期信号ＢＴｆは、第１
の溶接電流ＡＩｗの第１のパルス周期信号ＡＴｆに同期
しているために、第２の溶接電流ＢＩｗのパルス周波数
も増加して第２の溶接電流ＢＩｗが増加して、第２のワ
イヤＢ１の溶融速度が増加して、同図（Ａ２）に示すよ
うに、第２のワイヤＢ１のアーク長が適正値よりも長く
なってしまう。そこで、作業者が時刻ｔ３において、図
１９に示す電源装置の外部に設けられたピーク電圧設定
値調整回路ＢＶＳを調整して、ピーク電圧設定値ＢＶｐ
を減少させる指令を行うピーク電圧設定値調整信号ＢＶ
ｓをピーク電圧設定回路ＢＶＰに出力する。その結果、
第２の溶接電流ＢＩｗが減少して、第２のワイヤＢ１の
溶融速度が減少して、同図（Ａ３）に示すように、第２
のワイヤＢ１のアーク長が適正値に復帰する。

【００５１】したがって、条件出しの作業中にピーク電
圧設定回路ＢＶＰのピーク電圧設定値ＢＶｐを変更する
ことができるので、第２のワイヤＢ１のアーク長を容易
に適正値に合わすことができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明の多電極パルスアーク溶接制御方
法及び溶接装置は、実施例１においては、第２のワイヤ
Ｂ１に通電する第２の溶接電流ＢＩｗの第２のピーク電
流設定値を変更するためのピーク電流設定値調整回路Ｂ
ＩＳを溶接装置の外部に設けたことによって、条件出し
の作業中に第２のピーク電流設定回路ＢＩＰの第２のピ
ーク電流設定値ＢＶｐを変更することができるので、第
２のワイヤＢ１のアーク長を容易に適正値に合わすこと
ができる。また、実施例２においては、第２のワイヤＢ
１に印加する第２の溶接電圧のピーク電圧設定値ＢＶｐ
を変更するためのピーク電圧設定値調整回路ＢＶＳを溶
接装置の外部に設けたことによって、条件出しの作業中
にピーク電圧設定回路ＢＶＰのピーク電圧流設定値を変
更することができるので、第２のワイヤＢ１のアーク長
を容易に適正値に合わすことができる。この実施例２に
おいては、更に、第２の溶接電源装置ＢＰＳの電圧検出
回路ＶＤ、電圧誤差増幅回路ＥＶ及びピーク電圧設定回
路ＢＶＰを備えているので、実施例１に比較して、第２
の溶接電源装置ＢＰＳにもアーク長制御機能を備えてい
るので、第２のアークＢ３にだけアーク長変動が生じた
場合にも第２のアークＢ３をも適正なアーク長に制御す
る機能を備えているので、実施例１よりも溶接条件設定
範囲が広くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図であ
る。

【図２】従来技術１の２本のワイヤにそれぞれのパルス
電流のピーク期間が重ならないように通電して制御する
ことを説明するためのパルス電流を示す図である。

【図３】従来技術１のパルス周波数を高くして第１の溶
接電流ＡＩｗと第２の溶接電流ＢＩｗとのパルス波形が
密になる場合を示す図である。

【図４】図３に示す時刻ｔ２における溶滴１の離脱時の
アーク状態を説明する図である。

【図５】被溶接物が軟鋼で、直径が１．２［ｍｍ］の軟
鋼ワイヤを使用してアルゴンが８０［％］と炭酸ガスが
２０［％］とのシールドガスで消耗電極ガスシールドア
ーク溶接制御方法を実施したときの第２のワイヤＢ1の
平均通電電流値［Ａ］（横軸）と最大溶接速度［ｍ／ｍ
ｉｎ］（縦軸）との関係を示す図である。

【図６】従来技術２の多電極パルスアーク溶接装置の回
路構成を示すブロック図である。

【図７】第１のワイヤＡ１の突出し長さＬｅの時間の経
過ｔ及び第１の溶接電流ＡＩｗのパルスの時間の経過ｔ
を示す図である。

【図８】第１のワイヤＡ１の先端から被溶接物２までの
距離であるアーク長Ｌａが変化したときの第１の溶接電
流ＡＩｗ［Ａ］（横軸）と第１の溶接電圧ＡＶｗ［Ｖ］
（縦軸）との関係を示す図である。

【図９】従来技術２の倍率設定回路ＮＳが出力する倍率
設定信号ｎ＝１の場合の溶接電流の波形を示す図であ
る。

【図１０】従来技術２の倍率設定回路ＮＳが出力する倍
率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流の波形を示す図であ
る。

【図１１】図６に示した第２の従来技術の多電極パルス
アーク溶接装置において、倍率設定回路ＮＳが出力する
倍率設定信号ｎ＝２の場合の詳細な溶接電流の波形を示
す図である。

【図１２】図６に示した第２の従来技術の多電極パルス
アーク溶接装置において、倍率設定回路ＮＳが出力する
倍率設定信号ｎ＝２の場合のアークの発生状態を示す図
である。

【図１３】図６に示した第２の従来技術の多電極パルス
アーク溶接装置において、倍率設定回路ＮＳが出力する
倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶滴移行を示す図である。

【図１４】ある溶接条件を設定した場合の理想的な第１
のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のアーク長を示す図
である。

【図１５】条件出しにおいて溶接を行った場合の第１の
ワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のアーク長を示す図で
ある。

【図１６】電圧設定回路ＶＳの設定値を大きくすること
によって、第２のワイヤＢ１のアーク長が適正値よりも
長くなる状態を示す図である。

【図１７】本発明の多電極パルスアーク溶接装置の実施
例１のブロック図を示す図である。

【図１８】実施例１の多電極パルスアーク溶接制御方法
の溶接電流を示す図である。

【図１９】本発明の多電極パルスアーク溶接装置の実施
例２のブロック図を示す図である。

【図２０】実施例２の多電極パルスアーク溶接制御方法
の溶接電流を示す図である。

【図２１】第２のワイヤＢ１の先端から被溶接物２まで
の距離であるアーク長Ｌｂが変化したときの第２のピー
ク電流ＢＩｐ［Ａ］（横軸）と第２のピーク電圧ＢＶｐ
［Ｖ］（縦軸）との関係を示す図である。

【図２２】実施例２の多電極パルスアーク溶接制御方法
の溶接電流を示す図である。

【符号の説明】

１ 溶滴 ２ 被溶接物 ４ 溶接トーチ Ａ１ 第１のワイヤ Ａ３ 第１のアーク Ａ４１ 第１のチップ Ａｄ 切換信号 ＡＩＢ 第１のベース電流設定回路 ＡＩｂ 第１のベース電流、第１のベース電流設定信号 ＡＩＰ 第１のピーク電流設定回路 ＡＩｐ 第１のピーク電流、第１のピーク電流設定信号 ＡＩsc 第１の電流制御設定信号 ＡＩｗ 第１の溶接電流 ＡＮＤ 論理積回路 ＡＰＳ 第１の溶接電源装置 ＡＳＷ 第１の切換回路 ＡＴｆ 第１のパルス周期、第１のパルス周期信号 ＡＴｂ 第１のベース電流通電時間 ＡＴｐ 第１のピーク電流通電時間 ＡＶｗ 第１の溶接電圧 ＡＷＦ 第１のワイヤ送給装置 ＡＷＳ 第１の送給速度設定回路 ＡＷｓ 第１の送給速度設定信号 Ｂ１ 第２のワイヤ Ｂ３ 第２のアーク Ｂ４１ 第２のチップ ＢＩＢ 第２のベース電流設定回路 ＢＩｂ 第２のベース電流、第２のベース電流設定信号 ＢＩＰ 第２のピーク電流設定回路 ＢＩｐ 第２のピーク電流、第２のピーク電流設定信号 ＢＩＳ ピーク電流設定値調整回路 ＢＩｓ ピーク電流設定値調整信号 ＢＩsc 第２の電流制御設定信号 ＢＩｗ 第２の溶接電流 ＢＰＳ 第２の溶接電源装置 ＢＳＷ 第２の切換回路 ＢＴｆ 第２のパルス周期、第２のパルス周期信号 ＢＴｐ 第２のピーク電流通電時間 ＢＶＢ ベース電圧設定回路 ＢＶｂ ベース電圧設定信号 ＢＶＳ ピーク電圧設定値調整回路 ＢＶｓ ピーク電圧設定値調整信号 ＢＶＰ ピーク電圧設定回路 ＢＶｐ ピーク電圧設定信号 ＢＶｗ 第２の溶接電圧 ＢＷＦ 第２のワイヤ送給装置 ＢＷＳ 第２の送給速度設定回路 ＢＷｓ 第２の送給速度設定信号 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 Ｆ 電磁力 ＩＤ 電流検出回路 Ｉｄ 電流検出信号 ＩＮＶ 出力制御回路 Ｌａ、Ｌｂ アーク長 ＭＣ 変調回路 ＭＭ モノマルチバイブレータ ＮＳ 倍率設定回路 ｎ 倍率、倍率設定信号 ＯＤ 遅延回路 Ｏｄ 遅延信号 ＴＣ 周期変換回路 ＴＯＤ 遅延時間設定回路 Ｔod 遅延時間設定信号 ＴＰ ピーク電流通電時間設定回路 Ｔｐ ピーク電流通電時間設定信号 ＶＤ 電圧検出回路 Ｖｄ 電圧検出信号 ＶＦ Ｖ／Ｆ変換回路 Ｖｆ Ｖ／Ｆ変換信号 ＶＳ 電圧設定回路 Ｖｓ 電圧設定信号 ＷＣ 送給制御回路 Ｗｃ 送給制御信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの溶接トーチから互いに電気的に絶
   縁された第１のワイヤ及び第２のワイヤをそれぞれ予め
   設定した送給速度で送給し、前記第１のワイヤには予め
   設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１の
   ベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共
   に、前記第２のワイヤには予め設定した第２のピーク電
   流の通電と予め設定した第２のベース電流の通電とを１
   周期とする通電を繰り返し、前記第１のワイヤ及び前記
   第２のワイヤと被溶接物との間に２つのアークをそれぞ
   れ発生させて溶接する多電極パルスアーク溶接制御方法
   において、前記第２のワイヤに、前記第１のピーク電流
   の通電期間は第２のピーク電流を通電し、前記第１のベ
   ース電流の通電期間は第２のベース電流を通電し、第１
   の溶接電流のパルス周波数を変化させて前記第１の溶接
   電流の平均値を増減させることによって前記第１のワイ
   ヤのアーク長を制御し、第２の溶接電流の第２のピーク
   電流の値を変化させて前記第２の溶接電流の平均値を増
   減させることによって前記第２のワイヤのアーク長を制
   御し、溶接作業者が条件出し中に溶接装置の外部から前
   記第２の溶接電流の前記第２のピーク電流設定値を変更
   する多電極パルスアーク溶接制御方法。
2. 【請求項２】 １つの溶接トーチから互いに電気的に絶
   縁された第１のワイヤ及び第２のワイヤをそれぞれ予め
   設定した送給速度で送給し、前記第１のワイヤには予め
   設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１の
   ベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共
   に、前記第２のワイヤには予め設定した第２のピーク電
   圧の印加による第２のピーク電流の通電と第２のベース
   電圧の印加による第２のベース電流の通電とを１周期と
   する通電を繰り返し、前記第１のワイヤ及び前記第２の
   ワイヤと被溶接物との間に２つのアークをそれぞれ発生
   させて溶接する多電極パルスアーク溶接制御方法におい
   て、前記第２のワイヤに、前記第１のピーク電流の通電
   期間は前記第２のピーク電圧を印加して前記第２のピー
   ク電流を通電し、前記第１のベース電流の通電期間は前
   記第２のベース電圧を印加して前記第２のベース電流を
   通電し、第１の溶接電流のパルス周波数を変化させて前
   記第１の溶接電流の平均値を増減させることによって前
   記第１のワイヤのアーク長を制御し、第２の溶接電圧の
   前記第２のピーク電圧設定値を変化させて前記第２のワ
   イヤのアーク長を制御し、溶接作業者が条件出し中に溶
   接装置の外部から前記第２の溶接電圧の前記第２のピー
   ク電圧設定値を変更する多電極パルスアーク溶接制御方
   法。
3. 【請求項３】 １つの溶接トーチから互いに電気的に絶
   縁された第１のワイヤ及び第２のワイヤをそれぞれ予め
   設定した送給速度で送給し、前記第１のワイヤには予め
   設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１の
   ベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共
   に、前記第２のワイヤには予め設定した第２のピーク電
   流の通電と予め設定した第２のベース電流の通電とを１
   周期とする通電を繰り返し、前記第１のワイヤ及び前記
   第２のワイヤと被溶接物との間に２つのアークをそれぞ
   れ発生させて溶接する多電極パルスアーク溶接装置にお
   いて、前記第１のワイヤと被溶接物との間の第１の溶接
   電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路
   と、電圧設定信号を出力する電圧設定回路と、前記電圧
   検出信号及び前記電圧設定信号を入力としてそれらの信
   号間の誤差によるパルス周波数変調制御によって第１の
   パルス周期信号を出力する変調回路と、第１のピーク電
   流設定信号を出力する第１のピーク電流設定回路と、第
   １のベース電流設定信号を出力する第１のベース電流設
   定回路と、前記第１のパルス周期信号と前記第１のピー
   ク電流設定信号と前記第１のベース電流設定信号とを入
   力として前記第１のパルス周期信号によって前記第１の
   ピーク電流設定信号と前記第１のベース電流設定信号と
   を切り換えて第１の電流制御設定信号として出力する第
   １の切換回路とから成り、前記第１の電流制御設定信号
   によって第１の溶接電流を制御する第１の溶接電源装置
   並びに第２のピーク電流設定信号を出力する第２のピー
   ク電流設定回路と、第２のベース電流設定信号を出力す
   る第２のベース電流設定回路と、前記第１のパルス周期
   信号と前記第２のピーク電流設定信号と前記第２のベー
   ス電流設定信号とを入力として前記第１のパルス周期信
   号によって前記第２のピーク電流設定信号と前記第２の
   ベース電流設定信号とを切り換えて第２の電流制御設定
   信号として出力する第２の切換回路と、第２の溶接電流
   の第２のピーク電流設定値を変更するためのピーク電流
   設定値調整信号を前記第２のピーク電流設定回路に出力
   し溶接作業者が条件出し中に操作できるように溶接装置
   の外部に設けたピーク電流設定値調整回路とから成り、
   前記第２の電流制御設定信号ＢＩscによって前記第２の
   溶接電流ＢＩｗを制御する第２の溶接電源装置から構成
   される多電極パルスアーク溶接装置。
4. 【請求項４】 １つの溶接トーチから互いに電気的に絶
   縁された第１のワイヤ及び第２のワイヤをそれぞれ予め
   設定した送給速度で送給し、前記第１のワイヤには予め
   設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１の
   ベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共
   に、前記第２のワイヤには予め設定した第２のピーク電
   圧の印加による第２のピーク電流の通電と第２のベース
   電圧の印加による第２のベース電流の通電とを１周期と
   する通電を繰り返し、前記第１のワイヤ及び前記第２の
   ワイヤと被溶接物との間に２つのアークをそれぞれ発生
   させて溶接する多電極パルスアーク溶接装置において、
   前記第１のワイヤと被溶接物との間の第１の溶接電圧を
   検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路と、電圧
   設定信号を出力する電圧設定回路と、前記電圧検出信号
   及び前記電圧設定信号を入力としてそれらの信号間の誤
   差によるパルス周波数変調制御によって第１のパルス周
   期信号を出力する変調回路と、第１のピーク電流設定信
   号を出力する第１のピーク電流設定回路と、第１のベー
   ス電流設定信号を出力する第１のベース電流設定回路
   と、前記第１のパルス周期信号と前記第１のピーク電流
   設定信号と前記第１のベース電流設定信号とを入力とし
   て前記第１のパルス周期信号によって前記第１のピーク
   電流設定信号と前記第１のベース電流設定信号とを切り
   換えて第１の電流制御設定信号として出力する第１の切
   換回路とから成り、前記第１の電流制御設定信号によっ
   て第１の溶接電流を制御する第１の溶接電源装置並びに
   ピーク電圧設定信号を出力するピーク電圧設定回路と、
   ベース電圧設定信号を出力するベース電圧設定回路と、
   前記第１のパルス周期信号と前記ピーク電圧設定信号と
   前記ベース電圧設定信号とを入力として前記第１のパル
   ス周期信号によって前記ピーク電圧設定信号と前記ベー
   ス電圧設定信号とを切り換えて電圧制御設定信号として
   出力する第２の切換回路と、第２の溶接電圧のピーク電
   圧設定値を変更するためのピーク電圧設定値調整信号を
   前記ピーク電圧設定回路に出力し溶接作業者が条件出し
   中に操作できるように溶接装置の外部に設けたピーク電
   圧設定値調整回路とから成り、前記電圧制御設定信号に
   よって前記第２の溶接電圧を制御する第２の溶接電源装
   置から構成される多電極パルスアーク溶接装置。