JP2009291812A - 溶接終了制御方法および溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接終了時のワイヤ先端の玉を適正形状に形成することができずにアークスタートミスが発生し、生産ライン停止や余分な後処理が必要となり生産性の低下を招く。
【解決手段】溶接出力停止前に定常溶接電流から定常溶接電流より低い第１の電流に向けて電流を低減するステップと、第１の電流を第１の所定時間維持するステップと、溶接出力停止前において定常溶接電圧から定常溶接電圧より低い第１の電圧に向けて電圧を低減するステップと、第１の所定時間経過後に第１の電圧の印加を停止して溶接出力を停止するステップと、溶接出力を停止してから第２の所定時間後に第２の電圧を第３の所定時間印加するステップと、第３の所定時間における検出電圧が第１の閾値よりも低下した後にこの低下した電圧よりも増加した場合には、ワイヤと母材とが短絡した後に開放したと判別するステップからなる制御方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、消耗電極であるワイヤと被溶接物である母材との間にアークを発生させて溶接を行うアーク溶接における溶接終了制御方法および溶接方法に関するものである。

近年、溶接業界では、生産性向上のために溶接の生産に要するタクトタイムの短縮および後処理工程の抑制に対する要求が高まってきている。中でも、アークスタートミスによる生産ラインの停止や余分な後処理工程が発生するため、これらの抑制の要求が高まっている。なお、アークスタートミスの原因は、ワイヤと母材間のスラグ（絶縁物）の介在によることが多く、アークが発生せずアークスタートしない状態が発生する。この場合、ワイヤを切断することでワイヤ先端のスラグ除去し、これによりアークスタートさせることができる。

また、アークは発生するがアーク切れが頻発して溶接スタート部のビード長が不足する、あるいは、スパッタが母材に付着するといったことが起こる場合がある。この場合、溶接ビードを追加する後処理やスパッタ除去作業が必要となる。この場合、生産ラインの停止あるいは余分な後処理工程が必要となり、溶接生産性を低下させてしまう。

上記に対し、ワイヤ先端に形成されるスラグの影響を抑制するため、溶接終了制御によりワイヤ先端形状の適性化を行っている。例えば、定常溶接制御部分とは異なる溶接終了制御部分における電流、電圧、時間設定を溶接装置内に記憶しておき、記憶した条件で溶接終了制御を行うことにより、条件により異なるが、例えばＭＡＧ溶接ではワイヤ径の約１．１〜１．５倍の範囲でワイヤ先端に適正な大きさの玉を形成させる。そして、このように適正な大きさの玉をワイヤ先端に形成しておくことで、アークスタートを良好に行うことができる。

ところが、図５に示すように、溶接出力終了時に適正な形状の玉を形成しても、溶接終了後の溶融プールの振動等によりワイヤ先端と溶融プールが短絡し、これにより形成した玉が溶融プールに吸収され、ワイヤ先端に所望の形状の玉を形成できない場合がある。そして、このような場合にはワイヤ先端の形状が尖った形状となり、この場合にはアークスタートを良好に行うことができない。その理由は、ワイヤ先端の尖った部分にスラグ（絶縁物）が集中してアークスタートを阻害するためである。

また、溶接終了後の溶融プールの振動等によりワイヤ先端と溶融プールが短絡し、ワイヤ先端と溶融プールが短絡した状態で固着（以下、スティックという。）する場合もある。そして、ロボットに溶接トーチを設けて溶接を行っていた場合、ロボットを移動させることができなくなる。

溶接終了後にスティック状態となった場合、スティック状態を開放するために電圧を印加して電流を流し、スティックしているワイヤを溶断して解除する方法が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。具体例を以下に説明する。

先ず、溶接終了後に、図７のステップ２に示すように、スティックしているかどうかのスティック検出回路を溶接出力経路に接続する。次に、図６や図７のステップ４に示すように、ワイヤ先端と母材間に所定の電圧（直流電圧）を所定時間印加する。スティックしている場合にはワイヤ先端と母材間の電圧は０Ｖ近くまで低下すると共に電流が流れる。そこで、電圧あるいは電流を監視し、電圧が低下していない、あるいは、電流を検出しない場合にはスティックが解除されたとして図７のステップ６に示すようにスティック検出回路を切り離してスティック解除処理を終了する。一方、スティック状態を検出した場合には、図７のステップ７に示すようにスティック検出回路を切り離し、図６や図７のステップ８に示すように故意にスティック解除用出力を印加してスティックしているワイヤを溶断する。なお、１回のスティック解除処理でスティックを解除できない場合には複数回繰り返してスティック状態を開放する。
特開平５−２４５６３８号公報

従来の溶接出力制御では、溶接出力終了時にワイヤ先端に適正な形状の玉を形成しても、溶接終了後の溶融プールの振動等によりワイヤ先端と溶融プールが短絡し、これにより形成した玉が溶融プールに吸収され、ワイヤ先端に所望の形状の玉を維持できない場合が生じる。そして、このような場合には良好なアークスタートを行うことができないが、ワイヤ先端と溶融プールが短絡して形成した玉が溶融プールに吸収された後に開放したということを判定できなかった。

また、従来のスティック解除方法では、例えば図６に示すように単にスティック状態を解除するものである。従って、スティック解除後にワイヤ先端に適正な形状の玉を形成されず、この場合、良好なアークスタートを行うことができない。

上記課題を解決するために、本発明の溶接終了制御方法は、溶接出力停止後に消耗電極であるワイヤと被溶接物との間に電圧を所定時間印加して前記ワイヤと前記被溶接物との接触を検出する溶接終了制御方法であって、前記所定時間における検出電圧が前記印加した電圧よりも低下した後にこの低下した電圧よりも増加した場合には前記ワイヤと前記被溶接物とが短絡した後に開放した状態を判別できるようにしたものである。

また、本発明の溶接終了制御方法は、溶接出力停止後に消耗電極であるワイヤと被溶接物との間に電圧を所定時間印加して前記ワイヤと前記被溶接物との接触を検出する溶接終了制御方法であって、溶接出力停止前において定常溶接電流から前記定常溶接電流より低い第１の電流に向けて電流を低減するステップと、前記第１の電流を第１の所定時間維持するステップと、溶接出力停止前において定常溶接電圧から前記定常溶接電圧より低い第１の電圧に向けて電圧を低減するステップと、前記第１の所定時間経過後に前記第１の電圧の印加を停止して溶接出力を停止するステップと、溶接出力を停止してから第２の所定時間後に第２の電圧を第３の所定時間印加するステップと、前記第３の所定時間における検出電圧が第１の閾値電圧よりも低下した後にこの低下した電圧よりも増加した場合には前記ワイヤと前記被溶接物とが短絡した後に開放したと判別するステップとを備えるようにしたものである。

また、本発明の溶接終了制御方法は、判別した結果を記憶部に記憶するステップと、前記記憶部に記憶した判別結果を表示部に表示するステップとを備えるようにしたものである。

また、本発明の溶接方法は、予め記憶された動作プログラムに基づいて被溶接物に対して複数の溶接箇所を溶接し、この溶接を被溶接物を交換して繰り返し行う溶接方法であって、各溶接箇所の溶接終了制御方法として請求項２記載の溶接終了制御方法を行い、ワイヤと被溶接物とが短絡した後に開放したと判別した溶接箇所の溶接条件については、第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、のうち少なくともいずれか１つの設定を行い、この新たな設定に基づいて次の被溶接物の溶接を行うことができるようにしたものである。

また、本発明の溶接方法は、予め記憶された動作プログラムに基づいて被溶接物に対して複数の溶接箇所を溶接し、この溶接を被溶接物を交換して繰り返し行う溶接方法であって、前記ワイヤと前記被溶接物とが接触したままであると判別して前記ワイヤと前記被溶接物との接触を解除させるための電圧を印加した溶接箇所の溶接条件については、第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、のうち少なくともいずれか１つの設定を行い、この新たな設定に基づいて次の被溶接物の溶接を行うことができるようにしたものである。

また、本発明の溶接方法は、新たに設定される第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間は、固定値とする、予め設定された初期値に所定値を加算して算出する、予め設定された初期値に１より大きい係数を積算して算出するの少なくもと１つに基づいて設定することができるようにしたものである。

また、本発明の溶接方法は、新たな設定の可否を設定する設定可否設定部に設定の可否を設定するステップを備え、設定可否設定部により設定可が設定されている場合のみ第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間の新たな設定を行い、設定可否設定部により設定否が設定されている場合には第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間の新たな設定への変更を行わないことができるようにしたものである。

また、本発明の溶接終了制御方法は、前記ワイヤと前記被溶接物とが短絡した後に開放したと判別した直後に第２の電流、第３の電圧を第４の所定時間印加するステップを備え、ワイヤ先端に適正な大きさの玉を形成することができるようにしたものである。

以上のように、本発明によれば、溶接終了時にワイヤと被溶接物とが短絡した後に開放したか否かを判別することができる。

また、溶接終了時にワイヤと被溶接物とが短絡した後に開放した判別した場合には、ワイヤと被溶接物との間に電圧や電流を所定時間印加してワイヤ先端に適正形状の玉を形成することができる。これにより、アークスタートミスの発生を抑制することができ、生産ライン停止や余分な後処理を抑制して生産性向上を実現することができる。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。

図１は溶接装置の概略構成を示す図である。溶接装置は主に、溶接電源装置１と、溶接トーチ６と、溶接トーチ６を支持して運ぶロボット７と、ワイヤ９を母材１０の方向へ送給するワイヤ送給部８等から構成される。なお、ロボット７は図示しないロボット制御装置に記憶された動作プログラムに基づいて動作するものである。

また、溶接電源装置１は主に、消耗電極であるワイヤ９と溶接対象物である母材１０との間に電力を供給する電源部２と、電源部２を制御することで溶接出力を制御する制御部３と、出力電圧を検出する出力電圧検出部４と、出力電流を検出する出力電流検出部１２と、出力電圧検出部４あるいは出力電流検出部１２の出力に基づいてワイヤ９と母材１０が短絡しているか否かを判別する短絡検出部５を備えている。なお、制御部３は短絡検出部５や出力電圧検出部４や出力電流検出部１２等からの信号に基づいて電源部２内のスイッチング素子を制御することで溶接出力を制御する。

次に、溶接終了時のワイヤ送給速度と溶接電流と電圧の制御の例について説明する。図２（ａ）はワイヤ送給速度の時間変化を示す図であり、図２（ｂ）は溶接電圧の時間変化を示す図であり、図２（ｃ）は溶接電流の時間変化を示す図であり、図２（ｄ）はワイヤ先端状況の時間変化を示す図である。

図２（ａ）において、図示しない溶接起動ボタンをＯＦＦすると、ワイヤ送給部８を構成するモータの回転を停止する指令が出力される。しかし、しばらくはモータが慣性で回り続けるため、ワイヤ送給速度は定常溶接時のワイヤ送給速度から速度０に向かって減速していく。

また、ワイヤ９の先端部を適正な大きさの球形状に形成するため、制御部３は溶接電圧及び溶接電流を図２（ｂ）と図２（ｃ）に示す第１の電圧あるいは第１の電流に向かって低減する制御を開始し、各々予め定めた所定値に到達した後は、その所定値の状態で第１の所定時間印加を継続する。そして、第１の所定時間が経過すると溶接出力をＯＦＦしてアークを消滅させる。なお、制御部３により第１の電流になるように電流を制御し、この電流に対応して第１の電圧が決まる。また、制御部３により第１の電圧になるように電圧を制御し、この電圧に対応して第１の電流が決まるようにしても良い。

次に、ワイヤ９の先端と母材１０とが短絡しているか否かを判別するため、第１の所定時間が経過した後に第２の所定時間が経過すると、電源部２はワイヤ９と母材１０との間に第２の電圧を印加する。なお、第２の所定時間の間出力をＯＦＦにする理由は、アークを完全に消失させるためである。アークが消失しきれていない場合には、次に電圧を印加した際にアークが発生してワイヤ９の先端をさらに溶融させてしまうことがあり、これを防ぐためである。また、第２の所定時間は、例えば約５〜２００ｍｓｅｃ程度に設定される。

図２（ｄ）では、溶接終了後に、ワイヤ９の先端と母材１０とが短絡していない場合を示している。この場合、第２の電圧を印加している第３の所定時間の間の検出電圧の変化はない。しかし、図３（ｄ）に示すように、第３の所定時間の間で溶融プールの振動等によりワイヤ９の先端と溶融プールとの短絡が発生する場合、短絡発生時に電圧が殆ど０Ｖ近くまで低下して予め定めた電圧の第１の閾値を下回る。従って、電圧を検出することにより短絡発生を検出できる。そして、短絡が発生した後に短絡が開放すると、検出電圧は０Ｖ近くから第１の閾値を上回り、元の第２の電圧の大きさに戻る。故に、第３の所定時間の間の電圧を検出し、第２の電圧から第１の閾値を下回り、再度第２の電圧になることを検出することにより、一旦短絡した後に開放した状態になったことを判別することができる。

なお、第１の所定時間は、例えば約１０ｍｓ〜２００ｍｓ程度であり、第３の所定時間は約１０〜２００ｍｓｅｃである。また、第１の電圧は約１０〜３０Ｖである。第２の電圧は約５〜３０Ｖである。第１の閾値電圧は第２の電圧の半分程度の約２．５〜１５Ｖ程度である。第１の電流は約１０〜１００Ａであり、パルス状の電流を出力して平均値が１０〜１００Ａの場合もある。これらの時間、電圧値、電流値は、実験等から求めた固定としても良いし、あるいは、設定溶接電流や、設定溶接電圧や、ワイヤ送給速度や、シールドガス種類や、ワイヤ材質や、ワイヤ径や、溶接法等に基づいて制御部３により設定するようにしてもよい。

以上により、溶接出力停止後において、ワイヤ９と母材１０とが短絡した後に開放したことを判別できる。そして、溶接出力停止後に短絡が発生しないようにするため、この溶接箇所の溶接終了制御部における第１の電圧あるいは第１の電流あるいは第１の所定時間の少なくともいずれ１つをそれまでの大きさよりも大きくなるように設定することで、溶接出力停止後の短絡発生を抑制することができる。その結果、溶接が終わった母材１０を別の母材１０に交換して溶接を行う場合、溶接終了時にワイヤ９の先端に適正形状の玉を形成することができ、アークスタートミスを抑制して生産ラインの停止や余分な後処理を低減し、生産性を向上することができる。

なお、溶融プールの振動は次のような場合に特に大きくなる。母材１０の材料が亜鉛メッキ鋼板の場合、亜鉛蒸気が溶融プールから放出されるので、亜鉛メッキされていない鋼板に比べて溶融プールの振動が大きくなる。また、母材１０に対する溶接トーチ６の姿勢の角度が９０度の状態から傾いていれば傾いているほど、また、溶接トーチ６に対して母材１０が傾いていれば傾いているほど、アーク力によって溶融プールの振動は大きくなる傾向にある。このように、母材１０の材質や溶接トーチ６の姿勢や母材１０の配置等の影響を受ける。

従って、母材１０に複数の溶接箇所がある場合、溶接箇所全てにおいてアークスタートミスが発生するのではなく、ある特定の溶接箇所で発生する場合が多々ある。故に、母材１０の溶接箇所全におてい溶接終了制御における電流、電圧、時間設定等を一律に変更する必要は無く、溶接終了時にワイヤ９と母材１０との短絡が発生する溶接箇所のみ電流、電圧、時間設定等を変更すればよい。

また、亜鉛メッキ鋼板の方が亜鉛メッキされていない鋼板に比べて溶融プールの振動が大きくなるので、溶接終了後に短絡が発生した溶接箇所の溶接終了制御部における第１の電圧あるいは第１の電流あるいは第１の所定時間の少なくともいずれ１つをそれまでの大きさよりも大きくなるように設定する際、亜鉛メッキ鋼板の方が亜鉛メッキされていない鋼板に比べてより大きくすることが望ましく、同様に、溶接トーチ６と母材１０とのなす角度が９０度の状態から傾けば傾く程大きくすることが望ましい。

なお、本実施の形態において、第３の所定時間の間で溶融プールの振動等によりワイヤ９の先端と溶融プールとの短絡が発生する場合、短絡発生時に電圧が殆ど０Ｖ近くまで低下して予め定めた電圧の第１の閾値を下回り、第３の所定時間が終わるまで低下した状態が続いている場合には、ワイヤ９と母材１０とが短絡したままの状態となるスティック状態であると判断することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態について、図１を用いて説明する。なお、実施の形態１と同様の箇所には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、制御部３の出力を入力として溶接終了時にワイヤ９と母材１０とが短絡した後に開放したことを記憶するための記憶部１３と、それを表示する表示部１４を備えた点である。

生産現場では１台のロボット７により１つのワーク（母材１０）に対して多くの箇所を溶接することが一般的であり、多い場合には溶接箇所は２０〜３０箇所を越える場合がある。そして、１つのワークにおいて、各溶接箇所に対して溶接の開始制御と溶接の終了制御が行われる。そして、１つのワークの全箇所の溶接が終了すると、同形状の溶接していないワークに交換し、次はこの交換したワークを溶接する。そして、これを繰り返して複数のワークの溶接を行うこととなる。

なお、１つのワークの多くの溶接箇所において、ロボット７の溶接姿勢やトーチ角度や継ぎ手形状等の影響により各々溶接状態が異なる。従って、ある溶接箇所では溶接終了時にワイヤ９と母材１０との短絡は発生せず、またある溶接箇所では溶接終了時にワイヤ９と母材１０とが短絡した後に開放する状態になり、またある溶接箇所では溶接終了時にワイヤ９と母材１０とが短絡した状態のままとなるスティック状態となる場合がある。このように、溶接終了時の状態は溶接箇所ごとに異なる。このため、１つのワークの複数の溶接箇所の内１箇所で溶接終了時にワイヤ９と母材１０とが短絡した後に開放する状態が発生したからといって、全ての溶接箇所で発生するものではない。しかし、次のワークの溶接を行う際に、ワイヤ９と母材１０とが短絡しないように、ワイヤ９と母材１０とが短絡した溶接箇所の溶接終了条件を調整する必要がある。しかしながら、溶接箇所が多いとワイヤ９と母材１０とが短絡した溶接箇所を把握することが困難である。そこで、制御部３の出力を入力としてワイヤ９と母材１０との短絡を検出した溶接箇所を記憶部１３に記憶し、さらに、記憶部１３の内容を表示部１４に表示可能とする。これにより、電圧や電流等の溶接終了条件の調整が必要な箇所を容易に把握することができ、調整することが可能となる。なお、ロボット７を制御する図示しないロボット制御装置に記憶されたロボット７の動作プログラムと、短絡検出部５の判別結果とに基づいて、短絡した溶接箇所を特定して記憶部１３に記憶することができる。また、図示しないロボット制御装置は、溶接電源装置１内に設けるようにしてもよい。

また、溶接終了条件の調整としては、次のワークの溶接の際に短絡が発生しないように、第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、の少なくともいずれ１つを設定する、あるいは、これらを組み合わせるようにする。そして、このような調整を行うことでによりワイヤ９の先端の溶融量を増加させてワイヤ９先端と母材１０との間の距離が増加し、短絡が起こり難くなる。なお、これらの初期値は、例えば、第１の電流では増加量は約２０〜５０Ａ、第１の電圧の増加量は約１０〜２０Ｖ、第１の所定時間の増加量は２０〜１００ｍｓｅｃ程度である。そして、これらの調整量は、第１の電流において増加量は約２０〜５０Ａ、第１の電圧において増加量は約５〜１０Ｖ、第１の所定時間において増加量は約２０〜５０ｍｓｅｃ程度である。なお、これらの増加量で不足であれば、さらに調整量を増加させればよい。また、時間、電圧値、電流値等の初期値や調整量（増加量）は、実験等から求めた固定値にしても良いし、溶接を行う際に溶接電源装置１に設定する設定溶接電流や、設定溶接電圧や、ワイヤ送給速度や、シールドガス種類や、ワイヤ材質や、ワイヤ径や、溶接法等に基づいて制御部３により決定するようにしてもよい。

また、溶接終了時にスティック状態になった溶接箇所についても、次のワークの溶接の際にスティック状態にならないように溶接条件の調整が必要である。従って、短絡が発生して開放した場合と同じように、第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、あるいはこれらの組合せとする。これによりワイヤ９先端の溶融量を増加させてワイヤ９の先端と母材１０間距離を増加させる。ここで、初期値は短絡が発生して開放した場合と同じであるが、このスティック状態の場合の調整量は短絡が発生して開放した場合よりも多くするものであり、第１の電流においては増加量は約４０〜７０Ａ、第１の電圧においては増加量は約１５〜２０Ｖ、第１の所定時間においては増加量は４０〜１００ｍｓｅｃ程度である。なお、スティック状態の場合の調整量は短絡が発生して開放した場合よりも多くする理由は、短絡しないようにワイヤ９を溶融するエネルギーの不足分が、短絡が発生して開放した場合よりも多く、短絡が発生して開放した場合よりも多くのエネルギーを与える必要があるためである。

また、時間、電圧値、電流値等の初期値や調整量（増加量）は、実験等から求めた固定値にしても良いし、溶接を行う際に溶接電源装置１に設定する設定溶接電流や、設定溶接電圧や、ワイヤ送給速度や、シールドガス種類や、ワイヤ材質や、ワイヤ径や、溶接法等に基づいて制御部３により決定するようにしてもよい。

なお、新たに設定される第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間は、固定値としても良いし、予め設定された初期値に対して増加値を加算した値としても良いし、予め設定された初期値に１より大きい係数例えば１．５等を乗算して算出しても良い。

（実施の形態３）
本実施の形態について、図１を用いて説明する。なお、実施の形態２と同様の箇所には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、設定可否設定部１５を設けた点である。なお、図１では、表示部１４に設定可否設定部１５を設けた例を示している。

図１において、表示部１４は、表示領域内に、新たな設定の可否を設定する設定可否設定部１５を備えている。設定可否設定部１５は、溶接終了時にワイヤ９と母材１０とが短絡した後に開放する状態、あるいは、ワイヤ９と母材１０とが接触したままのスティック状態となった場合に実施する実施の形態２で説明した第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間の調整を自動的に実施させるのではなく、作業者が調整の実施の可否を選択して決定するためのものである。

作業者によっては、溶接条件が適性値に自動的に調整されているとはいえ、溶接条件が作業者の認識なしに変更されることを好まない場合もあり、設定可否設定部１５を設けることで、溶接終了条件の調整を作業者の意思で実施することが可能となる。

また、この設定可否は、複数の溶接箇所の中から溶接終了条件を調整すべき箇所のみ自動的に表示されるので、多くの溶接箇所の中から該当箇所を短時間で選択でき、生産性を向上することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態について、図１と図４を用いて説明する。なお、実施の形態１から３と同様の箇所には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１から３と異なるのは、ワイヤ９と母材１０とが短絡した後に開放したと判別した後に、制御部３により図４に示す第２の電流、第３の電圧を第４の所定時間印加するようにした点である。これにより、短絡が開放した後にワイヤ９の先端に適正な大きさの玉を形成することができ、アークスタートミスを抑制して生産ラインの停止や余分な後処理を低減し、生産性を向上することができる。なお、制御部３により第２の電流になるように電流を制御し、この電流に対応して第３の電圧が決まる。また、制御部３により第３の電圧になるように電圧を制御し、この電圧に対応して第２の電流が決まるようにしても良い。

なお、上記した実施の形態１から４によれば、溶接終了後にワイヤ９と母材１０とが短絡した後に開放したことを判別できる。そして、次のワークの溶接を行う際に短絡しないようにするため、短絡を生じた溶接箇所の溶接終了部の第１の電圧あるいは第１の電流あるいは第１の所定時間の少なくともいずれか１つを高めることができ、これにより短絡発生を抑制する。また、溶接終了時のワイヤ９先端の玉を適正形状に形成させることができるので、アークスタートミスを抑制して生産ライン停止や余分な後処理を低減できる。

本発明の溶接終了制御方法および溶接方法は、溶接終了時のワイヤ先端の形状を適性に形成することでアークスタート時のスラグの影響を抑制でき、アーク発生せずにアークスタートしない状態の発生や、アークが発生するがアーク切れが頻発してスタート部のビード長不足やスパッタの母材への付着を抑制でき、生産ライン停止及び余分な後処理工程を抑制して溶接生産性を向上することができるので産業上有用である。

実施の形態１における溶接装置の概略構成を示す図 （ａ）実施の形態１におけるワイヤ送給速度の時間変化を示す図（ｂ）実施の形態１における溶接電圧の時間変化を示す図（ｃ）実施の形態１における溶接電流の時間変化を示す図（ｄ）実施の形態１におけるワイヤ先端状況の時間変化を示す図 （ａ）実施の形態１におけるワイヤ送給速度の時間変化を示す図（ｂ）実施の形態１における溶接電圧の時間変化を示す図（ｃ）実施の形態１における溶接電流の時間変化を示す図（ｄ）実施の形態１におけるワイヤ先端状況の時間変化を示す図 （ａ）実施の形態４におけるワイヤ送給速度の時間変化を示す図（ｂ）実施の形態７における溶接電圧の時間変化を示す図（ｃ）実施の形態７における溶接電流の時間変化を示す図（ｄ）実施の形態７におけるワイヤ先端状況の時間変化を示す図 （ａ）従来のワイヤ送給速度の時間変化を示す図（ｂ）従来の溶接電圧の時間変化を示す図（ｃ）従来の溶接電流の時間変化を示す図（ｄ）従来のワイヤ先端状況の時間変化を示す図 （ａ）従来のワイヤ送給速度の時間変化を示す図（ｂ）従来の溶接電圧の時間変化を示す図（ｃ）従来の溶接電流の時間変化を示す図（ｄ）従来のワイヤ先端状況の時間変化を示す図 従来の溶接終了時の処理のフロ−チャ−ト

符号の説明

１ 溶接電源装置
２ 電源部
３ 制御部
４ 出力電圧検出部
５ 短絡検出部
６ 溶接トーチ
７ ロボット
８ ワイヤ送給部
９ ワイヤ
１０ 母材
１１ アーク
１２ 出力電流検出部
１３ 記憶部
１４ 表示部
１５ 設定可否設定部

Claims (11)

1. 溶接出力停止後に消耗電極であるワイヤと被溶接物との間に電圧を所定時間印加して前記ワイヤと前記被溶接物との接触を検出する溶接終了制御方法であって、
   前記所定時間における検出電圧が前記印加した電圧よりも低下した後にこの低下した電圧よりも増加した場合には、前記ワイヤと前記被溶接物とが短絡した後に開放したと判別する溶接終了制御方法。
2. 溶接出力停止後に消耗電極であるワイヤと被溶接物との間に電圧を所定時間印加して前記ワイヤと前記被溶接物との接触を検出する溶接終了制御方法であって、
   溶接出力停止前において定常溶接電流から前記定常溶接電流よりも低い第１の電流に向けて電流を低減するステップと、
   前記第１の電流を第１の所定時間維持するステップと、
   溶接出力停止前において定常溶接電圧から前記定常溶接電圧より低い第１の電圧に向けて電圧を低減するステップと、
   前記第１の所定時間経過後に前記第１の電圧の印加を停止して溶接出力を停止するステップと、
   溶接出力を停止してから第２の所定時間経過後に第２の電圧を第３の所定時間印加するステップと、
   前記第３の所定時間における検出電圧が第１の閾値電圧よりも低下した後にこの低下した電圧よりも増加した場合には、前記ワイヤと前記被溶接物とが短絡した後に開放したと判別するステップと
   を備えた溶接終了制御方法。
3. 判別した結果を記憶部に記憶するステップと、
   前記記憶部に記憶した判別結果を表示部に表示するステップと
   を備えた請求項１あるいは２のいずれか１項に記載の溶接終了制御方法。
4. 前記ワイヤと前記被溶接物とが短絡した後に開放したと判別した後に第２の電流、第３の電圧を第４の所定時間印加するステップを備え、ワイヤ先端に適正な大きさの玉を形成する請求項１から３のいずれか１項に記載の溶接終了制御方法。
5. 予め記憶された動作プログラムに基づいて被溶接物に対して複数の溶接箇所を溶接し、この溶接を被溶接物を交換して繰り返し行う溶接方法であって、
   各溶接箇所の溶接終了制御方法として請求項２記載の溶接終了制御方法を行い、
   ワイヤと被溶接物とが短絡した後に開放したと判別した溶接箇所の溶接条件については、
   第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、のうち少なくともいずれか１つの設定を行い、この新たな設定に基づいて次の交換された被溶接物の溶接を行う溶接方法。
6. 予め記憶された動作プログラムに基づいて被溶接物に対して複数の溶接箇所を溶接し、この溶接を被溶接物を交換して繰り返し行う溶接方法であって、
   各溶接箇所の溶接終了制御方法として請求項２記載の溶接終了制御方法を行い、
   第３の所定時間における検出電圧が第１の閾値電圧よりも低下したままであり前記ワイヤと前記被溶接物とが接触したままであると判別して前記ワイヤと前記被溶接物との接触を解除させるための電圧を印加した溶接箇所の溶接条件については、
   第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、のうち少なくともいずれか１つの設定を行い、この新たな設定に基づいて次の交換された被溶接物の溶接を行う溶接方法。
7. 第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、のうち少なくともいずれか１つの設定を行う際、ワイヤと被溶接物とが短絡した後に開放する場合に比べて、前記ワイヤと前記被溶接物とが短絡したままの状態になる場合の方が、設定を高くあるいは長くする量を大きくする請求項６記載の溶接方法。
8. 第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、のうち少なくともいずれか１つの設定を行う際、母材として亜鉛メッキされていない鋼板を使用する場合に比べて、母材として亜鉛メッキ鋼板使用する場合の方が、設定を高くあるいは長くする量を大きくする請求項６記載の溶接方法。
9. ロボットに溶接トーチを取り付けて溶接を行う溶接方法であって、
   第１の電流を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の電圧を予め設定された初期値よりも高く設定する、あるいは、第１の所定時間を予め設定された初期値よりも長く設定する、のうち少なくともいずれか１つの設定を行う際、溶接トーチと母材とのなす角度が狭くなる程、設定を高くあるいは長くする量を大きくする請求項６記載の溶接方法。
10. 新たに設定される第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間は、固定値とする、あるいは予め設定された初期値に所定値を加算して算出する、あるいは予め設定された初期値に１より大きい係数を積算して算出する、の少なくもと１つに基づいて設定する請求項５から９のいずれか１項に記載の溶接方法。
11. 新たな設定の可否を設定する設定可否設定部により新たな設定の可否を設定するステップを備え、
    前記設定可否設定部により設定可が設定されている場合のみ第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間の新たな設定を行い、
    前記設定可否設定部により設定否が設定されている場合には第１の電流、第１の電圧、第１の所定時間の新たな設定への変更を行わない請求項５から１０のいずれか１項に記載の溶接方法。

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