JP2010012506A - パルスアーク溶接の出力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パルスアーク溶接において、溶接電源の外部特性を適正化することによって高速溶接性を改善すること。
【解決手段】第１傾きＫｓ１及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって設定された溶接電源の外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法であって、溶接中にアーク長が大きく変動したとき（ΔＶ＞ΔＶｔ）は、前記第１傾きＫｓ１を第１傾きの絶対値よりも小さな絶対値の第２傾きＫｓ２に置換して外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法において、溶接速度Ｓｓが速くなるのに伴い前記第１傾きＫｓ１及び／又は前記第２傾きＫｓ２の絶対値が小さくなるように変化させる。これにより、溶接速度が速くなると、外部特性の傾きの絶対値を小さくすることによってアーク長制御系のゲインを大きくすることができ、外乱に対する高速溶接性を改善することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、所望の傾きを有する溶接電源の外部特性を形成することができる消耗電極パルスアーク溶接の出力制御方法の改善に関するものである。

消耗電極パルスアーク溶接では、美しいビード外観、均一な溶込み深さ等の溶接品質を良好にするために、溶接中のアーク長を適正値に維持することが極めて重要である。一般的に、アーク長は溶接ワイヤの送給速度とアーク入熱による溶融速度とのバランスによって決まる。したがって、溶接電流の平均値に略比例する溶融速度が送給速度と等しくなるとアーク長は常に一定となる。しかし、送給モータの回転速度の変動、溶接トーチケーブルの引き回しによる送給経路の摩擦力の変動等によって、溶接中の送給速度が変動する。このために、溶融速度とのバランスが崩れてアーク長が変化することになる。さらには、溶接作業者の手振れ等による給電チップ・母材間距離の変動、溶融池の不規則な振動等によっても、アーク長は変動する。したがって、これらの種々の変動要因（以下、外乱という）によるアーク長の変動を抑制するためには、外乱に応じて常に溶融速度を調整してアーク長の変化を抑制するアーク長制御が必要となる。

消耗電極パルスアーク溶接を含む消耗電極ガスシールドアーク溶接において、上述した種々の外乱に起因するアーク長の変動を抑制する方法として、溶接電源の外部特性を所望値に出力制御する方法が慣用されている。この外部特性の例を図４に示す。同図の横軸は溶接ワイヤを通電する溶接電流の平均値Ｉｗであり、縦軸は溶接ワイヤと母材との間に印加される溶接電圧の平均値Ｖｗである。特性Ｌ１は、傾きＫｓ＝０V/Aの完全な定電圧特性の場合である。また、特性Ｌ２は、傾きＫｓ＝−０．１V/Aと右下がりの傾きを有する定電圧特性の場合である。外部特性は直線として表わすことができるので、溶接電流基準値Ｉｓと溶接電圧基準値Ｖｓとの交点Ｐ０を通り傾きがＫｓである外部特性は下式で表わされる。
Ｖｗ＝Ｋｓ・（Ｉｗ−Ｉｓ）＋Ｖｓ ……（１）式

ところで、溶接電源の外部特性の傾きＫｓによってアーク長制御の安定性（自己制御作用と呼ばれる）が大きく影響されることが従来から知られている。すなわち、外乱に対してアーク長を安定化するためには、溶接法を含む溶接条件に応じて外部特性の傾きＫｓを適正値に制御する必要がある。例えば、傾きＫｓの適正値は、炭酸ガスアーク溶接法では０〜−０．０３V/A程度の範囲であり、パルスアーク溶接法では−０．０５〜−０．３V/A程度の範囲である。したがって、本発明の対象であるパルスアーク溶接法においては、アーク長制御を安定化するためには、同図に示す特性Ｌ１ではなく−０．０５〜−０．３V/A程度の範囲内で予め定めた傾きＫｓを有する特性Ｌ２等を形成する必要がある。ところで、傾きを変化させることはアーク長制御系のゲインを変化させることになる。傾きＫｓの絶対値が小さくなると（負の値から０に近づくと）ゲインは大きくなり、傾きＫｓの絶対値が大きくなると（傾きが急勾配になると）ゲインは小さくなる。したがって、パルスアーク溶接法では炭酸ガスアーク溶接法に比べてゲインを小さくしないとアーク安定性が悪くなる。他方、ゲインをあまり小さくすると過渡応答が悪くなる。このために、定常のアーク安定性及び過渡応答性を考量して傾きの適正値の設定を行う必要がある。以下、パルスアーク溶接において所望の傾きＫｓを有する外部特性を形成する従来技術（例えば、特許文献１〜３を参照）について説明する。

図５は、パルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流（瞬時値）ｉｏの波形を示し、同図（Ｂ）は溶接電圧（瞬時値）ｖｏの波形を示す。以下，同図を参照して説明する。

（１）時刻ｔ１〜ｔ２のピーク期間Ｔｐ
予め定めたピーク期間Ｔｐ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接ワイヤを溶滴移行させるために大電流値の予め定めたピーク電流Ｉｐを通電し、同図（Ｂ）に示すように、この期間中のアーク長に略比例したピーク電圧Ｖｐが溶接ワイヤ・母材間に印加する。

（２）時刻ｔ２〜ｔ３のベース期間Ｔｂ
後述する溶接電源の出力制御によって定まるベース期間Ｔｂ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接ワイヤ先端の溶滴を成長させないために小電流値の予め定めたベース電流Ｉｂを通電し、同図（Ｂ）に示すように、この期間中のアーク長に略比例したベース電圧Ｖｂが印加する。

上記のピーク期間Ｔｐ及びベース期間Ｔｂからなる時刻ｔ１〜ｔ３の期間を１パルス周期Ｔpbとして繰り返して溶接を行う。同図（Ａ）に示すように、このパルス周期Ｔpbごとの溶接電流の平均値がＩｗとなり、同様に同図（Ｂ）に示すように、このパルス周期Ｔpbごとの溶接電圧の平均値がＶｗとなる。溶接電源の外部特性を形成するための出力制御は、パルス周期Ｔpbの時間長さを操作量としてフィードバック制御することで行われる。すなわち、ピーク期間Ｔｐを一定値としてパルス周期Ｔpbを増減させることによって出力制御を行う。

図６に示すように、時刻ｔ(n)〜ｔ(n+1)の第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の溶接電流平均値がＩｗ(n)となり、溶接電圧平均値がＶｗ(n)となる。上述した図４において、これらＩｗ(n)とＶｗ(n)との交点（動作点）Ｐ１が、設定された特性Ｌ２上に乗るように出力制御される。以下、所望の傾きＫｓを有する外部特性を形成するための溶接電源の出力制御方法について説明する。

図５で上述したパルスアーク溶接の波形図を参照して、従来技術の外部特性形成方法を説明する。形成すべき目標の外部特性は、上述した（１）式の外部特性である。第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)における溶接電流平均値Ｉｗ及び溶接電圧平均値Ｖｗは下式で表わすことができる。
Ｉｗ＝（１／Ｔpb(n)）・∫ｉｏ・ｄｔ ……（２）式
Ｖｗ＝（１／Ｔpb(n)）・∫ｖｏ・ｄｔ ……（３）式
但し、積分は第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の間行う。

これら（２）式及び（３）式を上記の（１）式に代入して整理すると下式となる。
∫（Ｋｓ・ｉｏ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖｏ）・ｄｔ＝０ ……（４）式
但し、積分は第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の間行い、上述したように、Ｋｓは外部特性の傾きであり、Ｉｓは溶接電流基準値であり、Ｖｓは溶接電圧基準値である。

したがって、第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)が終了した時点においては上記（４）式が成立することになる。ここで、上記（４）式の左辺を積分値Ｓvbとして定義すると下式となる。
Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉｏ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖｏ）・ｄｔ ……（５）式

第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)が開始した時点から上記（５）式の積分値Ｓvbの演算を開始する。第ｎ回目の予め定めたピーク期間が終了して第ｎ回目のベース期間中に上記の積分値Ｓvb＝０（又はＳvb≧０）となった時点で第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)を終了する。この動作を繰り返すことによって、上記（１）式の外部特性を形成することができる。

上述した従来技術の外部特性形成方法を以下に整理して記載する。
（１）傾きＫｓ、溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって上記（１）式に基づいて目標の溶接電源の外部特性を予め設定する。
（２）溶接中の溶接電圧ｖｏ及び溶接電流ｉｏを検出する。
（３）第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の開始時点から上記（５）式に基づいて積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉｏ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖｏ）・ｄｔの演算を開始する。
（４）第ｎ回目の予め定めたピーク期間Ｔｐに続く第ｎ回目のベース期間Ｔｂ中の上記積分値Ｓvbが零以上（Ｓvb≧０）になった時点で第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)を終了する。
（５）続けて第ｎ＋１回目のパルス周期Ｔpb(n+1)を開始して、上記（３）〜（４）の動作を繰り返し行うことによって、所望の外部特性を形成する。

図７は、上述した外部特性形成方法を搭載した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。

電源主回路ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源を入力として、後述する電流誤差増幅信号Ｅｉに従ってインバータ制御、サイリスタ制御等の出力制御を行い、アーク溶接に適した溶接電流ｉｏ及び溶接電圧ｖｏを出力する。この電源主回路ＰＭは、例えば、商用電源を整流する１次整流器、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次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉを入力としてパルス幅変調制御を行いこの結果に基づいて上記のインバータ回路を駆動する駆動回路から成る。溶接ワイヤ１はワイヤ送給装置（図示は省略）の送給ロール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。

電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流ｉｏを検出して、電流検出信号ｉｄを出力する。電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧ｖｏを検出して、電圧検出信号ｖｄを出力する。溶接電圧基準値設定回路ＶＳは、予め定めた溶接電圧基準値信号Ｖｓを出力する。溶接電流基準値設定回路ＩＳは、予め定めた溶接電流基準値信号Ｉｓを出力する。溶接電圧平均値検出回路ＶＡは、上記の電圧検出信号ｖｄを数パルス周期〜数十パルス周期の時定数で平滑して、溶接電圧平均値信号Ｖａを出力する。偏差算出回路ＤＶは、この溶接電圧平均値信号Ｖａと上記の溶接電圧基準値信号Ｖｓとの偏差を算出して、偏差信号ΔＶ＝｜Ｖａ−Ｖｓ｜を出力する。第１傾き設定回路ＫＳ１はアーク長が通常範囲で変動しているときの外部特性の傾きを設定するための第１傾き設定信号Ｋs1を出力する。第２傾き設定回路ＫＳ２は、アーク長が大きく変動したときの外部特性の傾きを設定するための第２傾き設定信号Ｋs2を出力する。傾き制御設定回路ＫＳＣは、上記の偏差信号ΔＶと予め定めた基準値ΔＶｔとを比較して、ΔＶ＜ΔＶｔのときは上記の第１傾き設定信号Ｋs1を傾き設定信号Ｋｓとして出力し、ΔＶ≧ΔＶｔのときは上記の第２傾き設定信号Ｋs2を傾き設定信号Ｋｓとして出力する。

積分値演算回路ＳＶＢは、上記の電流検出信号ｉｄ、上記の電圧検出信号ｖｄ、上記の溶接電圧基準値信号Ｖｓ、上記の溶接電流基準値信号Ｉｓ及び上記の傾き設定信号Ｋｓを入力として、各パルス周期の開始時点から上記（５）式によって積分演算を行い積分値信号Ｓvbを出力する。比較回路ＣＭは、この積分値信号Ｓvbの値が零以上になった時点で短時間Ｈｉｇｈレベルになる比較信号Ｃｍを出力する。この比較信号Ｃｍの周期がパルス周期となる。タイマ回路ＭＭは、上記の比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルに変化した時点から予め定めたピーク期間設定値Ｔpsによって定まる期間だけＨｉｇｈレベルとなるタイマ信号Ｍｍを出力する。このタイマ信号ＭｍがＨｉｇｈレベルのときがピーク期間となり、Ｌｏｗレベルのときがベース期間となる。

ピーク電流設定回路ＩＰＳは、予め定めたピーク電流設定信号Ｉpsを出力する。ベース電流設定回路ＩＢＳは、予め定めたベース電流設定信号Ｉbsを出力する。切換回路ＳＷは、上記のタイマ信号ＭｍがＨｉｇｈレベルのときはａ側に切り換わり上記のピーク電流設定信号Ｉpsを電流制御設定信号Ｉcsとして出力し、Ｌｏｗレベルのときはｂ側に切り換わり上記のベース電流設定信号Ｉbsを電流制御設定信号Ｉcsとして出力する。

電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉcs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。これらのブロックによって、図５で上述したような溶接電流ｉｏが通電し、上記（１）式で設定された外部特性が形成される。

上記の溶接電圧平均値信号Ｖａの値はアーク長に略比例し、上記の溶接電圧基準値信号Ｖｓは適正アーク長を設定する。したがって、上記の偏差信号ΔＶの値は、アーク長の変動の大きさを示している。そこで、上記の偏差信号ΔＶの値が予め定めた基準値未満（ΔＶ＜ΔＶｔ）のときは通常の傾き（上記の第１傾き設定信号Ｋs1）の第１外部特性Ｌ１を形成し、偏差信号ΔＶの値が基準値以上（ΔＶ≧ΔＶｔ）のときは傾きの絶対値が通常よりも小さい（上記の第２傾き設定信号Ｋs2）の第２外部特性Ｌ２を形成する。上記の第１外部特性Ｌ１は、上記の第１傾き設定信号Ｋs1、上記の溶接電圧基準値信号Ｖｓ及び上記の溶接電流基準値信号Ｉｓによって設定され、上記の第２外部特性Ｌ２は上記の第２傾き設定信号Ｋs2、上記の溶接電圧基準値信号Ｖｓ及び上記の溶接電流基準値信号Ｉｓによって設定される。｜Ｋs1｜＞｜Ｋs2｜である。アーク長が大きく変動したときは第２外部特性が形成されるので、アーク長制御系のゲインが大きくなり、過渡応答性が速くなる。アーク長の変動が小さいときは第１外部特性が形成されるので、ゲインが小さくなりアーク安定性は良好になる。

特開２００２−３６１４１７号公報 特開２００５−１１８８７２号公報 特開２００８−１０５０９５号公報

上述した従来技術では、所望の傾きを有する外部特性を形成することができると共に、アーク長が大きく変動しているときは傾きの絶対値を小さくしてゲインを大きくし過渡応答性を速くすることによりアーク長を迅速に適正範囲に戻すことができ、アーク長の変動が小さいときは傾きの絶対値を大きくしてゲインを小さくし定常安定性をより良好にしている。ところで、溶接速度が高速になるのに伴い適正アーク長は短くなるので溶接ワイヤと母材との短絡が発生しやすくなる。また、溶接速度が高速になると、溶接ワイヤの移動に溶融池の形成が遅れるために、アークは溶融池よりも前方に形成されることになり、溶滴移行状態が不安定になりやすい。このように、溶接速度が高速化するのに伴い、外乱が大きくなり、アーク長の変動も大きくなる。

そこで、本発明では、溶接速度が速くなっても、アーク長の変動に対して過渡応答性及び定常安定性に優れたパルスアーク溶接の出力制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、
第１傾き及び溶接電流基準値及び溶接電圧基準値によって設定された溶接電源の外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法であって、
溶接中にアーク長が大きく変動したときは、前記第１傾きを第１傾きの絶対値よりも小さな絶対値の第２傾きに置換して外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
溶接速度が速くなるのに伴い前記第１傾き及び／又は前記第２傾きの絶対値が小さくなるように変化させる、ことを特徴とするパルスアーク溶接の出力制御方法である。

第２の発明は、前記アーク長が大きく変動したことを、溶接電圧平均値と前記溶接電圧基準値との偏差が予め定めた基準値以上になったことによって判別する、ことを特徴とする第１の発明記載のパルスアーク溶接の出力制御方法である。

第３の発明は、前記アーク長が大きく変動したことを、溶接電流平均値と前記溶接電流基準値との偏差が予め定めた電流偏差基準値以上になったことによって判別する、ことを特徴とする第１の発明記載のパルスアーク溶接の出力制御方法である。

上記第１の発明によれば、アーク長の変動の大きさによって第１傾きと第２傾きとをを切り換えると共に、溶接速度が速くなるのに伴い第１傾き及び／又は第２傾きの絶対値が小さくなるように変化させることによって、溶接速度に応じてアーク長制御系のゲインを大きくすることができる。このために、定常安定性を確保した上で、溶接速度が早いときのアーク長の変動を抑制することができ、溶接状態を安定化することができる。

上記第２の発明によれば、アーク長が大きく変動したことを溶接電圧平均値の変動によって判別することができ、第１の発明と同様の効果を奏することができる。

上記第３の発明によれば、アーク長が大きく変動したことを溶接電流平均値の変動によって判別することができ、第１の発明と同様の効果を奏することができる。

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。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る出力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。同図において上述した図７と同一のブロックには同一符号を付して、それらの説明は省略する。同図は、図７の第１傾き設定回路ＫＳ１を破線で示す溶接速度対応第１傾き設定回路ＴＫＳ１に置換し、図７の第２傾き設定回路ＫＳ２を破線で示す溶接速度対応第２傾き設定回路ＴＫＳ２に置換したものである。以下、これらのブロックについて同図を参照して説明する。

溶接速度対応第１傾き設定回路ＴＫＳ１は、外部からの溶接速度信号Ｓｓを入力として、予め定めた第１関数（Ｋs1＝ｆ１(Ｓｓ)）に基づいて第１傾き設定値を算出して、第１傾き設定信号Ｋs1を出力する。溶接速度対応第２傾き設定回路ＴＫＳ２は、上記の溶接速度信号Ｓｓを入力として、予め定めた第２関数（Ｋs2＝ｆ２(Ｓｓ)）に基づいて第２傾き設定値を算出して、第２傾き設定信号Ｋs2を出力する。上記の溶接速度信号Ｓｓは、ロボット溶接装置にあっては、ロボット制御装置（図示は省略）から溶接電源に入力される信号である。また、溶接トーチの移動手段が自動台車である場合には、この自動台車の移動速度を制御する装置から溶接電源に溶接速度信号Ｓｓが入力される。

図２は、上述した第１関数ｆ１及び第２関数ｆ２を例示する図である。同図において、横軸は溶接速度信号Ｓｓ（cm/min）を示し、縦軸は第１傾き設定信号Ｋs1及び第２傾き設定信号Ｋs2の値（V/A）を示す。実線は第１関数Ｋs1＝ｆ１（Ｓｓ）を示し、破線は第２関数Ｋs2＝ｆ２（Ｓｓ）を示す。同図は、溶接ワイヤに直径１．２mmの軟鋼ワイヤを仕様し、ワイヤ送給速度を850cm/minとしたときのマグパルス溶接の場合を例示している。以下、同図を参照して説明する。

第１関数ｆ１及び第２関数ｆ２は、横軸に示す溶接速度が３区間に分けられており、階段状に変化する。溶接速度の第１区間は５０cm/min未満の区間であり、第２区間は５０〜１００cm/minの区間であり第３区間は１００cm/min以上の区間である。第１関数ｆ１は、各区間を−０．１５V/A、−０．１４V/A、−０．１３V/Aと階段状に変化する。第２関数ｆ２は、各区間を−０．１２V/A、−０．１０V/A、−０．０５V/Aと階段状に変化する。各区間においては、第１関数ｆ１の絶対値の方が第２関数ｆ２の絶対値よりも大きくなっている必要がある。これは、第２関数ｆ２の値は第２傾き設定信号Ｋs2の値であるので、アーク長が大きく変動したときの外部特性の傾きを設定することになる。このために、上述したように、傾きの絶対値を小さくしフィードバック制御系のゲインを大きくして過渡応答性を高速化している。さらに、両関数の絶対値は、溶接速度が速くなるのに伴い小さな値へと変化している。これは、溶接速度が速くなると外乱に対するアーク長の変動をより抑制しないと溶接状態が安定化しないためである。このために、溶接速度が速くなるのに伴い、外部特性の傾きの絶対値を小さくしてゲインを大きくし、アーク長の変動をより抑制している。

同図においては、第１関数ｆ１及び第２関数ｆ２は階段状に変化するが、溶接速度に対して直線又は曲線状に変化するようにしても良い。また、第１関数ｆ１はアーク長がほぼ適正範囲にあるときであるので、このときは定常安定性を重視して溶接速度によらず一定値としても良い。逆に、第２関数ｆ２を溶接速度によらず一定値とし、第１関数ｆ１を溶接速度に応じて変化させることによって、過渡応答性と定常安定性との良好なバランスを取るようにしても良い。さらに、第１関数ｆ１及び第２関数ｆ２は、溶接ワイヤの材質、直径、ワイヤ送給速度、シールドガスの種類等に応じて適正値に変化させる。

上述した実施の形態１によれば、アーク長の変動の大きさによって第１傾きと第２傾きとをを切り換えると共に、溶接速度が速くなるのに伴い第１傾き及び／又は第２傾きの絶対値が小さくなるように変化させることによって、溶接速度に応じてアーク長制御系のゲインを大きくすることができる。このために、定常安定性を確保した上で、溶接速度が早いときのアーク長の変動を抑制することができ、溶接状態を安定化することができる。

［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係る出力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。同図において上述した図１と同一のブロックには同一符号を付して、それらの説明は省略する。同図は、図１の溶接電圧平均値検出回路ＶＡを破線で示す溶接電流平均値検出回路ＩＡに置換し、図１の偏差算出回路ＤＶを破線で示す電流偏差算出回路ＤＩに置換し、図１の傾き制御設定回路ＫＳＣを破線で示す第２傾き制御設定回路ＫＳＣ２に置換したものである。以下、同図を参照して説明する。

溶接電流平均値検出回路ＩＡは、電流検出信号ｉｄを数パルス周期〜数十パルス周期の時定数で平滑して、溶接電流平均値信号Ｉａを出力する。電流偏差算出回路ＤＩは、この溶接電流平均値信号Ｉａと溶接電流基準値信号Ｉｓとの偏差を算出して、電流偏差信号ΔＩ＝｜Ｉａ−Ｉｓ｜を出力する。第２傾き制御設定回路ＫＳＣ２は、上記の電流偏差信号ΔＩと予め定めた電流偏差基準値ΔＩｔとを比較して、ΔＩ＜ΔＩｔのときは第１傾き設定信号Ｋs1を傾き設定信号Ｋｓとして出力し、ΔＩ≧ΔＩｔのときは第２傾き設定信号Ｋs2を傾き設定信号Ｋｓとして出力する。

アーク長が大きく変動しているときは、溶接電流平均値も溶接電流基準値から大きく変動している。そこで、溶接電流平均値信号Ｉａの値と溶接電流基準値信号Ｉｓの値との電流偏差ΔＩが、予め定めた電流偏差基準値ΔＩｔ以上のときはアーク長が大きく変動していると判別する。そして、アーク長が大きく変動しているときは、第２傾き設定信号Ｋs2を傾き設定信号Ｋｓとし、アーク長が大きく変動していないときは、第１傾き設定信号Ｋs1を傾き設定信号としている。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏することになる。

本発明の実施の形態１に係る溶接電源のブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る溶接速度に対する第１傾き及び第２傾きの変化を例示する図である。 本発明の実施の形態２に係る溶接電源のブロック図である。 従来技術における溶接電源の外部特性を示す図である。 従来技術における、パルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。 従来技術における第ｎ回目のパルス周期の溶接電流平均値Ｉｗ(n)と溶接電圧平均値Ｖｗ(n)との関係を説明するための波形図である。 従来技術における外部特性形成方法を搭載した溶接電源のブロック図である。

符号の説明

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
ＣＭ 比較回路
Ｃｍ 比較信号
ＤＩ 電流偏差算出回路
ＤＶ 偏差算出回路
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ｆ１ 第１関数
ｆ２ 第２関数
ＩＡ 溶接電流平均値検出回路
Ｉａ 溶接電流平均値信号
Ｉｂ ベース電流
ＩＢＳ ベース電流設定回路
Ｉbs ベース電流設定信号
Ｉcs 電流制御設定信号
ＩＤ 電流検出回路
ｉｄ 電流検出信号
ｉｏ 溶接電流（瞬時値）
Ｉｐ ピーク電流
ＩＰＳ ピーク電流設定回路
Ｉps ピーク電流設定信号
ＩＳ 溶接電流基準値設定回路
Ｉｓ 溶接電流基準値（信号）
Ｉｗ 溶接電流平均値
Ｋｓ 傾き設定信号
ＫＳ１ 第１傾き設定回路
Ｋs1 第１傾き設定信号
ＫＳ２ 第２傾き設定回路
Ｋs2 第２傾き設定信号
ＫＳＣ 傾き制御設定回路
ＫＳＣ２ 第２傾き制御設定回路
Ｌ１ 外部特性
Ｌ２ 外部特性
ＭＭ タイマ回路
Ｍｍ タイマ信号
Ｐ０、Ｐ１ 交点
ＰＭ 電源主回路
Ｓｓ 溶接速度信号
ＳＶＢ 積分値演算回路
Ｓvb 積分値（信号）
ＳＷ 切換回路
Ｔｂ ベース期間
ＴＫＳ１ 溶接速度対応第１傾き設定回路
ＴＫＳ２ 溶接速度対応第２傾き設定回路
Ｔｐ ピーク期間
Ｔpb パルス周期
Ｔps ピーク期間設定値
ＶＡ 溶接電圧平均値検出回路
Ｖａ 溶接電圧平均値信号
Ｖｂ ベース電圧
ＶＤ 電圧検出回路
ｖｄ 電圧検出信号
ｖｏ 溶接電圧（瞬時値）
Ｖｐ ピーク電圧
ＶＳ 溶接電圧基準値設定回路
Ｖｓ 溶接電圧基準値（信号）
Ｖｗ 溶接電圧平均値
ΔＩ 電流偏差信号
ΔＩｔ 電流偏差基準値
ΔＶ 偏差信号
ΔＶｔ 基準値

Claims (3)

1. 第１傾き及び溶接電流基準値及び溶接電圧基準値によって設定された溶接電源の外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法であって、
   溶接中にアーク長が大きく変動したときは、前記第１傾きを第１傾きの絶対値よりも小さな絶対値の第２傾きに置換して外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
   溶接速度が速くなるのに伴い前記第１傾き及び／又は前記第２傾きの絶対値が小さくなるように変化させる、ことを特徴とするパルスアーク溶接の出力制御方法。
2. 前記アーク長が大きく変動したことを、溶接電圧平均値と前記溶接電圧基準値との偏差が予め定めた基準値以上になったことによって判別する、ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接の出力制御方法。
3. 前記アーク長が大きく変動したことを、溶接電流平均値と前記溶接電流基準値との偏差が予め定めた電流偏差基準値以上になったことによって判別する、ことを特徴とする請求項１記載のパルスアーク溶接の出力制御方法。

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