JP2023108709A - アーク溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】母材の材質がアルミニウム材であり、溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して、高品質な溶接を行うこと。【解決手段】母材の材質がアルミニウム材であり、溶接ワイヤの送給速度Ｆｗを正送給してパルスアーク溶接を行う期間(時刻ｔ２～ｔ３の期間)と、溶接ワイヤの送給速度Ｆｗを正逆送給して短絡移行アーク溶接を行う期間(時刻ｔ３～ｔ４の期間)とを交互に切り換えて溶接するアーク溶接方法において、パルスアーク溶接が電極マイナス極性でピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを繰り返すパルスアーク溶接であり、短絡移行アーク溶接が電極プラス極性でアーク期間と短絡期間とを繰り返す短絡移行アーク溶接である。全溶接期間に占める短絡移行アーク溶接を行う期間の時間比率が、３０％以上７０％以下の範囲である。【選択図】 図２

Description

本発明は、溶接ワイヤを正送給してパルスアーク溶接を行う期間と、溶接ワイヤを正逆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アーク溶接方法に関するものである。

母材への入熱を小さくして薄板を高品質に溶接するために特許文献１、２等の発明が慣用されている。
特許文献１に係る交流パルスアーク溶接方法では、溶接ワイヤを送給し、電極プラス極性期間中のピーク電流及びベース電流の通電と、電極マイナス極性期間中の電極マイナス極性電流の通電とを１周期として繰り返すことによって溶接が行われる。この交流パルスアーク溶接では、電極マイナス極性期間を調整することによって、１周期に占める電極マイナス極性期間の時間比率である電極マイナス極性比率を変化させて、母材への入熱を制御することができる。このために、低入熱溶接が可能となり、高品質な薄板溶接を行うことができる。

特許文献２に係る溶接方法では、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が行われる。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。このために、低入熱溶接が可能となり、高品質な薄板溶接を行うことができる

国際公開ＷＯ２０１８／０７９３４５号公報 特開２０２１－５３６４９号公報

薄板溶接において、溶接継手部にギャップがある場合には、溶け込み部を小さくし、余盛り部を大きくした希釈率の小さなビード形状を形成する必要がある。しかし、特許文献１、２等の従来技術の溶接方法では、母材がアルミニウム材であるときに、大きなギャップを有する薄板を高品質に溶接することは困難であった。

そこで、本発明では、母材の材質がアルミニウム材であり、溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して、高品質な溶接を行うことができるアーク溶接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、請求項１の発明は、
母材の材質がアルミニウム材であり、溶接ワイヤを正送給してパルスアーク溶接を行う期間と、前記溶接ワイヤを正逆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アーク溶接方法において、
前記パルスアーク溶接が電極マイナス極性でピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを繰り返すパルスアーク溶接であり、
前記短絡移行アーク溶接が電極プラス極性でアーク期間と短絡期間とを繰り返す短絡移行アーク溶接である、
ことを特徴とするアーク溶接方法である。

請求項２の発明は、
全溶接期間に占める前記短絡移行アーク溶接を行う期間の時間比率が、３０％以上７０％以下の範囲である、
ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接方法である。

請求項３の発明は、
前記パルスアーク溶接が前記ベース期間であるときに、前記短絡移行アーク溶接に切り換える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク溶接方法である。

請求項４の発明は、
前記短絡移行アーク溶接が前記アーク期間であるときに前記パルスアーク溶接に切り換える、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のアーク溶接方法である。

本発明によれば、母材の材質がアルミニウム材であり、溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して、高品質な溶接を行うことができる。

本発明の実施の形態に係るアーク溶接方法を実施するための溶接電源のブロック図である。 本発明の実施の形態に係るアーク溶接方法を示す図１における各信号のタイミングチャートである。

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。

図１は、本発明の実施の形態に係るアーク溶接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、極性切換時の高電圧印加回路については省略している。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。

インバータ回路ＩＮＶは、３相２００Ｖ等の交流商用電源（図示は省略）を入力として、整流及び平滑した直流電圧を、後述する誤差増幅信号Ｅａによるパルス幅変調制御によりインバータ制御を行い、高周波交流を出力する。インバータトランスＩＮＴは、高周波交流電圧をアーク溶接に適した電圧値に降圧する。２次整流器Ｄ２ａ～Ｄ２ｄは、降圧された高周波交流を直流に整流する。

電極プラス極性トランジスタＰＴＲは後述する電極プラス極性駆動信号Ｐｄによってオン状態になり、このときは溶接電源の出力は電極プラス極性ＥＰになる。電極マイナス極性トランジスタＮＴＲは後述する電極マイナス極性駆動信号Ｎｄによってオン状態になり、このときは溶接電源の出力は電極マイナス極性ＥＮになる。

リアクトルＷＬは、リップルのある出力を平滑する。

溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給モータ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との間には溶接電圧Ｖｗが印加し、溶接電流Ｉｗが通電する。母材２の材質はアルミニウム材である。溶接トーチ４の先端から噴出されるシールドガスは１００％アルゴンガスである。

電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗの絶対値を検出して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。電圧平均化回路ＶＡＶは、この電圧検出信号Ｖｄの絶対値を平均化して、電圧平均値信号Ｖavを出力する。電圧設定回路ＶＲは、予め定めた電圧設定信号Ｖｒを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この電圧設定信号Ｖｒと上記の電圧平均値信号Ｖavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。

切換回路ＳＷは、後述する溶接法切換信号Ｓｍを入力として、溶接法切換信号Ｓｍ＝１（パルスアーク溶接期間Ｔａ）に変化した時点から予め定めたベース期間中の予め定めたベース電流設定値と、予め定めたピーク期間中の予め定めたピーク電流設定値とを交互に繰り返して電流設定信号Ｉｒを出力する。

電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗの絶対値を検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流設定信号Ｉｒ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。

パルスアーク溶接期間設定回路ＴＡＲは、予め定めたパルスアーク溶接期間設定信号Ｔarを出力する。短絡移行アーク溶接期間設定回路ＴＳＲは、予め定めた短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔsrを出力する。

短絡判別回路ＳＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、この値が短絡判別値（１０Ｖ程度）未満のときは短絡期間であると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク期間であると判別してＬｏｗレベルとなる、短絡判別信号Ｓｄを出力する。

溶接法切換回路ＳＭは、上記のパルスアーク溶接期間設定信号Ｔar、上記の短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔsr、上記の電流設定信号Ｉｒ及び上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、以下の処理を行い、溶接法切換信号Ｓｍを出力する。
１）溶接法切換信号Ｓｍ＝１に変化した時点からパルスアーク溶接期間設定信号Ｔarによって設定される期間が経過し、かつ、電流設定信号Ｉｒの値がベース電流設定値であるときは、溶接法切換信号Ｓｍ＝２を出力する。
２）溶接法切換信号Ｓｍ＝２に変化した時点から短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔsrによって設定された期間が経過し、かつ、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）のときは、溶接法切換信号Ｓｍ＝１を出力する。
３）上記の１）及び２）を繰り返す。

誤差増幅回路ＥＡ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及び上記の溶接法切換信号Ｓｍを入力として、以下の処理を行い、誤差増幅信号Ｅａを出力する。
１）溶接法切換信号Ｓｍ＝１（パルスアーク溶接期間Ｔａ）のときは、電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。
２）溶接法切換信号Ｓｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間Ｔｓ）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。

駆動回路ＤＶは、上記の溶接法切換信号Ｓｍを入力として、以下の処理を行い、駆動信号Ｄｖを出力する。駆動信号Ｄｖは、電極マイナス極性駆動信号Ｎｄ及び電極プラス極性駆動信号Ｐｄから形成されている。
１）溶接法切換信号Ｓｍ＝１(パルスアーク溶接期間Ｔａ)のときは電極マイナス極性駆動信号Ｎｄを出力する。
２）溶接法切換信号Ｓｍ＝２(短絡移行アーク溶接期間Ｔｓ)のときは、電極プラス極性駆動信号Ｐｄを出力する。

パルスアーク溶接送給速度設定回路ＦＡＲは、正の値の予め定めたパルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆarを出力する。

短絡移行アーク溶接送給速度設定回路ＦＳＲは、上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡期間）のときは負の値の予め定めた逆送ピーク値となり、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）のときは正の値の予め定めた正送ピーク値となる、短絡移行アーク溶接送給速度設定信号Ｆsrを出力する。

したがって、溶接ワイヤは、交流パルスアーク溶接期間Ｔａ中は正送給され、電極マイナス極性短絡移行アーク溶接期間Ｔｓ中は正逆送給される。
送給速度設定回路ＦＲは、上記の溶接法切換信号Ｓｍ、上記のパルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆar及び上記の短絡移行アーク溶接送給速度設定信号Ｆsrを入力として、溶接法切換信号Ｓｍ＝１のときはパルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆarを送給速度設定信号Ｆｒとして出力し、溶接法切換信号Ｓｍ＝２のときは短絡移行アーク溶接送給速度設定信号Ｆsrを送給速度設定信号Ｆｒとして出力する。

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、この値に対応した送給速度Ｆｗで溶接ワイヤ１を送給するための送給制御信号Ｆｃを上記のワイヤ送給モータＷＭに出力する。

図２は、本発明の実施の形態に係るアーク溶接方法を示す図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）は溶接法切換信号Ｓｍの時間変化を示し、同図（Ｂ）は駆動信号Ｄｖの時間変化を示し、同図（Ｃ）は送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｅ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｆ）は短絡判別信号Ｓｄ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。

同図（Ａ）に示す溶接法切換信号Ｓｍは、Ｓｍ＝１のときはパルスアーク溶接期間Ｔａとなり、Ｓｍ＝２のときは短絡移行アーク溶接期間Ｔｓとなる。同図（Ｂ）に示す駆動信号Ｄｖは、Ｈｉｇｈレベルのときに図１の電極マイナス極性駆動信号Ｎｄが出力されて電極マイナス極性ＥＮとなっていることを示しており、Ｌｏｗレベルのときに図１の電極プラス極性駆動信号Ｐｄが出力されて電極プラス極性ＥＰになっていることを示している。同図（Ｃ）に示す送給速度Ｆｗは、正の値が溶接ワイヤを母材方向に前進送給する正送を示し、負の値が溶接ワイヤを母材から離反する方向に後退送給する逆送を示している。同図（Ｄ）に示す溶接電流Ｉｗは、正の値が溶接ワイヤから母材側へと通電する電極プラス極性ＥＰであることを示し、負の値が母材から溶接ワイヤ側へと通電する電極マイナス極性ＥＮであることを示す。同図（Ｅ）に示す溶接電圧Ｖｗは、正の値が溶接ワイヤがプラスとなり母材がマイナスとなる電極プラス極性ＥＰであることを示し、負の値が母材がプラスとなり溶接ワイヤがマイナスとなる電極マイナス極性ＥＮであることを示す。溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗの値を記載するときは、電極極性に関わりなくその絶対値を示している。極性切換時のアーク切れを防止するために、溶接ワイヤと母材との間に短時間数百Ｖの再点弧電圧が印加される。

同図（Ａ）に示すように、溶接法切換信号Ｓｍは、時刻ｔ２以前の期間はＳｍ＝２（短絡移行アーク溶接期間Ｔｓ）となり、時刻ｔ２～ｔ３の期間中は１（パルスアーク溶接期間Ｔａ）となり、時刻ｔ３～ｔ４の期間中は２（短絡移行アーク溶接期間Ｔｓ）となり、時刻ｔ４以降の期間は１（パルスアーク溶接期間Ｔａ）となる。

（１）時刻ｔ２以前の短絡移行アーク溶接期間Ｔｓの動作
この期間中は、同図（Ａ）に示すように、溶接法切換信号Ｓｍ＝２となり、短絡移行アーク溶接期間Ｔｓとなる。同図（Ｂ）に示すように、駆動信号ＤｖはＬｏｗレベルとなり電極プラス極性ＥＰとなる。したがって、同図（Ｄ）に示す溶接電流Ｉｗ及び同図（Ｅ）に示す溶接電圧Ｖｗは正の値となっている。 時刻ｔ１～ｔ１１の期間が短絡期間となり、時刻ｔ１１～ｔ２の期間がアーク期間となっている。時刻ｔ１～ｔ１１の短絡期間中は、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＨｉｇｈレベルとなる。これに応動して、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは負の値の予め定めた逆送ピーク値となっており、溶接ワイヤは逆送されている。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは次第に増加する。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値となっている。時刻ｔ１１にアークが発生すると、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは傾斜を有して正の値の予め定めた正送ピーク値へと変化し、溶接ワイヤは正送される。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは次第に減少する。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値となる。

（２）時刻ｔ２～ｔ３のパルスアーク溶接期間Ｔａの動作
時刻ｔ２において、溶接法切換信号Ｓｍ＝２に変化した時点から図１の短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔsrによって設定された期間が経過し、かつ、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）であるので、溶接法切換信号Ｓｍ＝１に切り換わりパルスアーク溶接期間Ｔａが開始する。したがって、溶接法切換信号Ｓｍ＝２に変化した時点から図１の短絡移行アーク溶接期間設定信号Ｔsrによって設定された期間が経過したときに短絡期間であったときは、アーク期間となるまで遅延させてパルスアーク溶接期間Ｔａに移行させることになる。パルスアーク溶接期間Ｔａに入ると、同図（Ｂ）に示すように、駆動信号ＤｖはＨｉｇｈレベルに変化し、電極マイナス極性ＥＮに切り換わる。パルスアーク溶接期間Ｔａは、必ずベース期間から開始される。同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、図１のパルスアーク溶接送給速度設定信号Ｆarによって設定される正の値へと変化し、溶接ワイヤは一定速度で正送される。
（３１）時刻ｔ２～ｔ２１のベース期間中は、同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは負の値のベース電流値となり、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは負の値のベース電圧値となる。
（３２）時刻ｔ２１～ｔ２２のピーク期間中は、同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは負の値のピーク電流値となり、同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは負の値のピーク電圧値となる。
（３３）時刻ｔ２２～ｔ２３の期間は、再びベース期間となり、上記の動作を繰り返す。時刻ｔ２３からは再びピーク期間となる。同図では、時刻ｔ２～ｔ３の期間中には２周期分の波形を表示している。この期間において、溶接電圧Ｖｗの平均値が図１の電圧設定信号Ｖｒの値と等しくなるように、上記のピーク電流値をフィードバック制御してアーク長制御するようにしても良い。

（３）時刻ｔ３～ｔ４の短絡移行アーク溶接期間Ｔｓの動作
時刻ｔ３において、溶接法切換信号Ｓｍが時刻ｔ２に１に変化した時点から図１のパルスアーク溶接期間設定信号Ｔarによって設定された期間が経過し、かつ、ベース期間であるので、溶接法切換信号Ｓｍ＝２に切り換わり短絡移行アーク溶接期間Ｔｓが開始する。したがって、時刻ｔ２に溶接法切換信号Ｓｍ＝２に変化した時点から図１のパルスアーク溶接期間設定信号Ｔarによって設定された期間が経過したときにピーク期間であったときは、ベース期間となるまで遅延させて短絡移行アーク溶接期間Ｔｓに移行させることになる。この期間は、必ずアーク期間から開始される。この期間中は、同図（Ｂ）に示すように、駆動信号ＤｖはＬｏｗレベルとなり、電極プラス極性ＥＰとなる。
（３１）時刻ｔ３～ｔ３１のアーク期間中は、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルになる。これに応動して、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ３において正の値のパルスアーク溶接送給速度から正の値の正送ピーク値まで傾斜を有して加速する。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、負の値のベース電流値から正の値のアーク電流値へと切り換わる。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、負の値のベース電圧値から正の値の数十Ｖのアーク電圧値へと切り換わる。
（３２）時刻ｔ３１～ｔ３２の短絡期間中は、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＨｉｇｈレベルになる。これに応動して、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、正送ピーク値から負の値の逆送ピーク値へと傾斜を有して変化し、溶接ワイヤは逆送される。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、次第に増加する。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値となる。
（３３）時刻ｔ３２～ｔ３３のアーク期間中は、同図（Ｆ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルになる。これに応動して、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは、負の値の逆送ピーク値から傾斜を有して正の値の正送ピーク値へと変化し、溶接ワイヤは正送される。同図（Ｄ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、次第に減少する。同図（Ｅ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、数十Ｖのアーク電圧値となる。時刻ｔ３３からは再び短絡期間となる。同図では、時刻ｔ３～ｔ４の期間中には２周期分の波形を表示している。

時刻ｔ４において、時刻ｔ２の動作に戻り、上記の動作を繰り返す。パルスアーク溶接期間Ｔａ及び短絡移行アーク溶接期間Ｔｓは、それぞれ１周期が５～１０ms程度である。各期間は、少なくとも１周期を含んでおり、１～５０周期程度の範囲である。

上記の各パラメータの数値例を以下に示す。
母材＝アルミニウム材、シールドガス＝１００％アルゴンガス
（１）電極マイナス極性のパルスアーク溶接のパラメータ
送給速度＝１２m/min（１２５Ａ）、溶接電圧＝１４Ｖ
ピーク期間＝２ms、ベース期間＝３ms
ピーク電流＝１５０Ａ、ベース電流＝１００Ａ
（２）電極プラス極性の短絡移行アーク溶接のパラメータ
送給速度（平均値）＝８m/min（１００Ａ）
正送ピーク値＝２０m/min
逆送ピーク値＝－１５m/min
溶接電圧＝１１Ｖ

以下、本実施の形態の作用効果について説明する。
上述した実施の形態によれば、 母材の材質がアルミニウム材であり、溶接ワイヤを正送給してパルスアーク溶接を行う期間と、溶接ワイヤを正逆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アーク溶接方法において、パルスアーク溶接が電極マイナス極性でピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを繰り返すパルスアーク溶接であり、短絡移行アーク溶接が電極プラス極性でアーク期間と短絡期間とを繰り返す短絡移行アーク溶接である。溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して低入熱高溶着溶接を行うためには、溶接ワイヤを正送給して電極マイナス極性でパルスアーク溶接を行うのが最も有効である。しかし、母材の材質がアルミニウム材であるときは、電極マイナス極性のパルスアーク溶接では酸化被膜を除去するクリーニング作用が働かないために、溶接不良となる。これを解決するために、電極プラス極性で短絡移行アーク溶接を行う期間を付加している。電極プラス極性の短絡移行アーク溶接を付加することによって、クリーニング作用が働くので、酸化被膜を除去して良好な溶接を行うことができる。さらには、正逆送給の短絡移行アーク溶接は、正送給の短絡移行アーク溶接よりも低入熱高溶着溶接となる。この結果、本実施の形態では、母材の材質がアルミニウム材であり、溶接継手部に大きなギャップを有する薄板に対して、高品質な溶接を行うことができる。

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、全溶接期間に占める短絡移行アーク溶接を行う期間の時間比率が、３０％以上７０％以下の範囲である。上記の時間比率が３０％未満になると、十分なクリーニング作用を働かせることができずに、溶接不良となる。時間比率が７０％を超えると、電極マイナス極性のパルスアーク溶接による低入熱高溶着効果が低下するので、適用範囲が狭くなる。

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、パルスアーク溶接がベース期間であるときに、短絡移行アーク溶接に切り換える。パルスアーク溶接から短絡移行アーク溶接へと移行するときは電極マイナス極性から電極プラス極性へと極性が切り換えられる。このときに、パルスアーク溶接がベース期間であると、溶接電流が小電流値であるので極性の切り替えが円滑になり、溶接状態が安定化する。

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、短絡移行アーク溶接がアーク期間であるときにパルスアーク溶接に切り換える。短絡移行アーク溶接からパルスアーク溶接へと移行するときは電極プラス極性から電極マイナス極性へと極性が切り換えられる。このときに、短絡移行アーク溶接がアーク期間であると、パルスアーク溶接のアーク期間へと極性の切り替えが円滑になり、溶接状態が安定化する。

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
Ｄ２ａ～Ｄ２ｄ ２次整流器
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
ＥＡ 誤差増幅回路
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
ＥＮ 電極マイナス極性
ＥＰ 電極プラス極性
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＡＲ パルスアーク溶接送給速度設定回路
Ｆar パルスアーク溶接送給速度設定信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
ＦＳＲ 短絡移行アーク溶接送給速度設定回路
Ｆsr 短絡移行アーク溶接送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 電流検出信号
ＩＮＴ インバータトランス
ＩＮＶ インバータ回路
Ｉｒ 電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
Ｎｄ 電極マイナス極性駆動信号
ＮＴＲ 電極マイナス極性トランジスタ
Ｐｄ 電極プラス極性駆動信号
ＰＴＲ 電極プラス極性トランジスタ
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＭ 溶接法切換回路
Ｓｍ 溶接法切換信号
ＳＷ 切換回路
Ｔａ パルスアーク溶接期間
ＴＡＲ パルスアーク溶接期間設定回路
Ｔar パルスアーク溶接期間設定信号
Ｔｓ 短絡移行アーク溶接期間
ＴＳＲ 短絡移行アーク溶接期間設定回路
Ｔsr 短絡移行アーク溶接期間設定信号
ＶＡＶ 電圧平均化回路
Ｖav 電圧平均値信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＬ リアクトル
ＷＭ ワイヤ送給モータ

Claims (4)

1. 母材の材質がアルミニウム材であり、溶接ワイヤを正送給してパルスアーク溶接を行う期間と、前記溶接ワイヤを正逆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アーク溶接方法において、
   前記パルスアーク溶接が電極マイナス極性でピーク電流を通電するピーク期間とベース電流を通電するベース期間とを繰り返すパルスアーク溶接であり、
   前記短絡移行アーク溶接が電極プラス極性でアーク期間と短絡期間とを繰り返す短絡移行アーク溶接である、
   ことを特徴とするアーク溶接方法。
2. 全溶接期間に占める前記短絡移行アーク溶接を行う期間の時間比率が、３０％以上７０％以下の範囲である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接方法。
3. 前記パルスアーク溶接が前記ベース期間であるときに、前記短絡移行アーク溶接に切り換える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク溶接方法。
4. 前記短絡移行アーク溶接が前記アーク期間であるときに前記パルスアーク溶接に切り換える、
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。

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