JP4053753B2 - 多電極パルスアーク溶接制御方法及び溶接装置 - Google Patents
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Description
【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方法において、２つのアークの相互間に作用する力によるアークが相互干渉するためにアーク発生状態が不安定になることを抑制する多電極パルスアーク溶接制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種溶接構造物の建造において、薄板高速溶接又は厚板高溶着溶接を行うことによって作業能率の向上を図っているが、さらに向上させるために、図２に示すように、１本のトーチから２本のワイヤを送給する２電極１トーチ方式の消耗電極アーク溶接方法が採用されている。図２は、一般的な１本のトーチから２本のワイヤを送給する２電極１トーチ方式の消耗電極アーク溶接方法を示す図である。
同図において、第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１と被溶接物２との間に図３で説明する第１の溶接電源装置ＡＰＳ及び第２の溶接電源装置ＢＰＳからそれぞれ電力を供給し、第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１からそれぞれ送給される第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のそれぞれの先端A1a及びB1aから第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３がそれぞれ発生している。ノズル１０は第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１を囲繞して、ノズル１０の内部にシールドガス１１を供給する。
【０００３】
図２において、第１のワイヤＡ１から発生している第１のアークＡ３によって形成される溶融池２１の溶融金属が表面張力によって後方へ流れていこうとするが、第２のワイヤＢ１から発生している第２のアークＢ３のアーク力がこの後方へ流れようとする溶融金属を第１のワイヤＡ１から発生する第１のアークＡ３の直下へ押し戻して、各溶接位置における溶融金属量を均一にしている。
この溶接方法は、２本の溶接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。
【０００４】
図３は前述した２電極１トーチ方式の溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１を有する溶接トーチ４がマニピュレータ１２の先端に取付けられ、第１のチップＡ４１に供給する第１の溶接電源装置ＡＰＳ及び第２のチップＢ４１に供給する第２の溶接電源装置ＢＰＳが第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１と被溶接物２との間にそれぞれ電力を供給する。第１のワイヤ送給装置Ａ８及び第２のワイヤ送給装置Ｂ８が第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１にそれぞれワイヤを送給する。ロボット制御装置１３がマニピュレータ１２及び第１の溶接電源装置ＡＰＳ及び第２の溶接電源装置ＢＰＳを制御する。
【０００５】
［第１の従来技術］
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 Characteristics and Applications」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４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。同図（Ａ）は、第１のワイヤに通電する第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示す図であり、同図（Ｂ）は、第２のワイヤに通電する第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示す図である。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、溶融池は安定し、美麗なビードが得られることが示されている。
【０００６】
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５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５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。
【０００７】
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ＡＩｂ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６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６は、図５に示す時刻ｔ２における溶滴１の離脱の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。
【０００８】
また例えば、ワイヤの直径が１．２［ｍｍ］の軟鋼溶接ワイヤの場合、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溶接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。
【０００９】
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、後行ワイヤ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。
図７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／ｍｉｎ］（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。
【００１０】
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、アンダカット又はハンピング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。
【００１１】
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／ｍｉｎ］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。
【００１２】
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Ｂ1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。
【００１３】
そこで、平均溶接電流を大きくするためにパルス周波数を高くした図５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］の軟鋼溶接ワイヤの場合、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［ｍｓ］、第２のピーク電流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Ｂ１との平均電流値が略同じ値になり、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ない。
【００１４】
また、第１のワイヤＡ１と第２のワイヤＢ１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＋ベース電流）／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。
【００１５】
上記の問題点を解決するために、本出願人と同一出願人によって平成１２年７月２８日に特許出願（特願２０００−２２８３３０）（以下、第２の従来技術という）がされている。
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）にする方法も提案した。
以下、第２の従来技術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。
【００１６】
［第２の従来技術］
図８は、第２の従来技術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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
制御出力回路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、この制御出力回路ＩＮＶとしては、インバータ制御出力回路、チョッパ制御出力回路、サイリスタ位相制御出力回路等が慣用されている。例えば、上記のインバータ制御出力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。
【００１９】
電圧検出回路ＶＤは、第１の溶接電圧ＡＶｗ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ＥＶは、フィードバック信号である上記の電圧検出信号Ｖｄ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の間、Ｈｉｇｈレベルとなる前述した第１のパルス周期信号ＡＴｆを出力する。
【００２０】
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。
【００２１】
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Ｈｉｇｈ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Ｌｏｗ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に従って上記の制御出力回路ＩＮＶによって上記の第１の溶接電流の制御が行われて、第１の溶接電圧ＡＶｗが印加する。
【００２２】
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ＡＷｓ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。
【００２３】
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ＡＴｆ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。この倍率設定回路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Ｆｂを第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａの１／ｎにする。即ち、ＢＴｆ＝ｎ・ＡＴｆ、Ｆｂ＝１／ｎ・Ｆａの関係になる。
【００２４】
第２の切換回路ＢＳＷは、上記の第２のパルス周期信号ＢＴｆ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ＢＩscとして出力し、上記の第２のパルス周期信号ＢＴｆ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に従って制御出力回路ＩＮＶによって上記の第２の溶接電流ＢＩｗの制御が行われて、第２の溶接電圧ＢＶｗが印加する。
【００２５】
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のピーク電流設定回路ＡＩＰ及び第１のピーク電流設定信号ＡＩｐを第２のピーク電流設定回路ＢＩＰ及び第２のピーク電流設定信号ＢＩｐに、第１のベース電流設定回路ＡＩＢ及び第１のベース電流設定信号ＡＩｂを第２のベース電流設定回路ＢＩＢ及び第２のベース電流設定信号ＢＩｂに、第１の切換回路ＡＳＷ及び第１の電流制御設定信号ＡＩscを第２の切換回路ＢＳＷ及び第２の電流制御設定信号ＢＩsc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ＡＷｓ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を印加すると共に、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。
【００２６】
また、図９は図８に示した第２の従来技術において、倍率設定回路ＮＳが出力する倍率設定信号ｎ＝１の場合、即ち、第１のワイヤＡ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆａと第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂとが同じときの溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。同図において、第２のワイヤに通電する平均溶接電流ＢＩａを第１のワイヤに通電する平均溶接電流ＡＩａの予め定めた比率、例えば約４０［％］にしようとすれば、第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａと第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂとが同じであるために、第２のピーク電流ＢＩｐを第１のピーク電流ＡＩｐの約４０［％］にしなければならない。
【００２７】
図１０は倍率設定信号ｎ＝２の場合、即ち、第１のワイヤＡ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆａ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Ｆｂの２倍のときの溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。
同図において、倍率設定信号ｎ＝２とすると、第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂが第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａの１／２になるので、第２のピーク電流ＢＩｐが第１のピーク電流ＡＩｐと同一であっても、後行ワイヤに通電する平均溶接電流ＢＩａを先行ワイヤに通電する平均溶接電流ＡＩａの約４０［％］にすることができる。
【００２８】
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。図１１は、従来技術２の第１の溶接電流ＡＩｗ及び第２の溶接電流ＢＩｗの詳細を示す図であり、図１２は図１１の時刻ｔ２乃至ｔ４の期間の第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１の第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３の状態を示す図である。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するので、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。図１３は図１１の時刻ｔ５における第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１の溶滴１の移行状態を示す図である。
【００２９】
また、第２の従来技術の第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Ｆｂを第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａ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ＢＩａを第１の溶接電流ＡＩｗの平均値ＡＩａの約４０［％］にするという条件を満たしている。即ち、Ｆｂ＝１／ｎ・Ｆａ、ＢＴｆ＝ｎ・ＡＴｆ、ＢＩａ＝４０／１００・ＡＩａの関係になっている。
【００３０】
このように、第２の従来技術は、高速溶接に適した第２の溶接電流ＢＩｗの平均値ＢＩａを第１の溶接電流ＡＩｗの平均値ＡＩａの約４０［％］にするという条件を満たしているが、後述する［発明が解決しようとする課題］に記載するようなアーク切れの問題点が残されている。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
図１０の時刻ｔ３乃至ｔ４の期間のように、第１ワイヤＡ１の第１のピーク電流ＡＩｐが第２のワイヤＢ１の第２のベース電流ＢＩｂと重なるときは、図１４に示すように、第２のアークＢ３に作用する電磁力Ｆによって第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられた状態になる。図１４は、図１０の時刻ｔ３乃至ｔ４の期間におけるアークＡ３及びアークＢ３の状態を示す図である。このように、第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられた場合、図１０に示すように、第２のベース電圧ＢＶｂが上昇し、第２の溶接電源ＢＰＳの無負荷電圧を超えてアーク切れが発生しやすくなる。その結果、第２のワイヤＢ１が被溶接物２に突っ込むことがあり、溶接ビード９が不整になる。
【００３２】
【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１５に示すように、第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のピーク電流の通電期間を一致させ、第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂを第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａの１／ｎ（図１５ではｎ＝２として図示）にした場合（即ち、Ｆｂ＝１／２×Ｆａ及びＢＴｆ＝２×ＡＴｆ）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、第 1 回目の上記第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のベース電流ＢＩｂを通電し、
続いて第２回目の上記第１のピーク電流ＡＩｐの通電期間及び上記第１のベース電流ＡＩｂの通電期間は上記第２のベース電流ＢＩｂを通電し、
上記第２回目の第１のピーク電流（以下、第１のワイヤ第２ピーク電流 AIp2 という）を上記第１回目の第１のピーク電流（以下、第１のワイヤ第１ピーク電流 AIp1 という）よりも小さな値に設定して上記第１回目及び第２回目の通電を１組として繰り返して通電し、
第２のワイヤＢ１を通電する第２の溶接電流の平均値ＢＩａを第１のワイヤＡ１を通電する第１の溶接電流の平均値ＡＩａよりも小さくする多電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３３】
出願時の請求項２に記載の発明は、
出願時の請求項１に記載の第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が第１のワイヤＡ１が１パルス１溶滴移行する値である多電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３４】
出願時の請求項３に記載の発明は、図１６に示す実施例であって、
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のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を出力する第１のワイヤ第１ピーク電流設定回路AIP1と、
第１のワイヤ第１ピーク電流よりも小さい第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を出力する第１のワイヤ第２ピーク電流設定回路AIP2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、
第２の溶接電源装置ＢＰＳから出力される第２のパルス周期信号ＢＴｆと上記第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1と上記第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2とを入力として上記第２のパルス周期信号ＢＴｆがピーク電流信号のときは上記第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力し上記第２のパルス周期信号ＢＴｆがベース電流信号のときは上記第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力する第１のパルスピーク切換回路ASWPと、
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ＡＩscによって第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
２以上の整数である倍率設定信号ｎを出力する倍率設定回路ＮＳと、
上記第１のパルス周期信号ＡＴｆを入力としてその信号と同期しかつその信号の上記倍率設定信号ｎ倍の周期を有する信号に変換して上記第２のパルス周期信号ＢＴｆを出力する周期変換回路ＴＣと、
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２のパルス周期信号ＢＴｆ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２のパルス周期信号ＢＴｆ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を制御する上記第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。
【００３５】
出願時の請求項４に記載の発明は、
出願時の請求項３に記載の第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2が第１のワイヤＡ１が１パルス１溶滴移行を行う電流信号である多電極パルスアーク溶接装置である。
【００３６】
【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１５と同じなので、説明は図１５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、第1回目の第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1の通電期間は上記第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、続いて上記第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1よりも小さい第２回目の第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2の通電期間及び上記第１のベース電流ＡＩｂの通電期間は上記第２のベース電流ＢＩｂを通電し、上記第１回目及び第２回目の通電を１組として繰り返して通電し、上記第２の溶接電流の平均値ＢＩａを上記第１の溶接電流の平均値ＡＩａの予め定めた比率とする多電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３７】
【実施例】
図１５は、本発明の倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。同図において、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2を第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1よりも小さく設定することによって、第２のアークＢ３に作用する電磁力Ｆを抑制し、その結果、第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられる程度を抑制し、ベース期間中の第２の溶接電圧ＢＶｗが上昇して第２の溶接電源ＢＰＳの無負荷電圧を超えてアーク切れが発生することを防いでいる。
【００３８】
図１６は、本発明の多電極パルスアーク溶接装置の実施例のブロック図を示す図である。同図において、図８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、図８の第１のピーク電流設定回路ＡＩＰの代わりに、▲１▼第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を出力する第１のワイヤ第１ピーク電流設定回路AIP1と、▲２▼第１のワイヤ第１ピーク電流よりも小さい第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を出力する第１のワイヤ第２ピーク電流設定回路AIP2と、▲３▼第２の溶接電源装置から出力される第２のパルス周期信号ＢＴｆと第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1と第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2とを入力として、第２のパルス周期信号ＢＴｆがピーク電流信号のときは第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力し、第２のパルス周期信号ＢＴｆがベース電流信号のときは第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を出力する第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力する第１のパルスピーク切換回路ASWPとを設けたことである。
【００３９】
この結果、第２のワイヤＢ１に第２のピーク電流ＢＩｐが通電しているときには第１のワイヤＡ１に第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が通電し、第２のワイヤＢ１に第２のベース電流ＢＩｂが通電しているときには第１のワイヤＡ１に第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が通電する。
【００４０】
図１７は、ワイヤに通電するピーク電流［Ａ］（縦軸）とピーク電流通電時間［ｍｓ］（横軸）との関係における溶滴移行の分布を示す図である。同図の分布を算出した溶接条件は、ＹＧＷ−１５のワイヤの直径が１．２［ｍｍ］の軟鋼ワイヤで平均溶接電流が３００［Ａ］、ベース電流が５０［Ａ］、溶接電圧が３０［Ｖ］である。その結果、ピーク電流が４００［Ａ］以上の領域ではパルス電流に同期して１個の溶滴をワイヤ先端から離脱させる１パルス１溶滴移行を行うことができる。また、ピーク電流が３５０［Ａ］においては、数個のパルスで１個の溶滴をワイヤ先端から離脱させるｎパルス１溶滴移行を行うことができ、ピーク電流が３５０［Ａ］未満においては、パルス電流に同期して溶滴移行を行うことができない。したがって、ピーク電流の設定値は３５０［Ａ］以上でなければならない。
【００４１】
図１８は、本発明の第１の溶接電流ＡＩｗの第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2［Ａ］（横軸）と第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1［Ａ］（縦軸）とを変化させたときの第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生するかどうかを示す分布図である。
同図の分布を算出した溶接条件は、第１の溶接電流の平均値が３６０［Ａ］、第２の溶接電流の平均値が１８０［Ａ］、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1と第２のピーク電流ＢＩｐとが同じ電流値で第１のベース電流ＡＩｂと第２のベース電流ＢＩｗとが５０［Ａ］である。
【００４２】
図１８において、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が５００［Ａ］のときは、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が３５０［Ａ］乃至４７０［Ａ］の間で第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。また、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が４５０［Ａ］のときは、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が３５０［Ａ］乃至４２０［Ａ］の間で第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。また、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が４００［Ａ］のときは、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が３５０［Ａ］乃至３７０［Ａ］の間で第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。
したがって、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2を３５０［Ａ］と第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1から３０［Ａ］小さい値との間に設定すると第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。とくに、アーク切れの時間が１０［ｍｓ］以上になると多量のスパッタを発生させるが、このようなアーク切れは発生しない。
【００４３】
図１９は、従来技術と本発明による多電極パルスアーク溶接方法を実施した結果を示す図であり、同図（Ａ）は従来技術であり、同図（Ｂ）は本発明である。
従来技術と本発明に共通の溶接条件は、シールドガスがアルゴンが８０％でCO2が２０％で、被溶接物２の上板が厚さ２．６［ｍｍ］の軟鋼材、下板が厚さ３．２［ｍｍ］の軟鋼材、第１の溶接電流ＡＩｗの平均値が３６０［Ａ］、第１の溶接電圧の平均値が３２［Ｖ］、第１のベース電流ＡＶｗが５０［Ａ］、第２の溶接電流の平均値が１８０［Ａ］、第２の溶接電圧の平均値が２８［Ｖ］、第２のピーク電流ＢＩｐが５００［Ａ］、第２のピーク電流通電時間ＢＴｐが２［ｍｓ］、第２のベース電流ＢＶｗが５０［Ａ］、溶接速度が３００「ｃｍ／ｍｉｎ」、第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のワイヤ突出し長さが２０［ｍｍ］である。
また、従来技術において、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［ｍｓ］である。
また、本発明において、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が５００［Ａ］、第１のワイヤ第１ピーク電流通電時間ATp1が２［ｍｓ］、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が４００［Ａ］、第１のワイヤ第２ピーク電流通電時間ATp2が２［ｍｓ］である。
【００４４】
図１９の（Ａ）に示すように、従来技術においては、第２ワイヤＢ１のアーク切れが発生するために、溶接ビード９が不整になり、多量のスパッタ３が発生している。これに対して、同図（Ｂ）に示す本発明においては、第２ワイヤＢ１のアーク切れが発生しないので、美麗な溶接ビードが形成され、スパッタがほとんど発生していない。
【００４５】
図２０は、従来技術と本発明の第２のワイヤＢ１のアーク切れ回数を示す図である。溶接条件は、図１９と同じであるので省略する。同図において、従来技術では、多量のスパッタを発生させる１０［ｍｓ］以上のアーク切れが３０［回／ｍｉｎ］も発生し、全体のアーク切れ回数が４０［回／ｍｉｎ］である。これに対して、本発明では、多量のスパッタを発生させる１０［ｍｓ］以上のアーク切れが零であり、微小なアーク切れが僅かに発生するだけである。
図２１は、従来技術と本発明のスパッタの発生量を示す図である。溶接条件は、図１９と同じであるので省略する。同図において、従来技術では、スパッタの発生量が７［ｇ／ｍｉｎ］であるのに対して、本発明では、アーク切れによる不安定現象が発生しないので、スパッタの発生量がかなり低減されている。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の多電極パルスアーク溶接制御方法は、第２の溶接電流ＢＩｗを第１の溶接電流ＡＩｗの予め定めた比率、例えば約４０［％］にするような多電極パルスアーク溶接をする場合に、第１の溶接電流ＡＩｗがピーク電流であって第２の溶接電流ＢＩｗがベース電流のときに、第１の溶接電流ＡＩｗのピーク電流を１パルス１溶滴移行を行えるピーク電流の範囲で低い第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2に設定している。したがって、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2の通電期間が第２の溶接電流ＢＩｗの第２のベース電流ＢＩｂの通電期間と重なるとき、第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられることを抑制するので、ベース期間中の第２の溶接電圧ＢＶｗの上昇を抑制し、第２のワイヤのアーク切れを低減させることができ、スパッタの発生量を低減し、美麗な溶接ビード９を形成することができる。
【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】一般的な１本のトーチから２本のワイヤを送給する２電極１トーチ方式の消耗電極アーク溶接方法を示す図である。
【図３】２電極１トーチ方式の溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。
【図４】第１のワイヤに通電する第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化及び第２のワイヤに通電する第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示す図である。
【図５】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６】図５に示す時刻ｔ２における溶滴１の離脱の状態を説明する図である。
【図７】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。
【図８】第２の従来技術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９】図８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＝１の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。
【図１０】図８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、倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形をに示す図である。
【図１１】図１１は、従来技術２の第１の溶接電流ＡＩｗ及び第２の溶接電流ＢＩｗの詳細を示す図である。
【図１２】図１１の時刻ｔ２乃至ｔ４の期間の第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のアークＡ３及びアークＢ３の状態を示す図である。
【図１３】図１１の時刻ｔ５における第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１の溶滴１の移行状態を示す図である。
【図１４】図１０の時刻ｔ３乃至ｔ４の期間におけるアークＡ３及びアークＢ３の状態を示す図である。
【図１５】本発明の倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。
【図１６】本発明の多電極パルスアーク溶接装置の実施例のブロック図を示す図である。
【図１７】ワイヤに通電するピーク電流［Ａ］（縦軸）とピーク電流通電時間［ｍｓ］（横軸）との関係における溶滴移行の分布を示す図である。
【図１８】本発明の第１の溶接電流ＡＩｗの第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2［Ａ］（横軸）と第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1［Ａ］（縦軸）とを変化させたときの第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生するかどうかを示す分布図である。
【図１９】従来技術と本発明による多電極パルスアーク溶接方法を実施した結果を示す図である。
【図２０】従来技術と本発明の第２のワイヤＢ１のアーク切れ回数を示す図である。
【図２１】従来技術と本発明のスパッタの発生量を示す図である。
【符号の説明】
１ 溶滴
２ 被溶接物
３ スパッタ
４ 溶接トーチ
９ 溶接ビード
１０ ノズル
１１ シールドガス
１２ マニピュレータ
１３ ロボット制御装置
２１ 溶融池
Ａ１ 第１のワイヤ
Ａ３ 第１のアーク
Ａ４１ 第１のチップ
Ａ８ 第１のワイヤ送給装置
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
ＡＰＳ 第１の溶接電源装置
ＡＳＷ 第１の切換回路
ASWP 第１のパルスピーク切換回路
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
Ｂ８ 第２のワイヤ送給装置
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
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
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 制御出力回路
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
ＴＣ 周期変換回路
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
【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方法において、２つのアークの相互間に作用する力によるアークが相互干渉するためにアーク発生状態が不安定になることを抑制する多電極パルスアーク溶接制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種溶接構造物の建造において、薄板高速溶接又は厚板高溶着溶接を行うことによって作業能率の向上を図っているが、さらに向上させるために、図２に示すように、１本のトーチから２本のワイヤを送給する２電極１トーチ方式の消耗電極アーク溶接方法が採用されている。図２は、一般的な１本のトーチから２本のワイヤを送給する２電極１トーチ方式の消耗電極アーク溶接方法を示す図である。
同図において、第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１と被溶接物２との間に図３で説明する第１の溶接電源装置ＡＰＳ及び第２の溶接電源装置ＢＰＳからそれぞれ電力を供給し、第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１からそれぞれ送給される第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のそれぞれの先端A1a及びB1aから第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３がそれぞれ発生している。ノズル１０は第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１を囲繞して、ノズル１０の内部にシールドガス１１を供給する。
【０００３】
図２において、第１のワイヤＡ１から発生している第１のアークＡ３によって形成される溶融池２１の溶融金属が表面張力によって後方へ流れていこうとするが、第２のワイヤＢ１から発生している第２のアークＢ３のアーク力がこの後方へ流れようとする溶融金属を第１のワイヤＡ１から発生する第１のアークＡ３の直下へ押し戻して、各溶接位置における溶融金属量を均一にしている。
この溶接方法は、２本の溶接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。
【０００４】
図３は前述した２電極１トーチ方式の溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１を有する溶接トーチ４がマニピュレータ１２の先端に取付けられ、第１のチップＡ４１に供給する第１の溶接電源装置ＡＰＳ及び第２のチップＢ４１に供給する第２の溶接電源装置ＢＰＳが第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１と被溶接物２との間にそれぞれ電力を供給する。第１のワイヤ送給装置Ａ８及び第２のワイヤ送給装置Ｂ８が第１のチップＡ４１及び第２のチップＢ４１にそれぞれワイヤを送給する。ロボット制御装置１３がマニピュレータ１２及び第１の溶接電源装置ＡＰＳ及び第２の溶接電源装置ＢＰＳを制御する。
【０００５】
［第１の従来技術］
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 Characteristics and Applications」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４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。同図（Ａ）は、第１のワイヤに通電する第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示す図であり、同図（Ｂ）は、第２のワイヤに通電する第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示す図である。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、溶融池は安定し、美麗なビードが得られることが示されている。
【０００６】
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５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５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。
【０００７】
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ＡＩｂ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６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６は、図５に示す時刻ｔ２における溶滴１の離脱の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。
【０００８】
また例えば、ワイヤの直径が１．２［ｍｍ］の軟鋼溶接ワイヤの場合、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溶接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。
【０００９】
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、後行ワイヤ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。
図７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／ｍｉｎ］（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。
【００１０】
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、アンダカット又はハンピング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。
【００１１】
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／ｍｉｎ］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。
【００１２】
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Ｂ1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。
【００１３】
そこで、平均溶接電流を大きくするためにパルス周波数を高くした図５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］の軟鋼溶接ワイヤの場合、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［ｍｓ］、第２のピーク電流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Ｂ１との平均電流値が略同じ値になり、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ない。
【００１４】
また、第１のワイヤＡ１と第２のワイヤＢ１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＋ベース電流）／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。
【００１５】
上記の問題点を解決するために、本出願人と同一出願人によって平成１２年７月２８日に特許出願（特願２０００−２２８３３０）（以下、第２の従来技術という）がされている。
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）にする方法も提案した。
以下、第２の従来技術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。
【００１６】
［第２の従来技術］
図８は、第２の従来技術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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
制御出力回路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、この制御出力回路ＩＮＶとしては、インバータ制御出力回路、チョッパ制御出力回路、サイリスタ位相制御出力回路等が慣用されている。例えば、上記のインバータ制御出力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。
【００１９】
電圧検出回路ＶＤは、第１の溶接電圧ＡＶｗ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ＥＶは、フィードバック信号である上記の電圧検出信号Ｖｄ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の間、Ｈｉｇｈレベルとなる前述した第１のパルス周期信号ＡＴｆを出力する。
【００２０】
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。
【００２１】
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Ｈｉｇｈ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Ｌｏｗ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に従って上記の制御出力回路ＩＮＶによって上記の第１の溶接電流の制御が行われて、第１の溶接電圧ＡＶｗが印加する。
【００２２】
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ＡＷｓ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。
【００２３】
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ＡＴｆ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。この倍率設定回路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Ｆｂを第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａの１／ｎにする。即ち、ＢＴｆ＝ｎ・ＡＴｆ、Ｆｂ＝１／ｎ・Ｆａの関係になる。
【００２４】
第２の切換回路ＢＳＷは、上記の第２のパルス周期信号ＢＴｆ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ＢＩscとして出力し、上記の第２のパルス周期信号ＢＴｆ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に従って制御出力回路ＩＮＶによって上記の第２の溶接電流ＢＩｗの制御が行われて、第２の溶接電圧ＢＶｗが印加する。
【００２５】
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のピーク電流設定回路ＡＩＰ及び第１のピーク電流設定信号ＡＩｐを第２のピーク電流設定回路ＢＩＰ及び第２のピーク電流設定信号ＢＩｐに、第１のベース電流設定回路ＡＩＢ及び第１のベース電流設定信号ＡＩｂを第２のベース電流設定回路ＢＩＢ及び第２のベース電流設定信号ＢＩｂに、第１の切換回路ＡＳＷ及び第１の電流制御設定信号ＡＩscを第２の切換回路ＢＳＷ及び第２の電流制御設定信号ＢＩsc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ＡＷｓ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を印加すると共に、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。
【００２６】
また、図９は図８に示した第２の従来技術において、倍率設定回路ＮＳが出力する倍率設定信号ｎ＝１の場合、即ち、第１のワイヤＡ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆａと第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂとが同じときの溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。同図において、第２のワイヤに通電する平均溶接電流ＢＩａを第１のワイヤに通電する平均溶接電流ＡＩａの予め定めた比率、例えば約４０［％］にしようとすれば、第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａと第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂとが同じであるために、第２のピーク電流ＢＩｐを第１のピーク電流ＡＩｐの約４０［％］にしなければならない。
【００２７】
図１０は倍率設定信号ｎ＝２の場合、即ち、第１のワイヤＡ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆａ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Ｆｂの２倍のときの溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。
同図において、倍率設定信号ｎ＝２とすると、第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂが第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａの１／２になるので、第２のピーク電流ＢＩｐが第１のピーク電流ＡＩｐと同一であっても、後行ワイヤに通電する平均溶接電流ＢＩａを先行ワイヤに通電する平均溶接電流ＡＩａの約４０［％］にすることができる。
【００２８】
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。図１１は、従来技術２の第１の溶接電流ＡＩｗ及び第２の溶接電流ＢＩｗの詳細を示す図であり、図１２は図１１の時刻ｔ２乃至ｔ４の期間の第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１の第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３の状態を示す図である。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するので、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。図１３は図１１の時刻ｔ５における第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１の溶滴１の移行状態を示す図である。
【００２９】
また、第２の従来技術の第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Ｆｂを第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａ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ＢＩａを第１の溶接電流ＡＩｗの平均値ＡＩａの約４０［％］にするという条件を満たしている。即ち、Ｆｂ＝１／ｎ・Ｆａ、ＢＴｆ＝ｎ・ＡＴｆ、ＢＩａ＝４０／１００・ＡＩａの関係になっている。
【００３０】
このように、第２の従来技術は、高速溶接に適した第２の溶接電流ＢＩｗの平均値ＢＩａを第１の溶接電流ＡＩｗの平均値ＡＩａの約４０［％］にするという条件を満たしているが、後述する［発明が解決しようとする課題］に記載するようなアーク切れの問題点が残されている。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
図１０の時刻ｔ３乃至ｔ４の期間のように、第１ワイヤＡ１の第１のピーク電流ＡＩｐが第２のワイヤＢ１の第２のベース電流ＢＩｂと重なるときは、図１４に示すように、第２のアークＢ３に作用する電磁力Ｆによって第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられた状態になる。図１４は、図１０の時刻ｔ３乃至ｔ４の期間におけるアークＡ３及びアークＢ３の状態を示す図である。このように、第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられた場合、図１０に示すように、第２のベース電圧ＢＶｂが上昇し、第２の溶接電源ＢＰＳの無負荷電圧を超えてアーク切れが発生しやすくなる。その結果、第２のワイヤＢ１が被溶接物２に突っ込むことがあり、溶接ビード９が不整になる。
【００３２】
【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１５に示すように、第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のピーク電流の通電期間を一致させ、第２のワイヤＢ１に通電するパルス電流のパルス周波数Ｆｂを第１のワイヤＡ１に通電するパルス周波数Ｆａの１／ｎ（図１５ではｎ＝２として図示）にした場合（即ち、Ｆｂ＝１／２×Ｆａ及びＢＴｆ＝２×ＡＴｆ）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、第 1 回目の上記第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のベース電流ＢＩｂを通電し、
続いて第２回目の上記第１のピーク電流ＡＩｐの通電期間及び上記第１のベース電流ＡＩｂの通電期間は上記第２のベース電流ＢＩｂを通電し、
上記第２回目の第１のピーク電流（以下、第１のワイヤ第２ピーク電流 AIp2 という）を上記第１回目の第１のピーク電流（以下、第１のワイヤ第１ピーク電流 AIp1 という）よりも小さな値に設定して上記第１回目及び第２回目の通電を１組として繰り返して通電し、
第２のワイヤＢ１を通電する第２の溶接電流の平均値ＢＩａを第１のワイヤＡ１を通電する第１の溶接電流の平均値ＡＩａよりも小さくする多電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３３】
出願時の請求項２に記載の発明は、
出願時の請求項１に記載の第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が第１のワイヤＡ１が１パルス１溶滴移行する値である多電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３４】
出願時の請求項３に記載の発明は、図１６に示す実施例であって、
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のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を出力する第１のワイヤ第１ピーク電流設定回路AIP1と、
第１のワイヤ第１ピーク電流よりも小さい第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を出力する第１のワイヤ第２ピーク電流設定回路AIP2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、
第２の溶接電源装置ＢＰＳから出力される第２のパルス周期信号ＢＴｆと上記第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1と上記第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2とを入力として上記第２のパルス周期信号ＢＴｆがピーク電流信号のときは上記第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力し上記第２のパルス周期信号ＢＴｆがベース電流信号のときは上記第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力する第１のパルスピーク切換回路ASWPと、
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ＡＩscによって第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
２以上の整数である倍率設定信号ｎを出力する倍率設定回路ＮＳと、
上記第１のパルス周期信号ＡＴｆを入力としてその信号と同期しかつその信号の上記倍率設定信号ｎ倍の周期を有する信号に変換して上記第２のパルス周期信号ＢＴｆを出力する周期変換回路ＴＣと、
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２のパルス周期信号ＢＴｆ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２のパルス周期信号ＢＴｆ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を制御する上記第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。
【００３５】
出願時の請求項４に記載の発明は、
出願時の請求項３に記載の第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2が第１のワイヤＡ１が１パルス１溶滴移行を行う電流信号である多電極パルスアーク溶接装置である。
【００３６】
【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１５と同じなので、説明は図１５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、第1回目の第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1の通電期間は上記第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、続いて上記第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1よりも小さい第２回目の第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2の通電期間及び上記第１のベース電流ＡＩｂの通電期間は上記第２のベース電流ＢＩｂを通電し、上記第１回目及び第２回目の通電を１組として繰り返して通電し、上記第２の溶接電流の平均値ＢＩａを上記第１の溶接電流の平均値ＡＩａの予め定めた比率とする多電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３７】
【実施例】
図１５は、本発明の倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。同図において、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2を第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1よりも小さく設定することによって、第２のアークＢ３に作用する電磁力Ｆを抑制し、その結果、第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられる程度を抑制し、ベース期間中の第２の溶接電圧ＢＶｗが上昇して第２の溶接電源ＢＰＳの無負荷電圧を超えてアーク切れが発生することを防いでいる。
【００３８】
図１６は、本発明の多電極パルスアーク溶接装置の実施例のブロック図を示す図である。同図において、図８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、図８の第１のピーク電流設定回路ＡＩＰの代わりに、▲１▼第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を出力する第１のワイヤ第１ピーク電流設定回路AIP1と、▲２▼第１のワイヤ第１ピーク電流よりも小さい第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を出力する第１のワイヤ第２ピーク電流設定回路AIP2と、▲３▼第２の溶接電源装置から出力される第２のパルス周期信号ＢＴｆと第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1と第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2とを入力として、第２のパルス周期信号ＢＴｆがピーク電流信号のときは第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号AIp1を第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力し、第２のパルス周期信号ＢＴｆがベース電流信号のときは第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号AIp2を出力する第１のピーク電流設定信号ＡＩｐとして出力する第１のパルスピーク切換回路ASWPとを設けたことである。
【００３９】
この結果、第２のワイヤＢ１に第２のピーク電流ＢＩｐが通電しているときには第１のワイヤＡ１に第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が通電し、第２のワイヤＢ１に第２のベース電流ＢＩｂが通電しているときには第１のワイヤＡ１に第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が通電する。
【００４０】
図１７は、ワイヤに通電するピーク電流［Ａ］（縦軸）とピーク電流通電時間［ｍｓ］（横軸）との関係における溶滴移行の分布を示す図である。同図の分布を算出した溶接条件は、ＹＧＷ−１５のワイヤの直径が１．２［ｍｍ］の軟鋼ワイヤで平均溶接電流が３００［Ａ］、ベース電流が５０［Ａ］、溶接電圧が３０［Ｖ］である。その結果、ピーク電流が４００［Ａ］以上の領域ではパルス電流に同期して１個の溶滴をワイヤ先端から離脱させる１パルス１溶滴移行を行うことができる。また、ピーク電流が３５０［Ａ］においては、数個のパルスで１個の溶滴をワイヤ先端から離脱させるｎパルス１溶滴移行を行うことができ、ピーク電流が３５０［Ａ］未満においては、パルス電流に同期して溶滴移行を行うことができない。したがって、ピーク電流の設定値は３５０［Ａ］以上でなければならない。
【００４１】
図１８は、本発明の第１の溶接電流ＡＩｗの第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2［Ａ］（横軸）と第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1［Ａ］（縦軸）とを変化させたときの第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生するかどうかを示す分布図である。
同図の分布を算出した溶接条件は、第１の溶接電流の平均値が３６０［Ａ］、第２の溶接電流の平均値が１８０［Ａ］、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1と第２のピーク電流ＢＩｐとが同じ電流値で第１のベース電流ＡＩｂと第２のベース電流ＢＩｗとが５０［Ａ］である。
【００４２】
図１８において、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が５００［Ａ］のときは、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が３５０［Ａ］乃至４７０［Ａ］の間で第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。また、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が４５０［Ａ］のときは、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が３５０［Ａ］乃至４２０［Ａ］の間で第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。また、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が４００［Ａ］のときは、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が３５０［Ａ］乃至３７０［Ａ］の間で第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。
したがって、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2を３５０［Ａ］と第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1から３０［Ａ］小さい値との間に設定すると第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生しない。とくに、アーク切れの時間が１０［ｍｓ］以上になると多量のスパッタを発生させるが、このようなアーク切れは発生しない。
【００４３】
図１９は、従来技術と本発明による多電極パルスアーク溶接方法を実施した結果を示す図であり、同図（Ａ）は従来技術であり、同図（Ｂ）は本発明である。
従来技術と本発明に共通の溶接条件は、シールドガスがアルゴンが８０％でCO2が２０％で、被溶接物２の上板が厚さ２．６［ｍｍ］の軟鋼材、下板が厚さ３．２［ｍｍ］の軟鋼材、第１の溶接電流ＡＩｗの平均値が３６０［Ａ］、第１の溶接電圧の平均値が３２［Ｖ］、第１のベース電流ＡＶｗが５０［Ａ］、第２の溶接電流の平均値が１８０［Ａ］、第２の溶接電圧の平均値が２８［Ｖ］、第２のピーク電流ＢＩｐが５００［Ａ］、第２のピーク電流通電時間ＢＴｐが２［ｍｓ］、第２のベース電流ＢＶｗが５０［Ａ］、溶接速度が３００「ｃｍ／ｍｉｎ」、第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のワイヤ突出し長さが２０［ｍｍ］である。
また、従来技術において、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［ｍｓ］である。
また、本発明において、第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1が５００［Ａ］、第１のワイヤ第１ピーク電流通電時間ATp1が２［ｍｓ］、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2が４００［Ａ］、第１のワイヤ第２ピーク電流通電時間ATp2が２［ｍｓ］である。
【００４４】
図１９の（Ａ）に示すように、従来技術においては、第２ワイヤＢ１のアーク切れが発生するために、溶接ビード９が不整になり、多量のスパッタ３が発生している。これに対して、同図（Ｂ）に示す本発明においては、第２ワイヤＢ１のアーク切れが発生しないので、美麗な溶接ビードが形成され、スパッタがほとんど発生していない。
【００４５】
図２０は、従来技術と本発明の第２のワイヤＢ１のアーク切れ回数を示す図である。溶接条件は、図１９と同じであるので省略する。同図において、従来技術では、多量のスパッタを発生させる１０［ｍｓ］以上のアーク切れが３０［回／ｍｉｎ］も発生し、全体のアーク切れ回数が４０［回／ｍｉｎ］である。これに対して、本発明では、多量のスパッタを発生させる１０［ｍｓ］以上のアーク切れが零であり、微小なアーク切れが僅かに発生するだけである。
図２１は、従来技術と本発明のスパッタの発生量を示す図である。溶接条件は、図１９と同じであるので省略する。同図において、従来技術では、スパッタの発生量が７［ｇ／ｍｉｎ］であるのに対して、本発明では、アーク切れによる不安定現象が発生しないので、スパッタの発生量がかなり低減されている。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の多電極パルスアーク溶接制御方法は、第２の溶接電流ＢＩｗを第１の溶接電流ＡＩｗの予め定めた比率、例えば約４０［％］にするような多電極パルスアーク溶接をする場合に、第１の溶接電流ＡＩｗがピーク電流であって第２の溶接電流ＢＩｗがベース電流のときに、第１の溶接電流ＡＩｗのピーク電流を１パルス１溶滴移行を行えるピーク電流の範囲で低い第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2に設定している。したがって、第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2の通電期間が第２の溶接電流ＢＩｗの第２のベース電流ＢＩｂの通電期間と重なるとき、第２のアークＢ３が第１のアークＡ３に引き寄せられることを抑制するので、ベース期間中の第２の溶接電圧ＢＶｗの上昇を抑制し、第２のワイヤのアーク切れを低減させることができ、スパッタの発生量を低減し、美麗な溶接ビード９を形成することができる。
【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】一般的な１本のトーチから２本のワイヤを送給する２電極１トーチ方式の消耗電極アーク溶接方法を示す図である。
【図３】２電極１トーチ方式の溶接ロボットの一般的な構成を示す図である。
【図４】第１のワイヤに通電する第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化及び第２のワイヤに通電する第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示す図である。
【図５】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６】図５に示す時刻ｔ２における溶滴１の離脱の状態を説明する図である。
【図７】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。
【図８】第２の従来技術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９】図８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＝１の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。
【図１０】図８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、倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形をに示す図である。
【図１１】図１１は、従来技術２の第１の溶接電流ＡＩｗ及び第２の溶接電流ＢＩｗの詳細を示す図である。
【図１２】図１１の時刻ｔ２乃至ｔ４の期間の第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１のアークＡ３及びアークＢ３の状態を示す図である。
【図１３】図１１の時刻ｔ５における第１のワイヤＡ１及び第２のワイヤＢ１の溶滴１の移行状態を示す図である。
【図１４】図１０の時刻ｔ３乃至ｔ４の期間におけるアークＡ３及びアークＢ３の状態を示す図である。
【図１５】本発明の倍率設定信号ｎ＝２の場合の溶接電流及び溶接電圧の波形を示す図である。
【図１６】本発明の多電極パルスアーク溶接装置の実施例のブロック図を示す図である。
【図１７】ワイヤに通電するピーク電流［Ａ］（縦軸）とピーク電流通電時間［ｍｓ］（横軸）との関係における溶滴移行の分布を示す図である。
【図１８】本発明の第１の溶接電流ＡＩｗの第１のワイヤ第２ピーク電流AIp2［Ａ］（横軸）と第１のワイヤ第１ピーク電流AIp1［Ａ］（縦軸）とを変化させたときの第２のワイヤＢ１のアーク切れが発生するかどうかを示す分布図である。
【図１９】従来技術と本発明による多電極パルスアーク溶接方法を実施した結果を示す図である。
【図２０】従来技術と本発明の第２のワイヤＢ１のアーク切れ回数を示す図である。
【図２１】従来技術と本発明のスパッタの発生量を示す図である。
【符号の説明】
１ 溶滴
２ 被溶接物
３ スパッタ
４ 溶接トーチ
９ 溶接ビード
１０ ノズル
１１ シールドガス
１２ マニピュレータ
１３ ロボット制御装置
２１ 溶融池
Ａ１ 第１のワイヤ
Ａ３ 第１のアーク
Ａ４１ 第１のチップ
Ａ８ 第１のワイヤ送給装置
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
ＡＰＳ 第１の溶接電源装置
ＡＳＷ 第１の切換回路
ASWP 第１のパルスピーク切換回路
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
Ｂ８ 第２のワイヤ送給装置
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
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
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 制御出力回路
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
ＴＣ 周期変換回路
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)
- 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、第1回目の前記第１ピーク電流の通電期間は前記第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のベース電流を通電し、続いて第２回目の前記第１のピーク電流の通電期間及び前記第１のベース電流の通電期間は前記第２のベース電流を通電し、前記第２回目の第１のピーク電流（以下、第１のワイヤ第２ピーク電流という）を前記第１回目の第１のピーク電流（以下、第１のワイヤ第１ピーク電流という）よりも小さな値に設定して前記第１回目及び第２回目の通電を１組として繰り返して通電し、
第２のワイヤを通電する第２の溶接電流の平均値を第１のワイヤを通電する第１の溶接電流の平均値よりも小さくする多電極パルスアーク溶接制御方法。 - 請求項１に記載の第１のワイヤ第２ピーク電流が第１のワイヤが１パルス１溶滴移行する値である多電極パルスアーク溶接制御方法。
- 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のワイヤ第１ピーク電流設定信号を出力する第１のワイヤ第１ピーク電流設定回路と、第１のワイヤ第１ピーク電流よりも小さい第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号を出力する第１のワイヤ第２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、第２の溶接電源装置から出力される第２のパルス周期信号と前記第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号と前記第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号とを入力として前記第２のパルス周期信号がピーク電流信号のときは前記第１のワイヤ第１ピーク電流設定信号を第１のピーク電流設定信号として出力し前記第２のパルス周期信号がベース電流信号のときは前記第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号を第１のピーク電流設定信号として出力する第１のパルスピーク切換回路と、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２以上の整数である倍率設定信号を出力する倍率設定回路と、前記第１のパルス周期信号を入力としてその信号と同期しかつその信号の前記倍率設定信号倍の周期を有する信号に変換して前記第２のパルス周期信号を出力する周期変換回路と、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２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２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の切換回路とから成り、前記第２の電流制御設定信号によって第２の溶接電流を制御する前記第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。
- 請求項３に記載の第１のワイヤ第２ピーク電流設定信号が第１のワイヤが１パルス１溶滴移行を行う電流信号である多電極パルスアーク溶接装置。
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