JP4490088B2 - パルスアーク溶接の出力制御方法及びアーク長揺動パルスアーク溶接の出力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、所望の傾きＫｓを有する溶接電源の外部特性を形成するためのパルスアーク溶接の出力制御方法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は、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９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を示し、縦軸は溶接ワイヤと母材との間に印加する溶接電圧の平均値Ｖｗを示す。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広く知られている。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。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について説明する。

図１０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、同図（Ｂ）は溶接電圧（瞬時値）ｖｏの波形図である。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及び上記のベース期間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１１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９において、これらＩｗ(n)とＶｗ(n)との交点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。

（１）図９で上述したように、傾きＫｓ、溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓを予め設定すると、形成すべき目標の外部特性は上述した（１）式となる。また、図１０で上述したように、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ及びピーク期間Ｔｐを一定値に予め設定する。
（２）第１の変数Ａ＝Ｋｓ・（Ｉｂ−Ｉｓ）及び第２の変数Ｂ＝Ｋｓ・（Ｉｂ−Ｉｐ）・Ｔｐを演算する。
（３）溶接中の溶接電圧ｖｏを検出する。
（４）第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の開始時点から傾き形成電圧誤差積分値Ｓva＝∫（Ａ＋Ｖｓ−ｖｏ）・ｄｔを演算し、予め定めたピーク期間に続くベース期間中の上記傾き形成電圧誤差積分値Ｓvaが上記第２の変数Ｂの値以上（Ｓva≧Ｂ）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）上述したように溶接電源の出力制御を行うことによって、（１）式の外部特性を形成することができる。

図１２は、上述した外部特性を形成するための出力制御を搭載した従来技術の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、交流商用電源（３相２００Ｖ等）を入力して、後述する電流誤差増幅信号Ｅｉに従ってインバータ制御等の電力制御を行い、溶接に適した溶接電流ｉｏ及び溶接電圧ｖｏを出力する。溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給装置の送給ロール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との間でアーク３が発生する。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。

溶接電流基準値設定回路ＩＳは、予め定めた溶接電流基準値設定信号Ｉｓ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設定信号Ｖｓを出力する。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。ピーク期間設定回路ＴＰＳは、予め定めたピーク期間設定信号Ｔpsを出力する。第１変数演算回路ＣＡは、Ｋｓ・（Ｉbs−Ｉｓ）を演算して、第１変数演算値信号Ｃａを出力する。第２変数演算回路ＣＢは、Ｋｓ・（Ｉbs−Ｉps）・Ｔpsを演算して、第２変数演算値信号Ｃｂを出力する。傾き形成電圧誤差積分回路ＳＶＡは、第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の開始時点から∫（Ａ＋Ｖｓ−ｖｏ）・ｄｔの積分を行い、傾き形成電圧誤差積分値信号Ｓvaを出力する。比較回路ＣＭは、上記の傾き形成電圧誤差積分値信号Ｓvaの値が上記の第２変数演算値信号Ｃｂの値以上になったときに短時間Ｈｉｇｈレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。この直後に傾き形成電圧誤差積分値信号Ｓvaは零にリセットされる。したがって、比較信号Ｃｍは、パルス周期Ｔpbごとに短時間Ｈｉｇｈレベルとなる信号である。

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上記のピーク期間設定信号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。したがって、このタイマ信号Ｍｍは、予め定めたピーク期間中はＨｉｇｈレベルとなり、続くベース期間中はＬｏｗレベルとなる信号である。切換回路ＳＷは、このタイマ信号Ｍｍによって切り換えられて、上記のピーク電流設定信号Ｉps又はベース電流設定信号Ｉbsを電流波形設定信号Ｉfsとして出力する。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。電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流波形設定信号Ｉfs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。したがって、上記の電流波形設定信号Ｉfsに相当する溶接電流ｉｏが通電する。

図１３は、上述した溶接電源の各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接電流ｉｏの、同図（Ｂ）は溶接電圧ｖｏの、同図（Ｃ）は傾き形成電圧誤差積分値信号Ｓvaの、同図（Ｄ）は比較信号Ｃｍの、同図（Ｅ）はタイマ信号Ｍｍの時間変化を示す。以下，同図を参照して説明する。

時刻ｔ(n)において、第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)が開始すると、同図（Ｄ）に示すように、比較信号Ｃｍが短時間Ｈｉｇｈレベルに変化する。これに応じて、同図（Ｅ）に示すように、タイマ信号Ｍｍは予め定めたピーク期間Ｔｐの間Ｈｉｇｈレベルになる。このタイマ信号ＭｍがＨｉｇｈレベルのときは、同図（Ａ）に示すように、ピーク電流Ｉｐが通電し、同図（Ｂ）に示すように、ピーク電圧Ｖｐが印加する。また、時刻ｔ(n)から、同図（Ｃ）に示すように、Ｓvaの積分が開始する。

同図（Ｅ）に示すように、タイマ信号Ｍｍは、予め定めたピーク期間Ｔｐが経過するとＬｏｗレベルになる。これによって、同図（Ａ）に示すように、ベース電流Ｉｂが通電し、同図（Ｂ）に示すように、ベース電圧Ｖｂが印加する。時刻ｔ(n+1)において、Ｓva≧Ｂとなると、同図（Ｄ）に示すように、比較信号Ｃｍは再び短時間Ｈｉｇｈレベルになり、第ｎ＋１回目のパルス周期Ｔpb(n+1)が開始する。上記の動作を繰り返して、溶接電源の出力制御は行われ、上述した（１）式の外部特性が形成される。以上の従来技術に関する先行文献としては、例えば特許文献１がある。

特開２００２−３６１４１７号公報 特許第２９９３１７４号公報

上述したように、従来技術のパルスアーク溶接の出力制御方法では、所望の傾きを有する外部特性を形成することができる。しかし、上述したように、その前提条件は、ピーク期間中のピーク電流Ｉｐ及びベース期間中のベース電流Ｉｂが一定値であることである。図１０で上述した直流のパルスアーク溶接の場合には、この前提条件が成立するので従来技術を適用することができる。しかし、以下に説明する交流パルスアーク溶接の場合には、ベース期間中のベース電流Ｉｂが一定値ではなく変化するために、上記前提条件が成立しない。このために、交流パルスアーク溶接には従来技術を適用することができないという課題があった。

図１４は、交流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ｉｏの、同図（Ｂ）は溶接電流の絶対値ｉａの、同図（Ｃ）は溶接電圧ｖｏの、同図（Ｄ）は溶接電圧の絶対値ｖａの波形図である。以下、同図を参照して説明する。

交流パルスアーク溶接では、時刻ｔ２〜ｔ３のベース期間Ｔｂの一部の期間（時刻ｔ２１〜ｔ２２）の電圧極性を反転させて電極マイナス期間Ｔenを設けている。すなわち、時刻ｔ２〜ｔ２１の第１ベース期間Ｔb1中は、同図（Ａ）に示すように、電極プラス極性の第１ベース電流Ｉb1が通電し、同図（Ｃ）に示すように、第１ベース電圧Ｖb1が印加する。続いて、時刻ｔ２１〜ｔ２２の電極マイナス期間Ｔen中は、電極マイナス極性の電極マイナス電流Ｉenが通電し、電極マイナス電圧Ｖenが印加する。続いて、時刻ｔ２２〜ｔ３の第２ベース期間Ｔb2中は、再び電極プラス極性の第２ベース電流Ｉb2が通電し、第２ベース電圧Ｖb2が印加する。

上述したような交流波形のときの溶接電流平均値Ｉｗ及び溶接電圧平均値Ｖｗは以下のように定義される。同図（Ｂ）に示すように、１パルス周期毎の溶接電流の絶対値ｉａの平均値が溶接電流平均値Ｉｗとなる。同様に、同図（Ｄ）に示すように、１パルス周期毎の溶接電圧の絶対値ｖａの平均値が溶接電圧平均値Ｖｗとなる。したがって、時刻ｔ１〜ｔ３のパルス周期Ｔpb中の溶接電流平均値Ｉｗと溶接電圧平均値Ｖｗとの交点が所望の外部特性上に乗るように出力制御する必要がある。

交流パルスアーク溶接では、同図（Ｂ）に示すように、ベース期間Ｔｂ中のベース電流はＩb1、｜Ｉen｜、Ｉb2と変化して一定値ではない。この結果、従来技術の前提条件が成立しないために、交流パルスアーク溶接には従来技術を適用することができなかった。

そこで、本発明では、ピーク期間中のピーク電流及びベース期間中のベース電流が一定値でない場合でも、所望の傾きを有する外部特性を形成することができるパルスアーク溶接の出力制御方法を提供する。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、ピーク期間中のピーク電流の通電とベース期間中のベース電流の通電とを１パルス周期として溶接電流を通電すると共に、溶接ワイヤと母材との間に溶接電圧を印加して溶接するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって溶接電源の外部特性を予め設定し、溶接中の前記溶接電圧の絶対値ｖａ及び前記溶接電流の絶対値ｉａを検出し、第ｎ回目のパルス周期の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔを演算し、予め定めたピーク期間に続くベース期間中の前記積分値Ｓvbが零以上になった時点で前記第ｎ回目のパルス周期を終了し、続けて第ｎ＋１回目のパルス周期を開始することによって前記外部特性を形成す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。

また、第２の発明は、ベース期間中のベース電流の通電とピーク期間中のピーク電流の通電とを１パルス周期として溶接電流を通電すると共に、溶接ワイヤと母材との間に溶接電圧を印加して溶接するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって溶接電源の外部特性を予め設定し、溶接中の前記溶接電圧の絶対値ｖａ及び前記溶接電流の絶対値ｉａを検出し、第ｎ回目のパルス周期の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔを演算し、予め定めたベース期間に続くピーク期間中の前記積分値Ｓvbが零以下になった時点で前記第ｎ回目のパルス周期を終了し、続けて第ｎ＋１回目のパルス周期を開始することによって前記外部特性を形成す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。

また、第３の発明は、パルスアーク溶接が、ベース期間中の一部期間の電圧極性を反転させて電極マイナス期間を設けた交流パルスアーク溶接であることを特徴とする第１又は第２の発明記載のパルスアーク溶接の出力制御方法である。

また、第４の発明は、予め定めた電極マイナス期間中の電極マイナス電流の通電と、それに続く電極プラス極性における予め定めたピーク期間中のピーク電流の通電と、それに続く電極プラス極性におけるベース期間中のベース電流の通電とを１パルス周期として繰り返して溶接電流を通電すると共に、溶接ワイヤと母材との間に溶接電圧を印加して溶接するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって溶接電源の外部特性を予め設定し、溶接中の前記溶接電圧の絶対値ｖａ及び前記溶接電流の絶対値ｉａを検出し、第ｎ回目のパルス周期の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔを演算し、前記ベース期間中の前記積分値Ｓvbが零以上になった時点で前記第ｎ回目のパルス周期を終了し、続けて第ｎ＋１回目のパルス周期を開始することによって前記外部特性を形成す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。

また、第５の発明は、溶接電流の絶対値ｉａの代りに、溶接電流波形を設定する電流波形設定値を使用することを特徴とする第１乃至第４の発明のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接の出力制御方法である。

また、第６の発明は、複数のパルス周期から成る予め定めた第１の期間中はアーク長を高くするために溶接電源の外部特性を高アーク長用外部特性に制御し、続く複数のパルス周期から成る予め定めた第２の期間中はアーク長を低くするために前記溶接電源の外部特性を低アーク長用外部特性に制御し、前記第１の期間と前記第２の期間とを周期的に切り換えることによってアーク長を周期的に高低方向に揺動させて溶接するアーク長揺動パルスアーク溶接の出力制御方法において、
傾きＫｓ又は溶接電流基準値Ｉｓ又は溶接電圧基準値Ｖｓの中で前記溶接電圧基準値Ｖｓ又は前記溶接電流基準値Ｉｓを含む少なくとも１つ以上を異なった値にすることによって前記高アーク長用外部特性及び前記低アーク長用外部特性を設定し、第１乃至第５の発明のいずれか１項に記載するパルスアーク溶接の出力制御方法によって前記高アーク長用外部特性及び低アーク長用外部特性を形成することを特徴とするアーク長揺動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、ピーク電流及び／又はベース電流が一定値でない場合にも、所望の傾きを有する外部特性を形成することができる。このために、溶接条件に応じた最適な外部特性を形成することによって、外乱によるアーク長の変動を抑制して良好な溶接品質を得ることができる。

上記第２の発明によれば、パルス周期が予め定めたベース期間から始まりピーク期間が変化して溶接電源の出力制御が行われる場合にも、上記の効果を奏することができる。

上記第３の発明によれば、交流パルスアーク溶接法においても上記の効果を奏することができる。

上記第４の発明によれば、パルス周期が予め定めた電極マイナス期間及び予め定めたピーク期間から始まりベース期間が変化して溶接電源の出力制御が行われる交流パルスアーク溶接法においても上記の効果を奏する。

上記第５の発明によれば、溶接電流絶対値の代りに溶接電流波形を設定する電流波形設定値を使用しても上記の効果を奏することができる。

上記第６の発明によれば、２つの外部特性を切り換えることによってアーク長を揺動させるアーク長揺動パルスアーク溶接において、ピーク電流及び／又はベース電流が一定値でない場合にも、所望値の傾きを有する上記の２つの外部特性を正確に形成することができる。このために、安定したアーク長揺動パルスアーク溶接を行うことができる。

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。

図１４で上述した交流パルスアーク溶接の波形図を参照して、本発明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)）・∫ｉａ・ｄｔ ……（２）式
Ｖｗ＝（１／Ｔpb(n)）・∫ｖａ・ｄｔ ……（３）式
但し、積分は第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の間行い、ｉａは溶接電流絶対値であり、ｖａは溶接電圧絶対値である。

これら（２）式及び（３）式を上述した（１）式に代入して整理すると下式となる。
∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・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、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・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・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Ｓnb＝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、上述した（１）式の外部特性を形成することができる。上記（５）式の積分値Ｓvbの演算式には、ピーク電流Ｉｐ及びベース電流Ｉｂが一定値であるという前提条件は含まれていない。このために、図１４で上述した交流パルスアーク溶接にも適用することができる。当然に、図１０で上述した直流のパルスアーク溶接にも適用することができる。すなわち、広くパルスアーク溶接に適用することができる。

本発明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及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって目標の溶接電源の外部特性を予め設定する。
（２）溶接中の溶接電圧の絶対値ｖａ及び溶接電流の絶対値ｉａを検出する。
（３）第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・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１は、上述した本発明の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。同図において、図１２で上述した従来装置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。以下、図１２とは異なる点線で示すブロックについて説明する。

第２電源主回路ＰＭ２は、直流パルスアーク溶接又は交流パルスアーク溶接のための溶接電流ｉｏ及び溶接電圧ｖｏを出力する。すなわち、図１０及び図１４で上述したような溶接電流波形の電流を通電する。溶接電圧絶対値回路ＶＡは、電圧検出信号ｖｄの絶対値を演算して、溶接電圧絶対値信号ｖａを出力する。溶接電流絶対値回路ＩＡは、電流検出信号ｉｄの絶対値を演算して、溶接電流絶対値信号ｉａを出力する。積分回路ＳＶＢは、パルス周期の開始時点から上記（５）式で定義された積分値Ｓvbの演算を開始して、積分値信号Ｓvbを出力する。第２比較回路ＣＭ２は、パルス周期中にＳvb≧０となった時点で短時間Ｈｉｇｈレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。

図２は、上述した溶接電源の各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接電流絶対値ｉａの、同図（Ｂ）は溶接電圧絶対値ｖａの、同図（Ｃ）は積分値信号Ｓvbの時間変化を示す。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
第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)が時刻ｔ１に開始すると、同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ２までの予め定めたピーク期間Ｔｐ中はピーク電流Ｉｐが通電し、同図（Ｂ）に示すように、ピーク電圧Ｖｐが印加する。同時に時刻ｔ１から、同図（Ｃ）に示すように、積分値信号Ｓvbの演算が開始される。この期間中の積分値信号Ｓvbの変化は以下のようになる。Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔにおいて、通常Ｋｓ≦０であり、Ｉｓ及びＶｓは平均値付近の値に設定されるので、ｉａ＝Ｉｐ＞Ｉｓとなり、ｖａ＝Ｖｐ＞Ｖｓとなる。この結果、（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）＜０となるので、積分値信号Ｓvbは、同図（Ｃ）に示すように、次第に負の値が大きくなるように変化する。

（２）時刻ｔ２〜ｔ２１の第１ベース期間Ｔb1
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ２〜ｔ２１の予め定めた第１ベース期間Ｔb1中は第１ベース電流Ｉb1が通電し、同図（Ｂ）に示すように、第２ベース電圧Ｖb2が印加する。この期間中の積分値信号Ｓvbの変化は以下のようになる。Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔにおいて、通常Ｋｓ≦０であり、Ｉｓ及びＶｓは平均値付近の値に設定されるので、ｉａ＝Ｉb1＜Ｉｓとなり、ｖａ＝Ｖb1＜Ｖｓとなる。この結果、（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）＞０となるので、積分値信号Ｓvbは、同図（Ｃ）に示すように、次第に負の値が小さくなるように変化する。

（３）時刻ｔ２１〜ｔ２２の電極マイナス期間Ｔen
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ２１〜ｔ２２の予め定めた電極マイナス期間Ｔen中は電極マイナス電流Ｉenが通電し、同図（Ｂ）に示すように、電極マイナス電圧Ｖenが印加する。この期間中の積分値信号Ｓvbの変化は以下のようになる。Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔにおいて、通常Ｋｓ≦０であり、Ｉｓ及びＶｓは平均値付近の値に設定するので、ｉａ＝｜Ｉen｜＜Ｉｓとなり、ｖａ＝｜Ｖen｜＜Ｖｓとなる。この結果、（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）＞０となるので、積分値信号Ｓvbは、同図（Ｃ）に示すように、次第に負の値が小さくなるように変化する。

（４）時刻ｔ２２〜ｔ３の第２ベース期間Ｔb2
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ２２〜ｔ３の第２ベース期間Ｔb2中は第２ベース電流Ｉb2が通電し、同図（Ｂ）に示すように、第２ベース電圧Ｖb2が印加する。この期間中の積分値信号Ｓvbの変化は以下のようになる。Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔにおいて、通常Ｋｓ≦０であり、Ｉｓ及びＶｓは平均値付近の値に設定するので、ｉａ＝Ｉb2＜Ｉｓとなり、ｖａ＝Ｖb2＜Ｖｓとなる。この結果、（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）＞０となるので、積分値信号Ｓvbは、同図（Ｃ）に示すように、次第に負の値が小さくなり、時刻ｔ３において零になる。

上述したように、積分値信号Ｓvb≧０となったときに第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)が終了する。これらの動作を繰り返すことによって所望の外部特性が形成される。

さらに、本発明に係るパルスアーク溶接の出力制御方法は、図１０及び図１４で上述した電流・電圧波形だけではなく、図３に示す電流・電圧波形にも適用することができる。同図（Ａ）は溶接電流ｉｏの、同図（Ｂ）は溶接電圧ｖｏの波形図である。時刻ｔ１〜ｔ２のピーク期間Ｔｐは、時刻ｔ１〜ｔ１１のピーク立上り期間、時刻ｔ１１〜ｔ１２の第１ピーク期間、時刻ｔ１２〜ｔ１３の第２ピーク期間、時刻ｔ１３〜ｔ１４の第１ピーク立下り期間及び時刻ｔ１４〜ｔ２の第２ピーク立下り期間からなる。このように、ピーク期間Ｔｐ中のピーク電流は一定値ではなく大きく変化する。続く時刻ｔ２〜ｔ３のベース期間Ｔｂは、時刻ｔ２〜ｔ２１の第１ベース期間、時刻ｔ２１〜ｔ２２の第２ベース期間及び時刻ｔ２２〜ｔ３の第３ベース期間からなる。このように、ベース期間Ｔｂ中のベース電流は一定値ではなく大きく変化する。上述した本発明は、ピーク電流及びベース電流が大きく変化する場合でも適用することができるので、同図の場合にも適用することができる。

ところで、図１で上述した溶接電源において、溶接電流の絶対値ｉａは電流波形設定信号Ｉfsによって設定されるので、両者は同一意義を有する信号である。したがって、上記（５）式において、ｉａの代りにＩfsを使用することができる。

また、図４は、上述した図２においてパルス周期Ｔpbがベース期間Ｔｂから始まる場合のタイミングチャートである。図２では、パルス周期Ｔpbは予め定めたピーク期間Ｔｐから始まり続いてベース期間Ｔｂに移行し、積分値信号Ｓvb≧０になった時点でベース期間Ｔｂが終了する。これに対して、同図では、パルス周期Ｔpbは予め定めたベース期間Ｔｂから始まり続いてピーク期間Ｔｐに移行し、積分値信号Ｓvb≦０となった時点でピーク期間Ｔｐが終了する。同図（Ｂ）に示すように、積分値信号Ｓvbの値は、時刻ｔ１〜ｔ２のベース期間Ｔｂ中は零から上昇して正の値となり、時刻ｔ２〜ｔ３のピーク期間Ｔｐ中は下降して時刻ｔ３において零に戻る。したがって、ピーク期間Ｔｐ中に積分値信号Ｓvb≦０となった時点でピーク期間Ｔｐを終了すれば所望の外部特性を形成することができる。

同図における外部特性形成方法を以下に整理して記載する。
（１）傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって目標の溶接電源の外部特性を予め設定する。
（２）溶接中の溶接電圧の絶対値ｖａ及び溶接電流の絶対値ｉａを検出する。
（３）第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔの演算を開始する。
（４）第ｎ回目の予め定めたベース期間Ｔｂに続く第ｎ回目のピーク期間Ｔｐ中の上記積分値信号Ｓvbが零以下（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。

また、図５は、上述した図１４においてパルス周期Ｔpbが電極マイナス期間Ｔenから始まる場合の外部特性形成方法を示す波形図である。同図（Ａ）は溶接電流ｉｏの、同図（Ｂ）は積分値信号Ｓvbの波形図である。図１４では、パルス周期Ｔpbは予め定めたピーク期間Ｔｐから始まり続いて予め定めた電極マイナス期間Ｔenを含むベース期間Ｔｂに移行し、ベース期間Ｔｂ中に積分値信号Ｓvb≧０になった時点でベース期間Ｔｂが終了する。これに対して、同図では、パルス周期Ｔpbは予め定めた電極マイナス期間Ｔenから始まり続いて予め定めたピーク期間Ｔｐを経過してベース期間Ｔｂに移行し、ベース期間Ｔｂ中に積分値信号Ｓvb≧０となった時点でベース期間Ｔｂが終了する。同図（Ｂ）に示すように、積分値信号Ｓvbの値は、時刻ｔ１〜ｔ２の電極マイナス期間Ｔen中は零から上昇して正の値となり、時刻ｔ２〜ｔ３のピーク期間Ｔｐ中は下降して負の値となり、時刻ｔ３〜ｔ４のベース期間Ｔｂ中は上昇して時刻ｔ４において零に戻る。したがって、ベース期間Ｔｂ中に積分値信号Ｓvb≧０となった時点でベース期間Ｔｂを終了すれば所望の外部特性を形成することができる。

同図における外部特性形成方法を以下に整理して記載する。
（１）傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって目標の溶接電源の外部特性を予め設定する。
（２）溶接中の溶接電圧の絶対値ｖａ及び溶接電流の絶対値ｉａを検出する。
（３）第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔの演算を開始する。
（４）第ｎ回目の予め定めた電極マイナス期間Ｔen及び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中の上記積分値信号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。

［別の実施の形態］
溶接電源の外部特性を周期的に切り換えることによってアーク長を高低方向に周期的に揺動させて溶接するアーク長揺動パルスアーク溶接方法が従来から使用されている（例えば、特許文献２参照）。この溶接方法は、外部特性を数Ｈｚ〜数十Ｈｚの低周波で切り換えることによって、それぞれの外部特性に対応したアーク長を切り換えて、アーク長を揺動させる。この溶接方法によれば、アーク長の揺動によってアーク形状を変化させて美しいウロコ状のビードを得ることができる。さらに、この溶接方法によれば、アーク長の揺動によってアーク力を変化させて溶融池を攪拌し、これにより溶融池内のガスを放出させてブローホールの発生を抑制する効果もある。このアーク長揺動パルスアーク溶接に、上述した本発明のパルスアーク溶接の出力制御方法を適用した場合について、以下説明する。

図６は、アーク長揺動パルスアーク溶接の電流波形図である。同図（Ａ）はアーク長切換信号Ｆｓの、同図（Ｂ）は溶接電流ｉｏの時間変化を示す。同図は、パルスアーク溶接が図１４で上述した交流パルスアーク溶接である場合である。以下、同図を参照して説明する。

同図（Ａ）に示すように、アーク長切換信号Ｆｓが予め定めた時刻ｔ１〜ｔ２の第１の期間（以下、高アーク長期間ＨＴという）中Ｈｉｇｈレベルになると、溶接電源の外部特性は高アーク長用外部特性になり、アーク長は高い状態となる。アーク長切換信号Ｆｓが予め定めた時刻ｔ２〜ｔ３の第２の期間（以下、低アーク長期間ＬＴという）中Ｌｏｗレベルになると、溶接電源の外部特性は低アーク長用外部特性になり、アーク長は低い状態となる。また、上記の高アーク長期間ＨＴ中は、同図（Ｂ）に示すように、高ピーク期間ＨＴｐ及び高ピーク電流ＨＩｐからなる溶接電流ｉｏが通電する。続く上記の低アーク長期間ＬＴ中は、同図（Ｂ）に示すように、低ピーク期間ＬＴｐ及び低ピーク電流ＬＩｐからなる溶接電流ｉｏが通電する。通常、ＨＴｐ≧ＬＴｐ及びＨＩｐ≧ＬＩｐである。

上記の高アーク長期間ＨＴ中は高アーク長用外部特性によって安定したアーク長制御が行われて、アーク長は高い状態に安定に維持される。上記の低アーク長期間ＬＴ中は低アーク長用外部特性によって安定したアーク長制御が行われて、アーク長は低い状態に安定に維持される。高アーク長期間ＨＴ及び低アーク長期間ＬＴは、数十ms〜数百ms程度に設定されることが多い。

図７は、上述した高アーク長用外部特性及び低アーク長用外部特性の例を示す図である。横軸は溶接電流平均値Ｉｗを示し、縦軸は溶接電圧平均値Ｖｗを示す。特性Ｈｃが高アーク長用外部特性であり、傾きＨＫｓ、溶接電流基準値ＨＩｓ及び溶接電圧基準値ＨＶｓによって設定される。特性Ｌｃが低アーク長用外部特性であり、傾きＬＫｓ、溶接電流基準値ＬＩｓ及び溶接電圧基準値ＬＶｓによって設定される。両外部特性共に上述した本発明の外部特性形成方法によって形成される。高アーク長用外部特性Ｈｃのときのアーク長が、低アーク長用外部特性Ｌｃのときのアーク長よりも高くなるためには、高アーク長用外部特性Ｈｃが低アーク長用外部特性Ｌｃよりも縦軸方向に上側に位置する必要がある。そのためには、上記の３つの設定値の中で、溶接電圧基準値又は溶接電流基準値を含む少なくとも１つ以上を異なった値にする必要がある。すなわち、この設定方法としては下記の６つの場合がある。
（１）ＨＫｓ＝ＬＫｓ、ＨＶｓ≠ＬＶｓ、ＨＩｓ＝ＬＩｓ
（２）ＨＫｓ≠ＬＫｓ、ＨＶｓ≠ＬＶｓ、ＨＩｓ＝ＬＩｓ
（３）ＨＫｓ＝ＬＫｓ、ＨＶｓ＝ＬＶｓ、ＨＩｓ≠ＬＩｓ
（４）ＨＫｓ≠ＬＫｓ、ＨＶｓ＝ＬＶｓ、ＨＩｓ≠ＬＩｓ
（５）ＨＫｓ＝ＬＫｓ、ＨＶｓ≠ＬＶｓ、ＨＩｓ≠ＬＩｓ
（６）ＨＫｓ≠ＬＫｓ、ＨＶｓ≠ＬＶｓ、ＨＩｓ≠ＬＩｓ

図８は、上述したアーク長揺動パルスアーク溶接の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。以下、図１とは異なる点線で示すブロックについて説明する。

アーク長切換回路ＦＳは、予め定めた高アーク長期間中はＨｉｇｈレベルとなり、予め定めた低アーク長期間中はＬｏｗレベルとなるアーク長切換信号Ｆｓを出力する。第２溶接電圧基準値設定回路ＶＳ２は、上記のアーク長切換信号ＦｓがＨｉｇｈレベルのときは予め定めた高溶接電圧基準値ＨＶｓを溶接電圧基準値設定信号Ｖｓとして出力し、上記のアーク長切換信号ＦｓがＬｏｗレベルのときは予め定めた低溶接電圧基準値ＬＶｓを溶接電圧基準値設定信号Ｖｓとして出力する。第２溶接電流基準値設定回路ＩＳ２は、上記のアーク長切換信号ＦｓがＨｉｇｈレベルのときは予め定めた高溶接電流基準値ＨＩｓを溶接電流基準値設定信号Ｉｓとして出力し、上記のアーク長切換信号ＦｓがＬｏｗレベルのときは予め定めた低溶接電流基準値ＬＩｓを溶接電流基準値設定信号Ｉｓとして出力する。第２傾き設定回路ＫＳ２は、上記のアーク長切換信号ＦｓがＨｉｇｈレベルのときは予め定めた高傾き値ＨＫｓを傾き設定信号Ｋｓとして出力し、上記のアーク長切換信号ＦｓがＬｏｗレベルのときは予め定めた低傾き値ＬＫｓを傾き設定信号Ｋｓとして出力する。

上述したアーク長揺動パルスアーク溶接は、図１０又は図３で上述した直流のパルスアーク溶接にも適用することができる。

本発明の実施の形態に係る溶接電源のブロック図である。 図１の溶接電源の各信号のタイミングチャートである。 本発明の出力制御方法を適用することができるパルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。 パルス周期が予め定めたベース期間と変化するピーク期間から成るときの外部特性形成方法を示す図２に対応するタイミングチャートである。 パルス周期が予め定めた電極マイナス期間及び予め定めたピーク期間と変化するベース期間から成るときの外部特性形成方法を示す波形図である。 本発明の別の実施の形態に係るアーク長揺動パルスアーク溶接の電流波形図である。 本発明の別の実施の形態に係る高アーク長用外部特性Ｈｃ及び低アーク長用外部特性Ｌｃの例を示す外部特性図である。 本発明の別の実施の形態に係る溶接電源のブロック図である。 従来技術における外部特性の例を示す図である。 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。 従来技術における外部特性の形成方法を示す電流・電圧波形図である。 従来技術の溶接電源のブロック図である。 図１２の溶接電源の各信号のタイミングチャートである。 課題を説明するための交流パルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。

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
Ａ 第１の変数
Ｂ 第２の変数
ＣＡ 第１変数演算回路
Ｃａ 第１変数演算値信号
ＣＢ 第２変数演算回路
Ｃｂ 第２変数演算値信号
ＣＭ 比較回路
Ｃｍ 比較信号
ＣＭ２ 第２比較回路
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＦＳ アーク長切換回路
Ｆｓ アーク長切換信号
ＨＩｐ 高ピーク電流
ＨＩｓ 高溶接電流基準値
ＨＫｓ 高傾き値
ＨＴ 高アーク長期間
ＨＴｐ 高ピーク期間
ＨＶｓ 高溶接電圧基準値
ＩＡ 溶接電流絶対値回路
ｉａ 溶接電流絶対値（信号）
Ｉｂ ベース電流
Ｉb1 第１ベース電流
Ｉb2 第２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
ＩＤ 電流検出回路
ｉｄ 電流検出信号
Ｉen 電極マイナス電流
Ｉfs 電流波形設定信号
ｉｏ 溶接電流
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（設定信号）
ＩＳ２ 第２溶接電流基準値設定回路
Ｉｗ 溶接電流平均値
ＫＳ 傾き設定回路
Ｋｓ 傾き（設定信号）
ＫＳ２ 第２傾き設定回路
Ｌ１ 特性
Ｌ２ 特性
ＬＩｐ 低ピーク電流
ＬＩｓ 低溶接電流基準値
ＬＫｓ 低傾き値
ＬＴ 低アーク長期間
ＬＴｐ 低ピーク期間
ＬＶｓ 低溶接電圧基準値
ＭＭ タイマ回路
Ｍｍ タイマ信号
ＰＭ 電源主回路
ＰＭ２ 第２電源主回路
ＳＶＡ 傾き形成電圧誤差積分回路
Ｓva 傾き形成電圧誤差積分値（信号）
ＳＶＢ 積分回路
Ｓvb 積分値（信号）
ＳＷ 切換回路
Ｔｂ ベース期間
Ｔb1 第１ベース期間
Ｔb2 第２ベース期間
Ｔen 電極マイナス期間
Ｔｐ ピーク期間
Ｔpb パルス周期
ＴＰＳ ピーク期間設定回路
Ｔps ピーク期間設定信号
ＶＡ 溶接電圧絶対値回路
ｖａ 溶接電圧絶対値（信号）
Ｖｂ ベース電圧
Ｖb1 第１ベース電圧
Ｖb2 第２ベース電圧
ＶＤ 電圧検出回路
ｖｄ 電圧検出信号
Ｖen 電極マイナス電圧
ｖｏ 溶接電圧
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（設定信号）
ＶＳ２ 第２溶接電圧基準値設定回路
Ｖｗ 溶接電圧平均値

Claims (6)

1. ピーク期間中のピーク電流の通電とベース期間中のベース電流の通電とを１パルス周期として溶接電流を通電すると共に、溶接ワイヤと母材との間に溶接電圧を印加して溶接するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
   傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって溶接電源の外部特性を予め設定し、溶接中の前記溶接電圧の絶対値ｖａ及び前記溶接電流の絶対値ｉａを検出し、第ｎ回目のパルス周期の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔを演算し、予め定めたピーク期間に続くベース期間中の前記積分値Ｓvbが零以上になった時点で前記第ｎ回目のパルス周期を終了し、続けて第ｎ＋１回目のパルス周期を開始することによって前記外部特性を形成す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. ベース期間中のベース電流の通電とピーク期間中のピーク電流の通電とを１パルス周期として溶接電流を通電すると共に、溶接ワイヤと母材との間に溶接電圧を印加して溶接するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
   傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって溶接電源の外部特性を予め設定し、溶接中の前記溶接電圧の絶対値ｖａ及び前記溶接電流の絶対値ｉａを検出し、第ｎ回目のパルス周期の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔを演算し、予め定めたベース期間に続くピーク期間中の前記積分値Ｓvbが零以下になった時点で前記第ｎ回目のパルス周期を終了し、続けて第ｎ＋１回目のパルス周期を開始することによって前記外部特性を形成することを特徴とするパルスアーク溶接の出力制御方法。
3. パルスアーク溶接が、ベース期間中の一部期間の電圧極性を反転させて電極マイナス期間を設けた交流パルスアーク溶接であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパルスアーク溶接の出力制御方法。
4. 予め定めた電極マイナス期間中の電極マイナス電流の通電と、それに続く電極プラス極性における予め定めたピーク期間中のピーク電流の通電と、それに続く電極プラス極性におけるベース期間中のベース電流の通電とを１パルス周期として繰り返して溶接電流を通電すると共に、溶接ワイヤと母材との間に溶接電圧を印加して溶接するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
   傾きＫｓ及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって溶接電源の外部特性を予め設定し、溶接中の前記溶接電圧の絶対値ｖａ及び前記溶接電流の絶対値ｉａを検出し、第ｎ回目のパルス周期の開始時点から積分値Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉａ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖａ）・ｄｔを演算し、前記ベース期間中の前記積分値Ｓvbが零以上になった時点で前記第ｎ回目のパルス周期を終了し、続けて第ｎ＋１回目のパルス周期を開始することによって前記外部特性を形成することを特徴とするパルスアーク溶接の出力制御方法。
5. 溶接電流の絶対値ｉａの代りに、溶接電流波形を設定する電流波形設定値を使用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接の出力制御方法。
6. 複数のパルス周期から成る予め定めた第１の期間中はアーク長を高くするために溶接電源の外部特性を高アーク長用外部特性に制御し、続く複数のパルス周期から成る予め定めた第２の期間中はアーク長を低くするために前記溶接電源の外部特性を低アーク長用外部特性に制御し、前記第１の期間と前記第２の期間とを周期的に切り換えることによってアーク長を周期的に高低方向に揺動させて溶接するアーク長揺動パルスアーク溶接の出力制御方法において、
   傾きＫｓ又は溶接電流基準値Ｉｓ又は溶接電圧基準値Ｖｓの中で前記溶接電圧基準値Ｖｓ又は前記溶接電流基準値Ｉｓを含む少なくとも１つ以上を異なった値にすることによって前記高アーク長用外部特性及び前記低アーク長用外部特性を設定し、請求項１乃至５のいずれか１項に記載するパルスアーク溶接の出力制御方法によって前記高アーク長用外部特性及び低アーク長用外部特性を形成することを特徴とするアーク長揺動パルスアーク溶接の出力制御方法。

Images