JP4516266B2 - パルスアーク手溶接方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパルスアーク手溶接方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は代表的な手溶接作業を示す図であり、溶接士１００が、防護面１０１で顔面を保護しつつ、溶接トーチ（単に「トーチ」とも言う）１０２により、溶接母材１０３の溶接を実施している状態を示す。なお、溶接トーチ１０２にはトリガー形状のスイッチ１０４を備え、このスイッチ１０４を右手の人差し指で絞ることで「スイッチオン」にしてアーク１０５を発生させ、スイッチ１０４を戻すことで「スイッチオフ」にしてアーク１０５を消火させることができる。この様な操作をスイッチのオン／オフ操作という。
【０００３】
図１１はビードの説明図であり、（ａ）は一対の母材１０６、１０７を突合せ、この突合せ部を溶着金属１０８で接続した状態を示す。
（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図であり、溶着金属１０８は拡大するとビード１０９、１０９、１０９が集合したものであると言える。
【０００４】
以下の説明のために（ｂ）において、隣り合うビード１０９、１０９の中心間距離Ｐを「ピッチ」と定義し、母材１０６．１０７の端面からの距離Ｌｎにおけるビード１０９の幅Ｗを「ビード幅」と定義する。距離Ｌｎのｎは１、２、３・・・ｍの如く多数の計測点を示す。
【０００５】
図１２は従来のマニュアル操作による手溶接作業のタイムチャートであり、（ａ）はスイッチのオンオフ状態、（ｂ）は溶接電流の状態、（ｃ）はトーチの移動か停止かを示す。
溶接士は（ｃ）の停止期間中の点ｐ１で、（ａ）に示すとおりにスイッチをオンにする。これにより（ｂ）に示すとおり電流はベース電流からピーク電流に切り替わり、アークが発生する。
【０００６】
（ａ）にて点ｔ２でスイッチをオフに切替えたとすれば、（ｂ）にて期間ｔ１２の間アークが発生し、この結果、（ｄ）に示すビード１１１が生じる。
溶接士は（ｃ）の点ｐ２でトーチの移動を開始し、点ｐ３でトーチの移動を止める。同時に（ａ）に示すとおりにスイッチをオンに切替え、（ｂ）に示すとおりに次のピーク電流通電を開始する。この通電は期間ｔ３４だけ続けたとする。
【０００７】
この結果、（ｄ）に示すビード１１２が生じる。期間ｔ３４が先の期間ｔ１２より大きければ、ビード１１２はビード１１１より大径若しくは広幅になることを示す。
以上に説明したとおりに、溶接士がスイッチのオンオフ操作を実施するマニュアル操作の場合は、ピーク電流の通電時間が不揃いになりやすく、そのためにビード幅が不揃いになりやすい。この傾向を実験によって次のように確認した。
【０００８】
実験条件：
溶接士：Ｙ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏の４名
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流通電期間：溶接士が任意に決定
ベース電流通電期間：溶接士が任意に決定
【０００９】
ビード長さ１５０ｍｍに対し、５ｍｍ毎に３０点の計測点を定めた。図１１（ｂ）に示すＬｎが計測点に相当し、そこにおけるピッチＰ及びビード幅Ｗを計測した。
【００１０】
図１３は従来のマニュアル操作によるピッチのばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にピッチＰを示す。
溶接士Ｙは、平均値が０．７５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．３ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が０．７１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が０．４９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．８ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が１．０ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
ピッチは熟練度により、ばらつきの度合いに差が出ることが分かったので、熟練度を上げることでばらつきを狭めることができる。
【００１１】
図１４は従来のマニュアル操作によるビード幅のばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にビード幅Ｗを示す。
溶接士Ｙは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が２．９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が２．４ｍｍで、ばらつきの幅は約０．８ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が２．９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
４氏共にばらつきが大きいと言える。
熟練度の高い溶接士Ｙであってもビード幅のばらつきは大きいため、マニュアル操作ではビード幅は不揃いにないやすいことが確認できた。
【００１２】
ビード幅の不揃いに対しては、上述したとおりにピーク電流の通電時間を均等にすることでビード幅を均等にできる。そこで、自動パルス溶接法が考えられる。そこで、次に自動パルス溶接法を検証する。
【００１３】
図１５は従来の自動パルス溶接法の説明図である。
（ａ）はスイッチ操作を示し、溶接士が点ｔ５でスイッチをオンに切替えたとする。そして、溶接作業中はスイッチのオンのままとする。
（ｂ）は溶接電流の挙動を示し、スイッチのオンに伴って、ベース電流からピーク電流に切り替わり、自動的に期間ｔｐ６だけピーク電流を流し続ける。この結果、（ｄ）に示すビード１１３ができる。
【００１４】
（ｂ）において、期間ｔｐ６が経過したら、自動的にベース電流に切替え、ベース電流を期間ｔｐ７だけ維持する。この期間ｔｐ７が経過したら、自動的にピーク電流に切り替わる。この様に規則的にピーク電流とベース電流をパルス的に切替えるため「自動パルス溶接法」と呼称した。
【００１５】
（ｃ）は溶接士が実施するトーチの横移動の状態を示し、アーク消火中に、ｍｖ１やｍｖ２の如く、トーチを次の打点へ移動したとする。この結果、（ｄ）に示すとおりに次のビード１１４とその次のビード１１５を発生させることができる。
【００１６】
（ｂ）に示すとおりにピーク電流の通電期間はｔｐ６一律であるため、（ｄ）に示すビード１１３〜１１５の大きさはほぼ同一になる。しかし、（ｃ）に示す移動期間ｍｖ１とｍｖ２とは、溶接士の行為に依存するために同一にならぬ可能性が高い。この結果、（ｄ）に示すとおりにピッチが不揃いになり勝ちである。この点を実験によって次のように確認した。
特に、移動期間ｍｖ２の様に移動未了のうちにベース電流からピーク電流へ切り替わると、ピッチが小さくなるという不具合が発生する。
【００１７】
実験条件：
溶接士：Ｙ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏の４名
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流時間：２７２ｍａ
ベース電流時間：４５２ｍａ
【００１８】
ビード長さ１５０ｍｍに対し、５ｍｍ毎に３０点の計測点を定めた。図１１（ｂ）に示すＬｎが計測点に相当し、そこにおけるピッチＰ及びビード幅Ｗを計測した。
【００１９】
図１６は従来の自動パルス溶接法によるピッチのばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にピッチＰを示す。
溶接士Ｙは、平均値が０．５９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．４ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が０．５１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が０．７８ｍｍで、ばらつきの幅は約０．９ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が０．７１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．９ｍｍであった。
４氏ともにピッチにおけるばらつきの度合いは大きかった。
【００２０】
図１７は従来の自動パルス溶接法によるビード幅のばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にビード幅Ｗを示す。
溶接士Ｙは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．４ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
４氏ともにばらつきは小さいと言える。
図１６、１７から明らかな如く、自動パルス溶接法ではビード幅は揃うが、ピッチは不揃いになりやすいことが確認できた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
図１２で説明したマニュアル操作による手溶接作業ではビード幅が不揃いになりやすく、図１５で説明した自動パルス溶接法ではピッチが不揃いになりやすく、何れも溶接品質の点で問題が残る。
そこで、本発明の目的は、ビード幅とピッチの両方を揃えることのできる溶接方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したらスイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、このベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件とスイッチがオンに切り替わった条件の両方が満たされたときに次のピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替えることを特徴とする。
【００２５】
パルス溶接の場合に、ピーク電流通電期間を一定にすると、ビードの大きさが揃いやすい。アーク消火中にトーチを次の打点位置まで移動させるが、この移動に要する時間には個人差などのばらつきが不可避的に発生するので、ベース電流通電期間を自動化せずに溶接士の意志に委ねることにした。これにより、ピッチを揃えることができる。
【００２６】
ただし、溶接士の意志で決定するベース電流通電期間を短くし過ぎると、ビード幅が不揃いになる可能性がある。そこで、ベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件を加えた。
従って、請求項１によればビード幅とピッチの両方をより一層揃えることのできる溶接方法を提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は参考例に係るパルスアーク手溶接方法のタイムチャートであり、（ａ）はスイッチ操作、（ｂ）は溶接電流の状態、（ｃ）は溶接士によるトーチの移動／停止動作を示す。
【００２８】
（ａ）において点ｔ１１でスイッチをオンに切替えると、（ｂ）において溶接電流がベース電流からピーク電流に切り替わる。そして、自動的に期間ｔｐだけピーク電流を流し続け、その後に自動的にベース電流に切替える。これらの切替えは（ａ）に示すスイッチのオフ操作に無関係に行う。
【００２９】
（ｂ）においてベース電流通電期間ｔｂ１の間に（ｃ）に示すトーチの移動を溶接士は実施する。トーチの移動が完了したら、溶接士は（ａ）に示す点ｔ１２でスイッチをオンする。すると、（ｂ）において溶接電流がベース電流からピーク電流に切り替わる。そして、自動的に期間ｔｐだけピーク電流を流し続け、その後に自動的にベース電流に切替える。
【００３０】
すなわち、参考例に係る方法では、（ａ）に示す点ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３で、（ｂ）に示すベース電流からピーク電流への切替えが実施でき、且つ自動的に期間ｔｐだけピーク電流を維持し、期間が経過と共にベース電流へ戻す。
ピーク電流通電期間が一定（ｔｐ）であるため、ビードの大きさ（幅や径）が揃う。
【００３１】
また、（ｂ）に示す期間ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３が互いに異なるが、このことは、溶接士がトーチの移動時間を自由に選択できることを意味する。
であれば、トーチの移動中にピーク電流に切り替わることはない。溶接士がピーク電流への切替えを決めるからである。
【００３２】
一方、ベース電流通電期間が一定であるときには、熟練度が高い溶接士にあってはトーチの移動が完了してからピーク電流切替えまでに間が空くことが考えられる。そうすると、作業性が低下する。
この点、参考例に係る方法では溶接士の意志でベース電流をピーク電流に切替えるために、ピッチを容易に揃えることができる。これらの確認実験については後述する。
【００３３】
図２は参考例に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図である。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：予め、ピーク電流通電期間ｔｐ（図１（ｂ）参照）を制御部に記憶させる。
ＳＴ０２：溶接士が、溶接トーチに付属のスイッチをオンにする。
ＳＴ０３：スイッチオンに伴って、ピーク電流の通電が始まる。
ＳＴ０４：制御部ではスイッチオンと同時に、タイマをリセットする。リセットによりカウントを開始する。
【００３４】
ＳＴ０５：制御部でタイマカウント時間Ｔｍが予め設定してあるピーク電流通電期間ｔｐに達したか否かを判別する。Ｔｍ≧ｔｐになったらＳＴ０６に進む。
ＳＴ０６：制御部により自動的にピーク電流をベース電流に切替え、アークを消火させる。
ＳＴ０７：溶接機のメインスイッチを操作するなどして作業を終えることができるが、それ以外の場合は作業を継続するためにＳＴ０８に進む。
ＳＴ０８：溶接士は、トーチを次の打点位置まで横移動する。そして、ＳＴ０２に戻る。これで、図１のタイムチャートを再現させることができる。
【００３５】
すなわち、この参考的な溶接方法は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したら前記スイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、次のスイッチオンによりピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替える。
【００３６】
以上の溶接方法を、実験により検証したので、その内容及び結果を次に説明する。
実験条件：
溶接士：Ｙ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏の４名
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流通電期間：２７２ｍａ（図１（ｂ）のｔｐに相当）
ベース電流通電期間：溶接士が任意に決定
【００３７】
なお、ビード長さ１５０ｍｍに対し、５ｍｍ毎に３０点の計測点を定めた。図１１（ｂ）に示すＬｎが計測点に相当し、そこにおけるピッチＰ及びビード幅Ｗを計測した。
【００３８】
図３は参考的な溶接方法によるピッチのばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にピッチＰを示す。
なお、図１３を比較例１、図１６を比較例２として、参考例グラフに併記した。
【００３９】
参考的な方法では、溶接士Ｙは、平均値が０．６０ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が０．６５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が０．５６ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が０．７１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
【００４０】
図４は図３の標準偏差グラフである。
すなわち、図３での比較例１を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図４に黒丸で示した。同様に、図３での比較例２を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図４に×で示した。さらに、図３での参考例を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図４に白丸で示した。
４氏共に、参考例によるσは、比較例１、２のσより小さく、参考例によれば従来より、ピッチを揃えることができることが確認できた。
【００４１】
図５は参考的な溶接方法によるビード幅のばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にビード幅Ｗを示す。
なお、図１４を比較例１、図１７を比較例２として、参考例グラフに併記した。
溶接士Ｙは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
【００４２】
図６は図５の標準偏差グラフである。なお、横軸右端に示した「改良、０．０３２」は後述の図８の説明の際に説明する。
すなわち、図５での比較例１を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図６に黒丸で示した。同様に、図５での比較例２を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図６に×で示した。さらに、図５での参考例を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図６に白丸で示した。
【００４３】
参考例によるσは、比較例１のσよりは４氏ともに小さくなった。しかし、参考例によるσは、比較例２のσよりはやや大きくなった。
これでも、参考例によるビード幅のσは、従来並みと見なすことはでき、ピッチの点で従来より改善できたことから、総合的には参考例に係る溶接方法は評価できる。
【００４４】
しかし、本発明者らは発明の目的からビード幅についても従来（比較例２）より、改善するべく更なる研究を進めた。その過程で、図１（ｂ）に示すベース電流通電期間ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３の長短が溶接品質に影響を及ぼすことを見出した。そこで、ベース電流通電期間ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３と溶接品質の関係を調べることにした。
【００４５】
実験条件：
溶接士：Ｙ氏
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流通電期間：２７２ｍａ（図１（ｂ）のｔｐに相当）
ベース電流通電期間：１１３、２２６、３３９、４５２又は５６５ｍａ
すなわち、確認実験のために、自動パルス溶接法での溶接を実施した。
【００４６】
図７はベース電流通電期間とビード幅偏差との関係を調べたグラフであり、横軸はベース電流通電期間、縦軸はビード幅偏差σを示す。
グラフによれば、ビード幅の偏差σは、ベース電流通電期間が１１３ｍａで最大であり、４５２ｍａで最小であり、傾向的にはベース電流通電期間が大きいほどσが小さくなることが確認できた。
【００４７】
図８はベース電流通電期間とピッチ偏差との関係を調べたグラフであり、横軸はベース電流通電期間、縦軸はピッチ偏差σを示す。
グラフによれば、ピッチの偏差σは、ベース電流通電期間が１１３ｍａで最大であり、３３９ｍａで最小であり、傾向的にはベース電流通電期間が大きいほどσが小さくなることが確認できた。
【００４８】
図７、図８からベース電流通電期間は４５０ｍａ以上であれば、ビード幅並びにピッチの改善が見込める。
なお、図７でベース電流通電期間が４５２ｍａのときのビード幅のσは０．０３２である。この０．０３２を図６に「改良 ０．０３２」と図示した。
【００４９】
図６から、０．０３２は、Ｙ氏の実績の何れ（特に比較例２）よりも小さい。従って、ベース電流通電期間は、溶接士の意志で自由に選べるときであっても、４５０ｍａを下回らぬように対策を講じることが有効となる。この対策を加えた本発明に係る溶接方法のフローを次に示す。
【００５０】
図９は本発明に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図である。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ１１：予め、ベース電流通電期間の最小値ｔｍｉｎを制御部に記憶させる。
ＳＴ１２：同じく、ピーク電流通電期間ｔｐ（図１（ｂ）参照）を制御部に記憶させる。
【００５１】
ＳＴ１３：溶接士が、溶接トーチに付属のスイッチをオンにする。
ＳＴ１４：スイッチオンに伴って、ピーク電流の通電が始まる。
ＳＴ１５：制御部ではスイッチオンと同時に、第１タイマをリセットする。リセットによりカウントを開始する。
【００５２】
ＳＴ１６：制御部でタイマカウント時間Ｔｍ１が予め設定してあるピーク電流通電期間ｔｐに達したか否かを判別する。Ｔｍ１≧ｔｐになったらＳＴ１７に進む。
ＳＴ１７：制御部により自動的にピーク電流をベース電流に切替え、アークを消火させる。
ＳＴ１８：溶接士は、トーチを次の打点位置までの横移動を開始する。
ＳＴ１９：ＳＴ１７の切替えと同時に第２タイマをリセットし、リセットによりカウントを開始する。
【００５３】
ＳＴ２０：制御部でタイマカウント時間Ｔｍ２が予め設定してあるベース電流通電期間の最小値ｔｍｉｎに達したか否かを判別する。Ｔｍ２≧ｔｍｉｎになったらＳＴ２１に進む。
ＳＴ２１：溶接機のメインスイッチを操作するなどして作業を終えることができるが、それ以外の場合は作業を継続するためにＳＴ１３に戻る。
【００５４】
ＳＴ２０の存在により、仮に溶接士がスイッチをオン操作しても、消火後ｔｍｉｎ（例えば４５０ｍａ）が経過していなければ、ピーク電流に切り替わらない。 ベース電流通電期間が所定値（例えば４５０ｍｓ）以上であればビード幅をより揃えることができるため、以上のフローを実施することにより好ましいビード幅並びにピッチが得られる。
【００５５】
以上をまとめると本発明の溶接方法は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したら前記スイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、このベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件とスイッチがオンに切り替わった条件の両方が満たされたときに次のピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替えることを特徴とする。
【００５６】
尚、本発明は、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、被覆アーク溶接、炭酸ガスアーク溶接、炭素アーク溶接に代表される各種のアーク溶接に適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したらスイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、このベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件とスイッチがオンに切り替わった条件の両方が満たされたときに次のピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替えることを特徴とする。
【００６０】
パルス溶接の場合に、ピーク電流通電期間を一定にすると、ビードの大きさが揃いやすい。アーク消火中にトーチを次の打点位置まで移動させるが、この移動に要する時間には個人差などのばらつきが不可避的に発生するので、ベース電流通電期間を自動化せずに溶接士の意志に委ねることにした。これにより、ピッチを揃えることができる。
【００６１】
ただし、溶接士の意志で決定するベース電流通電期間を短くし過ぎると、ビード幅が不揃いになる可能性がある。そこで、ベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件を加えた。
従って、請求項１によればビード幅とピッチの両方をより一層揃えることのできる溶接方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係るパルスアーク手溶接方法のタイムチャート
【図２】 参考例に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図
【図３】 参考的な溶接方法によるピッチのばらつきを表示するグラフ
【図４】 図３の標準偏差グラフ
【図５】 参考的な溶接方法によるビード幅のばらつきを表示するグラフ
【図６】 図５の標準偏差グラフ
【図７】 ベース電流通電期間とビード幅偏差との関係を調べたグラフ
【図８】 ベース電流通電期間とピッチ偏差との関係を調べたグラフ
【図９】 本発明に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図
【図１０】 代表的な手溶接作業を示す図
【図１１】 ビードの説明図
【図１２】 従来のマニュアル操作による手溶接作業のタイムチャート
【図１３】 従来のマニュアル操作によるピッチのばらつきを表示するグラフ
【図１４】 従来のマニュアル操作によるビード幅のばらつきを表示するグラフ
【図１５】 従来の自動パルス溶接法の説明図
【図１６】 従来の自動パルス溶接法によるピッチのばらつきを表示するグラフ
【図１７】 従来の自動パルス溶接法によるビード幅のばらつきを表示するグラフ
【符号の説明】
１００…溶接士、１０１…防護面、１０２…溶接トーチ又はトーチ、１０４…スイッチ、１０５…アーク、１０９、１１１〜１１５…ビード、ｔｐ…一定時間、所定時間…ｔｍｉｎ。
【発明の属する技術分野】
本発明はパルスアーク手溶接方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は代表的な手溶接作業を示す図であり、溶接士１００が、防護面１０１で顔面を保護しつつ、溶接トーチ（単に「トーチ」とも言う）１０２により、溶接母材１０３の溶接を実施している状態を示す。なお、溶接トーチ１０２にはトリガー形状のスイッチ１０４を備え、このスイッチ１０４を右手の人差し指で絞ることで「スイッチオン」にしてアーク１０５を発生させ、スイッチ１０４を戻すことで「スイッチオフ」にしてアーク１０５を消火させることができる。この様な操作をスイッチのオン／オフ操作という。
【０００３】
図１１はビードの説明図であり、（ａ）は一対の母材１０６、１０７を突合せ、この突合せ部を溶着金属１０８で接続した状態を示す。
（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図であり、溶着金属１０８は拡大するとビード１０９、１０９、１０９が集合したものであると言える。
【０００４】
以下の説明のために（ｂ）において、隣り合うビード１０９、１０９の中心間距離Ｐを「ピッチ」と定義し、母材１０６．１０７の端面からの距離Ｌｎにおけるビード１０９の幅Ｗを「ビード幅」と定義する。距離Ｌｎのｎは１、２、３・・・ｍの如く多数の計測点を示す。
【０００５】
図１２は従来のマニュアル操作による手溶接作業のタイムチャートであり、（ａ）はスイッチのオンオフ状態、（ｂ）は溶接電流の状態、（ｃ）はトーチの移動か停止かを示す。
溶接士は（ｃ）の停止期間中の点ｐ１で、（ａ）に示すとおりにスイッチをオンにする。これにより（ｂ）に示すとおり電流はベース電流からピーク電流に切り替わり、アークが発生する。
【０００６】
（ａ）にて点ｔ２でスイッチをオフに切替えたとすれば、（ｂ）にて期間ｔ１２の間アークが発生し、この結果、（ｄ）に示すビード１１１が生じる。
溶接士は（ｃ）の点ｐ２でトーチの移動を開始し、点ｐ３でトーチの移動を止める。同時に（ａ）に示すとおりにスイッチをオンに切替え、（ｂ）に示すとおりに次のピーク電流通電を開始する。この通電は期間ｔ３４だけ続けたとする。
【０００７】
この結果、（ｄ）に示すビード１１２が生じる。期間ｔ３４が先の期間ｔ１２より大きければ、ビード１１２はビード１１１より大径若しくは広幅になることを示す。
以上に説明したとおりに、溶接士がスイッチのオンオフ操作を実施するマニュアル操作の場合は、ピーク電流の通電時間が不揃いになりやすく、そのためにビード幅が不揃いになりやすい。この傾向を実験によって次のように確認した。
【０００８】
実験条件：
溶接士：Ｙ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏の４名
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流通電期間：溶接士が任意に決定
ベース電流通電期間：溶接士が任意に決定
【０００９】
ビード長さ１５０ｍｍに対し、５ｍｍ毎に３０点の計測点を定めた。図１１（ｂ）に示すＬｎが計測点に相当し、そこにおけるピッチＰ及びビード幅Ｗを計測した。
【００１０】
図１３は従来のマニュアル操作によるピッチのばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にピッチＰを示す。
溶接士Ｙは、平均値が０．７５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．３ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が０．７１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が０．４９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．８ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が１．０ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
ピッチは熟練度により、ばらつきの度合いに差が出ることが分かったので、熟練度を上げることでばらつきを狭めることができる。
【００１１】
図１４は従来のマニュアル操作によるビード幅のばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にビード幅Ｗを示す。
溶接士Ｙは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が２．９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が２．４ｍｍで、ばらつきの幅は約０．８ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が２．９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
４氏共にばらつきが大きいと言える。
熟練度の高い溶接士Ｙであってもビード幅のばらつきは大きいため、マニュアル操作ではビード幅は不揃いにないやすいことが確認できた。
【００１２】
ビード幅の不揃いに対しては、上述したとおりにピーク電流の通電時間を均等にすることでビード幅を均等にできる。そこで、自動パルス溶接法が考えられる。そこで、次に自動パルス溶接法を検証する。
【００１３】
図１５は従来の自動パルス溶接法の説明図である。
（ａ）はスイッチ操作を示し、溶接士が点ｔ５でスイッチをオンに切替えたとする。そして、溶接作業中はスイッチのオンのままとする。
（ｂ）は溶接電流の挙動を示し、スイッチのオンに伴って、ベース電流からピーク電流に切り替わり、自動的に期間ｔｐ６だけピーク電流を流し続ける。この結果、（ｄ）に示すビード１１３ができる。
【００１４】
（ｂ）において、期間ｔｐ６が経過したら、自動的にベース電流に切替え、ベース電流を期間ｔｐ７だけ維持する。この期間ｔｐ７が経過したら、自動的にピーク電流に切り替わる。この様に規則的にピーク電流とベース電流をパルス的に切替えるため「自動パルス溶接法」と呼称した。
【００１５】
（ｃ）は溶接士が実施するトーチの横移動の状態を示し、アーク消火中に、ｍｖ１やｍｖ２の如く、トーチを次の打点へ移動したとする。この結果、（ｄ）に示すとおりに次のビード１１４とその次のビード１１５を発生させることができる。
【００１６】
（ｂ）に示すとおりにピーク電流の通電期間はｔｐ６一律であるため、（ｄ）に示すビード１１３〜１１５の大きさはほぼ同一になる。しかし、（ｃ）に示す移動期間ｍｖ１とｍｖ２とは、溶接士の行為に依存するために同一にならぬ可能性が高い。この結果、（ｄ）に示すとおりにピッチが不揃いになり勝ちである。この点を実験によって次のように確認した。
特に、移動期間ｍｖ２の様に移動未了のうちにベース電流からピーク電流へ切り替わると、ピッチが小さくなるという不具合が発生する。
【００１７】
実験条件：
溶接士：Ｙ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏の４名
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流時間：２７２ｍａ
ベース電流時間：４５２ｍａ
【００１８】
ビード長さ１５０ｍｍに対し、５ｍｍ毎に３０点の計測点を定めた。図１１（ｂ）に示すＬｎが計測点に相当し、そこにおけるピッチＰ及びビード幅Ｗを計測した。
【００１９】
図１６は従来の自動パルス溶接法によるピッチのばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にピッチＰを示す。
溶接士Ｙは、平均値が０．５９ｍｍで、ばらつきの幅は約０．４ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が０．５１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が０．７８ｍｍで、ばらつきの幅は約０．９ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が０．７１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．９ｍｍであった。
４氏ともにピッチにおけるばらつきの度合いは大きかった。
【００２０】
図１７は従来の自動パルス溶接法によるビード幅のばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にビード幅Ｗを示す。
溶接士Ｙは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．４ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
４氏ともにばらつきは小さいと言える。
図１６、１７から明らかな如く、自動パルス溶接法ではビード幅は揃うが、ピッチは不揃いになりやすいことが確認できた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
図１２で説明したマニュアル操作による手溶接作業ではビード幅が不揃いになりやすく、図１５で説明した自動パルス溶接法ではピッチが不揃いになりやすく、何れも溶接品質の点で問題が残る。
そこで、本発明の目的は、ビード幅とピッチの両方を揃えることのできる溶接方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したらスイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、このベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件とスイッチがオンに切り替わった条件の両方が満たされたときに次のピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替えることを特徴とする。
【００２５】
パルス溶接の場合に、ピーク電流通電期間を一定にすると、ビードの大きさが揃いやすい。アーク消火中にトーチを次の打点位置まで移動させるが、この移動に要する時間には個人差などのばらつきが不可避的に発生するので、ベース電流通電期間を自動化せずに溶接士の意志に委ねることにした。これにより、ピッチを揃えることができる。
【００２６】
ただし、溶接士の意志で決定するベース電流通電期間を短くし過ぎると、ビード幅が不揃いになる可能性がある。そこで、ベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件を加えた。
従って、請求項１によればビード幅とピッチの両方をより一層揃えることのできる溶接方法を提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は参考例に係るパルスアーク手溶接方法のタイムチャートであり、（ａ）はスイッチ操作、（ｂ）は溶接電流の状態、（ｃ）は溶接士によるトーチの移動／停止動作を示す。
【００２８】
（ａ）において点ｔ１１でスイッチをオンに切替えると、（ｂ）において溶接電流がベース電流からピーク電流に切り替わる。そして、自動的に期間ｔｐだけピーク電流を流し続け、その後に自動的にベース電流に切替える。これらの切替えは（ａ）に示すスイッチのオフ操作に無関係に行う。
【００２９】
（ｂ）においてベース電流通電期間ｔｂ１の間に（ｃ）に示すトーチの移動を溶接士は実施する。トーチの移動が完了したら、溶接士は（ａ）に示す点ｔ１２でスイッチをオンする。すると、（ｂ）において溶接電流がベース電流からピーク電流に切り替わる。そして、自動的に期間ｔｐだけピーク電流を流し続け、その後に自動的にベース電流に切替える。
【００３０】
すなわち、参考例に係る方法では、（ａ）に示す点ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３で、（ｂ）に示すベース電流からピーク電流への切替えが実施でき、且つ自動的に期間ｔｐだけピーク電流を維持し、期間が経過と共にベース電流へ戻す。
ピーク電流通電期間が一定（ｔｐ）であるため、ビードの大きさ（幅や径）が揃う。
【００３１】
また、（ｂ）に示す期間ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３が互いに異なるが、このことは、溶接士がトーチの移動時間を自由に選択できることを意味する。
であれば、トーチの移動中にピーク電流に切り替わることはない。溶接士がピーク電流への切替えを決めるからである。
【００３２】
一方、ベース電流通電期間が一定であるときには、熟練度が高い溶接士にあってはトーチの移動が完了してからピーク電流切替えまでに間が空くことが考えられる。そうすると、作業性が低下する。
この点、参考例に係る方法では溶接士の意志でベース電流をピーク電流に切替えるために、ピッチを容易に揃えることができる。これらの確認実験については後述する。
【００３３】
図２は参考例に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図である。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：予め、ピーク電流通電期間ｔｐ（図１（ｂ）参照）を制御部に記憶させる。
ＳＴ０２：溶接士が、溶接トーチに付属のスイッチをオンにする。
ＳＴ０３：スイッチオンに伴って、ピーク電流の通電が始まる。
ＳＴ０４：制御部ではスイッチオンと同時に、タイマをリセットする。リセットによりカウントを開始する。
【００３４】
ＳＴ０５：制御部でタイマカウント時間Ｔｍが予め設定してあるピーク電流通電期間ｔｐに達したか否かを判別する。Ｔｍ≧ｔｐになったらＳＴ０６に進む。
ＳＴ０６：制御部により自動的にピーク電流をベース電流に切替え、アークを消火させる。
ＳＴ０７：溶接機のメインスイッチを操作するなどして作業を終えることができるが、それ以外の場合は作業を継続するためにＳＴ０８に進む。
ＳＴ０８：溶接士は、トーチを次の打点位置まで横移動する。そして、ＳＴ０２に戻る。これで、図１のタイムチャートを再現させることができる。
【００３５】
すなわち、この参考的な溶接方法は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したら前記スイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、次のスイッチオンによりピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替える。
【００３６】
以上の溶接方法を、実験により検証したので、その内容及び結果を次に説明する。
実験条件：
溶接士：Ｙ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏の４名
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流通電期間：２７２ｍａ（図１（ｂ）のｔｐに相当）
ベース電流通電期間：溶接士が任意に決定
【００３７】
なお、ビード長さ１５０ｍｍに対し、５ｍｍ毎に３０点の計測点を定めた。図１１（ｂ）に示すＬｎが計測点に相当し、そこにおけるピッチＰ及びビード幅Ｗを計測した。
【００３８】
図３は参考的な溶接方法によるピッチのばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にピッチＰを示す。
なお、図１３を比較例１、図１６を比較例２として、参考例グラフに併記した。
【００３９】
参考的な方法では、溶接士Ｙは、平均値が０．６０ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が０．６５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が０．５６ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が０．７１ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
【００４０】
図４は図３の標準偏差グラフである。
すなわち、図３での比較例１を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図４に黒丸で示した。同様に、図３での比較例２を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図４に×で示した。さらに、図３での参考例を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図４に白丸で示した。
４氏共に、参考例によるσは、比較例１、２のσより小さく、参考例によれば従来より、ピッチを揃えることができることが確認できた。
【００４１】
図５は参考的な溶接方法によるビード幅のばらつきを表示するグラフであり、横軸にＹ氏、Ｍ氏、ｍａ氏、Ｆ氏を示し、縦軸にビード幅Ｗを示す。
なお、図１４を比較例１、図１７を比較例２として、参考例グラフに併記した。
溶接士Ｙは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．２ｍｍであった。
溶接士Ｍは、平均値が２．５ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士ｍａは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．６ｍｍであった。
溶接士Ｆは、平均値が２．７ｍｍで、ばらつきの幅は約０．５ｍｍであった。
【００４２】
図６は図５の標準偏差グラフである。なお、横軸右端に示した「改良、０．０３２」は後述の図８の説明の際に説明する。
すなわち、図５での比較例１を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図６に黒丸で示した。同様に、図５での比較例２を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図６に×で示した。さらに、図５での参考例を統計的に処理し、標準偏差σを求め、それを図６に白丸で示した。
【００４３】
参考例によるσは、比較例１のσよりは４氏ともに小さくなった。しかし、参考例によるσは、比較例２のσよりはやや大きくなった。
これでも、参考例によるビード幅のσは、従来並みと見なすことはでき、ピッチの点で従来より改善できたことから、総合的には参考例に係る溶接方法は評価できる。
【００４４】
しかし、本発明者らは発明の目的からビード幅についても従来（比較例２）より、改善するべく更なる研究を進めた。その過程で、図１（ｂ）に示すベース電流通電期間ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３の長短が溶接品質に影響を及ぼすことを見出した。そこで、ベース電流通電期間ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３と溶接品質の関係を調べることにした。
【００４５】
実験条件：
溶接士：Ｙ氏
溶接母材の材質：ＳＵＳ３０４
溶接母材の厚さ：１．０ｍｍ
溶接母材の寸法：５０ｍｍ×２００ｍｍ
ピーク電流：３５Ａ
ピーク電流通電期間：２７２ｍａ（図１（ｂ）のｔｐに相当）
ベース電流通電期間：１１３、２２６、３３９、４５２又は５６５ｍａ
すなわち、確認実験のために、自動パルス溶接法での溶接を実施した。
【００４６】
図７はベース電流通電期間とビード幅偏差との関係を調べたグラフであり、横軸はベース電流通電期間、縦軸はビード幅偏差σを示す。
グラフによれば、ビード幅の偏差σは、ベース電流通電期間が１１３ｍａで最大であり、４５２ｍａで最小であり、傾向的にはベース電流通電期間が大きいほどσが小さくなることが確認できた。
【００４７】
図８はベース電流通電期間とピッチ偏差との関係を調べたグラフであり、横軸はベース電流通電期間、縦軸はピッチ偏差σを示す。
グラフによれば、ピッチの偏差σは、ベース電流通電期間が１１３ｍａで最大であり、３３９ｍａで最小であり、傾向的にはベース電流通電期間が大きいほどσが小さくなることが確認できた。
【００４８】
図７、図８からベース電流通電期間は４５０ｍａ以上であれば、ビード幅並びにピッチの改善が見込める。
なお、図７でベース電流通電期間が４５２ｍａのときのビード幅のσは０．０３２である。この０．０３２を図６に「改良 ０．０３２」と図示した。
【００４９】
図６から、０．０３２は、Ｙ氏の実績の何れ（特に比較例２）よりも小さい。従って、ベース電流通電期間は、溶接士の意志で自由に選べるときであっても、４５０ｍａを下回らぬように対策を講じることが有効となる。この対策を加えた本発明に係る溶接方法のフローを次に示す。
【００５０】
図９は本発明に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図である。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ１１：予め、ベース電流通電期間の最小値ｔｍｉｎを制御部に記憶させる。
ＳＴ１２：同じく、ピーク電流通電期間ｔｐ（図１（ｂ）参照）を制御部に記憶させる。
【００５１】
ＳＴ１３：溶接士が、溶接トーチに付属のスイッチをオンにする。
ＳＴ１４：スイッチオンに伴って、ピーク電流の通電が始まる。
ＳＴ１５：制御部ではスイッチオンと同時に、第１タイマをリセットする。リセットによりカウントを開始する。
【００５２】
ＳＴ１６：制御部でタイマカウント時間Ｔｍ１が予め設定してあるピーク電流通電期間ｔｐに達したか否かを判別する。Ｔｍ１≧ｔｐになったらＳＴ１７に進む。
ＳＴ１７：制御部により自動的にピーク電流をベース電流に切替え、アークを消火させる。
ＳＴ１８：溶接士は、トーチを次の打点位置までの横移動を開始する。
ＳＴ１９：ＳＴ１７の切替えと同時に第２タイマをリセットし、リセットによりカウントを開始する。
【００５３】
ＳＴ２０：制御部でタイマカウント時間Ｔｍ２が予め設定してあるベース電流通電期間の最小値ｔｍｉｎに達したか否かを判別する。Ｔｍ２≧ｔｍｉｎになったらＳＴ２１に進む。
ＳＴ２１：溶接機のメインスイッチを操作するなどして作業を終えることができるが、それ以外の場合は作業を継続するためにＳＴ１３に戻る。
【００５４】
ＳＴ２０の存在により、仮に溶接士がスイッチをオン操作しても、消火後ｔｍｉｎ（例えば４５０ｍａ）が経過していなければ、ピーク電流に切り替わらない。 ベース電流通電期間が所定値（例えば４５０ｍｓ）以上であればビード幅をより揃えることができるため、以上のフローを実施することにより好ましいビード幅並びにピッチが得られる。
【００５５】
以上をまとめると本発明の溶接方法は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したら前記スイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、このベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件とスイッチがオンに切り替わった条件の両方が満たされたときに次のピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替えることを特徴とする。
【００５６】
尚、本発明は、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、被覆アーク溶接、炭酸ガスアーク溶接、炭素アーク溶接に代表される各種のアーク溶接に適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したらスイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、このベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件とスイッチがオンに切り替わった条件の両方が満たされたときに次のピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替えることを特徴とする。
【００６０】
パルス溶接の場合に、ピーク電流通電期間を一定にすると、ビードの大きさが揃いやすい。アーク消火中にトーチを次の打点位置まで移動させるが、この移動に要する時間には個人差などのばらつきが不可避的に発生するので、ベース電流通電期間を自動化せずに溶接士の意志に委ねることにした。これにより、ピッチを揃えることができる。
【００６１】
ただし、溶接士の意志で決定するベース電流通電期間を短くし過ぎると、ビード幅が不揃いになる可能性がある。そこで、ベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件を加えた。
従って、請求項１によればビード幅とピッチの両方をより一層揃えることのできる溶接方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係るパルスアーク手溶接方法のタイムチャート
【図２】 参考例に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図
【図３】 参考的な溶接方法によるピッチのばらつきを表示するグラフ
【図４】 図３の標準偏差グラフ
【図５】 参考的な溶接方法によるビード幅のばらつきを表示するグラフ
【図６】 図５の標準偏差グラフ
【図７】 ベース電流通電期間とビード幅偏差との関係を調べたグラフ
【図８】 ベース電流通電期間とピッチ偏差との関係を調べたグラフ
【図９】 本発明に係るパルスアーク手溶接方法のフロー図
【図１０】 代表的な手溶接作業を示す図
【図１１】 ビードの説明図
【図１２】 従来のマニュアル操作による手溶接作業のタイムチャート
【図１３】 従来のマニュアル操作によるピッチのばらつきを表示するグラフ
【図１４】 従来のマニュアル操作によるビード幅のばらつきを表示するグラフ
【図１５】 従来の自動パルス溶接法の説明図
【図１６】 従来の自動パルス溶接法によるピッチのばらつきを表示するグラフ
【図１７】 従来の自動パルス溶接法によるビード幅のばらつきを表示するグラフ
【符号の説明】
１００…溶接士、１０１…防護面、１０２…溶接トーチ又はトーチ、１０４…スイッチ、１０５…アーク、１０９、１１１〜１１５…ビード、ｔｐ…一定時間、所定時間…ｔｍｉｎ。
Claims (1)
- ベース電流とピーク電流とを交互に繰り返すパルスアーク手溶接方法において、スイッチオンによりピーク電流の通電を開始し、このピーク電流の通電を一定時間継続し、一定時間経過したら前記スイッチのオン／オフ操作に関係なくピーク電流をベース電流に切替え、このベース電流の通電を所定時間継続し、この所定時間が継続したという条件とスイッチがオンに切り替わった条件の両方が満たされたときに次のピーク電流の通電を開始する如くにベース電流とピーク電流とを切替えることを特徴とするパルスアーク手溶接方法。
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