JP7489582B2 - アーク溶接方法およびアーク溶接装置 - Google Patents

Description

ここに開示する技術は、アーク溶接技術に関する。

特許文献１には、溶接ワイヤと溶接母材との間にピーク電流とベース電流をパルス状に繰り返し含む溶接電流を供給するパルスアーク溶接制御方法が開示されている。このパルスアーク溶接制御方法は、溶接ワイヤと溶接母材との短絡を検出すると溶接電流を増加する。短絡中に溶接ワイヤと溶接母材との間に溶滴が生じる。短絡開放直前に溶滴にくびれ部が生じる。上記方法は、溶滴のくびれ部を検出すると溶接電流を低減する。

国際公開第２００６／１２９３８８号

特許文献１のようなアーク溶接では、溶接電流の周期（ピーク電流の開始時点からそのピーク電流に引き続くベース電流の終了時点までの期間）を一定に維持することが困難である。例えば、溶接ワイヤと母材との短絡が発生すると、短絡開始から短絡開放までの間、溶接電流を周期的に変化させるための制御が中断される。つまり、溶接電流の周期に短絡開始から短絡開放までの時間（短絡時間）が追加される。そのため、溶接電流の周期が不安定となる。その結果、ビード外観が劣化してしまうおそれがある。

そこで、ここに開示する技術は、溶接ワイヤと母材との短絡に起因する溶接電流の周期の不安定化を抑制することが可能なアーク溶接技術を提供することを目的とする。

ここに開示する技術は、消耗電極である溶接ワイヤを母材へ向けて送給し
、ピーク電流と前記ピーク電流よりも小さなベース電流とを交互に含むパルス状の溶接電流を前記溶接ワイヤと前記母材との間に流すことにより、前記溶接ワイヤと前記母材との間にアークを発生させて前記母材を溶接するアーク溶接方法に関する。このアーク溶接方法は、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を検出する短絡検出ステップと、前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された以後に、前記溶接ワイヤの送給速度を、第１送給速度から、前記溶接ワイヤが前記母材へ向かう方向の速度を正とした場合に前記第１送給速度よりも負側となる第２送給速度へ変化させる送給速度変更ステップと、前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された時点から予め定められた短絡待機時間が経過した以後に、前記溶接電流を増加させる電流増加ステップと、前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された時点から前記溶接ワイヤと前記母材とに供給された電力を積算して得られる電力積算値を検出する電力積算ステップと、前記電流増加ステップが開始され、その後、前記電力積算ステップにより導出される前記電力積算値が予め定められた電力積算閾値に到達した以後に、前記溶接電流を減少させる電流減少制御ステップとを備え、前記送給速度変更ステップは、前記電流増加ステップが開始された以後に行われる。

また、ここに開示する技術は、消耗電極である溶接ワイヤがワイヤ送給部
により母材へ向けて送給され、前記溶接ワイヤと前記母材との間に、ピーク電流と前記ピーク電流よりも小さなベース電流とを交互に含むパルス状の溶接電流を流すことにより、前記溶接ワイヤと前記母材との間にアークを発生させて前記母材を溶接するアーク溶接装置に関する。このアーク溶接装置は、前記溶接ワイヤと前記母材との間に前記溶接電流を流す電力変換部と、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を検出した以後に、溶接ワイヤの送給速度が、第１送給速度から、前記溶接ワイヤが前記母材へ向かう方向の速度を正とした場合に前記第１送給速度よりも負側となる第２送給速度へ変化するように前記ワイヤ送給部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記溶接ワイヤの短絡を検出した後に前記溶接電流が増加するように前記電力変換部を制御し、前記溶接ワイヤの短絡を検出した後に前記溶接ワイヤに供給された電力を積算して電力積算値を算出し、前記電力積算値が、固定された閾値よりも大きいかどうかを決定し、前記電力積算値が前記固定された閾値よりも大きいという決定の後に、前記溶接電流が低下するように前記電力変換部を制御する。

ここに開示する技術によれば、溶接ワイヤと母材との短絡に起因する溶接電流の周期の不安定化を抑制することができる。

実施形態のアーク溶接装置の構成を例示する図である。 実施形態のアーク溶接装置の動作について説明するためのタイミングチャートである。 実施形態の変形例のアーク溶接装置の動作について説明するためのタイミングチャートである。 溶接ワイヤを構成する材料の種類および溶接ワイヤの送給速度Ｗｆに応じた短絡待機時間を例示する図である。 実施形態の変形例のアーク溶接装置の動作について説明するためのタイミングチャートである。

以下、実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（アーク溶接システム）
図１は、実施形態のアーク溶接システム１の構成を例示する。アーク溶接システム１では、消耗電極である溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間にアークＡ１を発生させて母材Ｂ１の溶接を行う。この例では、アーク溶接システム１は、アーク溶接装置１０と、ワイヤ送給部２１と、溶接トーチ２２と、設定部３０とを備える。

（ワイヤ送給部と溶接トーチ）
ワイヤ送給部２１は、溶接トーチ２２に溶接ワイヤＷ１を送給する。溶接トーチ２２は、ワイヤ送給部２１から送給された溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１とが互いに対向するように、溶接ワイヤＷ１を保持する。溶接トーチ２２には、アーク溶接装置１０からの電力を溶接ワイヤＷ１に供給するための溶接チップ２２ａが設けられる。また、ワイヤ送給部２１には、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを検出する送給速度検出部（図示を省略）が設けられる。また、溶接トーチ２２は、ロボット（図示を省略）により保持される。送給速度検出部により検出された溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆ（具体的には送給速度Ｗｆを示す検出信号）は、後述する制御部１４に送信される。ロボットは、母材Ｂ１において予め定められた溶接対象領域に沿うように、溶接トーチ２２を予め定められた溶接速度で移動させる。

（設定部）
設定部３０は、溶接条件を設定するために用いられる。

（アーク溶接装置）
アーク溶接装置１０は、溶接に適した溶接電流ｉｗを溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１に流すことにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間にアークＡ１を発生させて母材Ｂ１を溶接する。この例では、アーク溶接装置１０は、消耗電極式の直流のパルスアーク溶接機を構成する。溶接電流ｉｗは、パルス状の電流であり、ピーク電流ｉｐとベース電流ｉｂとに交互に含む。具体的には、アーク溶接装置１０は、電力変換部１１と、溶接電流検出部１２と、溶接電圧検出部１３と、制御部１４とを備える。

〔電力変換部〕
電力変換部１１は、電源Ｓ１と電気的に接続され、電源Ｓ１から供給された電力を用いて溶接に適した溶接電圧Ｖｗを生成する。また、電力変換部１１は、溶接トーチ２２の溶接チップ２２ａを経由して溶接ワイヤＷ１と電気的に接続され、母材Ｂ１と電気的に接続される。そして、電力変換部１１は、溶接電圧Ｖｗを溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に印加することで、溶接電流ｉｗを溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１とに流す。

この例では、電力変換部１１は、第１整流部１０１と、第１スイッチング部１０２と、変圧器１０３と、第２整流部１０４と、第２スイッチング部１０５と、抵抗１０６と、リアクトル１０７とを有する。第１整流部１０１は、電源Ｓ１の出力を整流する。第１スイッチング部１０２は、スイッチング動作により第１整流部１０１の出力を調節する。変圧器１０３は、第１スイッチング部１０２の出力を溶接に適した出力に変換する。第２整流部１０４は、変圧器１０３の出力を整流する。第２スイッチング部１０５は、スイッチング動作により第２整流部１０４の出力を調節する。抵抗１０６は、第２スイッチング部１０５と並列に接続される。リアクトル１０７は、第２スイッチング部１０５と直列に接続され、第２スイッチング部１０５の出力を平滑化する。リアクトル１０７の出力は、溶接トーチ２２の溶接チップ２２ａを介して溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１とに供給される。これにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に溶接電圧Ｖｗが印加され、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１とに溶接電流ｉｗが流れる。

〔検出部〕
溶接電流検出部１２は、溶接電流ｉｗを検出する。溶接電圧検出部１３は、溶接電圧Ｖｗを検出する。溶接電流検出部１２により検出された溶接電流ｉｗ（具体的には溶接電流ｉｗを示す検出信号）および溶接電圧検出部１３により検出された溶接電圧Ｖｗ（具体的には溶接電圧Ｖｗを示す検出信号）は、制御部１４に送信される。

〔制御部〕
制御部１４は、アーク溶接装置１０の各部（この例では第１スイッチング部１０２と第２スイッチング部１０５と溶接電流検出部１２と溶接電圧検出部１３）およびアーク溶接装置１０の外部にある装置（この例ではワイヤ送給部２１と設定部３０）との間において信号の伝送を行う。そして、制御部１４は、アーク溶接装置１０の各部およびアーク溶接装置１０の外部にある装置から送信された信号に基づいて、アーク溶接装置１０の各部およびアーク溶接装置１０の外部にある装置を制御する。この例では、制御部１４は、アーク溶接装置１０の第１スイッチング部１０２および第２スイッチング部１０５と、ワイヤ送給部２１と、溶接トーチ２２を保持するロボット（図示を省略）を制御する。例えば、制御部１４は、プロセッサと、プロセッサと電気的に接続されてプロセッサを動作させるためのプログラムや情報を記憶するメモリとにより構成される。

〔検出動作〕
次に、制御部１４の検出動作について説明する。制御部１４は、短絡検出動作と、くびれ検出動作と、短絡開放検出動作とを行う。

〈短絡検出動作（短絡検出ステップ）〉
短絡検出動作では、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡を検出する。具体的には、制御部１４は、溶接電圧検出部１３により検出される溶接電圧Ｖｗが予め定められた短絡発生閾値を下回ると、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が発生したと判定する。短絡発生閾値は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が発生しているとみなせるときの溶接電圧Ｖｗに設定される。

〈くびれ検出動作（くびれ検出ステップ）〉
くびれ検出動作では、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に形成される溶滴にくびれが生じていることを検出する。具体的には、制御部１４は、溶接電圧検出部１３により検出される溶接電圧Ｖｗの単位時間当たりの変化量が予め定められたくびれ閾値を上回ると、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に形成される溶滴にくびれが生じていると判定する。くびれ閾値は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に形成される溶滴にくびれが生じているとみなせるときの溶接電圧Ｖｗの単位時間当たりの変化量に設定される。

〈短絡開放検出動作（短絡開放検出ステップ）〉
短絡開放検出動作、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放を検出する。具体的には、制御部１４は、溶接電圧検出部１３により検出される溶接電圧Ｖｗが予め定められた短絡開放閾値を上回ると、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が開放されたと判定する。短絡開放閾値は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が開放されているとみなせるときの溶接電圧Ｖｗに設定される。

〔電流制御〕
また、制御部１４は、電力変換部１１の動作（具体的には第１スイッチング部１０２と第２スイッチング部１０５の動作）を制御して溶接電流ｉｗを制御する。この例では、制御部１４は、通常電流制御と短絡電流制御とを選択的に行う。なお、制御部１４は、短絡電流制御から通常電流制御へ復帰する場合に、復帰制御を必要に応じて行う。

〈通常電流制御〉
通常電流制御は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が発生していない期間に行われる制御である。通常電流制御では、制御部１４は、第２スイッチング部１０５を導通状態にし、溶接電流ｉｗがピーク電流ｉｐとベース電流ｉｂとに交互に変化するように、第１スイッチング部１０２のスイッチング動作を制御して溶接電流ｉｗを制御する。なお、通常電流制御における溶接電流ｉｗの周波数（ピーク電流ｉｐおよびベース電流ｉｂの出力タイミング）は、予め定められた周波数に応じた周波数（出力タイミング）となっている。

〈短絡電流制御〉
通常電流制御において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された以後に、制御部１４は、通常電流制御を終了して短絡電流制御を開始する。例えば、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の検出を受けて、短絡電流制御を開始してもよい。制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点からの経過時間を計時する。この例では、短絡電流制御において、短絡初期制御と、電流増加制御と、電流減少制御とが行われる。

《短絡初期制御》
通常電流制御において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された以後（この例では直後）に、制御部１４は、短絡初期制御を開始する。短絡初期制御では、制御部１４は、溶接電流ｉｗが予め定められた短絡初期電流ｉｓとなるように、電力変換部１１の動作（具体的には第１スイッチング部１０２のスイッチング動作）を制御して溶接電流ｉｗを制御する。なお、短絡初期制御では、第２スイッチング部１０５は、導通状態のまま維持される。

《電流増加制御（電流増加ステップ）》
溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点（すなわち短絡初期制御が開始された時点）から予め定められた短絡待機時間が経過した以後（この例では直後）に、制御部１４は、短絡初期制御を終了して電流増加制御を開始する。例えば、制御部１４は、短絡待機時間の経過を受けて、電流増加制御を開始してもよい。電流増加制御では、制御部１４は、溶接電流ｉｗが予め定められた電流増加速度で増加するように、電力変換部１１の動作（具体的には第１スイッチング部１０２のスイッチング動作）を制御して溶接電流ｉｗを制御する。なお、短絡初期制御では、第２スイッチング部１０５は、導通状態のまま維持される。また、短絡待機時間は、例えば、100μsec以上で且つ3000μsec以下の時間に設定されることが好ましい。短絡待機時間の設定については、後で詳しく説明する。

《電流減少制御（電流減少ステップ）》
電流増加制御が開始され、その後、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に形成される溶滴にくびれが生じていることが検出された以後（この例では直後）に、制御部１４は、電流増加制御を終了して電流減少制御を開始する。例えば、制御部１４は、くびれの検出を受けて、電流減少制御を開始してもよい。電流減少制御では、制御部１４は、溶接電流ｉｗが急峻に減少するように、電力変換部１１の動作を制御して溶接電流ｉｗを制御する。具体的には、制御部１４は、第２スイッチング部１０５を導通状態から遮断状態に切り換えることで、溶接電流ｉｗを急峻に減少させる。

〈復帰制御〉
短絡電流制御が開始され、その後、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放が検出された以後（この例では直後）に、制御部１４は、短絡電流制御を終了し、必要に応じて復帰制御を行い、その後、通常電流制御を開始する。例えば、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放の検出を受けて、復帰制御を開始してもよい。復帰制御は、次の溶滴移行のための溶融塊（溶滴）を形成するために行われる。復帰制御では、制御部１４は、溶接電流ｉｗが予め定められた電流となるように、電力変換部１１の動作（具体的には第１スイッチング部１０２のスイッチング動作）を制御して溶接電流ｉｗを制御する。なお、復帰制御では、第２スイッチング部１０５は、導通状態のまま維持される。

〔送給速度制御〕
また、制御部１４は、ワイヤ送給部２１の動作を制御して溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを制御する。この例では、制御部１４は、送給速度変更制御と送給速度復帰制御とを行う。

〈送給速度変更制御（送給速度変更ステップ）〉
制御部１４は、通常電流制御において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された以後に、送給速度変更制御を行う。この例では、制御部１４は、短絡電流制御において電流増加制御が開始された以後（具体的には電流増加制御の開始と同時）に、送給速度変更制御を行う。例えば、制御部１４は、短絡待機時間の経過を受けて、電流増加制御を開始してもよい。送給速度変更制御では、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第１送給速度Ｗｆ１から第２送給速度Ｗｆ２へ変化するように、ワイヤ送給部２１を制御して溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを制御する。

第１送給速度Ｗｆ１は、溶接ワイヤＷ１が母材Ｂ１へ向かう方向の速度を正とした場合に正の値となる。すなわち、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第１送給速度Ｗｆ１に設定されると、母材Ｂ１へ向かう方向である正送方向に溶接ワイヤＷ１が送給される。

第２送給速度Ｗｆ２は、母材Ｂ１へ向かう方向の速度を正とした場合に第１送給速度Ｗｆ１よりも負側となる送給速度である。第２送給速度Ｗｆ２が正の値（第１供給速度Ｗｆ１よりも小さい正の値）である場合、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第２送給速度Ｗｆ２に設定されると、正送方向に供給される溶接ワイヤＷ１が減速する。第２送給速度Ｗｆ２がゼロである場合、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第２送給速度Ｗｆ２に設定されると、溶接ワイヤＷ１の送給が停止される。第２送給速度Ｗｆ２が負の値である場合、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第２送給速度Ｗｆ２に設定されると、母材Ｂ１から離れる方向である逆送方向（正送方向の逆方向）に溶接ワイヤＷ１が戻される。

〈送給速度復帰制御（送給速度復帰ステップ）〉
制御部１４は、短絡電流制御において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放が検出された以後（この例では直後）に、送給速度復帰制御を行う。例えば、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放の検出を受けて、送給速度復帰制御を開始してもよい。送給速度復帰制御では、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第２送給速度Ｗｆ２から第１送給速度Ｗｆ１へ変化するように、ワイヤ送給部２１を制御して溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを制御する。

〔溶接速度制御〕
また、制御部１４は、溶接トーチ２２を保持するロボット（図示を省略）の動作を制御して溶接トーチ２２の移動速度（すなわち溶接速度）を制御する。

〔アーク溶接装置の動作（アーク溶接方法）〕
次に、図２を参照して、実施形態のアーク溶接装置１０の動作について説明する。図２の例では、時点ｔ１２において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出される。時点ｔ１４において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に形成される溶滴にくびれが生じていることが検出される。時点ｔ１５において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放が検出される。また、時点ｔ１３は、時点ｔ１２から短絡待機時間が経過した後の時点である。すなわち、時点ｔ１２から時点ｔ１３までの期間の時間長さは、短絡待機時間に相当する。

時点ｔ１から時点ｔ５までの期間では、通常電流制御が継続される。溶接電流ｉｗは、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間においてベース電流ｉｂからピーク電流ｉｐへ向けて次第に増加し、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間においてピーク電流ｉｐに維持される。そして、溶接電流ｉｗは、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間においてピーク電流ｉｐからベース電流ｉｂへ向けて次第に減少し、時点ｔ４から時点ｔ５までの期間においてベース電流ｉｂに維持される。

時点ｔ１１から時点ｔ１２までの期間では、通常電流制御が継続される。時点ｔ１２において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出されると、通常電流制御が終了して短絡初期制御が開始される。これにより、溶接電流ｉｗが短絡初期電流ｉｓになる。そして、時点ｔ１２から時点ｔ１３（時点ｔ１２から短絡待機時間が経過した後の時点）までの期間において短絡初期制御が継続される。これにより、時点ｔ１２から時点ｔ１３までの期間において溶接電流ｉｗが短絡初期電流ｉｓに維持される。なお、短絡初期電流ｉｓは、ベース電流ｉｂよりも低い電流であってもよいし、ベース電流ｉｂと同一の電流であってもよい。

時点ｔ１３になる（時点ｔ１２から短絡待機時間が経過する）と、短絡初期制御が終了して電流増加制御が開始され、時点ｔ１３から時点ｔ１４までの期間において電流増加制御が継続される。これにより、溶接電流ｉｗが短絡初期電流ｉｓから予め定められた電流増加速度で次第に増加していく。

また、時点ｔ１３において電流増加制御が開始されると、送給速度変更制御が行われ、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第１送給速度Ｗｆ１から第２送給速度Ｗｆ２に切り換えられる。送給速度変更制御が行われてから送給速度復帰制御が行われるまで、第２送給速度Ｗｆ２が維持されてもよい。第２送給速度Ｗｆ２は、時間的に一定でもよく、時間的に変化してもよい。

時点ｔ１４において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に形成される溶滴にくびれが生じていることが検出されると、電流増加制御が終了して電流減少制御が開始される。これにより、溶接電流ｉｗが時点ｔ１４における第１電流ｉ１から第２電流ｉ２（第１電流ｉ１よりも低い電流）へ向けて急峻に減少する。そして、時点ｔ１４から時点ｔ１５までの期間において電流減少制御が継続される。これにより、時点ｔ１４から時点ｔ１５までの期間において溶接電流ｉｗが第２電流ｉ２に維持される。なお、電流減少制御における溶接電流ｉｗの下限となる第２電流ｉ２は、ベース電流ｉｂよりも高い電流であってもよいし、ベース電流ｉｂと同一の電流であってもよいし、ベース電流ｉｂよりも低い電流であってもよい。

時点ｔ１５において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放が検出されると、電流減少制御が終了して復帰制御が開始され、時点ｔ１５から時点ｔ１６までの期間において復帰制御が継続される。これにより、次の溶滴移行のための溶融塊が形成される。

また、時点ｔ１５において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放が検出されると、送給速度復帰制御が行われ、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが第２送給速度Ｗｆ２から第１送給速度Ｗｆ１に切り換えられる。送給速度復帰制御が行われてから送給速度変更制御が行われるまで、第１送給速度Ｗｆ１が維持されてもよい。第１送給速度Ｗｆ１は、時間的に一定でもよく、時間的に変化してもよい。

時点ｔ１６になると、復帰制御が終了して通常電流制御が開始される。これにより、溶接電流ｉｗがピーク電流ｉｐへ向けて次第に増加する。なお、時点ｔ１６の後のピーク電流ｉｐの出力タイミング（溶接電流ｉｗがピーク電流ｉｐとなるタイミング）は、予め定められた溶接電流ｉｗの周波数に応じたタイミングとなっている。

〔実施形態の効果〕
以上のように、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された以後に、溶接ワイヤＷ１の送給速度を第１送給速度Ｗｆ１（正送方向の送給速度である正の値の送給速度）から第２送給速度Ｗｆ２（第１送給速度Ｗｆ１よりも負側となる送給速度）に変化させる送給速度変更制御を行うことにより、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを第１送給速度Ｗｆ１よりも負側に変化させることができる。

具体的には、第２送給速度Ｗｆ２が正の値（第１送給速度Ｗｆ１よりも小さい正の値）である場合、母材Ｂ１へ向けて送給される溶接ワイヤＷ１を減速させることができる。すなわち、母材Ｂ１へ向けて送給される溶接ワイヤＷ１の送給速度を第１送給速度Ｗｆ１よりも遅くすることができる。第２送給速度Ｗｆ２がゼロである場合、溶接ワイヤＷ１の送給を停止することができる。第２送給速度Ｗｆ２が負の値である場合、母材Ｂ１から離れる方向である逆送方向に溶接ワイヤＷ１を送ることができる。

このように、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを第１送給速度Ｗｆ１よりも負側に変化させることにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間の距離を長くすることができるので、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放を促進させることができる。これにより、短絡開始から短絡開放までの時間（短絡時間）を短縮することができるので、溶接電流ｉｗの周期（ピーク電流の開始時点からそのピーク電流に引き続くベース電流の終了時点までの期間）を一定に維持しやすくなる。したがって、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡に起因する溶接電流ｉｗの周期の不安定化を抑制することができる。

また、第２送給速度Ｗｆ２を負の値に設定することにより、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを第１給速度Ｗｆ１（正送方向の送給速度である正の値の送給速度）から第２送給速度Ｗｆ２（逆送方向の送給速度である負の値の送給速度）に変化させることで、溶接ワイヤＷ１が母材Ｂ１から離れる方向に溶接ワイヤＷ１を送ることができる。これにより、溶接ワイヤＷ１を母材Ｂ１から確実に引き離すことができるので、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との接触による溶接ワイヤＷ１（特にアルミニウム製の溶接ワイヤＷ１）の座屈の発生を防止することができる。

また、電流増加制御が開始された以後（すなわち溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から短絡待機時間が経過した以後）に、送給速度変更制御を行うことにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の接触状態が比較的に軽度であり短絡開始から短絡開放までの時間である短絡時間が比較的に短い場合（例えば短絡開始直後）に、送給速度変更制御が行われないようにすることができる。これにより、送給速度変更制御を効果的に行うことができる。

具体的には、短絡開始から短絡開放までの時間である短絡時間が短絡待機時間よりも短い場合に、送給速度変更制御が行われないようにすることにより、送給速度変更制御が行われることにより溶接ワイヤＷ１の目標送給量が不足してしまうことを抑制することができる。また、短絡開始から短絡開放までの時間である短絡時間が短絡待機時間よりも長い場合に、送給速度変更制御が行われるようにすることにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放を促進させることができる。

なお、短絡時間は、なるべく短い時間であることが望ましい。この理由は、以下のとおりである。例えば、溶接速度が速い場合にアーク長が長いと、アンダーカットになる傾向がある。このため、電圧を下げアーク長を短くし軽い短絡を生じさせることで、アンダーカットを抑制できる効果が期待できる。ただし、短絡時間が長くなると、電流波形の周期が不規則になり、溶接が不安定になる。このため、短絡を生じさせる場合、短絡時間は、短いほうが良い。

また、短絡開放のタイミングが短絡待機時間の経過時点よりも前である場合で、且つ、溶接電流の供給だけで短絡開放ができる場合は、送給速度変更制御を行わない。理由は、不要な送給速度変更制御を行うと、溶接ワイヤＷ１の目標送給量が減ってしまうからである。したがって、短絡待機時間の経過時点より前に短絡開放した場合に送給速度変更制御を行なわず、短絡待機時間の経過時点より前に短絡開放しない場合に送給速度変更制御を行うことが好ましい。

また、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放が検出された以後に、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを第２送給速度Ｗｆ２から第１送給速度Ｗｆ１に戻す送給速度復帰制御を行うことにより、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆを元に戻すことができる。これにより、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆの低下による溶接ワイヤＷ１の送給不足を防止することができる。

（実施形態の変形例１）
実施形態の変形例１のアーク溶接装置１０は、電流増加制御の詳細が実施形態のアーク溶接装置１０と異なる。実施形態の変形例１のアーク溶接装置１０のその他の構成および動作は、実施形態のアーク溶接装置１０の構成および動作と同様である。

実施形態の変形例１では、図３に示すように、電流増加制御は、第１電流増加制御と、第１電流増加制御の後に行われる第２電流増加制御とを含む。図３の例では、時点ｔ１３から時点ｔ１３ａまでの期間において第１電流増加制御が継続され、時点ｔ１３ａから時点ｔ１４までの期間において第２電流増加制御が継続される。なお、図３の例のその他の期間における制御は、図２に示した制御と同様である。

〔第１電流増加制御（第１電流増加ステップ）〕
制御部１４は、通常電流制御において溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点（すなわち短絡初期制御が開始された時点）から予め定められた短絡待機時間が経過した以後（この例では直後）に、第１電流増加制御を行う。第１電流増加制御では、制御部１４は、溶接電流ｉｗが予め定められた第１電流増加速度で増加するように、電力変換部１１の動作（具体的には第１スイッチング部１０２のスイッチング動作）を制御して溶接電流ｉｗを制御する。なお、第１電流増加制御では、第２スイッチング部１０５は、導通状態のまま維持される。

図３の例では、時点ｔ１３から時点ｔ１３ａまでの期間において第１電流増加制御が継続され、溶接電流ｉｗが短絡初期電流ｉｓから第１電流増加速度で次第に増加していく。

〔第２電流増加制御（第２電流増加ステップ）〕
第１電流増加制御の後に、制御部１４は、第２電流増加制御を行う。具体的には、制御部１４は、第１電流増加制御において溶接電流ｉｗが予め定められた切換電流に到達した以後（図３の例では溶接電流ｉｗが第３電流ｉ３に到達した直後）に、第２電流増加制御を行う。例えば、制御部１４は、溶接電流ｉｗを検出し、溶接電流ｉｗが切替電流に到達したことを受けて第２電流増加制御を開始してもよい。第２電流増加制御では、制御部１４は、溶接電流ｉｗが予め定められた第２電流増加速度（第１電流増加速度よりも低い電流増加速度）で増加するように、電力変換部１１の動作（具体的には第１スイッチング部１０２のスイッチング動作）を制御して溶接電流ｉｗを制御する。なお、第２電流増加制御では、第２スイッチング部１０５は、導通状態のまま維持される。

図３の例では、時点ｔ１３ａから時点ｔ１４までの期間において第２電流増加制御が継続され、溶接電流ｉｗが第３電流ｉ３から第２電流増加速度で次第に増加していく。

〔送給速度変更制御〕
なお、図５に示すように、送給速度変更制御は、第２電流増加制御が開始された以後（この例では直後）に行われてもよい。すなわち、制御部１４は、第２電流増加制御が開始された以後に、ワイヤ送給速度Ｗｆが第１送給速度Ｗｆ１から第２送給速度Ｗｆ２に変化するように、ワイヤ送給部２１の動作を制御するものであってもよい。例えば、制御部１４は、溶接電流ｉｗが切替電流に到達したことを受けて送給速度変更制御を実行してもよい。

〔実施形態の変形例１の効果〕
以上のように、第１電流増加制御が開始された以後（溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から短絡待機時間が経過した時点以降）に、送給速度変更制御を行うことにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の接触状態が比較的に軽度であり短絡開始から短絡開放までの時間（短絡時間）が比較的に短い場合に、送給速度変更制御が行われないようにすることができる。これにより、送給速度変更制御を効果的に行うことができる。

（実施形態の変形例２）
実施形態の変形例２のアーク溶接装置１０は、送給速度変更制御のタイミングが実施形態のアーク溶接装置１０と異なる。実施形態の変形例２のアーク溶接装置１０のその他の構成および動作は、実施形態のアーク溶接装置１０の構成および動作と同様である。

実施形態の変形例２では、送給速度変更制御は、電流減少制御が開始された以後（例えば直後）に行われる。すなわち、制御部１４は、電流減少制御が開始された以後に、ワイヤ送給速度Ｗｆが第１送給速度Ｗｆ１から第２送給速度Ｗｆ２に変化するように、ワイヤ送給部２１の動作を制御する。例えば、制御部１４は、くびれの検出を受けて、送給速度変更制御を実行してもよい。

〔実施形態の変形例２の効果〕
以上のように、電流減少制御が開始された以後（溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から短絡待機時間が経過した時点以降）に、送給速度変更制御を行うことにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の接触状態が比較的に軽度であり短絡開始から短絡開放までの時間（短絡時間）が比較的に短い場合に、送給速度変更制御が行われないようにすることができる。これにより、送給速度変更制御を効果的に行うことができる。

（実施形態の変形例３）
実施形態の変形例３のアーク溶接装置１０は、制御部１４の動作が実施形態のアーク溶接装置１０と異なる。実施形態の変形例３のアーク溶接装置１０のその他の構成および動作は、実施形態のアーク溶接装置１０の構成および動作と同様である。

〔電力積算動作（電力積算ステップ）〕
実施形態の変形例３では、制御部１４は、くびれ検出動作の代わりに、電力積算動作を行う。電力積算動作では、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１とに供給された電力を積算して得られる電力積算値を導出する。なお、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１とに供給される電力は、溶接電流ｉｗと溶接電圧Ｖｗとの積に基づいて算出することが可能である。

〔電流減少制御（電流減少ステップ）〕
また、実施形態の変形例３では、制御部１４は、くびれ検出動作により検出される溶滴のくびれの代わりに、電力積算動作により導出される電力積算値に基づいて、電流減少制御を行う。具体的には、制御部１４は、電流増加制御を開始し、その後、電力積算動作を開始する。制御部１４は、電力積算値が予め定められた電力積算閾値よりも大きいかを決定する。制御部１４は、電力積算値が電力積算閾値に到達した以後（例えば直後）に、制御部１４は、電流減少制御を開始する。なお、電力積算閾値は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間の短絡が開放される直前であるとみなすことができるときの電力積算値に設定される。電力積算閾値は、固定値であってもよい。

〔送給速度変更制御〕
また、実施形態の変形例３では、送給速度変更制御は、短絡待機時間が経過して電流増加制御が開始された以後（例えば直後）に行われる。すなわち、制御部１４は、電流増加制御が開始された以後に、ワイヤ送給速度Ｗｆが第１送給速度Ｗｆ１から第２送給速度Ｗｆ２に変化するように、ワイヤ送給部２１の動作を制御する。

〔実施形態の変形例３の効果〕
以上のように、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１とに供給された電力を積算して得られる電力積算値に基づいて、電流減少制御を行うことにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との間に形成される溶滴のくびれの有無に基づいて電流減少制御が行われる場合よりも、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放の直前に電流減少制御を正確に行うことができる。

具体的に説明すると、例えば、電気的に導通している共通の母材Ｂ１または共通の冶具上の母材Ｂ１に対して複数台のアーク溶接装置１０により溶接を行う場合、他の溶接の影響を受けてノイズなどの外乱が生じるおそれがある。また、溶接ワイヤＷ１がアルミや銅を含む低抵抗値の材料の場合、電圧変化が小さくなるおそれがある。このような場合、電圧を正確に検出することが難しく、くびれ検出を正確に行うことが困難となる。一方、電力積算値に基づいて電流減少制御を行うことにより、上記のような場合であっても、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放の直前に電流減少制御を正確に行うことができる。

また、電流増加制御が開始された以後（すなわち溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から短絡待機時間が経過した時点以降）に、送給速度変更制御を行うことにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の接触状態が比較的に軽度であり短絡開始から短絡開放までの時間（短絡時間）が比較的に短い場合に、送給速度変更制御が行われないようにすることができる。これにより、送給速度変更制御を効果的に行うことができる。

（実施形態の変形例４）
実施形態の変形例４のアーク溶接装置１０は、送給速度変更制御のタイミングが実施形態のアーク溶接装置１０と異なる。実施形態の変形例４のアーク溶接装置１０のその他の構成および動作は、実施形態のアーク溶接装置１０の構成および動作と同様である。

実施形態の変形例４では、送給速度変更制御は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から予め定められた短絡待機時間が経過した以後に行われる。すなわち、制御部１４は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から短絡待機時間が経過した以後（例えば直後）に、ワイヤ送給速度Ｗｆが第１送給速度Ｗｆ１から第２送給速度Ｗｆ２に変化するように、ワイヤ送給部２１の動作を制御する。このように、送給速度変更制御は、電流増加制御、電流減少制御および復帰制御のような溶接電流に関する制御とは独立して実行されてもよい。

〔実施形態の変形例４の効果〕
以上のように、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から短絡待機時間が経過した以後に、送給速度変更制御を行うことより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の接触状態が比較的に軽度であり短絡開始から短絡開放までの時間（短絡時間）が比較的に短い場合に、送給速度変更制御が行われないようにすることができる。これにより、送給速度変更制御を効果的に行うことができる。

なお、短絡待機時間は、溶接ワイヤＷ１の特徴（材質や径など）に応じて設定されてもよいし、溶接電流ｉｗの電流域に応じて設定されてもよい。例えば、短絡待機時間は、溶接ワイヤＷ１の材質毎に最適な時間に設定されてもよいし、溶接電流ｉｗの電流域毎に最適な時間に設定されてもよい。このような短絡待機時間の最適な時間は、実験などにより求めることが可能である。

（その他の実施形態）
以上の説明において、電流増加制御における溶接電流ｉｗの傾き（増加速度）は、溶接ワイヤＷ１の特徴（材質や径など）や、溶接電流ｉｗの電流域や、顧客の要望などに応じて設定されてもよい。例えば、溶接の安定性よりもスパッタの低減をより強く求められている場合は、電流増加制御における溶接電流ｉｗの傾きを小さくすることが好ましい。例えば、電流増加制御における溶接電流ｉｗの通常の傾きが「１００Ａ/ｍｓ」であるとすると、溶接の安定性よりもスパッタの低減をより強く求められている場合、電流増加制御における溶接電流ｉｗの傾きを通常の傾きよりも小さい傾き（例えば１０Ａ/ｍｓ）にしてもよいし、電流増加制御における溶接電流ｉｗの傾きをゼロにして電流増加制御が行われないようにしてもよい。ただし、このような場合は、ジュール発熱による短絡開放が期待できないので、短絡開放を促進させるために第２送給速度Ｗｆ２を負の値（逆送）とすることが好ましい。特に、電流増加制御が行われないようにする場合は、第２送給速度Ｗｆ２の大きさ（絶対値）を、通常の送給速度である第１送給速度Ｗｆ１の大きさの１．５倍以上にすることが好ましい。

また、以上の説明において、第１送給速度Ｗｆ１が正の方向に大きくなるに連れて、第２送給速度Ｗｆ２が負の方向に大きくなるようになっていてもよい。

第１送給速度Ｗｆ１が正の方向に大きくなるに連れて、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が発生した際に、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との接触が密に接触しやすくなる。また、第２送給速度Ｗｆ２が負の方向に大きくなるに連れて、溶接ワイヤＷ１が母材Ｂ１から素早く離されるようになる。したがって、第１送給速度Ｗｆ１が正の方向に大きくなるに連れて、第２送給速度Ｗｆ２が負の方向に大きくなるようにすることにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が発生した際に、溶接ワイヤＷ１を母材Ｂ１から効果的に引き離すことできる。

また、以上の説明において、第２送給速度Ｗｆ２は、溶接ワイヤＷ１を構成する材料の種類に応じて設定されてもよい。

例えば、アルミニウムやアルミニウム合金や銅や銅合金などの抵抗値が比較的に低い材料（以下「低抵抗材料」と記載）で溶接ワイヤＷ１が構成される場合、溶接ワイヤＷ１の抵抗値が低くなっているので、溶接ワイヤＷ１に溶接電流を印加しても溶接ワイヤＷ１がジュール発熱しにくく、溶接ワイヤＷ１に入熱が入りにくい。そのため、溶接ワイヤＷ１に溶接電流を印加し続けたとしても、溶接ワイヤＷ１の先端が溶けにくいので、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との接触による溶接ワイヤＷ１に座屈が生じやすい。したがって、低抵抗材料で溶接ワイヤＷ１が構成される場合、第２送給速度Ｗｆ２を負の値に設定し、送給速度変更制御において母材Ｂ１から離れる方向である逆送方向に溶接ワイヤＷ１を送ることが好ましい。これにより、溶接ワイヤＷ１の座屈の発生を防止することができ、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放を促進させることができる。

また、軟鋼やステンレスなどの抵抗値が比較的に高い材料（以下「高抵抗材料」と記載）で溶接ワイヤＷ１が構成される場合、溶接ワイヤＷ１の抵抗値が比較的に高くなっているので、溶接ワイヤＷ１に溶接電流を印加すると溶接ワイヤＷ１がジュール発熱しやすく、溶接ワイヤＷ１に入熱が入りやすい。そのため、溶接ワイヤＷ１の先端が溶けやすいので、溶接ワイヤＷ１に座屈が生じにくい。したがって、高抵抗材料で溶接ワイヤＷ１が構成される場合、第２送給速度Ｗｆ２を正の値（第１送給速度Ｗｆ１よりも小さい正の値）またはゼロに設定し、送給速度変更制御において母材Ｂ１へ向けて送給される溶接ワイヤＷ１を減速または停止させることが好ましい。これにより、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放を効果的に促進させることができる。

また、以上の説明において、短絡待機時間は、溶接ワイヤＷ１を構成する材料の種類および溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆ（具体的には第１送給速度Ｗｆ１）のうち少なくとも一方に応じて設定されてもよい。

例えば、高抵抗材料で溶接ワイヤＷ１が構成される場合の短絡待機時間を、低抵抗材料で溶接ワイヤＷ１が構成される場合の短絡待機時間よりも長くしてもよい。具体的には、低抵抗材料で溶接ワイヤＷ１が構成される場合、短絡待機時間は、100μsec以上で且つ1000μsec以下の時間に設定されることが好ましい。また、高抵抗材料で溶接ワイヤＷ１が構成される場合、短絡待機時間は、100μsec以上で且つ3000μsec以下の時間に設定されることが好ましく、特に、スパッタ低減を考慮すると2000μsec以上で且つ3000μsec以下の時間に設定されることが好ましい。短絡待機時間を長くすると、溶接ワイヤＷ１に対する予熱時間が長くなるので、短絡開放電流（短絡開放時の溶接電流ｉｗ）を低下させることが可能となる。例えば、短絡待機時間を100μsecから2000μsecにすると、短絡開放電流が300Aから200Aに低下する。このように、短絡開放電流を低下させることにより、スパッタを低減することができる。なお、短絡待機時間を長くしすぎると、短絡開始から短絡開放までの時間がばらついて溶接が不安定になるので、短絡待機時間は、3000μsec以下であることが好ましい。

また、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆ（具体的には第１送給速度Ｗｆ１）が大きくなるに連れて、短絡待機時間を短くしてもよい。なお、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが大きくなるに連れて、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との接触による溶接ワイヤＷ１の座屈が発生しやすくなる。したがって、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが大きくなるに連れて短絡待機時間を短くすることにより、溶接ワイヤＷ１の座屈の発生を抑制することができる。

図４は、溶接ワイヤＷ１を構成する材料の種類および溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆに応じた短絡待機時間を例示する。図４の例では、溶接ワイヤＷ１を構成する材料が「アルミニウム」であり、且つ、溶接ワイヤＷ１の送給速度Ｗｆが「3m/min」である場合、短絡待機時間は、「1000μsec」に設定される。

また、以上の説明では、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された時点から所定の時間（例えば短絡待機時間）が経過した以後に送給速度変更制御が行われる場合を例に挙げたが、送給速度変更制御は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が検出された直後に行われてもよい。なお、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡が開放される前までに送給速度変更制御が行われる（開始される）ことは言うまでもない。また、送給制御復帰制御の開始は、溶接ワイヤＷ１と母材Ｂ１との短絡の開放が検出された時点、短絡の開放が検出された時点の直後、または、短絡の開放が検出された時点の後の近傍であることが好ましい。

また、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、ここに開示する技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、ここに開示する技術は、アーク溶接技術として有用である。

１ アーク溶接システム
Ｗ１ ワイヤ
Ｂ１ 母材
Ｓ１ 電源
１０ アーク溶接装置
１１ 電力変換部
１２ 溶接電流検出部
１３ 溶接電圧検出部
１４ 制御部
２１ ワイヤ送給部
２２ 溶接トーチ
３０ 設定部
ｉｗ 溶接電流
Ｖｗ 溶接電圧
Ｗｆ 送給速度
Ｗｆ１ 第１送給速度
Ｗｆ２ 第２送給速度

Claims (8)

1. 消耗電極である溶接ワイヤを母材へ向けて送給し、ピーク電流と前記ピーク電流よりも小さなベース電流とを交互に含むパルス状の溶接電流を前記溶接ワイヤと前記母材とに流すことにより、前記溶接ワイヤと前記母材との間にアークを発生させて前記母材を溶接するアーク溶接方法であって、
   前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を検出する短絡検出ステップと、
   前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された以後に、前記溶接ワイヤの送給速度を、第１送給速度から、前記溶接ワイヤが前記母材へ向かう方向の速度を正とした場合に前記第１送給速度よりも負側となる第２送給速度へ変化させる送給速度変更ステップと、
   前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された時点から予め定められた短絡待機時間が経過した以後に、前記溶接電流を増加させる電流増加ステップと、
   前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された時点から前記溶接ワイヤと前記母材とに供給された電力を積算して得られる電力積算値を検出する電力積算ステップと、
   前記電流増加ステップが開始され、その後、前記電力積算ステップにより導出される前記電力積算値が予め定められた電力積算閾値に到達した以後に、前記溶接電流を減少させる電流減少制御ステップとを備え、
   前記送給速度変更ステップは、前記電流増加ステップが開始された以後に行われることを特徴とするアーク溶接方法。
2. 請求項１において、
   前記電流増加ステップは、
   前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された時点から前記短絡待機時間が経過した以後に、予め定められた第１電流増加速度で前記溶接電流を増加させる第１電流増加ステップと、
   前記第１電流増加ステップの後に、前記第１電流増加速度よりも低い第２電流増加速度で前記溶接電流を増加させる第２電流増加ステップとを含み、
   前記送給速度変更ステップは、前記第２電流増加ステップが開始された以後に行われることを特徴とするアーク溶接方法。
3. 請求項２において、
   前記溶接ワイヤと前記母材との間に形成される溶滴にくびれが生じていることを検出するくびれ検出ステップと、
   前記電流増加ステップが開始され、その後、前記くびれ検出ステップにより前記くびれが検出された以後に、前記溶接電流を減少させる電流減少制御ステップとを備えることを特徴とするアーク溶接方法。
4. 請求項１において、さらに、前記電力積算値が所定の閾値よりも大きいかどうかを決定するステップを備え、
   前記所定の閾値は、固定値であるアーク溶接方法。
5. 請求項１において、
   前記送給速度変更ステップは、前記短絡検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡が検出された時点から予め定められた短絡待機時間が経過した以後に行われることを特徴とするアーク溶接方法。
6. 請求項１～５のいずれか１つにおいて、
   前記溶接ワイヤと前記母材との短絡の開放を検出する短絡開放検出ステップと、
   前記短絡開放検出ステップにより前記溶接ワイヤと前記母材との短絡の開放が検出された以後に、前記溶接ワイヤの送給速度を前記第２送給速度から前記第１送給速度に戻す送給速度復帰ステップとを備えていることを特徴とするアーク溶接方法。
7. 請求項１～６のいずれか１つにおいて、
   前記第１送給速度が正の方向に大きくなるに連れて、前記第２送給速度が負の方向に大きくなることを特徴とするアーク溶接方法。
8. 消耗電極である溶接ワイヤがワイヤ送給部により母材へ向けて送給され、前記溶接ワイヤと前記母材との間に、ピーク電流と前記ピーク電流よりも小さなベース電流とを交互に含むパルス状の溶接電流を流すことにより、前記溶接ワイヤと前記母材との間にアークを発生させて前記母材を溶接するアーク溶接装置であって、
   前記溶接ワイヤと前記母材とに前記溶接電流を流す電力変換部と、前記溶接ワイヤと前記母材との短絡を検出した以後に、前記溶接ワイヤの送給速度が、第１送給速度から、前記溶接ワイヤが前記母材へ向かう方向の速度を正とした場合に前記第１送給速度よりも負側となる第２送給速度へ変化するように前記ワイヤ送給部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記溶接ワイヤの短絡を検出した後に前記溶接電流が増加するように前記電力変換部を制御し、
   前記溶接ワイヤの短絡を検出した後に前記溶接ワイヤに供給された電力を積算して電力積算値を算出し、前記電力積算値が、固定された閾値よりも大きいかどうかを決定し、
   前記電力積算値が前記固定された閾値よりも大きいという決定の後に、前記溶接電流が低下するように前記電力変換部を制御することを特徴とするアーク溶接装置。

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