JPH071130A - 消耗電極式アーク溶接制御方法及び電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、溶接中に溶接電源装置の外部特性を
高速度で切り換え制御することによって、アーク再発生
と短絡との繰り返し周期の安定性の向上を図るための消
耗電極式アーク溶接制御方法及び電源装置である。 【構成】送給速度信号、ワイヤ種類選択信号及びシール
ドガス種類選択信号によって、複数の外部特性から成る
特定の特性グループを選択し、溶接電流検出信号を入力
として、短絡状態であって短絡継続時間が設定短絡時間
未満であるときは、低電流を通電する選択された特性グ
ループの外部特性１とし、短絡状態であって短絡継続時
間が設定短絡時間よりも長いときは、大電流を通電する
選択された特性グループの外部特性２とし、アーク発生
状態であるときは、アーク電流を通電する選択された特
性グループの外部特性３とする消耗電極式アーク溶接制
御方法及び電源装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＯ2 ガス、ＭＡＧガ
ス等を使用する消耗電極式アーク溶接方法で溶接すると
きに、溶接中に溶接電源装置の外部特性を高速度で制御
することによって、溶接状態の安定性の向上を図るため
の消耗電極式アーク溶接制御方法及び電源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】溶接電源装置の外部特性を、溶接中に溶
接負荷状態に応じて切り換えて、アークと短絡との繰り
返しを制御して、溶接状態の安定性の向上を図る試みが
従来より提案されている。

【０００３】その一例として、図１に、アーク発生と短
絡発生とを繰り返して溶滴移行を行わせる溶接方法（以
下、短絡移行溶接という）における溶接電源装置の外部
特性（以下、外部特性という）、被溶接物と消耗電極ワ
イヤ（以下、ワイヤという）との溶接負荷特性（以下、
負荷特性という）及び外部特性と負荷特性とによって定
まる動作点の過渡的な軌跡を示す。同図において、直線
及び折れ線の実線は外部特性であって、溶接電流値Ｉａ
［Ａ］と溶接電源出力電圧値ｅ［Ｖ］との関係を示し、
直線の点線は負荷特性であって、溶接電流値Ｉａ［Ａ］
と溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］との関係を示し、矢印の実
線は動作点の軌跡であって、溶接電流値Ｉａ［Ａ］と溶
接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］との関係を示す。

【０００４】また、図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ
従来技術の短絡移行溶接中の溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］
及び溶接電流値Ｉａ［Ａ］の時間ｔの経過に対する波形
を示す図であり、同図（Ｃ）は、それらに対応するワイ
ヤ先端１ａに成長した溶滴１ｂが被溶接物２上の溶融池
２ａに移行する状態を説明する移行状態図である。図１
及び図２（Ａ）乃至（Ｃ）は、ワイヤ送給速度３．５
［ｍ／ｍｉｎ］、ワイヤ種類ＹＧＷ１２（ＪＩＳ Ｚ
３３１２）、ワイヤ直径１．２［ｍｍ］及びシールドガ
スの種類ＣＯ2 を使用して、平均溶接電流値１５０
［Ａ］、平均溶接負荷電圧値１９［Ｖ］で溶接した場合
である。以下、図１及び図２（Ａ）乃至（Ｃ）を参照し
て、従来技術の動作説明を行う。

【０００５】（１）図２（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ0 〜
ｔ1 の動作説明。ワイヤ先端１ａの溶滴１ｂと溶融池２
ａとが短絡状態になったことを時刻ｔ0において検出
し、外部特性を図１の外部特性１（符号Ｆ及びＧから成
る直線の特性）に切り換える。このとき短絡状態にある
ために、負荷特性は図１の点線で示す抵抗特性イ−イ′
となり、溶接電流値Ｉａ［Ａ］及び溶接負荷電圧値Ｖａ
［Ｖ］の動作点は、外部特性１と負荷特性イーイ′との
交点Ａとなる。この期間では、図２（Ｃ）に示すよう
に、時刻ｔ0 において溶滴１ｂが溶融池２ａに接触した
状態になる。この接触状態をより完全にし、溶滴１ｂを
円滑に移行させるために、図２（Ｂ）に示すように、期
間ｔ0 〜ｔ1 において溶接電流値Ｉａ［Ａ］を、後述す
る期間ｔ1 〜ｔ2 の溶接電流値よりも低い値に保持して
いる。なお、期間ｔ0 〜ｔ1 における設定短絡時間（外
部特性１の設定時間）ＴＳ１は、数ｍｓ程度に予め設定
されている。

【０００７】（２）図２（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ1 〜
ｔ2 の動作説明。短絡の継続時間ＴＳが図２（Ａ）に示
す設定短絡時間ＴＳ１を経過した時刻ｔ1 において、外
部特性を図１の外部特性１から外部特性２（符号Ｆ及び
Ｈから成る直線の特性）に切り換える。このとき、負荷
特性は継続して抵抗特性イ−イ′であるので、溶接電流
値Ｉａ［Ａ］及び溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］の動作点
は、外部特性２と負荷特性イーイ′との交点Ｂとなる。
この期間中に、動作点を交点Ｂに移行させることによっ
て溶接電流値Ｉａ［Ａ］を増加させてピンチ力を大にす
る。このピンチ力を大にすることによって、図２（Ｃ）
に示すように、ワイヤ先端１ａと溶滴１ｂとが分離でき
るようになる状態を促進させて溶滴１ｂを溶融池２ａに
移行させる。

【０００９】（３）図２（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ2 〜
ｔ3 の動作説明。ワイヤ１と被溶接物２との間にアーク
３が再発生したことを検出して時刻ｔ2において、外部
特性を図１の外部特性３（符号Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＭから成
る折れ線の特性）に切り換える。このときの負荷特性は
アーク特性ハ−ハ′となり、動作点はアーク再発生直後
の動作点Ｃから徐々に移動して、外部特性３とアーク特
性ハーハ′との交点Ｄに達する。この期間中では、アー
ク再発生直後に大きな溶接電流値Ｉａ［Ａ］が通電され
ることによって、図２（Ｃ）に示すように、ワイヤ先端
１ａの溶融を促進させて溶滴１ｂを成長させる。その
後、動作点の移動にともない溶接電流値Ｉａ［Ａ］は徐
々に減少してアーク力は小さくなり、溶滴１ｂに働いて
いる押し上げ力を小さくする。このことで溶滴１ｂは、
図２（Ｃ）に示すように重力によって垂れ下がり、溶融
池２ａと接触する。

【００１４】以上のように、ワイヤ先端１ａの溶滴１ｂ
の移行状態に応じて外部特性を最適化しており、上記
（１）乃至（３）の動作を繰り返すことによって、溶滴
移行が規則正しく行なわれ、溶接状態の安定性が向上す
る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
ワイヤ送給速度、ワイヤの種類及びシールドガスの種類
を変更しても、図１に示す外部特性１乃至３は、変化し
ないで同一のままである。図１に示した外部特性１乃至
３の組み合わせにおいては、ワイヤ送給速度３．５［ｍ
／ｍｉｎ］、ワイヤ種類ＹＧＷ１２、ワイヤ直径１．２
［ｍｍ］及びシールドガスの種類ＣＯ2 を使用して、適
正な溶接条件において短絡移行溶接を行ったときにおい
ては、図２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すような安定した溶接
状態が得られる。

【００２１】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の外部特性
１乃至３を使用し、ワイヤ送給速度だけを７．０［ｍ／
ｍｉｎ］に変化させ、それ以外の条件、すなわちワイヤ
種類ＹＧＷ１２、ワイヤ直径１．２［ｍｍ］及びシール
ドガス種類ＣＯ2 を同一の溶接条件で溶接を行ったとき
の溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］及び溶接電流値Ｉａ［Ａ］
の時間ｔの経過に対する波形を示す図である。同図
（Ｃ）は、そのときのワイヤ先端１ａに成長した溶滴１
ｂが被溶接物２上の溶融池２ａに移行する状態を説明す
る移行状態図である。

【００２３】同図において、期間t2〜t4の溶接電流値Ｉ
ａは図１の外部特性３によって決まる。しかし、ワイヤ
送給速度を７．０［ｍ／ｍｉｎ］のように速い速度にす
ると、図１の外部特性３によって決まる範囲の溶接電流
値Ｉａでは小さすぎるために、ワイヤ先端１ａに溶滴１
ｂが十分に形成されないうちに短絡状態になる。そし
て、期間t4〜t5の短絡状態での溶接電流値Ｉａも図１の
外部特性２によって決まるために、速いワイヤ送給速度
においては、短絡状態の溶接電流値Ｉａが小さく、まだ
十分に溶融していないワイヤ先端１ａを溶融池２ａから
ピンチ力によって円滑に離脱させることができない。そ
のために、短絡状態が長い期間継続し、ワイヤ先端１ａ
がジュール熱で加熱されてワイヤが溶断し、短絡状態か
らアークに移行する。このワイヤの溶断によってアーク
長が非常に長くなるので、アークを維持することができ
ないでアーク切れが発生する。そして、再度、ワイヤ先
端１ａが溶融池２ａに接触してアークが発生する。この
ように、アーク切れとアークの再発生とが繰り返される
ために、規則正しい短絡移行状態が得られない。

【００３０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、図１
３のクレーム対応図に示すように、消耗電極式アーク溶
接制御方法において、送給速度設定信号Ｗａ、ワイヤ種
類選択信号Ｗｃ及びシールドガス種類選択信号Ｗｄによ
って特定の外部特性の特性グループを選択する特性グル
ープ選択ステップ（例えば、図１１のＳＰ１乃至ＳＰ
４）と、

【００３１】溶接電流値Ｉａを検出して溶接電流検出信
号Ｉｃを出力する溶接電流検出ステップ（例えば、図１
１のＳＰ５）と、

【００３２】溶接負荷電圧値Ｖａを検出して溶接電圧検
出信号Ｖｃを出力し、短絡状態かアーク発生状態かを判
別する短絡アーク判別ステップ（例えば、図１２のＳＰ
９）と、

【００３３】短絡状態であって短絡の継続時間ＴＳが設
定短絡時間（外部特性１の設定時間）ＴＳ１未満である
ときは、溶接電流検出信号Ｉｃを入力として、第１の外
部特性を形成する出力電圧設定信号Ｖｓに相当する信号
（ディジタル出力電圧設定信号Ｖｄ）を外部特性データ
記憶回路ＲＯＭから出力して、低電流値の溶接電流を通
電する第１の外部特性の出力ステップ（例えば、図１２
のＳＰ１０乃至ＳＰ１２）と、

【００３４】短絡状態であって短絡の継続時間ＴＳが設
定短絡時間（ＴＳ１）以上のときは、溶接電流検出信号
Ｉｃを入力として、第２の外部特性を形成する出力電圧
設定信号Ｖｓに相当する信号（ディジタル出力電圧設定
信号Ｖｄ）を外部特性データ記憶回路ＲＯＭから出力し
て、大電流の溶接電流を通電する第２の外部特性の出力
ステップ（例えば、図１２のＳＰ１０、ＳＰ１１及びＳ
Ｐ１６）と、

【００３５】アーク発生状態であるときは、溶接電流検
出信号Ｉｃを入力として、第３の外部特性を形成する出
力電圧設定信号Ｖｓに相当する信号（ディジタル出力電
圧設定信号Ｖｄ）を外部特性データ記憶回路ＲＯＭから
出力して、アーク電流を通電する第３の外部特性の出力
ステップ（例えば、図１２のＳＰ１５及びＳＰ１７）と
から成る消耗電極式アーク溶接制御方法である。

【００４０】請求項２の発明は、図１１及び図１２に示
すフローチャートに記載した消耗電極式アーク溶接制御
方法において、図８の送給速度設定回路ＷＡが出力する
送給速度設定信号Ｗａを、送給速度ディジタル信号変換
回路ＡＤＷによってディジタル送給速度設定信号Ｗｂに
変換し、中央演算処理回路ＣＰＵに読み込み、一時記憶
回路ＲＡＭに記憶する送給速度記憶ステップ１（ＳＰ
１）と、

【００４１】図８のワイヤ種類選択回路ＷＣが出力する
ワイヤ種類選択信号Ｗｃを中央演算処理回路ＣＰＵに読
み込み、一時記憶回路ＲＡＭに記憶するワイヤ種類記憶
ステップ２（ＳＰ２）と、

【００４２】図８のシールドガス種類選択回路ＷＤが出
力するシールドガス種類選択信号Ｗｄを中央演算処理回
路ＣＰＵに読み込み、一時記憶回路ＲＡＭに記憶するシ
ールドガス種類記憶ステップ３（ＳＰ３）と、

【００４３】ステップ１乃至ステップ３の少なくとも一
つのステップを実施してデータを記憶した後に、ディジ
タル送給速度設定信号Ｗｂ、ワイヤ種類選択信号Ｗｃ及
びシールドガス種類選択信号Ｗｄの少なくとも一つの信
号によって、後述する表１に示す設定条件の分岐を行
い、外部特性のＡ１グループ乃至Ｄ３グループから特定
の１グループを選択する特性グループ選択ステップ４
（ＳＰ４）と、

【００４４】図８の溶接電流検出回路ＣＤによって溶接
電流値Ｉａを検出して、溶接電流検出信号Ｉｃを出力す
る溶接電流検出ステップ５（ＳＰ５）と、

【００４５】短絡継続時間カウント値Ｎｓを０にリセッ
トし、割り込みタイマ時限Ｔｃを設定する初期設定ステ
ップ６（ＳＰ６）と、

【００４６】初期設定ステップ６の後に、タイマ割り込
みの有無を判別し、割り込み有のときは後述するステッ
プ８（ＳＰ８）に進み、割り込み無のときは、次のタイ
マ割り込みが有るまで継続する割り込み判別ステップ７
（ＳＰ７）と、

【００４７】タイマ割り込みがあった後に、図８の溶接
電流検出回路ＣＤによって検出した溶接電流検出信号Ｉ
ｃをディジタル溶接電流検出信号Ｉｂに変換して一時記
憶回路ＲＡＭに記憶する溶接電流記憶ステップ８（ＳＰ
８）と、

【００４８】溶接電流検出信号の記憶後に、図８の溶接
電圧検出信号Ｖｃを入力とする短絡判別回路ＶＴから短
絡判別信号Ｖｔを中央演算処理回路ＣＰＵに読み込み、
短絡状態かアーク発生状態かの判別を行い、短絡状態の
ときはステップ１０（ＳＰ１０）に進み、アーク発生状
態のときは後述するステップ１５（ＳＰ１５）に進む短
絡アーク判別ステップ９（ＳＰ９）と、

【００４９】短絡アーク判別ステップ９で短絡状態のと
きは、短絡継続時間カウント値Ｎｓをカウントアップし
てＮｓ＋１にする短絡カウントステップ１０（ＳＰ１
０）と、

【００５１】短絡カウントステップ１０の短絡継続時間
カウント値Ｎｓと短絡時間カウント設定値（外部特性１
の継続時間カウント設定値）Ｎｓ１とを比較し、Ｎｓ＜
Ｎｓ１のときは後述するステップ１２（ＳＰ１２）に進
み、Ｎｓ≧Ｎｓ１のときは、後述するステップ１６（Ｓ
Ｐ１６）に進む短絡時間比較ステップ１１（ＳＰ１１）
と、

【００５２】短絡時間比較ステップ１１でＮｓ＜Ｎｓ１
のときは、外部特性データ記憶回路ＲＯＭから、低電流
値の溶接電流を通電する外部特性１のディジタル溶接電
流検出信号Ｉｂに対応したディジタル出力電圧設定信号
Ｖｄを読み出す第１の外部特性出力ステップ１２（ＳＰ
１２）と、

【００５３】図８の外部特性データ記憶回路ＲＯＭから
読み出したディジタル出力電圧設定信号Ｖｄを、Ｄ／Ａ
変換回路ＤＡによってアナログ出力電圧設定信号Ｖｓに
変換し、比較回路ＣＭを通じて電力制御回路１０に出力
し、後述するステップ１４に進む電力制御ステップ１３
（ＳＰ１３）と、

【００５４】短絡時間比較ステップ１１でＮｓ≧Ｎｓ１
のときは、図８の外部特性データ記憶回路ＲＯＭから、
大電流値の溶接電流を通電する外部特性２のディジタル
溶接電流検出信号Ｉｂに対応したディジタル出力電圧設
定信号Ｖｄを読み出し、前述した電力制御ステップ１３
に進む第２の外部特性出力ステップ１６（ＳＰ１６）
と、

【００５５】短絡アーク判別ステップ９でアーク発生状
態のときは、短絡継続時間カウント値Ｎｓを０にリセッ
トする短絡リセットステップ１５（ＳＰ１５）と、

【００５６】短絡リセットステップ１５の後に、図８の
外部特性データ記憶回路ＲＯＭから、アーク発生時の溶
接電流を通電する外部特性３のディジタル溶接電流検出
信号Ｉｂに対応したディジタル出力電圧設定信号Ｖｄを
読み出して電力制御ステップ１３に進む第３の外部特性
出力ステップ１７（ＳＰ１７）と、

【００５７】電力制御ステップ１３の実施後に、溶接終
了指令の有無を判別し、指令無のときは割り込み判別ス
テップ７（ＳＰ７）に戻り、指令有のときは溶接を終了
する溶接終了指令判別ステップ１４（ＳＰ１４）とから
構成される消耗電極式アーク溶接制御方法である。

【００６０】請求項３の発明は、図８のブロック図に示
すように、消耗電極式アーク溶接電源装置において、商
用電源ＰＳの特性を本発明に適応する溶接方法に適した
出力特性に変換する電力制御回路１０と、電力制御回路
１０の出力側の出力電圧を検出して出力電圧検出信号Ｖ
ｂを出力する出力電圧検出回路ＶＢと、溶接電流値Ｉａ
を検出して溶接電流検出信号Ｉｃを出力する溶接電流検
出回路ＣＤと、

【００６２】送給速度設定信号Ｗａを出力する送給速度
設定回路ＷＡと、送給速度設定信号Ｗａを入力としてワ
イヤ送給モータの制御を行う送給モータ制御回路ＷＢ
と、ワイヤの送給を行うワイヤ送給モータＷＭと、溶接
負荷電圧値Ｖａを検出して、溶接電圧検出信号Ｖｃを出
力する溶接電圧検出回路ＶＣと、溶接電圧検出信号Ｖｃ
を入力として、ワイヤと被溶接物間の短絡発生を判別
し、短絡判別信号Ｖｔを出力する短絡判別回路ＶＴと、
送給速度設定信号Ｗａを入力としてディジタル送給速度
設定信号Ｗｂを出力する送給速度ディジタル信号変換回
路ＡＤＷと、ワイヤの種類に対応したワイヤ種類選択信
号Ｗｃを出力するワイヤ種類選択回路ＷＣと、シールド
ガスの種類に対応したシールドガス種類選択信号Ｗｄを
出力するシールドガス種類選択回路ＷＤと、

【００６６】電力制御回路１０が出力する溶接電流調整
範囲の全溶接電流値Ｉａを、多数の溶接電流値Ｉａに相
当する信号群に順次に分割して記憶する溶接電流範囲記
憶信号Ｉｄに相当する信号及びこの信号Ｉｄに相当する
信号に対応した出力電圧設定信号Ｖｓに相当する信号
（例えばディジタル出力電圧設定信号Ｖｄ）から成る外
部特性設定データを複数組記憶する外部特性データ記憶
回路ＲＯＭと、

【００６８】溶接電流検出信号Ｉｃに相当する信号（例
えばディジタル溶接電流検出信号Ｉｂ）と短絡判別信号
Ｖｔとを入力として、上記の外部特性データ記憶回路Ｒ
ＯＭに記憶された複数組の外部特性データの中から、ま
ずディジタル送給速度設定信号Ｗｂ、ワイヤ種類選択信
号Ｗｃ及びシールドガス種類選択信号Ｗｄによって特定
の外部特性の特性グループを選択した後、上記の選択さ
れた特性グループから一つの外部特性のデータを決定し
て、溶接電流検出信号Ｉｂが指定した溶接電流範囲記憶
信号Ｉｄに対応した出力電圧設定信号Ｖｓに相当する信
号群を外部特性データ記憶回路ＲＯＭから読み出して出
力する中央演算処理回路ＣＰＵと、

【００６９】出力電圧検出信号Ｖｂと出力電圧設定信号
Ｖｓとを比較して、電力制御信号Ｃｍを電力制御回路１
０に出力する比較回路ＣＭとから構成される消耗電極式
アーク溶接電源装置である。

【００７０】

【作用】本発明では、表１に示すようにワイヤ送給速
度、ワイヤ種類及びシールドガスの種類によって自動的
に最適な外部特性の特性グループが選択される。

【００７１】表１は、本発明における外部特性の特性グ
ループＡ１グループ乃至Ｄ３グループから特定の１グル
ープを選択する方法を説明する条件分岐表である。

【００７２】ワイヤ送給速度が３．５［ｍ／ｍｉｎ］、
ワイヤ種類がＹＧＷ１２、ワイヤ直径が１．２［ｍｍ］
及びシールドガスの種類がＣＯ2 ガスの場合は、表１に
示すように特性グループのＡ１グループが選択され、図
１に示す外部特性１乃至３の外部特性の組み合わせとな
る。そして、ワイヤ送給速度が７［ｍ／ｍｉｎ］、ワイ
ヤ種類がＹＧＷ１２、ワイヤ直径が１．２［ｍｍ］及び
シールドガスの種類がＣＯ2 ガスの場合は、表１に示す
特性グループのＡ３グループが選択され、図４に示す外
部特性１乃至３の外部特性の組み合わせとなる。

【００７３】図１の外部特性が選択されたときの作用の
説明は、従来の技術の項で説明したので省略する。図５
（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図４の外部特性が選択さ
れたときの溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］及び溶接電流値Ｉ
ａ［Ａ］の時間ｔの経過に対する波形を示す図であり、
同図（Ｃ）は、それに対応するワイヤ先端１ａの溶滴１
ｂが移行する状態を説明する移行状態図であって、以
下、図４及び図５（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して作用を説
明する。

【００７４】（１）図５（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ0 〜
ｔ1 の動作説明。ワイヤ先端１ａの溶滴１ｂと溶融池２
ａとが短絡状態になったことを時刻ｔ0において検出
し、外部特性を図４の外部特性１（符号Ｆ及びＧから成
る直線の特性）に切り換える。図４の外部特性１と図１
の外部特性１とは同じ特性である。このとき短絡状態に
あるために、負荷特性は図４の点線で示す抵抗特性イ−
イ′となり、溶接電流値Ｉａ［Ａ］及び溶接負荷電圧値
Ｖａ［Ｖ］の動作点は、外部特性１と負荷特性イーイ′
との交点Ａとなる。

【００７５】この期間では、図５（Ｃ）に示すように、
時刻ｔ0 において溶滴１ｂが溶融池２ａに接触した状態
になる。この接触状態をより完全にし、溶滴１ｂを円滑
に移行させるために、図５（Ｂ）に示すように、期間ｔ
0 〜ｔ1 において溶接電流値Ｉａ［Ａ］を、後述する期
間ｔ1 〜ｔ2 の溶接電流値よりも低い値に保持してい
る。なお、期間ｔ0 〜ｔ1 における設定短絡時間（外部
特性１の設定時間）ＴＳ１は、数ｍｓ程度に予め設定さ
れている。

【００７６】（２）図５（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ1 〜
ｔ2 の動作説明。短絡の継続時間ＴＳが図５（Ａ）に示
す設定短絡時間ＴＳ１を経過した時刻ｔ1 において、外
部特性を図４の外部特性１から外部特性２（符号Ｆ及び
Ｈから成る直線の特性）に切り換える。このとき、負荷
特性は継続して抵抗特性イ−イ′であるので、溶接電流
値Ｉａ［Ａ］及び溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］の動作点
は、外部特性２と負荷特性イーイ′との交点Ｂとなる。

【００７７】図４の外部特性２は、図１の外部特性２と
は異なっており、交点Ｂの溶接電流値Ｉａは、図１の電
流値よりも大きくなっているのでピンチ力も大きくなっ
ている。このために、ワイヤ送給速度を図１のときより
も高速度に設定しても、図５（Ｂ）に示す外部特性２の
ときの短絡電流値が図２（Ｂ）のそれよりも大きくなる
ので、ピンチ力もそれよりも大きくなって、ワイヤ先端
１ａから溶滴１ｂが円滑に離脱して溶融池２ａに移行す
る。

【００８０】（３）図５（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ2 〜
ｔ3 の動作説明。ワイヤ１と被溶接物２との間にアーク
３が再発生したことを検出して時刻ｔ2において、外部
特性を図４の外部特性３（符号Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＭから成
る折れ線の特性）に切り換える。このときの負荷特性は
アーク特性ハ−ハ′となり、動作点はアーク再発生直後
の動作点Ｃから徐々に移動して外部特性３とアーク特性
ハーハ′との交点Ｄに達する。

【００８１】図４の外部特性３は、図１の外部特性３と
は異なっており、交点Ｃ及び交点Ｄの溶接電流値Ｉａ
は、それぞれ図１の電流値よりも大きくなっている。こ
のために、ワイヤ送給速度を図１のときよりも高速度に
設定しても、図５（Ｃ）に示すようにワイヤ先端１ａが
短時間で溶融するので溶滴１ｂを円滑に離脱させること
ができる。その後、動作点の移動にともない溶接電流値
Ｉａ［Ａ］は徐々に減少してアーク力は小さくなり、溶
滴１ｂに働いている押し上げ力も小さくなる。したがっ
て溶滴１ｂは、重力によって垂れ下がり、溶融池２ａに
接触する。

【００８２】次にシールドガスの種類が異なったときの
実施例を示す。この実施例において、ワイヤ送給速度が
３．５［ｍ／ｍｉｎ］、ワイヤ種類がＹＧＷ１２、ワイ
ヤ直径が１．２［ｍｍ］及びシールドガスの種類がＭＡ
Ｇガスの場合は、表１に示す特性グループのＣ１グルー
プが選択され、図６に示す外部特性１乃至３の外部特性
の組み合わせとなる。

【００８３】図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図６の
外部特性が選択されたときの溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］
及び溶接電流値Ｉａ［Ａ］の時間ｔの経過に対する波形
を示す図であり、同図（Ｃ）は、それに対応するワイヤ
先端１ａの溶滴１ｂが移行する状態を説明する移行状態
図であって、以下、図６及び図７（Ａ）乃至（Ｃ）を参
照して作用を説明する。

【００８５】（１）図７（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ0 〜
ｔ1 の動作説明。ワイヤ先端１ａの溶滴１ｂと溶融池２
ａとが短絡状態になったことを時刻ｔ0において検出
し、外部特性を図６の外部特性１（符号Ｆ及びＧから成
る直線の特性）に切り換える。図６の外部特性１と図１
の外部特性１とは同じ特性であり、作用についても図１
のときと同じであるので説明を省略する。

【００９０】（２）図７（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ1 〜
ｔ2 の動作説明。短絡の継続時間ＴＳが図７（Ａ）に示
す設定短絡時間ＴＳ１を経過した時刻ｔ1 において、外
部特性を図６の外部特性１から外部特性２（符号Ｆ及び
Ｈから成る直線の特性）に切り換える。このとき、負荷
特性は継続して抵抗特性イ−イ′であるので、溶接電流
値Ｉａ［Ａ］及び溶接負荷電圧値Ｖａ［Ｖ］の動作点
は、外部特性２と負荷特性イーイ′との交点Ｂとなる。

【００９２】図６の外部特性２は、図１の外部特性２と
は異なっており、交点Ｂの溶接電流値Ｉａは、図１の電
流値よりも小さくしているのでピンチ力が小さくなって
いる。その理由は、ＣＯ2 ガスの場合に比べて、ＭＡＧ
ガスの場合は、アーク力による押し上げ力が小さくなる
ために後述する期間ｔ2 〜ｔ3 において、ワイヤ先端１
ａに成長する溶滴１ｂが過大になることが少ない。この
ために、溶滴１ｂを溶融池２ａから円滑に離脱させるた
めには小さなピンチ力でよいので、交点Ｂの電流値を小
さくするように図６の外部特性２を変更している。した
がって、短絡時の電流値が小さくなるために、アーク再
生にともなうスパッタの発生を軽減することができる。

【００９５】（３）図７（Ａ）乃至（Ｃ）の期間ｔ2 〜
ｔ3 の動作説明。ワイヤ１と被溶接物２との間にアーク
３が再発生したことを検出して時刻ｔ2において、外部
特性を図６の外部特性３（符号Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＭから成
る折れ線の特性）に切り換える。このときの負荷特性は
アーク特性ハ−ハ′となり、動作点はアーク再発生直後
の動作点Ｃから徐々に移動して外部特性３とアーク特性
ハーハ′との交点Ｄに達する。

【００９６】図６の外部特性３は、図１の外部特性３と
は異なっており、交点Ｃ及び交点Ｄの溶接負荷電圧値Ｖ
ａは、それぞれ図１の電圧値よりも小さくなっている。
その理由は、ＭＡＧガスの場合は、ＣＯ2 ガスの場合に
比べて、同じアーク長を維持するための溶接負荷電圧値
Ｖａが小さいため、適正なアーク長に設定するためには
溶接負荷電圧Ｖａを小さく設定する必要があるためであ
る。

【０１００】以上のように、ワイヤ送給速度の設定値の
変更、シールドガスの種類の変更に対応させて最適な外
部特性を変更することによって、上記の動作を繰り返す
ことになり、溶滴移行が規則正しく行なわれ、溶接状態
の安定性を向上させることができる。なお、ワイヤの直
径の変更に対応させて最適な外部特性をしたり、これら
を組み合わせた変更についても同様に溶接状態を安定性
を向上させることができる。

【０１１０】

【実施例】

［図８の説明］。図８は、本発明の溶接電源装置の実施
例のブロック図であり、以下、同図を参照して説明す
る。ＷＬは、前述したワイヤ１と被溶接物２とアーク３
または短絡から成る溶接負荷である。商用電源ＰＳを本
発明を適応する溶接法に適した出力特性に変換する電力
制御回路１０、例えばインバータ制御の溶接電源装置の
場合には、図示していない一次整流回路、インバータ回
路、インバータ用変圧器、二次整流回路等の電力変換回
路及びその駆動回路を含んでいる。直流リアクトルＤＣ
Ｌは、電力制御回路１０の出力を平滑し、溶接負荷ＷＬ
に連続したエネルギーを通電する。出力電圧検出回路Ｖ
Ｂは、電力制御回路１０の出力電圧すなわち直流リアク
トルＤＣＬによって平滑される以前の出力電圧を検出し
て出力電圧検出信号Ｖｂを出力する。

【０１１２】溶接電流検出回路ＣＤは、溶接電流値Ｉａ
を検出して溶接電流検出信号ＩｃをＡ／Ｄ変換回路ＡＤ
に出力する。Ａ／Ｄ変換回路ＡＤは、溶接電流検出信号
Ｉｃを入力としてディジタル信号に変換してディジタル
溶接電流検出信号Ｉｂを出力する。このディジタル溶接
電流検出信号Ｉｂは、入出力回路Ｉ／Ｏを通して中央演
算処理回路ＣＰＵに読み込まれる。

【０１１３】送給速度設定回路ＷＡは、送給速度設定信
号Ｗａを出力する。送給モータ制御回路ＷＢは、送給速
度設定信号Ｗａを入力としてワイヤ送給モータの制御を
行う。ワイヤ送給モータＷＭは、ワイヤの送給を行う。

【０１１４】割り込みタイマＴＭは、割り込みタイマ時
限Ｔｃごとに割り込み信号を出力する。一時記憶回路Ｒ
ＡＭは、中央演算処理回路ＣＰＵの処理に必要なデータ
を一時的に記憶する。

【０１１５】外部特性データ記憶回路ＲＯＭに記憶され
る外部特性は、外部特性１乃至３の３種類の外部特性を
１グループとして、表１に示すように、１２の特性グル
ープから成り、さらに各々の特性グループは、合計３６
種類の外部特性から形成されている。したがって、外部
特性データ記憶回路ＲＯＭは、特性番号１乃至３６の３
６種類の外部特性を記憶しており、これら各々の外部特
性ごとに、各ディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄとこ
の信号Ｉｄにそれぞれ対応する各ディジタル出力電圧設
定信号Ｖｄを記憶している。

【０１１６】中央演算処理回路ＣＰＵは、後述するよう
に、このディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄに対応し
たディジタル出力電圧設定信号Ｖｄを外部特性データ記
憶回路ＲＯＭから読み出し、入出力回路Ｉ／Ｏを通して
Ｄ／Ａ変換回路ＤＡに出力する。Ｄ／Ａ変換回路ＤＡ
は、ディジタル出力電圧設定信号Ｖｄをアナログ出力電
圧設定信号Ｖｓに変換する。

【０１１７】送給速度ディジタル信号変換回路ＡＤＷ
は、送給速度設定信号Ｗａを入力としてディジタル送給
速度設定信号Ｗｂを出力する。ワイヤ種類選択回路ＷＣ
は、ワイヤの種類に対応したワイヤ種類選択信号Ｗｃを
出力する。これ以後の説明では、一例としてワイヤ種類
がＹＧＷ１２、ワイヤ直径が１．２［ｍｍ］のときワイ
ヤ種類選択信号Ｗｃを１とし、ワイヤ種類がＹＧＷ１
２、ワイヤ直径が１．０［ｍｍ］のときワイヤ種類選択
信号Ｗｃを０とする１ビット信号のときとする。シール
ドガス種類選択回路ＷＤは、シールドガスの種類に対応
したシールドガス種類選択信号Ｗｄを出力する。これ以
後の説明では、一例としてシールドガスの種類がＣＯ2
ガスのときシールドガス種類選択信号Ｗｄを１とし、シ
ールドガス種類がＭＡＧガスのときシールドガス種類選
択信号Ｗｄを０とする１ビット信号のときとする。これ
らのディジタル送給速度設定信号Ｗｂ、ワイヤ種類選択
信号Ｗｃ及びシールドガス種類選択信号Ｗｄは入出力回
路Ｉ／Ｏを通して中央演算処理回路ＣＰＵに読み込まれ
る。

【０１１８】中央演算処理回路ＣＰＵは、このらのディ
ジタル送給速度設定信号Ｗｂ、ワイヤ種類選択信号Ｗｃ
及びシールドガス種類選択信号Ｗｄを読み込む。そし
て、これらの信号によって後述するように表１の条件分
岐を行い、Ａ１グループ乃至Ｄ３グループの１２種類の
特性グループから一つの特定の特性グループを選択し、
一時記憶回路ＲＡＭに記憶する。

【０１１９】溶接電圧検出回路ＶＣは、溶接負荷電圧値
Ｖａすなわち直流リアクトルＤＣＬによって平滑された
後の出力電圧を検出して、溶接電圧検出信号Ｖｃを短絡
判別回路ＶＴに出力する。短絡判別回路ＶＴは、ワイヤ
と被溶接物間との短絡発生を判別し、入出力回路Ｉ／Ｏ
を通して短絡判別信号Ｖｔを出力する。

【０１２０】中央演算処理回路ＣＰＵは、この短絡判別
信号Ｖｔを読み込み、外部特性データ記憶回路ＲＯＭに
記憶されている外部特性データから、前述したようにす
でに選択されている特性グループに属する３種類の中か
ら１種類の外部特性データを選択する。そして、選択さ
れた外部特性データの中で、時々刻々と変化して入力さ
れるディジタル溶接電流検出信号Ｉｂが指定するディジ
タル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄに対応したディジタル出
力電圧設定信号Ｖｄを速やかに次々と入出力回路Ｉ／Ｏ
に出力する。

【０１２５】［表１の説明］。外部特性は、外部特性１
乃至３の３種類を１特性グループとして形成されてい
る。［作用］の項で前述した表１は、各特性グループの
選択方法を説明する表であり、ディジタル送給速度設定
信号Ｗｂ、ワイヤ種類選択信号Ｗｃ及びシールドガス種
類選択信号Ｗｄによって特性グループＡ１グループ乃至
Ｄ３グループの中から特定の１グループが選択される。

【０１２６】前述したように、ワイヤ種類選択信号Ｗｃ
は、ワイヤ種類ＹＧＷ１２のワイヤ直径が１．２［ｍ
ｍ］とワイヤ直径が１．０［ｍｍ］の場合とを選択する
信号であり、シールドガス種類選択信号Ｗｄは、ＣＯ2
ガスとＭＡＧガスとを選択する信号である場合について
説明する。

【０１２７】また、送給速度ディジタル信号変換回路Ａ
ＤＷの分解能を８ビットとし、送給速度設定信号Ｗａの
設定範囲０〜１０［ｍ／ｍｉｎ］に対応させて、データ
番号０〜２５５のディジタル送給速度設定信号Ｗｂに変
換される場合について説明する。ディジタル送給速度設
定信号Ｗｂのデータ番号は、データ番号１０２未満（送
給速度設定信号Ｗａが４［ｍ／ｍｉｎ］未満）の場合、
またデータ番号１０２以上データ番号１５４未満（送給
速度設定信号Ｗａが４［ｍ／ｍｉｎ］以上６［ｍ／ｍｉ
ｎ］未満）の場合及びデータ番号１５４以上データ番号
２５５以下（送給速度設定信号Ｗａが６［ｍ／ｍｉｎ］
以上１０［ｍ／ｍｉｎ］以下）の場合の３つの状態に分
岐する場合の例とする。

【０１２９】これらのワイヤ種類選択信号Ｗｃ、シール
ドガス選択信号Ｗｄ及びディジタル送給速度設定信号Ｗ
ｂによって、表１に示すように、特性グループＡ１グル
ープ、Ａ２グループ、Ａ３グループ、Ｂ１グループから
Ｄ３グループまでの１２種類の特性グループの中から特
定の特性グループが選択される。

【０１３０】［図９の説明］。次に、一つの外部特性を
設定出力する制御方法を説明する。外部特性のディジタ
ル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄとこれらの各々の信号Ｉｄ
に対応したディジタル出力電圧設定信号Ｖｄとが一対に
なって、図９の外部特性データ記憶回路ＲＯＭ内のデー
タ記憶説明図に示すように、外部特性データ記憶回路Ｒ
ＯＭ上に記憶されている。

【０１３２】以下の説明は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤの分解
能が８ビットであって、検出したアナログ溶接電流検出
信号Ｉｃを、電力制御回路１０が出力する溶接電流調整
範囲、例えば０〜５００［Ａ］に対応させたデータ番号
０〜２５５のディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄに変
換される場合であって、さらにＤ／Ａ変換回路ＤＡの分
解能が８ビットであって、データ番号０〜２５５のディ
ジタル出力電圧設定信号Ｖｄに対応させてアナログ出力
電圧設定信号Ｖｓの設定範囲０〜５［Ｖ］に変換される
場合について説明する。

【０１３４】検出入力されたディジタル溶接電流検出信
号Ｉｂが指定するディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄ
の信号群とこれらの信号Ｉｄにそれぞれ対応して外部特
性を定めるディジタル出力電圧設定信号Ｖｄの信号群と
をそれぞれ一対とする外部特性データは、各外部特性ご
とに、ディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄ＝０から２
５５の順番で、外部特性データ記憶回路ＲＯＭ内に記憶
されている。図９において、Ａ１グループの外部特性１
におけるディジタル溶接電流範囲記憶信号ＩｄＡ１／１
／０、ＩｄＡ１／１／１、…、ＩｄＡ１／１／２５５に
対応させてディジタル出力電圧設定信号ＶｄＡ１／１／
０、ＶｄＡ１／１／１、…、ＶｄＡ１／１／２５５が記
憶されている。さらにＡ１グループの外部特性２及び
３、Ａ２グループ乃至Ｄ３グループの外部特性１乃至３
の外部特性データも、図９のデータ記憶説明図に示すよ
うに記憶されている。

【０１４０】［図１０の説明］。図１０は、Ａ１グルー
プの外部特性１の場合のデータ記憶方法を示すデータ記
憶説明図である。例えば、検出した溶接電流値Ｉａが１
７［Ａ］の場合、図８のＡ／Ｄ変換回路ＡＤによって変
換されたディジタル溶接電流検出信号Ｉｂは、データ番
号９となり、外部特性データ記憶回路ＲＯＭ内のデータ
からディジタル溶接電流検出信号Ｉｂ＝９が指定した溶
接電流範囲記憶信号Ｉｄに対応したディジタル出力電圧
設定信号Ｖｄ＝７７が読み出される。そして、ディジタ
ル出力電圧設定信号Ｖｄ＝７７は、Ｄ／Ａ変換回路ＤＡ
によってアナログ出力電圧設定信号Ｖｓ＝１．５［Ｖ］
に変換される。これにより、溶接電流値Ｉａ＝１７
［Ａ］に対応したアナログ出力電圧設定信号Ｖｓ＝１．
５［Ｖ］が出力される。

【０１５０】［図１１及び図１２の説明］。図１１及び
図１２は、表１及び図９で前述したＡ１グループ乃至Ｄ
３グループの外部特性１乃至３を切り換える制御方法を
示す第１及びそれに続く第２のフローチャートである。
同図において、割り込みタイマ時限Ｔｃ（例えば、この
場合１００［μｓ］とする）ごとに、ステップ７［ＳＰ
７］のタイマ割り込みが行われ、ステップ７［ＳＰ７］
乃至ステップ１７［ＳＰ１７］の一巡の制御を行う。以
下、各ステップごとの動作を、図５（Ａ）及び（Ｂ）の
波形図及び図８の本発明の溶接電源装置のブロック図を
参照して説明する。

【０１５１】送給速度記憶ステップ１［ＳＰ１］は、図
８の送給速度設定回路ＷＡが出力する送給速度設定信号
Ｗａを、送給速度ディジタル信号変換回路ＡＤＷによっ
てディジタル送給速度設定信号Ｗｂに変換し、中央演算
処理回路ＣＰＵに読み込み一時記憶回路ＲＡＭに記憶
し、ステップ２に進むステップである。

【０１５３】ワイヤ種類記憶ステップ２［ＳＰ２］は、
図８のワイヤ種類選択回路ＷＣが出力するワイヤ種類選
択信号Ｗｃを中央演算処理回路ＣＰＵに読み込み一時記
憶回路ＲＡＭに記憶し、ステップ３に進むステップであ
る。

【０１５５】シールドガス種類記憶ステップ３［ＳＰ
３］は、図８のシールドガス種類選択回路ＷＤが出力す
るシールドガス種類選択信号Ｗｄを中央演算処理回路Ｃ
ＰＵに読み込み一時記憶回路ＲＡＭに記憶し、ステップ
４に進むステップである。

【０１５７】特性グループ選択ステップ４［ＳＰ４］
は、ディジタル送給速度設定信号Ｗｂ、ワイヤ種類選択
信号Ｗｃ及びシールドガス種類選択信号Ｗｄによって表
１に示す分岐を行い、Ａ１グループ乃至Ｄ３グループか
ら特定の特性グループを選択し、ステップ５に進むステ
ップである。

【０１５９】溶接電流検出ステップ５［ＳＰ５］は、図
８の溶接電流検出回路ＣＤによって溶接電流値Ｉａを検
出して、溶接電流検出信号Ｉｃを出力し、ステップ６に
進むステップである。

【０１６１】初期設定ステップ６［ＳＰ６］は、タイマ
割り込みを発生させる割り込みタイマＴＭに、割り込み
タイマ時限Ｔｃ（この場合１００［μｓ］）を設定す
る。また、短絡継続時間カウント値Ｎｓを０にリセット
して、ステップ７に進むステップである。

【０１６３】割り込み判別ステップ７［ＳＰ７］は、タ
イマ割り込みの有無を判別し、割り込み有のときはステ
ップ８に進み、割り込み無のときは、次のタイマ割り込
みが有るまで継続するステップである。

【０１６５】溶接電流記憶ステップ８［ＳＰ８］は、タ
イマ割り込みがあったときに、検出した溶接電流検出信
号Ｉｃをディジタル溶接電流検出信号Ｉｂに変換し、一
時記憶回路ＲＡＭに記憶してステップ９に進むステップ
である。

【０１６７】短絡アーク判別ステップ９［ＳＰ９］は、
図８の溶接電圧検出信号Ｖｃを入力とする短絡判別回路
ＶＴから短絡判別信号Ｖｔを中央演算処理回路ＣＰＵに
読み込み、短絡状態かアーク発生状態かの判別を行い、
短絡状態のときはステップ１０に進み、アーク発生状態
のときはステップ１５に進むステップである。

【０１６９】［ステップ９［ＳＰ９］で短絡状態のと
き］。短絡カウントステップ１０［ＳＰ１０］は、短絡
継続時間カウント値ＮｓをカウントアップしてＮｓ＋１
にし、ステップ１１に進むステップである。上記のカウ
ント値の１カウントは、割り込みタイマ時限Ｔｃによっ
て定まる。

【０１７１】短絡時間比較ステップ１１［ＳＰ１１］
は、短絡継続時間カウント値Ｎｓと短絡時間カウント設
定値（外部特性１の継続時間カウント設定値）Ｎｓ１と
を比較し、Ｎｓ＜Ｎｓ１のときはステップ１２に進み、
Ｎｓ≧Ｎｓ１のときは、ステップ１６に進むステップで
ある。短絡時間カウント設定値Ｎｓ１と図５の設定短絡
時間ＴＳ１との関係は、割り込みタイマ時限Ｔｃが１０
０［μｓ］であるので、Ｎｓ１＝ＴＳ１［秒］×１００
００となる。例えば、ＴＳ１＝１ｍｓはＮｓ１＝１０と
なる。

【０１７３】［ステップ１１［ＳＰ１１］でＮｓ＜Ｎｓ
１のとき］。第１の外部特性出力ステップ１２［ＳＰ１
２］は、ステップ１１においてＮｓ＜Ｎｓ１のとき、外
部特性データ記憶回路ＲＯＭから、低電流値の溶接電流
を通電する外部特性１のディジタル溶接電流検出信号Ｉ
ｂが指定したディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄに対
応したディジタル出力電圧設定信号Ｖｄを読み出してス
テップ１３に進むステップである。

【０１７５】電力制御ステップ１３［ＳＰ１３］は、デ
ィジタル出力電圧設定信号Ｖｄを、Ｄ／Ａ変換回路ＤＡ
によってアナログ出力電圧設定信号Ｖｓに変換し、比較
回路ＣＭを通じて電力制御回路１０に出力し、ステップ
１４に進むステップである。

【０１７７】［ステップ１１［ＳＰ１１］でＮｓ≧Ｎｓ
１のとき］。第２の外部特性出力ステップ１６［ＳＰ１
６］は、ステップ１１においてＮｓ≧Ｎｓ１のとき、外
部特性データ記憶回路ＲＯＭから、大電流値の溶接電流
を通電する外部特性２のディジタル溶接電流検出信号Ｉ
ｂが指定したディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄに対
応したディジタル出力電圧設定信号Ｖｄを読み出してス
テップ１３に進むステップである。

【０１７９】［ステップ９［ＳＰ９］でアーク発生状態
のとき］。短絡リセットステップ１５［ＳＰ１５］は、
短絡継続時間カウント値Ｎｓを０にリセットし、ステッ
プ１１７に進むステップである。

【０１８１】第３の外部特性出力ステップ１７は、外部
特性データ記憶回路ＲＯＭから、アーク電流の溶接電流
を通電する外部特性３のディジタル溶接電流検出信号Ｉ
ｂが指定したディジタル溶接電流範囲記憶信号Ｉｄに対
応したディジタル出力電圧設定信号Ｖｄを読み出してス
テップ１３に進むステップである。

【０１８３】溶接終了指令判別ステップ１４は、ステッ
プ１３の実施後に、溶接終了指令の有無を判別し、指令
無のときはステップ７に戻り、指令有のときは溶接を終
了するステップである。

【０２００】

【本発明の効果】本発明は、ＣＯ2 ガス、ＭＡＧガス等
を使用する消耗電極式アーク溶接において、ワイヤ先端
の溶滴の移行状態に応じて外部特性を高速速度で切り換
えることによって、短絡状態とアーク発生状態との繰り
返しが規則正しくなり、ワイヤ先端の溶滴の移行が円滑
に行われるので、安定した溶接状態を得られるという先
願技術の効果を備えている。

【０２０２】さらに、本発明では、先願技術（特願平４
ー３４５３４３）においては、ワイヤ送給速度、ワイヤ
種類及びシールドガス種類の少なくとも一つの設定値を
変化させたときに生じていた短絡とアーク発生との不規
則な繰り返しの発生を防止することができるために、溶
接条件の設定値を変更しても、常に良好な溶接状態を得
ることができる。

【０２０４】特に、本発明では、ワイヤ送給速度及びワ
イヤ種類が同じであっても、シールドガスの種類をＣＯ
2 ガスとＭＡＧガスとを変更したときにおいて、シール
ドガスの種類によるアーク力の大きさの違いによって溶
滴１ｂの成長する大きさが異なるが、それに対応して短
絡時の電流値を適正にできるために、アーク再生時のス
パッタを軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来技術の短絡移行溶接における溶接
電源装置の外部特性、被溶接物とワイヤとの負荷特性及
び外部特性と負荷特性とによって定まる動作点の過渡的
な軌跡を示す図である。

【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ従来技術の
短絡移行溶接中の溶接負荷電圧値Ｖａ、溶接電流値Ｉａ
の時間ｔの経過に対する波形を示す図であり、同図
（Ｃ）は、それらに対応するワイヤ先端１ａに成長した
溶滴１ｂが移行する状態を説明する移行状態図である。

【図３】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術の短絡移行
溶接において、溶接条件を変更したことによって溶接状
態が不安定になったときの溶接電流値Ｉａ及び溶接負荷
電圧値Ｖａの時間ｔの経過に対する波形を示す図であ
り、同図（Ｃ）は、それらに対応するワイヤ先端１ａの
溶滴１ｂが移行する状態を説明する移行状態図である。

【図４】図４は、本発明の溶接電源装置における表１に
示すＡ３グループの外部特性１乃至３を示す図である。

【図５】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明にお
いて図４の外部特性で溶接を行ったときの溶接電流値Ｉ
ａ及び溶接負荷電圧値Ｖａの時間ｔの経過に対する波形
を示す図であり、同図（Ｃ）は、それに対応するワイヤ
先端１ａの溶滴１ｂが移行する状態を説明する移行状態
図である。

【図６】図６は、本発明の溶接電源装置における表１に
示すＣ１グループの外部特性１乃至３を示す図である。

【図７】図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明にお
いて図６の外部特性で溶接を行ったときの溶接電流値Ｉ
ａ及び溶接負荷電圧値Ｖａの時間ｔの経過に対する波形
を示す図であり、同図（Ｃ）は、それに対応するワイヤ
先端１ａの溶滴１ｂが移行する状態を説明する移行状態
図である。

【図８】図８は、本発明の溶接電源装置の実施例のブロ
ック図である。

【図９】図９は、外部特性データ記憶回路ＲＯＭ内の外
部特性データ記憶説明図である。

【図１０】図１０は、本発明の制御方法におけるＡ１グ
ループの外部特性１のデータ記憶説明図である。

【図１１】図１１は、本発明におけるＡ１グループ乃至
Ｄ３グループの外部特性１乃至３を切り換える制御方法
を示す第１のフローチャートである。

【図１２】図１２は、図１１の第１のフローチャートに
続く第２のフローチャートである。

【図１３】図１３は、請求項１の発明におけるＡ１グル
ープ乃至Ｄ３グループの外部特性１乃至３を切り換える
制御方法のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ ワイヤ １ａ ワイヤ先端 １ｂ 溶滴 ２ 被溶接物 ２ａ 溶融池 ３ アーク １０ 電力制御回路 ＷＬ 溶接負荷 ＰＳ 商用電源 ＤＣＬ 直流リアクトル ＶＢ 出力電圧検出回路 ＶＣ 溶接電圧検出回路 ＣＤ 溶接電流検出回路 ＶＴ 短絡判別回路 ＣＭ 比較回路 ＡＤ Ａ／Ｄ変換回路 Ｉ／Ｏ 入出力回路 ＤＡ Ｄ／Ａ変換回路 ＲＡＭ 一時記憶回路 ＲＯＭ 外部特性データ記憶回路 ＣＰＵ 中央演算処理回路 ＴＭ 割り込みタイマ回路 ＷＭ ワイヤ送給モータ ＷＡ 送給速度設定回路 ＷＢ 送給モータ制御回路 ＡＤＷ 送給速度ディジタル信号変換回路 ＷＣ ワイヤ種類選択回路 ＷＤ シールドガス種類選択回路 ＴＳ 継続時間 ＴＳ１ 設定短絡時間（外部特性１の設定時間） Ｉａ 溶接電流値 Ｖａ 溶接負荷電圧値 ｅ 溶接電源出力電圧値 Ｉｃ （アナログ）溶接電流検出信号 Ｉｂ ディジタル溶接電流検出信号 Ｉｄ （ディジタル）溶接電流範囲記憶信号 Ｖｄ ディジタル出力電圧設定信号 Ｖｓ （アナログ）出力電圧設定信号 Ｖｃ 溶接電圧検出信号 Ｖｔ 短絡判別信号 Ｖｂ 出力電圧検出信号 Ｃｍ 電力制御信号 Ｗａ 送給速度設定信号 Ｗｂ ディジタル送給速度設定信号 Ｗｃ ワイヤ種類選択信号 Ｗｄ シールドガス種類選択信号 Ｔｃ 割り込みタイマ時限 Ｎｓ 短絡継続時間カウント値 Ｎｓ１ 短絡時間カウント設定値（外部特性１の継続
時間カウント設定値） ＳＰ１乃至ＳＰ１７ ステップ１乃至ステップ１７

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 卓冶 大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会 社ダイヘン内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消耗電極式アーク溶接制御方法におい
   て、送給速度設定信号、ワイヤ種類選択信号及びシール
   ドガス種類選択信号の少なくとも一つによって特定の外
   部特性の特性グループを選択する特性グループ選択ステ
   ップと、 溶接電流値を検出して溶接電流検出信号を出力する溶接
   電流検出ステップと、 溶接負荷電圧値を検出して短絡状態かアーク発生状態か
   を判別する短絡アーク判別ステップと、 短絡状態であって短絡の継続時間が設定短絡時間未満で
   あるときは、前記溶接電流検出信号を入力として外部特
   性データ記憶回路から低電流値の溶接電流を通電する第
   １の外部特性を形成する出力電圧設定信号を出力する第
   １の外部特性の出力ステップと、 絡状態であって短絡の継続時間が前記設定短絡時間以上
   のときは、前記溶接電流検出信号を入力として外部特性
   データ記憶回路から大電流の溶接電流を通電する第２の
   外部特性を形成する出力電圧設定信号を出力する第２の
   外部特性の出力ステップと、 アーク発生状態であるときは、前記溶接電流検出信号を
   入力として外部特性データ記憶回路からアーク電流を通
   電する第３の外部特性を形成する出力電圧設定信号を出
   力する第３の外部特性の出力ステップとから成る消耗電
   極式アーク溶接制御方法。
2. 【請求項２】 消耗電極式アーク溶接制御方法におい
   て、送給速度設定信号を記憶するステップ、ワイヤ種類
   選択信号を記憶するステップ及びシールドガス種類選択
   信号を記憶するステップの少なくとも一つを含む設定信
   号記憶ステップと、 前記送給速度設定信号、前記ワイヤ種類選択信号及び前
   記シールドガス種類選択信号のいずれか少なくとも一つ
   を含む信号によって、複数の外部特性のグループから特
   定の１グループを選択する特性グループ選択ステップ
   と、 溶接電流検出回路によって溶接電流を検出して、溶接電
   流検出信号を出力する溶接電流検出ステップと、 短絡継続時間カウント値を０にリセットし、割り込みタ
   イマ時限を設定する初期設定ステップと、 前記初期設定ステップ後に、タイマ割り込みの有無を判
   別する割り込み判別ステップと、 前記タイマ割り込みがあった後に、前記溶接電流検出信
   号を一時記憶回路に記憶する溶接電流記憶ステップと、 前記溶接電流検出信号の記憶後に、短絡状態かアーク発
   生状態かの判別を行う短絡アーク判別ステップと、 前記短絡アーク判別ステップで短絡状態のときは、前記
   短絡継続時間カウント値をカウントアップする短絡カウ
   ントステップと、 前記カウントアップした短絡継続時間カウント値と第１
   の外部特性の継続時間カウント値を設定する第１の短絡
   時間カウント設定値とを比較する短絡時間比較ステップ
   と、 前記短絡時間比較ステップで前記短絡継続時間カウント
   値が前記第１の短絡時間カウント設定値未満のときは、
   外部特性データ記憶回路から、低電流値の溶接電流を通
   電する第１の外部特性の前記溶接電流検出信号に対応し
   た出力電圧設定信号を読み出す第１の外部特性出力ステ
   ップと、 前記第１の外部特性出力ステップで読みだした前記出力
   電圧設定信号を電力制御回路に出力する電力制御ステッ
   プと、 前記短絡時間比較ステップで前記短絡継続時間カウント
   値が前記第１の短絡時間カウント設定値以上のときは、
   外部特性データ記憶回路から、大電流値の溶接電流を通
   電する第２の外部特性の前記溶接電流検出信号に対応し
   た出力電圧設定信号を読み出し前記電力制御ステップに
   進む第２の外部特性出力ステップと、 前記短絡アーク判別ステップでアーク発生状態のとき
   は、短絡継続時間カウント値を０にリセットして、外部
   特性データ記憶回路から、アーク発生時の溶接電流を通
   電する外部特性３の前記溶接電流検出信号に対応した出
   力電圧設定信号を読み出し前記電力制御ステップに進む
   第３の外部特性出力ステップと、 前記電力制御ステップの実施後に、溶接終了指令の有無
   を判別し、指令無のときは前記割り込み判別ステップに
   戻り、指令有のときは溶接を終了する溶接終了指令判別
   ステップとから構成される消耗電極式アーク溶接制御方
   法。
3. 【請求項３】 消耗電極式アーク溶接電源装置におい
   て、商用電源の特性を溶接に適した出力電圧に変換する
   電力制御回路と、 溶接電流値を検出して溶接電流検出信号を出力する溶接
   電流検出回路と、 送給速度設定信号を入力としてワイヤ送給モータの制御
   を行うワイヤ送給モータ制御回路と、 溶接負荷電圧値を検出して、溶接電圧検出信号を出力す
   る溶接電圧検出回路と、 前記溶接電圧検出信号を入力として、ワイヤと被溶接物
   間の短絡発生を判別し、短絡判別信号を出力する短絡判
   別回路と、 ワイヤの種類に対応したワイヤ種類選択信号を出力する
   ワイヤ種類選択回路と、 シールドガスの種類に対応したシールドガス種類選択信
   号を出力するシールドガス種類選択回路と、 前記電力制御回路が出力する溶接電流調整範囲の全溶接
   電流値を、多数の溶接電流値に相当する信号群に順次に
   分割して記憶する溶接電流範囲記憶信号に相当する信号
   及び前記溶接電流範囲記憶信号に相当する信号に対応し
   た出力電圧設定信号に相当する信号から成る外部特性設
   定データを複数組記憶する外部特性データ記憶回路と、 前記外部特性データ記憶回路に記憶された複数組の外部
   特性データの中から、前記送給速度設定信号、前記ワイ
   ヤ種類選択信号及び前記シールドガス種類選択信号の少
   なくとも一つの信号を入力として特定の外部特性の特性
   グループを選択した後、前記溶接電流検出信号に相当す
   る信号と前記短絡判別信号とを入力として、前記選択さ
   れた特性グループから一つの外部特性データを決定し
   て、前記溶接電流検出信号が指定した溶接電流範囲記憶
   信号に対応した出力電圧設定信号に相当する信号群を前
   記外部特性データ記憶回路から読み出して前記電力制御
   回路に出力する中央演算処理回路とから構成される消耗
   電極式アーク溶接電源装置。