JPH09271945A - 消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法及び溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 チップ・被溶接物間距離が変動してアーク長
が変化したときに、アーク長を復帰させ、アークの安定
性及び溶接結果の均一性の向上をはかる。 【解決手段】 ワイヤ送給速度設定値Ｗs と基準電源負
荷端子特性ＰＴＲを設定する電源基準特性設定値Ｗt と
の差の特性傾斜信号Ｋt を出力する特性傾斜演算回路Ｋ
Ｔと、特性傾斜信号Ｋt と検出電流平滑信号Ｉdaとを入
力して、積に比例する特性・電流乗算信号Ｉt を出力す
る特性・電流乗算回路ＩＴと、溶接電圧設定信号Ｖs と
特性・電流乗算信号Ｉt とを入力して溶接電圧制御信号
Ｖt を出力する溶接電圧演算回路ＶＴと、溶接電流検出
信号Ｉd と溶接電圧制御信号Ｖt に対応した信号とを入
力して、その差の溶接電流制御信号Ｃm1を溶接電源ＰＳ
に出力する。平均溶接電流値の変化に対応させて、電源
負荷端子特性を、アーク安化傾斜角を設けて、電源負荷
端子特性の傾きの変化に追従させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消耗電極（以下、
ワイヤという）を定速度送給し、溶接電流を通電してア
ーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク長制御方
法及びその溶接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、ワイヤ先端のワイヤ突き出し長
さ（以下、突き出し長さという）Ｅｘ及びアーク長Ｌを
説明する図である。同図において、ワイヤは、送給ロー
ルの回転によって送給されてノズルの中にあるチップを
通過し、チップから突き出て、ワイヤの先端と被溶接物
との間にアークが発生する。ワイヤの先端は、突き出し
長さＥｘを流れる溶接電流によるジュール熱とアーク熱
とによって、溶融して被溶接物の溶融部に移行する。

【０００３】ワイヤの先端でアークを発生するときに、
陽極電圧降下Ｖｍを生じるので、通常、アーク電圧とい
われているチップ・被溶接物間電圧は、正確には、ワイ
ヤ突き出し長さＥｘによる電圧降下と陽極電圧降下Ｖｍ
とアークによる電圧降下（狭義のアーク電圧）とアーク
電流が被溶接物の電流になるときの陰極電圧降下との合
計の電圧降下である。チップと被溶接物とに供給される
電圧の極性が逆のときは陽極電圧降下と陰極電圧降下と
は逆になる。

【０００４】ワイヤ溶融速度Ｖw は、ジュール熱による
溶融とアーク熱による溶融とによって定まり、ジュール
熱が溶融速度に寄与する割合は、β×Ｅｘ×（Ｉの２
乗）であり、平均溶接電流値Ｉの２乗に比例し、また、
アーク熱が溶融速度に寄与する割合は、α×Ｉであり、
平均溶接電流値Ｉに比例して変化する。このα及びβは
定数である。

【０００６】チップ・被溶接物間距離が変動（増加又は
減少）すると、突き出し長さＥｘが変化（増加又は減
少）し、チップ・被溶接物間電圧が変化（増加又は減
少）して、平均溶接電流値Ｉも変化（減少又は増加）す
る。平均溶接電流値Ｉが変化（減少又は増加）すると、
ジュール熱が溶融速度に寄与する割合は平均溶接電流値
Ｉの２乗に比例し、アーク熱が溶融速度に寄与する割合
は平均溶接電流値Ｉに比例して変化するために、ワイヤ
溶融速度Ｖw も変化する。

【０００８】平均溶接電流値Ｉと突き出し長さＥｘとの
関係を、ジュール熱が溶融速度に寄与する割合とアーク
熱が溶融速度に寄与する割合とで定まるワイヤ溶融速度
Ｖwの関係式Ｖw ＝α×Ｉ＋β×Ｅｘ×（Ｉの２乗）に
よって検討する。アーク長Ｌを一定値に維持して、溶接
結果を均一にするためには、突き出し長さＥｘが変化し
ても、ワイヤ溶融速度Ｖw を一定値に維持しなければな
らない。ワイヤ溶融速度Ｖw を一定値に維持するために
は、突き出し長さＥｘの変化に対する平均溶接電流値Ｉ
の変化率（ｄＶw ／ｄＩ）が零、すなわち、ｄＶw ／ｄ
Ｉ＝０でなければならない。

【００１０】上記の関係式を微分すると、 α×ｄＩ＋β×ｄＥｘ×（Ｉの２乗）＋２β×ＥｘＩ×
ｄＩ＝０ ｄＩ／ｄＥｘ＝−β×（Ｉの２乗）／（α＋２β×Ｅｘ
×Ｉ）となる。

【００１２】上式から分かるように、突き出し長さＥｘ
が増加（減少）したとき、平均溶接電流値Ｉは減少（増
加）する。また、突き出し長さＥｘの変化量が同じであ
っても、平均溶接電流値Ｉが大きいほど電流値の増減も
大きくなる。また、平均溶接電流値Ｉが大きいほど、突
き出し長さＥｘの増加（減少）したときのワイヤ溶融速
度Ｖw の変化率（ｄＶw ／ｄＩ）を小さくするために、
平均溶接電流値Ｉは大きく減少（増加）する。以上の関
係を、実際に溶接をしたデータによって説明する。

【００２０】図２は、平均溶接電流値Ｉとアーク熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＡ及びジュール熱ワイヤ溶融特性ＭＲのワ
イヤ溶融熱量との関係を示す図である。同図（Ａ）は、
平均溶接電流値Ｉが小のときの上記の関係を示す図であ
り、同図（Ｂ）は、平均溶接電流値Ｉが中のときの上記
の関係を示す図であり、同図（Ｃ）は、平均溶接電流値
Ｉが大のときの上記の関係を示す図である。

【００２２】同図（Ａ）において、平均溶接電流値Ｉが
１５０［Ａ］から１００［Ａ］に減少したとき、アーク
熱ワイヤ溶融特性ＭＡのアーク熱ワイヤ溶融変化量は、
ΔＭＡだけ減少する。このとき、ジュール熱ワイヤ溶融
特性は、突き出し長さＥｘが短いときのジュール熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＲＳから長いときのジュール熱ワイヤ溶融
特性ＭＲＬに変化するので、ジュール熱ワイヤ溶融変化
量は、ΔＭＲだけ増加する。このアーク熱ワイヤ溶融変
化量ΔＭＡは、ジュール熱ワイヤ溶融変化量ΔＭＲより
も大であるので、ワイヤ溶融変化量は、ΔＭ＝−ΔＭＡ
＋ΔＭＲ＜０となり、ワイヤ溶融速度Ｖw は減少して、
最終的に、アーク長が短くなる。

【００２４】同図（Ｂ）において、平均溶接電流値Ｉが
２２０［Ａ］から１８０［Ａ］に減少したとき、アーク
熱ワイヤ溶融特性ＭＡのアーク熱ワイヤ溶融変化量は、
ΔＭＡだけ減少する。このとき、ジュール熱ワイヤ溶融
特性は、突き出し長さＥｘが短いときのジュール熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＲＳから長いときのジュール熱ワイヤ溶融
特性ＭＲＬに変化するので、ジュール熱ワイヤ溶融変化
量は、ΔＭＲだけ増加する。このアーク熱ワイヤ溶融変
化量ΔＭＡは、ジュール熱ワイヤ溶融変化量ΔＭＲＳと
略同じであるので、ワイヤ溶融変化量は、ΔＭ＝−ΔＭ
Ａ＋ΔＭＲ＝０となり、ワイヤ溶融速度Ｖw は変化しな
いので、アーク長も変化しない。

【００２６】同図（Ｃ）において、平均溶接電流値Ｉが
２５０［Ａ］から２００［Ａ］に減少したとき、アーク
熱ワイヤ溶融特性ＭＡのアーク熱ワイヤ溶融変化量は、
ΔＭＡだけ減少する。このとき、ジュール熱ワイヤ溶融
特性は、突き出し長さＥｘが短いときのジュール熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＲＳから長いときのジュール熱ワイヤ溶融
特性ＭＲＬに変化するので、ジュール熱ワイヤ溶融変化
量は、ΔＭＲだけ増加する。このアーク熱ワイヤ溶融変
化量ΔＭＡは、ジュール熱ワイヤ溶融変化量ΔＭＲより
も小であるので、ワイヤ溶融変化量は、ΔＭ＝−ΔＭＡ
＋ΔＭＲ＞０となり、ワイヤ溶融速度Ｖw は増加して、
最終的に、アーク長が長くなる。

【００３０】図３は、平均溶接電流値Ｉに対するアーク
負荷電圧値Ｖa の特性を表すアーク負荷特性ＡＴ１乃至
ＡＴ３と平均溶接電流値Ｉに対する負荷端子電圧値Ｖa
の特性を表す電源負荷端子特性ＰＴＤ及びＰＴＵとの関
係を示す図である。

【００３２】同図において、最初の時点で、アーク長が
アーク負荷特性ＡＴ１上のＬ１であって平均溶接電流値
がＩ4 であるとき、動作点はＡである。このとき、電源
負荷端子特性がＰＴＵであるときは、チップ、母材間距
離が変動して増加すると、アーク負荷特性がＡＴ２の方
向に平行移動し、動作点Ａは電源負荷端子特性ＰＴＵ上
を平均溶接電流値Ｉの減少方向に移動する。アーク負荷
特性がＡＴ２に平行移動したとき、平均溶接電流値はＩ
3 まで減少し、動作点はＢとなる。このように、電源負
荷端子特性がＰＴＵであるときは、突き出し長さＥｘは
Ｅx2であり、アーク長はＬ２となる。

【００３３】しかし、電源負荷端子特性がＰＴＤである
ときは、チップ、母材間距離が変動して増加すると、ア
ーク負荷特性がＡＴ２を超えてさらにＡＴ３の方向に平
行移動し、動作点Ａは電源負荷端子特性上を平均溶接電
流値Ｉの減少方向に移動する。アーク負荷特性がＡＴ３
に平行移動したとき、平均溶接電流値はＩ3 まで減少
し、動作点はアーク負荷特性ＡＴ３と電源負荷端子特性
ＰＴＤとの交点のＣとなる。このように、電源負荷端子
特性がＰＴＤであるときは、突き出し長さＥｘはＥx3で
あり、アーク長はＬ３となる。この突き出し長さＥｘの
変化は、電源負荷端子特性ＰＴの傾きよりも大きくなる
ほど、大になる。

【００３４】電源負荷端子特性ＰＴがアーク負荷特性Ａ
Ｔの傾きに近いほどアーク長Ｌの変化は小さい。ただ
し、電源負荷端子特性ＰＴがアーク負荷特性ＡＴの傾き
に近づきすぎると、例えば、電源負荷端子特性ＰＴＵが
アーク負荷特性ＡＴ１の傾きに近づきすぎると、突き出
し長さＥｘがわずかに変動してアーク負荷特性ＡＴ１が
変化しても、電源負荷端子特性ＰＴＵの平均溶接電流値
Ｉが大きく変化するために、アークが不安定になる。

【００３６】したがって、電源負荷端子特性ＰＴの勾配
とアーク負荷特性ＡＴの勾配とは、アークを安定に維持
するために最小の傾斜角度差θ（以下、アーク・電源特
性傾斜角度差θという。）が必要なので、電源負荷端子
特性ＰＴの勾配は、アーク負荷特性ＡＴの勾配よりも若
干小さく設定する必要がある。電源負荷端子特性ＰＴ
は、平均溶接電流値がＩ1 のように小さいときは、アー
ク負荷特性ＡＴは、負特性ＡＴＮになる。平均溶接電流
値Ｉが増加するにしたがって、突き出し長さＥｘにおけ
る電圧降下とアーク電圧降下が大きくなるので、負荷特
性も反時計方向に若干回った勾配ＡＴＰになる。したが
って、平均溶接電流値が、電流値Ｉ4 のように電流値Ｉ
2 よりも大きくなると、同じ突き出し長さＥｘの変化で
あっても、平均溶接電流値の変化（Ｉ4 −Ｉ3 ）が大き
くなるので、アーク長Ｌの変化も大きくなる。

【００４０】従来のアーク長制御方法は、アーク長Ｌに
対応させて設定した溶接電圧の設定値と検出して平滑し
た溶接電圧値とを比較して、その差の信号によって平均
溶接電流値を変化させ、溶接電圧の設定値と実際の溶接
電圧値とが等しくなるように制御している。

【００４２】また、従来のアーク長制御をする溶接装置
は、後述する図４に示すように、溶接電圧の瞬時値を検
出して平滑した検出電圧平滑信号Ｖdaと、アーク長に対
応する溶接電圧値が設定された溶接電圧設定信号Ｖs と
を比較して、その差の設定・検出電圧比較信号Ｃm2によ
って、パルス数ｆを制御してワイヤ溶融速度を変化さ
せ、設定した溶接電圧値と検出した溶接電圧値とが等し
くなるように制御している。

【００４４】図４は、パルス電流を通電して、パルス周
波数を制御することによってアーク長制御をする従来の
パルスアーク溶接装置のブロック図である。以下、図４
を参照して、従来の溶接装置のアーク長制御方法につい
て説明する。同図において、パルス溶接電源ＰＳは、商
用電源ＡＣを入力して溶接用電力をワイヤと被溶接物に
出力する。ワイヤと被溶接物とに供給される負荷端子電
圧値（アーク負荷電圧値）Ｖa は、パルス溶接電源ＰＳ
の出力端子の電源負荷端子電圧値Ｖp から電源主回路イ
ンピーダンスＺのインピーダンス降下Ｖｚだけ低下す
る。ワイヤ送給速度設定回路Ｗs は、設定したワイヤ送
給速度のワイヤ送給速度設定信号Ｗs をワイヤ送給モー
タＷＭに出力する。

【００４６】溶接電圧瞬時値検出回路ＶＤは、溶接電圧
の瞬時値を検出して溶接電圧瞬時値検出信号Ｖd を出力
する。検出電圧平滑回路ＶＤＡは、溶接電圧の瞬時値を
平滑して検出電圧平滑信号Ｖdaを出力する。溶接電圧設
定回路ＶＳは、溶接電圧設定信号Ｖs を出力する。設定
・検出電圧比較回路ＣＭ２は、検出電圧平滑信号Ｖdaと
溶接電圧設定信号Ｖs とを入力として、設定・検出電圧
比較信号Ｃm2を出力する。

【００４８】電圧・周波数変換回路ＶＦは、設定・検出
電圧比較信号Ｃm2を入力して、パルス周波数ｆに対応し
た周波数制御信号Ｖf を出力する。パルス幅設定回路Ｔ
Ｐは、設定したパルス幅のパルス幅設定信号Ｔp を出力
する。パルス周波数・幅制御回路ＤＦは、周波数制御信
号Ｖf 及びパルス幅設定信号Ｔp を入力して、周波数制
御信号Ｖf のパルス周波数に同期して、設定したパルス
幅のパルス周波数・幅制御信号Ｄf を出力する。

【００５０】ベース電流値設定回路ＩＢＳは、ベース電
流値設定信号Ｉbsを出力し、ピーク電流値設定回路ＩＰ
Ｓは、ピーク電流値設定信号Ｉpsを出力する。ピーク・
ベース電流値切換回路ＳＷ１は、ピーク電流値設定信号
Ｉpsとベース電流値設定信号Ｉbsとを切換えて、ピーク
・ベース電流値切換信号Ｓw1を出力する。このピーク・
ベース電流値切換信号Ｓw1は、後述する図５の経過時間
ｔに示すように、パルス周波数・幅制御信号Ｄf の周波
数に同期して、ピーク期間Ｔpのときはパルス電流値設
定信号Ｉpsを出力し、ベース期間Ｔb のときはベース電
流値設定信号Ｉbsを出力する。

【００５２】設定・検出電流比較回路ＣＭ１は、溶接電
流検出信号Ｉd とピーク・ベース電流値切換信号Ｓw1と
を入力して、その差の溶接電流制御信号Ｃm1を出力し
て、例えばＰＷＭ制御のインバータ回路を含むパルス溶
接電源ＰＳに出力して溶接電流値を制御する。

【００５４】溶接条件は、次の回路で設定する。溶接電
圧設定回路ＶＳは出力（アーク）電圧を設定し、パルス
幅設定回路ＴＰはパルス幅を設定し、ピーク電流値設定
回路ＩＰＳはピーク電流値を設定し、ベース電流値設定
回路ＩＢＳはベース電流値を設定する。

【００５６】図５は、図４に示す従来の溶接装置の各動
作信号と経過時間ｔとの関係を示す図である。同図
（Ａ）は溶接電圧瞬時値検出信号Ｖd を示し、同図
（Ｂ）は検出電圧平滑信号Ｖda及び溶接電圧設定信号Ｖ
s を示し、同図（Ｃ）は周波数制御信号Ｖf を示し、同
図（Ｄ）はパルス周波数・幅制御信号Ｄf を示す。同図
（Ｅ）は、パルス周波数・幅制御信号Ｄf を入力したピ
ーク・ベース電流値切換回路ＳＷ１から出力されるピー
ク・ベース電流値切換信号Ｓw1を示す。同図（Ｆ）は、
溶接電流検出信号Ｉd を示す。

【００６０】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のアーク長
制御方法は、以下の問題がある。図６は、図４に示す従
来の溶接装置の平均溶接電流値Ｉとアーク負荷電圧値Ｖ
a との関係を示す図である。ワイヤと被溶接物とに供給
される負荷端子電圧値（アーク負荷電圧値）Ｖa は、溶
接電源ＰＳの出力端子の電源負荷端子電圧値Ｖp より
も、溶接ケーブル、被溶接物等の電源主回路インピーダ
ンスＺのインピーダンス降下Ｖｚだけ低下する。電源出
力端子特性ＰＫは、インピーダンス降下Ｖｚだけ低下し
て電源負荷端子特性ＰＴとなる。

【００６２】平均溶接電流値Ｉが大きいほどインピーダ
ンス降下Ｖｚが大きくなるので、電源負荷端子特性ＰＴ
の負荷端子電圧値Ｖa も低下する。この電源負荷端子特
性ＰＴの傾きは、電源主回路インピーダンスＺと平均溶
接電流値との積のインピーダンス降下Ｖｚだけによって
決まり、例えば、前述した図２の（Ｂ）の特定の中電流
値においては適切であって突き出し長さＥｘの変動によ
るアーク長Ｌの変化が小さい。

【００６４】しかし、中電流値よりも平均溶接電流値が
大きい場合、この傾きの勾配が適切な電源負荷端子特性
ＰＴの勾配よりも小さくなるために、アーク長Ｌの変化
は大きくなる。特に、大電流になると、突き出し長さＥ
ｘの変動による平均溶接電流値の変化も大きくなるの
で、アーク長Ｌの変化も大きくなる。また、小電流値に
なるほど、電源負荷端子特性ＰＴの傾きが小さくなっ
て、アーク負荷特性ＡＴに近づき、図３で説明したアー
ク負荷特性ＡＴの勾配が勾配ＡＴＰさらに負荷特性ＡＴ
Ｎになるので、アーク・電源特性傾斜角度差θが小さく
なって、アークが不安定になるために溶接できる最小電
流値は大きい。

【００７０】図７は、図４に示す従来の溶接装置を使用
して小電流値又は中電流値又は大電流値で溶接中に突き
出し長さＥｘが変化したときに、それぞれアーク長Ｌの
変化を示す図である。同図（Ａ）及び（Ｂ）において、
電源負荷端子電圧Ｖpsの電源負荷端子特性（小電流用）
ＰＴＳの（ａ）のように、チップ位置が１から２に変動
したとき、突き出し長さがＥx1からＥx2に変化し、アー
ク長がＬ１からＬ２に変化する。従来のアーク長制御で
は、小電流のときは、アーク長がＬ１からＬ２に増加す
る。

【００７２】同図（Ａ）及び（Ｂ）において、電源負荷
端子電圧Ｖpmの電源負荷端子特性（中電流用）ＰＴＭの
（ｂ）のように、チップ位置が３から４に変動したと
き、突き出し長さがＥx3からＥx4に変化しても、従来の
アーク長制御であっても、中電流のときは、アーク長は
Ｌ３とＬ４とは略同じで変化しない。同図（Ａ）及び
（Ｂ）において、電源負荷端子電圧Ｖphの電源負荷端子
特性（大電流用）ＰＴＨの（ｃ）のように、チップ位置
が５から６に変動したとき、突き出し長さがＥx5からＥ
x6に変化し、アーク長がＬ５からＬ６に変化する。従来
のアーク長制御では、大電流のときは、アーク長がＬ５
からＬ６に減少する。

【００７４】上述のように、従来技術では、電源負荷端
子特性ＰＴの傾きを制御していないために、電源負荷端
子特性ＰＴの適切な傾きが、特定の平均溶接電流値を中
心とした狭い電流範囲にだけ限定されてしまうという問
題がある。例えば、小電流範囲に合わせて電源負荷端子
特性ＰＴの傾きを大きく決めると、溶接電流を増加させ
るにしたがって、突き出し長さＥｘの変動によるアーク
長Ｌの変化が大きくなってしまう。

【００８０】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶接作業者の
手振れによるチップ・被溶接物間距離の変化その他外乱
によってチップ・被溶接物間距離が変動してアーク長が
変化したときに、アーク長を復帰させ、アークの安定性
及び溶接結果の均一性の向上をはかる消耗電極アーク復
帰制御方法及び溶接装置である。

【００８２】本発明の原理は、突き出し長さＥｘが変動
したときのアーク長Ｌの変化は、電源負荷端子特性ＰＴ
の傾きと平均溶接電流値Ｉとに関係する。アーク長Ｌの
変化を小さくするための電源負荷端子特性ＰＴの適切な
傾きは、平均溶接電流値Ｉに関係する。したがって、本
発明は、平均溶接電流値Ｉの変化に対応させて、電源負
荷端子特性ＰＴを、アーク・電源特性傾斜角度差θを設
けて、アーク負荷特性ＡＴの傾き変化に追従させる消耗
電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法及び溶接装置で
ある。

【００８４】本発明のアーク溶接のアーク長復帰制御
は、電源負荷端子特性ＰＴを平均溶接電流値の設定と連
動させ、適正な電源負荷端子特性ＰＴの溶接電流を出力
して、突き出し長さＥｘが変動してもアーク長Ｌの変化
が小さい元のアーク長に復帰させるアーク長復帰制御方
法及び溶接装置である。

【００８６】本発明のアーク溶接のアーク長復帰制御
は、電源負荷端子特性ＰＴを平均溶接電流値の設定と連
動させ、適正な電源負荷端子特性ＰＴの溶接電流を出力
して、突き出し長さＥｘが変動してもアーク長Ｌの変化
が小さい元のアーク長に復帰させるアーク長復帰制御方
法及び溶接装置である。

【００９１】請求項１のアーク溶接のアーク長復帰制御
方法は、消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通電して
アーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク制御方
法において、平均溶接電流値Ｉの変化に対応させて、電
源負荷端子特性ＰＴを、アーク負荷特性ＡＴの傾きの変
化に追従させる消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御
方法である。

【００９２】請求項２のアーク溶接のアーク長復帰制御
方法は、消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通電して
アーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク制御方
法において、平均溶接電流値Ｉの変化に対応させて、電
源負荷端子特性ＰＴを、アーク・電源特性傾斜角度差θ
を設けて、アーク負荷特性ＡＴの傾きの変化に追従させ
る消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法である。

【００９３】請求項３のアーク溶接のアーク長復帰制御
方法は、電源負荷端子特性ＰＴを平均溶接電流値の設定
と連動させ、適正な電源負荷端子特性ＰＴの溶接電流を
出力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法で
ある。

【００９４】請求項４のアーク溶接のアーク長復帰制御
方法は、電源負荷端子特性ＰＴをワイヤ送給速度の設定
と連動させ、適正な電源負荷端子特性ＰＴの溶接電流を
出力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法で
ある。

【００９５】請求項５のアーク溶接方法は、ワイヤ送給
速度設定値Ｗs と基準電源負荷端子特性ＰＴＲを設定す
る電源基準特性設定値Ｗt との差の設定値と検出電流平
滑値Ｉdaとの積に比例する特性・電流乗算信号Ｉt を出
力し、溶接電圧設定信号Ｖsと特性・電流乗算信号Ｉt
とを入力して溶接電圧制御信号Ｖt を出力し、溶接電流
検出信号Ｉd と溶接電圧制御信号Ｖt に対応した信号と
を入力して、その差の溶接電流制御信号Ｃm1を溶接電源
ＰＳに出力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御
方法である。

【００９６】請求項６のアーク溶接方法は、ワイヤ送給
速度設定値Ｗs と基準電源負荷端子特性ＰＴＲを設定す
る電源基準特性設定値Ｗt との差の特性傾斜信号Ｋt を
出力する特性傾斜演算ステップＫＴと、特性傾斜信号Ｋ
t と検出電流平滑信号Ｉdaとを入力して、積に比例する
特性・電流乗算信号Ｉt を出力する特性・電流乗算ステ
ップＩＴと、溶接電圧設定信号Ｖs と特性・電流乗算信
号Ｉt とを入力して溶接電圧制御信号Ｖt を出力する溶
接電圧演算ステップＶＴと、溶接電流検出信号Ｉd と溶
接電圧制御信号Ｖt に対応した信号とを入力して、その
差の溶接電流制御信号Ｃm1を溶接電源ＰＳに出力する消
耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法である。

【００９７】請求項７のアーク溶接装置は、ワイヤ送給
速度設定値Ｗs と基準電源負荷端子特性ＰＴＲを設定す
る電源基準特性設定値Ｗt との差の特性傾斜信号Ｋt を
出力する特性傾斜演算回路ＫＴと、特性傾斜信号Ｋt と
検出電流平滑信号Ｉdaとを入力して、積に比例する特性
・電流乗算信号Ｉt を出力する特性・電流乗算回路ＩＴ
と、溶接電圧設定信号Ｖs と特性・電流乗算信号Ｉt と
を入力して溶接電圧制御信号Ｖt を出力する溶接電圧演
算回路ＶＴと、溶接電流検出信号Ｉd と溶接電圧制御信
号Ｖt に対応した信号とを入力して、その差の溶接電流
制御信号Ｃm1を溶接電源ＰＳに出力する消耗電極アーク
溶接のアーク長復帰制御装置である。

【００９８】請求項８のアーク溶接装置は、ワイヤ送給
速度設定信号Ｗs と基準電源負荷端子特性ＰＴＲを設定
する電源基準特性設定信号Ｗt とを入力して、差の特性
傾斜信号Ｋt を出力する特性傾斜演算回路ＫＴと、特性
傾斜信号Ｋt と検出電流平滑信号Ｉdaとを入力して、積
に比例する特性・電流乗算信号Ｉt を出力する特性・電
流乗算回路ＩＴと、溶接電圧設定信号Ｖs と特性・電流
乗算信号Ｉt とを入力して溶接電圧制御信号Ｖt を出力
する溶接電圧演算回路ＶＴと、溶接電流検出信号Ｉd と
溶接電圧制御信号Ｖt に対応した信号とを入力して、そ
の差の溶接電流制御信号Ｃm1を溶接電源ＰＳに出力する
消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御装置である。

【００９９】請求項９のアーク溶接装置は、溶接電流検
出回路ＩＤが検出した溶接電流検出信号Ｉd を平滑して
検出電流平滑信号Ｉdaを出力する検出電流平滑回路ＩＤ
Ａと、基準電源負荷端子特性ＰＴＲを設定する電源基準
特性設定信号Ｗt を出力する電源基準特性設定回路ＷＴ
と、ワイヤ送給速度設定信号Ｗs と電源基準特性設定信
号Ｗt とを入力して、差の特性傾斜信号Ｋt を出力する
特性傾斜演算回路ＫＴと、特性傾斜信号Ｋt と検出電流
平滑信号Ｉdaとを入力して、積に比例する特性・電流乗
算信号Ｉt を出力する特性・電流乗算回路ＩＴと、溶接
電圧設定回路ＶＳが出力する溶接電圧設定信号Ｖs と特
性・電流乗算信号Ｉt とを入力して溶接電圧制御信号Ｖ
t を出力する溶接電圧演算回路ＶＴと、溶接電流検出信
号Ｉd と溶接電圧制御信号Ｖt に対応した信号とを入力
して、その差の溶接電流制御信号Ｃm1を溶接電源ＰＳに
出力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御装置で
ある。

【０１１０】

【発明の実施の形態】図８は、本発明の消耗電極アーク
溶接のアーク長復帰制御方法を実施する溶接装置の実施
例のブロック図である。本発明のアーク長復帰制御方法
と従来のアーク長復帰制御方法との相違は、つぎのとお
りである。

【０１１２】前述した従来のアーク長制御方法は、溶接
電圧の瞬時値を検出して平滑した検出電圧平滑信号Ｖda
と、アーク長に対応する溶接電圧値が設定された溶接電
圧設定信号Ｖs とを比較して、その差の設定・検出電圧
比較信号Ｃm2によってパルス数ｆを増減させ、平均溶接
電流値Ｉａを変化させて、アーク長を制御している。

【０１１４】上記の従来技術に対して、本発明のアーク
溶接のアーク長復帰制御方法は、ワイヤ送給速度設定値
Ｗs と基準電源負荷端子特性ＰＴＲを設定する電源基準
特性設定値Ｗt との差の特性傾斜信号Ｋt を出力する特
性傾斜演算ステップＫＴと、特性傾斜信号Ｋt と検出電
流平滑信号Ｉdaとを入力して、積に比例する特性・電流
乗算信号Ｉt を出力する特性・電流乗算ステップＩＴ
と、溶接電圧設定信号Ｖs と特性・電流乗算信号Ｉt と
を入力して溶接電圧制御信号Ｖt を出力する溶接電圧演
算ステップＶＴと、溶接電流検出信号Ｉd と溶接電圧制
御信号Ｖt に対応した信号とを入力して、その差の溶接
電流制御信号Ｃm1を溶接電源ＰＳに出力する消耗電極ア
ーク溶接のアーク長復帰制御方法である。

【０１１６】本発明のアーク溶接のアーク長復帰制御の
アーク溶接装置は、溶接電流検出回路ＩＤが検出した溶
接電流検出信号Ｉd を平滑して検出電流平滑信号Ｉdaを
出力する検出電流平滑回路ＩＤＡと、基準電源負荷端子
特性ＰＴＲを設定する電源基準特性設定信号Ｗt を出力
する電源基準特性設定回路ＷＴと、ワイヤ送給速度設定
信号Ｗs と電源基準特性設定信号Ｗt とを入力して、差
の特性傾斜信号Ｋt を出力する特性傾斜演算回路ＫＴ
と、特性傾斜信号Ｋt と検出電流平滑信号Ｉdaとを入力
して、積に比例する特性・電流乗算信号Ｉt を出力する
特性・電流乗算回路ＩＴと、溶接電圧設定回路ＶＳが出
力する溶接電圧設定信号Ｖs と特性・電流乗算信号Ｉt
とを入力して溶接電圧制御信号Ｖt を出力する溶接電圧
演算回路ＶＴと、溶接電流検出信号Ｉd と溶接電圧制御
信号Ｖt に対応した信号とを入力して、その差の溶接電
流制御信号Ｃm1を溶接電源ＰＳに出力する消耗電極アー
ク溶接のアーク長復帰制御装置である。

【０１２０】以下、図８において、点線で示される特性
傾斜制御回路ＫＣは、図４の従来の溶接装置の回路と異
なる回路であるので説明し、点線で示される部分以外
は、従来機の溶接装置の回路と同様であるので、説明を
省略する。特性傾斜制御回路ＫＣは、この回路ＫＣの機
能を実行するハードウェアの制御回路又はソフトウエア
の制御回路で構成される。以下、特性傾斜制御回路ＫＣ
をハードウエアの制御回路の回路単位によって説明する
が、ハードウエアの回路をソフトウェアの機能に置換す
ることによって、ソフトウェアの制御回路の機能単位で
構成しても、本発明を実施することができる。

【０１２２】検出電流平滑回路ＩＤＡは、溶接電流検出
回路ＩＤが検出した溶接電流検出信号Ｉd を平滑して検
出電流平滑信号Ｉdaを出力する。電源基準特性設定回路
ＷＴを基準電源負荷端子特性ＰＴＲを設定する電源基準
特性設定信号Ｗt を出力する。特性傾斜演算回路ＫＴ
は、ワイヤ送給速度設定信号Ｗs と電源基準特性設定信
号Ｗt とを入力して、差の特性傾斜信号Ｋt を出力す
る。

【０１２４】特性・電流乗算回路ＩＴは、特性傾斜信号
Ｋt と検出電流平滑信号Ｉdaとを入力して、積に比例す
る特性・電流乗算信号Ｉt を出力する。溶接電圧演算回
路ＶＴは、溶接電圧設定回路ＶＳが出力する溶接電圧設
定信号Ｖs と特性・電流乗算信号Ｉt とを入力して溶接
電圧制御信号Ｖt を設定・検出電圧比較回路ＣＭ２に出
力する。

【０１２６】設定・検出電流比較回路ＣＭ１は、溶接電
流検出信号Ｉd と溶接電圧制御信号Ｖt に対応した信号
とを入力して、その差の溶接電流制御信号Ｃm1を出力し
て、溶接電源ＰＳに出力して平均溶接電流値を制御す
る。

【０１３０】

【実施例】以下、特性傾斜制御回路ＫＣの機能について
説明する。電源基準特性設定信号Ｗt は、ワイヤ送給速
度設定信号Ｗs で設定されたワイヤ送給速度において、
ケーブルを含めた電源主回路インピーダンスＺによって
定まる基準の電源負荷端子特性ＰＴの適切な傾き（以
下、基準電源負荷端子特性ＰＴＲという）とする。

【０１３２】特性傾斜演算回路ＫＴは、ワイヤ送給速度
設定信号Ｗs と電源基準特性設定信号Ｗt との差の特性
傾斜信号Ｋt ＝Ｗs ―Ｗt を出力する。特性・電流乗算
回路ＩＴは、特性傾斜信号Ｋt と検出電流平滑信号Ｉda
とを入力して、それらの積に比例する特性・電流乗算信
号Ｉt を出力する。特性・電流乗算信号Ｉt は、Ｉt ＝
ｋ×Ｋt ×Ｉda＝ｋ×（Ｗs ―Ｗt ）×Ｉdaである。た
だし、ｋは定数である。

【０１３４】溶接電圧演算回路ＶＴは、溶接電圧設定信
号Ｖｓと特性・電流乗算信号Ｉt とを入力とし、電源溶
接電圧制御信号Ｖt を出力する。この電源溶接電圧制御
信号Ｖt は、Ｖt ＝Ｖs ＋Ｉt ＝ｋ×（Ｗs ―Ｗt ）×
Ｉdaである。

【０１４０】図９は、ワイヤ送給速度設定信号Ｗs をＷ
s1乃至Ｗs4に変化させたときの溶接電流制御信号Ｃm1又
は平均溶接電流値Ｉと溶接電圧制御信号Ｖt 又はアーク
負荷電圧値Ｖa との関係を示す図である。

【０１４２】同図において、ワイヤ送給速度設定信号Ｗ
s2が、電源基準特性設定信号Ｗt に等しいときは、溶接
電圧制御信号Ｖt の値は、平均溶接電流値Ｉに関係なく
溶接電圧設定信号の設定値Ｖs となる。このときの電源
負荷端子特性ＰＴは、ケーブルを含めた電源主回路イン
ピーダンスによって定まり、基準電源負荷端子特性ＰＴ
Ｒとなる。

【０１４６】ワイヤ送給速度設定信号Ｗs3は、電源基準
特性設定信号Ｗt よりも大きいので、溶接電圧制御信号
Ｖt は、平均溶接電流値の増加にしたがって増加する。
このときの電源負荷端子特性ＰＴは、基準電源負荷端子
特性ＰＴＲよりも反時計方向に回った傾斜となり、ワイ
ヤ送給速度設定信号Ｗs が電源基準特性設定信号Ｗtよ
りも大きいほど、傾斜の回転は、Ｗs4のように、Ｗs3よ
りも大きくなる。

【０１４８】ワイヤ送給速度設定信号Ｗs1は、電源基準
特性設定信号Ｗt よりも小さいので、溶接電圧制御信号
Ｖt は、溶接電流の増加にしたがって減少する。このと
きの電源負荷端子特性ＰＴは、基準電源負荷端子特性Ｐ
ＴＲよりも順時計方向に回った傾斜となり、ワイヤ送給
速度設定信号Ｗs が、電源基準特性設定信号Ｗt よりも
小さいほど、傾斜の回転は大きくなる。すなわち、ワイ
ヤ送給速度設定信号Ｗs が電源基準特性設定信号Ｗt ま
で増加するにしたがって、電源負荷端子特性ＰＴは反時
計方向に回った傾斜となり、基準電源負荷端子特性ＰＴ
Ｒに近づく。

【０１５０】ワイヤ送給速度設定信号Ｗs の設定値が、
平均溶接電流値Ｉと略比例するので、ワイヤ送給速度設
定信号の設定値が、Ｗs1→Ｗs2→Ｗs3→Ｗs4のように増
加するにしたがって、平均溶接電流値Ｉが大きいほど、
電源負荷端子特性ＰＴは反時計方向に回った傾斜とな
る。

【０１５２】前述したように、電源負荷端子特性ＰＴ
は、平均溶接電流値Ｉの増加にしたがって反時計方向に
回った傾斜となり、これに応じて電源負荷端子特性ＰＴ
の傾きを適切化する必要がある。本発明では、平均溶接
電流値Ｉの変化に対応させて、電源負荷端子特性ＰＴ
を、アーク・電源特性傾斜角度差θを設けて、電源負荷
端子特性ＰＴの傾きの変化に追従させる。この追従によ
って、全溶接電流範囲において、常に適切な電源負荷端
子特性ＰＴを得ることができ、突き出し長さＥｘの変化
によるアーク長Ｌの変化を小さくすることができる。ま
た、前述したように、小電流溶接におけるアークの安定
性を向上させることができ、溶接電流の下限値を下げる
こともできる。

【０１５４】本発明は、炭酸ガスアーク溶接、ＭＡＧア
ーク溶接、ＭＩＧアーク溶接等のパルスを使用しない通
常の消耗電極ガスシールドアーク溶接、サブマージアー
ク溶接、パルスを使用した消耗電極ガスシールドアーク
溶接等の細い直径のワイヤを定速度で送給する消耗電極
ガスシールドアーク溶接に適用することができる。

【０２００】

【発明の効果】図１０は、本発明のアーク長復帰制御方
法又はアーク長復帰制御回路を備えた溶接装置によって
溶接するときに、小電流、中電流又は大電流に対応させ
て電源負荷端子特性ＰＴをＰＴＳ、ＰＴＭ又はＰＴＨに
変化させたときの各特性について、ワイヤ送給速度設定
信号Ｗs の設定値又は平均溶接電流値Ｉとアーク負荷電
圧値Ｖa との関係を示す図である。

【０２０２】同図において、平均溶接電流値が小電流の
ときは、電源負荷端子特性ＰＴＳの傾斜を大きくした垂
下特性にしている。また、平均溶接電流値が大電流のと
きは、電源負荷端子特性ＰＴＨの傾斜を小さくした定電
圧特性にしている。

【０２１０】図１１は、平均溶接電流値Ｉとアーク熱ワ
イヤ溶融特性ＭＡ及びジュール熱ワイヤ溶融特性ＭＲの
ワイヤ溶融熱量との関係を示す図である。同図（Ａ）は
平均溶接電流値Ｉが小のときの上記の関係を示す図であ
り、同図（Ｂ）は平均溶接電流値Ｉが中のときの上記の
関係を示す図であり、同図（Ｃ）は平均溶接電流値Ｉが
大のときの上記の関係を示す図である。

【０２１２】同図（Ａ）において、平均溶接電流値Ｉが
１５０［Ａ］から１００［Ａ］に減少したとき、アーク
熱ワイヤ溶融特性ＭＡのアーク熱ワイヤ溶融変化量は、
ΔＭＡだけ減少する。このとき、ジュール熱ワイヤ溶融
特性は、突き出し長さＥｘが短いときのジュール熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＲＳから長いときのジュール熱ワイヤ溶融
特性ＭＲＬに変化するので、ジュール熱ワイヤ溶融変化
量は、ΔＭＲだけ増加する。本発明においては、このア
ーク熱ワイヤ溶融変化量ΔＭＡは、ジュール熱ワイヤ溶
融変化量ΔＭＲと略同じであるので、ワイヤ溶融変化量
は、ΔＭ＝−ΔＭＡ＋ΔＭＲ＝０となり、ワイヤ溶融速
度Ｖw は変化しないので、アーク長は変化しない。

【０２１４】同図（Ｂ）において、平均溶接電流値Ｉが
２２０［Ａ］から１８０［Ａ］に減少したとき、アーク
熱ワイヤ溶融特性ＭＡのアーク熱ワイヤ溶融変化量は、
ΔＭＡだけ減少する。このとき、ジュール熱ワイヤ溶融
特性は、突き出し長さＥｘが短いときのジュール熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＲＳから長いときのジュール熱ワイヤ溶融
特性ＭＲＬに変化するので、ジュール熱ワイヤ溶融変化
量は、ΔＭＲだけ増加する。このアーク熱ワイヤ溶融変
化量ΔＭＡは、ジュール熱ワイヤ溶融変化量ΔＭＲＳと
略同じであるので、ワイヤ溶融変化量は、ΔＭ＝−ΔＭ
Ａ＋ΔＭＲ＝０となり、ワイヤ溶融速度Ｖw は変化しな
いので、アーク長も変化しない。

【０２１６】同図（Ｃ）において、平均溶接電流値Ｉが
２５０［Ａ］から２００［Ａ］に減少したとき、アーク
熱ワイヤ溶融特性ＭＡのアーク熱ワイヤ溶融変化量は、
ΔＭＡだけ減少する。このとき、ジュール熱ワイヤ溶融
特性は、突き出し長さＥｘが短いときのジュール熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＲＳから長いときのジュール熱ワイヤ溶融
特性ＭＲＬに変化するので、ジュール熱ワイヤ溶融変化
量は、ΔＭＲだけ増加する。本発明においては、このア
ーク熱ワイヤ溶融変化量ΔＭＡは、ジュール熱ワイヤ溶
融変化量ΔＭＲと略同じであるので、ワイヤ溶融変化量
は、ΔＭ＝−ΔＭＡ＋ΔＭＲ＝０となり、ワイヤ溶融速
度Ｖw は変化しないので、アーク長は変化しない。

【０２２０】図１２は、図８に示す本発明の溶接装置を
使用して小電流値又は中電流値又は大電流値で溶接中に
突き出し長さＥｘが変化したときに、それぞれアーク長
Ｌの変化を示す図である。同図（Ａ）及び（Ｂ）におい
て、電源負荷端子電圧Ｖpsの電源負荷端子特性（小電流
用）ＰＴＳの（ａ）のように、チップ位置が１から２に
変動したとき、突き出し長さがＥx1からＥx2に変化して
も、本発明のアーク長復帰制御では、小電流のときも、
アーク長はＬ１＝Ｌ２ で変化しない。

【０２２２】同図（Ａ）及び（Ｂ）において、電源負荷
端子電圧Ｖpmの電源負荷端子特性（中電流用）ＰＴＭの
（ｂ）のように、チップ位置が３から４に変動したと
き、突き出し長さがＥx3からＥx4に変化しても、中電流
のときは、アーク長はＬ３ とＬ４とは略同じで変化し
ない。同図（Ａ）及び（Ｂ）において、電源負荷端子電
圧Ｖphの電源負荷端子特性（大電流用）ＰＴＨの（ｃ）
のように、チップ位置が５から６に変動したとき、突き
出し長さがＥx5からＥx6に変化しても、本発明のアーク
長復帰制御では、大電流のときも、アーク長はＬ５＝Ｌ
６で変化しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ワイヤ先端のワイヤ突き出し長さＥｘ
及びアーク長Ｌを説明する図である。

【図２】図２は、平均溶接電流値Ｉとアーク熱ワイヤ溶
融特性ＭＡ及びジュール熱ワイヤ溶融特性ＭＲのワイヤ
溶融熱量との関係を示す図である。

【図３】図３は、平均溶接電流値Ｉに対するアーク負荷
電圧値Ｖa の特性を表すアーク負荷特性ＡＴ１乃至ＡＴ
３と平均溶接電流値Ｉに対する負荷端子電圧値Ｖa の特
性を表す電源負荷端子特性ＰＴＤ及びＰＴＵとの関係を
示す図である。

【図４】図４は、パルス電流を通電して、パルス周波数
を制御することによってアーク長制御をする従来のパル
スアーク溶接装置のブロック図である。

【図５】図５は、図４に示す従来の溶接装置の各動作信
号と経過時間ｔとの関係を示す図である。

【図６】図６は、図４に示す従来の溶接装置の平均溶接
電流値Ｉとアーク負荷電圧値Ｖa との関係を示す図であ
る。

【図７】図７は、図４に示す従来の溶接装置を使用して
小電流値又は中電流値又は大電流値で溶接中に突き出し
長さＥｘが変化したときに、それぞれアーク長Ｌの変化
を示す図である。

【図８】図８は、本発明の消耗電極アーク溶接のアーク
長復帰制御方法を実施する溶接装置の実施例のブロック
図である。

【図９】図９は、ワイヤ送給速度設定信号Ｗs をＷs1乃
至Ｗs4に変化させたときの溶接電流制御信号Ｃm1又は平
均溶接電流値Ｉと溶接電圧制御信号Ｖt 又はアーク負荷
電圧値Ｖa との関係を示す図である。

【図１０】図１０は、本発明のアーク長復帰制御方法又
はアーク長復帰制御回路を備えた溶接装置によって溶接
するときに、小電流、中電流又は大電流に対応させて電
源負荷端子特性ＰＴをＰＴＳ、ＰＴＭ又はＰＴＨに変化
させたときの各特性について、ワイヤ送給速度設定信号
Ｗs の設定値又は平均溶接電流値Ｉとアーク負荷電圧値
Ｖa との関係を示す図である。

【図１１】図１１は、平均溶接電流値Ｉとアーク熱ワイ
ヤ溶融特性ＭＡ及びジュール熱ワイヤ溶融特性ＭＲのワ
イヤ溶融熱量との関係を示す図である。

【図１２】図１２は、図８に示す本発明の溶接装置を使
用して小電流値又は中電流値又は大電流値で溶接中に突
き出し長さＥｘが変化したときに、それぞれアーク長Ｌ
の変化を示す図である。

【符号の説明】

ＡＣ…商用電源 ＡＴ，ＡＴ１乃至ＡＴ３，ＡＴＮ，ＡＴＰ…アーク負荷
特性 ＣＭ１…設定・検出電流比較回路 ＣＭ２…設定・検出電圧比較回路 Ｉ，Ｉ1 乃至Ｉ4 …平均溶接電流値 ＩＢＳ…ベース電流値設定回路 ＩＤ…溶接電流検出回路 ＩＤＡ…検出電流平滑回路 ＩＰＳ…ピーク電流値設定回路 ＩＴ…特性・電流乗算回路 ＫＣ…特性傾斜制御回路 ＫＴ…特性傾斜演算回路 Ｌ，Ｌ１乃至Ｌ６…アーク長 ＭＡ…アーク熱ワイヤ溶融特性 ＭＲＬ，ＭＲＳ…ジュール熱ワイヤ溶融特性 ＰＫ…電源出力端子特性 ＰＳ…溶接電源／パルス溶接電源 ＰＴ，ＰＴＤ，ＰＴＵ，ＰＴ１乃至ＰＴ４…電源負荷端
子特性 ＰＴＨ…電源負荷端子特性（大電流用） ＰＴＭ…電源負荷端子特性（中電流用） ＰＴＲ…基準電源負荷端子特性 ＰＴＳ…電源負荷端子特性（小電流用） ＳＷ１…ピーク・ベース電流値切換回路 ＴＰ…パルス幅設定回路 ＶＤ…アーク電圧検出回路 ＶＤＡ…検出電圧平滑回路 ＶＦ…電圧・周波数変換 ＶＳ…溶接電圧設定回路 ＶＴ…溶接電圧演算回路 ＷＫ…特性傾斜演算回路 ＷＭ…ワイヤ送給モータ ＷＳ…ワイヤ送給速度設定回路 ＷＴ…電源基準特性設定回路 Ｚ…インピーダンス Ｃm1…溶接電流制御信号 Ｃm2…設定・検出電圧比較信号 Ｅｘ，Ｅx1乃至Ｅx6…突き出し長さ Ｉ…溶接電流／溶接電流値 Ｉbs…ベース電流値設定信号 Ｉd …溶接電流検出信号 Ｉda…検出電流平滑信号 Ｉps…ピーク電流値設定信号 Ｉt …特性・電流乗算信号 Ｋt …特性傾斜信号 Ｓw1…ピーク・ベース電流値切換信号 ｔ…経過時間 Ｔp …パルス周波数・幅信号 Ｖa …アーク負荷電圧値／負荷端子電圧値 Ｖd …アーク電圧検出信号 Ｖda…検出電圧平滑信号 Ｖf …周波数制御信号 Ｖw …ワイヤの溶融速度 Ｖｍ…陽極電圧降下 Ｖp ，Ｖpd，Ｖpu，Ｖph，Ｖpm，Ｖps…溶接電源出力電
圧値 Ｖs …溶接電圧設定信号 Ｖt …溶接電圧制御信号 Ｖｚ…インピーダンス降下 Ｗk …特性傾斜信号 Ｗm …ワイヤ溶融熱量 Ｗs ，Ｗs1乃至Ｗs4…ワイヤ送給速度設定信号 Ｗt …電源基準特性設定信号 ΔＭＡ…アーク熱ワイヤ溶融変化量 ΔＭＲ…ジュール熱ワイヤ溶融変化量 ΔＭ…ワイヤ溶融変化量 θ…アーク・電源特性傾斜角度差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 恒雄 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 (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御方法において、溶接電流値の変化に対応させて、電
   源負荷端子特性を、アーク負荷特性の傾きの変化に追従
   させる消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法。
2. 【請求項２】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御方法において、溶接電流値の変化に対応させて、電
   源負荷端子特性を、アーク・電源特性傾斜角度差を設け
   て、アーク負荷特性の傾きの変化に追従させる消耗電極
   アーク溶接のアーク長復帰制御方法。
3. 【請求項３】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御方法において、電源負荷端子特性を平均溶接電流値
   の設定と連動させ、適正な電源負荷端子特性の溶接電流
   を出力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方
   法。
4. 【請求項４】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御方法において、電源負荷端子特性をワイヤ送給速度
   の設定と連動させ、適正な電源負荷端子特性の溶接電流
   を出力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方
   法。
5. 【請求項５】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御方法において、ワイヤ送給速度設定値と基準電源負
   荷端子特性を設定する電源基準特性設定値との差の設定
   値と検出電流平滑値との積に比例する特性・電流乗算信
   号を出力し、溶接電圧設定信号と特性・電流乗算信号と
   を入力して溶接電圧制御信号を出力し、 溶接電流検出信号と溶接電圧制御信号に対応した信号と
   を入力して、その差の溶接電流制御信号を溶接電源に出
   力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法。
6. 【請求項６】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御方法において、ワイヤ送給速度設定値と基準電源負
   荷端子特性を設定する電源基準特性設定値との差の特性
   傾斜信号を出力する特性傾斜演算ステップと、 特性傾斜信号と検出電流平滑信号とを入力して、積に比
   例する特性・電流乗算信号を出力する特性・電流乗算ス
   テップと、 溶接電圧設定信号と特性・電流乗算信号とを入力して溶
   接電圧制御信号を出力する溶接電圧演算ステップと、 溶接電流検出信号と溶接電圧制御信号に対応した信号と
   を入力して、その差の溶接電流制御信号を溶接電源に出
   力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御方法。
7. 【請求項７】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御装置において、ワイヤ送給速度設定値と基準電源負
   荷端子特性を設定する電源基準特性設定値との差の特性
   傾斜信号を出力する特性傾斜演算回路と、 特性傾斜信号と検出電流平滑信号とを入力して、積に比
   例する特性・電流乗算信号を出力する特性・電流乗算回
   路と、 溶接電圧設定信号と特性・電流乗算信号とを入力して溶
   接電圧制御信号を出力する溶接電圧演算回路と、 溶接電流検出信号と溶接電圧制御信号に対応した信号と
   を入力して、その差の溶接電流制御信号を溶接電源に出
   力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御装置。
8. 【請求項８】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御装置において、ワイヤ送給速度設定信号と基準電源
   負荷端子特性を設定する電源基準特性設定信号とを入力
   して、差の特性傾斜信号を出力する特性傾斜演算回路
   と、 特性傾斜信号と検出電流平滑信号とを入力して、積に比
   例する特性・電流乗算信号を出力する特性・電流乗算回
   路と、 溶接電圧設定信号と特性・電流乗算信号とを入力して溶
   接電圧制御信号を出力する溶接電圧演算回路と、 溶接電流検出信号と溶接電圧制御信号に対応した信号と
   を入力して、その差の溶接電流制御信号を溶接電源に出
   力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御装置。
9. 【請求項９】 消耗電極を定速度送給し、溶接電流を通
   電してアーク長を制御する消耗電極アーク溶接のアーク
   制御装置において、溶接電流検出回路が検出した溶接電
   流検出信号を平滑して検出電流平滑信号を出力する検出
   電流平滑回路と、 基準電源負荷端子特性を設定する電源基準特性設定信号
   を出力する電源基準特性設定回路と、 ワイヤ送給速度設定信号と電源基準特性設定信号とを入
   力して、差の特性傾斜信号を出力する特性傾斜演算回路
   と、 特性傾斜信号と検出電流平滑信号とを入力して、積に比
   例する特性・電流乗算信号を出力する特性・電流乗算回
   路と、 溶接電圧設定回路が出力する溶接電圧設定信号と特性・
   電流乗算信号とを入力して溶接電圧制御信号を出力する
   溶接電圧演算回路と、 溶接電流検出信号と溶接電圧制御信号に対応した信号と
   を入力して、その差の溶接電流制御信号を溶接電源に出
   力する消耗電極アーク溶接のアーク長復帰制御装置。