JPH11179546A - 溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 豊富な経験及び試し打ちの繰り返しによる労
力を必要としないで、短時間に、適切な溶接機器設定値
の組み合わせを設定することができ、最良の溶接結果を
うること。 【解決手段】 材質、直径、形状等のスタッドの種類と
下向き姿勢、横向き姿勢等の溶接姿勢と被溶接材直接溶
接、上板貫通溶接等の被溶接材状態とを入力すれば、入
力値に対応した溶接電流値、溶接時間又は標準入熱量、
切換溶接電流値、溶接ガンの移動量（引き上げ距離及び
押し込み距離）、押し込み速度切換等を自動的に算出又
は選定して、これらの算出又は選定した溶接機器設定値
に従って溶接電源装置１及び溶接ガン２が動作してスタ
ッド溶接する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタッド溶接のス
タッドを引き上げてアークを発生させ、所定時間後にス
タッドを被溶接材に押しつけて短絡させて溶接するスタ
ッド溶接機器の動作設定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スタッド溶接は、スタッドの直径
と下向き姿勢、横向き姿勢等の溶接姿勢と被溶接材直接
溶接、上板貫通溶接等の被溶接材配置とによって、溶接
電流値と溶接時間、溶接ガンの移動量（引き上げ距離と
押し込み距離）、押し込み速度切換等の設定（以下、溶
接機器動作設定という）をしてから、溶接を開始してス
タッドを引き上げてアークを発生させ、所定時間後にス
タッドを被溶接材に押しつけて短絡させて溶接してい
る。

【０００４】溶接終了後に、溶接結果を、余盛り量及び
余盛り均一性の外観を目視によって全数良否判定する外
観目視検査、押し込み距離の適否を判別する仕上がり高
さの測定、ハンマーで打撃する曲げ試験等の物理的試験
によって、溶接継手の良否を判定してきた。しかし、外
観検査だけでは溶接継手の品質を正確に判定することが
できないし、またハンマーで溶接したスタッドを打撃す
る曲げ試験は、過大な労力を要するだけでなく破壊試験
であるために、これらを改良する従来技術として、近
年、入熱量（正確に表現すると、主ア−ク電流値Ｉａと
溶接電源装置１の出力端子電圧値Ｖｄと溶接時間Ｔａと
の積の溶接電源装置の供給電力量Ｐａ）、引き上げ距離
Ｌ１、押し込み距離Ｌ２の電気測定によって、溶接継手
の良否を判定する方法が提案されている。

【０００６】スタッド溶接結果に影響する第１の要因
は、入熱量である。供給入熱量が予め定めた必要入熱
（以下、所要の入熱という）Ｑｒに達していなければな
らない。もし、入熱等の溶接条件が適正でなく、所要の
入熱Ｑｒを得ることができない場合、例えば、主ア−ク
電流値Ｉａが適正値よりも低い場合、引き上げ距離Ｌ１
が短い場合又は溶接姿勢が不良の場合は、引き上げ期間
中にスタッドの溶融面が被溶接材の溶融プールに接触し
て短絡が発生する。この短絡が発生すると、適正なア−
ク電圧値Ｖａが十分に継続しないために入熱不足となっ
て、押し込み中に所要の押し込み距離Ｌ２だけ押し込む
ことができなくなり溶接不良となる。

【０００８】スタッド溶接結果に影響する第２の要因
は、引き上げ距離Ｌ１である。この引き上げ距離Ｌ１に
よってアーク電圧値Ｖａが定まるので、上記の主ア−ク
電流値Ｉａ及び溶接時間Ｔａが同じであっても入熱量が
変化する。

【００１０】スタッド溶接結果に影響する第３の要因
は、押し込み距離Ｌ２である。この押し込み距離が過小
なときは溶接強度が不足し、また押し込み距離Ｌ２が過
大なときも、溶融金属が飛散して溶接強度が不足する。

【００１２】スタッド溶接結果に影響する第４の要因
は、スタッドの移動パタ−ンである。通常、押し込み速
度のパタ−ンは、スタッドが溶融プ−ルに接触する（突
っ込む）までは、比較的速い速度でスタッドを移動（ク
イックダウン）し、スタッドが溶融プ−ルに接触した後
は、比較的遅い速度でスタッドを移動（スロ−ダウン）
する２段階押し込み速度パタ−ンが採用されており、こ
の押し込み速度パタ−ンも溶接結果に大きく影響を与え
る。

【００１４】したがって、スタッド溶接の品質を確保す
るためには、所要の入熱Ｑｒが予め設定したとおりに供
給され、溶接中の実際の引き上げ距離Ｌ１、押し込み距
離Ｌ２及び押し込み速度パタ−ンが、予め設定したとお
りになっていなければならない。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】作業者は、前述したス
タッドの直径、溶接姿勢及び被溶接材配置の組み合わせ
に応じて、適切な溶接機器設定値を記載した取扱説明
書、ガイドブック等を参照して又は試し打ち、経験等を
含めて、複数の適切な溶接機器動作設定をしなければな
らない。

【００３２】上記の溶接機器動作設定時には、取扱説明
書、ガイドブック等を手元に持参して参照して、スタッ
ド及び被溶接材の種類の組み合わせを見つけなければな
らない。組み合わせが見つからないときは、過去のデー
タが必要となり、過去のデータがないときは試し打ちを
して最良の溶接結果を見つけなければならない。そのた
めに、作業者は、以下のような労力を必要とし、作業効
率を低下させるだけでなく、適切な溶接機器設定値の組
み合わせを見つけることが困難なために、最良の溶接結
果をうることができない場合も生じる。

【００３４】作業者が、適切な溶接機器動作設定値の組
み合わせを見つけることが困難な主な理由は次のとおり
である。 （１）主アーク期間中の短絡発生による入熱不足［従来
技術１］ スタッド溶接において、スタッドを被溶接材から引き上
げ、次にスタッドを被溶接材に所定の押し込み距離Ｌ２
だけ押し込んで溶接して、その溶接の品質を確保するた
めには、前述したように、必要な入熱量Ｑｒを得ること
が重要である。入熱等の溶接条件が適正でなく、必要な
入熱量Ｑｒを得ることができない場合は、引き上げ期間
中にスタッドの溶融面が被溶接材の溶融プールに接触し
て短絡が発生する。この短絡が発生すると、適正なア−
ク電圧値が十分に継続しないために入熱不足となって、
押し込み中に所要の押し込み距離Ｌ２だけ押し込むこと
ができなくなり溶接不良となる。

【００３６】この従来技術１は、必要な入熱量Ｑｒを得
るために、作業者が、主アーク期間Ｔａに短絡が発生し
て適正なア−ク電圧値Ｖａが十分に継続しないために入
熱不足となるときには、主ア−ク電流値Ｉａ又は溶接時
間Ｔａを増加させなければならない。しかし、入熱が過
大になると、溶融金属が過大になって流出するために、
押し込み後の余盛り形状が不均一になり、溶接強度が低
下する。

【００３８】したがって、作業者は、主ア−ク電流値Ｉ
ａ又は溶接時間Ｔａをどの程度にしなければならないか
を判断して、適正値を設定しなければならない。

【００４０】（２）横向き溶接の溶融金属の垂れ下がり
による短絡の発生［従来技術２］ 太径のスタッドを横向き姿勢で溶接する場合、主アーク
期間Ｔａの後半において、図１に示したように、スタッ
ド先端部の溶融金属及び被溶接材表面の溶融金属が、重
力によってフェルール内の下部に集中して、フェル−ル
Ｆ内の溶融金属が片寄るために、後述する図４（Ｂ）に
示すように、主アーク電流期間Ｔａの後半において、ア
−ク長が短くなり短絡が頻繁に発生する。

【００４２】図１は、横向き溶接中のフェルール内の溶
融金属の状態を示す図である。同図において、被溶接材
ＷとスタッドＳとの間に図示されていないアークが発生
して被溶接材Ｗが溶融するが、この被溶接材の溶融金属
はフェル−ルＦ内の下部に溜まって、この重力によって
フェルール内の下部に溜まった被溶接材の溶融金属３１
のために、スタッド上部に溶接後のフラッシュ（以下、
余盛りという）を必要量だけ形成することができない。

【００４４】この従来技術は、必要な入熱量Ｑｒを得る
ために、作業者が、溶融金属の垂れ下がりによる短絡の
発生を少なくする主ア−ク電流値Ｉａ又は溶接時間Ｔａ
（以下、主アーク期間Ｔａという）を、どの程度に設定
させなければならないかを判断して設定しなければなら
ない。

【００５０】（３）上板貫通溶接の押し込み距離不足
［従来技術３］ スタッド溶接の用途として、建築工事、建設工事等にお
いて、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼等の鉄骨を組み立てた構築物に鋼
板を配設し、鉄骨上に鋼板（デッキプレート）をスタッ
ド溶接で固定する上板貫通溶接がある。

【００５２】図２は、鉄骨上に鋼板を配設したときに、
鋼板が波打ち、鉄骨と鋼板との間に隙間（クリアラン
ス）が生じている状態を示す鉄骨・鋼板位置関係図であ
る。同図において、鉄骨Ｗａ上に鋼板Ｗｂを配設したと
きに、鋼板の板厚Ｄｐが例えば、１.２［mm］のような
薄板のときは、鋼板Ｗｂが波打ち、鉄骨Ｗａと鋼板Ｗｂ
との間に隙間（クリアランス）Ｄｃが生じる。

【００６０】図３は、鉄骨と鋼板との間に隙間があると
きの鋼板とスタッド先端との位置関係を示す鋼板・スタ
ッド位置関係図である。同図（Ａ）は、スタッド溶接開
始直後のスタッドＳの先端が鋼板Ｗｂに接触した状態を
示す溶接開始位置関係図であって、スタッドＳの先端が
鋼板Ｗｂに接触した位置を基準点Ｐとする。同図（Ｂ）
は、スタッド先端を引き上げてアークを発生させている
状態を示すアーク発生位置関係図であって、スタッド先
端は同図（Ａ）の基準点Ｐから引き上げ距離Ｄupだけ引
き上げられた位置にある。

【００６２】同図（Ｃ）は、溶接開始時から予め設定し
た時間が経過した後に、スタッドＳを押し込む指令を出
して、スタッド先端を押し込んで短絡させた状態を示す
短絡位置関係図であって、スタッド先端は同図（Ａ）の
基準点Ｐから押し込み距離Ｄｄだけ押し込まれた位置に
ある。同図（Ｃ）のＤｅは、スタッド先端が鉄骨Ｗａに
押し込まれる実際の突っ込み量を示す。

【００６４】同図（Ｄ）は、溶接開始時から溶接終了時
までのスタッドＳの先端位置の時間的経過を示す図であ
って、縦軸がスタッド先端の移動量Ｍを示し、符号は
同図（Ａ）のスタッド先端のの位置を示し、符号は
同図（Ｂ）のスタッド先端のの位置を示し、符号は
同図（Ｃ）のスタッド先端のの位置を示し、符号Ｄｄ
は同図（Ａ）の押し込み距離を示す。

【００６５】同図（Ｅ）は、溶接開始時から溶接終了時
までの出力端子電圧Ｖｄの時間的経過を示す図である。
同図（Ｅ）において、時刻ｔs0は、図３に示すような上
板貫通溶接でない通常の溶接（以下、直接溶接という）
のときの短絡時点であり、時刻ｔs1は、図３に示すよう
な「上板貫通溶接」のときの短絡時点であり、同図
（Ｃ）に示すように、スタッド先端が鋼板の板厚Ｄｐ及
び隙間（クリアランス）Ｄｃだけ移動する時間であっ
て、時刻ｔs0よりも遅れて大となる。さらに、時刻ｔs2
は、このような上板貫通溶接のときにスタッド先端が鉄
骨に押し込まれる短絡時点であり、鉄骨Ｗａと鋼板Ｗｂ
との間に隙間Ｄｃが不定であるために時刻ｔs0から時刻
ｔs2までの遅れ時間がばらつく。

【００６６】上記の隙間Ｄｃが不定であるために、同図
（Ｂ）に示すように、アーク長Ｄａは、Ｄup＋（Ｄｐ＋
Ｄｃ）となり、直接溶接のときよりも、（Ｄｐ＋Ｄｃ）
だけ増加するとともにばらつきが生じる。さらに、上板
貫通溶接のときは、同図（Ｃ）に示すように、スタッド
先端が鉄骨Ｗａに押し込まれる実際の突っ込み量Ｄｅ
は、Ｄｄ−（Ｄｐ＋Ｄｃ）となり、直接溶接のときより
も、（Ｄｐ＋Ｄｃ）だけ減少するだけでなく、ばらつき
も大になる。

【００６８】このように、上板貫通溶接では、鋼板が波
打ち、鉄骨と鋼板との間に隙間が生じ、その隙間Ｄｃが
不定であるために、直接溶接のときの短絡時点ｔs0から
上板貫通溶接のときのスタッド先端が鉄骨に押しまれる
短絡時点ｔs2までの遅れ時間がばらつき、直接溶接より
も多くの入熱量を必要とするので、主アーク期間Ｔａを
長く設定するために、後述する図４（Ｂ）に示すよう
に、主アーク電流期間Ｔａの後半において短絡が頻繁に
発生する。

【００７０】図４は、従来の溶接動作において、主アー
ク電流期間Ｔａの後半で短絡が発生したときの波形を示
す図で、同図（Ａ）は溶接電流Ｉｏの波形を示す溶接電
流波形図であり、同図（Ｂ）は溶接電源装置の出力端子
電圧Ｖｄの波形を示す出力端子電圧波形図であり、同図
（Ｃ）はスタッド先端の移動量Ｍを示すスタッド先端移
動図である。

【００７４】この状態でスタッドＳを被溶接材Ｗに押し
込むと、同図（Ｃ）に示すように、押し込み不足のため
に実際の押し込み距離はＤd0となり、設定値どおりの押
し込み距離Ｄｄまで押し込むことができない。その結
果、余盛りの片寄りによる融合不良等の溶接欠陥が生じ
る。なお、Ｔｍは押し込み期間である。

【００７６】この従来技術３は、押し込み不足が生じな
いようにするために、作業者が、押し込み距離Ｌ２及び
溶接時間Ｔａを、どの程度に設定しなければならないか
を判断して設定しなければならない。

【００８０】（４）溶接回路の電圧降下［従来技術４］ 現場作業では、通常、溶接電源装置１が重量物であるた
めに移動が困難であるので、溶接電源装置を頻繁に移動
させないで、ある位置に設置して「＋」出力端子を溶接
電源装置付近の被溶接物に接続し、「−」出力端子を２
次ケーブルに接続し、その２次ケーブルを電圧降下の許
容範囲の溶接位置まで延長する。したがって、２次ケー
ブル、被溶接物等の溶接回路の抵抗値が溶接場所によっ
て変化するために、２次ケーブル、被溶接物等の抵抗に
よる電圧降下も変化する。

【００８２】溶接電源装置の出力端子間で出力電圧を検
出する場合、２次ケーブル長が短いときは、検出した出
力端子電圧値Ｖｄとアーク電圧値Ｖａとの誤差は少ない
が、溶接電流は、１６φ、１９φ等の太径のスタッド溶
接のときは１０００〜２０００［Ａ］程度の大電流を通
電するので、検出した出力端子電圧値Ｖｄとアーク電圧
値Ｖａとの誤差が大になる。

【００８４】また、２次ケーブル長を溶接箇所まで最長
往復２００［ｍ］延長して溶接することが可能である溶
接電源装置も市販されているが、往復２００［ｍ］延長
して溶接すると、２次ケーブル、被溶接物等の電圧降下
（以下、溶接回路電圧降下という）Ｖ５は数十［Ｖ］に
なり、この溶接回路電圧降下Ｖ５は、溶接電源装置１か
ら溶接箇所までの距離に関係する２次ケーブルの長さ、
２次ケーブルの直径、被溶接材の抵抗値等の違いによっ
て大きく変化する。

【００８６】この従来技術４は、作業者が、溶接回路電
圧降下Ｖ５による消費電力Ｐ５を補償して必要な入熱Ｑ
ｒを得るために、主ア−ク電流値Ｉａ又は溶接時間Ｔａ
を、どの程度に設定しなければならないかを判断して、
適正値を設定しなければならない。

【００９１】

【課題を解決するための手段】請求項１の方法は、スタ
ッドを被溶接材から引き上げてアークを発生させ、スタ
ッド及び被溶接材が溶融した後に、スタッドを被溶接材
に所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接するスタッド
溶接方法において、作業者がスタッドの種類と溶接姿勢
と被溶接材配置とを入力すると、溶接制御装置３が上記
入力値に対応した所要の入熱Ｑｒと溶接ガン２の移動量
とを含む溶接機器設定値を算出又は選定して、溶接電源
装置１及び溶接ガン２が上記溶接機器設定値に従って動
作してスタッド溶接する溶接機器動作自動設定スタッド
溶接方法である。

【００９２】請求項２の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径と溶接姿勢と被溶接材配置
とを入力すると、溶接制御装置３が上記入力値に対応し
た所要の入熱Ｑｒを供給する溶接電流値Ｉａと溶接時間
Ｔａと溶接ガン２の移動量とを含む溶接機器設定値を算
出又は選定して、溶接電源装置１及び溶接ガン２が上記
溶接機器設定値に従って動作してスタッド溶接する溶接
機器動作自動設定スタッド溶接方法である。

【００９３】請求項３の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの種類と溶接姿勢と被溶接材配置
とを入力すると、溶接制御装置３が上記入力値に対応し
た所要の入熱Ｑｒと溶接ガン２の移動量とを含む第１の
溶接機器設定値を算出又は選定し、さらに作業者が追加
入力した溶接条件と上記第１の溶接機器設定値とから第
２の溶接機器設定値を算出し、溶接電源装置１及び溶接
ガン２が上記第１及び第２の溶接機器設定値に従って動
作してスタッド溶接する溶接機器動作自動設定スタッド
溶接方法である。

【００９４】請求項４の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径と溶接姿勢と被溶接材配置
とを入力すると、溶接制御装置３が上記入力値に対応し
た所要の入熱Ｑｒを供給する溶接電流値Ｉａと溶接時間
Ｔａと溶接ガン２の移動量とからなる第１の溶接機器設
定値を算出又は選定し、さらに作業者が追加入力した溶
接条件と上記第１の溶接機器設定値とから第２の溶接機
器設定値を算出し、溶接電源装置１及び溶接ガン２が上
記第１及び第２の溶接機器設定値に従って動作してスタ
ッド溶接する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法で
ある。

【００９５】請求項５の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径及び横向き姿勢を入力し、
さらに横向き姿勢を選択したことによって入力指示され
る切換後の主ア−ク電流値Ｉｂと（切換前の）主ア−ク
電流値Ｉａとの比の切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ／Ｉａ
及び切換後通電期間Ｔbnと溶接時間Ｔａとの比の切換通
電期間比率γ＝Ｔbn／Ｔａを追加入力すると、溶接制御
装置３が上記入力値に対応した所要の入熱Ｑｒを供給す
る切換前の主ア−ク電流値Ｉａと溶接時間Ｔａと溶接ガ
ン２の移動量とからなる第１の溶接機器設定値を算出又
は選定し、さらに第１の溶接機器設定値の主ア−ク電流
値Ｉａと溶接時間Ｔａとから第２の溶接機器設定値の切
換後の主ア−ク電流値Ｉｂと切換前通電期間Ｔ3b及び切
換後通電期間Ｔbnとを算出し、溶接電源装置１及び溶接
ガン２が上記第１及び第２の溶接機器設定値に従って動
作して、主アーク期間Ｔａの後半に主アーク電流値Ｉａ
を増加させてスタッド溶接する溶接機器動作自動設定ス
タッド溶接方法である。

【００９６】請求項６の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径及び上板貫通溶接を入力
し、さらに上板貫通溶接を選択したことによって入力指
示される切換後の主ア−ク電流値Ｉｂと（切換前の）主
ア−ク電流値Ｉａとの比の切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ
／Ｉａ及び切換後通電期間Ｔbnと溶接時間Ｔａとの比の
切換通電期間比率γ＝Ｔbn／Ｔａを追加入力すると、溶
接制御装置３が上記入力値に対応した所要の入熱Ｑｒを
供給する切換前の主ア−ク電流値Ｉａと溶接時間Ｔａと
溶接ガン２の移動量とからなる第１の溶接機器設定値を
算出又は選定し、さらに第１の溶接機器設定値の主ア−
ク電流値Ｉａ及び溶接時間Ｔａと上記追加入力値とから
第２の溶接機器設定値の切換後の主ア−ク電流値Ｉｂと
切換前通電期間Ｔ3b及び切換後通電期間Ｔbnとを算出
し、溶接電源装置１及び溶接ガン２が上記第１及び第２
の溶接機器設定値に従って動作して、主アーク期間Ｔａ
の後半に主アーク電流値Ｉａを増加させてスタッド溶接
する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法である。

【００９７】請求項７の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径及び上板貫通溶接を入力す
ると、溶接制御装置３が上記入力値に対応した所要の入
熱Ｑｒを供給する溶接電流値Ｉａと溶接時間Ｔａと溶接
ガン２の移動量とを含む溶接機器設定値を算出又は選定
して、溶接電源装置１及び溶接ガン２が上記溶接機器設
定値に従って動作し、主アーク期間Ｔａの後半に主アー
ク電流値Ｉａを増加させると共に、スタッドの押し込み
が開始したとき、スタッドが溶融プ−ルに接触する（突
っ込む）までは、比較的速い速度でスタッドを移動し、
スタッドが溶融プ−ルに接触した後は、比較的遅い速度
でスタッドを移動してスタッド溶接する溶接機器動作自
動設定スタッド溶接方法である。

【００９８】請求項８の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径及び溶接電源装置１から溶
接箇所までの距離に関係する２次ケーブルの長さ及び直
径、被溶接材の抵抗値等の違いによって変化する「溶接
回路電圧降下を補償する」を選択して溶接回路電圧降下
Ｖ５を入力すると、溶接制御装置３が上記入力値に対応
した所要の入熱Ｑｒを供給する溶接電流値Ｉａ及び溶接
時間Ｔａと溶接ガン２の移動量とを含む溶接機器設定値
を算出又は選定し、溶接電源装置１及び溶接ガン２が動
作して、出力端子電圧値Ｖｄから溶接回路電圧降下Ｖ５
を減算した算出平均アーク電圧Ｖ３を算出して、算出平
均アーク電圧Ｖ３と主ア−ク電流値Ｉａと溶接時間Ｔａ
との積の（溶接回路電圧降下による消費電力Ｐ５を含ま
ない）所要の入熱Ｑｒを入力してスタッド溶接する溶接
機器動作自動設定スタッド溶接方法である。

【００９９】請求項９の方法は、スタッドを被溶接材か
ら引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接材
が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み
距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条件と溶接機
器設定値との関係を、図５に示すブロック図の溶接制御
装置３の記憶回路１１に記憶するスタッド溶接条件・機
器設定値記憶動作と、作業者が溶接制御装置３の表示に
従って、スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条件を入
力するスタッド溶接条件選定動作と、作業者が溶接を開
始すると、溶接制御装置３が上記作業者の入力した値に
応じた上記溶接機器設定値を選定し、溶接電源装置１及
び溶接ガン２が上記溶接機器設定値に従って動作してス
タッド溶接する溶接機器自動動作とからなる溶接機器動
作自動設定スタッド溶接方法である。

【０１００】請求項１０の方法は、スタッドを被溶接材
から引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接
材が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込
み距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径と溶接姿勢と被溶接材配置
とを入力すると、溶接制御装置３が上記入力値に対応し
たアーク期間全体の標準入熱量Ｑstと溶接ガン２の移動
量とを含む溶接機器設定値を算出又は選定して、溶接電
源装置１及び溶接ガン２が上記溶接機器設定値に従って
動作し、検出間隔ごとのア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)か
ら算出したアーク期間積算入熱量Ｑtaが、上記アーク期
間全体の標準入熱量Ｑstに達した時点ｔｎで押し込み動
作を開始してスタッド溶接する溶接機器動作自動設定ス
タッド溶接方法である。

【０１０１】請求項１１の方法は、スタッドを被溶接材
から引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接
材が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込
み距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径及び横向き姿勢又は上板貫
通溶接を入力し、さらに上記横向き姿勢又は上板貫通溶
接を選択したことによって入力指示される切換後の主ア
−ク電流値Ｉｂと（切換前の）主ア−ク電流値Ｉａとの
比の切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ／Ｉａ及び切換後標準
入熱量Ｑstb8と主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38と
の比の切換標準入熱量比率β＝Ｑstb8／Ｑst38を追加入
力すると、溶接制御装置３が上記入力値に対応したアー
ク期間全体の標準入熱量Ｑstと溶接ガン２の移動量とを
含む第１の溶接機器設定値を算出又は選定し、さらに、
第１の溶接機器設定値の主ア−ク電流値Ｉａ及び主アー
ク期間全体の標準入熱量Ｑst38と上記追加入力値とから
第２の溶接機器設定値の切換後の主ア−ク電流値Ｉｂと
切換前標準入熱量Ｑst3b及び切換後標準入熱量Ｑstb8と
を算出し、溶接電源装置１及び溶接ガン２が上記第１及
び第２の溶接機器設定値に従って動作し、検出間隔ごと
のア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)から算出した主アーク期
間積算入熱量Ｑtaが、上記算出した切換前標準入熱量Ｑ
st3bに達した主アーク電流値切換時点ｔｂで、主アーク
電流値Ｉａから切換後の主ア−ク電流値Ｉｂに切換えて
通電を続け、上記主アーク期間積算入熱量Ｑtaが、上記
アーク期間全体の標準入熱量Ｑstに達した時点ｔｎで押
し込み動作を開始してスタッド溶接する溶接機器動作自
動設定スタッド溶接方法である。

【０１０２】請求項１２の方法は、スタッドを被溶接材
から引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接
材が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込
み距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、作業者がスタッドの直径及び溶接電源装置１から溶
接箇所までの距離に関係する２次ケーブルの長さ及び直
径、被溶接材の抵抗値等の違いによって変化する「溶接
回路電圧降下を補償する」を選択して溶接回路電圧降下
Ｖ５を入力すると、溶接制御装置３が上記入力値に対応
したアーク期間全体の標準入熱量Ｑstと溶接ガン２の移
動量とを含む溶接機器設定値を算出又は選定すると共
に、溶接電源装置１及び溶接ガン２が上記溶接機器設定
値に従って動作し、検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値
Ｖav(Δt)から溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した検出間
隔ごとの算出平均アーク電圧Ｖ３を基に算出した主アー
ク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間全体の標
準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを開始して
スタッド溶接する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方
法である。

【０１０３】請求項１３の方法は、請求項８又は請求項
１２の溶接回路電圧降下Ｖ５が、作業者が入力した２次
ケーブルの断面積及び長さから算出した設定抵抗値Ｒｓ
と主ア−ク電流値Ｉａとの積である溶接機器動作自動設
定スタッド溶接方法である。

【０１０４】請求項１４の方法は、請求項８又は請求項
１２の溶接回路電圧降下Ｖ５が、作業者が入力した設定
電圧降下Ｖ5sである溶接機器動作自動設定スタッド溶接
方法である。

【０１０５】請求項１５の方法は、請求項８又は請求項
１２の溶接回路電圧降下Ｖ５が、押し込み短絡期間Ｔｓ
に測定した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aである溶接機器
動作自動設定スタッド溶接方法である。

【０１０６】請求項１６の方法は、スタッドを被溶接材
から引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接
材が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込
み距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、溶接開始前に、下向き姿勢及び横向き姿勢で、被溶
接材直接溶接及び上板貫通溶接をする場合の各スタッド
の呼び径に対応させた「主ア−ク電流値Ｉａ、引き上げ
距離Ｌ１、押し込み距離Ｌ２」の適正値を、溶接条件・
機器設定値対応表に書き込むと共に、図６に示すよう
に、正常な溶接時の主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst
を、後述する数１乃至数３によって算出して、溶接条件
・機器設定値対応表に書き込むスタッド溶接条件・機器
設定値記憶動作と、作業者が、スタッドの呼び径、溶接
姿勢（下向き姿勢、横向き姿勢）及び被溶接材配置（被
溶接材直接溶接、上板貫通溶接）を選択すると共に、上
記溶接条件・機器設定値対応表の中から読み出された溶
接機器設定値を選定してＣＰＵ内部の主記憶領域に書き
込むスタッド溶接条件選定動作と、溶接を開始すると、
ＣＰＵ内部の主記憶領域に書き込まれた溶接機器設定値
に従って、スタッドＳを被溶接材Ｗから引き上げて溶接
を開始し、後述する図８に示すように、主アーク電流・
電圧検出開始時点ｔ３から測定した検出間隔ごとの主ア
−ク電圧平均値Ｖav(Δt)と検出期間中の溶接電流平均
値Ｉav又は検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δ
t)との積の検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを積算し
て主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを
開始する溶接機器自動動作とを実行する溶接機器動作自
動設定スタッド溶接方法である。

【０１０７】請求項１７の方法は、スタッドを被溶接材
から引き上げてアークを発生させ、スタッド及び被溶接
材が溶融した後に、スタッドを被溶接材に所定の押し込
み距離だけ押し込んで溶接するスタッド溶接方法におい
て、溶接開始前に、下向き姿勢及び横向き姿勢で、被溶
接材直接溶接及び上板貫通溶接をする場合の各スタッド
の呼び径に対応させた「主ア−ク電流値Ｉａ、引き上げ
距離Ｌ１、押し込み距離Ｌ２」の適正値を、後述する溶
接条件・機器設定値対応表に書き込むステップと、図６
に示すように、正常な溶接時の主アーク期間全体の標準
入熱量Ｑstを、後述する数１乃至数３によって算出し
て、後述する溶接条件・機器設定値対応表に書き込むス
テップとからなるスタッド溶接条件・機器設定値記憶動
作と、作業者がスタッドの呼び径、溶接姿勢（下向き姿
勢、横向き姿勢）及び被溶接材配置（被溶接材直接溶
接、上板貫通溶接）を選択するステップと、上記溶接機
器設定値（主ア−ク電流値Ｉａ、引き上げ距離Ｌ１、押
し込み距離Ｌ２及び標準入熱量Ｑst）を、上記溶接条件
・機器設定値対応表の中から読み出すステップと、読み
出された溶接機器設定値を作業者が選定して、ＣＰＵ内
部の主記憶領域に書き込むステップとからなるスタッド
溶接条件選定動作と、溶接を開始すると、ＣＰＵ内部の
主記憶領域に書き込まれた溶接機器設定値に従って、ス
タッドＳを被溶接材Ｗから引き上げて補助ア−クを発生
させ、補助ア−ク期間Ｔｐが経過した主ア−ク電流通電
開始時点ｔ２で、補助ア−ク電流Ｉｐから主ア−ク電流
Ｉａに切り換えて、後述する図８に示すように、主アー
ク電流・電圧検出開始時点ｔ３から、検出間隔ごとの主
ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)及び検出間隔ごとの主ア−
ク電圧平均値Ｖav(Δt)を測定するステップと、上記検
出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)と検出期間
中の溶接電流平均値Ｉav又は検出間隔ごとの主ア−ク電
流平均値Ｉav(Δt)との積の検出間隔ごとの入熱量平均
値ΔＱavを積算して主アーク期間積算入熱量Ｑta3nを算
出するステップと、上記主アーク期間積算入熱量Ｑta3n
が、上記主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に達した
時点ｔｎで押し込みを開始するステップとからなる溶接
機器自動動作とを実行する溶接機器動作自動設定スタッ
ド溶接方法である。

【０１３０】

【発明の実施の形態】本発明の溶接機器の動作を自動設
定するスタッド溶接方法は、（Ａ）スタッド・被溶接材
条件及び周囲設置条件と溶接機器設定値との関係を、図
５に示すブロック図の溶接制御装置３の記憶回路１１に
記憶するスタッド溶接条件・機器設定値記憶動作と、
（Ｂ）溶接装置に商用電源を供給すると、表示回路１２
にスタッド・被溶接材条件が表示され、作業者がその表
示に従って、条件設定スイッチ２７によってスタッド・
被溶接材条件及び周囲設置条件の選択をするスタッド溶
接条件選定動作と、（Ｃ）作業者が溶接開始終了スイッ
チ１３を押して溶接を開始し、選定した溶接機器設定値
に従って溶接電源装置１及び溶接ガン２が動作してスタ
ッド溶接する溶接機器自動動作とからなる。

【０１４０】上記のスタッド溶接条件・機器設定値記憶
動作は次のステップを実行する。 （１）溶接開始前に、下向き姿勢及び横向き姿勢で、被
溶接材直接溶接及び上板貫通溶接をする場合の各スタッ
ドの呼び径に対応させた「主ア−ク電流値Ｉａ、引き上
げ距離Ｌ１、押し込み距離Ｌ２」の適正値を、後述する
溶接条件・機器設定値対応表に書き込む。 （２）後述する図６に示すように、正常な溶接時の主ア
ーク期間全体の標準入熱量（以下、標準入熱量という）
Ｑstを、後述する数１乃至数３によって算出して、後述
する溶接条件・機器設定値対応表に書き込む。

【０１４２】上記のスタッド溶接条件選定動作は、次の
ステップを実行する。溶接装置に商用電源を供給する
と、ブロック図の表示回路１２にスタッド・被溶接材条
件が表示されるので、作業者がその表示に従って、条件
設定スイッチ２７によって下記の選択をする。 （１）スタッドの呼び径、溶接姿勢（下向き姿勢、横向
き姿勢）及び被溶接材配置（被溶接材直接溶接、上板貫
通溶接）が順次に表示されるので、その中から１つを選
択する。

【０１４４】（２）溶接制御装置のＣＰＵは、スタッド
の呼び径、溶接姿勢及び被溶接材配置に該当する溶接機
器設定値（主ア−ク電流値Ｉａ、引き上げ距離Ｌ１、押
し込み距離Ｌ２及び標準入熱量Ｑst）を、記憶回路１１
に予め記憶しておいた溶接条件・機器設定値対応表（例
えば、図７に示す「下向き姿勢・被溶接材直接溶接」の
溶接条件・機器設定値対応表）の中から読み出して、表
示回路１２に表示する。

【０１４６】（３）作業者が表示された溶接機器設定値
を選定すると、その選定した溶接機器設定値が、ＣＰＵ
内部の主記憶領域に書き込まれる。

【０１５０】上記の溶接機器自動動作は、溶接開始終了
スイッチ１３を押して溶接を開始すると、ＣＰＵ内部の
主記憶領域から読み出した溶接機器設定値に従って、次
のステップを実行する。 （１）補助ア−ク電流通電開始時点ｔ０において、補助
ア−ク電流Ｉｐの通電を開始するとともに、スタッドＳ
を被溶接材Ｗから引き上げて補助ア−クを発生させる。

【０１５２】（２）補助ア−ク期間Ｔｐが経過した主ア
−ク電流通電開始時点ｔ２で、補助ア−ク電流Ｉｐから
主ア−ク電流Ｉａに切り換える。 （３）後述する図８に示すように、主アーク電流・電圧
検出開始時点ｔ３から、検出間隔Δｔごとに、検出間隔
ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)及び検出間隔ごと
の主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)を測定する。

【０１５４】（４）この検出間隔ごとの主ア−ク電圧平
均値Ｖav(Δt)と検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は
検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)との積の
検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを積算して主アーク
期間積算入熱量Ｑta3nを算出する。 （５）この主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主ア
ーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押
し込みを開始する。

【０１６０】

【実施例】［従来技術の課題を解決した溶接機器設定
値］本発明の溶接方法の実施例を説明する前に、前述し
た従来技術１乃至４の課題を解決し、本発明の溶接方法
の実施例に使用する本出願人の先願のスタッド溶接機器
設定値について説明する。

【０１６２】（１）主アーク期間中の短絡発生による入
熱補償 特願平 9-249384 に記載した先願技術１の「スタッド溶
接の入熱積算押し込み制御方法」は、従来技術１の課題
を解決するために、検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値
Ｖav(Δt)を基に算出した主アーク期間積算入熱量Ｑta3
nが、予め設定した主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst3
8に達した時点ｔｎで押し込みを開始するスタッド溶接
の入熱積算押し込み制御方法である。

【０１６４】この先願技術１の方法は、作業者が、必要
な入熱量Ｑｒを得るための主ア−ク電流値Ｉａ及び溶接
時間Ｔａを設定する必要がなくなるが、スタッド・被溶
接材条件及び周囲設置条件に応じて溶接機器設定値（例
えば、主ア−ク電流値Ｉａ及び主アーク期間全体の標準
入熱量Ｑst38）を設定しなければならない。

【０１７０】（２）横向き溶接の溶融金属の垂れ下がり
による短絡の発生防止 特願平 9-316180 に記載した先願技術２の「主電流切換
スタッド溶接方法」は、従来技術２の課題を解決するた
めに、主アーク期間Ｔａの後半に、主アーク電流値Ｉａ
を増加させる主電流切換スタッド溶接方法である。

【０１７２】この先願技術２の溶接方法は、作業者が、
主アーク期間Ｔａの後半のどの時点で、どれだけの主ア
ーク電流値Ｉａを増加させるかを判断して設定しなけれ
ばならない。

【０１８０】（３）上板貫通溶接の押し込み距離不足の
防止 上板貫通溶接の押し込み距離不足を解決した先願技術
は、上記の横向き溶接の溶融金属の垂れ下がりによる短
絡の発生を解決した先願技術２と同じ技術を使用してい
る。

【０１９０】（４）溶接回路の電圧降下補償 また、平成９年１１月２８日に出願した先願技術４の
「スタッド溶接のケーブル電圧降下補償方法」は、従来
技術４の課題を解決するために、図９に示すように、検
出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)から溶接回
路電圧降下Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出平均アー
ク電圧Ｖ３を基に算出した主アーク期間積算入熱量Ｑta
3nが、予め設定した主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst
38に達した時点ｔｎで押し込みを開始するスタッド溶接
のケーブル電圧降下補償方法である。

【０１９２】この先願技術４の方法は、作業者が、溶接
回路電圧降下Ｖ５を、後述する周囲設置条件の相違によ
って、どのような電圧降下補償方法をすれば最適かを判
断して設定しなければならない。

【０２００】［スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条
件］上記の本出願人の先願のスタッド溶接機器設定値を
使用した実施例において、スタッド・被溶接材条件及び
周囲設置条件は、下記ののとおりである。Ａ．スタッド
・被溶接材条件 （１）スタッドの種類（材質、直径、形状等） （２）溶接姿勢（下向き姿勢、横向き姿勢） （３）被溶接材配置（被溶接材直接溶接、上板貫通溶
接） （４）被溶接材の種類（材質、板厚、形状等）

【０２０２】Ｂ．周囲設置条件 （１）溶接回路電圧降下（２次ケーブルの断面積、長
さ） （２）溶接位置の移動の有無 （３）溶接電源装置の外部特性（定電流特性、それ以
外）

【０２０４】本発明の溶接機器の動作を自動設定するス
タッド溶接方法は、作業者が、上記のスタッド・被溶接
材条件及び周囲設置条件を、溶接制御装置に入力するか
選択する（以下、入力するという）ことによって、自動
的に、下記の溶接電源装置１の出力及び溶接ガン２の移
動量（溶接機器設定値）の動作を開始し、スタッドを引
き上げてアークを発生させて所要の入熱Ｑｒ又は標準入
熱量Ｑstを供給した後に、スタッドを被溶接材に押しつ
けて短絡させて溶接する。なお、上記の所要の入熱Ｑｒ
とは溶接時間Ｔａを設定する従来技術の入熱をいい、標
準入熱量Ｑstとは本出願人の先願のスタッド溶接機器設
定値を使用した実施例において、溶接時間Ｔａを設定し
ないで、検出間隔ごとに積算した主アーク期間積算入熱
量Ｑta3nと比較する入熱をいう。

【０２０６】Ａ．第１の溶接機器設定値 第１の溶接機器設定値とは、作業者が、スタッド・被溶
接材条件及び周囲設置条件を、溶接制御装置に入力した
条件によって、溶接条件・機器設定値対応表から読み出
された下記に例示する溶接機器設定値をいう。 （１）主ア−ク電流値Ｉａ （２）引き上げ距離Ｌ１ （３）押し込み距離Ｌ２ （４）押し込み速度切換 （５）溶接時間Ｔａ又は標準入熱量Ｑst 従来技術では、溶接時間Ｔａを設定し、本出願人の先願
のスタッド溶接機器設定値を使用した実施例において
は、溶接時間Ｔａを設定しないで標準入熱量Ｑstを設定
する。

【０２０８】Ｂ．第２の溶接機器設定値 第２の溶接機器設定値とは、作業者が、上記以外の追加
入力した溶接条件に従って、溶接制御装置が作業者の追
加入力した溶接条件と上記の第１の溶接機器設定値とを
使用して、自動的に算出する下記に例示する溶接機器設
定値をいう。 （１）切換後の主ア−ク電流値Ｉｂ 作業者が、追加入力した切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ／
Ｉａに従って、溶接制御装置が（切換前の）主ア−ク電
流値Ｉａを使用して、切換後の主ア−ク電流値Ｉｂを自
動的に算出する。 （２）切換前通電期間Ｔ3b及び切換後通電期間Ｔbn 作業者が、追加入力した切換通電期間比率γ＝Ｔbn／Ｔ
ａに従って、溶接制御装置が（切換前の）溶接時間（主
アーク期間）Ｔａを使用して、切換後通電期間Ｔbn及び
切換前通電期間Ｔ3bを自動的に算出する。 （３）切換前標準入熱量Ｑst3b及び切換後標準入熱量Ｑ
stb8 作業者が、追加入力した切換標準入熱量比率β＝Ｑstb8
／Ｑst38に従って、溶接制御装置が（切換前の）標準入
熱量Ｑst38を使用して、切換後標準入熱量Ｑstb8及び切
換前標準入熱量Ｑst3bを自動的に算出する。

【０２１０】［図５の説明］図５は、本発明の溶接機器
動作自動設定スタッド溶接方法を実施するスタッド溶接
装置のブロック図である。図５において、３相交流電源
Ａの商用電力を入力として出力端子電圧値Ｖｄで溶接電
流値Ｉｏの溶接電力を出力する溶接電源装置１と溶接ガ
ン２と溶接制御装置３とからなる。溶接ガン２は、スタ
ッドＳを移動させるためのサ−ボモ−タ２４、スタッド
Ｓの移動量を検出するポテンショメ−タ等の移動量検出
回路ＭＣ、当接部材２３等から形成される。

【０２１２】溶接電源装置１は、溶接ガン２に供給され
る溶接電流値Ｉｏ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ＩＣと、溶接電源装置１の出力
端子電圧値Ｖｄ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、電流指令信号に応じて溶
接電流値Ｉｏを制御するサイリスタ等の半導体スイッチ
ング素子からなる溶接電流調整回路１５とから形成され
る。

【０２１４】溶接制御装置３は、演算処理回路ＣＰＵ
と、演算処理回路ＣＰＵから出力された「溶接電流値Ｉ
ｏに対応するディジタル信号」をアナログ信号に変換す
るＤ／Ａ変換回路６と、変換された「溶接電流値Ｉｏに
対応するアナログ信号」に応じて溶接電流値Ｉｏを制御
する電流指令出力回路５と、検出した溶接電流検出信号
Ｉｃを演算処理回路ＣＰＵに供給するＡ／Ｄ変換回路７
と、検出した溶接電圧検出信号Ｖｃを演算処理回路ＣＰ
Ｕに供給するＡ／Ｄ変換回路８と、演算処理回路ＣＰＵ
から出力された所定のスタッドの移動量Ｍに対応するデ
ィジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路
２１と、変換されたスタッドの移動量Ｍに対応するアナ
ログ信号に応じてサ−ボモ−タ２４を駆動するモ−タ駆
動回路２６と、検出した移動量検出信号Ｍｃを演算処理
回路ＣＰＵに供給するのＡ／Ｄ変換回路２０と、プリセ
ット条件、溶接結果デ−タ等を記憶する記憶回路１１
と、プリセット条件及び溶接結果を表示するディジタル
パネル等の表示回路又は作業者に異常を知らせる警報回
路からなる表示回路または警報回路１２（以下、表示回
路１２という）とから形成される。

【０２１６】以下、図５の実施例のスタッド溶接装置の
動作について説明する。溶接ガン２に保持させたスタッ
ド先端を被溶接材Ｗに当接する位置まで押し当て、溶接
ガン２に配設されている溶接開始終了スイッチ１３を押
すと、当接位置にあったスタッドＳは、予め設定された
引き上げ距離Ｌ１だけ引き上げられると同時に、パイロ
ット電流Ｉpを通電する。以下の動作は、スタッド・被
溶接材条件及び周囲設置条件と溶接機器設定値との関係
によって異なるので、個別の各実施例ごとに説明する。

【０２２０】［実施例１］作業者が、厚板の鋼板上に予
め定めた直径のスタッドを下向き姿勢で被溶接材直接溶
接をする最も簡単な場合の本発明の溶接方法について説
明する。

【０２２２】第１に、前述した「発明の実施の形態」に
おいて「（Ａ）スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条
件と溶接機器設定値との関係を溶接制御装置の記憶回路
１１に記憶するスタッド溶接条件・機器設定値記憶動
作」について説明する。上記のスタッド溶接条件・機器
設定値記憶動作は次のステップを実行する。 （１）下向き姿勢で、被溶接材直接溶接をする場合、溶
接開始前に、各スタッドの呼び径に対応させた「主ア−
ク電流値Ｉａ、引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ
２」を予め設定して、図７に示す「下向き姿勢・被溶接
材直接溶接」の溶接条件・機器設定値対応表に書き込
む。 （２）図６に示すように、正常な溶接時の主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑst38を、後述する数１乃至数３によ
って算出して、ＣＰＵ内部の主記憶領域の図７に示す溶
接条件・機器設定値対応表に書き込む。

【０２２４】第２に、前述した「（Ｂ）溶接装置に商用
電源を供給すると、ブロック図の表示回路１２にスタッ
ド・被溶接材条件が表示され、作業者がその表示に従っ
て、条件設定スイッチ２７によってスタッド・被溶接材
条件及び周囲設置条件の選択をするスタッド溶接条件選
定動作」について説明する。

【０２２５】図５に示す溶接電源装置１に商用電源を供
給すると、同図の表示回路１２にスタッド・被溶接材条
件が表示されるので、作業者はその表示に従って、条件
設定スイッチ２７によって下記の選択をする。 （１）スタッドの直径の呼び径（Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ
８，Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ１６，Ｍ１８，Ｍ２０，Ｍ２
２，φ１３，φ１６，φ１９，φ２２）が表示されるの
で、例えば、Ｍ２０を選択する。 （２）溶接姿勢（下向き姿勢、横向き姿勢）が表示され
るので、下向き姿勢を選択する。 （３）被溶接材配置（被溶接材直接溶接、上板貫通溶
接）が表示されるので、被溶接材直接溶接を選択する。

【０２２６】ブロック図において、ＣＰＵは、記憶回路
１１に予め記憶しておいた図７に示す下向き姿勢・被溶
接材直接溶接の溶接条件・機器設定値対応表から、主ア
−ク電流値Ｉａ＝1350［Ａ］、主アーク期間全体の標準
入熱量Ｑst＝40.50［KJ］、引き上げ距離Ｌ１＝2.5［m
m］及び押し込み距離Ｌ２＝5.0［mm］を読み出して、表
示回路１２に表示する。

【０２２８】このとき、今回以前に同じスタッド・被溶
接材条件で溶接して適正値が記憶されているときは、各
溶接機器設定値の最小値、平均値、最大値等も同時に表
示される。作業者は、これらの表示されたいずれかの値
を選択するか、これらの表示されたいずれかの値を参考
にして微調整又は作業者が希望する値を入力すると、Ｃ
ＰＵ内部の主記憶領域に書き込まれる。最も簡単な選択
は、作業者が実行キーを押せば上記の図７に示す標準値
（デフォルト）がそのまま、ＣＰＵ内部の主記憶領域に
書き込まれる。

【０２３０】第３に、前述した「（Ｃ）作業者が溶接開
始終了スイッチ１３を押して溶接を開始し、選定した値
に従って溶接電源装置１及び溶接ガン２が動作してスタ
ッド溶接する溶接機器自動動作」について説明する。上
記の溶接機器自動動作は次のステップを実行する。 （１）溶接開始終了スイッチ１３を押して溶接を開始す
ると、ＣＰＵ内部の主記憶領域から読み出した溶接機器
設定値に従って動作を開始する。 （２）補助ア−ク電流通電開始時点ｔ０において、補助
ア−ク電流Ｉｐの通電を開始するとともに、スタッドＳ
を被溶接材Ｗから引き上げて補助ア−クを発生させる。 （３）補助ア−ク期間Ｔｐが経過した主ア−ク電流通電
開始時点ｔ２で、補助ア−ク電流Ｉｐから主ア−ク電流
Ｉａに切り換える。 （４）図８に示すように、主アーク電流・電圧検出開始
時点ｔ３から、検出間隔Δｔごとに、検出間隔ごとの主
ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)及び検出間隔ごとの主ア−
ク電圧平均値Ｖav(Δt)を測定する。 （５）この検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δ
t)と検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は検出間隔ごと
の主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)との積の検出間隔ごと
の入熱量平均値ΔＱavを積算して主アーク期間積算入熱
量Ｑta3nを算出する。 （６）この主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主ア
ーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押
し込みを開始する。

【０２４０】［図６の説明］図６（Ａ）は、正常な溶接
時の検出期間中の溶接電流平均値Ｉavを算出する説明図
であり、同図（Ｂ）は、正常な溶接時の検出間隔Δｔご
とに検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)を算
出する説明図であり、同図（Ｃ）は正常な溶接時のスタ
ッド引き上げ距離を示す図である。

【０２４２】同図（Ａ）に示すように、補助ア−ク電流
通電開始時点ｔ０において、溶接開始終了スイッチ１３
を押して補助ア−ク電流Ｉｐの通電を開始するととも
に、スタッドＳを被溶接材Ｗから引き上げて補助ア−ク
を発生させる。

【０２４６】この補助ア−ク電流通電開始時点ｔ０又は
主ア−ク電流通電開始時点ｔ２から、図５に示す溶接電
流検出回路ＩＣ及び溶接電圧検出回路ＶＣによって、各
時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)及び各時刻ｔの溶接電流値Ｉ
1(t)を予め設定した検出間隔△ｔで検出して、この検出
間隔Δｔごとに検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav
（△ｔ）及び主ア−ク電流平均値Ｉav（△ｔ）を算出す
る。

【０２４８】次に、主ア−ク電流通電開始時点ｔ２にお
いて、補助ア−ク電流Ｉｐから主ア−ク電流Ｉａに切り
換える。前述した主ア−ク電流通電開始時点ｔ２直後の
主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３から主ア−ク電流
・電圧検出終了時点ｔ８までの主アーク入熱標準値設定
期間Ｔ38に、各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)を検出して、
短絡が発生しないときの検出間隔ごとの主ア−ク電圧平
均値Ｖav（Δｔ）を算出する。同様に、各時刻ｔの溶接
電流値Ｉ1(t)を検出して、短絡が発生しないときの検出
間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt）を算出する。

【０２５０】［数１の説明］図６において、主ア−ク電
流・電圧検出開始時点ｔ３から主ア−ク電流・電圧検出
終了時点ｔ８までの間、検出間隔Δｔごとに、検出間隔
ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav（Δｔ）及び検出間隔ご
との主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt）を算出し、検出間隔
ごとの入熱量平均値ΔＱavを数１によって算出する。

【０２５２】

【数１】

【０２６０】［数２の説明］図６（Ａ）及び（Ｂ）に示
すように、主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３から主
ア−ク電流・電圧検出終了時点ｔ８までの正常な溶接時
の検出期間全体の標準入熱量Ｑstを算出する式について
説明する。数２の右辺の１番目の式によって、検出間隔
ごとの入熱量平均値ΔＱavを主ア−ク電流・電圧検出開
始時点ｔ３から主ア−ク電流・電圧検出終了時点ｔ８ま
で積算して検出期間全体の標準入熱量Ｑstを算出する。

【０２６２】

【数２】

【０２７０】［数３の説明］図６（Ａ）及び（Ｂ）に示
すように、上記の主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３
の検出間隔Δｔの検出開始時点はｔ01であり、主ア−ク
電流・電圧検出終了時点ｔ８の検出間隔Δｔの検出開始
時点はｔ0nである。したがって、１回目の検出間隔Δｔ
の検出開始時点ｔ01から検出回数ｎ回目の検出間隔Δｔ
の検出開始時点ｔ0nまでの検出期間全体の標準入熱量Ｑ
stを、数２の右辺の２番目の式によって算出してもよ
い。

【０２７２】また、検出期間全体の標準入熱量Ｑstを数
２によって算出する代わりに、主ア−ク電流・電圧検出
開始時点ｔ３の１回目の検出間隔Δｔから主ア−ク電流
・電圧検出終了時点ｔ８の検出回数ｎ回目の検出間隔Δ
ｔまでの検出期間全体の標準入熱量Ｑstを、数３によっ
て算出してもよい。

【０２７４】

【数３】

【０２８０】［図８の説明］図８（Ａ）は、各溶接中の
検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は検出間隔ごとの主
ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)を算出する説明図であり、
同図（Ｂ）は、各溶接中の検出間隔Δｔごとに検出間隔
ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)を算出する説明図
である。

【０２８２】図５で説明した溶接電源装置１として、サ
イリスタ等の半導体スイッチング素子を用いた略定電流
制御方式の電源装置を使用た場合、主アーク電流通電開
始時点ｔ２から短絡電流通電終了時点ｔ10までの間、溶
接電流値Ｉｏが略一定に制御された定電流が流れる。

【０２８４】主ア−ク電流通電終了時点、即ち短絡電流
通電開始時点ｔ９で、押し込み動作を開始して短絡させ
ると、図８（Ａ）に示すように、正常に短絡した瞬間に
急峻な電流が流れる。この急峻な電流の増加分は、主ア
ーク電流Ｉａの平均値と比較して無視することができる
範囲である。そこで、主アーク期間Ｔａの溶接電流値Ｉ
ｏは、アーク時も瞬時的な短絡時も略一定であるので、
下記の数６及び数７に示すように検出間隔ごとの主ア−
ク電流平均値Ｉav(Δt)を測定しないで、数４及び数５
に示すように検出期間中の溶接電流平均値Ｉavを測定し
てもよい。

【０２８６】次に、図８（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、
主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３から、検出期間全
体の標準入熱量Ｑstに達した主ア−ク電流・電圧検出終
了時点ｔｎまでの短絡が発生しない積算入熱量Ｑtaを算
出する式について説明する。

【０２９０】［数４の説明］ 検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)及び検
出期間中の溶接電流平均値Ｉavを測定する。 数４の右辺の１番目の式によって、主ア−ク電流・電
圧検出開始時点ｔ３から主ア−ク電流・電圧検出終了時
点ｔｎまで、検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを積算
して、積算入熱量Ｑtaを算出する。

【０２９２】

【数４】

【０２９４】上記の主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ
３の検出間隔Δｔの検出開始時点はｔ01であり、主ア−
ク電流・電圧検出終了時点ｔｎの検出間隔Δｔの検出開
始時点はｔ0nである。したがって、１回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ01から検出回数ｎ回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ0nまでの積算入熱量Ｑtaを、数４の
右辺の２番目の式によって算出してもよい。

【０３００】［数５の説明］ 検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)及び検
出期間中の溶接電流平均値Ｉavを測定する。 また、積算入熱量Ｑtaを上記の数４によって算出す
る代わりに、主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３の１
回目の検出間隔Δｔから主ア−ク電流・電圧検出終了時
点ｔｎの検出回数ｎ回目の検出間隔Δｔまでの積算入熱
量Ｑtaを、数５によって算出してもよい。

【０３０２】

【数５】

【０３０４】［数６の説明］ 検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)及び検
出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)を測定す
る。 積算入熱量Ｑtaは、検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱ
avを、主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３から主ア−
ク電流・電圧検出終了時点ｔｎまで、数６の右辺の１番
目の式によって算出する。

【０３０６】

【数６】

【０３０８】上記の主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ
３の検出間隔Δｔの検出開始時点はｔ01であり、主ア−
ク電流・電圧検出終了時点ｔｎの検出間隔Δｔの検出開
始時点はｔ0nである。したがって、１回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ01から検出回数ｎ回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ0nまでの積算入熱量Ｑtaを、数６の
右辺の２番目の式によって算出してもよい。

【０３１０】［数７の説明］ 検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)及び検
出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)を測定す
る。 また、積算入熱量Ｑtaを上記の数４によって算出する
代わりに、主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３の１回
目の検出間隔Δｔから主ア−ク電流・電圧検出終了時点
ｔｎの検出回数ｎ回目の検出間隔Δｔまでの積算入熱量
Ｑtaを、数７によって算出してもよい。

【０３１２】

【数７】

【０３２５】通常のスタッド溶接においては、前述した
図２に示した補助ア−ク期間Ｔｐは０.１〜０.２［秒］
であり、主アーク期間Ｔａは０.４〜１.５［秒］であ
り、短絡期間Ｔｓは０.２［秒］位であって、補助ア−
ク期間Ｔｐは主アーク期間Ｔａに比べて１／１０程度の
通電時間であり、しかも補助ア−ク電流値Ｉｐは主ア−
ク電流値Ｉａよりも小であるので、制御回路を簡単にす
るために、補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12の算出を省
略している。

【０３３０】［実施例２］作業者が、厚板の鋼板上に予
め定めた直径のスタッドを横向き姿勢で溶接する場合の
本発明の溶接方法について説明する。

【０３３２】第１に、前述した「（Ａ）スタッド・被溶
接材条件及び周囲設置条件と溶接機器設定値との関係を
溶接制御装置の記憶回路１１に記憶するスタッド溶接条
件・機器設定値記憶動作」について説明する。上記のス
タッド溶接条件・機器設定値記憶動作は次のステップを
実行する。 （１）横向き姿勢で、被溶接材直接溶接をする場合、溶
接開始前に、各スタッドの呼び径に対応させた「主ア−
ク電流値Ｉａ、引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ
２」を予め設定して、横向き姿勢・被溶接材直接溶接
（以下、横向き溶接という）の溶接条件・機器設定値対
応表に書き込む。 （２）図６に示すように、正常な溶接時の主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑst38を、数１乃至数３によって算出
して、ＣＰＵ内部の主記憶領域の横向き溶接の溶接条件
・機器設定値対応表に書き込む。 （３）切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ／Ｉａ（例えば、α
＝１.１）及び切換標準入熱量比率β＝Ｑstb8／Ｑst38
（例えば、β＝０.１）を予め設定して、ＣＰＵ内部の
主記憶領域の横向き溶接の溶接条件・機器設定値対応表
に書き込む。 ただし、Ｉｂは切換後の主ア−ク電流値であり、Ｑstb8
は切換後標準入熱量であり、Ｑst38は標準入熱量であ
る。

【０３３４】図１０は、切換前の主ア−ク電流値Ｉａを
通電して切換前標準入熱量Ｑst3bに達した時点ｔｂで、
切換後の主ア−ク電流値Ｉｂに切り換えて通電して、切
換後標準入熱量Ｑstb8に達した時点ｔｂで、押し込みを
開始する主ア−ク電流値切換説明図である。

【０３３６】図１０に示すように、ＣＰＵは、上記の既
知の主ア−ク電流値Ｉａ、予め設定した主アーク期間全
体の標準入熱量Ｑst38、切換溶接電流値比率α及び切換
標準入熱量比率βから、下記の順序で、切換前標準入熱
量Ｑst3b及び切換後標準入熱量Ｑstb8を算出して、積算
している主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、切換前標準
入熱量Ｑst3bに達した時点ｔｂで、主ア−ク電流値Ｉａ
からＩｂに切り換え、さらに切換後標準入熱量Ｑstb8に
達した時点で押し込みを開始する。

【０３３８】Ｉｂ＝α・Ｉａ …（式１） Ｑstb8＝β・Ｑst38 …（式２） Ｑst3b＋Ｑstb8＝Ｑst38 …（式３） Ｑst3b＝ｋ・Ｉａ・Ｔ3b …（式４） 式２及び式４を式３に代入すると、 ｋ・Ｉａ・Ｔ3b＝（１−β）Ｑst38 …（式５） この式５から切換前通電期間Ｔ3bが定まる。この切換
前通電期間Ｔ3bが定まると、式４から切換前標準入熱量
Ｑst3bが定まる。この切換前標準入熱量Ｑst3bが定ま
ると、式３から切換後標準入熱量Ｑstb8が定まる。

【０３４０】第２に、前述した「（Ｂ）溶接装置に商用
電源を供給すると、ブロック図の表示回路１２にスタッ
ド・被溶接材条件が表示され、作業者がその表示に従っ
て、条件設定スイッチ２７によってスタッド・被溶接材
条件及び周囲設置条件の選択をするスタッド溶接条件選
定動作」について説明する。

【０３４２】作業者は表示に従って、条件設定スイッチ
２７によって下記の選択をする。 （１）スタッドの直径の呼び径（Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ
８，Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ１６，Ｍ１８，Ｍ２０，Ｍ２
２，φ１３，φ１６，φ１９，φ２２）が表示されるの
で、例えば、Ｍ２０を選択する。 （２）溶接姿勢（下向き姿勢、横向き姿勢）が表示され
るので、横向き姿勢を選択する。 （３）被溶接材配置（被溶接材直接溶接、上板貫通溶
接）が表示されるので、被溶接材直接溶接を選択する。

【０３４４】（４）ブロック図において、ＣＰＵは、記
憶回路１１に予め記憶しておいた横向き溶接の溶接条件
・機器設定値対応表から、主ア−ク電流値Ｉａ、主アー
ク期間全体の標準入熱量Ｑst、引き上げ距離Ｌ１及び押
し込み距離Ｌ２を読み出して、表示回路１２に表示す
る。

【０３４６】（５）上記の（２）で、横向き姿勢を選択
したので、切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ／Ｉａ＝１.
１，１.１５，１.２等が表示されるので、例えば、１.
１を選択する。続いて、切換標準入熱量比率β＝Ｑstb8
／Ｑst38＝０.１，０.１５，０.２等が表示されるの
で、例えば、０.１を選択する。

【０３４８】このとき、今回以前に同じスタッド・被溶
接材条件で溶接して適正値が記憶されているときは、各
溶接機器設定値の最小値、平均値、最大値等も同時に表
示される。作業者は、これらの表示されたいずれかの値
を選択するか、これらの表示されたいずれかの値を参考
にして微調整又は作業者が希望する値を入力すると、Ｃ
ＰＵ内部の主記憶領域に書き込まれる。最も簡単な選択
は、作業者が実行キーを押せば標準の値がそのまま、Ｃ
ＰＵ内部の主記憶領域に書き込まれる。

【０３５０】第３に、前述した「（Ｃ）作業者が溶接開
始終了スイッチ１３を押して溶接を開始し、選定した溶
接機器設定値に従って溶接電源装置１及び溶接ガン２が
動作してスタッド溶接する溶接機器自動動作」について
説明する。上記の溶接機器自動動作は次のステップを実
行する。 （１）溶接開始終了スイッチ１３を押して溶接を開始す
ると、ＣＰＵ内部の主記憶領域から読み出した溶接機器
設定値に従って動作を開始する。 （２）図１０に示すように、補助ア−ク電流通電開始時
点ｔ０において、補助ア−ク電流Ｉｐの通電を開始する
とともに、スタッドＳを被溶接材Ｗから引き上げて補助
ア−クを発生させる。

【０３５２】（３）補助ア−ク期間Ｔｐが経過した主ア
−ク電流通電開始時点ｔ２で、補助ア−ク電流Ｉｐから
主ア−ク電流Ｉａに切り換える。 （４）前述した図８に示す場合と同様に、主アーク電流
・電圧検出開始時点ｔ３から、検出期間中の溶接電流平
均値Ｉav又は検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav
(Δt)及び検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)
を測定する。 （５）この検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δ
t)と検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は検出間隔ごと
の主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)との積の検出間隔ごと
の入熱量平均値ΔＱavを積算して主アーク期間積算入熱
量Ｑta3nを算出する。

【０３５４】（６）切換前の主ア−ク電流値Ｉａを通電
して、積算した主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、切換
前標準入熱量Ｑst3bに達した時点ｔｂで、切換後の主ア
−ク電流値Ｉｂに切り換える。 （７）切換後の主ア−ク電流値Ｉｂを通電して、主ア−
ク電流値切換時点ｔｂから積算した主アーク期間積算入
熱量Ｑta3nが、切換後標準入熱量Ｑstb8に達した時点ｔ
ｎ又は主アーク電流・電圧検出開始時点ｔ３から積算し
た主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを
開始する。

【０３６０】［実施例３］作業者が、厚板の鋼板上に予
め定めた直径のスタッドを上板貫通溶接する場合の本発
明の溶接方法について説明する。

【０３６２】第１に、前述した「（Ａ）スタッド・被溶
接材条件及び周囲設置条件と溶接機器設定値との関係を
溶接制御装置の記憶回路１１に記憶するスタッド溶接条
件・機器設定値記憶動作」について説明する。上記のス
タッド溶接条件・機器設定値記憶動作は次のステップを
実行する。 （１）下向き姿勢で、上板貫通溶接する場合、溶接開始
前に、各スタッドの呼び径に対応させた「主ア−ク電流
値Ｉａ、引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２」を予
め設定して、下向き姿勢・上板貫通溶接（以下、上板貫
通溶接という）の溶接条件・機器設定値対応表に書き込
む。 （２）図６に示すように、正常な溶接時の主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑst38を、数１乃至数３によって算出
して、ＣＰＵ内部の主記憶領域の上板貫通溶接の溶接条
件・機器設定値対応表に書き込む。

【０３６４】（３）切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ／Ｉａ
（例えば、α＝１.１）及び切換標準入熱量比率β＝Ｑs
tb8／Ｑst38（例えば、β＝０.１）を予め設定して、Ｃ
ＰＵ内部の主記憶領域の上板貫通溶接の溶接条件・機器
設定値対応表に書き込む。ただし、Ｉｂは切換後の主ア
−ク電流値であり、Ｑstb8は切換後標準入熱量であり、
Ｑst38は標準入熱量である。 （４）２段階押し込み速度パタ−ンの比較的速い速度で
スタッドを移動するクイックダウン速度及び比較的遅い
速度でスタッドを移動するスロ−ダウン速度とを設定す
る。

【０３６６】図１０に示すように、ＣＰＵは、上記の既
知の主ア−ク電流値Ｉａ、予め設定した主アーク期間全
体の標準入熱量Ｑst38、切換溶接電流値比率α及び切換
標準入熱量比率βから、実施例２で説明した順序で、切
換前標準入熱量Ｑst3b及び切換後標準入熱量Ｑstb8を算
出して押し込みを開始する。

【０３７０】第２に、前述した「（Ｂ）溶接装置に商用
電源を供給すると、ブロック図の表示回路１２にスタッ
ド・被溶接材条件が表示され、作業者がその表示に従っ
て、条件設定スイッチ２７によってスタッド・被溶接材
条件及び周囲設置条件の選択をするスタッド溶接条件選
定動作」について説明する。

【０３７２】作業者は表示に従って、条件設定スイッチ
２７によって下記の選択をする。 （１）スタッドの直径の呼び径（Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ
８，Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ１６，Ｍ１８，Ｍ２０，Ｍ２
２，φ１３，φ１６，φ１９，φ２２）が表示されるの
で、例えば、Ｍ２０を選択する。 （２）溶接姿勢（下向き姿勢、横向き姿勢）が表示され
るので、下向き姿勢を選択する。 （３）被溶接材配置（被溶接材直接溶接、上板貫通溶
接）が表示されるので、上板貫通溶接を選択する。

【０３７４】（４）ブロック図において、ＣＰＵは、記
憶回路１１に予め記憶しておいた上板貫通溶接の溶接条
件・機器設定値対応表から、主ア−ク電流値Ｉａ、主ア
ーク期間全体の標準入熱量Ｑst、引き上げ距離Ｌ１及び
押し込み距離Ｌ２を読み出して、表示回路１２に表示す
る。

【０３７６】（５）上記の（３）で、上板貫通溶接を選
択したので、切換溶接電流値比率α＝Ｉｂ／Ｉａ＝１.
１，１.１５，１.２等が表示されるので、例えば、１.
１を選択する。続いて、切換標準入熱量比率β＝Ｑstb8
／Ｑst38＝０.１，０.１５，０.２等が表示されるの
で、例えば、０.１を選択する。

【０３７８】（６）２段階押し込み速度パタ−ンの比較
的速い速度でスタッドを移動するクイックダウン速度及
び比較的遅い速度でスタッドを移動するスロ−ダウン速
度が表示されるので選択する。

【０３７９】このとき、今回以前に同じスタッド・被溶
接材条件で溶接して適正値が記憶されているときは、各
溶接機器設定値の最小値、平均値、最大値等も同時に表
示される。作業者は、これらの表示されたいずれかの値
を選択するか、これらの表示されたいずれかの値を参考
にして微調整又は作業者が希望する値を入力すると、Ｃ
ＰＵ内部の主記憶領域に書き込まれる。最も簡単な選択
は、作業者が実行キーを押せば標準値がそのまま、ＣＰ
Ｕ内部の主記憶領域に書き込まれる。

【０３８０】第３に、前述した「（Ｃ）作業者が溶接開
始終了スイッチ１３を押して溶接を開始し、選定した溶
接機器設定値に従って溶接電源装置１及び溶接ガン２が
動作してスタッド溶接する溶接機器自動動作」について
説明する。上記の溶接機器自動動作は次のステップを実
行する。 （１）溶接開始終了スイッチ１３を押して溶接を開始す
ると、ＣＰＵ内部の主記憶領域から読み出した溶接機器
設定値に従って動作を開始する。 （２）補助ア−ク電流通電開始時点ｔ０において、補助
ア−ク電流Ｉｐの通電を開始するとともに、スタッドＳ
を被溶接材Ｗから引き上げて補助ア−クを発生させる。

【０３８２】（３）補助ア−ク期間Ｔｐが経過した主ア
−ク電流通電開始時点ｔ２で、補助ア−ク電流Ｉｐから
主ア−ク電流Ｉａに切り換える。 （４）前述した図８に示す場合と同様に、主アーク電流
・電圧検出開始時点ｔ３から、検出期間中の溶接電流平
均値Ｉav又は検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav
(Δt)及び検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)
を測定する。 （５）この検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δ
t)と検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は検出間隔ごと
の主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)との積の検出間隔ごと
の入熱量平均値ΔＱavを積算して主アーク期間積算入熱
量Ｑta3nを算出する。

【０３８４】（６）切換前の主ア−ク電流値Ｉａを通電
して、積算した主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、切換
前標準入熱量Ｑst3bに達した時点ｔｂで、切換後の主ア
−ク電流値Ｉｂに切り換える。 （７）切換後の主ア−ク電流値Ｉｂを通電して、主ア−
ク電流値切換時点ｔｂから積算した主アーク期間積算入
熱量Ｑta3nが、切換後標準入熱量Ｑstb8に達した時点ｔ
ｎ又は主アーク電流・電圧検出開始時点ｔ３から積算し
た主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを
開始する。 （８）押し込み時において、スタッドが溶融プ−ルに接
触する（突っ込む）までは比較的速い速度でスタッドを
移動（クイックダウン）し、スタッドが溶融プ−ルに接
触した後は、比較的遅い速度でスタッドを移動（スロ−
ダウン）する。

【０３９０】［実施例４］作業者が、定電流特性の溶接
電源装置を使用して、２次ケーブルを溶接位置まで延長
して、溶接位置を被溶接物上で移動しないで、厚板の鋼
板上に予め定めた直径のスタッドを下向き姿勢で被溶接
材直接溶接をするときに、溶接回路の電圧降下補償をす
る場合の本発明の溶接方法について説明する。

【０３９２】第１に、「発明の実施の形態」において前
述した「（Ａ）スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条
件と溶接機器設定値との関係を溶接制御装置の記憶回路
１１に記憶するスタッド溶接条件・機器設定値記憶動
作」について説明する。上記のスタッド溶接条件・機器
設定値記憶動作は次のステップを実行する。 （１）２次ケーブルを溶接位置まで延長して、下向き姿
勢で、被溶接材直接溶接をする場合、溶接開始前に、各
スタッドの呼び径に対応させた「主ア−ク電流値Ｉａ、
引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２」を予め設定し
て、「下向き姿勢・被溶接材直接溶接・定電流特性・電
圧降下補償（以下、定電流・電圧降下補償という）」の
溶接条件・機器設定値対応表に書き込む。 （２）図６に示すように、正常な溶接時の主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑst38を、数１乃至数３によって算出
して、ＣＰＵ内部の主記憶領域の定電流・電圧降下補償
の溶接条件・機器設定値対応表に書き込む。

【０３９３】（３） 溶接回路電圧降下Ｖ５を設定し
て、ＣＰＵ内部の主記憶領域の定電流・電圧降下補償の
溶接条件・機器設定値対応表に書き込む。上記の溶接回
路電圧降下Ｖ５は次の値に設定する。 溶接回路電圧降下Ｖ５を算出するための２次ケーブル
の断面積及び長さから設定抵抗値Ｒｓを算出し、この設
定抵抗値Ｒｓと検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は検
出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)との積が溶
接回路電圧降下Ｖ５となる。 溶接回路の電圧降下に相当する設定電圧降下Ｖ5sを予
め設定する。 （４）作業者が、「溶接電源装置が定電流特性か、それ
以外か」を設定するようにし、自動的に、溶接回路の電
圧降下補償方法及び主アーク期間積算入熱量の積算方法
を選定する。

【０３９４】第２に、前述した「（Ｂ）溶接装置に商用
電源を供給すると、ブロック図の表示回路１２にスタッ
ド・被溶接材条件が表示され、作業者がその表示に従っ
て、条件設定スイッチ２７によってスタッド・被溶接材
条件及び周囲設置条件の選択をするスタッド溶接条件選
定動作」について説明する。

【０３９５】作業者は表示に従って、条件設定スイッチ
２７によって下記の選択をする。 （１）スタッドの直径の呼び径（Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ
８，Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ１６，Ｍ１８，Ｍ２０，Ｍ２
２，φ１３，φ１６，φ１９，φ２２）が表示されるの
で、例えば、Ｍ２０を選択する。 （２）溶接姿勢（下向き姿勢、横向き姿勢）が表示され
るので、下向き姿勢を選択する。 （３）被溶接材配置（被溶接材直接溶接、上板貫通溶
接）が表示されるので、被溶接材直接溶接を選択する。

【０３９６】（４）溶接回路電圧降下（補償する、補償
しない）が表示されるので、補償するを選択する。補償
するを選択すると、溶接回路電圧降下の補償方法（２次
ケーブルの断面積及び長さ、設定電圧降下）が表示され
るので、２次ケーブルの断面積及び長さを選択する。 （５）溶接電源装置の特性（定電流特性か、それ以外
か）が表示されるので、定電流特性を選択する。 （６）溶接位置が被溶接物上で（移動する、移動しな
い）が表示されるので、移動しないを選択する。

【０３９７】ＣＰＵは、記憶回路１１に予め記憶してお
いた定電流・電圧降下補償の溶接条件・機器設定値対応
表から、主ア−ク電流値Ｉａ、主アーク期間全体の標準
入熱量Ｑst、引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２を
読み出して、表示回路１２に表示する。

【０３９８】このとき、今回以前に同じスタッド・被溶
接材条件で溶接して適正値が記憶されているときは、各
溶接機器設定値の最小値、平均値、最大値等も同時に表
示される。作業者は、これらの表示されたいずれかの値
を選択するか、これらの表示されたいずれかの値を参考
にして微調整又は作業者が希望する値を入力すると、Ｃ
ＰＵ内部の主記憶領域に書き込まれる。最も簡単な選択
は、作業者が実行キーを押せば標準値がそのまま、ＣＰ
Ｕ内部の主記憶領域に書き込まれる。

【０３９９】（１）２次ケーブルの断面積及び長さを入
力すると、２次ケーブルの断面積及び長さから設定抵抗
値Ｒｓを算出し、この設定抵抗値Ｒｓと検出期間中の溶
接電流平均値Ｉavとの積の溶接回路電圧降下Ｖ５を算出
して、ＣＰＵ内部の主記憶領域に書き込む。 （２）上記の（５）において定電流特性を選択し、また
主ア−ク電流値Ｉａも読み出されたので、検出間隔ごと
の主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)から溶接回路電圧降下
Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出平均アーク電圧Ｖ３
を積算した「主アーク期間積算入熱電圧値Ｖqt3n」を算
出するための「主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に
対応する主アーク電圧標準値Ｖst38」を算出して、ＣＰ
Ｕ内部の主記憶領域に書き込む。

【０４００】第３に、前述した「（Ｃ）作業者が溶接開
始終了スイッチ１３を押して溶接を開始し、選定した値
に従って溶接電源装置１及び溶接ガン２が動作してスタ
ッド溶接する溶接機器自動動作」について説明する。上
記の溶接機器自動動作は次のステップを実行する。 （１）溶接開始終了スイッチ１３を押して溶接を開始す
ると、ＣＰＵ内部の主記憶領域から読み出した溶接機器
設定値に従って動作を開始する。 （２）補助ア−ク電流通電開始時点ｔ０において、補助
ア−ク電流Ｉｐの通電を開始するとともに、スタッドＳ
を被溶接材Ｗから引き上げて補助ア−クを発生させる。

【０４０２】（３）補助ア−ク期間Ｔｐが経過した主ア
−ク電流通電開始時点ｔ２で、補助ア−ク電流Ｉｐから
主ア−ク電流Ｉａに切り換える。 （４）後述する図１１に示すように、主アーク電流・電
圧検出開始時点ｔ３から、検出期間中の溶接電流平均値
Ｉav及び検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)
を測定する。 （５）検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)か
ら溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出
平均アーク電圧Ｖ３を積算した主アーク期間積算入熱電
圧値Ｖqt3nを算出する。 （６）上記主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に対応
する主アーク電圧標準値Ｖst38に達する主ア−ク電流・
電圧検出終了時点ｔｎで押し込みを開始する。

【０４１０】［図１１の説明］定電流特性であって、溶
接するスタッドの直径が同じで溶接電流値を変更しない
で、溶接位置が被溶接物上で移動しない場合は、主アー
ク電流値が一定であるので、図１１（Ｂ）に示すよう
に、積算した主アーク期間積算入熱電圧値Ｖqt3nを主ア
ーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に代えることができ
る。

【０４１２】図１１（Ａ）は、溶接電源装置の出力特性
が定電流特性であるときは、各溶接中の溶接電流値Ｉｏ
が一定値Ｉavであることを示す図であり、同図（Ｂ）
は、検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)から
溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出平
均アーク電圧Ｖ３を積算した主アーク期間積算入熱電圧
値Ｖqt3nを算出する説明図である。

【０４１４】［数８の説明］主アーク期間積算入熱電圧
値Ｖqt3nは、下記の手順で、主ア−ク電流・電圧検出開
始時点ｔ３から、予め設定した主アーク期間全体の標準
入熱量Ｑst38に対応する主アーク電圧標準値Ｖst38に達
する主ア−ク電流・電圧検出終了時点ｔｎまで、検出間
隔ごとの算出平均アーク電圧Ｖ３を積算する。

【０４１６】主アーク期間積算入熱電圧値Ｖqt3nは、
検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)から溶接
回路電圧降下Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出平均ア
ーク電圧Ｖ３を算出する。 Ｖ３＝Ｖav(Δｔ)−Ｖ５ 上記の検出間隔ごとの算出平均アーク電圧Ｖ３を、検
出回数１回からｎ回まで積算して、主アーク期間積算入
熱電圧値Ｖqt3nを、数８によって算出する。

【０４１８】

【数８】

【０４２０】上記の溶接回路電圧降下Ｖ５は、初回の溶
接では、２次ケーブルの断面積及び長さから設定抵抗値
Ｒｓを算出し、この設定抵抗値Ｒｓと検出期間中の溶接
電流平均値Ｉavとの積が溶接回路電圧降下Ｖ５又は溶接
回路の電圧降下に相当する予め設定した設定電圧降下Ｖ
5sであり、２回目以後の溶接では、溶接電源装置が定電
流特性であるので、溶接回路の電圧降下に相当する押し
込み短絡電圧平均値Ｖ2aを適用することができる。

【０４２２】したがって、検出間隔ごとの算出平均アー
ク電圧Ｖ３は、 Ａ．初回の溶接では、検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均
値Ｖav(Δt)から、 設定抵抗値Ｒｓと検出期間中の溶接電流平均値Ｉavと
の積又は 溶接回路の電圧降下に相当する予め設定した設定電圧
降下Ｖ5s を減算した検出間隔ごとの設定算出平均アーク電圧Ｖ3s
となり、 Ｂ．２回目以後の溶接では、検出間隔ごとの主ア−ク電
圧平均値Ｖav(Δt)から溶接回路の電圧降下に相当する
押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを減算した検出間隔ごとの
押し込み算出平均アーク電圧Ｖ3pとなる。 上記の設定算出平均アーク電圧Ｖ3s及び押し込み算出平
均アーク電圧Ｖ3pを、検出回数１回からｎ回まで積算し
て、主アーク期間積算入熱電圧値Ｖqt3nを、数８によっ
て算出する。

【０４２４】上記の数８によって算出する主アーク期間
積算入熱電圧値Ｖqt3nを算出する式は、初回の溶接で
は、Ｖqt3n＝ΣＶ3s・Δt＝Σ［Ｖav(Δt)−Ｖ5s］・Δ
tとなり、２回目以後の溶接では、Ｖqt3n＝ΣＶ3p・Δt
＝Σ［Ｖav(Δt)−Ｖ2a］・Δtとなる。

【０４２６】なお、この主アーク期間積算入熱電圧値Ｖ
qt3nを、次式のように、主アーク期間積算供給電圧値Ｖ
pt3nから主アーク期間積算溶接回路電圧降下Ｖ５（ｔｎ
−ｔ３）を減算することによって算出することもでき
る。 Ｖqt3n＝Ｖpt3n−Ｖ５（ｔｎ−ｔ３）

【０４３０】［実施例５］作業者が、定電流特性でない
特性の溶接電源装置を使用して、２次ケーブルを溶接位
置まで延長して、溶接位置を被溶接物上で移動して、厚
板の鋼板上に予め定めた直径のスタッドを下向き姿勢で
被溶接材直接溶接をするときに、溶接回路の電圧降下補
償をする場合の本発明の溶接方法について説明する。

【０４３２】第１に、「発明の実施の形態」において前
述した「（Ａ）スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条
件と溶接機器設定値との関係を溶接制御装置の記憶回路
１１に記憶するスタッド溶接条件・機器設定値記憶動
作」のステップ（１）乃至（４）は、実施例４と同様に
なるので説明を省略する。ただし、スタッド溶接条件選
定動作において、作業者がそれ以外の特性を選択したと
きは、「定電流・電圧降下補償」の溶接条件・機器設定
値対応表を、「電圧降下補償」の溶接条件・機器設定値
対応表と呼ぶ。

【０４４０】第２に、前述した「（Ｂ）溶接装置に商用
電源を供給すると、ブロック図の表示回路１２にスタッ
ド・被溶接材条件が表示され、作業者がその表示に従っ
て、条件設定スイッチ２７によってスタッド・被溶接材
条件及び周囲設置条件の選択をするスタッド溶接条件選
定動作」について説明する。

【０４４２】作業者は表示に従って、条件設定スイッチ
２７によって下記の選択をする。ステップ（１）乃至
（３）は、実施例４と同様になるので説明を省略する。 （４）溶接回路電圧降下（補償する、補償しない）が表
示されるので、補償するを選択する。補償するを選択す
ると、溶接回路電圧降下の補償方法（２次ケーブルの断
面積及び長さ、設定電圧降下）が表示されるので、設定
電圧降下Ｖ5sを選択する。

【０４４４】（５）溶接電源装置の特性（定電流特性
か、それ以外か）が表示されるので、それ以外の特性を
選択する。 （６）溶接位置が被溶接物上で（移動する、移動しな
い）が表示されるので、移動するを選択する。

【０４４６】ＣＰＵは、記憶回路１１に予め記憶した電
圧降下補償の溶接条件・機器設定値対応表から、主ア−
ク電流値Ｉａ、主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst、引
き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２を読み出して、表
示回路１２に表示する。

【０４４８】このとき、今回以前に同じスタッド・被溶
接材条件で溶接して適正値が記憶されているときは、各
溶接機器設定値の最小値、平均値、最大値等も同時に表
示される。作業者は、これらの表示されたいずれかの値
を選択するか、これらの表示されたいずれかの値を参考
にして微調整又は作業者が希望する値を入力すると、Ｃ
ＰＵ内部の主記憶領域に書き込まれる。最も簡単な選択
は、作業者が実行キーを押せば標準値がそのまま、ＣＰ
Ｕ内部の主記憶領域に書き込まれる。

【０４５０】第３に、前述した「（Ｃ）作業者が溶接開
始終了スイッチ１３を押して溶接を開始し、選定した値
に従って溶接電源装置１及び溶接ガン２が動作してスタ
ッド溶接する溶接機器自動動作」について説明する。上
記の溶接機器自動動作は次のステップを実行する。 （１）溶接開始終了スイッチ１３を押して溶接を開始す
ると、ＣＰＵ内部の主記憶領域から読み出した溶接機器
設定値に従って動作を開始する。 （２）補助ア−ク電流通電開始時点ｔ０において、補助
ア−ク電流Ｉｐの通電を開始するとともに、スタッドＳ
を被溶接材Ｗから引き上げて補助ア−クを発生させる。

【０４５２】（３）補助ア−ク期間Ｔｐが経過した主ア
−ク電流通電開始時点ｔ２で、補助ア−ク電流Ｉｐから
主ア−ク電流Ｉａに切り換える。 （４）図９に示すように、主アーク電流・電圧検出開始
時点ｔ３から、検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav
(Δt)及び検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)
を測定する。

【０４５４】（５）この測定した溶接の検出間隔ごとの
主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)から溶接回路の電圧降下
に相当する予め設定した設定電圧降下Ｖ5sを減算した設
定算出平均アーク電圧Ｖ3sを算出する。 （６）この検出間隔ごとの設定算出平均アーク電圧Ｖ3s
と検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)との積
の検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを積算した主アー
ク期間積算入熱量Ｑta3nを算出する。

【０４５６】（７）この算出した主アーク期間積算入熱
量Ｑta3nが、上記主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38
に達した時点ｔｎで押し込みを開始する。 （８）スタッドを被溶接材に押し込んで短絡電流通電中
に検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを押し込み短絡
電流平均値Ｉ2aで除算した算出抵抗値Ｒａ＝Ｖ2a／Ｉ2a
を記憶して初回のスタッド溶接を終了する。

【０４５８】（９）その後のＮ回目の継続溶接の主ア−
クを発生させ、主アーク電流・電圧検出開始時点ｔ３か
ら、検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)及び
検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)を測定す
る。 （１０）この測定した検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均
値Ｖav(Δt)から今回の主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)と
算出抵抗値Ｒａとの積の溶接回路電圧降下Ｖ５を減算し
た検出間隔ごとの押し込み算出平均アーク電圧Ｖ3pを算
出する。

【０４６０】（１１）この検出間隔ごとの押し込み算出
平均アーク電圧Ｖ3pと検出間隔ごとの主ア−ク電流平均
値Ｉav(Δt)との積の検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱa
vを積算して主アーク期間積算入熱量Ｑta3nを算出す
る。 （１２）この算出した主アーク期間積算入熱量Ｑta3n
が、上記主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に達した
時点ｔｎで押し込みを開始する。

【０４６２】（１３）スタッドを被溶接材に押し込んで
短絡電流通電中に検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a
を押し込み短絡電流平均値Ｉ2aで除算した算出抵抗値Ｒ
ａ＝Ｖ2a／Ｉ2aを記憶して今回のスタッド溶接を終了す
る。 （１４）以後、上記その後のＮ回目の溶接の工程を繰り
返す。

【０４７０】［図９の説明］図９（Ａ）は、各溶接中の
溶接電流値Ｉｏから検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又
は検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)を検出
する説明図であり、同図（Ｂ）は、各溶接中の出力端子
電圧Ｖｄから、検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav
(Δｔ)を検出する説明図である。

【０４７２】［数９の説明］数９の右辺の１番目の式に
よって、主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３から主ア
−ク電流・電圧検出終了時点ｔｎまで、次の順序で、検
出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを積算して、積算入熱
量Ｑtaを算出する。

【０４７４】検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav
(Δｔ)及び検出期間中の溶接電流平均値Ｉavを測定す
る。 検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)から溶
接回路電圧降下Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出平均
アーク電圧Ｖ３を算出する。 Ｖ３＝Ｖav(Δｔ)−Ｖ５ 上記の溶接回路電圧降下Ｖ５は、初回の溶接ではＶ５＝
Ｖ5sとなり、２回目以後の溶接ではＶ５＝Ｒａ×Ｉavと
なるので、初回の溶接ではＶ３＝Ｖ3sとなり、２回目以
後の溶接ではＶ３＝Ｖ3pとなる。ただし、Ｖ5sは設定電
圧降下であり、Ｒａは算出抵抗値であり、Ｉavは検出期
間中の溶接電流平均値であり、Ｖ3sは検出間隔ごとの設
定算出平均アーク電圧であり、Ｖ3pは検出間隔ごとの押
し込み算出平均アーク電圧である。

【０４７６】検出間隔ごとの算出平均アーク電圧Ｖ３
と検出期間中の溶接電流平均値Ｉavとの積の検出間隔ご
との入熱量平均値ΔＱavを算出する。 ΔＱav＝Ｖ３×Ｉav×Δｔ 検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを、数９によって
積算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。

【０４７８】

【数９】

【０４８０】上記の主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ
３の検出間隔Δｔの検出開始時点はｔ01であり、主ア−
ク電流・電圧検出終了時点ｔｎの検出間隔Δｔの検出開
始時点はｔ0nである。したがって、１回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ01から検出回数ｎ回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ0nまでの積算入熱量Ｑtaを、数９の
右辺の２番目の式によって算出してもよい。

【０４８２】［数１０の説明］また、積算入熱量Ｑtaを
上記の数９によって算出する代わりに、主ア−ク電流・
電圧検出開始時点ｔ３の１回目の検出間隔Δｔから主ア
−ク電流・電圧検出終了時点ｔｎの検出回数ｎ回目の検
出間隔Δｔまでの積算入熱量Ｑtaを、数１０によって算
出してもよい。

【０４８４】

【数１０】

【０４８６】［数１１の説明］数１１の右辺の１番目の
式によって、主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ３から
主ア−ク電流・電圧検出終了時点ｔｎまで、次の順序
で、検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを積算して、積
算入熱量Ｑtaを算出する。 検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)及び検
出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)を測定す
る。 検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)から溶
接回路電圧降下Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出平均
アーク電圧Ｖ３を算出する。 Ｖ３＝Ｖav(Δｔ)−Ｖ５ 上記の溶接回路電圧降下Ｖ５は、初回の溶接ではＶ５＝
Ｖ5sとなり、２回目以後の溶接ではＶ５＝Ｒａ×Ｉav
(Δｔ)となるので、初回の溶接ではＶ３＝Ｖ3sとなり、
２回目以後の溶接ではＶ３＝Ｖ3pとなる。ただし、Ｖ5s
は設定電圧降下であり、Ｒａは算出抵抗値であり、Ｉav
(Δｔ)は検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値であり、Ｖ
3sは検出間隔ごとの設定算出平均アーク電圧であり、Ｖ
3pは検出間隔ごとの押し込み算出平均アーク電圧であ
る。

【０４８８】検出間隔ごとの算出平均アーク電圧Ｖ３
と検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)との積
の検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを算出する。 ΔＱav＝Ｖ３×Ｉav(Δt)×Δt 検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを、数１１によっ
て積算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。

【０４９０】

【数１１】

【０４９２】上記の主ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ
３の検出間隔Δｔの検出開始時点はｔ01であり、主ア−
ク電流・電圧検出終了時点ｔｎの検出間隔Δｔの検出開
始時点はｔ0nである。したがって、１回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ01から検出回数ｎ回目の検出間隔Δ
ｔの検出開始時点ｔ0nまでの積算入熱量Ｑtaを、数１１
の右辺の２番目の式によって算出してもよい。

【０４９４】［数１２の説明］また、積算入熱量Ｑtaを
上記の数１１によって算出する代わりに、主ア−ク電流
・電圧検出開始時点ｔ３の１回目の検出間隔Δｔから主
ア−ク電流・電圧検出終了時点ｔｎの検出回数ｎ回目の
検出間隔Δｔまでの積算入熱量Ｑtaを、数１２によって
算出してもよい。

【０４９６】

【数１２】

【１０００】

【発明の効果】本発明の共通の効果は、以下のとおりで
ある。スタッドの直径、溶接姿勢及び被溶接材配置の組
み合わせに応じた適切な溶接機器設定値を記載した取扱
説明書、ガイドブック等を手元に持参して参照する必要
がないので、作業効率を低下させることがない。

【１００１】溶接機器動作設定時には、取扱説明書、ガ
イドブック等にスタッド及び被溶接材の種類の組み合わ
せの溶接機器設定値を見つけなければならないような場
合であっても、試し打ちを繰り返して、最良の溶接結果
を見つけ出す労力を軽減し作業効率を向上することがで
きる。

【１００２】スタッドの直径、溶接姿勢及び被溶接材配
置の組み合わせに応じて複数の適切な溶接機器動作設定
をしなければならないときでも、豊富な経験熟練者でな
くても、短時間に、適切な溶接機器動作設定をすること
ができる。

【１００３】豊富な経験及び試し打ちの繰り返しによる
労力を必要としないで、短時間に、適切な溶接機器設定
値の組み合わせを設定することができ、最良の溶接結果
をうることができる。

【１００４】請求項３乃至請求項６及び請求項１１の方
法は、本発明の共通の効果に加えて、作業者が、スタッ
ド・被溶接材条件及び周囲設置条件を溶接制御装置に入
力すると、溶接制御装置が、その入力した条件によっ
て、第１の溶接機器設定値を溶接条件・機器設定値対応
表から読み出し、さらに、作業者が、上記以外の追加入
力した溶接条件を溶接制御装置に入力すると、溶接制御
装置が、この上記以外の追加入力した溶接条件と上記の
第１の溶接機器設定値とを使用して第２の溶接機器設定
値を自動的に算出して設定するので、作業者は、第１の
溶接機器設定値を設定してその設定値に応じて第２の溶
接機器設定値を設定する必要がなく、短時間に、適正値
に溶接機器設定値を設定することができる。

【１００５】請求項１０乃至請求項１２及び請求項１６
及び請求項１７の方法は、本発明の共通の効果に加え
て、作業者がスタッドの直径、溶接姿勢及び被溶接材配
置の組み合わせを選定するだけで、溶接電源装置１及び
溶接ガン２が動作して、検出間隔ごとのア−ク電圧平均
値から算出したアーク期間積算入熱量Ｑtaが、算出又は
選定したアーク期間全体の標準入熱量Ｑstに達した時点
ｔｎで押し込み動作を開始するので、引き上げ期間中に
スタッドの溶融面が被溶接材の溶融プールに接触して短
絡が発生しても、入熱不足となって押し込み距離Ｌ２が
不足して溶接不良となることがない。

【１００６】請求項５及び請求項１１の方法は、本発明
の共通の効果に加えて、作業者がスタッドの直径及び横
向き姿勢の組み合わせを選定するだけで、溶接電源装置
１及び溶接ガン２が動作して、主アーク期間Ｔａの後半
に、主アーク電流値Ｉａを増加させるので、主アーク期
間Ｔａの後半において、スタッド先端部の溶融金属及び
被溶接材表面の溶融金属が、重力によってフェルール内
の下部に集中するために、短絡が頻繁に発生して入熱不
足になったり、この被溶接材の溶融金属はフェル−ルＦ
内の下部に溜まって、この重力によってスタッド上部の
余盛り不足になることを防止することができる。

【１００７】請求項６及び請求項７及び請求項１１の方
法は、本発明の共通の効果に加えて、作業者がスタッド
の直径及び上板貫通溶接の組み合わせを選定するだけ
で、溶接電源装置１及び溶接ガン２が動作して、主アー
ク期間Ｔａの後半に、主アーク電流値Ｉａを増加させる
と共に、スタッドが溶融プ−ルに接触する（突っ込む）
までは、比較的速い速度でスタッドを移動（クイックダ
ウン）し、スタッドが溶融プ−ルに接触した後は、比較
的遅い速度でスタッドを移動（スロ−ダウン）するの
で、鋼板が波打ち、鉄骨と鋼板との間に隙間Ｄｃが不定
であるために、直接溶接のときの短絡時点ｔs0から上板
貫通溶接のときのスタッド先端が鉄骨に押しまれる短絡
時点ｔs2までの遅れ時間がばらつき、直接溶接よりも多
くの入熱量を必要とするので、主アーク期間Ｔａを長く
設定するために、引き上げ期間の後半に短絡が頻繁に発
生して入熱不足となって押し込み距離Ｌ２が不足して溶
接不良となることがない。

【１００８】請求項８及び請求項１２の方法は、本発明
の共通の効果に加えて、作業者がスタッドの直径及び溶
接回路電圧降下を「補償する」を選定して２次ケーブル
の断面積及び長さ、設定電圧降下を入力するだけで、溶
接電源装置１及び溶接ガン２が動作して、溶接電源装置
から溶接箇所までの距離に関係する２次ケーブルの長
さ、２次ケーブルの直径、被溶接材の抵抗値等の違いに
よって大きく変化する溶接回路電圧降下による消費電力
Ｐ５を補償して必要な入熱Ｑｒを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、横向き溶接中のフェルール内の溶融金
属の状態を示す図である。

【図２】図２は、鉄骨上に鋼板を配設したときに、鋼板
が波打ち、鉄骨と鋼板との間に隙間が生じている状態を
示す鉄骨・鋼板位置関係図である。

【図３】図３は、鉄骨と鋼板との間に隙間があるときの
鋼板とスタッド先端との位置関係を示す鋼板・スタッド
位置関係図である。

【図４】図４は、従来の溶接動作において、主アーク電
流期間Ｔａの後半で短絡が発生したときの波形を示す図
で、同図（Ａ）は溶接電流Ｉｏの波形を示す溶接電流波
形図であり、同図（Ｂ）は溶接電源装置の出力端子電圧
Ｖｄの波形を示す出力端子電圧波形図であり、同図
（Ｃ）はスタッド先端の移動量Ｍを示すスタッド先端移
動図である。

【図５】図５は、本発明の溶接機器動作自動設定スタッ
ド溶接方法を実施するスタッド溶接装置のブロック図で
ある。

【図６】図６（Ａ）は、正常な溶接時の検出期間中の溶
接電流平均値Ｉavを算出する説明図であり、同図（Ｂ）
は、正常な溶接時の検出間隔Δｔごとに検出間隔ごとの
主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)を算出する説明図であ
り、同図（Ｃ）は正常な溶接時のスタッド引き上げ距離
を示す図である。

【図７】下向き姿勢・被溶接材直接溶接の溶接条件・機
器設定値対応表である。

【図８】図８（Ａ）は、各溶接中の検出期間中の溶接電
流平均値Ｉav又は検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値Ｉ
av(Δt)を算出する説明図であり、同図（Ｂ）は、各溶
接中の検出間隔Δｔごとに検出間隔ごとの主ア−ク電圧
平均値Ｖav(Δｔ)を算出する説明図である。

【図９】図９（Ａ）は、各溶接中の溶接電流値Ｉｏから
検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は検出間隔ごとの主
ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)を検出する説明図であり、
同図（Ｂ）は、各溶接中の出力端子電圧Ｖｄから、検出
間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δｔ)を検出する説
明図である。

【図１０】図１０は、切換前の主ア−ク電流値Ｉａを通
電して切換前標準入熱量Ｑst3bに達した時点ｔｂで、切
換後の主ア−ク電流値Ｉｂに切り換えて通電して、切換
後標準入熱量Ｑstb8に達した時点ｔｂで、押し込みを開
始する主ア−ク電流値切換説明図である。

【図１１】図１１（Ａ）は、溶接電源装置の出力特性が
定電流特性であるときは、各溶接中の溶接電流値Ｉｏが
一定値Ｉavであることを示す図であり、同図（Ｂ）は、
検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値Ｖav(Δt)から溶接
回路電圧降下Ｖ５を減算した検出間隔ごとの算出平均ア
ーク電圧Ｖ３を積算した主アーク期間積算入熱電圧値Ｖ
qt3nを算出する説明図である。

【符号の説明】

１ …溶接電源装置 ２ …溶接ガン ３ …溶接制御回路 ５ …電流指令出力回路 ６、２１…Ｄ／Ａ変換回路 ７、８、２０…Ａ／Ｄ変換回路 １１…記憶回路 １２…表示回路または警報回路 １３…溶接開始終了スイッチ １５…溶接電流調整回路 １６…２次ケ−ブル ２３…当接部材 ２４…サ−ボモ−タ ２６…モ−タ駆動回路 ２７…条件設定スイッチ ３１…溶融金属 Ａ …３相交流電源 ＣＰＵ…演算処理回路 Ｄａ…上板貫通溶接のアーク長 Ｄｃ…隙間 Ｄｄ…（上板貫通溶接の設定した）押し込み距離 Ｄd0…（上板貫通溶接の）実際の押し込み距離 Ｄｅ…スタッド先端が鉄骨Ｗａに押し込まれる実際の突
っ込み量 Ｄｐ…板厚 Ｄup…上板貫通溶接の引き上げ距離 Ｆ …フェル−ル Ｉ1(t)…各時刻ｔの溶接電流値 Ｉ2a…押し込み短絡電流平均値 Ｉａ…主ア−ク電流／（切換前の）主ア−ク電流値 Ｉav…検出期間中の溶接電流平均値 Ｉav(Δt)…検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値 Ｉｂ…切換後の主ア−ク電流／切換後の主ア−ク電流値 ＩＣ…溶接電流検出回路 Ｉｃ…溶接電流検出信号 Ｉｏ…溶接電流／溶接電流値 Ｉｐ…補助ア−ク電流 Ｌ１…引き上げ距離 Ｌ２…押し込み距離 Ｍ …スタッド先端の移動量 ＭＣ…移動量検出回路 Ｍｃ…移動量検出信号 Ｐ …基準点 Ｐ５…消費電力 Ｐａ…供給電力量 Ｑｒ…所要の入熱 Ｑst…標準入熱量 Ｑst38…主アーク期間全体（時刻ｔ３からｔ８まで）の
標準入熱量 Ｑst3b…切換前標準入熱量 Ｑta3n…主アーク期間積算入熱量 Ｑstb8…切換後標準入熱量 ΔＱav…検出間隔ごとの入熱量平均値 Ｒａ…算出抵抗値［Ｖ2a／Ｉ2a］ Ｒｓ…設定抵抗値 Ｓ …スタッド ｔ０…補助ア−ク電流通電開始時点 ｔ２…主ア−ク電流通電開始時点 ｔ３…主アーク電流・電圧検出開始時点 Ｔ3b…切換前通電期間 Ｔbn…切換後通電期間 Ｔａ…溶接時間／主アーク期間 ｔｂ…主ア−ク電流値切換時点 Ｔｐ…補助ア−ク期間 Ｔｍ…押し込み期間 ｔｎ…予め設定した主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst
38に達した時点 Ｔｓ…押し込み短絡期間 ｔs0…直接溶接のときの短絡時点 ｔs1…上板貫通溶接のときの短絡時点 ｔs2…上板貫通溶接のときにスタッド先端が鉄骨に押し
込まれる短絡時点 Δｔ…検出間隔 Ｖ1(t)…各時刻ｔの溶接電圧値 Ｖ2a…押し込み短絡電圧平均値 Ｖ３…算出平均アーク電圧 Ｖ3p…押し込み算出平均アーク電圧 Ｖ3s…設定算出平均アーク電圧 Ｖ５…溶接回路電圧降下 Ｖ５（ｔｎ−ｔ３）…主アーク期間積算溶接回路電圧降
下 Ｖ5s…設定電圧降下 Ｖａ…ア−ク電圧値 Ｖav(Δt)…検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値 ＶＣ…溶接電圧検出回路 Ｖｃ…溶接電圧検出信号 Ｖｄ…出力端子電圧値 Ｖpt3n…主アーク期間積算供給電圧値 Ｖqt3n…主アーク期間積算入熱電圧値 Ｗ…被溶接材 Ｗａ…鉄骨 Ｗｂ…鋼板 α …切換溶接電流値比率［Ｉｂ／Ｉａ］ β …切換標準入熱量比率［Ｑstb8／Ｑst38］ γ …切換通電期間比率［Ｔbn／Ｔａ］

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 章二 大阪市北区南森町２丁目１番29号 ダイヘ ンスタッド株式会社内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの種類と溶接姿勢と被溶接材配置とを入力すると、溶
   接制御装置が前記入力値に対応した所要の入熱と溶接ガ
   ンの移動量とを算出又は選定して、溶接電源装置及び溶
   接ガンが前記溶接機器設定値に従って動作してスタッド
   溶接する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
2. 【請求項２】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの直径と溶接姿勢と被溶接材配置とを入力すると、溶
   接制御装置が前記入力値に対応した所要の入熱を供給す
   る溶接電流値と溶接時間と溶接ガンの移動量とを算出又
   は選定して、溶接電源装置及び溶接ガンが前記溶接機器
   設定値に従って動作してスタッド溶接する溶接機器動作
   自動設定スタッド溶接方法。
3. 【請求項３】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの種類と溶接姿勢と被溶接材配置とを入力すると、溶
   接制御装置が前記入力値に対応した所要の入熱と溶接ガ
   ンの移動量とを含む第１の溶接機器設定値を算出又は選
   定し、さらに作業者が追加入力した溶接条件と前記第１
   の溶接機器設定値とから第２の溶接機器設定値を算出
   し、溶接電源装置及び溶接ガンが前記第１及び第２の溶
   接機器設定値に従って動作してスタッド溶接する溶接機
   器動作自動設定スタッド溶接方法。
4. 【請求項４】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの直径と溶接姿勢と被溶接材配置とを入力すると、溶
   接制御装置が前記入力値に対応した所要の入熱を供給す
   る溶接電流値と溶接時間と溶接ガンの移動量とからなる
   第１の溶接機器設定値を算出又は選定し、さらに作業者
   が追加入力した溶接条件と前記第１の溶接機器設定値と
   から第２の溶接機器設定値を算出し、溶接電源装置及び
   溶接ガンが前記第１及び第２の溶接機器設定値に従って
   動作してスタッド溶接する溶接機器動作自動設定スタッ
   ド溶接方法。
5. 【請求項５】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの直径及び横向き姿勢を入力し、さらに横向き姿勢を
   選択したことによって入力指示される切換後の主ア−ク
   電流値と主ア−ク電流値との比の切換溶接電流値比率及
   び切換後通電期間と溶接時間との比の切換通電期間比率
   を追加入力すると、溶接制御装置が前記入力値に対応し
   た所要の入熱を供給する切換前の主ア−ク電流値と溶接
   時間と溶接ガンの移動量とからなる第１の溶接機器設定
   値を算出又は選定し、さらに第１の溶接機器設定値の主
   ア−ク電流値と溶接時間とから第２の溶接機器設定値の
   切換後の主ア−ク電流値と切換前通電期間及び切換後通
   電期間とを算出し、溶接電源装置及び溶接ガンが前記第
   １及び第２の溶接機器設定値に従って動作し、主アーク
   期間の後半に主アーク電流値を増加させてスタッド溶接
   する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
6. 【請求項６】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの直径及び上板貫通溶接を入力し、さらに上板貫通溶
   接を選択したことによって入力指示される切換後の主ア
   −ク電流値と主ア−ク電流値との比の切換溶接電流値比
   率及び切換後通電期間と溶接時間との比の切換通電期間
   比率を追加入力すると、溶接制御装置が前記入力値に対
   応した所要の入熱を供給する切換前の主ア−ク電流値と
   溶接時間と溶接ガンの移動量とからなる第１の溶接機器
   設定値を算出又は選定し、さらに第１の溶接機器設定値
   の主ア−ク電流値及び溶接時間と上記追加入力値とから
   第２の溶接機器設定値の切換後の主ア−ク電流値と切換
   前通電期間及び切換後通電期間とを算出し、溶接電源装
   置及び溶接ガンが前記第１及び第２の溶接機器設定値に
   従って動作し、主アーク期間の後半に主アーク電流値を
   増加させてスタッド溶接する溶接機器動作自動設定スタ
   ッド溶接方法。
7. 【請求項７】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの直径及び上板貫通溶接を入力すると、溶接制御装置
   が前記入力値に対応した所要の入熱を供給する溶接電流
   値と溶接時間と溶接ガンの移動量とを算出又は選定し
   て、溶接電源装置及び溶接ガンが前記溶接機器設定値に
   従って動作し、主アーク期間の後半に主アーク電流値を
   増加させると共に、スタッドの押し込みが開始したと
   き、スタッドが溶融プ−ルに接触するでは、比較的速い
   速度でスタッドを移動し、スタッドが溶融プ−ルに接触
   した後は、比較的遅い速度でスタッドを移動してスタッ
   ド溶接する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
8. 【請求項８】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、作業者がスタッ
   ドの直径及び溶接電源装置から溶接箇所までの距離に関
   係する２次ケーブルの長さ及び直径、被溶接材の抵抗値
   等の違いによって変化する「溶接回路電圧降下を補償す
   る」を選択して溶接回路電圧降下を入力すると、溶接制
   御装置が前記入力値に対応した所要の入熱を供給する溶
   接電流値と溶接時間と溶接ガンの移動量とを含む溶接機
   器設定値を算出又は選定して、溶接電源装置及び溶接ガ
   ンが前記溶接機器設定値に従って動作し、出力端子電圧
   値から溶接回路電圧降下を減算した算出平均アーク電圧
   を算出して、算出平均アーク電圧と主ア−ク電流値と溶
   接時間との積の所要の入熱を入力してスタッド溶接する
   溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
9. 【請求項９】 スタッドを被溶接材から引き上げてアー
   クを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後に、
   スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し込ん
   で溶接するスタッド溶接方法において、スタッド・被溶
   接材条件及び周囲設置条件と溶接機器設定値との関係
   を、溶接制御装置の記憶回路に記憶するスタッド溶接条
   件・機器設定値記憶動作と、作業者が溶接制御装置の表
   示に従って、スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条件
   を入力するスタッド溶接条件選定動作と、作業者が溶接
   を開始すると、溶接制御装置が前記作業者の入力した値
   に応じた前記溶接機器設定値を選定し、溶接電源装置及
   び溶接ガンが前記選定した溶接機器設定値に従って動作
   してスタッド溶接する溶接機器自動動作とからなる溶接
   機器動作自動設定スタッド溶接方法。
10. 【請求項１０】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後
    に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し
    込んで溶接するスタッド溶接方法において、作業者がス
    タッドの直径と溶接姿勢と被溶接材配置とを入力する
    と、溶接制御装置が前記入力値に対応したアーク期間全
    体の標準入熱量と溶接ガンの移動量とを算出又は選定し
    て、溶接電源装置及び溶接ガンが前記溶接機器設定値に
    従って動作し、検出間隔ごとのア−ク電圧平均値から算
    出したアーク期間積算入熱量が、前記アーク期間全体の
    標準入熱量に達した時点で押し込み動作を開始してスタ
    ッド溶接する溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
11. 【請求項１１】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後
    に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し
    込んで溶接するスタッド溶接方法において、作業者がス
    タッドの直径及び横向き姿勢又は上板貫通溶接を入力
    し、さらに前記横向き姿勢又は上板貫通溶接を選択した
    ことによって入力指示される切換後の主ア−ク電流値と
    主ア−ク電流値との比の切換溶接電流値比率及び切換後
    標準入熱量と主アーク期間全体の標準入熱量との比の切
    換標準入熱量比率を追加入力すると、溶接制御装置が前
    記入力値に対応したアーク期間全体の標準入熱量と溶接
    ガンの移動量とを含む第１の溶接機器設定値を算出又は
    選定し、さらに第１の溶接機器設定値の主ア−ク電流値
    と主アーク期間全体の標準入熱量とから第２の溶接機器
    設定値の切換後の主ア−ク電流値と切換前標準入熱量及
    び切換後標準入熱量とを算出し、溶接電源装置及び溶接
    ガンが前記第１及び第２の溶接機器設定値に従って動作
    し、検出間隔ごとのア−ク電圧平均値から算出した主ア
    ーク期間積算入熱量が、前記切換前標準入熱量に達した
    主アーク電流値切換時点で、主アーク電流値から切換後
    の主ア−ク電流値に切換えて通電を続け、前記主アーク
    期間積算入熱量が、前記アーク期間全体の標準入熱量に
    達した時点で押し込み動作を開始してスタッド溶接する
    溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
12. 【請求項１２】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後
    に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し
    込んで溶接するスタッド溶接方法において、作業者がス
    タッドの直径及び溶接電源装置から溶接箇所までの距離
    に関係する２次ケーブルの長さ及び直径、被溶接材の抵
    抗値等の違いによって変化する「溶接回路電圧降下を補
    償する」を選択して溶接回路電圧降下を入力すると、溶
    接制御装置が前記入力値に対応したアーク期間全体の標
    準入熱量と溶接ガンの移動量とを含む溶接機器設定値を
    算出又は選定すると共に、溶接電源装置及び溶接ガンが
    前記溶接機器設定値に従って動作し、検出間隔ごとの主
    ア−ク電圧平均値から溶接回路電圧降下を減算した検出
    間隔ごとの算出平均アーク電圧を基に算出した主アーク
    期間積算入熱量が、前記主アーク期間全体の標準入熱量
    に達した時点で押し込みを開始してスタッド溶接する溶
    接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
13. 【請求項１３】 請求項８又は請求項１２の溶接回路電
    圧降下が、作業者が入力した２次ケーブルの断面積及び
    長さから算出した設定抵抗値と主ア−ク電流値との積で
    ある溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法。
14. 【請求項１４】 請求項８又は請求項１２の溶接回路電
    圧降下が、作業者が入力した設定電圧降下である溶接機
    器動作自動設定スタッド溶接方法。
15. 【請求項１５】 請求項８又は請求項１２の溶接回路電
    圧降下が、押し込み短絡期間に測定した押し込み短絡電
    圧平均値である溶接機器動作自動設定スタッド溶接方
    法。
16. 【請求項１６】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後
    に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し
    込んで溶接するスタッド溶接方法において、溶接開始前
    に、下向き姿勢及び横向き姿勢で、被溶接材直接溶接及
    び上板貫通溶接をする場合の各スタッドの呼び径に対応
    させた「主ア−ク電流値、引き上げ距離、押し込み距
    離」の適正値を、溶接条件・機器設定値対応表に書き込
    むと共に、正常な溶接時の主アーク期間全体の標準入熱
    量を算出して、溶接条件・機器設定値対応表に書き込む
    スタッド溶接条件・機器設定値記憶動作と、 作業者が、スタッドの呼び径、溶接姿勢及び被溶接材配
    置を選択すると共に、前記溶接条件・機器設定値対応表
    の中から読み出された溶接機器設定値を選定してＣＰＵ
    内部の主記憶領域に書き込むスタッド溶接条件選定動作
    と、 溶接を開始すると、ＣＰＵ内部の主記憶領域に書き込ま
    れた溶接機器設定値に従って、スタッドを被溶接材から
    引き上げて溶接を開始し、主アーク電流・電圧検出開始
    時点から測定した検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値と
    検出期間中の溶接電流平均値又は検出間隔ごとの主ア−
    ク電流平均値との積の検出間隔ごとの入熱量平均値を積
    算して主アーク期間積算入熱量が、上記主アーク期間全
    体の標準入熱量に達した時点で押し込みを開始する溶接
    機器自動動作とを実行する溶接機器動作自動設定スタッ
    ド溶接方法。
17. 【請求項１７】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ、スタッド及び被溶接材が溶融した後
    に、スタッドを被溶接材に所定の押し込み距離だけ押し
    込んで溶接するスタッド溶接方法において、溶接開始前
    に、下向き姿勢及び横向き姿勢で、被溶接材直接溶接及
    び上板貫通溶接をする場合の各スタッドの呼び径に対応
    させた「主ア−ク電流値、引き上げ距離、押し込み距
    離」の適正値を、溶接条件・機器設定値対応表に書き込
    むステップと、正常な溶接時の主アーク期間全体の標準
    入熱量を算出して、溶接条件・機器設定値対応表に書き
    込むステップとからなるスタッド溶接条件・機器設定値
    記憶動作と、 作業者がスタッドの呼び径、溶接姿勢及び被溶接材配置
    を選択するステップと、前記溶接機器設定値を、前記溶
    接条件・機器設定値対応表の中から読み出すステップ
    と、読み出された溶接機器設定値を作業者が選定して、
    ＣＰＵ内部の主記憶領域に書き込むステップとからなる
    スタッド溶接条件選定動作と、 溶接を開始すると、ＣＰＵ内部の主記憶領域に書き込ま
    れた溶接機器設定値に従って、スタッドを被溶接材から
    引き上げて補助ア−クを発生させ、補助ア−ク期間が経
    過した主ア−ク電流通電開始時点で、補助ア−ク電流か
    ら主ア−ク電流に切り換えて、主アーク電流・電圧検出
    開始時点から、検出間隔ごとの主ア−ク電流平均値及び
    検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値を測定するステップ
    と、前記検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値と検出期間
    中の溶接電流平均値又は検出間隔ごとの主ア−ク電流平
    均値との積の検出間隔ごとの入熱量平均値を積算して主
    アーク期間積算入熱量を算出するステップと、前記主ア
    ーク期間積算入熱量が、上記主アーク期間全体の標準入
    熱量に達した時点で押し込みを開始するステップとから
    なる溶接機器自動動作とを実行する溶接機器動作自動設
    定スタッド溶接方法。