JPH11207463A - スタッド溶接不良原因表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】溶接開始前の段階から溶接中及び溶接後までの
いずれかの段階又は複数の段階で、作業者が過大な労力
を要しない方法で、早い段階で、溶接不良となる要因を
除去し、又は作業者が対処しやすいように溶接不良とな
る要因を表示する。 【解決手段】スタッド溶接のスタッドＳ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Ｗに
押しつけて短絡させて溶接するスタッド溶接の不良原因
表示方法において、スタッド溶接機器に、溶接不良とな
るおそれがある原因を除去する方法を実行させ、溶接開
始前の段階から溶接中及び溶接後までのいずれかの段階
又は複数の段階で、溶接不良となるおそれがある現象を
検出し、この検出値に対応した溶接不良となるおそれが
ある複数の原因を予め想定して、この想定した複数の原
因のうち、頻度が高いと予想される原因の順に不良原因
を表示する。

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
ッド溶接の不良原因表示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スタッド溶接は、材質、直径、形状等の
スタッドの種類と下向き姿勢、横向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（以
下、スタッド及び被溶接材の種類という）によって、溶
接電流値、溶接時間、切換溶接電流値、溶接ガンの移動
量（引き上げ距離、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、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
絡させて溶接している。

【０００４】従来の溶接継手の良否の判定は、溶接終了
後に行っていた。従来の溶接終了後の溶接継手の良否の
判定方法は、溶接終了後に、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
は溶接継手の良否を正確に判定することができない、又
は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ス
タッドが無駄になる。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、溶接電流値と溶
接電源装置の出力端子電圧値と溶接時間との積の溶接電
源装置の供給電力量）、引き上げ距離、押し込み距離の
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】特許出願公表昭５８−５００２７９の技術
は、マイクロプロセッサを使用して溶接電流を制御し、
溶接電流平均値、溶接電圧平均値、溶接電流通電時間の
各々を計算し、これら３つの値を乗算して入熱量を計算
し、溶接電流平均値、溶接電圧平均値、溶接電流通電時
間、入熱量の記憶及び表示をしている。また、溶接時間
Ｔａの終わりで、溶接電流の設定値と実際値とを比較し
て設定値に満たない場合は、溶接時間Ｔａを延長して必
要な入熱量Ｑｒを確保するように制御している。この方
法では、溶接サイクル終了時点でエネルギー量を算出し
ているために、終了時点でエネルギー量が過大であるこ
とが判明しても、エネルギー量を制御することができな
いので、必要な入熱量Ｑｒを正確に供給することができ
ない。

【０００８】溶接不良となる主な原因は下記のとおりで
ある。 Ａ．溶接ガンの移動が円滑でない。［従来技術１］ 図１は、引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２を測定
して測定結果を記録するための位置検出手段ＧＮ３を備
えた従来方式の溶接ガンを示す図である。

【０００９】この図１の溶接ガンＧＮは、溶接ガン本体
ＧＮ１に、電磁石ＧＮ６を配設し、圧縮バネＧＮ７によ
って被溶接材Ｗ側に付勢される可動鉄心ＧＮ５に、移動
軸ＧＮ８の端部に取り付けた保持具ＧＮ９にスタッドＳ
を保持している。また、Ｚ１又はＺ２方向に位置調整自
在なストッパ金具ＧＮ１１を設けて、可動鉄心ＧＮ５の
Ｚ１方向の変位量を制限している。さらに、Ｚ１又はＺ
２方向の設定長さが調整自在な当接部材ＧＮ２を溶接ガ
ン本体ＧＮ１に支持している。位置検出手段ＧＮ３は、
例えば、ポテンショメ−タＧＮ３ａであって溶接ガン本
体ＧＮ１に取り付けられている。このポテンショメ−タ
の軸ＧＮ３ｂは連結板ＧＮ４を介して移動軸ＧＮ８に連
結されている。ガン移動量測定回路３２は、位置検出手
段ＧＮ３によって測定した移動量を、波形モニタ−、デ
ジタル表示器等のガン移動量表示器３１によって作業者
に確認させるために信号を処理する。

【００１０】溶接ガンＧＮは、上記の溶接ガン本体ＧＮ
１と当接部材ＧＮ２と位置検出手段ＧＮ３と連結板ＧＮ
４と可動鉄心ＧＮ５と電磁石ＧＮ６と圧縮バネＧＮ７と
移動軸ＧＮ８と保持具ＧＮ９とストッパ金具ＧＮ１１と
から構成される。この溶接ガンＧＮとガン移動量表示器
３１とガン移動量測定回路３２と図示していない溶接電
源装置と溶接制御装置とによってスタッド溶接機が構成
される。位置検出手段ＧＮ３として、全移動範囲を有す
るポテンショメ−タＧＮ３ａが使用される。このポテン
ショメ−タの軸ＧＮ３ｂは、引き上げ動作及び押し込み
動作に応じてスライドする。しかし、１日に１０００本
のスタッドを溶接するために、ポテンショメ−タの軸Ｇ
Ｎ３ｂが摩耗しやすく、また連結板ＧＮ４のゆるみ等で
正確に位置測定ができない場合もある。

【００１１】このような従来技術１では、各スタッドを
溶接するごとに、溶接中の移動量を測定した移動量測定
値と適正な溶接を行うめの移動量標準値とを比較して、
その差が許容値内であるか否かによって、各溶接継手の
良否を判定している。しかし、この従来技術の判定方法
は、溶接した後の判定であるために、溶接不良と判定さ
れた溶接スタッドを切り取って溶接し直すか追加のスタ
ッドを溶接しなければならない。したがって、溶接ガン
の移動量が不足したり、円滑な移動がされなかったこと
が原因で、溶接不良を発生してしまうことがあった。そ
こで、溶接作業前に、溶接ガンが正常に動作するかどう
かをチェックする必要がある。

【００１２】また、図１に示す電磁石ＧＮ６ではなく、
溶接ガン可動部を駆動させるサ−ボモ−タ等を用いた場
合、サ−ボモ−タ及びそのモ−タを駆動させる駆動回路
が異常動作した場合も、溶接結果が不良になってしまっ
て適正な溶接継手を確保することができない。

【００１５】Ｂ．溶接時間中の短絡発生による入熱が不
足している。［従来技術２］ 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、その溶接継手が良好であるた
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。

【００１６】この従来技術２において、溶接時間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、必要な入熱量Ｑｒ
を得るために、作業者が、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移動して不均一
になるために、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。

【００１７】したがって、従来技術２においては、入熱
不足とならないように、作業者が、主ア−ク電流値Ｉａ
又は溶接時間Ｔａを判断して、適正値を設定しなければ
ならない。

【００２０】Ｃ．横向き溶接の溶融金属の垂れ下がりに
よる短絡が発生している。［従来技術３］ 太径のスタッドを横向き姿勢で溶接する場合、溶接時間
Ｔａの後半において、図２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Ｗｍが、重
力によってフェルールＦの内面下部に集中して、フェル
−ル内の溶融金属Ｗｍが片寄るために、後述する図５
（Ｂ）に示すように、溶接時間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。

【００２１】図２は、横向き溶接中のフェルール内の溶
融金属Ｗｍ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、この溶融した溶融金
属Ｗｍが重力によってフェル−ルＦの内面下部に溜まる
ために、スタッドの上方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。

【００２２】この従来技術３においては、必要な入熱量
Ｑｒを得るために、作業者が、溶融金属Ｗｍの垂れ下が
りによって発生する短絡を少なくする主ア−ク電流値Ｉ
ａ又は溶接時間Ｔａ（以下、主アーク期間Ｔａという）
を判断して設定しなければならない。

【００２５】Ｄ．上板貫通溶接の押し込み距離が不足し
ている。［従来技術４］ 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
ド溶接によって固定する上板貫通溶接がある。

【００２６】図３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。

【００２７】図４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。

【００２８】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押し込み距離を示す。

【００２９】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）の基準点Ｐからの押し込み距離を示す。

【００３０】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、上板貫通溶接でない
通常の溶接（以下、直接溶接という）のときの押し込み
時短絡開始時点であり、時刻ｔs1は、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、溶融し
たスタッド先端が鋼板の板厚Ｄｐ及び隙間（クリアラン
ス）Ｄｃだけ移動した押し込み時短絡開始時点であっ
て、時刻ｔs0よりも遅れる。さらに、時刻ｔs2は、この
ような上板貫通溶接のときに溶融したスタッド先端が鉄
骨に接触した押し込み開始時点であり、鉄骨Ｗａと鋼板
Ｗｂとの間の隙間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。

【００３１】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）
だけ増加すると共に、このＤｃのばらつきによってアー
ク長Ｄａが変動する。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
し込まれる鉄骨表面からの押し込み距離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、このＤｃのばらつき
によって鉄骨表面からの押し込み距離Ｄｅも変動する。

【００３２】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Ｄｃが生じ、その隙間Ｄ
ｃが不定であるために、直接溶接のときの押し込み時短
絡開始時点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押し込み開始時点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。この多くの入熱量を必要とすることを予測して、作
業者が主アーク期間Ｔａを予め長く設定するために、後
述する図５（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。

【００３３】図５は、従来の溶接動作において、主アー
ク期間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。同図（Ａ）乃至同図（Ｃ）において、溶接
開始スイッチ１３を押して補助ア−ク電流Ｉｐの通電を
開始すると共に、スタッドＳを被溶接材Ｗから引き上げ
補助ア−クを発生さて溶接を開始する。補助ア−ク期間
Ｔｐの経過後に、補助ア−ク電流Ｉｐから主ア−ク電流
Ｉａに切り換えると、出力端子電圧値Ｖｄはア−ク電圧
値Ｖａとなる。主アーク期間Ｔａ中の時刻ｔasにおいて
短絡が発生している。主アーク期間Ｔａの経過後に、ス
タッドＳを被溶接材Ｗに押し込んで短絡させて押し込み
短絡ア−ク電流Ｉｓを通電する。押し込み短絡期間Ｔｓ
の経過後に、押し込み短絡ア−ク電流Ｉｓを遮断して溶
接を終了する。なお、ｔs0は直接溶接のときの押し込み
時短絡開始時点であり、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図４に示した押し込み開始時点
ｔs2は、前述したように、直接溶接のときの押し込み時
短絡開始時点ｔs0よりも遅れてばらつく。

【００３４】このような主アーク期間Ｔａ中の時刻ｔas
において短絡が発する状態で、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、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ために、押し込み不足とな
る。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。

【００３５】この従来技術４において、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Ｌ
２及び溶接時間Ｔａを判断して設定しなければならな
い。

【００４０】Ｅ．溶接回路の電圧降下が大である。［従
来技術５］ 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材Ｗに接続し、「−」出力端子
を、溶接ケーブル１７及び後述する本体ケーブル１７ａ
とから成る２次ケーブルに接続する。この２次ケーブル
を電圧降下が許容する範囲の溶接位置まで延長する。し
たがって、２次ケーブル、被溶接材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、
被溶接材等の抵抗による電圧降下も変化する。

【００４２】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、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。

【００４４】また、２次ケーブル長を溶接箇所まで１０
０［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。このような溶接電源装置往復を使
用して、２次ケーブル長を１００［ｍ］まで延長して溶
接すると、２次ケーブル、被溶接材等の電圧降下（以
下、溶接回路電圧降下という）Ｖ５は数十［Ｖ］にな
る。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。

【００４６】この従来技術５において、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Ｑｒを得るために、主ア−ク電流値Ｉａ又は溶接時
間Ｔａを判断して、適正値を設定しなければならない。

【００４８】Ｆ．溶接機器の設定値の組み合わせが適切
でない。［従来技術６］ 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。

【００５０】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、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。

【００６０】Ｇ．溶接用の２次ケーブル素線の断線が進
行している。［従来技術７］ 図６は、通常のスタッド溶接をするときの２次ケ−ブル
の接続状態を示す図である。通常、溶接ガンＧＮの本体
ケ−ブル１７ａの一端は、スタッドＳを保持する保持具
ＧＮ９を移動させる移動軸ＧＮ８に取り付けられた本体
ケーブル接続金具ＧＮ１２に接続されている。通常のス
タッド溶接をするときは、溶接ガンＧＮの本体ケ−ブル
１７ａの他端を溶接電源装置１の一方の出力端子に接続
し、溶接ケ−ブル１７を被溶接材Ｗと溶接電源装置１の
他方の出力端子間に接続する。

【００６２】本体ケ−ブル１７ａ及び溶接用ケーブル１
７（以下、２次ケーブルという）は、通常の固定配線さ
れたケーブルに比べて、第１に、溶接箇所まで頻繁に引
き回され、屈曲と延伸との繰り返し回数（以下、屈曲回
数という）及び２次ケーブルの捻れが多いために、ケー
ブル素線が断線（以下、部分断線という）することが多
い。第２に、本体ケ−ブルは可撓性をよくするために、
通常のケーブルよりも細い素線を使用しているので素線
が断線しやすい。第３に、溶接箇所まで頻繁に移動さ
せ、大電流を通電するので、固定配線されたケーブルに
比べて、断面積の小さいケーブルを使用するために、電
圧降下による発熱が大となり、素線の一部が断線すると
残りの素線の断線が急速に進行する。したがつて、通常
の固定配線されたケーブルの劣化が、電圧降下による発
熱によって絶縁が低下して使用不能になるのに対して、
２次ケーブルの劣化は、素線の断線が進行して異常発熱
して使用不能になる。

【００６４】特に、溶接箇所が建築物等の大形構造物で
あるときは、溶接箇所まで溶接ケーブルを本体ケ−ブル
に接続延長して、総延長が１００［ｍ］に及ぶ場合もあ
る。この２次ケ−ブルは、溶接箇所まで頻繁に引き回さ
れ、特に、本体ケ−ブルは、屈曲回数が多く、使用を繰
り返すと部分断線し、しかもその部分断線数の進行が速
い。

【００６６】さらに、スタッド溶接は、１０００［Ａ］
以上の大電流を通電するために、２次ケーブルの抵抗値
が小であっても、１０〜３０［Ｖ］程度のかなり大きい
電圧降下が発生して、２次ケーブルが発熱する。特に、
屈曲回数が多い部分では、溶接作業中に、急速に部分断
線数が進行して、部分断線部分にア−クが発生すること
があり危険である。この２次ケーブルの屈曲回数が多い
部分は、溶接作業者近傍の位置であるために、実際に火
傷事故が発生したことがある。そこで、定期的に又は溶
接作業の開始前に、溶接ケーブル素線の断線及びその部
分断線数の進行をチェック（以下、断線チェックとい
う）する必要がある。

【００６８】本出願人は、スタッド溶接において、実際
に発生した事故に対する対策（２次ケ−ブルの断線チェ
ック）として、２次ケ−ブル自体に定電流を通電して、
断線チェックしたい部分の温度上昇を確認する方法を検
討した。以下に、この２次ケ−ブルの検討済断線チェッ
ク方法を説明する。

【００７５】図７は、本出願人の従来方法のスタッド溶
接の２次ケ−ブルの劣化状態をチェックするときの２次
ケ−ブルの接続状態を示す図である。この断線チェック
方法は、２次ケーブル素線数の１／２が断線した場合
を、２次ケ−ブルの寿命と定める。同図において、通常
のスタッド用溶接電源装置１を使用して、２次ケ−ブル
１７に定電流を通電する。本体ケ−ブル１７ａの劣化状
態をチェックするときは、図６の状態から、本体ケーブ
ル接続金具ＧＮ１２に接続されている本体ケーブル１７
ａを取り外し、溶接電源装置１の一方の出力端子に接続
されている溶接ケーブル１７に接続する。この断線チェ
ックしたい本体ケーブル１７ａの断線チェック部分１７
ｂの温度上昇値を、熱電対３４等を使用した温度上昇値
測定器３３を使用して予め測定しておき、この初回の温
度上昇値を判定温度上昇値Ｔrsとする。

【００７６】次に、実際に、スタッド溶接電流に相当す
る１秒間通電と５秒間休止とを１サイクルとする約１５
００［Ａ］の電流を通電する。２０サイクル及び１００
サイクル（以下、Ｎ回目という）の通電中に、温度上昇
値測定器３３を使用して断線チェック部分１７ｂの温度
上昇値を測定し、このＮ回目の測定温度上昇値Ｔrnと判
定温度上昇値Ｔrsとを比較して、寿命を推定する。

【００７８】この本出願人の従来方法は、断線の発生し
やすい屈曲部分、例えば、図７の断線チェック部分１７
ｂを特定しておき、その特定した断線チェック部分１７
ｂの温度上昇値を熱電対３４等を用いて測定しなければ
ならないために、かなりの労力を必要とする。特に、建
築現場での作業では、断線の発生しやすい屈曲部分が多
数あるために、多数の屈曲部分の温度上昇値を熱電対３
４等を用いて測定することは実用的でない。さらに、特
定した箇所の温度測定時に、誤差及びバラツキが生じる
ために、この検討済断線チェック方法は、常に、２次ケ
−ブルの被覆外観チェックと併用する必要がある。

【００８０】

【発明が解決しようとする課題】（１）従来技術では、
第１に、第２に、作業者が、仕上がり高さの測定の代わ
りに、溶接電流値、溶接電源装置の出力端子電圧値、溶
接時間、引き上げ距離、押し込み距離等の電気測定値に
よって、溶接継手の良否を判定する方法では、溶接電流
値、溶接時間、溶接ガンの移動量（引き上げ距離及び押
し込み距離）等の実際の測定値が、溶接機器動作設定値
のとおりであったかどうかをチェックして、溶接継手の
良否を判定して不良と判定したときは、その不良の原因
について、溶接機器からガイドがなかったので、作業者
の経験に基づいてその不良の原因を究明しなければなら
ない。 （２）従来技術では、溶接終了後に不良を判定しても、
手直し、追加溶接等に労力を要し、作業効率を低下させ
た。

【００８２】前述したように、不良発生の原因が多数あ
るために、作業者が、不良が発生したことを表示、警報
等によって知っても、その原因の究明が容易でなく、そ
の原因の究明に多大な労力を要し、作業効率を低下させ
ていた。

【００８４】したがって、本発明の目的は、溶接開始前
の段階から溶接中及び溶接後までのいずれかの段階又は
複数の段階で、作業者が過大な労力を要しない方法で、
早い段階で、溶接不良となる要因を除去し、又は作業者
が対処しやすいように溶接不良となる要因を表示するこ
とにある。

【００８６】本出願人は、前述した従来技術１乃至７に
記載した溶接不良が発生しないようにするために、溶接
開始前の段階から溶接中及び溶接後までのいずれかの段
階又は複数の段階で、溶接不良となる要因を除去する方
法を提案して出願している。これらの溶接不良となる要
因を除去する方法の本出願人の先願は、次のとおりであ
る。

【００９０】Ａ．スタッド溶接ガン円滑移動確認 特願平 9-249383 に記載した先願１の「スタッド溶接ガ
ン移動方法及び装置」は、従来技術１の課題を解決する
ために、スタッドを引き上げ及び押し込む移動軸ＧＮ８
の端部に取り付けた保持具ＧＮ９にスタッドを保持して
溶接するスタッド溶接ガン移動方法において、スタッド
の引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２をプリセット
し、溶接開始前に、溶接ガンＧＮに取り付けた移動軸Ｇ
Ｎ８を移動させて移動量を検出し、この移動量検出値ｅ
ｆと移動量設定値ｅｒとを比較して、予め設定した移動
許容値よりも大又は小になると、異常表示又は警報し、
また溶接開始動作を停止し、上記の移動許容値の範囲を
越えなかったときは、溶接開始動作をする方法である。

【００９２】先願１の上記の第１の方法を実施すると、
ポテンショメ−タ自体又は取り付けの不良、フィードバ
ック系回路の不良、溶接ガンの機械的な引っかかり、制
御ケーブルの接続不良等を発見することができる。

【００９４】先願１の第１の方法においては、溶接ガン
の移動が円滑に行われなく、部分的に機械的な引っかか
りがあっても、確認範囲の最終位置において、移動量許
容値又は移動量上下限許容値よりも大又は小でなければ
正常移動と判別される。溶接ガンの移動中に部分的に機
械的な引っかかりがあり、円滑に移動しないときは、ス
タッドが短絡したり、傾斜して片溶けを生じたりして、
溶接スタッドが不良になることがある。

【００９６】そこで、移動中の任意の時点ｔ１の移動量
設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔ１の移動量検出信
号ｅf1との差の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜
を、予め設定した移動量差許容値δと比較する先願１の
第２の方法を実施すると、そのような部分的に機械的な
引っかかりがあったときでも、異常移動であると判定す
ることができる。

【０１００】Ｂ．主アーク期間中の短絡発生による入熱
不足の補償 特願平 9-249384 に記載した先願２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２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Ｑta3n
が、予め設定した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タッド溶接の
入熱積算押し込み制御方法である。

【０１０１】［図８の説明］図８（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
タッド先端の移動量Ｍを示す図である。

【０１０２】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共に、
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。

【０１０３】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、後述する図１２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Ｉ1(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。

【０１０４】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。

【０１０６】［数１の説明］図８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 ）を算出して、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。

【０１０７】

【数１】

【０１０８】［数２の説明］図８（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。

【０１０９】

【数２】

【０１１０】図８（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Ｑstを、数２の右
辺の２番目の式によって算出してもよい。

【０１１２】［数３の説明］また、検出期間全体の標準
入熱量Ｑstを上記の数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Δｔ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。

【０１１３】

【数３】

【０１２０】［図９の説明］図９（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。

【０１２１】後述する図１２の溶接電源装置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。

【０１２２】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９（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、アーク発生時も瞬時的な短絡時も略一定値である
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。

【０１２３】次に、図９（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までの積算入熱量Ｑtaを算出する式について
説明する。

【０１２４】［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を測定して、数１と同
様に、検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを算出する。 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。

【０１２５】

【数４】

【０１２６】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。

【０１２８】［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を測定して、数１と同
様に、検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱavを算出する。 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。

【０１２９】

【数５】

【０１３０】［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)を測定し
て、数１と同様に、検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱav
を算出する。 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。

【０１３１】

【数６】

【０１３２】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。

【０１３４】［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)を測定し
て、数１と同様に、検出間隔ごとの入熱量平均値ΔＱav
を算出する。 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。

【０１３５】

【数７】

【０１３６】通常のスタッド溶接においては、前述した
図９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、補助アーク入熱標準値設定期間
Ｔ12の補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12の算出を省略し
ている。

【０１４０】Ｃ．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３の「主電流切換スタ
ッド溶接方法」は、従来技術３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。しか
し、この先願３の溶接方法であっても、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。

【０１４１】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ｔｎで、押し込みを
開始する主ア−ク電流値切換説明図である。

【０１４２】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。

【０１４３】 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。 なお、図１０（Ａ）及び同（Ｂ）において、Ｔb8は切換
後標準入熱量Ｑstb8を算出する切換後通電期間であり、
Ｔbnは切換後主ア−ク期間積算入熱量Ｑtab8を算出する
切換後通電期間であり、Ｖａは切換前の主ア−ク電流値
Ｉａのときの切換前の主アーク電圧値であり、Ｖa1は切
換後の主ア−ク電流値Ｉｂのときの切換後の主アーク電
圧値である。

【０１４４】Ｄ．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３と同じ技術を使用している。

【０１４５】Ｅ．溶接回路の電圧降下補償 特願平 9-343940 に記載した先願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５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)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、予め設定した主アーク期間全体
の標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを開始
するスタッド溶接のケーブル電圧降下補償方法である。

【０１４６】［図１１の説明］図１１（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Ｉ
av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。

【０１４７】［数８の説明］数８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。

【０１４８】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。

【０１４９】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８によって
積算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。

【０１５０】

【数８】

【０１５１】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８の
右辺の２番目の式によって算出してもよい。

【０１５２】［数９の説明］また、積算入熱量Ｑtaを上
記の数８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９によって算出し
てもよい。

【０１５３】

【数９】

【０１５４】［数１０の説明］数１０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、
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。

【０１５５】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１０によっ
て積算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。

【０１５６】

【数１０】

【０１５７】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１０
の右辺の２番目の式によって算出してもよい。

【０１５８】［数１１の説明］また、積算入熱量Ｑtaを
上記の数１０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１１によって
算出してもよい。

【０１５９】

【数１１】

【０１６０】Ｆ．溶接機器動作自動設定 また、平成９年１２月２２日に出願した先願５の「溶接
機器動作自動設定スタッド溶接方法」は、従来技術６の
課題を解決するために、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必要な入熱Ｑｒと溶接ガンＧＮ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ＧＮが上記溶接機器設定値に
従って動作する溶接方法である。

【０１６２】［図１２の説明］図１２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１２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ＧＮと溶接制御装置３とからなる。溶接ガンＧ
Ｎは、スタッドＳを移動させるためのサ−ボモ−タ２
４、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ＧＮ２等から形成され
る。

【０１６４】溶接電源装置１は、溶接ガンＧＮ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、予め設定された電流指
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１
５とから形成される。

【０１６６】溶接制御装置３は、演算処理回路ＣＰＵ
と、演算処理回路ＣＰＵから出力された予め設定された
「溶接電流値Ｉｏに対応するディジタル信号」をアナロ
グ信号の予め設定された電流指令信号に変換するＤ／Ａ
変換回路６と、上記の変換された電流指令信号を上記の
溶接電流調整回路１５に出力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ＣＰ
Ｕ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ＣＰＵ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Ａ
／Ｄ変換回路２０と、主ア−ク電流値Ｉａ、引き上げ距
離Ｌ１、押し込み距離Ｌ２等のプリセット条件を設定及
び作業者がスタッド・被溶接材条件の表示に従って、ス
タッド・被溶接材条件及び周囲設置条件の選択をする条
件設定スイッチ２７と、上記プリセット条件、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又
は警報回路１２（以下、表示回路１２という）とから形
成される。

【０１６８】以下、図１２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ＧＮ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ＧＮに配設されている溶接開始終了スイッチ１
３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、
補助アーク電流Ｉp を通電する。以下、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
接する場合の先願５の溶接方法について説明する。

【０１７０】第１に、「（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前述した
図１２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」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、条件設定スイッチ２７によって予め設定して、
記憶回路１１の横向き姿勢・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）前述した図８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、前述した数１乃至
数３によって算出して、記憶回路１１の横向き溶接の溶
接条件・機器設定値対応表に書き込む。

【０１７２】（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＝Ｑ
stb8／Ｑst38（例えば、β＝０. １）を、条件設定スイ
ッチ２７によって予め設定して、記憶回路１１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。

【０１７４】第２に、前述した「（Ｂ）溶接装置に商用
電源を供給すると、図１２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。

【０１７６】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。

【０２００】（４）図１２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。

【０２０２】（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。このとき、作業
者は、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、作業者は、例えば、０. １を選
択する。

【０２０４】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。

【０２０６】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ＧＮ
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。 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。 図９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共
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。

【０２０８】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。 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。 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Ｑ
ta3nを算出する。

【０２１０】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。 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ｔｎ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。

【０２２０】Ｇ．溶接用の２次ケーブル素線の断線進行
予測 また、平成９年１２月２６日に出願した先願６の「溶接
用の２次ケーブル素線の断線進行予測方法」は、従来技
術７の課題を解決するために、通電時間が経過して２次
ケ−ブル素線の断線数が増加するに従って、素線断線部
分の温度が著しく上昇するときは、その素線断線部分を
含む２次ケ−ブル抵抗値の上昇を下記の方法で測定して
２次ケーブル素線の断線の進行を予測する。

【０２２２】溶接作業開始前に、接続している２次ケ
−ブルの断面及び長さにおける抵抗値から過熱焼損の危
険を生ずる抵抗値までの抵抗増加許容値ΔＲr を予め定
めておく。 溶接作業開始時の初回の溶接時に、スタッドを被溶接
材に押し込んだ後の短絡電流通電中に、押し込み短絡電
圧平均値Ｖ2a＝Ｖ21と押し込み短絡電流平均値Ｉ2a＝Ｉ
21とを検出して初期抵抗値Ｒ１＝Ｖ21／Ｉ21を算出す
る。

【０２２４】次に、溶接毎、例えばＮ回目にスタッド
を被溶接材に押し込んだ後の短絡電流通電中に、押し込
み短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ2nと押し込み短絡電流平均値
Ｉ2a＝Ｉ2nとを検出してＮ回目抵抗値Ｒｎ＝Ｖ2n／Ｉ2n
を算出する。 このＮ回目抵抗値Ｒｎと上記初期抵抗値Ｒ１との差の
Ｎ回目抵抗値増加分ΔＲｎ＝Ｒｎ−Ｒ１を算出する。

【０２２６】このＮ回目抵抗値増加分ΔＲｎと上記抵
抗増加許容値ΔＲｒとを比較して、上記Ｎ回目抵抗値増
加分ΔＲｎが上記抵抗増加許容値ΔＲｒよりも大になっ
たときに、作業者に表示又は警報する。

【０２２８】先願６の方法において、短絡電圧瞬時値Ｖ
（ｔ）及び短絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）の検出ごとに、累積
抵抗値Ｒntと初期抵抗値Ｒ１との差のＮ回目溶接時の累
積抵抗値増加分ΔＲnt＝Ｒnt−Ｒ１を算出し、この累積
抵抗値増加分ΔＲntが抵抗増加許容値ΔＲｒを越えたと
きに、溶接電流を遮断する構成を実施すると、２次ケー
ブルの過熱焼損を余裕をもって防止することができる。

【０２４１】

【課題を解決するための手段】出願時の請求項１の方法
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の不良原因表示方法にお
いて、溶接不良となるおそれがある現象を検出し、この
検出値に対応した溶接不良となるおそれがある複数の原
因を予め想定して、この想定した複数の原因を表示する
スタッド溶接不良原因表示方法である。

【０２４２】出願時の請求項２の方法は、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
スタッド溶接の不良原因表示方法において、溶接開始前
の段階から溶接中及び溶接後までのいずれかの段階又は
複数の段階で溶接不良となるおそれがある現象を検出
し、この検出値に対応した溶接不良となるおそれがある
複数の原因を予め想定して、この想定した複数の原因の
うち、頻度が高いと予想される原因の順に不良原因を表
示するスタッド溶接不良原因表示方法である。

【０２４３】出願時の請求項３の方法は、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
スタッド溶接の不良原因表示方法において、スタッド溶
接機器に、溶接不良となるおそれがある原因を除去する
方法を実行させ、溶接開始前の段階から溶接中及び溶接
後までのいずれかの段階又は複数の段階で、溶接不良と
なるおそれがある現象を検出し、この検出値に対応した
溶接不良となるおそれがある複数の原因を予め想定し
て、この想定した複数の原因のうち、頻度が高いと予想
される原因の順に不良原因を表示するスタッド溶接不良
原因表示方法である。

【０２４４】出願時の請求項４の方法は、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
スタッド溶接の不良原因表示方法において、スタッド溶
接機器に、溶接不良となるおそれがある原因を除去する
方法を実行させ、溶接開始前の段階から溶接中及び溶接
後までのいずれかの段階又は複数の段階で、溶接不良と
なるおそれがある現象を検出し、この検出した時点で、
スタッド溶接機器の次の動作を停止すると共に、この検
出値に対応した溶接不良となるおそれがある複数の原因
を予め想定して、この想定した複数の原因のうち、頻度
が高いと予想される原因の順に不良原因を表示するスタ
ッド溶接不良原因表示方法である。

【０２４５】出願時の請求項５の方法は、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
スタッド溶接の不良原因表示方法において、スタッド溶
接機器に、溶接不良となるおそれがある頻度の高い発生
原因を除去する方法を実行させ、溶接開始前の段階から
溶接中及び溶接後までのいずれかの段階又は複数の段階
で、溶接不良となるおそれがある現象を検出し、この検
出した時点で、スタッド溶接機器の次の動作を停止する
と共に、この検出値に対応した溶接不良となるおそれが
ある複数の原因を予め想定して、この想定した複数の原
因のうち、頻度が高いと予想される原因の順に不良原因
を表示するスタッド溶接不良原因表示方法である。

【０２４６】出願時の請求項６の方法は、出願時の請求
項５の方法の溶接不良となるおそれがある頻度の高い発
生原因を除去する方法が、入熱不足が発生しないよう
に、検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均値から算出した主
アーク期間積算入熱量が、予め設定した主アーク期間全
体の標準入熱量に達した時点で押し込み動作を開始する
スタッド溶接不良原因表示方法である。

【０２４７】出願時の請求項７の方法は、出願時の請求
項５の方法の溶接不良となるおそれがある頻度の高い発
生原因を除去する方法が、スタッドの引き上げ距離Ｌ１
及び押し込み距離Ｌ２をプリセットし、溶接開始前に、
溶接ガンＧＮに取り付けた移動軸ＧＮ８を移動させて移
動量を検出し、この移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅ
ｒとを比較して、予め設定した移動許容値よりも大又は
小になると、異常表示又は警報し、また溶接開始動作を
停止し、上記の移動許容値の範囲内にあるときは、溶接
開始の動作をするスタッド溶接不良原因表示方法であ
る。

【０２４８】出願時の請求項８の方法は、出願時の請求
項５の方法の溶接不良となるおそれがある頻度の高い発
生原因を除去する方法が、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必要な入熱Ｑｒと溶接ガンＧＮ
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ＧＮが上記溶接機器設定値
に従って動作するスタッド溶接不良原因表示方法であ
る。

【０２４９】出願時の請求項９の方法は、出願時の請求
項５の方法の溶接不良となるおそれがある第１の発生原
因を除去する方法及び第２の発生原因を除去する方法を
実行し、溶接開始前の段階から溶接中及び溶接後までの
いずれかの段階又は複数の段階で、第１及び第２以外の
残りの溶接不良となるおそれがある現象を検出し、この
検出値に対応した溶接不良となるおそれがある複数の原
因を予め想定して、この想定した複数の原因のうち、頻
度が高いと予想される原因の順に不良原因を表示するス
タッド溶接不良原因表示方法である。

【０２５０】出願時の請求項１０の方法は、出願時の請
求項４の方法の溶接不良となるおそれがある複数の発生
原因を除去する方法を実行し、溶接開始前の段階から溶
接中及び溶接後までのいずれかの段階又は複数の段階
で、実行した複数の発生原因を除去する方法以外の残り
の溶接不良となるおそれがある現象を検出し、この検出
値に対応した溶接不良となるおそれがある複数の原因を
予め想定して、この想定した複数の原因のうち、頻度が
高いと予想される原因の順に不良原因を表示するスタッ
ド溶接不良原因表示方法である。

【０２７０】

【発明の実施の形態】溶接開始前の段階から溶接中及び
溶接後までのいずれかの段階又は複数の段階で、溶接不
良となる要因を除去すると共に、溶接不良が発生するお
それがあるときは、下記のとおり、「不良原因表示」を
する。 （１）保守点検時又は溶接開始前に、次のとおり、溶接
不良が発生しないようにし、溶接不良が発生するおそれ
があるときは「不良原因表示」をする。 保守点検時又は溶接開始前に、先願６に記載した２次
ケーブル素線の断線による抵抗値増加分が設定値を越え
たときは、「２次ケーブル素線の断線が進行している」
不良原因表示をする。

【０２７１】溶接開始前に、先願５に記載した「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ＧＮが溶接機器設
定値に従って動作する溶接機器動作の自動設定」をし、
「不良原因表示」の代わりに、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ための表示に従
って、選択するための「設定手順表示」をする。

【０２７２】（２）アークを発生して溶接を開始する前
に、次のとおり、溶接不良が発生するおそれがないかど
うかの確認をして、溶接不良が発生するおそれがあると
きは「不良原因表示」をする。 アーク発生前に、先願１に記載した移動量検出値ｅｆ
と移動量設定値ｅｒとを比較して、予め設定した移動許
容値よりも大又は小になると、「溶接ガン円滑移動異常
表示」又は警報し、また溶接開始動作を停止する。

【０２７３】（３）アークを発生して溶接を開始してか
ら押し込み動作までに、次のとおり、溶接不良が発生す
る原因を除去する。 初回溶接直後に、先願６に記載した２次ケーブル素線
の断線による抵抗値増加分が設定値を越えたときは、
「２次ケーブル素線の断線が進行している」不良原因表
示をする。

【０２７４】前述した溶接開始前に自動設定した主ア
ーク期間全体の標準入熱量Ｑst38になるまで通電させる
ことによって、アークを発生してから押し込み動作まで
の溶接不良の発生を除去することができる。 溶接中に、先願４に記載した「スタッド溶接のケーブ
ル電圧降下補償方法」を実施すると、アークを発生して
から押し込み動作までの溶接不良の発生を除去すること
ができる。

【０２７５】溶接中に、先願６に記載した２次ケーブ
ル素線の断線が設定値を越えたときは、「２次ケーブル
素線の断線が進行している」不良原因表示をする。

【０２７６】（４）アーク発生中に、不良発生のおそれ
が生じたときは、溶接電流を遮断し押し込み動作を中止
して、次のとおり、「不良発生表示」をする。 先願６の方法において、累積抵抗値増加分ΔＲntが、
抵抗増加許容値ΔＲｒを越えたときに、溶接電流を遮断
し押し込み動作を中止して「不良発生表示」をする。

【０２７７】（５）押し込み動作をして溶接を終了した
後に、溶接ガンの押し込み距離が設定値の範囲を超えて
いたときは、溶接不良の発生の有無を判別して、溶接不
良が発生したと考えられる「不良発生原因」を表示す
る。

【０２８０】

【実施例】溶接開始前の段階から溶接中及び溶接後まで
のいずれかの段階又は複数の段階で、溶接不良となる要
因を除去する方法は、下記のとおりである。 （１）保守点検時又は溶接開始前に、次のとおり、溶接
不良が発生しないようにする。なお、溶接不良が発生す
るおそれがあるときは「不良原因表示」もする。 保守点検時又は溶接開始前に、先願６に記載した２次
ケーブル素線の断線による抵抗値増加分が設定値を越え
たときは、「２次ケーブル素線の断線が進行している」
不良原因表示をする。

【０２８２】溶接開始前に、先願５に記載した「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ＧＮが溶接機器設
定値に従って動作する溶接機器動作の自動設定」をす
る。主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38を自動設定し
てその値になるまで通電させることによって、後述する
アークを発生してから押し込み動作までの溶接不良の発
生を除去することができる。この場合の表示は、「不良
原因表示」の代わりに、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ための表示に従って、
選択するための「設定手順表示」をする。

【０２９０】（２）アークを発生して溶接を開始する前
（以下、アーク発生前という）に、次のとおり、溶接不
良が発生するおそれがないかどうかの確認をして、溶接
不良が発生するおそれがあるときは「不良原因表示」を
する。アーク発生前に、先願１に記載した「スタッド
の引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２をプリセット
し、空間で、溶接ガンＧＮに取り付けた移動軸ＧＮ８を
移動させて移動量を検出し、この移動量検出値ｅｆと移
動量設定値ｅｒとを比較して、予め設定した移動許容値
の範囲を越える」と、「溶接ガン円滑移動異常表示」又
は警報し、また溶接開始動作を停止する。なお、上記の
移動許容値の範囲を越えなかったときは、溶接を開始す
ることができる。

【０３００】（３）アークを発生して溶接を開始してか
ら押し込み動作まで（以下、アーク発生中という）に、
次のとおり、溶接不良が発生する原因を除去する。初
回溶接直後に、先願６に記載した２次ケーブル素線の断
線による抵抗値増加分が設定値を越えたときは、「２次
ケーブル素線の断線が進行している」不良原因表示をす
る。

【０３０２】前述した溶接開始前に自動設定した主ア
ーク期間全体の標準入熱量Ｑst38になるまで通電させる
ことによって、アークを発生してから押し込み動作まで
の溶接不良の発生を除去することができる。

【０３０４】溶接中に、先願４に記載した「スタッド
溶接のケーブル電圧降下補償方法」を実施すると、アー
クを発生してから押し込み動作までの溶接不良の発生を
除去することができる。

【０３０６】溶接中に、先願６に記載した２次ケーブ
ル素線の断線が設定値を越えたときは、「２次ケーブル
素線の断線が進行している」不良原因表示をする。

【０３１０】（４）アーク発生中に、不良発生のおそれ
が生じたときは、溶接電流を遮断し押し込み動作を中止
して、次のとおり、「不良発生表示」をする。 先願６の方法において、累積抵抗値増加分ΔＲntが、
抵抗増加許容値ΔＲｒを越えたときに、溶接電流を遮断
し押し込み動作を中止して「不良発生表示」をする。

【０３２０】（５）押し込み動作をして溶接を終了した
後（以下、溶接終了後という）に、溶接ガンの押し込み
距離が設定値の範囲を超えていたときは、溶接不良の発
生の有無を判別して、溶接不良が発生したと考えられる
「不良発生原因」を表示する。

【０３３０】不良発生の原因は多数あるために、作業者
が不良が発生したことを表示、警報等によって知って
も、その原因の究明が容易でない。本発明において、頻
度の高い不良の第１の発生原因を予め除去しておき、残
りの原因によって不良が発生したときは、作業者が不良
の発生原因を容易に究明することができるようにガイド
する不良発生原因を表示する方法が、効果が大である。

【０３３２】上記の頻度の高い不良の発生原因は、入熱
不足であるので、入熱不足が発生しないように、検出間
隔ごとの主ア−ク電圧平均値から算出した主アーク期間
積算入熱量が、予め設定した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動作を開始する方法を実施
している。

【０３３４】上記の入熱不足の次に、頻度の高い不良の
第２の発生原因を予め除去しておき、第１及び第２以外
の残りの原因によって不良が発生したときは、作業者が
不良の発生原因を容易に究明することができるようにガ
イドする不良発生原因を表示する方法である。

【０３３６】以下、同様に、第３及び第４以外の残りの
原因によって不良が発生したときは、作業者が不良の発
生原因を容易に究明することができるようにガイドする
不良発生原因を表示する方法である。

【０３３８】上記の第１乃至第４の不良の発生原因を除
去する方法を実施したときは、それらに関するガイドす
る不良発生原因の表示をスキッブすると、作業者が不良
の発生原因を究明する労力を軽減することができる。

【０３４０】以下、頻度の高い不良の発生原因を予め除
去したときのスタッド溶接不良原因表示方法の具体例に
ついて説明する。 ［実施例１］実施例１は、先願２の「スタッド溶接の入
熱積算押し込み制御方法」を実施したときの不良原因表
示を示す。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（以下、下向き直接溶接
という）をする最も簡単な場合に、この先願２の方法を
実施したときは、短絡が発生しても、適切な入熱量を確
保することができ、良好な溶接継手を得ることができ
る。

【０３４２】したがって、この先願２の方法を実施した
下向き直接溶接においては、短絡が発生しても、適切な
入熱量を確保することができるので、入熱量の過不足で
不良が発生することはない。この下向き直接溶接におい
て、溶接終了後に、溶接不良の発生の有無を判別して、
溶接不良が発生したときは、溶接不良発生原因は、入熱
量の過不足ではなく、それ以外の残りの原因であるの
で、「不良発生原因表示」は、入熱量の過不足を除いた
残りの原因の内、発生頻度が高いと考えられる「不良発
生原因」を下記の順序で表示する。

【０３５０】（１）「溶接ガンが円滑に移動しているか
どうかを確認してください」。確認結果、異常がなけれ
ば、次の「不良発生原因」を表示させる。 （２）「溶接回路の電圧降下が、（例えば、３０［Ｖ］
を越えていないかどうかを確認してください」。確認結
果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示させ
る。

【０３５２】（３）「溶接用の２次ケーブル素線の断線
が進行していないかどうかを確認してください」。確認
結果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示さ
せる。 （４）「溶接機器設定値の組み合わせが適切かどうかを
確認してください」。確認結果、異常がなければ、次の
「不良発生原因」を表示させる。

【０３５４】（５）「磁気吹きが発生していないかどう
かを確認してください」。確認結果、異常がなければ、
次の「不良発生原因」を表示させる。 （６）「スタッド・被溶接材の表面の付着物、変形等が
発生していないかどうかを確認してください」。確認結
果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示させ
る。 （７）「上記の他の原因を確認してください」。

【０３６０】上記の実施例１は、下向き直接溶接をする
最も簡単な場合であるので、熟練者でなくても、適切な
スタッドの直径によって、溶接電流値、溶接ガンの引き
上げ距離及び押し込み距離を設定することができる。

【０３６２】しかし、厚板の鋼板上に予め定めた直径の
スタッドを横向き溶接する場合又は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（以下、上板貫通
溶接という）する場合には、前述した従来技術４の理由
によって、主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38だけを
適正値に設定しても、溶接終了後の押し込み距離が設定
値の範囲を超えていたときは、溶接不良と判定して「不
良発生原因」を表示する。

【０３６４】このように、主アーク期間全体の標準入熱
量Ｑst38だけを適正値に設定しても、先願２の「スタッ
ド溶接の入熱積算押し込み制御方法」だけでは溶接不良
の発生を防ぐことができない場合が生じる。以下、この
ような場合に、溶接不良の発生を防ぐことができる方法
を実施したときの不良原因表示について説明する。

【０３６６】特に、横向き溶接又は上板貫通溶接におい
ては、先願２の「スタッド溶接の入熱積算押し込み制御
方法」に加えて、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のために、先願３の「主電流切換ス
タッド溶接方法」をも実施して、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、溶接不良の
発生を防ぐことができる。

【０３７０】［実施例２］実施例２は、横向き溶接又は
上板貫通溶接においては、先願２の「スタッド溶接の入
熱積算押し込み制御方法」に加えて、先願３の「主電流
切換スタッド溶接方法」を実施したときの不良原因表示
を示す。

【０３７２】この先願２の方法及び先願３の方法を実施
した横向き溶接又は上板貫通溶接においては、短絡が発
生しても、適切な入熱量を確保することができるので、
入熱量の過不足で不良が発生することはない。この横向
き溶接又は上板貫通溶接において、溶接終了後に、溶接
不良の発生の有無を判別して、溶接不良が発生したとき
は、溶接不良発生原因は、入熱量の過不足ではなく、そ
れ以外の残りの原因であるので、「不良発生原因表示」
は、入熱量の過不足を除いた残りの原因の内、発生頻度
が高いと考えられる「不良発生原因」を下記の順序で表
示する。

【０３７４】（１）「溶接ガンが円滑に移動しているか
どうかを確認してください」。確認結果、異常がなけれ
ば、次の「不良発生原因」を表示させる。 （２）「溶接機器設定値の組み合わせが適切かどうかを
確認してください」。確認結果、異常がなければ、次の
「不良発生原因」を表示させる。 （３）「溶接回路の電圧降下が、（例えば、３０［Ｖ］
を越えていないかどうかを確認してください」。確認結
果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示させ
る。

【０３７６】（４）「溶接用の２次ケーブル素線の断線
が進行していないかどうかを確認してください」。確認
結果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示さ
せる。以下、実施例１の（５）乃至（７）と同じなので
省略する。

【０４００】［実施例３］実施例３は、先願２の「スタ
ッド溶接の入熱積算押し込み制御方法」に加えて、先願
５の「溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法」を実施
したときの不良原因表示を示す。

【０４０２】この先願２の方法を実施した溶接において
は、溶接機器設定値の組み合わせの不適切によって又は
短絡が発生しても、適切な入熱量を確保することができ
るので、入熱量の過不足によって不良が発生することは
ない。この溶接において、溶接終了後に、溶接不良の発
生の有無を判別して、溶接不良が発生したときは、溶接
不良発生原因は、入熱量の過不足及び溶接機器設定値の
組み合わせの不適切ではなく、それ以外の残りの原因で
あるので、「不良発生原因表示」は、入熱量の過不足及
び溶接機器設定値の組み合わせの不適切を除いた残りの
原因の内、発生頻度が高いと考えられる「不良発生原
因」を下記の順序で表示する。

【０４１０】（１）「溶接ガンが円滑に移動しているか
どうかを確認してください」。確認結果、異常がなけれ
ば、次の「不良発生原因」を表示させる。 （２）「溶接回路の電圧降下が、（例えば、３０［Ｖ］
を越えていないかどうかを確認してください」。確認結
果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示させ
る。

【０４１２】（３）「溶接用の２次ケーブル素線の断線
が進行していないかどうかを確認してください」。確認
結果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示さ
せる。以下、実施例１の（５）乃至（７）と同じなので
省略する。

【０４２０】［実施例４］実施例４は、実施例３の先
願２の「スタッド溶接の入熱積算押し込み制御方法」及
び先願５の「溶接機器動作自動設定スタッド溶接方
法」に加えて、先願１の「スタッド溶接ガン移動方
法」を実施したときの不良原因表示を示す。

【０４２２】この先願２の方法を実施した溶接において
は、短絡が発生しても、適切な入熱量を確保することが
できるので、入熱量の過不足で不良が発生することはな
い。この実施例４の溶接不良発生原因は、入熱量の過
不足、溶接機器設定値の組み合わせの不適切及び溶
接ガンの移動の異常ではなく、それ以外の残りの原因で
あるので、「不良発生原因表示」は、入熱量の過不足及
び溶接機器設定値の組み合わせの不適切を除いた残りの
原因の内、発生頻度が高いと考えられる「不良発生原
因」を下記の順序で表示する。

【０４３０】（１）溶接回路の電圧降下が、（例えば、
３０［Ｖ］を越えていないかどうかを確認してくださ
い」。確認結果、異常がなければ、次の「不良発生原
因」を表示させる。

【０４３２】（２）「溶接用の２次ケーブル素線の断線
が進行していないかどうかを確認してください」。確認
結果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示さ
せる。以下、実施例１の（５）乃至（７）と同じなので
省略する。

【０４４０】［実施例５］実施例５は、実施例４の先
願２の「スタッド溶接の入熱積算押し込み制御方法」、
先願５の「溶接機器動作自動設定スタッド溶接方法」
及び先願１の「スタッド溶接ガン移動方法」に加え
て、先願４の「スタッド溶接のケーブル電圧降下補償
方法」を実施したときの不良原因表示を示す。

【０４４２】この実施例５の溶接不良発生原因は、入
熱量の過不足、溶接機器設定値の組み合わせの不適
切、溶接ガンの移動の異常及びスタッド溶接のケー
ブル電圧降ではなく、それ以外の残りの原因であるの
で、「不良発生原因表示」は、上記乃至を除いた残
りの原因の内、発生頻度が高いと考えられる「不良発生
原因」を下記の順序で表示する。

【０４４４】（１）「溶接用の２次ケーブル素線の断線
が進行していないかどうかを確認してください」。確認
結果、異常がなければ、次の「不良発生原因」を表示さ
せる。以下、実施例１の（５）乃至（７）と同じなので
省略する。

【０４５０】［実施例６］実施例６は、実施例５の先
願２の「スタッド溶接の入熱積算押し込み制御方法」、
先願５の「溶接機器動作自動設定スタッド溶接方
法」、先願１の「スタッド溶接ガン移動方法」及び
先願４の「スタッド溶接のケーブル電圧降下補償方法」
に加えて、先願６の「溶接用の２次ケーブル素線の断
線進行予測方法」を実施したときの不良原因表示を示
す。

【０４５２】この実施例６の溶接不良発生原因は、入
熱量の過不足、溶接機器設定値の組み合わせの不適
切、溶接ガンの移動の異常、スタッド溶接のケーブ
ル電圧降及び溶接用の２次ケーブル素線の断線進行に
よる電圧降ではなく、それ以外の残りの原因であるの
で、「不良発生原因表示」は、上記乃至を除いた残
りの原因の内、発生頻度が高いと考えられる「不良発生
原因」を下記の順序で表示する。以下、実施例１の
（５）乃至（７）と同じなので省略する。

【０４６０】上記の実施例１乃至６で説明したように、
溶接機器が、溶接不良となるおそれがある現象を検出し
て、溶接不良となるおそれがある原因を除去する構成を
増加させるにしたがって、溶接不良と判定される比率を
減少させ、手直し溶接、追加溶接の無駄を排除すること
ができると共に、溶接不良と判定されたときも、溶接不
良となるおそれがある原因が少なくなり、しかも、表示
されるガイドに従って作業者が容易に対処することがで
きる。

【０４６５】溶接機器が、溶接不良となるおそれがある
現象を検出して、溶接不良となるおそれがある原因を除
去する方法は、前述した実施例に限定されることなく、
スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条件等に対応させ
て、任意に組み合わせ又は追加することができる。

【１００１】

【発明の効果】本発明の共通の効果は、溶接機器が自動
で溶接不良となるおそれがある現象を検出し、この検出
値に対応した溶接不良となるおそれがある複数の原因を
予め想定して、この想定した複数の原因を表示するの
で、作業者がこの溶接機器が表示するガイドに従って、
不良の発生原因を容易に究明することができる。

【１００２】出願時の請求項２の効果は、本発明の共通
の効果に加えて、溶接開始前の段階から溶接中及び溶接
後までのいずれかの段階又は複数の段階で、作業者が過
大な労力を要しない方法で、早い段階で、溶接不良とな
る要因を除去し、又は作業者が対処することができる。

【１００３】スタッド溶接機器に、溶接不良となるおそ
れがある原因を除去する方法を実行することによって、
この実行した不良除去方法に対応する「溶接不良となる
おそれがある現象」は発生しなくなる。したがって、出
願時の請求項３の効果は、請求項２の効果に加えて、ス
タッド溶接機器に、溶接不良となるおそれがある原因を
除去する方法を実行させ、この実行した不良除去方法以
外の「溶接不良となるおそれがある現象」を検出し、こ
の検出値に対応した溶接不良となるおそれがある複数の
原因を予め想定し、この想定した複数の原因のうち、頻
度が高いと予想される原因の順に不良原因を表示するこ
とによって、溶接不良を少なくすると共に、残りの原因
によって不良が発生したときは、溶接不良となる要因の
項目が少なくなり、作業者が不良の発生原因を究明して
対処する労力を少なくすることができる。

【１００４】出願時の請求項４の効果は、請求項３の効
果に加えて、溶接開始前の段階から溶接中及び溶接後ま
でのいずれかの段階又は複数の段階で、溶接不良となる
おそれがある現象を検出しした時点で、スタッド溶接機
器の次の動作を停止するので、手直しを少なくして作業
効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ
２を測定して測定結果を記録するための位置検出手段Ｇ
Ｎ３を備えた従来方式の溶接ガンを示す図である。

【図２】図２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３】図３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。

【図４】図４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５】図５は、従来の溶接動作において、主アーク期
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６】図６は、通常のスタッド溶接をするときの２次
ケ−ブルの接続状態を示す図である。

【図７】図７は、本出願人の従来方法のスタッド溶接の
２次ケ−ブルの劣化状態をチェックするときの２次ケ−
ブルの接続状態を示す図である。

【図８】図８（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先端の移動量
Ｍを示す図である。

【図９】図９（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ｔｎ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、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１２】図１２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。

【符号の説明】

１ …溶接電源装置 ３ …溶接制御装置 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…表示回路又は警報回路 １３…溶接開始終了スイッチ １５…溶接電流調整回路 １７…溶接ケ−ブル １７ａ…本体ケ−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…ガン移動量表示器 ３２…ガン移動量測定回路 ３３…温度上昇値測定器 ３４…熱電対 Ａ …３相交流電源 ＣＰＵ…演算処理回路 Ｄａ…アーク長 Ｄｃ…隙間（クリアランス） Ｄｄ…基準点Ｐからの押し込み距離／設定値どおりの押
し込み距離 Ｄd0…（押し込み不足のときの）実際の押し込み距離 Ｄup…引き上げ距離Ｄup Ｄｅ…鉄骨表面からの押し込み距離 Ｄｐ…板厚 ｅｆ…移動量検出値 ｅｒ…移動量設定値 ｅr1…移動中の任意の時点ｔ１の移動量設定信号 ｅf1…移動中の任意の時点ｔ１の移動量検出信号 ｜ｅr1−ｅf1｜…移動量比較値の絶対値 Ｆ …フェル−ル ＧＮ…溶接ガン ＧＮ１…溶接ガン本体 ＧＮ２…当接部材 ＧＮ３…位置検出手段 ＧＮ３ａ…ポテンショメ−タ ＧＮ３ｂ…ポテンショメ−タの軸 ＧＮ４…連結板 ＧＮ５…可動鉄心 ＧＮ６…電磁石 ＧＮ７…圧縮バネ ＧＮ８…移動軸 ＧＮ９…保持具 ＧＮ１１…ストッパ金具 ＧＮ１２…本体ケーブル接続金具 Ｉ1(t)…各時刻ｔの溶接電流値 Ｉ21…初回溶接時の短絡電流平均値／初回の押し込み短
絡電流平均値 Ｉ2a…押し込み短絡電流平均値 Ｉ2n…Ｎ回目溶接時の短絡電流平均値／Ｎ回目の押し込
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 Ｉ（ｔ）…短絡電流瞬時値 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 Ｑｒ…必要な入熱量 Ｑst…標準入熱量 Ｑst38…主アーク期間全体の標準入熱量／主アーク期間
全体の標準入熱量 Ｑst3b…切換前標準入熱量 Ｑstb8…切換後標準入熱量 Ｑta…積算入熱量 Ｑta3n…主アーク期間積算入熱量 Ｑtab8…切換後主ア−ク期間積算入熱量 ΔＱav…検出間隔ごとの入熱量平均値 Ｒ１…初期抵抗値［Ｖ21／Ｉ21］ Ｒａ…算出抵抗値［Ｖ2a／Ｉ2a］ Ｒｎ…Ｎ回目抵抗値［Ｖ2n／Ｉ2n］ Ｒnt…累積抵抗値 Ｒｓ…設定抵抗値 ΔＲｎ…Ｎ回目抵抗値増加分［Ｒｎ−Ｒ１］ ΔＲnt…（Ｎ回目溶接時の）累積抵抗値増加分［Ｒnt−
Ｒ１］ ΔＲr …抵抗増加許容値 Ｓ …スタッド ｔ０…補助ア−ク電流通電開始時点 ｔ01乃至ｔ0n…各検出間隔Δｔの検出開始時点 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 ｔ８…主ア−ク電流・電圧検出終了時点 ｔ９…主ア−ク電流通電終了時点／短絡電流通電開始時
点 ｔ10…出力電流通電終了時点／短絡電流通電終了時点 Ｔ12…補助アーク入熱標準値設定期間 Ｔ38…主アーク入熱標準値設定期間 Ｔ3b…切換前通電期間 Ｔａ…溶接時間／主アーク期間 ｔas…主アーク期間Ｔａ中の短絡発生時点 ｔｂ…主ア−ク電流値切換時点 Ｔb8…切換後通電期間 Ｔbn…切換後通電期間 Ｔｐ…補助ア−ク期間 Ｔｍ…押し込み期間 ｔｎ…主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst38に達した時
点 Ｔrn…Ｎ回目の温度上昇値 Ｔrs…判定温度上昇値 ｔs0…直接溶接のときの押し込み時短絡開始時点 ｔs1…上板貫通溶接のときの押し込み時短絡開始時点 ｔs2…押し込み開始時点 Δｔ…検出間隔 Ｖ1(t)…各時刻ｔの溶接電圧値 Ｖ21…初回溶接時の短絡電圧平均値／初回の押し込み短
絡電圧平均値 Ｖ2n…Ｎ回目溶接時の短絡電圧平均値／Ｎ回目の押し込
み短絡電圧平均値 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 Ｖ5s…設定電圧降下 Ｖａ…ア−ク電圧値／切換前の主アーク電圧値 Ｖa1…切換後の主アーク電圧値 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／出力端子電圧値 Ｖ（ｔ）…短絡電圧瞬時値 Ｗ …被溶接材 Ｗａ…鉄骨 Ｗｂ…鋼板 Ｗｍ…溶融金属 α …切換溶接電流値比率［Ｉｂ／Ｉａ］ β …切換標準入熱量比率［Ｑstb8／Ｑst38］ δ …移動量差許容値

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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の不良原因表
   示方法において、溶接不良となるおそれがある現象を検
   出し、前記検出値に対応した溶接不良となるおそれがあ
   る複数の原因を予め想定して、前記想定した複数の原因
   を表示するスタッド溶接不良原因表示方法。
2. 【請求項２】 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の不良原因表
   示方法において、溶接開始前の段階から溶接中及び溶接
   後までのいずれかの段階又は複数の段階で溶接不良とな
   るおそれがある現象を検出し、前記検出値に対応した溶
   接不良となるおそれがある複数の原因を予め想定して、
   前記想定した複数の原因のうち、頻度が高いと予想され
   る原因の順に不良原因を表示するスタッド溶接不良原因
   表示方法。
3. 【請求項３】 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の不良原因表
   示方法において、スタッド溶接機器に、溶接不良となる
   おそれがある原因を除去する方法を実行させ、溶接開始
   前の段階から溶接中及び溶接後までのいずれかの段階又
   は複数の段階で、溶接不良となるおそれがある現象を検
   出し、前記検出値に対応した溶接不良となるおそれがあ
   る複数の原因を予め想定して、前記想定した複数の原因
   のうち、頻度が高いと予想される原因の順に不良原因を
   表示するスタッド溶接不良原因表示方法。
4. 【請求項４】 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の不良原因表
   示方法において、スタッド溶接機器に、溶接不良となる
   おそれがある原因を除去する方法を実行させ、溶接開始
   前の段階から溶接中及び溶接後までのいずれかの段階又
   は複数の段階で、溶接不良となるおそれがある現象を検
   出し、前記検出した時点で、スタッド溶接機器の次の動
   作を停止すると共に、前記検出値に対応した溶接不良と
   なるおそれがある複数の原因を予め想定して、前記想定
   した複数の原因のうち、頻度が高いと予想される原因の
   順に不良原因を表示するスタッド溶接不良原因表示方
   法。
5. 【請求項５】 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の不良原因表
   示方法において、スタッド溶接機器に、溶接不良となる
   おそれがある頻度の高い発生原因を除去する方法を実行
   させ、溶接開始前の段階から溶接中及び溶接後までのい
   ずれかの段階又は複数の段階で、溶接不良となるおそれ
   がある現象を検出し、前記検出した時点で、スタッド溶
   接機器の次の動作を停止すると共に、前記検出値に対応
   した溶接不良となるおそれがある複数の原因を予め想定
   して、前記想定した複数の原因のうち、頻度が高いと予
   想される原因の順に不良原因を表示するスタッド溶接不
   良原因表示方法。
6. 【請求項６】 請求項５の方法の溶接不良となるおそれ
   がある頻度の高い発生原因を除去する方法が、入熱不足
   が発生しないように、検出間隔ごとの主ア−ク電圧平均
   値から算出した主アーク期間積算入熱量が、予め設定し
   た主アーク期間全体の標準入熱量に達した時点で押し込
   み動作を開始するスタッド溶接不良原因表示方法。
7. 【請求項７】 請求項５の方法の溶接不良となるおそれ
   がある頻度の高い発生原因を除去する方法が、スタッド
   の引き上げ距離及び押し込み距離をプリセットし、溶接
   開始前に、溶接ガンに取り付けた移動軸を移動させて移
   動量を検出し、前記移動量検出値と移動量設定値とを比
   較して、予め設定した移動許容値よりも大又は小になる
   と、異常表示又は警報し、また溶接開始動作を停止し、
   前記の移動許容値の範囲を越えなかったときは、溶接開
   始の動作をするスタッド溶接不良原因表示方法。
8. 【請求項８】 請求項５の方法の溶接不良となるおそれ
   がある頻度の高い発生原因を除去する方法が、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必要な入熱と
   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
   値に従って動作するスタッド溶接不良原因表示方法。
9. 【請求項９】 請求項５の方法の溶接不良となるおそれ
   がある第１の発生原因を除去する方法及び第２の発生原
   因を除去する方法を実行し、溶接開始前の段階から溶接
   中及び溶接後までのいずれかの段階又は複数の段階で、
   第１及び第２以外の残りの溶接不良となるおそれがある
   現象を検出し、前記検出値に対応した溶接不良となるお
   それがある複数の原因を予め想定して、前記想定した複
   数の原因のうち、頻度が高いと予想される原因の順に不
   良原因を表示するスタッド溶接不良原因表示方法。
10. 【請求項１０】 請求項４の方法の溶接不良となるおそ
    れがある複数の発生原因を除去する方法を実行し、溶接
    開始前の段階から溶接中及び溶接後までのいずれかの段
    階又は複数の段階で、実行した複数の発生原因を除去す
    る方法以外の残りの溶接不良となるおそれがある現象を
    検出し、前記検出値に対応した溶接不良となるおそれが
    ある複数の原因を予め想定して、前記想定した複数の原
    因のうち、頻度が高いと予想される原因の順に不良原因
    を表示するスタッド溶接不良原因表示方法。