JPH11245038A - スタッド溶接の不良原因除去方法 - Google Patents

スタッド溶接の不良原因除去方法

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JPH11245038A
JPH11245038A JP6449998A JP6449998A JPH11245038A JP H11245038 A JPH11245038 A JP H11245038A JP 6449998 A JP6449998 A JP 6449998A JP 6449998 A JP6449998 A JP 6449998A JP H11245038 A JPH11245038 A JP H11245038A
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真也 岡本
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宏 中井
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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御後まで
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、溶接不良となる原因
を除去し、又は作業者が対処しやすいように溶接不良と
なる原因を表示する。 【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
ッド溶接の溶接不良となるおそれがある発生原因を除去
し、さらに溶接不良が発生したときは、不良の原因を表
示するスタッド溶接の不良原因除去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。
【０００６】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）の算出、引き上げ距離及び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。
【０００８】［従来技術１］特開昭６１−２４２７６６
の技術は、電磁オシログラフを使用して溶接電流及び溶
接電圧、特に溶接終了時の押込み中の短絡電流を測定記
録して、品質判定を行っている。 ［従来技術２］特開平１−１５４８７７の技術は、スタ
ッドの移動量とガンコイルの電圧及び溶接電流の各波形
とを検出して、押込み開始点、ガンコイルの電圧の出力
停止点及び溶接電流短絡時のサージ電流のピーク点の３
点の内のいずれか２つの時間的位置関係から溶接結果の
合否を判定してきた。
【００１０】［従来技術３］実公平２−３５４０９の技
術は、可動部に検出回路を取付けて、引き上げ距離を測
定してデジタル表示をし、正確にスタッドが引き上げら
れているかどうかをチェックしている。この従来技術で
は、引き上げ距離しか測定していないために、押し込み
距離と押し込み動作とが正常であるかどうかの品質判定
をするみとができない。 ［従来技術４］特公平３−７２３８８の技術は、スタッ
ドの移動量（押込量）を検出して、スタッド押し込み距
離を標準値と比較することによって品質判定を行ってい
る。
【００１２】［従来技術５］特開平７−１４４２７５の
技術は、アーク電圧値とスタッドの移動状態とを検出し
てモニタリングし、押し込み開始前０.３秒以内のアー
ク電圧値を測定し、短絡が発生してアーク電圧値が低下
したときに、融合不良欠陥であると判定している。
【００１４】［従来技術６］さらに、入熱を算出する方
法として、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。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】（１）発明が解決しよ
うとする第１の課題は、従来技術では、溶接終了後に溶
接不良を判定しても、手直し、追加溶接等に労力を要
し、作業効率を低下させていた。 （２）発明が解決しようとする第２の課題は、従来技術
では、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かった。
【００２２】上記の第１の課題の溶接不良となる主な原
因は、下記のとおりである。 ［Ａ１］接ガンの移動が円滑でない（以下、不良原因Ａ
１という）。スタッド溶接は、０.５秒から１.５秒程度
の短時間の間に、機械的にスタッドを被溶接材から引き
上げて、大電流を通電して、先端がアーク熱によって溶
融したスタッドを被溶接材の溶融池に押し込む動作を完
了してしまう。したがって、スタッド溶接は、機構的
に、かなり高度の溶接であり、わずかの設定条件、周囲
条件等の違いが、溶接結果に大きく影響する。
【００２４】スタッド溶接において、通常、スタッドの
引き上げ距離は、スタッドの直径、材質、溶接条件等に
応じて適当な値に調整する必要があり、実際に行われた
溶接条件、特に引き上げ距離が、設定値のとおりになら
なかった場合、良好な溶接結果を得ることができない。
また、スタッドの押し込み距離も、溶接結果に重要な影
響を与える。
【００２６】溶接したスタッド（以下、溶接スタッドと
いう）が溶接不良となる原因は、スタッドの押し込み距
離が適正でないか、又は押し込み時に引っかかりが生じ
て、押し込み距離が過小になると溶接強度が不足し、ま
た押し込み距離が過大になっても、溶融金属が飛散して
溶接強度が不足する。
【００２８】近年、電磁コイル及び可動鉄心によって引
き上げる動作と圧縮バネによって押し込む動作とに代わ
って、サ−ボモ−タを使用して正確に位置制御をするこ
とによって、設定値のとおりの引き上げ距離及び押し込
み距離を確保することができるようになった。
【００３０】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（以下、従来技術
Ａという）を示す図である。
【００３２】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方向の移動量を制限している。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。
【００３４】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に表示する。
【００３６】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。
【００３８】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１００
０本のスタッドを溶接するために、ポテンショメ−タの
軸ＧＮ３ｂ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。
【００４０】このような従来技術Ａ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。
【００４２】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−タ等を使用した
場合、サ−ボモ−タ及びそのモ−タを駆動させる駆動回
路が異常動作したときも、溶接結果が不良になる。
【００５０】［Ｂ１］アーク期間の短絡発生によって入
熱が不足している（以下、不良原因Ｂ１という）。スタ
ッドを被溶接材から引き上げ、次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、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。このような従来技術を、以下、
従来技術Ｂという。
【００５２】この従来技術Ｂ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。
【００５４】したがって、従来技術Ｂ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。
【００６０】［Ｃ１］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（以下、不良原因Ｃ１とい
う）。
【００６２】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を
発生させて被溶接材Ｗを溶融させるが、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。
【００６４】図３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。
【００６６】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、図
３（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。このような
従来技術を、以下、従来技術Ｃという。
【００６８】この従来技術Ｃ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。
【００７０】なお、図３（Ｃ）において、Ｔｍは押し込
み期間であり、符号Ｄｄ及びＤd0はそれぞれ、後述する
上板貫通溶接の設定値どおりの押し込み距離及び押し込
み不足のときの実際の押し込み距離である。
【００８０】［Ｄ１］上板貫通溶接の押し込み距離が不
足している（以下、不良原因Ｄ１という）。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。
【００８２】図４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。
【００８４】図５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。
【００８６】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。
【００８８】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。
【００９０】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
きの押し込み時短絡時点であり、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だけ移動する時間であって、時刻
ｔs0よりも遅れる。さらに、時刻ｔs2は、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Ｄ
ｃ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。この押し込み開始時点が遅れると、押
し込み短絡期間Ｔｓ中にアークによる入熱が含まれるた
めに押し込み短絡期間Ｔｓ中の入熱が過大となる。
【００９２】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。
このような従来技術を、以下、従来技術Ｄという。
【００９４】後述する図１４に示すように、主アーク期
間Ｔａ中の短絡発生時点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。
【００９６】この従来技術Ｄ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。
【００９８】溶接不良の発生を防止するためには、所要
の入熱を得ることが重要である。スタッド溶接の入熱
は、スタッドを被溶接材から引き上げてアーク発生中の
溶接電圧値と溶接電流値との時間積分値と、スタッドを
被溶接材に押し込んで短絡電流通電中の溶接電圧値と溶
接電流値との時間積分値との和である。
【０１００】もし溶接条件が適正でなく所要の入熱を得
ることができない場合、例えば、溶接電流が適正値より
も大きい場合、引き上げ距離が短い場合又は溶接姿勢が
不良の場合は、スタッドの先端の溶融面が、アーク発生
中に、被溶接材の溶融プールに接触して短絡が発生す
る。この短絡が頻繁に発生すると、ア−クが十分に継続
しないために入熱不足となって、押し込み中に所要の押
し込み距離だけ押し込むことができなくなり溶接不良と
なる。
【０１０２】アーク発生中に短絡が発生しなくて、アー
ク発生中の入熱が適切な場合であっても、上記のような
上板貫通溶接、溶接ガンの押し込み時の引っかかり等に
よって、スタッドを被溶接材に押し込む指令をしてから
予め定めた時刻（以下、短絡電圧検出開始時点という）
ｔ91よりも遅れて短絡したときは、前述したように、押
し込み短絡期間Ｔｓ中の入熱が過大となり溶融金属Ｗｍ
が過大となって余盛り不足となり溶接強度が低下する。
【０１１０】［Ｅ１］溶接回路の電圧降下が大である
（以下、不良原因Ｅ１という）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。
【０１１２】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。このような従来技術を、以下、従来
技術Ｅという。
【０１１４】また、２次ケーブル長を溶接箇所まで総延
長１００［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。
【０１１６】この従来技術Ｅにおいて、作業者が、溶接
回路電圧降下Ｖ５による電圧降下消費電力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、適正値に設定しなければな
らない。
【０１２０】［Ｆ１］溶接機器の設定値の組み合わせが
適切でない（以下、不良原因Ｆ１という）。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。
【０１２２】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、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。このような従
来技術を、以下、従来技術Ｆという。
【０１２４】この従来技術Ｆにおいて、必要な入熱量Ｑ
ｒ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。
【０１２６】したがって、作業者は、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、経験等も含めて、複数の適
切な溶接機器動作設定（主ア−ク電流値Ｉａ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。
【０１３０】［Ｇ１］溶接用の２次ケーブル素線の断線
が進行している（以下、不良原因Ｇ１という）。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ＧＮ
９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。
【０１３２】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。
【０１３４】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。このような従来技術を、以下、従
来技術Ｇという。
【０１３６】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。
【０１３８】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、部分断線した部分にア−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にあるた
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。
【０１４０】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、この２次ケ−ブルの検討済断線チェック
方法を説明する。
【０１４２】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。
【０１４４】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。
【０１４６】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。
【０１５０】［Ｈ１］溶接機器から不良の原因について
ガイドがなかった（以下、第２の課題Ｈ１という）。第
２の課題の「溶接機器から不良の原因についてガイドが
なかった」従来技術（以下、従来技術Ｈという）につい
て説明する。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
良否を判定する。不良と判定したときは、その不良の原
因について、従来技術Ｈでは、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。
【０１５２】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。
【０１５４】したがって、第２の課題を解決する目的
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、溶接不良となる原因を除去
し、又は作業者が対処しやすいように溶接不良となる原
因を表示することにある。
【０１６０】
【課題を解決するための手段】第１の課題の不良原因
（不良原因Ａ１乃至不良原因Ｇ１）を除去する方法及び
第２の課題Ｈ１の解決手段は、次のとおりである。 ［Ａ２］不良原因Ａ１を除去する方法
【０１６１】不良原因Ａ１を除去する第１の方法は、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ｅｒとを比較して、その比較値
が予め設定した移動許容値の範囲を越えると、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。
【０１６２】不良原因Ａ１を除去する第２の方法は、上
記第１の方法の移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒと
の比較値が、後述する図９に示すように、移動量設定値
ｅｒの上限値ｅrmから移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0ま
での設定移動量Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）と移動量検出値
ｅｆの上限値ｅfmから移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0ま
での検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）との差の移動量
設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）であり、予め設定した
移動許容値が、上記の移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δ
ｅｆ）と比較する移動量許容値γである方法である。
【０１６３】不良原因Ａ１を除去する第３の方法は、上
記第１の方法の移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒと
の比較値が、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量検
出値ｅｆの上限値ｅfmとの差の上限移動量設定検出値差
（ｅrm−ｅfm）及び移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0と移
動量検出値の下限値ｅf0との差の下限移動量設定検出値
差（ｅr0−ｅf0）であり、予め設定した移動許容値が、
上記の上限移動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）と比較す
る移動量上限許容値γ１及び下限移動量設定検出値差
（ｅr0−ｅf0）と比較する移動量下限許容値γ２である
方法である。
【０１６４】不良原因Ａ１を除去する第４の方法は、上
記第１の方法の移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒと
の比較値が、後述する図１０に示すように、移動中の任
意の時点ｔm1の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時
点ｔm1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｜であり、予め設定した移動許容値
が、上記の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜と比較
する移動量差許容値δである方法である。
【０１６５】不良原因Ａ１を除去する第５の方法は、上
記第１の方法の移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒと
の比較値が、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmから移動量
設定値ｅｒの下限値ｅr0までの設定移動量Δｅｒ＝（ｅ
rm−ｅr0）と移動量検出値ｅｆの上限値から移動量検出
値ｅｆの下限値ｅf0までの検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−
ｅf0）との差の移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）
であると共に、移動中の任意の時点ｔm1の移動量設定信
号ｅr1と移動中の任意の時点ｔm1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｜であり、
予め設定した移動許容値が、上記の移動量設定検出値差
（Δｅｒ−Δｅｆ）と比較する移動量許容値γであると
共に、上記の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜と比
較する移動量差許容値δである方法である。
【０１６６】不良原因Ａ１を除去する第６の方法は、上
記第１の方法の移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒと
の比較値が、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量検
出値ｅｆの上限値ｅfmとの差の上限移動量設定検出値差
（ｅrm−ｅfm）及び移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0と移
動量検出値の下限値ｅf0との差の下限移動量設定検出値
差（ｅr0−ｅf0）であると共に、移動中の任意の時点ｔ
m1の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔm1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｜であり、予め設定した移動許容値が、上記の上
限移動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）と比較する移動量
上限許容値γ１及び下限移動量設定検出値差（ｅr0−ｅ
f0）と比較する移動量下限許容値γ２であると共に、上
記の移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜と比較する移
動量差許容値δである方法である。
【０１７５】前述した請求項で使用した短縮用語及び以
下の説明で使用する短縮用語の意味は次のとおりであ
る。 ○主アーク期間標準入熱量Ｑst38とは、主アーク検出主
アーク期間標準入熱量Ｑst38をいう。 ○短絡期間標準入熱量Ｑst9sとは、押し込み短絡検出期
間全体の標準入熱量Ｑst9sをいう。 ○主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavとは、検出間隔
ごとの主ア−ク入熱量の平均値ΔＱavをいう。 ○主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)とは、検出間
隔ごとの主ア−ク電圧の平均値Ｖav(Δt)をいう。
【０１７６】○算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３と
は、検出間隔ごとの算出平均アーク電圧Ｖ３をいう。 ○押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pとは、
検出間隔ごとの主ア−ク電圧の平均値Ｖav(Δt)から、
押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回路電圧降
下Ｖ５を減算した検出間隔ごとのアーク電圧の平均値Ｖ
3pをいう。 ○設定算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sとは、検出
間隔ごとの主ア−ク電圧の平均値Ｖav(Δt)から、予め
設定した設定電圧降下Ｖ5sの溶接回路電圧降下Ｖ５を減
算した検出間隔ごとのアーク電圧の平均値Ｖ3sをいう。
【０１７７】○検出期間入熱電圧平均値Ｖqaとは、出力
端子電圧Ｖｄから、溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した実
際の入熱となる検出期間中の電圧平均値Ｖqaをいう。 ○主アーク期間入熱積算電圧値Ｖqt3nとは、上記押し込
み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3p又は上記設定算
出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sを主アーク期間の間
に積算した入熱電圧値Ｖqt3nをいう。 ○主アーク電圧標準値Ｖst38とは、主アーク検出期間全
体の主アーク電圧標準値Ｖst38をいう。
【０１７９】○押し込み短絡電流検出間隔平均値Ｉｓ
(Δt)とは、検出間隔ごとの押し込み短絡電流平均値Ｉ
ｓ(Δt)をいう。 ○押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)とは、検
出間隔ごとの押し込み短絡電圧の平均値Ｖｓ(Δt)をい
う。 ○短絡電圧標準値Ｖst9sとは、押し込み短絡検出期間全
体の短絡電圧の標準値Ｖst9sをいう。 ○検出期間短絡電圧平均値Ｖｓ9nとは、押し込み短絡検
出期間全体の短絡電圧の平均値Ｖｓ9nをいう。
【０１８１】［Ｂ２］不良原因Ｂ１を除去する方法 不良原因Ｂ１を除去する第１の方法は、主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖav(Δt)から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標準入熱量
Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを開始する方法であ
る。
【０１８２】不良原因Ｂ１を除去する第２の方法は、主
ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)を積算した主アー
ク期間積算電圧値Ｖta3nが、予め設定した主アーク期間
標準入熱量Ｑst38から算出した主アーク電圧標準値Ｖst
38に達した時点ｔｎで押し込みを開始する方法である。
【０１８３】不良原因Ｂ１を除去する第３の方法は、検
出期間主アーク電圧平均値Ｖav3nから算出した主アーク
期間積算入熱量Ｑta3nが、予め設定した主アーク期間標
準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを開始する
方法である。
【０１８４】不良原因Ｂ１を除去する第４の方法は、不
良原因Ｂ１を除去する第１の方法において、溶接開始前
に、主アーク期間Ｔａ中に短絡が発生しないで良好な溶
接結果が得られる（以下、「正常な溶接時の」という）
主アーク期間標準入熱量Ｑst38を予め設定しておき、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、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)を測定
し、この主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)と検出
期間中の溶接電流平均値Ｉavとの積の主アーク入熱量検
出間隔平均値ΔＱavを積算して主アーク期間積算入熱量
Ｑta3nを算出し、この主アーク期間積算入熱量Ｑta3n
が、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔ
ｎで押し込みを開始する方法である。
【０１８５】不良原因Ｂ１を除去する第５の方法は、不
良原因Ｂ１を除去する第２の方法において、溶接開始前
に、正常な溶接時の主アーク期間標準入熱量Ｑst38を予
め設定して主アーク電流・電圧検出開始時点ｔ３から、
検出間隔Δｔごとに、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)を測定し、この主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)を積算して主アーク期間積算電圧値Ｖta3nを算出
し、この主アーク期間積算電圧値Ｖta3nが、上記主アー
ク期間標準入熱量Ｑst38を検出期間中の溶接電流平均値
Ｉavで除算した主アーク電圧標準値Ｖst38に達した時点
ｔｎで押し込みを開始する方法である。
【０１８６】不良原因Ｂ１を除去する第６の方法は、不
良原因Ｂ１を除去する第３の方法において、溶接開始前
に、正常な溶接時の主アーク期間標準入熱量Ｑst38を予
め設定して主アーク電流・電圧検出開始時点ｔ３から、
検出間隔Δｔごとに、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)を測定し、この主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)を積算して主アーク期間積算電圧値Ｖta3nを算出
し、この主アーク期間積算電圧値Ｖta3nを検出回数ｎで
除算して検出期間主アーク電圧平均値Ｖav3n＝Ｖta3n／
ｎを算出し、この検出期間主アーク電圧平均値Ｖav3nと
検出期間中の溶接電流平均値Ｉavと主アーク積算値検出
期間Ｔ3nとの積の主アーク期間積算入熱量Ｑta3nを算出
し、この主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アー
ク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを
開始する方法である。
【０１８７】不良原因Ｂ１を除去する第７の方法は、不
良原因Ｂ１を除去する第４の主ア−ク電圧検出間隔平均
値Ｖav(Δt)から算出した主アーク期間積算入熱量Ｑta3
nと補助アーク期間積算入熱量Ｑta12との和の引き上げ
期間（以下、補助・主ア−ク期間という）積算入熱量Ｑ
ta1nが、予め設定した補助・主アーク検出期間全体の標
準入熱量Ｑst18に達した時点ｔｎで押し込みを開始する
方法であって、溶接開始前に、正常な溶接時の補助ア−
ク期間Ｔｐ及び補助・主アーク検出期間全体の標準入熱
量Ｑst18を予め設定しておき、補助アーク電流・電圧検
出開始時点ｔ１から、補助ア−ク電圧平均値Ｖav12を測
定して、この補助ア−ク電圧平均値Ｖav12と補助ア−ク
電流値Ｉｐと補助ア−ク検出期間Ｔ12との積の補助ア−
ク期間積算入熱量Ｑta12を算出し、次に補助ア−ク電流
Ｉｐから主ア−ク電流Ｉａに切り換えて、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、主
ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)を測定し、この主
ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)と検出期間中の溶
接電流平均値Ｉavとの積の主アーク入熱量検出間隔平均
値ΔＱavを、検出回数ｎ回まで積算して主アーク期間積
算入熱量Ｑta3nを算出し、補助ア−ク期間積算入熱量Ｑ
ta12と主アーク期間積算入熱量Ｑta3nとの和の補助・主
アーク期間の積算入熱量Ｑta1nが、上記補助・主アーク
検出期間全体の標準入熱量Ｑst18に達した時点ｔｎで押
し込みを開始する方法である。
【０１８８】不良原因Ｂ１を除去する第８の方法は、予
め設定した補助・主アーク検出期間全体の標準入熱量Ｑ
st18から補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12を減算して主
アーク期間標準入熱量Ｑst38を算出し、不良原因Ｂ１を
除去する第５の主アーク期間積算電圧値Ｖta3nが、この
主アーク期間標準入熱量Ｑst38から算出した主アーク電
圧標準値Ｖst38に達した時点ｔｎで押し込みを開始する
方法であって、溶接開始前に、正常な溶接時の補助ア−
ク期間Ｔｐ及び補助・主アーク検出期間全体の標準入熱
量Ｑst18を予め設定しておき、補助ア−ク電流・電圧検
出開始時点ｔ１から、補助ア−ク電圧平均値Ｖav12を測
定して、この補助ア−ク電圧平均値Ｖav12と補助ア−ク
電流値Ｉｐと補助ア−ク検出期間Ｔ12との積の補助ア−
ク期間積算入熱量Ｑta12を算出し、上記補助・主アーク
検出期間全体の標準入熱量Ｑst18から補助ア−ク期間積
算入熱量Ｑta12を減算して主ア−ク期間積算入熱量Ｑta
3nを算出しておき、次に補助ア−ク電流Ｉｐから主ア−
ク電流Ｉａに切り換えて、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、主ア−ク電圧検出
間隔平均値Ｖav(Δt)を測定し、この主ア−ク電圧検出
間隔平均値Ｖav(Δt)を積算して主アーク期間積算電圧
値Ｖta3nを算出し、この主アーク期間積算電圧値Ｖta3n
が、先に算出した主アーク期間積算入熱量Ｑta3nを検出
期間中の溶接電流平均値Ｉavで除算した主アーク電圧標
準値Ｖst38に達した時点ｔｎで押し込みを開始する方法
である。
【０１８９】不良原因Ｂ１を除去する第９の方法は、不
良原因Ｂ１を除去する第６の検出期間主アーク電圧平均
値Ｖav3nから算出した主アーク期間積算入熱量Ｑta3nと
補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12との和の補助・主アー
ク期間の積算入熱量Ｑta1nが、予め設定した補助・主ア
ーク検出期間全体の標準入熱量Ｑst18に達した時点ｔｎ
で押し込みを開始する方法であって、溶接開始前に、正
常な溶接時の補助ア−ク期間Ｔｐ及び補助・主アーク検
出期間全体の標準入熱量Ｑst18を予め設定しておき、補
助ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ１から、補助ア−ク
電圧平均値Ｖav12を測定して、この補助ア−ク電圧平均
値Ｖav12と補助ア−ク電流値Ｉｐと補助ア−ク検出期間
Ｔ12との積の補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12を算出
し、次に補助ア−ク電流Ｉｐから主ア−ク電流Ｉａに切
り換えて、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、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)を測定し、この主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)を積算して主アーク期間積算電圧値Ｖta3nを算出
し、この主アーク期間積算電圧値Ｖta3nを検出回数ｎで
除算して検出期間主アーク電圧平均値Ｖav3n＝Ｖta3n／
ｎを算出し、この検出期間主アーク電圧平均値Ｖav3nと
検出期間中の溶接電流平均値Ｉavと主アーク積算値検出
期間Ｔ3nとの積の主アーク期間積算入熱量Ｑta3nを算出
し、補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12と主アーク期間積
算入熱量Ｑta3nとの和の補助・主アーク期間の積算入熱
量Ｑta1nが、上記補助・主アーク検出期間全体の標準入
熱量Ｑst18に達した時点ｔｎで押し込みを開始する方法
である。
【０１９０】不良原因Ｂ１を除去する第１０の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第４又は第５又は第６又は第７
又は第８又は第９の方法において、溶接開始前に、溶接
部の欠陥になる可能性のある微小短絡の一回の発生時間
よりも短い数［mSec］の検出間隔Δｔ及び短絡が発生し
ないときの検出間隔Δｔごとの入熱量標準値（以下、主
アーク入熱量検出間隔標準値という）ΔＱar及び主アー
ク期間標準入熱量Ｑst38を確保する標準入熱許容短絡回
数Ｎstを予め設定しておき、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、主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖav(Δt)を測定して、主ア−ク電圧検出
間隔平均値Ｖav(Δt)と検出期間中の溶接電流平均値Ｉa
vとの積の主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを算出
し、この主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavが主アー
ク入熱量検出間隔標準値ΔＱarよりも低下した短絡回数
Ｎｓを計数して、この短絡回数Ｎｓが上記標準入熱許容
短絡回数Ｎst以上になると溶接不良を表示するか又は予
め設定した時間だけ主アーク電流Ｉａの通電時間を追加
するか又は溶接不良を表示すると共に上記通電時間を追
加する方法である。
【０１９１】不良原因Ｂ１を除去する第１１の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第４又は第５又は第６又は第７
又は第８又は第９又は第１０の検出期間中の溶接電流平
均値Ｉavが、定電流出力特性の溶接電源装置に設定した
主ア−ク電流設定値である方法である。
【０１９２】不良原因Ｂ１を除去する第１２の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第４又は第５又は第６又は第７
又は第８又は第９又は第１０の検出期間中の溶接電流平
均値Ｉavが、主アーク電流・電圧検出開始時点ｔ３から
後で測定した定電流出力特性の溶接電源装置から出力す
る主ア−ク電流測定値である方法である。
【０１９３】不良原因Ｂ１を除去する第１３の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第４又は第５又は第６又は第７
又は第８又は第９又は第１０の検出期間中の溶接電流平
均値Ｉavが、主アーク電流・電圧検出開始時点ｔ３か
ら、検出間隔Δｔごとに算出した主ア−ク電流検出間隔
平均値Ｉav(Δt)を検出回数１回からｎ回まで積算して
算出した値である方法である。
【０１９４】不良原因Ｂ１を除去する第１４の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第７又は第８又は第９の補助ア
−ク電流値Ｉｐが、定電流出力特性の溶接電源装置に設
定した補助ア−ク電流設定値である方法である。
【０１９５】不良原因Ｂ１を除去する第１５の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第７又は第８又は第９の補助ア
−ク電流値Ｉｐが補助ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ
１から測定した定電流出力特性の溶接電源装置から出力
する補助ア−ク電流測定値である方法である。
【０２０１】［Ｃ２］不良原因Ｃ１を除去する方法 不良原因Ｃ１を除去する第１の方法は、被溶接材からス
タッドを引き上げてアークを発生させ、引き上げ期間の
終了後に、被溶接材にスタッドを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の不良原因除去方法
において、引き上げ期間の後半に、主アーク電流を増加
させる方法である。
【０２０２】不良原因Ｃ１を除去する第２の方法は、引
き上げ期間の後半に、主アーク電流を増加させてアーク
力を増大させ、溶接電源装置の過負荷時間を短くして、
被溶接材の溶融を確実にする方法である。
【０２０３】不良原因Ｃ１を除去する第３の方法は、上
板貫通スタッド溶接の不良原因除去方法において、引き
上げ期間の後半に、主アーク電流を増加させてアーク力
を増大させ、鉄骨の溶融を確実にする方法である。
【０２０４】不良原因Ｃ１を除去する第４の方法は、横
向きスタッド溶接の不良原因除去方法において、引き上
げ期間の後半に、短時間だけ主アーク電流を増加させて
アーク力を増大させ、被溶接材の溶融金属を溶融プール
に押しつけて、被溶接材の溶融金属とスタッド先端の溶
融金属とを離し短絡を防止する方法である。
【０２１１】［Ｄ２］不良原因Ｄ１を除去する方法 不良原因Ｄ１を除去する第１の方法は、押し込み短絡電
圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)から算出した短絡期間積算
入熱量Ｑta9nが、予め設定した短絡期間標準入熱量Ｑst
9sに達した時点ｔ9nで押し込み短絡電流を遮断する方法
である。
【０２１２】不良原因Ｄ１を除去する第２の方法は、短
絡期間積算電圧値Ｖta9nが、予め設定した短絡期間標準
入熱量Ｑst9sから算出した短絡電圧標準値Ｖst9sに達し
た時点ｔ9nで押し込み短絡電流を遮断する方法である。
【０２１３】不良原因Ｄ１を除去する第３の方法は、検
出期間短絡電圧平均値Ｖｓ9nから算出した短絡期間積算
入熱量Ｑta9nが、予め設定した短絡期間標準入熱量Ｑst
9sに達した時点ｔ9nで押し込み短絡電流を遮断する方法
である。
【０２１４】不良原因Ｄ１を除去する第４の方法は、不
良原因Ｄ１を除去する第１の方法において、図１８に示
すように、溶接開始前に、短絡電圧検出開始時点ｔ91ま
でに押し込み短絡が開始するときの短絡期間標準入熱量
Ｑst9sを予め設定しておき、短絡電圧検出開始時点ｔ91
から、押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)を測
定し、この押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)
と検出期間中の押し込み短絡電流平均値Ｉｓとの積の押
し込み短絡入熱量検出間隔平均値ΔＱstを積算して短絡
期間積算入熱量Ｑta9nを算出し、この短絡期間積算入熱
量Ｑta9nが、上記短絡期間標準入熱量Ｑst9sに達した時
点ｔ9nで押し込み短絡電流を遮断する方法である。
【０２１５】不良原因Ｄ１を除去する第５の方法は、不
良原因Ｄ１を除去する第２の方法において、溶接開始前
に、短絡電圧検出開始時点ｔ91までに押し込み短絡が開
始するときの短絡期間標準入熱量Ｑst9sを予め設定して
おき、短絡電圧検出開始時点ｔ91から、押し込み短絡電
圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)を測定し、この押し込み短
絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)を積算して短絡期間積
算電圧値Ｖta9nを算出し、この短絡期間積算電圧値Ｖta
9nが、上記短絡期間標準入熱量Ｑst9sを検出期間中の押
し込み短絡電流平均値Ｉｓで除算した短絡電圧標準値Ｖ
st9sに達した時点ｔ9nで押し込み短絡電流を遮断する方
法である。
【０２１６】不良原因Ｄ１を除去する第６の方法は、不
良原因Ｄ１を除去する第３の方法において、溶接開始前
に、短絡電圧検出開始時点ｔ91までに押し込み短絡が開
始するときの短絡期間標準入熱量Ｑst9sを予め設定して
おき、短絡電圧検出開始時点ｔ91から、押し込み短絡電
圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)を測定し、この押し込み短
絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)を積算して短絡期間積
算電圧値Ｖta9nを算出し、この短絡期間積算電圧値Ｖta
9nを検出回数ｎで除算して検出期間短絡電圧平均値Ｖｓ
9n＝Ｖta9n／ｎを算出し、この検出期間短絡電圧平均値
Ｖｓ9nと検出期間中の押し込み短絡電流平均値Ｉｓと押
し込み短絡検出期間Ｔsdとの積の短絡期間積算入熱量Ｑ
ta9nを算出し、この短絡期間積算入熱量Ｑta9nが、上記
短絡期間標準入熱量Ｑst9sに達した時点ｔ9nで押し込み
短絡電流を遮断する方法である。
【０２１７】不良原因Ｄ１を除去する第７の方法は、不
良原因Ｄ１を除去する第４又は第６の検出期間中の押し
込み短絡電流平均値Ｉｓが、定電流出力特性の溶接電源
装置に設定した短絡電流設定値である方法である。
【０２１８】不良原因Ｄ１を除去する第８の方法は、不
良原因Ｄ１を除去する第４又は第６の検出期間中の押し
込み短絡電流平均値Ｉｓが、短絡電圧検出開始時点ｔ91
から後で測定した定電流出力特性の溶接電源装置から出
力する短絡電流測定値である方法である。
【０２１９】不良原因Ｄ１を除去する第９の方法は、不
良原因Ｄ１を除去する第４又は第６の検出期間中の押し
込み短絡電流平均値Ｉｓが、短絡電圧検出開始時点ｔ91
から、検出間隔Δｔごとに算出した短絡電流検出間隔平
均値Ｉｓ(Δt)を検出回数１回からｎ回まで積算して算
出した値である方法である。
【０２４１】［Ｅ２］不良原因Ｅ１を除去する方法 不良原因Ｅ１を除去する第１の方法は、主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖav(Δt)から溶接回路電圧降下Ｖ５を減
算して算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３を算出し、
この算出主ア−ク電圧検出間隔平均値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
ーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込み
を開始する方法である。上記の構成要件の１例を式で示
すと、次のとおりである。 Ｖ３＝（Ｖav(Δt)−Ｖ５） Ｑta3n＝Σ［Ｖ３・Ｉav(Δt)］・Δt＝Σ［Ｖ３・Ｉa
v］・Δt ただし、Ｉav(Δt)は、主ア−ク電流検出間隔平均値、
Ｉavは検出期間中の溶接電流平均値
【０２４２】不良原因Ｅ１を除去する第２の方法は、第
１の方法に記載の算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３
を積算した主アーク期間入熱積算電圧値Ｖqt3nが、予め
設定した主アーク期間標準入熱量Ｑst38に対応する主ア
ーク電圧標準値Ｖst38に達した時点ｔｎで押し込みを開
始する方法である。上記の構成要件の１例を式で示す
と、次のとおりである。 Ｖ３＝（Ｖav(Δt)−Ｖ５） Ｖqt3n＝ΣＶ３・Δt Ｖst38＝Ｑst38／Ｉav ただし、Ｉavは検出期間中の溶接電流平均値
【０２４３】不良原因Ｅ１を除去する第３の方法は、第
１の方法に記載の算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３
を積算し、この積算した主アーク期間入熱積算電圧値Ｖ
qt3nを主アーク積算値検出期間Ｔ3nで除算した検出期間
入熱電圧平均値Ｖqaと主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav
(Δt)を積算した主アーク期間積算電流値Ｉta3nを主ア
ーク積算値検出期間Ｔ3nで除算した検出期間中の溶接電
流平均値Ｉavと主アーク積算値検出期間Ｔ3nとの積の主
アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、予め設定した主アーク
期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを開
始する方法である。上記の構成要件の１例を式で示す
と、次のとおりである。 Ｖ３＝（Ｖav(Δt)−Ｖ５） Ｖqt3n＝ΣＶ３・Δt Ｖqa＝Ｖqt3n／Ｔ3n Ｉta3n＝ΣＩav(Δt)・Δt Ｉav＝Ｉta3n／Ｔ3n Ｑta3n＝Ｖqa・Ｉav・Ｔ3n ただし、Ｔ3nは主アーク積算値検出期間
【０２４４】不良原因Ｅ１を除去する第４の方法は、初
回の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から
予め設定した溶接回路電圧降下Ｖ５を減算して設定算出
主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sを算出し、この設定算
出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sを積算した主アーク
期間積算入熱量Ｑta3nが、予め設定した主アーク期間標
準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込んで押し込み
短絡電圧平均値Ｖ2aを検出し、２回目以後の溶接の主ア
−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から今回の溶接以前
に検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接
回路電圧降下Ｖ５を減算して押し込み算出主ア−ク電圧
検出間隔平均値Ｖ3pを算出し、この押し込み算出主ア−
ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを積算した主アーク期間積算
入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に
達した時点ｔｎで押し込むか、又は押し込んで押し込み
短絡電圧平均値Ｖ2aを検出し、以後、上記２回目以後の
溶接の工程を繰り返す方法である。
【０２４５】不良原因Ｅ１を除去する第５の方法は、初
回の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から
予め設定した溶接回路電圧降下Ｖ５を減算して設定算出
主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sを算出し、この設定算
出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sを積算した主アーク
期間入熱積算電圧値Ｖqt3nが、予め設定した主アーク期
間標準入熱量Ｑst38に対応する主アーク電圧標準値Ｖst
38に達した時点ｔｎで押し込んで押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2aを検出し、２回目以後の溶接の主ア−ク電圧検出
間隔平均値Ｖav(Δt)から今回の溶接以前に検出した押
し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回路電圧降下
Ｖ５を減算して押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均
値Ｖ3pを算出し、この押し込み算出主ア−ク電圧検出間
隔平均値Ｖ3pを積算した主アーク期間入熱積算電圧値Ｖ
qt3nが、上記主アーク電圧標準値Ｖst38に達した時点ｔ
ｎで押し込むか、又は押し込んで押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2aを検出し、以後、上記２回目以後の溶接の工程を
繰り返す方法である。
【０２４６】不良原因Ｅ１を除去する第６の方法は、初
回の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から
予め設定した溶接回路電圧降下Ｖ５を減算して設定算出
主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sを算出し、この設定算
出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sを積算した主アーク
期間入熱積算電圧値Ｖqt3nを主アーク積算値検出期間Ｔ
3nで除算した検出期間入熱電圧平均値Ｖqaを算出すると
共に、主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)を積算し
た主アーク期間積算電流値Ｉta3nを主アーク積算値検出
期間Ｔ3nで除算した検出期間中の溶接電流平均値Ｉavを
算出し、上記検出期間入熱電圧平均値Ｖqaと上記検出期
間中の溶接電流平均値Ｉavと主アーク積算値検出期間Ｔ
3nとの積の主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、予め設定
した主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで
押し込んで押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出し、２回
目以後の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)
から今回の溶接以前に検出した押し込み短絡電圧平均値
Ｖ2aに対応した溶接回路電圧降下Ｖ５を減算して押し込
み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを算出し、この
押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを積算し
た主アーク期間入熱積算電圧値Ｖqt3nを主アーク積算値
検出期間Ｔ3nで除算した検出期間入熱電圧平均値Ｖqaを
算出すると共に、主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δ
t)を積算した主アーク期間積算電流値Ｉta3nを主アーク
積算値検出期間Ｔ3nで除算した検出期間中の溶接電流平
均値Ｉavを算出し、上記検出期間入熱電圧平均値Ｖqaと
上記検出期間中の溶接電流平均値Ｉavと主アーク積算値
検出期間Ｔ3nとの積の主アーク期間積算入熱量Ｑta3n
が、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔ
ｎで押し込むか、又は押し込んで押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2aを検出し、以後、上記２回目以後の溶接の工程を
繰り返す方法である。
【０２４７】不良原因Ｅ１を除去する第７の方法は、不
良原因Ｅ１を除去する第４から第６までのいずれか１の
予め設定した溶接回路電圧降下Ｖ５が、予め入力した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Ｒ
ｓと主ア−ク電流値Ｉａとの積である方法である。
【０２４８】不良原因Ｅ１を除去する第８の方法は、不
良原因Ｅ１を除去する第４から第６までのいずれか１の
予め設定した溶接回路電圧降下Ｖ５が、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である方
法である。
【０２４９】不良原因Ｅ１を除去する第９の方法は、不
良原因Ｅ１を除去する第４から第６までのいずれか１の
押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回路電圧降
下Ｖ５が、押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aである方法であ
る。
【０２５０】不良原因Ｅ１を除去する第１０の方法は、
不良原因Ｅ１を除去する第４から第６までのいずれか１
の押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回路電圧
降下Ｖ５が、今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電
圧平均値Ｖ2aに、今回の溶接の主ア−ク電流検出間隔平
均値Ｉav(Δt)又は検出期間中の溶接電流平均値Ｉavと
今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電流平均値Ｉ2a
との比Ｉav(Δt)／Ｉ2a又はＩav／Ｉ2aを乗算した電圧
値である方法である。
【０２５１】不良原因Ｅ１を除去する第１１の方法は、
不良原因Ｅ１を除去する第４から第６までのいずれか１
の押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回路電圧
降下Ｖ５が、今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電
圧平均値Ｖ2aを、今回以前の溶接で記憶した押し込み短
絡電流平均値Ｉ2aで除算して算出抵抗値Ｒａ＝Ｖ2a／Ｉ
2aを算出し、この算出抵抗値Ｒａと今回の溶接の主ア−
ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)又は検出期間中の溶接
電流平均値Ｉavとの積の電圧値である方法である。
【０２５２】不良原因Ｅ１を除去する第１２の方法は、
溶接回路電圧降下Ｖ５又は今回以前の溶接で検出した押
し込み短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ2mから、今回の溶接で検
出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ2nを減算した絶
対値が、予め設定した電圧降下誤差許容値ΔＶ５を越え
たときに、今回の溶接で検出した押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2nを、Ｎ回目の溶接の押し込み算出主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖ3pを算出するときの押し込み短絡電圧平
均値Ｖ2aとする不良原因Ｅ１を除去する第９の方法であ
る。
【０２５３】不良原因Ｅ１を除去する第１３の方法は、
溶接回路電圧降下Ｖ５又は今回以前の溶接で検出した押
し込み短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ2mに今回以前の溶接の主
ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)と押し込み短絡電
流平均値Ｉ2aとの比Ｉav(Δt)／Ｉ2aを乗算した溶接回
路電圧降下Ｖ５＝Ｖ5mから、今回の溶接で検出した押し
込み短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ2nに今回の溶接の主ア−ク
電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)と押し込み短絡電流平均
値Ｉ2aとの比Ｉav(Δt)／Ｉ2aを乗算した溶接回路電圧
降下Ｖ５＝Ｖ5nを減算した絶対値が、予め設定した電圧
降下誤差許容値ΔＶ５を越えたときに、今回の溶接で検
出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2nを、Ｎ回目の溶接の
押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを算出す
るときの押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aとする不良原因Ｅ
１を除去する第１０の方法である。
【０２５４】不良原因Ｅ１を除去する第１４の方法は、
溶接回路電圧降下Ｖ５又は今回以前の溶接で算出した算
出抵抗値Ｒａ＝Ｒamと主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav
(Δt)との積の溶接回路電圧降下Ｖ５＝Ｖ5mから、今回
の溶接で算出した算出抵抗値Ｒａ＝Ｒanと主ア−ク電流
検出間隔平均値Ｉav(Δt)との積の溶接回路電圧降下Ｖ
５＝Ｖ5nを減算した絶対値が、予め設定した電圧降下誤
差許容値ΔＶ５を越えたときに、今回の溶接で算出した
算出抵抗値Ｒanを、Ｎ回目の溶接の押し込み算出主ア−
ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを算出するときの算出抵抗値
Ｒａとする不良原因Ｅ１を除去する第１１の方法であ
る。
【０３６１】［Ｆ２］不良原因Ｆ１を除去する方法 不良原因Ｆ１を除去する第１の方法は、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方法である。
【０３６２】不良原因Ｆ１を除去する第２の方法は、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方法である。
【０３６３】不良原因Ｆ１を除去する第３の方法は、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ＧＮ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
ＧＮが上記第１及び第２の溶接機器設定値に従って動作
する方法である。
【０３６４】不良原因Ｆ１を除去する第４の方法は、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ＧＮ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ＧＮが上記
第１及び第２の溶接機器設定値に従って動作する方法で
ある。
【０３６５】不良原因Ｆ１を除去する第５の方法は、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τ＝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ＧＮ
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Ｉ
ａ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
ＧＮ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
増加させる方法である。
【０３６６】不良原因Ｆ１を除去する第６の方法は、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τ＝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
ＧＮ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ＧＮ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を増加させる方法である。
【０３６７】不良原因Ｆ１を除去する第７の方法は、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Ｇ
Ｎ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
でスタッドを移動する方法である。
【０３６８】不良原因Ｆ１を除去する第８の方法は、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、出力端子電圧値Ｖｄか
ら溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖ３を算出して、算出主ア−ク電圧検出間
隔平均値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）上記入力値に対応した所要の入熱Ｑｒ供給する溶接
電流値Ｉａ及び溶接時間Ｔａ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、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
する方法である。
【０３６９】不良原因Ｆ１を除去する第９の方法は、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
値との関係を、図２６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ＧＮが上記溶接機器設定値に従って動作する溶接
機器自動動作とからなる方法である。
【０３７０】不良原因Ｆ１を除去する第１０の方法は、
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
動作し、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から算
出したアーク期間積算入熱量Ｑtaが、上記主アーク期間
全体の標準入熱量Ｑstに達した時点ｔｎで押し込み動作
を開始する方法である。
【０３７１】不良原因Ｆ１を除去する第１１の方法は、
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主アーク期間全
体の標準入熱量Ｑstと溶接ガンＧＮ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
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ＧＮが上記第１及び第２の溶
接機器設定値に従って動作し、主ア−ク電圧検出間隔平
均値Ｖav(Δt)から算出した主アーク期間の積算入熱量
Ｑtaが、上記算出した切換前標準入熱量Ｑst3b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、
上記主アーク期間の積算入熱量Ｑtaが、上記主アーク期
間全体の標準入熱量Ｑstに達した時点ｔｎで押し込み動
作を開始する方法である。
【０３７２】不良原因Ｆ１を除去する第１２の方法は、
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
主アーク期間全体の標準入熱量Ｑst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すると共
に、溶接電源装置１及び溶接ガンＧＮが上記溶接機器設
定値に従って動作し、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)から溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−
ク電圧検出間隔平均値Ｖ３を基に算出した主アーク期間
積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst
38に達した時点ｔｎで押し込みを開始する方法である。
【０３７３】不良原因Ｆ１を除去する第１３の方法は、
不良原因Ｆ１を除去する第８又は第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Ｉ
ａとの積である方法である。
【０３７４】不良原因Ｆ１を除去する第１４の方法は、
不良原因Ｆ１を除去する第８又は第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
方法である。
【０３７５】不良原因Ｆ１を除去する第１５の方法は、
不良原因Ｆ１を除去する第８又は第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である方法である。
【０３７６】不良原因Ｆ１を除去する第１６の方法は、
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１２に示すように、
後述する数１乃至数３によって算出した正常な溶接時の
主アーク期間全体の標準入熱量Ｑstを、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、ＣＰ
Ｕ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１３に示すように、主アーク電流・電
圧検出開始時点ｔ３から測定した主ア−ク電圧検出間隔
平均値Ｖav(Δt)と検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又
は主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)との積の主ア
ーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを、後述する数４乃至
数７によって算出した主アーク期間積算入熱量Ｑta3n
が、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔ
ｎで押し込みを開始する溶接機器自動動作とを実行する
方法である。
【０３７７】不良原因Ｆ１を除去する第１７の方法は、
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、数１乃至
数３によって算出した主アーク期間全体の標準入熱量Ｑ
st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、数４乃至数７によって算出した主ア
ーク期間積算入熱量Ｑtaを算出するステップと、上記主
アーク期間積算入熱量Ｑtaが、上記主アーク期間標準入
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方法であ
る。
【０３８１】［Ｇ２］不良原因Ｇ１を除去する方法 不良原因Ｇ１を除去する第１の方法は、２次ケーブルの
劣化をチェックして交換するスタッド溶接の不良原因除
去方法において、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電圧降下許容値ΔＶｒを予
め定めておき、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、初回の
押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ21を測定し、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、Ｎ回目の押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2a＝Ｖ2nを測定して、このＮ回目の押し込み短絡電
圧平均値Ｖ2a＝Ｖ2nと上記初回の押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2a＝Ｖ21との差のＮ回目の押し込み短絡電圧増加分
ΔＶ2n＝Ｖ2n−Ｖ21を算出し、このＮ回目の押し込み短
絡電圧増加分ΔＶ2nと上記抵抗増加電圧降下許容値ΔＶ
ｒとを比較して、上記Ｎ回目の押し込み短絡電圧増加分
ΔＶ2nが上記抵抗増加電圧降下許容値ΔＶｒを越えた時
点を、２次ケーブルの交換時期とする方法である。
【０３８５】不良原因Ｇ１を除去する第２の方法は、２
次ケーブルの劣化をチェックして交換するスタッド溶接
の不良原因除去方法において、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
を予め定めておき、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＝Ｉ21とを検出して初期抵抗値Ｒ１＝Ｖ21／Ｉ
21を算出し、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Ｉ
2a＝Ｉ2nとを検出してＮ回目抵抗値Ｒｎ＝Ｖ2n／Ｉ2nを
算出して、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
し、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を越えた時点を、２次ケー
ブルの交換時期とする方法である。
【０３８７】不良原因Ｇ１を除去する第３の方法は、２
次ケーブルの劣化をチェックして交換するスタッド溶接
の不良原因除去方法において、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
を予め定めておき、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の通電中の押
し込み短絡検出期間Ｔsdの間、時刻ｔの押し込み短絡電
圧瞬時値Ｖ（ｔ）及び押し込み短絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）
を検出して、押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）を押し込
み短絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）で除算して瞬時抵抗値Ｒ
（ｔ）＝ Ｖ（ｔ）／Ｉ（ｔ）を算出して、この瞬時抵
抗値Ｒ（ｔ）を累積して、初回の押し込み短絡検出期間
Ｔsdの初期抵抗値Ｒ１を算出し、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
の通電中の押し込み短絡検出期間Ｔsdの間、時刻ｔの押
し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）及び押し込み短絡電流瞬
時値Ｉ（ｔ）を検出して、押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ
（ｔ）を押し込み短絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）で除算して瞬
時抵抗値Ｒ（ｔ）＝ Ｖ（ｔ）／Ｉ（ｔ）を算出して、
この瞬時抵抗値Ｒ（ｔ）を累積して、Ｎ回目の押し込み
短絡検出期間Ｔsd内の累積抵抗値Ｒntを算出し、上記押
し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）及び押し込み短絡電流瞬
時値Ｉ（ｔ）の検出ごとに、上記累積抵抗値Ｒntと上記
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と上記抵抗増加許容値ΔＲｒとを比較して、上記
累積抵抗値Ｒntが上記抵抗増加許容値ΔＲｒを越えたと
きに、溶接電流を遮断するか、又は２次ケーブルの交換
時期である表示をする方法である。
【０３９０】不良原因Ｇ１を除去する第４の方法は、２
次ケーブルの劣化をチェックして交換するスタッド溶接
の不良原因除去方法において、２次ケーブルの劣化チェ
ックの保守点検時又は任意の溶接作業開始時に、新品の
２次ケ−ブルの判定基準抵抗値Ｒｈを予め測定又は算出
すると共に、新品の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
値変化許容値δＲを予め定めておき、新品でない２次ケ
−ブルを使用して、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＝Ｖ
21と押し込み短絡電流平均値Ｉ2a＝Ｉ21とを検出して初
期抵抗値Ｒ１＝Ｖ21／Ｉ21を算出し、上記判定基準抵抗
値Ｒｈと比較し、この差の絶対値｜Ｒ１−Ｒｈ｜が上記
抵抗値変化許容値δＲを越えた時点を、２次ケーブルの
交換時期とする方法である。
【０３９３】不良原因Ｇ１を除去する第５の方法は、２
次ケーブルの劣化をチェックして交換するスタッド溶接
の不良原因除去方法において、２次ケーブルの劣化チェ
ックの保守点検時又は任意の溶接作業開始時に、新品の
２次ケ−ブルの判定基準抵抗値Ｒｈを予め測定又は算出
すると共に、新品の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
値変化許容値δＲを予め定めておき、新品でない２次ケ
−ブルを使用して、スタッドを被溶接材に押し込んだ溶
接毎、例えばＮ回目の短絡電流通電中に、Ｎ回目の押し
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／Ｉ
2nを算出し、上記判定基準抵抗値Ｒｈと比較し、この差
の絶対値｜Ｒｎ−Ｒｈ｜が上記抵抗値変化許容値δＲを
越えた時点を、２次ケーブルの交換時期とする方法であ
る。
【０３９６】不良原因Ｇ１を除去する第６の方法は、２
次ケーブルの劣化をチェックして交換するスタッド溶接
の不良原因除去方法において、溶接開始後に算出した２
次ケーブルの算出抵抗値Ｒａのばらつきを検出して、こ
の算出抵抗値Ｒａのばらつきが予め定めた算出抵抗変動
許容値ΔＲｍを超えた時点を、２次ケーブルの交換時期
とする方法である。
【０３９７】不良原因Ｇ１を除去する第７の方法は、２
次ケーブルの劣化をチェックして交換するスタッド溶接
の不良原因除去方法において、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算出抵抗変動許容値Δ
Ｒｍを予め定めておき、溶接開始後の算出抵抗最大値Ｒ
maと算出抵抗最小値Ｒmiとの差の算出抵抗最大変動値
（Ｒma−Ｒmi）が、算出抵抗変動許容値ΔＲｍを超えた
時点を、２次ケーブルの交換時期とする方法である。
【０３９８】不良原因Ｇ１を除去する第８の方法は、２
次ケーブルの劣化をチェックして交換するスタッド溶接
の不良原因除去方法において、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算出抵抗変動許容値Δ
Ｒｍを予め定めておき、溶接毎、例えばＮ回目の溶接時
に短絡電流を通電してＮ回目短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ2n
と短絡電流平均値Ｉ2a＝Ｉ2nとを検出してＮ回目抵抗値
Ｒｎ＝Ｖ2n／Ｉ2nを算出して、Ｎ回目抵抗値Ｒｎが（Ｎ
−１）回目までの算出抵抗最大値Ｒma又は算出抵抗最小
値Ｒmiをこえたときは、このＮ回目抵抗値Ｒｎを（Ｎ−
１）回目までの算出抵抗最大値Ｒma又は算出抵抗最小値
Ｒmiとし、溶接開始後のＮ回目算出抵抗最大値Ｒmaと算
出抵抗最小値Ｒmiとの差の算出抵抗最大変動値（Ｒma−
Ｒmi）が、算出抵抗変動許容値ΔＲｍを超えた時点を、
２次ケーブルの交換時期とする方法である。
【０４０１】［Ｈ２］第２の課題解決手段 第２の課題解決手段の第１の方法は、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方法である。
【０４０２】第２の課題解決手段の第２の方法は、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
を表示する方法である。
【０４０３】第２の課題解決手段の第３の方法は、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方法である。
【０４０４】第２の課題解決手段の第４の方法は、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
する方法である。
【０４０５】第２の課題解決手段の第５の方法は、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
良原因を表示する方法である。
【０４０６】第２の課題解決手段の第６の方法は、第２
の課題解決手段の第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、主ア−ク電圧検出間隔平均値から算
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
る方法である。
【０４０７】第２の課題解決手段の第７の方法は、第２
の課題解決手段の第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
許容値の範囲を越えると、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、溶接開始の動作をする方法である。
【０４０８】第２の課題解決手段の第８の方法は、第２
の課題解決手段の第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方法である。
【０４０９】第２の課題解決手段の第９の方法は、第２
の課題解決手段の第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
原因を表示する方法である。
【０４１０】第２の課題解決手段の第１０の方法は、第
２の課題解決手段の第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
表示する方法である。
【０４２０】
【発明の実施の形態】第１の課題を解決するために、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、溶接不良となる原因を除去する
と共に、第２の課題を解決するために、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。
【０４２２】（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、不良原因Ｇ１を除去す
る方法に記載した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。
【０４２４】溶接開始前に、不良原因Ｆ１を除去する
方法に記載した「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。
【０４２６】（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、不良原因Ａ１を除去する方法に記載
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。
【０４２８】（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、不良原因Ｇ１を除去する方法に記載
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。
【０４３０】前述した溶接開始前に自動設定した主ア
ーク期間標準入熱量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入熱
過不足による溶接不良の発生を除去することができる。 溶接中に、不良原因Ｅ１を除去する方法に記載した
「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回
路電圧降下による溶接不良の発生を除去することができ
る。
【０４３２】溶接中に、不良原因Ｇ１を除去する方法
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。
【０４４０】（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。不良原
因Ｇ１を除去する方法において、累積抵抗値増加分ΔＲ
nt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。
【０４４２】（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。
【０４５０】
【実施例】［３］溶接不良となる原因を除去する方法 前述した不良原因Ａ１乃至不良原因Ｇ１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、溶接不良となる原因を除去する方法は、次のと
おりである。
【０４６０】［Ａ３］不良原因Ａ１の除去「スタッド溶
接ガン円滑移動確認」の実施例 不良原因Ａ１を除去する方法は、前述したように、スタ
ッド溶接のアーク発生前に、溶接ガンが設定値のとおり
に、円滑かつ正確に動作することを、作業性を損なわず
に自動的にチェックする方法であって、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、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。
【０４６１】不良原因Ａ１を除去する第１の方法を実施
するガン移動確認制御装置４は、溶接ガンＧＮに取り付
けて移動軸ＧＮ８の移動量を検出する移動量検出回路Ｍ
Ｃと、スタッドの引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ
２をプリセットする引き上げ距離及び押し込み距離設定
回路（以下、移動量設定回路という）１０と、溶接開始
前に上記の移動軸ＧＮ８を確認移動させる移動量設定値
ｅｒを設定する確認移動設定回路３７と、溶接開始前に
上記の移動軸ＧＮ８を移動させて移動量検出回路ＭＣに
よって検出した移動量検出値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の範囲を越える
と、異常表示又は警報し、または溶接開始動作を停止す
る回路とを備え、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装置である。
【０４６２】不良原因Ａ１を除去する第２の方法を実施
するガン移動確認制御装置４は、予め設定した移動許容
値として移動量許容値γを設定する確認移動設定回路３
７と、移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒとを比較し
て比較信号を出力する比較回路４４と、移動量設定値ｅ
ｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設
定移動量Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）と移動量検出値ｅｆの
上限値ｅfmと移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0との検出移
動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）との差の移動量設定検出値
差（Δｅｒ−Δｅｆ）を算出して、この移動量設定検出
値差（Δｅｒ−Δｅｆ）が移動量許容値γを越えると、
異常信号を出力する移動上下限異常判定回路４５とを備
え、この異常信号の出力によって異常表示又は警報し、
または溶接開始動作を停止し、異常信号の出力がなかっ
たときは、溶接開始動作をする装置である。
【０４６３】不良原因Ａ１を除去する第３の方法を実施
するガン移動確認制御装置４は、移動量設定値ｅｒの上
限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0と予め設定し
た移動許容値として移動量上限許容値γ１と移動量下限
許容値γ２とを設定する確認移動設定回路３７と、移動
量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒとを比較して比較信号
を出力する比較回路４４と、移動量設定値ｅｒの上限値
ｅrmと移動量検出値ｅｆの上限値ｅfmとの差の上限移動
量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）を算出して、この上限移
動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）が上記の移動量上限許
容値γ１を越えると異常信号を出力し、移動量設定値ｅ
ｒの下限値ｅr0と移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0との差
の下限移動量設定検出値差（ｅr0−ｅf0）を算出して、
この下限移動量設定検出値差（ｅr0−ｅf0）が上記の移
動量下限許容値γ２を越えると異常信号を出力する移動
上下限異常判定回路４５とを備え、この異常信号の出力
によって異常表示又は警報し、または溶接開始動作を停
止し、この異常信号の出力がなかったときは、溶接開始
動作をする装置である。
【０４６４】不良原因Ａ１を除去する第４の方法を実施
するガン移動確認制御装置４は、移動量差許容値δを設
定する確認移動設定回路３７と、移動量検出値ｅｆと移
動量設定値ｅｒとを比較して比較信号を出力する比較回
路４４と、移動中の任意の時点ｔm1の移動量設定信号ｅ
r1と移動中の任意の時点ｔm1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｜を算出して、
この移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜が上記の移動
量差許容値δを越えると異常信号を出力する移動量比較
異常判定回路４６とを備え、この異常信号の出力によっ
て異常表示又は警報し、または溶接開始動作を停止し、
この異常信号の出力がなかったときは、溶接開始動作を
する装置である。
【０４６５】不良原因Ａ１を除去する第５の方法を実施
するガン移動確認制御装置４は、予め設定した移動許容
値として移動量許容値γ及び移動量差許容値δを設定す
る確認移動設定回路３７と、移動量検出値ｅｆと移動量
設定値ｅｒとを比較して比較信号を出力する比較回路４
４と、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅ
ｒの下限値ｅr0との設定移動量Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）
と移動量検出値ｅｆの上限値ｅfmと移動量検出値ｅｆの
下限値ｅf0との検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）との
差の移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）を算出し
て、この移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）が移動
量許容値γを越えると、異常信号を出力する移動上下限
異常判定回路４５と、移動中の任意の時点ｔm1の移動量
設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔm1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
算出して、この移動量比較値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜が
上記の移動量差許容値δを越えると異常信号を出力する
移動量比較異常判定回路４６とを備え、これらいずれか
の異常信号の出力によって異常表示又は警報し、または
溶接開始動作を停止し、異常信号の出力がなかったとき
は、溶接開始動作をする装置である。
【０４６６】不良原因Ａ１を除去する第６の方法を実施
するガン移動確認制御装置４は、移動量設定値ｅｒの上
限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0及び予め設定
した移動許容値として移動量上限許容値γ１と移動量下
限許容値γ２及び移動量差許容値δを設定する確認移動
設定回路３７と、移動量検出値ｅｆと移動量設定値ｅｒ
とを比較して比較信号を出力する比較回路４４と、移動
量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量検出値ｅｆの上限値
ｅfmとの差の上限移動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）を
算出して、この上限移動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）
が上記の移動量上限許容値γ１を越えると異常信号を出
力し、移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0と移動量検出値ｅ
ｆの下限値ｅf0との差の下限移動量設定検出値差（ｅr0
−ｅf0）を算出して、この下限移動量設定検出値差（ｅ
r0−ｅf0）が上記の移動量下限許容値γ２を越えると異
常信号を出力する移動上下限異常判定回路４５と、移動
中の任意の時点ｔm1の移動量設定信号ｅr1と移動中の任
意の時点ｔm1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｜を算出して、この移動量比較
値の絶対値｜ｅr1−ｅf1｜が上記の移動量差許容値δを
越えると異常信号を出力する移動量比較異常判定回路４
６とを備え、これらいずれかの異常信号の出力によって
異常表示又は警報し、または溶接開始動作を停止し、こ
の異常信号の出力がなかったときは、溶接開始動作をす
る装置である。
【０４７０】図８は、アナログ信号によって、移動量設
定値ｅｒと移動量検出値ｅｆとを比較するスタッド溶接
ガン移動装置を示す図である。以下、不良原因Ａ１を除
去する方法の実施例を図８を参照して説明する。この図
８に、溶接電源装置１と溶接制御装置３と不良原因Ａ１
を除去する方法の確認移動設定回路３７及びガン移動確
認制御装置４を含むスタッド溶接ガン移動装置とが記載
されている。
【０４７２】不良原因Ａ１を除去する方法は、図８に示
すように、溶接電源装置１と溶接制御装置３と不良原因
Ａ１を除去する方法を実施するスタッド溶接ガン移動装
置とによって実施する。不良原因Ａ１を除去する方法を
実施する制御回路は、通常の溶接制御装置３及びガン移
動確認制御装置４から成る。このガン移動確認制御装置
４は、通常の溶接中の溶接ガンの移動量を設定する移動
量設定回路１０及び不良原因Ａ１を除去する方法の溶接
作業開始前に溶接ガンの正常移動を確認する値を設定す
る確認移動設定回路３７等及び不良原因Ａ１を除去する
方法の溶接作業開始前に溶接ガンの正常・異常移動を判
定する後述する回路３７及び回路４３乃至４８から成
る。
【０４７４】通常の溶接中の溶接ガンの移動量を設定す
る移動量設定回路１０は、スタッドの引き上げ距離Ｌ１
及び押し込み距離Ｌ２をプリセットして、溶接中の溶接
ガンの移動量を移動指令回路４３に記憶する。
【０４７６】不良原因Ａ１を除去する方法の確認移動設
定回路３７は、全移動範囲又は全移動範囲から正常移動
を確認したい範囲（以下、確認移動範囲という）及び移
動量許容値γ及び移動量上下限許容値γ12及び移動量差
許容値δの少なくとも１つの移動許容値を設定して、移
動指令回路４３に記憶する。
【０４７８】不良原因Ａ１を除去する方法のガン移動確
認制御装置４は、スタッドＳを保持する移動軸ＧＮ８の
移動量を検出する移動量検出回路ＭＣを溶接ガンＧＮに
設けると共に、この移動量検出回路ＭＣによって検出し
た確認移動範囲の移動量検出値ｅｆと確認移動範囲の移
動量設定値ｅｒとから、上記の設定した移動量許容値γ
及び移動量上下限許容値γ12及び移動量差許容値δの範
囲内にあるかどうかを判定する。
【０４８０】上記のいずれか１以上の移動許容値の範囲
を越えると、移動上下限異常判定回路４５又は移動量比
較異常判定回路４６によって、溶接ガンＧＮ及び制御装
置が正常動作をしていないこと検出して、表示回又は警
報回路（以下、表示回路という）１２が異常表示又は警
報し、また溶接動作禁止回路１８が溶接開始動作を停止
する。
【０４８２】溶接ガン及び制御装置が正常動作をしてい
ない異常表示又は警報がなかったときは、溶接開始動作
が停止にならないので、通常の溶接作業の制御回路によ
ってスタッド溶接をする。通常の溶接作業は、溶接作業
を開始するために、溶接ガンに保持したスタッドＳの端
部及びフェル−ルＦを被溶接材Ｗに当接させ、溶接開始
終了スイッチ１３を押して、通電開始信号を出力してサ
−ボモ−タ２４を動作させるためのモ−タ駆動回路２６
を起動すると共に、溶接電源装置１を起動させて、スタ
ッドＳと被溶接材Ｗとに所定の時間、溶接出力を供給す
る。
【０４８４】最初に、図８を参照して、通常の移動量設
定回路、不良原因Ａ１を除去する方法のガン移動確認制
御装置４及び通常の溶接作業の制御回路について、順次
に説明する。
【０４８６】［通常の移動量設定回路］通常の溶接中の
溶接ガンの移動量を設定する移動量設定回路１０は、ス
タッドの引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２をプリ
セットして、溶接中の溶接ガンの移動量を移動指令回路
４３に記憶する。したがって、移動量は、プリセットし
た引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２から定まる。
【０４９０】［不良原因Ａ１を除去する方法の確認移動
設定回路］不良原因Ａ１を除去する方法の確認移動設定
回路３７は、全移動範囲又は確認移動範囲と、移動量許
容値γ及び移動量上下限許容値γ12及び移動量差許容値
δの少なくとも１つの移動許容値と、確認する頻度とを
プリセットして、移動指令回路４３に記憶する。
【０４９２】（１）確認移動範囲の設定 本来、設定した移動量だけ正常に移動すれば、設定した
移動量の範囲内で、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
してしまうことはない。しかし、設定した移動量の範囲
内で、正常に移動することを確認した場合、潜在してい
る異常状態を前もって、発見して未然に不良の溶接スタ
ッドの発生を阻止する可能性が低くなる。そこで、設定
した移動量よりも大の正常移動を確認したい範囲（確認
移動範囲）について、正常に移動することを確認する
と、それだけ潜在している異常状態を、前もって発見し
て未然に不良の溶接スタッドの発生を阻止する可能性が
高くなる。
【０４９４】最も、望ましい確認移動範囲は全移動範囲
であるが、全移動範囲について正常移動する確認をする
までもないとき、又は移動させることができないとき
は、確認移動範囲を、確認移動設定回路３７に設定す
る。全移動範囲を正常移動しないことが分かっている
が、確認移動範囲又は設定した移動量の正常動作だけ
を、高頻度で慎重に確認してもよい。最小限必要な確認
移動範囲は、設定した移動量の範囲である。
【０４９６】確認移動設定回路３７に、移動量設定値ｅ
ｒの上限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設
定移動量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）として、例えば、全
移動範囲１５［mm］を設定したときに、後述する移動量
検出値ｅｆの上限値ｅfmと移動量検出値ｅｆの下限値ｅ
f0との検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）を検出したと
き、移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）と比較する
移動量許容値γ、例えば２［mm］を設定する。また、例
えば、８［mm］の確認移動範囲の移動を確認するとき
に、移動量許容値γ、例えば１［mm］を確認移動設定回
路３７に設定する。
【０４９８】確認移動範囲の設定は、設計上、上記の全
移動範囲、設定した移動量よりも大の正常移動を確認し
たい範囲又は設定した移動量のいずれか１つを固定した
り、作業者が選択しないときは、いずれか１つをデフォ
ルトにしたりすることもできる。
【０５００】（２）移動許容値の設定 移動量許容値γ又は移動量上下限許容値γ12又は移動量
差許容値δの移動許容値の設定について説明する。
【０５０２】移動量許容値γの設定 上記の確認移動設定回路３７に、移動量設定値ｅｒの上
限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動
量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）として、例えば、全移動範
囲１５［mm］を設定したときに、後述する移動量検出値
ｅｆの上限値ｅfmと移動量検出値ｅｆの下限値ｅf0との
検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）を検出したとき、移
動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）と比較する移動量
許容値γ、例えば２［mm］を設定する。このとき、検出
移動量Δｅｆが１３［mm］であれば、移動量設定検出値
差（Δｅｒ−Δｅｆ）＝２［mm］となる。
【０５０４】移動量上下限許容値γ12の設定 例えば、全移動範囲１５［mm］の移動を確認するとき
に、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmとして１５［mm］
を、確認移動設定回路３７に設定し、移動量設定値ｅｒ
の下限値ｅr0として０［mm］を設定する。次に、後述す
る移動量検出値ｅｆの上限値がｅfmであり、移動量検出
値ｅｆの下限値がｅf0であったとき、上限移動量設定検
出値差（ｅrm−ｅfm）と比較する移動量上限許容値γ１
として、例えば２［mm］を設定し、また下限移動量設定
検出値差（ｅr0−ｅf0）と比較する移動量下限許容値γ
２として、例えば１［mm］を設定する。このとき、測定
した移動量検出値ｅｆのｅfmが１４［mm］であり、移動
量検出値ｅｆの下限値ｅf0が１［mm］であったとき、上
限移動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）は１［mm］とな
り、下限移動量設定検出値差（ｅr0−ｅf0）は１［mm］
となる。
【０５０６】移動量差許容値δの設定 上記の確認移動設定回路３７に、移動量設定値ｅｒの上
限値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動
量をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）として、例えば、全移動範
囲１５［mm］を設定したときに、後述する移動中の任意
の時点ｔm1において、移動中の任意の時点ｔm1の移動量
設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔm1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｜と
して、移動量差許容値δ、例えば、０.５［mm］を設定
する。このとき、検出間隔Δｔごとに測定しているとき
の移動中の任意の時点ｔm1の移動量設定信号ｅr1と移動
中の任意の時点ｔm1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｜が、０.５［mm］を越
えないかどうかを判定する。
【０５０８】（３）確認する頻度の設定 確認移動の実施は、溶接ガンにスタッドを保持させるご
とに行う必要はなく、予め設定した回数ごと又は作業休
止後の最初の溶接開始直前又はこれら両者で行えばよ
い。この確認移動の実施は、移動指令回路４３等から、
「確認移動の実施」をするように、表示回路１２等に信
号を出力させてもよい。作業者は、この表示又は警報が
あったときに、移動範囲確認スイッチ１９を押して正常
移動をするかどうかの確認動作を実行する。
【０５１０】［不良原因Ａ１を除去する方法のガン移動
確認制御装置４］移動範囲確認スイッチ１９を押すと、
サ−ボモ−タ２４によって、モ−タ可動部２５がＺ１方
向に、確認移動範囲の設定値だけ移動する。
【０５１２】図９（Ａ）は移動量設定値ｅｒの時間経過
を示す図であり、同図（Ｂ）は移動量検出値ｅｆが移動
量設定値ｅｒに追従している移動量検出信号ｅｆの時間
経過を示す図である。同図を参照して、移動範囲確認ス
イッチ１９を押して正常移動をするかどうかの確認動作
について説明する。
【０５１４】（１）設定移動量及び移動量許容値を設定
した場合 設定移動量Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）、例えば、全移動範
囲１５［mm］を、確認移動設定回路３７に設定して、検
出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）を検出したときに、こ
の移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）と移動量許容
値γ、例えば２［mm］と比較する。このとき、検出移動
量Δｅｆが１３［mm］であれば、移動量設定検出値差
（Δｅｒ−Δｅｆ）＝２［mm］となり、移動量許容値γ
＝２［mm］となる。
【０５１６】上記の例では、確認移動範囲内での移動が
正常に動作すれば、移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅ
ｆとの差の移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）＝２
［mm］は、移動量許容値γ＝２［mm］を越えていないの
で、正常移動と判定する。この範囲を越えると、溶接動
作禁止回路１８によって溶接開始動作を停止して、表示
回路１２によって作業者に知らせる。
【０５１８】ここで、さらに、上記の移動量許容値γに
ついて詳細に説明する。移動範囲確認スイッチ１９を押
して、設定移動量Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）を移動指令回
路４３から呼び出して、この呼び出した移動量設定信号
ｅｒを出力する。この移動量設定信号ｅｒによって、確
認移動中の溶接ガンは移動して、移動量検出回路ＭＣが
出力する移動量検出信号Ｍｃ＝ｅｆを出力する。
【０５２０】移動量検出値ｅｆの上限値ｅfmと移動量検
出値ｅｆの下限値ｅf0との検出移動量Δｅｆ＝（ｅfm−
ｅf0）を検出する。この検出した検出移動量Δｅｆと設
定移動量をΔｅｒとを比較回路４４によって比較して、
その差の移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）を移動
上下限異常判定回路４５に出力する。
【０５２２】移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）が
予め設定した移動量許容値γを越えたとき、移動上下限
異常判定回路４５は移動上下限異常信号Ｓ45を出力す
る。ＯＲ回路４７は、移動上下限異常信号Ｓ45が入力さ
れたときに、異常信号Ｓ47を出力する。
【０５２４】この異常信号Ｓ47を、表示回路１２に出力
して異常を作業者に知らせる。また、この異常信号Ｓ47
を、ＮＯＴ回路４８を通じて溶接動作禁止回路１８に出
力して、次の溶接動作の開始を停止させる。
【０５２６】移動量設定検出値差（Δｅｒ−Δｅｆ）
が、移動量許容値γを越えていないときは、後述するよ
うに、作業者が溶接開始終了スイッチ１３を押すことに
よって、記憶した移動指令回路４３から、所定の溶接作
業を行うための引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ２
の設定値を呼び出し、通常のスタッド溶接を開始するこ
とができる。
【０５２８】この設定移動量及び移動量許容値を設定し
た場合には、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。
【０５３０】この設定移動量及び移動量許容値を設定し
た場合は、設定が簡単であるが、異常移動が発生したと
き、移動量検出値の上限値ｅfm側に原因があるのか、移
動量検出値の下限値ｅf0側に原因があるのか、移動量設
定値の上限値ｅrm側に原因があるのか、移動量設定値ｅ
ｒの下限値ｅr0側に原因があるのかが不明であって、別
の方法で調べなければならない。次に、異常移動が発生
したとき、上記４つのいずれの側のどこに原因があるの
かも同時に判定する方法について説明する。
【０５４０】（２）移動量設定値の上限値と移動量設定
値の下限値及び移動量上下限許容値を設定した場合 例えば、全移動範囲１５［mm］の移動を確認するとき
に、移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmとして１５［mm］
を、確認移動設定回路３７に設定し、移動量設定値ｅｒ
の下限値ｅr0として０［mm］を設定する。次に、移動量
検出値ｅｆの上限値がｅfであり、移動量検出値ｅｆの
下限値がｅf0であったとき、上限移動量設定検出値差
（ｅrm−ｅfm）と比較する移動量上限許容値γ１とし
て、例えば２［mm］を設定し、また下限移動量設定検出
値差（ｅr0−ｅf0）と比較する移動量下限許容値γ２と
して、例えば１［mm］を設定する。このときに、測定し
た移動量検出値ｅｆのｅfmが１４［mm］であり、移動量
検出値ｅｆの下限値ｅf0が１［mm］であったとき、上限
移動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）は１［mm］となり、
下限移動量設定検出値差（ｅr0−ｅf0）は１［mm］とな
る。
【０５４２】上限移動量設定検出値差（ｅrm−ｅfm）が
移動量上限許容値γ１を越えるか、下限移動量設定検出
値差（ｅr0−ｅfO）が移動量下限許容値γ２を越えたと
き、移動上下限異常判定回路４５は移動上下限異常信号
Ｓ45を出力する。ＯＲ回路４７は移動上下限異常信号Ｓ
45が入力されたときに、異常信号Ｓ47を出力する。
【０５４４】上記のように、異常信号Ｓ47を出力する場
合として、ポテンショメ−タＧＮ３ａの設置位置がずれ
たり、ポテンショメ−タＧＮ３ａから溶接制御装置３ま
での信号線の断線等が生じると、移動量検出値の下限値
ｅf0から移動量検出値の上限値ｅfmまでの範囲を越え
る。移動上下限異常判定回路４５は、例えばウインドコ
ンパレ−タ等で構成され、ポテンショメ−タＧＮ３ａに
よって測定した移動量検出値ｅｆが、ｅf0≦ｅｆ≦ｅfm
のとき正常である。この範囲を越えると溶接動作禁止回
路１８によって溶接開始動作が停止して、表示回路１２
によって作業者に知らせる。
【０５４６】この設定移動量及び移動量許容値を設定し
た場合には、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。
【０５４８】前述した（１）及び（２）に記載した「設
定移動量及び移動量許容値を設定した場合」及び「移動
量設定値の上限値と移動量設定値の下限値及び移動量上
下限許容値を設定した場合」は、いずれも、前述した
（１）及び（２）に記載した効果を有しているが、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を越えていなければ正
常移動と判別される。しかし、溶接ガンの移動中に部分
的に機械的な引っかかりがあって、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。次に、
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方法について説明する。
【０５５０】（３）設定移動量及び移動量差許容値を設
定した場合 溶接ガン可動部が、移動量検出値の下限値ｅf0から移動
量検出値の上限値ｅfmまでの確認移動範囲を円滑に移動
し、その全移動範囲の移動量設定値ｅｒと移動量検出値
ｅｆとが、移動量差許容値δの範囲内にあるかどうかを
マニュアル操作又は自動操作で確認しなければならな
い。
【０５５２】図１０は、移動量設定信号ｅｒと移動量検
出信号ｅｆとの差の移動量比較値（ｅｒ−ｅｆ）の絶対
値が、移動量差許容値δよりも大のときの移動量設定信
号ｅｒ及び移動量検出信号ｅｆの時間経過を示す図であ
る。
【０５５４】移動量設定値ｅｒの上限値ｅrmと移動量設
定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動量をΔｅｒ＝（ｅrm
−ｅr0）として、例えば、全移動範囲１５［mm］を、確
認移動設定回路３７に設定したときに、図１０に示すよ
うに、移動中の任意の時点ｔm1において、移動中の任意
の時点ｔm1の移動量設定信号ｅr1と移動中の任意の時点
ｔm1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｜として移動量差許容値δ、例えば、
０.５［mm］を設定する。このとき、検出間隔Δｔごと
に測定しているときの移動中の任意の時点ｔm1の移動量
設定信号ｅr1と移動中の任意の時点ｔm1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｜
が、０.５［mm］を越えないかどうかを判定する。
【０５５６】前述した検出間隔Δｔごとに測定している
ときの移動中の任意の時点ｔm1の移動量設定信号ｅr1と
移動中の任意の時点ｔm1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｜が、移動量差許容
値δの範囲を越えると、図８に示す移動量比較異常判定
回路４６は、移動量比較異常信号Ｓ46を出力する。ＯＲ
回路４７は、移動量比較異常信号Ｓ46が入力されたとき
に、異常信号Ｓ47を出力する。この異常状態を検出した
場合は、サ−ボモ−タ２４、サ−ボドライバ、移動量検
出回路ＭＣ等の異常である。この異常を検出したとき、
溶接動作禁止回路１８は、溶接動作禁止信号Ｓ18を出力
して、溶接開始動作を停止し、同時に作業者に異常を知
らせるための表示回路１２に出力する。
【０５５８】上記の説明では、ＯＲ回路４７は、移動量
比較異常判定回路４６から移動量比較異常信号Ｓ46が入
力されるか、又は移動上下限異常判定回路４５から移動
量上下限異常信号Ｓ45が入力されるかのいずれか一方に
ついて説明したが、前述した（１）の設定移動量及び移
動量許容値を設定した場合及び（２）の移動量設定値の
上限値と移動量設定値の下限値及び移動量上下限許容値
を設定した場合及び（３）の設定移動量及び移動量差許
容値を設定した場合及び（１）乃至（３）の２つ又は３
つを同時に採用したときには、移動上下限異常信号Ｓ45
又は移動量比較異常信号Ｓ46のいずれか一方又は両方が
ＯＲ回路４７に入力されたときに、異常信号Ｓ47を出力
する。
【０５６０】［通常の溶接作業の制御回路］図８におい
て、溶接電源装置１は、３相交流電源Ａから交流電力を
入力して整流し、スタッド溶接に適した特性の直流電力
に変換して出力する。溶接制御装置３は、溶接電源装置
１を制御して、スタッドＳ及び被溶接材Ｗに溶接に適し
た出力電流及び出力電圧を供給する。
【０５６１】通常の溶接作業は、溶接ガンの溶接開始終
了スイッチ１３を押して、通電開始信号を出力してサ−
ボモ−タ２４を動作させるためのモ−タ駆動回路２６を
起動すると共に、溶接電源装置１を起動させて、スタッ
ドＳと被溶接材Ｗとに所定の時間、溶接出力を供給す
る。
【０５６２】上記モ−タ駆動回路２６が起動すると、サ
−ボモ−タ２４によって、モ−タ可動部２５がＺ１方向
に予め設定した引き上げ距離Ｌ１だけ移動して、スタッ
ドＳが、Ｚ１軸方向に引き上げ距離Ｌ１だけ引き上げら
れ、この引き上げ直前に、溶接電流を通電してア−クを
発生させる。
【０５６３】設定時間が経過した後、スタッドＳをＺ２
方向に移動させて、スタッドＳを押し込み距離Ｌ２だけ
押し込んでスタッド溶接を終了する。このとき、スタッ
ドＳを設定値のとおりに正常な押し込み距離Ｌ２だけ押
し込むことができないときは、適正な溶接結果を得るこ
とはできない。
【０５６４】図１１は、マイクロプロセッサを用いてデ
ジタル信号によって移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅ
ｆとを比較する溶接ガン移動装置を示す図である。前述
した図８は、アナログ信号によって移動量設定値ｅｒと
移動量検出値ｅｆとを比較する溶接ガン移動装置であっ
たが、図１１は、マイクロプロセッサを用いてデジタル
信号で比較する溶接ガン移動装置である。
【０５６５】図１１において、図８と異なる回路は次の
とおりである。図１１の溶接ガン移動装置は、図８の移
動指令回路４３、比較回路４４、移動上下限異常判定回
路４５、移動量比較異常判定回路４６、ＯＲ回路４７及
びＮＯＴ回路４８の機能も備えたマイクロプロセッサ５
０を使用すると共に、Ａ／Ｄ変換回路５１及びＤ／Ａ変
換回路５２を使用している。このマイクロプロセッサ５
０を使用した図１１の溶接ガン移動装置の動作は、図８
の移動指令回路４３乃至ＮＯＴ回路４８の機能と同一で
あるので説明を省略する。
【０５６６】また、図８又は図１１において、移動量検
出回路ＭＣの入力信号として、ポテンショメ−タ等のア
ナログ出力信号の代わりに、ロ−タリエンコ−ダ等のデ
ジタル出力信号を用いてもよい。図１１の場合は、Ａ／
Ｄ変換回路５１は不要になり、図８の場合は、Ｄ／Ａ変
換回路５２が必要になる。
【０５７０】［Ｂ３］主アーク期間中の短絡発生による
入熱不足の補償 不良原因Ｂ１を除去する方法は、主ア−ク電圧検出間隔
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標準入熱量Ｑst
38に達した時点ｔｎで押し込みを開始する方法である。
【０５７１】［図１２の説明］図１２（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Δ
ｔごとに主ア−ク電圧検出間隔平均値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。
【０５７２】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。（以下、溶接開始終了スイッチ１３を押して
補助ア−クを発生させる。という） 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Ｖ（ｔ）を検出して、短絡が発生
しないときの主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav（Δｔ）
を算出する。同様に、各時刻ｔの溶接電流値Ｉ（ｔ）を
検出して、短絡が発生しないときの主ア−ク電流検出間
隔平均値Ｉav(Δt）を算出する。
【０５７３】［数１の乃至数３の説明］図１２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、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav（Δｔ）及び主
ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt）を算出して、主ア
ーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを数１によって算出す
る。
【０５７４】
【数１】
【０５７５】図１２（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、主アーク入熱量検出間
隔平均値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。
【０５７６】
【数２】
【０５７７】図１２（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Δ
ｔ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。
【０５７８】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。この標準入熱量Ｑstが前述し
た「数１乃至数３算出の標準入熱量」である。
【０５７９】
【数３】
【０５８０】［図１３の説明］図１３（Ａ）は、各溶接
中の検出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は主ア−ク電流
検出間隔平均値Ｉav(Δt)を算出する説明図であり、同
図（Ｂ）は、各溶接中の主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ
av(Δｔ)を算出する説明図である。
【０５８１】溶接電源装置として、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。
【０５８２】主ア−ク期間終了時点、即ち短絡期間開始
時点ｔ９で、押し込み動作を開始して短絡させると、図
１３（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Ｉｏ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、主ア−ク電流検出間
隔平均値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。
【０５８３】次に、図１３（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。
【０５８４】［数４乃至数７の説明］ 主ア−ク電圧検出間隔平均値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、主
アーク入熱量検出間隔平均値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、主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを積
算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。
【０５８５】
【数４】
【０５８６】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。
【０５８７】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。
【０５８８】
【数５】
【０５８９】主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)
及び主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)を測定し
て、数１と同様に、主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱ
avを算出する。 積算入熱量Ｑtaは、主アーク入熱量検出間隔平均値Δ
Ｑav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。
【０５９０】
【数６】
【０５９１】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。
【０５９２】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。
【０５９３】
【数７】
【０６００】［数８乃至数１２の説明］図１３（Ａ）及
び（Ｂ）において下記のように、検出期間中の溶接電流
平均値Ｉav及び検出期間中の溶接電圧平均値Ｖavを算出
し、主アーク積算値検出期間Ｔ3nを乗算して積算入熱量
Ｑtaを算出してもよい。
【０６０１】主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)
を、検出回数１回からｎ回まで積算して、主アーク期間
積算電圧値Ｖta3nを、数８によって算出する。
【０６０２】
【数８】
【０６０３】主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)
を、検出回数１回からｎ回まで積算して、主アーク期間
積算電流値Ｉta3nを、数９によって算出する。
【０６０４】
【数９】
【０６０５】数８によって算出した主アーク期間積算電
圧値Ｖta3nを検出回数ｎで除算して検出期間中の溶接電
圧平均値Ｖavを、数１０によて算出する。
【０６０６】
【数１０】
【０６０７】数９によって算出した主アーク期間積算電
流値Ｉta3nを検出回数ｎで除算して検出期間中の溶接電
流の平均値Ｉavを、数１１によって算出する。
【０６０８】
【数１１】
【０６０９】上記数１０によって算出した検出期間中の
溶接電圧平均値Ｖavと数１１によって算出した検出期間
中の溶接電流の平均値Ｉavと主アーク積算値検出期間Ｔ
3nとを乗算してから、数１２によって、積算入熱量Ｑta
を算出する。
【０６１０】
【数１２】
【０６１５】通常のスタッド溶接においては、前述した
図１３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。
【０６１６】しかし、溶接条件によって、補助ア−ク期
間積算入熱量Ｑta12を主アーク期間の積算入熱量Ｑta3n
に対して無視することができない場合は、補助ア−ク電
流平均値Ｉｐと補助ア−ク電圧平均値と補助ア−ク期間
Ｔｐとから補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12を算出す
る。補助ア−ク期間Ｔｐは前述したとおり、主アーク期
間Ｔａに比べて短時間であるので、補助ア−ク電流平均
値Ｉｐと補助ア−ク電圧平均値とは、主ア−ク電流検出
間隔平均値Ｉav(Δt)及び主ア−ク電圧検出間隔平均値
Ｖav(Δｔ)のように、検出間隔Δｔごとに算出する必要
はなく、補助ア−ク電流・電圧検出開始時点ｔ１から、
補助ア−ク電圧平均値Ｖav12を測定して、この補助ア−
ク電圧平均値Ｖav12と補助ア−ク電流値Ｉｐとから、補
助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12を算出すればよい。
【０６１７】補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12は、下記
の式に示すとおり、補助ア−ク電流・電圧検出開始時点
ｔ１から、補助ア−ク電圧平均値Ｖav12を測定して、こ
の補助ア−ク電圧平均値Ｖav12と補助ア−ク電流値Ｉｐ
と補助ア−ク検出期間Ｔ12との積から算出する。補助・
主アーク期間の積算入熱量Ｑta1nは、下記の式に示すと
おり、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から算出
した主アーク期間積算入熱量Ｑta3nと補助ア−ク期間積
算入熱量Ｑta12との和となる。 Ｑta12＝Ｖav12・Ｉｐ・Ｔ12 Ｑta1n＝Ｑta12＋Ｑta3n
【０６４０】［図１４の説明］図１４は、主アーク期間
Ｔａ中に、引き上げ不良、異常アーク現象による片溶け
等によって、スタッドＳが、一時的に、溶融プールに短
絡した場合の溶接電圧波形及び溶接電流波形を示す図で
ある。
【０６４２】主アーク期間Ｔａ中に、引き上げ不良、異
常アーク現象、例えば磁気吹きによる片溶け等によって
スタッドＳが、一時的に、溶融プールに短絡した場合、
検出間隔ごとの短絡発生時の入熱量平均値ΔＱasが低く
なるために、主アーク期間Ｔａ中に短絡が多く発生して
積算入熱量Ｑtaは減少する。
【０６４６】主アーク期間Ｔａ中に短絡が発生した場合
の出力端子電圧Ｖｄは、検出間隔ごとの短絡発生時の出
力端子電圧平均値Ｖas(Δｔ)となるので、検出期間中の
溶接電圧平均値Ｖavは減少する。また、このときの出力
電流Ｉｏは、検出間隔ごとの短絡発生時の出力電流平均
値Ｉas(Δｔ)となるが、溶接電源装置の出力特性が定電
流特性の場合は、検出期間中の溶接電流平均値Ｉavはほ
とんど変化することがなく、また溶接電源装置の出力特
性が垂下特性のような定電流特性でない場合は、検出期
間中の溶接電流平均値Ｉavは多少増加する。
【０６５０】［図１５の説明］図１５（Ａ）は、主アー
ク期間Ｔａ中に微小短絡が発生した場合の出力電流Ｉｏ
の波形を示す溶接電流波形図であり、同図（Ｂ）は、主
アーク期間Ｔａ中に短絡が発生した場合の出力端子電圧
Ｖｄの波形を示す図である。
【０６５２】上記の図１５に示すように、前述した実施
例では、太径スタッド溶接のように溶接時間が長くなっ
たとき、上板貫通溶接のとき、横向き溶接のとき等で微
小短絡が頻繁に発生しても、積算入熱量Ｑtaはほとんど
減少しない。しかし、これらの微少短絡が頻繁に発生す
ると、溶接部の欠陥になる可能性が大きい。
【０６５４】この場合は、主アーク入熱量検出間隔平均
値ΔＱavを算出する検出間隔Δｔを、溶接部の欠陥にな
る可能性のある微小短絡の一回の発生時間よりも小さい
数［mSec］程度に定める。次に、正常な溶接動作が行わ
れた場合の主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavの適正
値を、溶接スタッドの直径及び被溶接材の条件及び溶接
姿勢（下向き、横向き等）に応じて主アーク入熱量検出
間隔標準値ΔＱarとして定める。この予め設定した主ア
ーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを、検出間隔Δｔごと
に、主アーク入熱量検出間隔標準値ΔＱarと比較する。
この主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavが主アーク入
熱量検出間隔標準値ΔＱarよりも低下した短絡回数Ｎｓ
を計数して、この短絡回数Ｎｓが上記標準入熱許容短絡
回数Ｎst以上になると溶接不良と判定する。
【０６５６】上記の判定結果を使用して、数４乃至数１
２によって算出する方法の積算入熱量Ｑtaで溶接したス
タッド溶接終了時に、微小短絡回数が許容範囲を越えた
ことを表示したり、さらに入熱を加算したりする。
【０６６０】［Ｃ３］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 不良原因Ｃ１を除去する方法は、主アーク期間Ｔａの後
半に、主アーク電流値Ｉａを増加させる方法である。し
かし、この不良原因Ｃ１を除去する方法であっても、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。
【０６６２】図１６は、本発明の主電流切換スタッド溶
接の不良原因除去方法を実施するスタッド溶接装置の出
力波形図であり、同図（Ａ）は出力電流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１６において、下記のように、
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に達した主アーク電流値切換時点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。
【０６６４】後述する図２６の溶接開始終了スイッチ１
３をＯＮにして補助アークを発生させ、補助アーク期間
Ｔｐ経過後、補助アークから主アークに移行させる。そ
の後、切換前通電期間Ｔ3bの経過後に、切換後の主ア−
ク電流Ｉｂを出力電流指令回路５に出力する。
【０６６８】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、主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、切換前標
準入熱量Ｑst3bに達した主ア−ク電流値切換時点ｔｂ
で、（切換前の）主ア−ク電流値Ｉａから切換後の主ア
−ク電流Ｉｂに切り換え、さらに切換後標準入熱量Ｑst
b8に達した時点ｔｎで押し込みを開始する。
【０６７０】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。
【０６７２】ここで、切換後の主ア−ク電流Ｉｂは、切
換前の主ア−ク電流値Ｉａよりも約１０％増加させた電
流であり、また切換後通電期間Ｔbnは、切換前通電期間
Ｔ3bの約１０％のときに、適正な溶接結果が得られるこ
とが実験の結果から確認されている。
【０６７４】図１６（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、Ｖ
a2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。また、図１６（Ｃ）において、Ｔｍ
は押し込み期間である。なお、符号Ｄup及びＤｄは、そ
れぞれ、前述した上板貫通溶接時の引き上げ距離及び設
定値どおりの押し込み距離である。
【０６７６】切換後通電期間Ｔbnの経過後に、予め設定
した押し込みパタ−ンによって、スタッドＳを被溶接材
Ｗの溶融プール内に押し込む。ここで予め設定した押し
込みパタ−ンとは、溶接ガンＧＮで調整又は後述する図
２６の溶接条件設定回路２７で設定するスタッドＳの引
き上げ距離、押し込み距離、押し込み速度、押し込み速
度切換等である。
【０６７８】切換後の主ア−ク電流Ｉｂを通電すること
によって、第１に、主アークの広がりを拡大させると共
に、アーク圧力も増大させて、フェルールＦの下部に溜
まっている溶融金属Ｗｍを被溶接材Ｗ側に押しつけて短
絡を防止する。第２に、押し込みパタ−ン、被溶接材Ｗ
の溶接条件の違いによって、短絡電流Ｉｓに切り換わる
押し込み時短絡開始時点ｔs0がばらついても、この押し
込み時短絡開始時点ｔs0でア−クが継続し、余盛りを均
一に仕上げることができる。
【０６８０】図１７は横向き溶接終了後の余盛り形状を
示す図であって、同図の符号（Ａ）は従来の溶接方法で
溶接した余盛りが適切に形成されていないために溶接強
度が不足する例を示す図であり、同図の符号（Ｂ）は本
発明の溶接方法で溶接した余盛りが適切に形成されてい
るので溶接強度が確保される例を示す図である。
【０６８２】スタッドの直径が大のとき、入熱量が大に
なるので、被溶接材が薄板であってさらに溶接姿勢が横
向きである場合は、余盛りが溶接後のスタッド周囲の上
部に残りにくく溶接不良となりやすい。
【０６８４】しかし、本発明によって、スタッドを押し
込む前に、主アーク電流値を連続的又は断続的に増加さ
せてアーク圧力を増大させ、短絡を引き起こす溶融金属
を被溶接部側へ押しつけて短絡を防止すると共に、特
に、横向き溶接において、増加させた主アーク電流によ
って溶融金属を追加形成した後、スタッドを被溶接材へ
押し込むことによって、スタッド上部に溶融金属を残し
て溶接後のスタッド周囲の上部に余盛りを形成する。
【０６９０】［Ｄ３］上板貫通溶接の押し込み距離不足
の防止 不良原因Ｄ１を除去する方法は、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不良原
因Ｃ１を除去する方法と同じ方法の他に、次の方法も採
用すると、不良原因Ｄ１を除去する効果が相乗される。
【０６９２】図１８（Ａ）は、基準にするスタッドを被
溶接材に押し込む指令をしてから短絡電圧検出開始時点
ｔ91までに短絡したときの押し込み短絡入熱標準値設定
期間Ｔssの押し込み短絡電流平均値Ｉｓを算出する説明
図であり、同図（Ｂ）は、そのときの押し込み短絡入熱
標準値設定期間Ｔssの押し込み短絡電圧検出間隔平均値
Ｖｓ(Δt)を算出する説明図である。
【０６９４】同図（Ａ）に示すように、主ア−ク期間終
了時点又は押し込み短絡期間開始時点ｔ９において、押
し込み指令信号を出力して押し込みを開始する。押し込
み指令信号を出力してからスタッドＳの溶融先端が被溶
接材Ｗの溶融金属Ｗｍに接触するまでの正常時の短絡開
始時間遅れはΔＴ91である。
【０６９６】後述する図２６に示す溶接電流検出回路Ｉ
Ｃ及び溶接電圧検出回路ＶＣによって、短絡電圧検出開
始時点ｔ91から短絡電圧検出終了時点ｔ9sまでの押し込
み短絡入熱標準値設定期間Ｔssに、各時刻ｔの押し込み
短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）を検出して、短絡が発生しない
ときの押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)を算
出する。同様に、各時刻ｔの押し込み短絡電流瞬時値Ｉ
（ｔ）を検出して、短絡電圧検出開始時点ｔ91までに押
し込み短絡が開始するときの押し込み短絡電流検出間隔
平均値Ｉｓ(Δt）を算出する。
【０７００】［数１３乃至数１５の説明］図１８におい
て、押し込み短絡入熱標準値設定期間Ｔssの間、検出期
間全体の押し込み短絡電流平均値Ｉｓ又は押し込み短絡
電流検出間隔平均値Ｉｓ(Δt）と押し込み短絡電圧検出
間隔平均値Ｖｓ(Δt)とを算出して、押し込み短絡入熱
量検出間隔平均値ΔＱstを数１３によって算出する。
【０７０２】
【数１３】
【０７０４】数１４によって、押し込み短絡入熱量検出
間隔平均値ΔＱstを短絡電圧検出開始時点ｔ91から短絡
電圧検出終了時点ｔ9sまで積算して検出期間全体の標準
入熱量Ｑstを算出する。
【０７０６】
【数１４】
【０７０８】また、数１５によって、短絡電圧検出開始
時点ｔ91の１番目の検出間隔Δｔから短絡電圧検出終了
時点ｔ9sの検出回数ｓ番目の検出間隔Δｔまでの検出期
間全体の標準入熱量Ｑstを、算出してもよい。
【０７１０】
【数１５】
【０７２０】［図１９の説明］図１９（Ａ）は、判定し
たいスタッドを被溶接材に押し込む指令をしてから短絡
電圧検出開始時点ｔ91よりも遅れて短絡したときの押し
込み短絡検出期間Ｔsdの押し込み短絡電流平均値Ｉｓを
算出する説明図であり、同図（Ｂ）は、そのときの押し
込み短絡検出期間Ｔsdの押し込み短絡電圧検出間隔平均
値Ｖｓ(Δt)を算出する説明図である。同図のΔＴ93
は、押し込み指令信号を出力してからスタッドＳの溶融
先端が被溶接材Ｗの溶融金属Ｗｍに接触するまでの異常
時の短絡開始時間遅れである。
【０７２２】後述する図２６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した場合、押し込み短絡期
間開始時点ｔ９から押し込み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。
【０７２４】上記の略定電流制御方式の電源装置を使用
し、主アーク期間終了時点ｔ９で、押し込み指令信号を
出力して押し込みを開始し、スタッドＳの溶融先端が被
溶接材Ｗの溶融金属Ｗｍに接触した瞬間に、図１９
（Ａ）に示すように、急峻な電流が流れる。この急峻な
電流の増加分は、押し込み短絡電流Ｉｓ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、押し込
み短絡期間Ｔｓの溶接電流値Ｉｏは略一定値であるの
で、数１６及び数１７に示すように、検出期間中の押し
込み短絡電流平均値Ｉｓを測定して積算入熱量Ｑtaを算
出してもよい。
【０７３０】［数１６乃至の数１９の説明］押し込み短
絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)及び検出期間中の押し
込み短絡電流平均値Ｉｓを測定して、数１６によって、
短絡電圧検出開始時点ｔ91から短絡電圧検出終了時点ｔ
9nまでの積算入熱量Ｑtaを算出する。
【０７３２】
【数１６】
【０７３４】押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δ
t)及び検出期間中の押し込み短絡電流平均値Ｉｓを測定
して、短絡電圧検出開始時点ｔ91の１番目の検出間隔Δ
ｔから短絡電圧検出終了時点ｔ9nの検出回数ｎ番目の検
出間隔Δｔまでの積算入熱量Ｑtaを、数１７によって算
出してもよい。
【０７３６】
【数１７】
【０７３８】押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δ
t)及び押し込み短絡電流検出間隔平均値Ｉｓ(Δt)を測
定して、積算入熱量Ｑtaを、短絡電圧検出開始時点ｔ91
の検出間隔Δｔから短絡電圧検出終了時点ｔ9nの検出間
隔Δｔまでの積算入熱量Ｑtaを、数１８によって算出し
てもよい。
【０７４０】
【数１８】
【０７４２】押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δ
t)及び押し込み短絡電流検出間隔平均値Ｉｓ(Δt)を測
定して、短絡電圧検出開始時点ｔ91の１番目の検出間隔
Δｔから短絡電圧検出終了時点ｔ9nの検出回数ｎ番目の
検出間隔Δｔまでの積算入熱量Ｑtaを、数１９によって
算出してもよい。
【０７４４】
【数１９】
【０７５０】［数２０の説明］溶接電源装置の出力特性
が略定電流特性であるときは、各溶接中の溶接電流値Ｉ
ｏが一定値であるので、押し込み短絡電圧検出間隔平均
値Ｖｓ(Δt)だけを、検出回数１回からｎ回まで積算し
て、短絡期間積算電圧値Ｖta9nを、数２０によって算出
する。
【０７５２】
【数２０】
【０７５４】図１８の押し込み短絡検出期間Ｔsdの短絡
期間積算電圧値Ｖta9nを上記の数２０によって算出し、
短絡期間積算電圧値Ｖta9nが、図１９の押し込み短絡入
熱標準値設定期間Ｔssの短絡電圧標準値Ｖst9sになった
時点で押し込み短絡電流を遮断する。
【０７５６】前述した図１８において、短絡電圧検出開
始時点ｔ91までに押し込み短絡が開始するときの押し込
み短絡入熱標準値設定期間Ｔssの短絡電圧標準値Ｖst9s
は、同図において、符号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３及びＧ４で囲
まれた積算値となる。同様に、前述した図１９におい
て、短絡電圧検出開始時点ｔ91よりも遅れて押し込み短
絡が開始したときの押し込み短絡検出期間Ｔsdの短絡期
間積算電圧値Ｖta9nは、同図において、符号Ｈ１，Ｈ
２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５及びＨ６で囲まれた積算値とな
る。
【０７５８】前述した数１３乃至数２０を使用して、短
絡期間積算入熱量Ｑta9n又は短絡期間積算電圧値Ｖta9n
が、予め設定した短絡期間標準入熱量又は短絡電圧標準
値Ｖst9sに達した時点で押し込み短絡電流を遮断する方
法は、「課題を解決するための手段」の項で説明したの
で省略する。
【０７６０】［Ｅ３］溶接回路の電圧降下補償 不良原因Ｅ１を除去する方法は、第１が、積算入熱量Ｑ
taが検出期間全体の標準入熱量Ｑstに達した時点ｔｎで
押し込みを開始させて、短絡が発生しても、必要な入熱
量Ｑｒを確保することであり、第２が、２次ケーブルに
よる電圧降下が変動したときでも、溶接電源装置の出力
端子電圧Ｖｄからスタッド近傍のアーク負荷電圧値を算
出して溶接回路の電圧降下の変動を補償することであ
る。この溶接回路の電圧降下の変動は、下記の周囲条件
によって異なる。
【０７６１】（１）周囲条件１ ２次ケーブルの電圧降下の算出のために、２次ケーブル
の断面積及び長さの比較的正確な値を入力するときと、
入力しないときとで、溶接電源装置の出力端子から溶接
位置までの電圧降下の修正が必要か必要でないかが異な
る。
【０７６２】上記の溶接電源装置の出力端子から溶接位
置までの電圧降下は、「−」出力端子から溶接位置の溶
接ガンまでを接続した２次ケーブルの電圧降下の他に、
「＋」出力端子から溶接位置付近の被溶接材までを接続
した２次ケーブルの電圧降下又は「＋」出力端子を溶接
電源装置付近の被溶接物に接続したときの溶接電源装置
付近から溶接位置までの被溶接材の電圧降下及び各接続
部分の接触抵抗電圧降下（以下、溶接回路電圧降下（符
号Ｖ５で示す）という）も含まれる。
【０７６３】溶接電源装置の「−」出力端子から溶接
位置の溶接ガンまで及び「＋」出力端子から溶接位置付
近の被溶接材までを２次ケーブルで接続して、２次ケー
ブルの断面積及び長さの比較的正確な値を入力するとき
は、２次ケーブルの電圧降下を修正する必要がないが、
溶接位置が被溶接物上で移動していくときは、被溶接物
の抵抗値が変化していくので、２次ケーブルの電圧降下
を修正する必要がある。また、比較的正確な値を入力
しないときは、２次ケーブルの長さを変更しないで継続
して溶接する場合でも、２次ケーブルの電圧降下を正確
な値に修正する必要がある。
【０７６４】（２）周囲条件２ 溶接電源装置の出力特性が定電流特性である場合と、定
電流特性でないと場合とで、溶接回路電圧降下Ｖ５の算
出方法が異なる。 定電流特性でない場合は、押し込み短絡電圧平均値Ｖ
2aを検出したときの押し込み短絡電流値Ｉ2aと溶接回路
電圧降下Ｖ５を補償するときの主アーク電流値Ｉａとが
異なるので、検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aと検
出した押し込み短絡電流値Ｉ2aとから算出抵抗値Ｒａ算
出して、溶接回路電圧降下Ｖ５を補償しなければならな
い。
【０７６５】しかし、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、必ずしも、上記
の算出抵抗値を算出する必要がなく、検出した押し込み
短絡電圧平均値Ｖ2aをそのまま溶接回路電圧降下Ｖ５の
補償に使用することができる。
【０７６６】溶接回路電圧降下Ｖ５の補償方法は次のと
おりである。 主アーク期間積算供給電力量Ｐtaから溶接回路電圧降
下Ｖ５による電圧降下消費電力量Ｐ５を減算した積算入
熱量Ｑtaと予め設定した検出期間全体の標準入熱量Ｑst
とを比較する方法。Ｑta−Ｑst＝（Ｐta−Ｐ５）−Ｑst 積算電力量Ｐtaと予め設定した検出期間全体の標準入
熱量Ｑstに溶接回路電圧降下Ｖ５による電圧降下消費電
力量Ｐ５を加算した標準供給電力量Ｐstとを比較する方
法。Ｐta−Ｐst＝Ｐta−（Ｑst＋Ｐ５）
【０７６７】この主アーク期間積算供給電力量Ｐtaの算
出方法として、 主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)を基に算出す
る方法と、 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、
主アーク期間積算供給電力量Ｐtaの代わりに、主ア−ク
電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から算出した主アーク期
間積算供給電圧値Ｖpt3nを基に算出する方法と、 検出期間主アーク電圧平均値Ｖav3nを基に算出する方
法とがある。
【０７６８】上記の周囲条件、溶接回路電圧降下Ｖ５の
算出方法等を組み合わせた溶接回路の電圧降下補償方法
を［課題を解決するための手段］の項で列挙した。以
下、列挙した溶接回路の電圧降下補償方法について説明
する。
【０７７０】前述した［課題を解決するための手段］の
項で列挙した溶接回路の電圧降下補償方法の第４の方法
において、溶接位置が被溶接物上で移動しない場合は、
２回目以後の溶接の溶接回路電圧降下Ｖ５を、初回の溶
接で検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶
接回路電圧降下Ｖ５にすればよい。従って、この第４の
方法の「今回の溶接以前に検出した押し込み短絡電圧平
均値Ｖ2a」は、「初回の溶接で検出した押し込み短絡電
圧平均値Ｖ2a」となると共に、この第４の方法の「主ア
ーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間標準入
熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込むか、又は押し込
んで押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出し、」は、「主
アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間標準
入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込み、」となる。
上記第４の方法を、以下、第４のＡの方法という。
【０７７１】次に、この第４の方法において、溶接位置
が被溶接物上で移動する場合は、２回目以後の溶接の溶
接回路電圧降下Ｖ５は、初回の溶接で検出した押し込み
短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回路電圧降下Ｖ５は
一定値ではなく溶接位置の移動に伴って変化する。従っ
て、この第４の方法の「今回の溶接以前に検出した押し
込み短絡電圧平均値Ｖ2a」は、そのままの「今回の溶接
以前に検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a」となると
共に、この第４の方法の「主アーク期間積算入熱量Ｑta
3nが、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点
ｔｎで押し込むか、又は押し込んで押し込み短絡電圧平
均値Ｖ2aを検出し、」は、「主アーク期間積算入熱量Ｑ
ta3nが、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時
点ｔｎで押し込んで押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出
し、」となる。上記第４の方法を、以下、第４のＢの方
法という。
【０７７２】また、第５の方法において、第４の方法と
同様に、溶接位置が被溶接物上で移動しない場合は、こ
の第５の方法の「今回の溶接以前に検出した押し込み短
絡電圧平均値Ｖ2a」は、「初回の溶接で検出した押し込
み短絡電圧平均値Ｖ2a」となると共に、この第５の方法
の「主アーク期間入熱積算電圧値Ｖqt3nが、上記主アー
ク電圧標準値Ｖst38に達した時点ｔｎで押し込むか、又
は押し込んで押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出し、」
は、「主アーク期間入熱積算電圧値Ｖqt3nが、上記主ア
ーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込
み、」となる。上記第５の方法を、以下、第５のＡの方
法という。
【０７７３】次に、この第５の方法において、第４の方
法と同様に、溶接位置が被溶接物上で移動する場合は、
この第５の方法の「今回の溶接以前に検出した押し込み
短絡電圧平均値Ｖ2a」は、そのままの「今回の溶接以前
に検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a」となると共
に、この第４の方法の「主アーク期間入熱積算電圧値Ｖ
qt3nが、上記主アーク電圧標準値Ｖst38に達した時点ｔ
ｎで押し込むか、又は押し込んで押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2aを検出し、」は、「主アーク期間入熱積算電圧値
Ｖqt3nが、上記主アーク電圧標準値Ｖst38に達した時点
ｔｎで押し込んで押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出
し、」となる。上記第５の方法を、以下、第５のＢの方
法という。
【０７７４】この第６の方法において、第４の方法と同
様に、溶接位置が被溶接物上で移動しない場合は、この
第６の方法の「今回の溶接以前に検出した押し込み短絡
電圧平均値Ｖ2a」は、「初回の溶接で検出した押し込み
短絡電圧平均値Ｖ2a」となると共に、この第５の方法の
「主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク期間
標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込むか、又は
押し込んで押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出し、」
は、「主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、上記主アーク
期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込み、」
となる。上記第６の方法を、以下、第６のＡの方法とい
う。
【０７７５】次に、この第６の方法において、第４の方
法と同様に、溶接位置が被溶接物上で移動する場合は、
この第６の方法の「今回の溶接以前に検出した押し込み
短絡電圧平均値Ｖ2a」は、そのままの「今回の溶接以前
に検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a」となると共
に、この第４の方法の「主アーク期間積算入熱量Ｑta3n
が、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔ
ｎで押し込むか、又は押し込んで押し込み短絡電圧平均
値Ｖ2aを検出し、」は、「主アーク期間積算入熱量Ｑta
3nが、上記主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点
ｔｎで押し込んで押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出
し、」となる。上記第６の方法を、以下、第６のＢの方
法という。
【０７７６】前述した第４のＡの方法において、さら
に、上記の第９の方法を組み合わせると、第４のＡの方
法の「押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回路
電圧降下Ｖ５」が、「押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aの溶
接回路電圧降下Ｖ５」となる。上記第４のＡの方法を、
以下、第４のＡのの方法という。以下同様に、第４の
Ｂのの方法、第５のＡのの方法、第５のＢのの方
法、第６のＡのの方法及び第６のＢのの方法とな
る。
【０７７７】前述した第４のＡの方法において、さら
に、上記の第１０の方法を組み合わせると、第４のＡの
方法の「押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回
路電圧降下Ｖ５」が、「今回以前の溶接で記憶した押し
込み短絡電圧平均値Ｖ2aに、今回の溶接の主ア−ク電流
検出間隔平均値Ｉav(Δt)又は検出期間中の溶接電流平
均値Ｉavと今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電流
平均値Ｉ2aとの比Ｉav(Δt)／Ｉ2a又はＩav／Ｉ2aを乗
算した溶接回路電圧降下Ｖ５」となる。上記第４のＡの
方法を、以下、第４のＡのの方法という。以下同様
に、第４のＢのの方法、第５のＡのの方法、第５の
Ｂのの方法、第６のＡのの方法及び第６のＢのの
方法となる。
【０７７８】前述した第４のＡの方法において、さら
に、上記の第１１の方法を組み合わせると、第４のＡの
方法の「押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aに対応した溶接回
路電圧降下Ｖ５」が、「今回以前の溶接で記憶した押し
込み短絡電圧平均値Ｖ2aを、今回以前の溶接で記憶した
押し込み短絡電流平均値Ｉ2aで除算して算出抵抗値Ｒａ
＝Ｖ2a／Ｉ2aを算出し、この算出抵抗値Ｒａと今回の溶
接の主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)又は検出期
間中の溶接電流平均値Ｉavとの積の溶接回路電圧降下Ｖ
５」となる。上記第４のＡの方法を、以下、第４のＡの
の方法という。以下同様に、第４のＢのの方法、第
５のＡのの方法、第５のＢのの方法、第６のＡの
の方法及び第６のＢのの方法となる。
【０７７９】このように、第４の方法はＡ又はＢの２つ
の方法を含み、さらに、各Ａ及びＢの方法は乃至の
３つの方法になるので、第４の方法は６つの方法にな
る。同様に、第５の方法及び第６の方法も、それぞれ６
つの方法になる。
【０７８０】前述した不良原因Ｅ１を除去する方法にお
いて、２次ケーブル長を変更するときは、溶接電源装置
の電力供給用のスイッチを遮断するので、再度、電力供
給用のスイッチを投入して溶接電源装置に電力を供給し
た後の最初の溶接を、初回の溶接であると自動的に判別
するので、溶接作業者は制御装置の「初回の溶接操作」
をしなくてもよい。
【０７８１】また、不良原因Ｅ１を除去する方法におい
て、２次ケーブル長を変更するときの通電休止時間は、
通常の前回のスタッド溶接と今回のスタッド溶接との間
の通電休止時間よりもかなり大になるので、前回のスタ
ッド溶接と今回のスタッド溶接との間の通電休止時間が
予め設定した時間を経過した後の最初の溶接を、初回の
溶接であると自動的に判別するので、溶接作業者は制御
装置の「初回の溶接操作」をしなくてもよい。
【０７８２】さらに、不良原因Ｅ１を除去する方法にお
いて、スタッドの直径を変更するときは溶接電流の設定
値を変更するので、溶接電流設定値等の予め定めた溶接
条件設定値を変更した最初の溶接を、初回の溶接である
と自動的に判別するので、溶接作業者は制御装置の「初
回の溶接操作」をしなくてもよい。
【０７８３】以下、前述した不良原因Ｅ１を除去する第
１４の方法に記載した溶接回路の電圧降下補償方法につ
いて詳述する。この第１４の方法は第１１の方法を引用
し、さらに第１１の方法は第４から第６の方法を引用し
ている。ここで、第４から第６の方法として、上記第４
のＢのの方法について説明する。この第４のＢのの
方法に記載した溶接回路の電圧降下補償方法の概要は、
主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から溶接回路電
圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−ク電圧検出間隔平均値
Ｖ３を積算した主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、主ア
ーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込み
を開始する方法であって、下記の手順のとおりである。
【０７８４】（Ａ）標準入熱量設定ステップＳＴ１ 前述した図１２に示すように、数１乃至数３によって、
算出した正常な溶接時の主アーク期間標準入熱量Ｑst38
を予め設定しておく。 （Ｂ）溶接回路電圧降下設定ステップＳＴ２ 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と電圧降下誤差許容値ΔＶ５とを、予め設定して
おく。 （Ｃ）初回主ア−ク電圧検出ステップＳＴ３ 初回の溶接でスタッドを被溶接材から引き上げて主ア−
ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)及び主ア−ク電流検出
間隔平均値Ｉav(Δt)を検出する。
【０７８５】（Ｄ）初回平均アーク電圧修正ステップＳ
Ｔ４ 初回の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値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主ア−ク電圧検出間隔平均
値Ｖ3sを算出する。 （Ｅ）初回主アーク期間積算入熱量算出ステップＳＴ５ この設定算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3sと検出期
間中の溶接電流平均値Ｉav又は主ア−ク電流検出間隔平
均値Ｉav(Δt)との積の主アーク入熱量検出間隔平均値
ΔＱav＝Ｖ3s×Ｉav(ｔΔ)×Δｔを積算して主アーク期
間の積算入熱量Ｑta3nを算出する。 （Ｆ）初回押し込みステップＳＴ６ 積算した主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが主アーク期間
標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押し込みを開始す
る。
【０７８６】（Ｇ）初回押し込み溶接電圧検出ステップ
ＳＴ７ 押し込み短絡検出期間Ｔsd中の押し込み短絡電圧平均値
Ｖ2aと押し込み短絡電流平均値Ｉ2aとを検出する。 （Ｈ）初回抵抗値算出ステップＳＴ８ 上記の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で除算して２次ケ−ブルの算出抵抗値Ｒａ＝
Ｖ2a／Ｉ2aを算出して記憶する。 （Ｉ）初回算出抵抗値修正ステップＳＴ９ 初回の溶接で算出した算出抵抗値Ｒａ＝Ｒamと主ア−ク
電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)との積の溶接回路電圧降
下Ｖ５＝Ｖ5mから、今回の溶接で算出した算出抵抗値Ｒ
ａ＝Ｒanと主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)との
積の溶接回路電圧降下Ｖ５＝Ｖ5nを減算した絶対値が、
予め設定した電圧降下誤差許容値ΔＶ５を越えたとき
に、今回の溶接で算出した算出抵抗値Ｒanを、Ｎ回目の
溶接の押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを
算出するときの算出抵抗値Ｒａとする。
【０７８７】（Ｊ）継続主ア−ク電圧検出ステップＳＴ
１３ 後述する図２０に示すように、数２１から数２４のいず
れかによって、その後のＮ回目の継続溶接の主アーク電
流・電圧検出開始時点ｔ３から、検出間隔ごとに、主ア
−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)及び主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖav(Δt)を測定する。 （Ｋ）継続平均アーク電圧算出ステップＳＴ１４ 継続溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から
今回の溶接の主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)と
算出抵抗値修正ステップで算出した算出抵抗値Ｒａとの
積の溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した押し込み算出主ア
−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを算出する。 （Ｌ）継続主アーク期間積算入熱量算出ステップＳＴ１
５ この押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pと検
出期間中の溶接電流平均値Ｉav又は主ア−ク電流検出間
隔平均値Ｉav(Δt)との積の主アーク入熱量検出間隔平
均値ΔＱav＝Ｖ3p×Ｉav(ｔΔ)×Δｔ又はΔＱav＝Ｖ3p
×Ｉav×Δｔを積算して主アーク期間積算入熱量Ｑta3n
を算出する。
【０７８８】（Ｍ）継続押し込みステップＳＴ１６ この継続主アーク期間積算入熱量Ｑta3nが、予め設定し
た主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点ｔｎで押
し込みを開始する。 （Ｎ）継続押し込み溶接電圧検出ステップＳＴ１７ 押し込み短絡検出期間Ｔsd中の押し込み短絡電圧平均値
Ｖ2aと押し込み短絡電流平均値Ｉ2aとを検出する。 （Ｏ）継続抵抗値算出ステップＳＴ１８ 上記の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で除算して算出抵抗値Ｒａ＝Ｖ2a／Ｉ2aを算
出して記憶する。
【０７８９】（Ｐ）継続算出抵抗値修正ステップＳＴ１
９ 今回以前の溶接で算出した算出抵抗値Ｒａ＝Ｒamと主ア
−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)との積の溶接回路電
圧降下Ｖ５＝Ｖ5mから、今回の溶接で算出した算出抵抗
値Ｒａ＝Ｒanと主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)
との積の溶接回路電圧降下Ｖ５＝Ｖ5nを減算した絶対値
が、予め設定した電圧降下誤差許容値ΔＶ５を越えたと
きに、今回の溶接で算出した算出抵抗値Ｒanを、Ｎ回目
の溶接の押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3p
を算出するときの算出抵抗値Ｒａとする。 （Ｑ）以後、溶接終了まで継続主ア−ク電圧検出ステッ
プＳＴ１３から継続算出抵抗値修正ステップＳＴ１９ま
でを繰り返す方法である。
【０７９０】［図２０の説明］図２０（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又は主ア−ク電流検出間隔平均値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、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)を
検出する説明図である。
【０７９１】［数２１乃至数２４の説明］数２１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、主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを積
算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。
【０７９２】主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)
及び検出期間中の溶接電流平均値Ｉavを測定する。 主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)から溶接回路
電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−ク電圧検出間隔平均
値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、算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３は、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は設定算出主ア−ク電圧検出間
隔平均値であり、Ｖ3pは押し込み算出主ア−ク電圧検出
間隔平均値である。
【０７９３】算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３と
検出期間中の溶接電流平均値Ｉavとの積の主アーク入熱
量検出間隔平均値ΔＱavを算出する。 ΔＱav＝Ｖ３×Ｉav×Δｔ 主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを、数２１によ
って積算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。
【０７９４】
【数２１】
【０７９５】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２１
の右辺の２番目の式によって算出してもよい。
【０７９６】また、積算入熱量Ｑtaを上記の数２１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２２によって算出してもよい。
【０７９７】
【数２２】
【０７９８】さらに、積算入熱量Ｑtaを上記の数２２に
よって算出する代わりに、数２３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、主
アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを積算して、積算入
熱量Ｑtaを算出してもよい。 主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)及び主ア−ク
電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)を測定する。 主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)から溶接回路
電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−ク電圧検出間隔平均
値Ｖ３を算出する。 Ｖ３＝Ｖav(Δｔ)−Ｖ５
【０７９９】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、算出主ア−ク電圧検出間
隔平均値Ｖ３は、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)は主ア−ク電圧検出間隔平均値であり、Ｖ3sは設
定算出主ア−ク電圧検出間隔平均値であり、Ｖ3pは押し
込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値である。
【０８００】算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３と
主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)との積の主アー
ク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを算出する。 ΔＱav＝Ｖ３×Ｉav(Δt)×Δt 主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱavを、数２３によ
って積算して、積算入熱量Ｑtaを算出する。
【０８０１】
【数２３】
【０８０２】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２３
の右辺の２番目の式によって算出してもよい。
【０８０３】また、積算入熱量Ｑtaを上記の数２３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２４によって算出してもよい。
【０８０４】
【数２４】
【０８２０】［図２１の説明］前述した「主アーク期間
積算供給電力量Ｐtaの「主アーク期間積算供給電圧値
Ｖpt3nを基に算出する方法」について説明する。この方
法は、溶接電源装置の出力特性が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、主アーク期間積算供給電
力量Ｐtaの代わりに、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)を基に算出した主アーク期間積算供給電圧値Ｖpt3
nから算出する方法である。
【０８２１】図２１（Ａ）は、各溶接中の出力電流Ｉｏ
が、定電流特性であって一定値Ｉavであることを示す図
であり、同図（Ｂ）は、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ
av(Δt)から溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア
−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３を積算した主アーク期間入
熱積算電圧値Ｖqt3nを算出する説明図である。
【０８２２】［数２５の説明］主アーク期間入熱積算電
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、主ア−ク電
圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)に相当する電圧を積算して
算出する。
【０８２４】主アーク期間入熱積算電圧値Ｖqt3nは、
主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)から溶接回路電
圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−ク電圧検出間隔平均値
Ｖ３を算出する。 Ｖ３＝Ｖav(Δｔ)−Ｖ５ 上記の算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３を、検出
回数１回からｎ回まで積算して、主アーク期間入熱積算
電圧値Ｖqt3nを、数２５によって算出する。
【０８２６】
【数２５】
【０８２８】上記の溶接回路電圧降下Ｖ５は、初回の溶
接では、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。したがって、算出主ア−ク電圧検出間隔平均値
Ｖ３は、初回の溶接では、主ア−ク電圧検出間隔平均値
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主ア−ク電
圧検出間隔平均値Ｖ3sとなり、２回目以後の溶接では、
主ア−ク電圧検出間隔平均値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
した押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pとな
る。上記の設定算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3s及
び押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ3pを、検
出回数１回からｎ回まで積算して、主アーク期間入熱積
算電圧値Ｖqt3nを、前述した数２５によって算出する。
【０８３０】上記の数２５によって算出する主アーク期
間入熱積算電圧値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。
【０８４０】なお、この主アーク期間入熱積算電圧値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）
【０８５０】［図２２の説明］次に、前述した主アーク
期間積算供給電力量Ｐtaを「検出期間主アーク電圧平均
値Ｖav3nを基に算出する方法」について説明する。図２
２（Ａ）は、各溶接中の出力電流Ｉｏから検出期間中の
溶接電流平均値Ｉavを算出する説明図であり、同図
（Ｂ）は、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)から
溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−ク電圧検出
間隔平均値Ｖ３を積算した主アーク期間入熱積算電圧値
Ｖqt3nを算出する説明図である。
【０８５２】同図（Ａ）及び（Ｂ）の右端の符号Ｉav及
びＶqaに示すように、検出期間中の溶接電流平均値Ｉav
及び検出期間中の供給電圧平均値Ｖpa（主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖav(Δt)）から溶接回路電圧降下Ｖ５を
減算した検出期間入熱電圧平均値Ｖqa（算出主ア−ク電
圧検出間隔平均値Ｖ３）を積算した主アーク期間入熱積
算電圧値Ｖqt3nを算出し、主アーク積算値検出期間Ｔ3n
を乗算して積算入熱量Ｑtaを算出してもよい。
【０８６０】［数２６乃至数２９の説明］主ア−ク電流
検出間隔平均値Ｉav(Δt)を、検出回数１回からｎ回ま
で積算して、主アーク期間積算電流値Ｉta3nを、数２６
によって算出する。
【０８６２】
【数２６】
【０８６４】数２５によって算出した主アーク期間入熱
積算電圧値Ｖqt3nを検出回数ｎで除算して、検出期間入
熱電圧平均値Ｖqaを、数２７によって算出する。
【０８６５】
【数２７】
【０８６６】数２６によって算出した主アーク期間積算
電流値Ｉta3nを検出回数ｎで除算して、検出期間中の溶
接電流の平均値Ｉavを、数２８によって算出する。
【０８６８】
【数２８】
【０８７０】前述した数２７によって算出した検出期間
入熱電圧平均値Ｖqaと数２８によって算出した検出期間
中の溶接電流の平均値Ｉavと主アーク積算値検出期間Ｔ
3nとを乗算してから、数２９によって、積算入熱量Ｑta
を算出する。
【０８７２】
【数２９】
【０８７５】図２３は、主アーク期間Ｔａ中に、引き上
げ不良、異常アーク現象による片溶け等によって、スタ
ッドＳが、一時的に、溶融プールに短絡した場合の溶接
電圧波形及び溶接電流波形を示す図である。
【０８７６】主アーク期間Ｔａ中に、引き上げ不良、異
常アーク現象、例えば磁気吹きによる片溶け等によって
スタッドが、一時的に、溶融プールに短絡した場合、検
出間隔ごとの短絡発生時の入熱が略ゼロになるために、
主アーク期間Ｔａ中に短絡が多く発生して積算入熱量Ｑ
taは減少する。このような場合も、前述した数２１乃至
数２９によって算出した積算入熱量Ｑtaが標準入熱量Ｑ
stに達した時点ｔｎで押し込みを開始する。
【０８８０】［Ｆ３］溶接機器動作自動設定 不良原因Ｆ１を除去する方法は、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。
【０８８２】［スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条
件］ スタッド・被溶接材条件及び周囲設置条件は、下記のと
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）
【０８８４】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）
【０８８６】不良原因Ｆ１を除去する方法は、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ＧＮ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
出願人が発明した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。
【０８９０】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、本出願人が発明
した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。
【０８９１】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τ＝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。
【０８９３】不良原因Ｆ１を除去する方法の溶接機器の
動作を自動設定するスタッド溶接の不良原因除去方法
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、後述する図２６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
件設定回路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ＧＮが動作する溶接機器自動動作とか
らなる。
【０８９４】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）前述した数１乃至数３算出の標準入熱量Ｑstを、
後述する溶接条件・機器設定値対応表に書き込む。
【０８９５】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、図２６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
回路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。
【０８９６】（２）演算処理回路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、後述する図２５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。
【０８９８】なお、図２５は、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。
【０９００】（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。
【０９０２】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溶接機器は自動動作をする。この
溶接機器自動動作は、前述した［Ｂ３］主アーク期間中
の短絡発生による入熱不足の補償の実施例の説明と同じ
であるので省略する。
【０９１０】［図２６の説明］図２６は、本発明の不良
原因Ａ１からＨ１を除去する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２６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ＧＮ
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ＧＮ２等から形成される。
【０９１２】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、予め設定された出力電
流指令信号に応じて溶接電流値Ｉｏを制御するためのサ
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。
【０９１４】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出力電流指令信号に変換するＤ
／Ａ変換回路６と、上記の変換された出力電流指令信号
を上記の溶接電流調整回路１５に出力する出力電流指令
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
する条件設定回路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
１２とから形成される。
【０９１６】以下、図２６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。
【０９２０】［実施例Ｆ１］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。
【０９２２】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２５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）数１乃至数３の主アーク期間標準入熱量Ｑst38を
ＣＰＵ内部の主記憶領域の図２５に示す溶接条件・機器
設定値対応表に書き込む。
【０９２４】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、条件設定回路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。
【０９２６】図２６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
件設定回路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。
【０９２８】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２５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］、主アーク期間標準入熱
量Ｑst38＝40.50［KJ］、引き上げ距離Ｌ１＝2.5［mm］
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。
【０９３０】このとき、今回の溶接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、ＣＰＵ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２５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。
【０９３２】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ＧＮが動作する溶
接機器自動動作」は、前述した［Ｂ３］主アーク期間中
の短絡発生による入熱不足の補償の実施例の説明と同じ
であるので省略する。
【０９４０】［実施例Ｆ２］次に、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
る場合の不良原因Ｆ１を除去する方法について説明す
る。
【０９４２】第１に、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、条件設定回路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）数１乃至数３算出の主アーク期間標準入熱量Ｑst
38を記憶回路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。
【０９４４】（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、条件設定回路２
７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。
【０９４６】第２に、前述したスタッド溶接条件選定動
作について説明する。作業者は表示に従って、条件設定
回路２７によって、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。
【０９５０】（４）図２６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。
【０９５２】（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。
【０９５４】第３に、溶接機器自動動作は、前述した
［Ｂ３］主アーク期間中の短絡発生による入熱不足の補
償の実施例の説明と同じであるので省略する。
【０９６０】［実施例Ｆ３］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。
【０９６２】（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
電流特性以外の特性・電圧降下補償（以下、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）数１乃至数３算出の主アーク期間標準入熱量Ｑst
38をＣＰＵ内部の主記憶領域の電圧降下補償の溶接条件
・機器設定値対応表に書き込む。
【０９６４】（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電圧降下補償の溶接条件
・機器設定値対応表に書き込む。
【０９７０】第２に、スタッド溶接条件選定動作につい
て説明する。作業者は表示に従って、条件設定回路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Ｆ１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。
【０９７２】（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。
【０９７４】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。
【０９７６】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ＧＮが動作する溶
接機器自動動作」は、前述した［Ｂ３］主アーク期間中
の短絡発生による入熱不足の補償の実施例の説明と同じ
であるので省略する。
【０９８０】［Ｇ３］溶接用の２次ケーブル素線の断線
進行予測 不良原因Ｇ１を除去する方法について説明する。前述し
た図２６において、スタッドが引き上げられてアークが
発生すると、予め設定した時間後にパイロット電流Ｉｐ
を主ア−ク電流Ｉａに切り換える。パイロット電流Ｉｐ
又は主ア−ク電流Ｉａの通電開始から所要の溶接電流値
に達した後に、予め設定された主ア−ク期間Ｔａが経過
すると、スタッドＳを被溶接材Ｗに向かって押し込む。
その途中で、スタッドＳが被溶接材Ｗに対して短絡し、
押し込み短絡期間Ｔｓだけ短絡電流Ｉｓが流れる。この
一連の溶接動作のうちで、後述する押し込み短絡期間Ｔ
ｓのサンプリング時間（押し込み短絡検出期間）Ｔsdの
間、演算処理回路ＣＰＵによって、押し込み短絡電流平
均値Ｉ2a及び押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを検出する。
これらの手順を下記の図２７に示す。
【０９８２】図２７（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
出力端子で検出した出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図で
あり、同図（Ｃ）はスタッド先端の移動量Ｍを示す図で
ある。押し込み短絡電圧検出開始時点ｔ91から押し込み
短絡電圧検出終了時点ｔ9nまでの押し込み短絡検出期間
Ｔsdに、押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）を累積して、
数３０によって押し込み短絡検出期間Ｔsdで除算して押
し込み短絡電圧平均値Ｖ2aを算出する。
【０９８４】
【数３０】
【０９８６】同様に、押し込み短絡検出期間Ｔsdに、押
し込み短絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）を累積して、数３１によ
って押し込み短絡検出期間Ｔsdで除算して押し込み短絡
電流平均値Ｉ2aを算出する。
【０９８８】
【数３１】
【０９９０】上記数３０によって算出した押し込み短絡
電圧平均値Ｖ2aは、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であ
る。なお、本発明の目的を達成するためには、被溶接材
の電圧降下が２次ケーブルの電圧降下よりも小であるほ
ど、断線チェック精度が高くなる。
【０９９２】次に、上記算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で除算して、押し
込み短絡検出期間Ｔsdの２次ケ−ブルの抵抗値Ｒａを算
出する。 Ｒａ＝Ｖ2a／Ｉ2a …（式６）
【０９９４】作業開始時の初回の溶接で算出した押し込
み短絡電圧平均値Ｖ2aをＶ21とし、押し込み短絡電流平
均値Ｉ2aをＩ21とし、式６によって算出した作業開始時
の初回の算出抵抗値Ｒａを初期抵抗値Ｒ１とすると、初
期抵抗値Ｒ１は式７のとおりとなる。 Ｒ１＝Ｖ21／Ｉ21 …（式７） この初期抵抗値Ｒ１を、２次ケ−ブルの抵抗値の基準値
とする。
【０９９６】次に、溶接作業開始して、同じ２次ケ−ブ
ルを使用しているとき、Ｎ回目溶接時の算出抵抗値Ｒａ
をＮ回目抵抗値Ｒｎとすると、Ｎ回目抵抗値Ｒｎは式８
のとおりとなる。 Ｒｎ＝Ｖ2n／Ｉ2n …（式８） このとき、Ｒｎは、溶接電流通電による温度上昇のため
抵抗値が増加し、Ｒ１よりも大になる。
【０９９８】Ｎ回目抵抗値Ｒｎと初期抵抗値Ｒ１との差
をＮ回目抵抗値増加分ΔＲｎとすると、Ｎ回目抵抗値増
加分ΔＲｎは式９のとおりとなる。 ΔＲｎ＝Ｒｎ−Ｒ１ …（式９）
【１０００】ケ−ブル長さ及び直径によって２次ケ−ブ
ルの抵抗値が異なり、２次ケ−ブルの温度上昇値が異な
る。頭付きスタッド溶接（φ１６〜２２）において使用
する２次ケ−ブルの直径は、８０［mm2］又は１００［m
m2］であり、現場作業では、２次ケ−ブルの温度上昇値
が１５０℃に達する場合もある。そこで、ケ−ブル長さ
及び直径に応じて、抵抗増加許容値をΔＲrと定めてお
く。例えば１００［ｍ］の２次ケ−ブル長であれば、Ｒ
r100とし予め設定しておく。このΔＲr＝Ｒr100と上記
Ｎ回目抵抗値増加分ΔＲｎとを比較する。
【１００２】Ｎ回目抵抗値増加分ΔＲｎが、抵抗増加許
容値ΔＲrよりも小のときは、通常の使用範囲における
発熱が発生していると考えられる。しかし、Ｎ回目抵抗
値増加分ΔＲｎが抵抗増加許容値ΔＲｒよりも大のとき
は異常発熱していると考えられる。この異常発熱は、通
常の直径よりも細径の２次ケ−ブルを使用しているか、
又は前述した屈曲部分が部分断線しているか、コネクタ
等の接続不良が生じている場合である。このときは、溶
接動作を停止し、作業者に２次ケ−ブル異常を知らせ
る。
【１００４】前述した図２６の演算処理回路ＣＰＵは、
後述する図２８のフロチャ−トに示す機能を、ディジタ
ル信号によって実行する演算処理回路であって、基準に
する押し込み短絡検出期間Ｔsdに検出したディジタル溶
接電圧検出信号Ｖddとディジタル溶接電流検出信号Ｉdd
とを入力して、押し込み短絡検出期間Ｔsdのスタッドを
被溶接材に押し込んで短絡させる。押し込み短絡検出期
間Ｔsdのディジタル溶接電圧検出信号Ｖddとディジタル
溶接電流検出信号Ｉddとを入力して、押し込み短絡検出
期間Ｔsdの押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aと押し込み短絡
電流平均値Ｉ2aとを検出した後で、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で除算して算出
抵抗値Ｒａを算出し、記憶回路１１に記憶する。また、
この算出抵抗値Ｒａと予め定めておいた抵抗増加許容値
ΔＲrとを比較する。
【１００６】図２８は、溶接用の２次ケーブル素線の断
線進行を予測するための溶接毎の２次ケ−ブルの抵抗増
加分をチェックする手順を示すフローチャートである。 （１）ステップＳＴ１は、接続している２次ケ−ブル
（以下、判定基準２次ケ−ブルという）の断面及び長さ
における抵抗値から過熱焼損して全部断線にまで及ぶ危
険を生ずる抵抗値までの抵抗増加許容値ΔＲrを設定す
る抵抗増加許容値設定ステップである。 （２）ステップＳＴ２は、判定基準２次ケ−ブルを使用
して、スタッドを被溶接材に押し込んで短絡させ、短絡
通電中に、押し込み短絡電圧平均値Ｖ21と押し込み短絡
電流平均値Ｉ21とを検出する初期短絡電圧電流検出ステ
ップである。 （３）ステップＳＴ３は、短絡電流通電中に検出した初
回の押し込み短絡電圧平均値Ｖ21を初回の押し込み短絡
電流平均値Ｉ21で除算して初期抵抗値Ｒ１を算出する初
期抵抗値算出ステップである。 （４）ステップＳＴ４は、判定するスタッド溶接時の２
次ケ−ブルにおいて、スタッドを被溶接材に押し込んで
短絡させ、短絡電流通電中に、Ｎ回目の押し込み短絡電
圧平均値Ｖ2nとＮ回目の押し込み短絡電流平均値Ｉ2nと
を検出するＮ回目短絡電圧電流検出ステップである。
【１００８】（５）ステップＳＴ５は、上記押し込み短
絡電圧平均値Ｖ2nを押し込み短絡電流平均値Ｉ2nで除算
して判定したいＮ回目抵抗値Ｒｎを算出するＮ回目抵抗
値算出ステップである。 （６）ステップＳＴ６は、Ｎ回目抵抗値Ｒｎから、初期
抵抗値Ｒ１を減算して判定したいＮ回目抵抗値増加分Δ
Ｒｎ＝Ｒｎ−Ｒ１を算出する抵抗値増加算出ステップで
ある。 （７）ステップＳＴ７は、Ｎ回目抵抗値増加分ΔＲｎと
抵抗増加許容値ΔＲrとを比較して、２次ケーブル素線
の断線進行を予測する判定抵抗値比較ステップである。
この判定するＮ回目抵抗値増加分ΔＲｎと抵抗増加許容
値ΔＲrとを比較した信号によって、表示、警報等を行
うことができる。
【１０１０】次に、押し込み短絡検出期間Ｔsdの間、時
刻ｔの押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）及び押し込み短
絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）を検出して、累積抵抗値Ｒntを算
出し、この算出した累積抵抗値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方法
について説明する。
【１０１２】この方法の手順は次のとおりである。 （１）最初に、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。 （２）次に、作業開始時の初回の溶接時に短絡電流を通
電して、初回の押し込み短絡検出期間Ｔsdの間、時刻ｔ
の押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）及び押し込み短絡電
流瞬時値Ｉ（ｔ）を検出する。 （３）上記押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）を押し込み
短絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）で除算した瞬時抵抗値Ｒ（ｔ）
を式１０によって算出する。 Ｒ（ｔ）＝ Ｖ（ｔ）／Ｉ（ｔ） …（式１０）
【１０１４】（４）この瞬時抵抗値Ｒ（ｔ）を累積し
て、初回の押し込み短絡検出期間Ｔsdの初期抵抗値Ｒ１
を算出する。 （５）次に、溶接毎、例えばＮ回目の溶接時に短絡電流
を通電してＮ回目の押し込み短絡検出期間Ｔsdの間、時
刻ｔの押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）及び押し込み短
絡電流瞬時値Ｉ（ｔ）を検出する。 （６）押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）を押し込み短絡
電流瞬時値Ｉ（ｔ）で除算して瞬時抵抗値Ｒ（ｔ）＝
Ｖ（ｔ）／Ｉ（ｔ）を算出する。 （７）この瞬時抵抗値Ｒ（ｔ）を累積して、短絡電圧検
出開始時点ｔ91から短絡電圧検出終了時点ｔ9nまでのＮ
回目の押し込み短絡検出期間Ｔsd内の累積抵抗値Ｒntを
算出する。この押し込み短絡検出期間Ｔsdの累積抵抗値
Ｒntは、演算処理回路ＣＰＵが、数３２によって算出す
る。
【１０１６】
【数３２】
【１０１８】（８）上記押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ
（ｔ）及び押し込み短絡電流瞬時値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を算出す
る。 （９）この累積抵抗値増加分ΔＲntと抵抗増加許容値Δ
Ｒｒとを比較して、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、溶接電流を遮断するか、
又は２次ケーブルの交換時期である表示をする。
【１０２０】本発明の溶接用の２次ケーブル素線の断線
進行予測方法では、溶接作業前に、条件設定回路２７
に、初回の溶接時に算出する初期抵抗値Ｒ１又は新品の
２次ケ−ブルの判定基準抵抗値Ｒｈが、２回目以後の各
溶接毎、例えばＮ回目の溶接時に短絡電流を通電して算
出するＮ回目抵抗値Ｒｎと比較するための基準値とする
ための設定をする。また２次ケ−ブル長さに変更があれ
ば、条件設定回路２７によって、プリセットされた値
（２次ケ−ブル長さ、抵抗増加許容値ΔＲr等）を選択
して、抵抗増加許容値ΔＲrを設定している。これらの
両者とも、最初に新品の２次ケ−ブルを使用して、経年
変化等でその抵抗値が増加する場合を想定しているが、
経年変化等で抵抗値が減少する場合は適用できない。
【１０２１】以下、上記の新品の２次ケ−ブルの判定基
準抵抗値Ｒｈを適用する方法を説明する。第１の方法
は、新品でない２次ケ−ブルの初期抵抗値Ｒ１を新品の
２次ケ−ブルの判定基準抵抗値Ｒｈに修正変更してお
き、２次ケ−ブルが新品でないときの任意の溶接作業開
始時の初期抵抗値Ｒ１を算出した後、新品の２次ケ−ブ
ルの判定基準抵抗値Ｒｈと比較し、その差の絶対値が、
式１１に示す予め定めた抵抗値変化許容値δＲを越えた
場合、抵抗値が大きく変化していることを表している。 δＲ＜｜Ｒ１−Ｒｈ｜ …（式１１） その差の絶対値｜Ｒ１−Ｒｈ｜が、抵抗値変化許容値δ
Ｒを越えて変化したときに、表示回路１２で作業者に知
らせる方法である。
【１０２２】第２の方法は、第１の方法において、２次
ケーブルの劣化チェックの定期点検時又は任意の溶接作
業開始時の短絡電流通電中に、短絡電圧平均値Ｖ2a＝Ｖ
21と短絡電流平均値Ｉ2a＝Ｉ21とを検出して初期抵抗値
Ｒ１＝Ｖ21／Ｉ21を算出する方法である。
【１０２３】第３の方法は、第１の方法において、溶接
毎、例えばＮ回目抵抗値Ｒｎを算出して上記判定基準抵
抗値Ｒｈと比較し、この差の絶対値｜Ｒｎ−Ｒｈ｜が予
め定めた抵抗値変化許容値δＲを越えた時点を、作業者
に知らせる方法である。
【１０２４】前述した新品の２次ケ−ブルの判定基準抵
抗値Ｒｈは、２次ケ−ブルの直径Ｄｓと２次ケ−ブルの
合計長さＬｓとから算出した抵抗値又は２次ケ−ブルの
直径Ｄｓ及び２次ケ−ブルの合計長さＬｓから算出した
合計ケーブル抵抗値と１接続箇所の接触抵抗値と接続箇
所数との積の合計接触抵抗値との和である。
【１０２６】図２８は、溶接用の２次ケーブル素線の断
線進行を予測するための溶接毎の２次ケ−ブルの抵抗増
加分をチェックする手順を示すフローチャートである。
２次ケ−ブルで部分断線が生じた場合、素線断線部が図
２９（Ａ）のように接触している場合の抵抗値は、正常
時と変わらないために、２次ケ−ブルの異常を判定でき
ない。そこで、引き回し等の状態によっては図２９
（Ｂ）のような状態になり、このとき算出抵抗値Ｒａが
ばらつくために、このばらつきを検出して断線進行予測
をしてもよい。
【１０３０】この方法は、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算出抵抗変動許容値ΔＲｍ
を予め定めておき、溶接開始後の算出抵抗最大値Ｒmaと
算出抵抗最小値Ｒmiとの差の算出抵抗最大変動値（Ｒma
−Ｒmi）が、算出抵抗変動許容値ΔＲｍを超えた時点
を、作業者に知らせる方法である。
【１０３２】上記の方法を具体化すると、算出抵抗変動
許容値ΔＲｍを予め定めておき、溶接毎、例えばＮ回目
の溶接時に短絡電流を通電してＮ回目短絡電圧平均値Ｖ
2a＝Ｖ2nと短絡電流平均値Ｉ2a＝Ｉ2nとを検出してＮ回
目抵抗値Ｒｎ＝Ｖ2n／Ｉ2nを算出して、Ｎ回目抵抗値Ｒ
ｎが（Ｎ−１）回目までの算出抵抗最大値Ｒma又は算出
抵抗最小値Ｒmiをこえたときは、このＮ回目抵抗値Ｒｎ
を（Ｎ−１）回目までの算出抵抗最大値Ｒma又は算出抵
抗最小値Ｒmiとし、溶接開始後のＮ回目算出抵抗最大値
Ｒmaと算出抵抗最小値Ｒmiとの差の算出抵抗最大変動値
（Ｒma−Ｒmi）が、算出抵抗変動許容値ΔＲｍを超えた
時点を、作業者に知らせる方法である。
【１０４０】［Ｈ３］第２の課題の解決手段前述した第
２の課題の解決手段について説明する。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、溶接不良となる原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
不良が発生するおそれがないようにする。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、不良原因Ｇ１を除去す
る方法に記載した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。
【１０４２】溶接開始前に、不良原因Ｆ１を除去する
方法に記載した「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、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。
【１０５０】（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、不良原因Ａ１を除去する方法に記載
した「スタッドの引き上げ距離Ｌ１及び押し込み距離Ｌ
２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。
【１０６０】（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、不良原因Ｇ１を除去する方法に記載
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。 前述した溶接開始前に自動設定した主アーク期間標準
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。
【１０６２】溶接中に、不良原因Ｅ１を除去する方法
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。 溶接中に、不良原因Ｇ１を除去する方法に記載した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。
【１０７０】（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。不良原
因Ｇ１を除去する方法において、累積抵抗値増加分ΔＲ
nt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。
【１０８０】（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。
【１０８２】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を実施すると、効果が
大である。
【１０８４】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、主ア−
ク電圧検出間隔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すると、効果
が大である。
【１０８６】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。
【１０８８】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。
【１０９０】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。
【１１００】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の不良原因除去方法の具体例
について説明する。 ［実施例Ｈ１］実施例Ｈ１は、不良原因Ｂ１を除去する
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、この不良原因Ｂ１を除去する方法を実施し
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。
【１１０２】したがって、この不良原因Ｂ１を除去する
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、例えば、押し込み距離Ｌ２の過不足を判別して、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。
【１１１０】（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。
【１１１２】（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。
【１１１４】（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、「上記の他の原因を確認してくだ
さい」。
【１１２０】上記の実施例Ｈ１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。
【１１２２】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、前述した不良原因Ｄ１の理
由によって、主アーク期間標準入熱量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。
【１１２４】このように、主アーク期間標準入熱量Ｑst
38だけを適正値に設定しても、不良原因Ｂ１を除去する
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。
【１１２６】特に、横向き溶接又は上板貫通溶接におい
ては、不良原因Ｂ１を除去する方法に加えて、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、不良原因Ｂ１を除去する方法をも実施して、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。
【１１３０】［実施例Ｈ２］実施例Ｈ２は、横向き溶接
又は上板貫通溶接においては、不良原因Ｂ１を除去する
方法に加えて、不良原因Ｃ１を除去する方法を実施した
ときの不良原因表示を示す。
【１１３２】この不良原因Ｂ１を除去する方法及び不良
原因Ｃ１を除去する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。
【１１３４】（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。
【１１３６】（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Ｈ１の（５）乃至（７）と同じなの
で省略する。
【１１４０】［実施例Ｈ３］実施例Ｈ３は、不良原因Ｂ
１を除去する方法に加えて、不良原因Ｆ１を除去する方
法を実施したときの不良原因表示を示す。
【１１４２】この不良原因Ｂ１を除去する方法及び不良
原因Ｆ１を除去する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。
【１１４４】（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。
【１１４６】（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Ｈ１の（５）乃至（７）と同じなの
で省略する。
【１１５０】［実施例Ｈ４］実施例Ｈ４は、実施例Ｈ３
の不良原因Ｂ１を除去する方法及び不良原因Ｆ１を
除去する方法に加えて、不良原因Ａ１を除去する方法
を実施したときの不良原因表示を示す。
【１１５２】この不良原因Ｂ１を除去する方法を実施し
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Ｈ４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
切及び溶接ガンの移動の異常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。
【１１５４】（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。 （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Ｈ１の（５）乃至（７）と同じなので省略する。
【１１６０】［実施例Ｈ５］実施例Ｈ５は、実施例Ｈ４
の不良原因Ｂ１を除去する方法、不良原因Ｆ１を除
去する方法及び不良原因Ａ１を除去する方法に加え
て、不良原因Ｅ１を除去する方法を実施したときの不
良原因表示を示す。
【１１６２】この実施例Ｈ５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溶接回路電圧降下の
過大ではなく、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。
【１１６４】（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Ｈ１の（５）乃至（７）と同じなの
で省略する。
【１１７０】［実施例Ｈ６］実施例Ｈ６は、実施例Ｈ５
の不良原因Ｂ１を除去する方法、不良原因Ｆ１を除
去する方法、不良原因Ａ１を除去する方法及び不良
原因Ｅ１を除去する方法に加えて、不良原因Ｇ１を除
去する方法を実施したときの不良原因表示を示す。
【１１７２】この実施例Ｈ６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、溶接回路電圧降下の過
大及び溶接用の２次ケーブル素線の断線進行による電
圧降下ではなく、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Ｈ１の
（５）乃至（７）と同じなので省略する。
【１１８０】上記の実施例Ｈ１乃至実施例Ｈ６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。
【１１８２】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。
【２００１】
【発明の効果】従来技術では、溶接終了後に溶接不良を
判定しているために、溶接不良が既に発生してしまって
いるので、手直し、追加溶接等に労力を要し、作業効率
を低下させていた。本発明の共通の効果は、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、溶接不良となる原因を新規な方法で除去
することによって溶接不良の発生を最小限にし、また溶
接不良の発生のおそれが生じたときは、溶接機器が溶接
動作を中止又は作業者に表示して、手直し又は追加溶接
の労力を軽減して作業効率の向上を図ることができる。
【２０１０】［不良原因Ａ１を除去する方法の効果］ （１）不良原因Ａ１を除去する方法は、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の範囲を越え
ると、異常表示又は警報し、また溶接開始動作を停止
し、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。したがって、不良原因Ａ１を除去する方法
は、従来方式のように、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検出値と適正な溶接を行うめ
の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、その各溶接スタッドの品質の合否判定する方
法のように、溶接不良と判定された溶接スタッドは切り
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
らない労力を削減して、作業能率の向上を図ることがで
きる。
【２０１１】（２）不良原因Ａ１を除去する方法は、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。 （３）不良原因Ａ１を除去する方法は、溶接電流通電前
の簡単な動作チェックなので、現場作業において作業性
を損なうことはない。
【２０１２】（４）不良原因Ａ１を除去する第２の方法
は、確認移動設定回路３７に、移動量設定値ｅｒの上限
値ｅrmと移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0との設定移動量
をΔｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）の１つだけ設定又はデフォル
ト値の使用だけすればよいので、設定及び正常移動の確
認が簡単である。
【２０１３】（５）上記不良原因Ａ１を除去する第２の
方法は、異常移動が発生したとき、移動量検出値の上限
値ｅfm側、移動量検出値の下限値ｅf0側、移動量設定値
の上限値ｅrm側又は移動量設定値ｅｒの下限値ｅr0側の
どこに不良原因があるのかが不明であって、別の方法で
調べなければならない。それに対して、不良原因Ａ１を
除去する第３の方法は、異常移動が発生したとき、移動
量検出値の上限値ｅfm側、移動量検出値の下限値ｅf0
側、移動量設定値の上限値ｅrm側又は移動量設定値ｅｒ
の下限値ｅr0側のどこに原因があるのかも同時に判定す
ることができる。
【２０１４】（６）不良原因Ａ１を除去する第４の方法
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を越えていな
ければ正常移動と判別される。しかし、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。
それに対して、不良原因Ａ１を除去する第４の方法は、
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。
【２０１５】（７）不良原因Ａ１を除去する第５の方法
は、不良原因Ａ１を除去する第２の方法の効果と不良原
因Ａ１を除去する第４の方法の効果との両方の効果を有
している。
【２０１６】（８）不良原因Ａ１を除去する第６の方法
は、不良原因Ａ１を除去する第３の方法の効果と、不良
原因Ａ１を除去する第４の方法の効果との両方の効果を
有している。
【２０２０】［不良原因Ｂ１を除去する方法の効果］不
良原因Ｂ１を除去する方法の共通の効果は、積算入熱量
Ｑtaと標準入熱量Ｑstとを検出するごとに比較し、積算
入熱量Ｑtaが標準入熱量Ｑstに達した時点ｔｎで押し込
みを開始するので、短絡が発生しても、適切な入熱量を
確保することができ、良好な溶接品質を得ることができ
る。また、不良原因Ｂ１を除去する方法は、良好な溶接
品質を得ると共に、各スタッドの溶接ごとに得られたデ
ータは各スタッドの溶接ごとに記憶させておき、このデ
ータを演算処理装置ＣＰＵ又は外部記憶装置（例えばメ
モリカード、フロッピーディスク等）又は直接にパソコ
ン等に出力することによって、パソコン等で各スタッド
の溶接作業の溶接品質を容易に確認することができる。
また、この各スタッドの溶接ごとに得られたデ−タを集
計して統計処理等を行って溶接品質の管理を行うことが
できる。
【２０２１】不良原因Ｂ１を除去する第４乃至第６の方
法は、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)又は検
出期間主アーク電圧平均値Ｖav3nから算出した主アーク
期間積算入熱量Ｑta3nが、主アーク期間標準入熱量Ｑst
38に達した時点ｔｎ又は主ア−ク電圧検出間隔平均値
Ｖav(Δt)を積算した主アーク電圧積算値Ｖst38が、主
アーク電圧標準値Ｖst38に達した時点ｔｎで押し込みを
開始するので、短絡が発生しても、適切な入熱量を確保
することができ、良好な溶接品質を得ることができる。
【２０２２】不良原因Ｂ１を除去する第７乃至第９の方
法は、不良原因Ｂ１を除去する第４乃至第６のそれぞれ
の方法の効果に加えて、補助ア−ク期間Ｔｐの補助ア−
ク電流・電圧検出開始時点ｔ１から補助ア−ク電流値Ｉ
ｐを測定すると共に、補助ア−ク電圧平均値Ｖav12を測
定して補助ア−ク期間積算入熱量Ｑta12を算出するの
で、入熱の測定精度が向上する。
【２０２３】不良原因Ｂ１を除去する第１０の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第４乃至第９のそれぞれの方法
の効果に加えて、溶接部の欠陥になる可能性のある微小
短絡の一回の発生時間よりも短い数［mSec］の検出間隔
Δｔごとに算出した主アーク入熱量検出間隔平均値ΔＱ
avが、主アーク入熱量検出間隔標準値ΔＱarよりも低下
する短絡回数Ｎｓを計数して、この短絡回数Ｎｓが予め
設定した標準入熱許容短絡回数Ｎst以上になると、溶接
不良を表示するか又は予め設定した時間だけ主アーク電
流Ｉａの通電時間を追加するか又は溶接不良を表示する
と共に上記通電時間を追加することによって、溶接不良
を防止する効果を有している。
【２０２４】不良原因Ｂ１を除去する第１１の方法は、
信号検出用のリード線を接続して主ア−ク電圧検出間隔
平均値Ｖav(Δt)だけを測定すればよいので、大電流の
検出期間中の溶接電流平均値Ｉavを測定する溶接電流検
出器が不要である。溶接電源装置に故障が発生したとき
は、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)に異常が発
生するので、この異常を表示させるか又は溶接電源装置
の動作を停止させることもできる。
【２０２５】不良原因Ｂ１を除去する第１２の方法は、
検出間隔Δｔごとに、主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav
(Δt)を測定する必要がなく、主アーク安定後に検出期
間中の溶接電流平均値Ｉavを少なくとも１回測定すれば
よいので、回路が簡単になる。
【２０２６】不良原因Ｂ１を除去する第１３の方法は、
溶接電源装置の出力特性が定電流特性でない場合であっ
ても、検出間隔Δｔごとに、主ア−ク電流検出間隔平均
値Ｉav(Δt)及び主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δt)
を測定して主アーク期間積算入熱量Ｑta3nを算出するこ
とによって、小容量のエンジン発電機等の溶接電源装置
に供給する容量が小さい電源装置を用いて、大電流を必
要とする太径のスタッドを溶接する場合等で、溶接電源
の入力電力の不足によって溶接電源の出力電圧及び出力
電流が低下する場合でも、良好な溶接結果を得ることが
できる。
【２０２７】不良原因Ｂ１を除去する第１４の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第７又は第８又は第９の方法に
おいて、不良原因Ｂ１を除去する第１１の方法と同様
に、信号検出用のリード線を接続して補助ア−ク電圧平
均値Ｖav12だけを測定すればよいので、補助ア−ク電流
値Ｉｐを測定する溶接電流検出器が不要である。溶接電
源装置に故障が発生したときは、主ア−ク電圧検出間隔
平均値Ｖav(Δt)に異常が発生するので、この異常を表
示させるか又は溶接電源装置の動作を停止させることも
できる。
【２０２８】不良原因Ｂ１を除去する第１５の方法は、
不良原因Ｂ１を除去する第７又は第８又は第９の方法に
おいて不良原因Ｂ１を除去する第１２の方法と同様に、
検出間隔Δｔごとに、補助ア−ク電流平均値Ｉav(Δt)
を測定する必要がなく、補助ア−ク安定後に補助ア−ク
電流値Ｉｐを少なくとも１回測定すればよいので、回路
が簡単になる。
【２０３０】［不良原因Ｃ１を除去する方法の効果］不
良原因Ｃ１を除去する方法は、下記の効果がある （１）アーク電流を増加させてアーク力を増大させ、被
溶接材の溶け込み深さを大きくする。 （２）アーク電流を増加させてアークの広がりを拡大さ
せて、被溶接材の溶け込み範囲を大きくする。 （３）アーク電流を増加させてアーク力を増大させ、被
溶接材の溶融金属を被溶接材側に押しつけて短絡の発生
を防止する。 （４）溶け込みに大きく影響する入熱は、引き上げ期間
中の後半に必要とするので、この必要とする大きい入熱
を引き上げ期間中の後半にだけ供給して、全入熱量を少
なくして電力量を節減する。
【２０３１】（５）必要とする大きい入熱を引き上げ期
間中の後半にだけ供給して、溶接電源装置の過負荷時間
を短くすることによって、溶接電源装置の出力容量に余
裕がないときであっも、引き上げ期間よりも十分に短い
短時間であれば、エンジン発電機又はスタッド溶接電源
装置が過負荷に耐えて、増加させたアーク電流を通電す
ることができる。 （６）必要とする大きい入熱を引き上げ期間中の後半に
だけ供給して、溶接電源装置の過負荷時間を短くするこ
とによって、溶接電源装置の出力容量に余裕がなく、溶
接ケーブルを延長して溶接ケーブルの電圧降下によって
主アーク電流値が制限を受けるときに、引き上げ期間よ
りも十分に短い短時間であれば、エンジン発電機又はス
タッド溶接電源装置が過負荷に耐えて、増加させたアー
ク電流を通電することができる。
【２０３２】不良原因Ｃ１を除去する第４の方法は、横
向きスタッド溶接において、引き上げ期間の後半に、短
時間だけアーク電流を増加させてアーク力を増大させ、
溶融金属を被溶接材側に押しつけてスタッド先端の溶融
金属から離して短絡を防止する効果がある。
【２０４０】［不良原因Ｄ１を除去する方法の効果］引
き上げ期間の後半に、短時間だけアーク電流を増加させ
る第１の不良原因Ｄ１を除去する方法は、上記不良原因
Ｃ１を除去する方法の効果（１）乃至（６）の他に、引
き上げ期間中の後半に引き上げ距離を増加させる方法に
比べて、アーク長が過大にならないので、アークが安定
しており、アンダーカット等の溶接不良が発生しにくい
効果がある。
【２０４３】不良原因Ｄ１を除去する第３の方法は、上
板貫通スタッド溶接において、引き上げ期間の後半に、
アーク電流を増加させてアーク力を増大させ、鉄骨の溶
け込み深さ及び範囲を大きくする効果がある。この上板
貫通溶接では、直接溶接よりも多くの入熱量を必要とす
るので、主アーク電流通電時間を長く設定する必要があ
る。したがって、この上板貫通溶接では、引き上げ期間
の後半に短絡が頻繁に発生するために、押し込む前に、
主アーク電流を増加することによって短絡を防止するこ
とができる。
【２０４４】アーク発生中に短絡が発生しなくて、アー
ク発生中の入熱が適切な場合であっても、スタッドを被
溶接材に押し込む指令をしてから予め定めた時刻ｔ91よ
りも遅れて短絡したときは、入熱が過大となるが、短絡
期間積算入熱量Ｑta9nが、予め設定した短絡期間標準入
熱量Ｑst9sに達した時点ｔ9nで押し込み短絡電流Ｉｓを
遮断する第２の不良原因Ｄ１を除去する方法は、入熱が
過大となって溶接不良を発生することがない。
【２０５０】［不良原因Ｅ１を除去する方法の効果］不
良原因Ｅ１を除去する方法の共通の効果は、２次ケーブ
ルによる電圧降下が変動したときでも、溶接電源装置の
出力端子電圧値Ｖｄからスタッド近傍のアーク負荷電圧
値を算出して溶接回路の電圧降下の変動を補償すると共
に、溶接回路の電圧降下の変動を補償した正確な積算入
熱量Ｑtaが検出期間全体の標準入熱量Ｑstに達した時点
ｔｎで押し込みを開始させて、短絡が発生しても、必要
な入熱量Ｑｒを確保することである。
【２０５１】不良原因Ｅ１を除去する第１乃至第３の溶
接方法の効果は、初回の溶接で正確な値の溶接回路電圧
降下Ｖ５を設定し、２回目以後の溶接電流値が変化しな
い場合は、２回目以後の溶接においても、溶接回路電圧
降下Ｖ５を修正する必要がない。
【２０５２】不良原因Ｅ１を除去する第４乃至第６の方
法の効果は、周囲条件によって下記のとおりである。 （１）初回の溶接で正確な値の溶接回路電圧降下Ｖ５を
設定しないで、２回目以後の溶接において溶接電流値が
変化しない場合は、２回目の溶接において溶接回路電圧
降下Ｖ５を修正すればよい。 （２）２回目以後の溶接において溶接電流値が変化する
場合であっても、２回目以後の溶接において、溶接回路
電圧降下Ｖ５を修正することができる。
【２０５４】（３）初回の溶接で正確な値の溶接回路電
圧降下Ｖ５を設定しない場合であっても、初回の溶接又
は今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電圧平均値Ｖ
2aを検出して自動的に正確な値の溶接回路電圧降下Ｖ５
に修正することができる。
【２０５５】不良原因Ｅ１を除去する第９の方法の効果
は、溶接電源装置が定電流特性である場合、初回の溶接
又は今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電圧平均値
Ｖ2aを、正確な値の溶接回路電圧降下Ｖ５とすることが
でき、制御回路が単純なる。
【２０５６】不良原因Ｅ１を除去する第１０の方法の効
果は、溶接電源装置が定電流特性でない場合でも、初回
の溶接又は今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電圧
平均値Ｖ2aに、今回の溶接の主ア−ク電流検出間隔平均
値Ｉav(Δt)と今回以前の押し込み短絡電流平均値Ｉ2a
との比Ｉav(Δt)／Ｉ2aを乗算した値を、溶接回路電圧
降下Ｖ５とすることができる。
【２０５７】不良原因Ｅ１を除去する第１１の方法の効
果は、溶接電源装置が定電流特性でない場合で、しかも
溶接位置が被溶接物上で移動する等によって２回目以後
の溶接において溶接電流値が変化する場合でも、今回の
溶接の主ア−ク電流検出間隔平均値Ｉav(Δt)と初回の
溶接で算出した算出抵抗値Ｒａとの積を、溶接回路電圧
降下Ｖ５とすることができる。
【２０５８】この不良原因Ｅ１を除去する第７の方法の
効果は、不良原因Ｅ１を除去する第１から不良原因Ｅ１
を除去する第６までの溶接回路電圧降下Ｖ５を、溶接作
業者が、２次ケーブルの断面積と接続長さとだけを認識
して、溶接制御装置に入力すれば、溶接制御装置が設定
抵抗値Ｒｓを算出するので、初回の溶接から比較的正確
な値の溶接回路電圧降下Ｖ５を設定することができる。
また、この方法の効果は、溶接電源装置が定電流特性で
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等の
２回目以後の溶接において溶接電流値が変化しない場合
は、２回目以後の溶接においても、２次ケーブルの電圧
降下を修正する必要がない。さらに、この方法の効果
は、溶接電源装置が定電流特性でないか、溶接するスタ
ッドの直径を変更して溶接電流値を変更するか、溶接位
置が被溶接物上で移動する等の２回目以後の溶接におい
て溶接電流値が変化する場合であっても、初回の溶接か
ら比較的正確な値の溶接回路電圧降下Ｖ５を設定するこ
とができると共に、２回目以後の溶接においても、溶接
回路電圧降下Ｖ５を修正することができる。
【２０５９】不良原因Ｅ１を除去する第１２の方法の効
果は、前述した第１２の方法によって算出した絶対値
が、予め設定した電圧降下誤差許容値ΔＶ５を越えたと
き、今回の溶接で検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a
＝Ｖ2nを、Ｎ回目の溶接の押し込み算出主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖ3pを算出するときの押し込み短絡電圧平
均値Ｖ2aとする方法で、押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aの
頻繁な微小変動の攪乱を回避することができる。
【２０６０】不良原因Ｅ１を除去する第１３の方法の効
果は、前述した第１３の方法によって算出した絶対値
が、予め設定した電圧降下誤差許容値ΔＶ５を越えたと
き、今回の溶接で検出した押し込み短絡電圧平均値Ｖ2a
＝Ｖ2nを、Ｎ回目の溶接の押し込み算出主ア−ク電圧検
出間隔平均値Ｖ3pを算出するときの押し込み短絡電圧平
均値Ｖ2aとする方法で、押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aの
頻繁な微小変動の攪乱を回避することができる。
【２０６１】不良原因Ｅ１を除去する第１４の方法の効
果は、前述した第１４の方法によって算出した絶対値
が、予め設定した電圧降下誤差許容値ΔＶ５を越えたと
きに、今回の溶接で算出した算出抵抗値Ｒanを、Ｎ回目
の溶接の溶接回路電圧降下Ｖ５を算出するときの算出抵
抗値Ｒａとする方法で、押し込み短絡電圧平均値Ｖ2aの
頻繁な微小変動の攪乱を回避することができる。
【２０７０】［不良原因Ｆ１を除去する方法の効果］不
良原因Ｅ１を除去する方法の共通の効果は、スタッドの
種類、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。
【２０７１】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ることがてきないような場
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させることが
できる。
【２０７２】スタッドの種類、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。また、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。
【２０７４】不良原因Ｆ１を除去する第３乃至第６及び
第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。
【２０７５】不良原因Ｆ１を除去する第１０乃至第１２
及び第１６及び第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ＧＮが動作して、主ア−ク電圧検出間隔平
均値Ｖav(Δｔ)から算出したアーク期間積算入熱量Ｑta
が、算出又は選定した主アーク期間全体の標準入熱量Ｑ
st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。
【２０７６】不良原因Ｆ１を除去する第５及び第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ＧＮ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。
【２０７７】従来の方法は、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。不良原因Ｆ１を
除去する第６及び第７及び第１１の方法は、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ＧＮ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、従来の方法のような上記溶接不良となること
がない。
【２０７８】不良原因Ｆ１を除去する第８及び第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又は設定電圧降下を入
力するだけで、溶接電源装置１及び溶接ガンＧＮ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。
【２０８０】［不良原因Ｇ１を除去する方法の効果］不
良原因Ｇ１を除去する方法の共通の効果は、以下のとお
りである。 （１）２次ケーブルは、通常の固定配線されたケーブル
に比べて、部分断線することが多く、また、本体ケ−ブ
ルの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く、さらに、
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、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し、異常発熱
して危険である。特に、建築物等の大形構造物の溶接作
業は、溶接箇所まで延長して頻繁に移動させ、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
断線が急速に進行する。それに対して、不良原因Ｇ１を
除去する方法は、許容値を超えた時点で、２次ケーブル
を交換することによって、上記の課題を解決することが
できる。
【２０８１】（２）不良原因Ｇ１を除去する方法におい
ては、Ｎ回目抵抗値増加分ΔＲｎが予め定められた抵抗
増加許容値ΔＲｒを越える時点で表示、警報等が出力さ
れるので、２次ケーブル又はコネクタが劣化しているか
どうかを確認することができ、早期の交換等の対策が可
能になる。また、使用可能なケーブル長を越えたときで
も認識することができる。
【２０８２】（３）不良原因Ｇ１を除去する方法におい
ては、初期抵抗値Ｒ１が予め定められた抵抗値、例えば
判定基準抵抗値Ｒｈを越えると表示されるので、使用可
能なケーブル長を越えていることを知ることができる。
【２０８３】（４）不良原因Ｇ１を除去する第１の方法
は、溶接電源装置の外部出力特性が定電流特性であると
きは、前述した不良原因Ｇ１を除去する方法の共通の効
果に加えて、短絡電圧平均値を算出して、この短絡電圧
平均値の変化を自動的に監視するので、簡単な装置で、
溶接用の２次ケーブル素線の断線の進行を予測すること
ができる。
【２０８４】（５）さらに、不良原因Ｇ１を除去する方
法は、溶接回路電圧降下を測定する目的で短絡電流Ｉｓ
を通電する必要がなく、通常のスタッド溶接中に、溶接
回路電圧降下を測定することができるので、溶接ガンと
被溶接材の溶接すべき箇所付近との間を短絡して溶接回
路電圧降下を測定する労力を省くことができる。
【２０８５】（６）不良原因Ｇ１を除去する第２の方法
は、不良原因Ｇ１を除去する方法の共通の効果の他に、
溶接電源装置の外部出力特性が定電流特性でないときで
あっても、精度よく、適用することができる。
【２０８８】（７）不良原因Ｇ１を除去する第３の方法
は、押し込み短絡電圧瞬時値Ｖ（ｔ）及び押し込み短絡
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Δ
Ｒntが抵抗増加許容値ΔＲｒを越えたときに、溶接電流
を遮断することによって、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。
【２０９０】（８）不良原因Ｇ１を除去する第４の方法
は、新品でない２次ケ−ブルの初期抵抗値Ｒ１を算出し
て新品の２次ケ−ブルの判定基準抵抗値Ｒｈと比較し、
この差の絶対値｜Ｒ１−Ｒｈ｜が、新品の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値変化許容値δＲを越えた時点
で、２次ケーブルを交換することによって、第１に、新
品でない２次ケ−ブルの初期抵抗値Ｒ１を、新品の２次
ケ−ブルの判定基準抵抗値Ｒｈと比較するので、常に一
定した判定基準に基づく結果（２次ケーブルの交換時
期）を予測することができ、第２に、２次ケーブルの劣
化チェックの保守点検時又は任意の溶接作業開始時に
も、２次ケーブルの交換時期の予測をすることができ
る。
【２０９３】（９）不良原因Ｇ１を除去する第５の方法
は、新品でない２次ケ−ブルを使用して、Ｎ回目抵抗値
Ｒｎを算出して、溶接作業開始時に、新品の２次ケ−ブ
ルの判定基準抵抗値Ｒｈと比較し、この差の絶対値｜Ｒ
ｎ−Ｒｈ｜が、新品の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
抗値変化許容値δＲを越えた時点で、２次ケーブルを交
換することによって、２次ケーブルの劣化チェックの保
守点検時又は任意の溶接作業開始時だけでなく、新品で
ない２次ケ−ブルのＮ回目溶接時のＮ回目抵抗値Ｒｎ
を、新品の２次ケ−ブルの判定基準抵抗値Ｒｈと比較す
るので、常に一定した判定基準に基づく結果（２次ケー
ブルの交換時期）を予測することができる。
【２０９６】（１０）不良原因Ｇ１を除去する第６乃至
第８の方法は、２次ケ−ブルで部分断線が生じた場合、
素線断線部が図２９（Ａ）のように接触している場合
は、正常時の抵抗値となるために、２次ケ−ブルの部分
断線の進行を判定することができない。そこで、引き回
し等の状態によっては図６（Ｂ）のような状態になり、
このとき算出抵抗値Ｒａがばらつくので、このばらつき
を算出して、溶接用の２次ケーブル素線の断線の進行を
予測することができる。
【２１００】［第２の課題Ｈ１の効果］第２の課題解決
手段の共通の効果は、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。
【２１０２】第２の課題解決手段の第２の方法の効果
は、第２の課題解決手段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、溶接不良となる原因を除去し、又は作
業者が対処することができる。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、この実行した不良原因除去方法に対応
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。
【２１０３】第２の課題解決手段の第３の方法の効果
は、第２の課題解決手段の第２の方法の効果に加えて、
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、この実行した不良原因除去
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
原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。
【２１０４】第２の課題解決手段の第４の方法の効果
は、第２の課題解決手段の第３の方法の効果に加えて、
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、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４】図４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５】図５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は、アナログ信号によって、移動量設定値
ｅｒと移動量検出値ｅｆとを比較する溶接ガン移動装置
を示す図である。
【図９】図９（Ａ）は移動量設定値ｅｒの時間経過を示
す図であり、同図（Ｂ）は移動量検出値ｅｆが移動量設
定値ｅｒに追従している移動量検出信号ｅｆの時間経過
を示す図である。
【図１０】図１０は、移動量設定信号ｅｒと移動量検出
信号ｅｆとの差の移動量比較値の絶対値が、移動量差許
容値δよりも大のときの移動量設定信号ｅｒ及び移動量
検出信号ｅｆの時間経過を示す図である。
【図１１】図１１は、マイクロプロセッサを用いてデジ
タル信号によって移動量設定値ｅｒと移動量検出値ｅｆ
とを比較する溶接ガン移動装置を示す図である。
【図１２】図１２（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ごとに主ア−ク
電圧検出間隔平均値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１３】図１３（Ａ）は、各溶接中の検出期間中の溶
接電流平均値Ｉav又は主ア−ク電流検出間隔平均値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ごとに主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ
av(Δｔ)を算出する説明図である。
【図１４】図１４は、主アーク期間Ｔａ中に、引き上げ
不良、異常アーク現象による片溶け等によって、スタッ
ドＳが、一時的に、溶融プールに短絡した場合の溶接電
圧波形及び溶接電流波形を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、主アーク期間Ｔａ中に微小
短絡が発生した場合の出力電流Ｉｏの波形を示す溶接電
流波形図であり、同図（Ｂ）は、主アーク期間Ｔａ中に
短絡が発生した場合の出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図
である。
【図１６】図１６は、本発明の主電流切換スタッド溶接
の不良原因除去方法を実施するスタッド溶接装置の出力
波形図であり、同図（Ａ）は出力電流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１７】図１７は横向き溶接終了後の余盛り形状を示
す図であって、同図の符号（Ａ）は従来の溶接方法で溶
接した余盛りが適切に形成されていないために溶接強度
が不足する例を示す図であり、同図の符号（Ｂ）は本発
明の溶接方法で溶接した余盛りが適切に形成されている
ので溶接強度が確保される例を示す図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、基準にするスタッドを被溶
接材に押し込む指令をしてから短絡電圧検出開始時点ｔ
91までに短絡したときの押し込み短絡入熱標準値設定期
間Ｔssの押し込み短絡電流平均値Ｉｓを算出する説明図
であり、同図（Ｂ）は、そのときの押し込み短絡入熱標
準値設定期間Ｔssの押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖ
ｓ(Δt)を算出する説明図であり、同図（Ｃ）はそのと
きのスタッド先端の移動量Ｍを示す図である。
【図１９】図１９（Ａ）は、判定したいスタッドを被溶
接材に押し込む指令をしてから短絡電圧検出開始時点ｔ
91よりも遅れて短絡したときの押し込み短絡検出期間Ｔ
sdの押し込み短絡電流平均値Ｉｓを算出する説明図であ
り、同図（Ｂ）は、そのときの押し込み短絡検出期間Ｔ
sdの押し込み短絡電圧検出間隔平均値Ｖｓ(Δt)を算出
する説明図である。
【図２０】図２０（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又は主ア−ク電流
検出間隔平均値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、主ア−
ク電圧検出間隔平均値Ｖav(Δｔ)を検出する説明図であ
る。
【図２１】図２１（Ａ）は、各溶接中の出力電流Ｉｏ
が、定電流特性であって一定値Ｉavであることを示す図
であり、同図（Ｂ）は、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖ
av(Δt)から溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア
−ク電圧検出間隔平均値Ｖ３を積算した主アーク期間入
熱積算電圧値Ｖqt3nを算出する説明図である。
【図２２】図２２（Ａ）は、各溶接中の出力電流Ｉｏか
ら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、主ア−ク電圧検出間隔平均値Ｖav
(Δt)から溶接回路電圧降下Ｖ５を減算した算出主ア−
ク電圧検出間隔平均値Ｖ３を積算した主アーク期間入熱
積算電圧値Ｖqt3nを算出する説明図である。
【図２３】図２３は、主アーク期間Ｔａ中に、引き上げ
不良、異常アーク現象による片溶け等によって、スタッ
ドＳが、一時的に、溶融プールに短絡した場合の溶接電
圧波形及び溶接電流波形を示す図である。
【図２４】図２４（Ａ）は、主アーク期間Ｔａ中に微小
短絡が発生した場合の出力電流Ｉｏの波形を示す溶接電
流波形図であり、同図（Ｂ）は、主アーク期間Ｔａ中に
短絡が発生した場合の出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図
である。
【図２５】図２５は、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２６】図２６は、本発明のスタッド溶接の不良原因
除去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２７】図２７（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
力端子で検出した出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図であ
り、同図（Ｃ）はスタッド先端の移動量Ｍを示す図であ
る。
【図２８】図２８は、溶接用の２次ケーブル素線の断線
進行を予測するための溶接毎の２次ケ−ブルの抵抗増加
分をチェックする手順を示すフローチャートである。
【図２９】図２９は（Ａ）は、２次ケ−ブルの断線部が
接触している場合の状態を示す図であり、同図（Ｂ）
は、断線部の素線が離れている状態を示す図である。
【符号の説明】
１ …溶接電源装置 ３ …溶接制御装置 ４ …ガン移動確認制御装置 ５ …出力電流指令回路 ６、２１…Ｄ／Ａ変換回路 ７、８、２０…Ａ／Ｄ変換回路 １０…移動量設定回路 １１…記憶回路 １２…表示回路 １３…溶接開始終了スイッチ １５…溶接電流調整回路 １７…２次ケーブル／溶接ケーブル １７ａ…本体ケ−ブル／断線チェックしたい２次ケーブ
ル １７ｂ…断線チェック部分 １８…溶接動作禁止回路 １９…移動範囲確認スイッチ ２３…当接部材 ２４…サ−ボモ−タ ２５…モ−タ可動部 ２６…モ−タ駆動回路 ２７…条件設定回路 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 ３７…確認移動設定回路 ４３…移動指令回路 ４４…比較回路 ４５…移動上下限異常判定回路 ４６…移動量比較異常判定回路 ４７…ＯＲ回路 ４８…ＮＯＴ回路 ５０…マイクロプロセッサ ５１…Ａ／Ｄ変換回路 ５２…Ｄ／Ａ変換回路 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 Ｄｅ…鉄骨表面からの押し込み距離 Ｄｐ…板厚 Ｄup…引き上げ距離 ｅｆ…移動量検出信号／移動量検出値 ｅf0…移動量検出値の下限値 ｅf1…移動中の任意の時点ｔm1の移動量検出信号／移動
量検出値 ｅfm…移動量検出値の上限値 ｅｒ…移動量設定信号／移動量設定値 ｅrm…移動量設定値の上限値 ｅr1…移動中の任意の時点ｔm1の移動量設定信号 （ｅｒ−ｅｆ）…移動量比較値 （ｅrm−ｅfm）…上限移動量設定検出値差 （ｅr0−ｅf0）…下限移動量設定検出値差 Δｅｒ＝（ｅrm−ｅr0）…設定移動量 Δｅｆ＝（ｅfm−ｅf0）…検出移動量 （Δｅｒ−Δｅｆ）…移動量設定検出値差 ｜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 Ｉ（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／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)…主ア−ク電流検出間隔平均値 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 Ｉｓ…押し込み短絡電流／（検出期間全体又は検出期間
中の）押し込み短絡電流平均値 Ｉｓ(Δt）…押し込み短絡電流検出間隔平均値 Ｉta3n…主アーク期間積算電流値 Ｉ（ｔ）…押し込み短絡電流瞬時値 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 ｎ …（検出間隔Δｔの）検出回数 Ｎｓ…短絡回数 Ｎst…標準入熱許容短絡回数 Ｐ …基準点 Ｐ５…電圧降下消費電力 Ｐst…標準供給電力量 Ｐta…主アーク期間積算供給電力量 Ｑｒ…必要な入熱量 Ｑst…標準入熱量 Ｑst18…（予め設定した）補助・主アーク検出期間全体
の標準入熱量 Ｑst38…主アーク期間標準入熱量 Ｑst3b…切換前標準入熱量 Ｑstb8…切換後標準入熱量 Ｑst9s…短絡期間標準入熱量 Ｑta …（主アーク期間）積算入熱量／（短絡期間）標
準入熱量 Ｑta12…補助ア−ク期間積算入熱量 Ｑta1n…補助・主アーク期間積算入熱量 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 Ｑta9n…短絡期間積算入熱量 ΔＱar…主アーク入熱量検出間隔標準値 ΔＱas…検出間隔ごとの短絡発生時の入熱量平均値 ΔＱav…主アーク入熱量検出間隔平均値 ΔＱst…押し込み短絡入熱量検出間隔標準値 Ｒ１ …初期抵抗値［Ｖ21／Ｉ21］ Ｒａ …算出抵抗値［Ｖ2a／Ｉ2a］ Ｒｈ …（新品の２次ケ−ブルの）判定基準抵抗値 Ｒma …算出抵抗最大値 Ｒmi …算出抵抗最小値 （Ｒma−Ｒmi）…算出抵抗最大変動値 ｜Ｒ１−Ｒｈ｜…初期抵抗値と判定基準抵抗値との差の
絶対値 ｜Ｒｎ−Ｒｈ｜…Ｎ回目抵抗値と判定基準抵抗値との差
の絶対値 Ｒｎ…Ｎ回目抵抗値［Ｖ2n／Ｉ2n］ Ｒnt…累積抵抗値 Ｒｓ…設定抵抗値 Ｒ（ｔ）…瞬時抵抗値 ΔＲｍ…算出抵抗変動許容値 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 Ｓ18…溶接動作禁止信号 Ｓ45…移動上下限異常信号 Ｓ46…移動量比較異常信号 Ｓ47…異常信号 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 ｔ１…補助ア−ク電流・電圧検出開始時点 Ｔ12…補助アーク入熱標準値設定期間／補助アーク検出
期間 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 Ｔ38…主アーク入熱標準値設定期間 Ｔ3b…切換前通電期間 Ｔ3n…主アーク積算値検出期間 ｔ８…主ア−ク電流・電圧検出終了時点 ｔ９…主ア−ク期間終了時点／短絡期間開始時点／（押
し込み）短絡開始時点 ｔ91…（押し込み）短絡電圧検出開始時点 ｔ91乃至ｔ9n…各検出間隔Δｔの検出開始時点 ｔ93…短絡電圧検出開始時点ｔ91よりも遅れて短絡した
時点 ｔ9s…短絡電圧検出終了時点 ｔ9n…短絡期間標準入熱量Ｑst9sに達した時点／短絡電
圧標準値Ｖst9sに達した時点／（押し込み）短絡電圧検
出終了時点 ｔ10…出力電流通電終了時点／短絡電流通電終了時点／
（押し込み）短絡電流通電終了時点 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 ｔm1…移動中の任意の時点 ｔｎ…主アーク期間標準入熱量Ｑst38に達した時点／切
換後標準入熱量Ｑstb8に達した時点 Ｔrn…Ｎ回目の測定温度上昇値 Ｔrs…判定温度上昇値 Ｔｓ…押し込み短絡期間 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 Ｔsd…押し込み短絡検出期間 Ｔss…押し込み短絡入熱標準値設定期間 ΔＴ91…正常時の短絡開始時間遅れ ΔＴ93…異常時の短絡開始時間遅れ Δｔ…検出間隔 Ｖ（ｔ）…各時刻ｔの溶接電圧値 Ｖ21…初回の押し込み短絡電圧平均値 Ｖ2n…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／短絡電圧平均値 Ｖ３…算出主ア−ク電圧検出間隔平均値 Ｖ3p…押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値 Ｖ3s…設定算出主ア−ク電圧検出間隔平均値 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…切換前の主アーク電圧値 Ｖa2…切換後の主アーク電圧値 Ｖas(Δｔ)…検出間隔ごとの短絡発生時の出力端子電圧
平均値 Ｖav12…補助ア−ク電圧平均値 Ｖav3n…検出期間主アーク電圧平均値 Ｖav(Δｔ)…主ア−ク電圧検出間隔平均値 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 Ｖpt3n…主アーク期間積算供給電圧値 Ｖqa…検出期間入熱電圧平均値 Ｖqt3n…主アーク期間入熱積算電圧値 Ｖｓ(Δt)…押し込み短絡電圧検出間隔平均値 Ｖｓ9n…検出期間短絡電圧平均値 Ｖst38…主アーク電圧標準値 Ｖst9s…短絡電圧標準値 Ｖta3n…主アーク期間積算電圧値 Ｖta9n…短絡期間積算電圧値 Ｖ（ｔ）…押し込み短絡電圧瞬時値 ΔＶ2n…Ｎ回目短絡電圧増加分［Ｖ2n−Ｖ21］ ΔＶ５…電圧降下誤差許容値 ΔＶｒ…抵抗増加電圧降下許容値 Ｗ …被溶接材 Ｗａ…鉄骨 Ｗｂ…鋼板 Ｗｍ…溶融金属 Ｗｒ…余盛り 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 …移動量許容値 γ１…移動量上限許容値 γ12…移動量上下限許容値 γ２…移動量下限許容値 δ …移動量差許容値 δＲ…２次ケ−ブルの過熱焼損の危険を生ずる抵抗値変
化許容値 τ …切換通電期間比率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 宏 大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会 社ダイヘン内 (72)発明者 原田 章二 大阪市北区南森町１丁目１番29号 ダイヘ ンスタッド株式会社内

Claims (45)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スタッドを引き上げ及び押し込む移動軸
    の端部に取り付けた保持具にスタッドを保持して溶接す
    るスタッド溶接の不良原因除去方法において、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、前記比較値が予め設定した移動許容値の範囲を
    越えると、異常表示又は警報し、または溶接開始動作を
    停止し、前記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スタッド溶接の不良原因除去方法。
  2. 【請求項２】 請求項１の移動量検出値と移動量設定値
    との比較値が、移動量設定値の上限値から移動量設定値
    の下限値までの設定移動量と移動量検出値の上限値から
    移動量検出値の下限値までの検出移動量との差の移動量
    設定検出値差であり、請求項１の移動許容値が、前記移
    動量設定検出値差と比較する移動量許容値であるスタッ
    ド溶接の不良原因除去方法。
  3. 【請求項３】 請求項１の移動量検出値と移動量設定値
    との比較値が、移動量設定値の上限値と移動量検出値の
    上限値との差の上限移動量設定検出値差及び移動量設定
    値の下限値と移動量検出値の下限値との差の下限移動量
    設定検出値差であり、請求項１の移動許容値が、前記上
    限移動量設定検出値差と比較する移動量上限許容値及び
    下限移動量設定検出値差と比較する移動量下限許容値で
    あるスタッド溶接の不良原因除去方法。
  4. 【請求項４】 請求項１の移動量検出値と移動量設定値
    との比較値が、移動中の任意の時点の移動量設定信号と
    移動中の任意の時点の移動量検出信号との差の移動量比
    較値の絶対値であり、請求項１の移動許容値が、前記移
    動量比較値の絶対値と比較する移動量差許容値であるス
    タッド溶接の不良原因除去方法。
  5. 【請求項５】 請求項１の移動量検出値と移動量設定値
    との比較値が、移動量設定値の上限値から移動量設定値
    の下限値までの設定移動量と移動量検出値の上限値から
    移動量検出値の下限値までの検出移動量との差の移動量
    設定検出値差であると共に、移動中の任意の時点の移動
    量設定信号と移動中の任意の時点の移動量検出信号との
    差の移動量比較値の絶対値であり、請求項１の移動許容
    値が、前記移動量設定検出値差と比較する移動量許容値
    であると共に、前記移動量比較値の絶対値と比較する移
    動量差許容値であるスタッド溶接の不良原因除去方法。
  6. 【請求項６】 請求項１の移動量検出値と移動量設定値
    との比較値が、移動量設定値の上限値と移動量検出値の
    上限値との差の上限移動量設定検出値差及び移動量設定
    値の下限値と移動量検出値の下限値との差の下限移動量
    設定検出値差であると共に、移動中の任意の時点の移動
    量設定信号と移動中の任意の時点の移動量検出信号との
    差の移動量比較値の絶対値であり、請求項１の移動許容
    値が、前記上限移動量設定検出値差と比較する移動量上
    限許容値及び下限移動量設定検出値差と比較する移動量
    下限許容値であると共に、前記移動量比較値の絶対値と
    比較する移動量差許容値であるスタッド溶接の不良原因
    除去方法。
  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におい
    て、主ア−ク電圧検出間隔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標準入熱
    量に達した時点で押し込みを開始するスタッド溶接の不
    良原因除去方法。
  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におい
    て、主ア−ク電圧検出間隔平均値を積算した主アーク期
    間積算電圧値が、予め設定した主アーク期間標準入熱量
    から算出した主アーク電圧標準値に達した時点で押し込
    みを開始するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  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において、
    検出期間主アー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標準入熱量に
    達した時点で押し込みを開始するスタッド溶接の不良原
    因除去方法。
  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におい
    て、溶接開始前に、正常な溶接時の主アーク期間標準入
    熱量を予め設定しておき、主アーク電流・電圧検出開始
    時点から、主ア−ク電圧検出間隔平均値を測定し、前記
    主ア−ク電圧検出間隔平均値と検出期間中の溶接電流平
    均値との積の主アーク入熱量検出間隔平均値を積算して
    主アーク期間積算入熱量を算出し、前記主アーク期間積
    算入熱量が、前記主アーク期間標準入熱量に達した時点
    で押し込みを開始するスタッド溶接の不良原因除去方
    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におい
    て、溶接開始前に、正常な溶接時の主アーク期間標準入
    熱量を予め設定しておき、主アーク電流・電圧検出開始
    時点から、主ア−ク電圧検出間隔平均値を測定し、前記
    主ア−ク電圧検出間隔平均値を積算して主アーク期間積
    算電圧値を算出し、前記主アーク期間積算電圧値が、前
    記主アーク期間標準入熱量を検出期間中の溶接電流平均
    値で除算した主アーク電圧標準値に達した時点で押し込
    みを開始するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  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におい
    て、溶接開始前に、正常な溶接時の主アーク期間標準入
    熱量を予め設定しておき、主アーク電流・電圧検出開始
    時点から、主ア−ク電圧検出間隔平均値を測定し、前記
    主ア−ク電圧検出間隔平均値を積算して主アーク期間積
    算電圧値を算出し、前記主アーク期間積算電圧値を検出
    回数で除算して検出期間主アーク電圧平均値を算出し、
    前記検出期間主アーク電圧平均値と検出期間中の溶接電
    流平均値と主アーク積算値検出期間との積の主アーク期
    間積算入熱量を算出し、前記主アーク期間積算入熱量
    が、前記主アーク期間標準入熱量に達した時点で押し込
    みを開始するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１０又は請求項１１又は請求項
    １２の方法において、溶接開始前に、溶接部の欠陥にな
    る可能性のある微小短絡の一回の発生時間よりも短い検
    出間隔及び短絡が発生しないときのアーク入熱量検出間
    隔標準値及び主アーク期間標準入熱量を確保する標準入
    熱許容短絡回数を予め設定しておき、主アーク電流・電
    圧検出開始時点から、主ア−ク電圧検出間隔平均値を測
    定して、主ア−ク電圧検出間隔平均値と検出期間中の溶
    接電流平均値との積の主アーク入熱量検出間隔平均値を
    算出し、前記主アーク入熱量検出間隔平均値が前記アー
    ク入熱量検出間隔標準値よりも低下した短絡回数を計数
    して、前記短絡回数が前記標準入熱許容短絡回数以上に
    なると溶接不良を表示するか又はさらに予め設定した時
    間だけ主アーク電流の通電時間を追加するか又は前記溶
    接不良を表示すると共に通電時間を追加するスタッド溶
    接の不良原因除去方法。
  14. 【請求項１４】 被溶接材からスタッドを引き上げてア
    ークを発生させ、引き上げ期間の終了後に、被溶接材に
    スタッドを所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接する
    スタッド溶接の不良原因除去方法において、引き上げ期
    間の後半に、主アーク電流を増加させる主電流切換スタ
    ッド溶接の不良原因除去方法。
  15. 【請求項１５】 被溶接材からスタッドを引き上げてア
    ークを発生させ、引き上げ期間の終了後に、被溶接材に
    スタッドを所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接する
    スタッド溶接の不良原因除去方法において、押し込み短
    絡電圧検出間隔平均値から算出した短絡期間積算入熱量
    が、予め設定した短絡期間標準入熱量に達した時点で押
    し込み短絡電流を遮断するスタッド溶接の不良原因除去
    方法。
  16. 【請求項１６】 被溶接材からスタッドを引き上げてア
    ークを発生させ、引き上げ期間の終了後に、被溶接材に
    スタッドを所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接する
    スタッド溶接の不良原因除去方法において、短絡期間積
    算電圧値が、予め設定した短絡期間標準入熱量から算出
    した短絡電圧標準値に達した時点で押し込み短絡電流を
    遮断するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  17. 【請求項１７】 被溶接材からスタッドを引き上げてア
    ークを発生させ、引き上げ期間の終了後に、被溶接材に
    スタッドを所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接する
    スタッド溶接の不良原因除去方法において、検出期間短
    絡電圧平均値から算出した短絡期間積算入熱量が、予め
    設定した短絡期間標準入熱量に達した時点で押し込み短
    絡電流を遮断するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  18. 【請求項１８】 被溶接材からスタッドを引き上げてア
    ークを発生させ、引き上げ期間の終了後に、被溶接材に
    スタッドを所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接する
    スタッド溶接の不良原因除去方法において、溶接開始前
    に、短絡電圧検出開始時点までに押し込み短絡が開始す
    るときの短絡期間標準入熱量を予め設定しておき、短絡
    電圧検出開始時点から、押し込み短絡電圧検出間隔平均
    値を測定し、前記押し込み短絡電圧検出間隔平均値と検
    出期間中の押し込み短絡電流平均値との積の押し込み短
    絡入熱量検出間隔平均値を積算して短絡期間積算入熱量
    を算出し、前記短絡期間積算入熱量が、前記短絡期間標
    準入熱量に達した時点で押し込み短絡電流を遮断するス
    タッド溶接の不良原因除去方法。
  19. 【請求項１９】 被溶接材からスタッドを引き上げてア
    ークを発生させ、引き上げ期間の終了後に、被溶接材に
    スタッドを所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接する
    スタッド溶接の不良原因除去方法において、溶接開始前
    に、短絡電圧検出開始時点までに押し込み短絡が開始す
    るときの短絡期間標準入熱量を予め設定しておき、短絡
    電圧検出開始時点から、押し込み短絡電圧検出間隔平均
    値を測定し、前記押し込み短絡電圧検出間隔平均値を積
    算して短絡期間積算電圧値を算出し、前記短絡期間積算
    電圧値が、前記短絡期間標準入熱量を検出期間中の押し
    込み短絡電流平均値で除算した短絡電圧標準値に達した
    時点で押し込み短絡電流を遮断するスタッド溶接の不良
    原因除去方法。
  20. 【請求項２０】被溶接材からスタッドを引き上げてアー
    クを発生させ、引き上げ期間の終了後に、被溶接材にス
    タッドを所定の押し込み距離だけ押し込んで溶接するス
    タッド溶接の不良原因除去方法において、溶接開始前
    に、短絡電圧検出開始時点までに押し込み短絡が開始す
    るときの短絡期間標準入熱量を予め設定しておき、短絡
    電圧検出開始時点から、押し込み短絡電圧検出間隔平均
    値を測定し、前記押し込み短絡電圧検出間隔平均値を積
    算して短絡期間積算電圧値を算出し、前記短絡期間積算
    電圧値を検出回数で除算して検出期間短絡電圧平均値を
    算出し、前記検出期間短絡電圧平均値と検出期間中の押
    し込み短絡電流平均値と押し込み短絡検出期間との積の
    短絡期間積算入熱量を算出し、前記短絡期間積算入熱量
    が、前記短絡期間標準入熱量に達した時点で押し込み短
    絡電流を遮断するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  21. 【請求項２１】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ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におい
    て、主ア−ク電圧検出間隔平均値から溶接回路電圧降下
    を減算して算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を算出し、
    前記算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を基に積算した主
    アーク期間積算入熱量が、予め設定した主アーク期間標
    準入熱量に達した時点で押し込みを開始するスタッド溶
    接の不良原因除去方法。
  22. 【請求項２２】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ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におい
    て、主ア−ク電圧検出間隔平均値から溶接回路電圧降下
    を減算して算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を算出し、
    前記算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を積算した主アー
    ク期間入熱積算電圧値が、予め設定した主アーク期間標
    準入熱量に対応する主アーク電圧標準値に達した時点で
    押し込みを開始するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  23. 【請求項２３】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ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におい
    て、主ア−ク電圧検出間隔平均値から溶接回路電圧降下
    を減算して算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を算出し、
    前記算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を積算した主アー
    ク期間入熱積算電圧値を主アーク積算値検出期間で除算
    した検出期間入熱電圧平均値を算出すると共に、主ア−
    ク電流検出間隔平均値を積算した主アーク期間積算電流
    値を主アーク積算値検出期間で除算した検出期間中の溶
    接電流平均値を算出し、前記検出期間入熱電圧平均値と
    前記検出期間中の溶接電流平均値と主アーク積算値検出
    期間との積の主アーク期間積算入熱量が、予め設定した
    主アーク期間標準入熱量に達した時点で押し込みを開始
    するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  24. 【請求項２４】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ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におい
    て、初回の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値から予め
    設定した溶接回路電圧降下を減算して設定算出主ア−ク
    電圧検出間隔平均値を算出し、前記設定算出主ア−ク電
    圧検出間隔平均値を積算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標準入熱量に達した時点
    で押し込んで押し込み短絡電圧平均値を検出し、２回目
    以後の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値から今回の溶
    接以前に検出した押し込み短絡電圧平均値に対応した溶
    接回路電圧降下を減算して押し込み算出主ア−ク電圧検
    出間隔平均値を算出し、前記押し込み算出主ア−ク電圧
    検出間隔平均値を積算した主アーク期間積算入熱量が、
    前記主アーク期間標準入熱量に達した時点で押し込む
    か、又は押し込んで押し込み短絡電圧平均値を検出し、
    以後、前記２回目以後の溶接の工程を繰り返すスタッド
    溶接の不良原因除去方法。
  25. 【請求項２５】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ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におい
    て、初回の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値から予め
    設定した溶接回路電圧降下を減算して設定算出主ア−ク
    電圧検出間隔平均値を算出し、前記設定算出主ア−ク電
    圧検出間隔平均値を積算した主アーク期間入熱積算電圧
    値が、予め設定した主アーク期間標準入熱量に対応する
    主アーク電圧標準値に達した時点で押し込んで押し込み
    短絡電圧平均値を検出し、２回目以後の溶接の主ア−ク
    電圧検出間隔平均値から今回の溶接以前に検出した押し
    込み短絡電圧平均値に対応した溶接回路電圧降下を減算
    して押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を算出
    し、前記押し込み算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を積
    算した主アーク期間入熱積算電圧値が、前記主アーク電
    圧標準値に達した時点で押し込むか、又は押し込んで押
    し込み短絡電圧平均値を検出し、以後、前記２回目以後
    の溶接の工程を繰り返すスタッド溶接の不良原因除去方
    法。
  26. 【請求項２６】 スタッドを被溶接材から引き上げてア
    ークを発生させ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におい
    て、初回の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平均値から予め
    設定した溶接回路電圧降下を減算して設定算出主ア−ク
    電圧検出間隔平均値を算出し、前記設定算出主ア−ク電
    圧検出間隔平均値を積算した主アーク期間入熱積算電圧
    値を主アーク積算値検出期間で除算した検出期間入熱電
    圧平均値を算出すると共に、主ア−ク電流検出間隔平均
    値を積算した主アーク期間積算電流値を主アーク積算値
    検出期間で除算した検出期間中の溶接電流平均値を算出
    し、前記検出期間入熱電圧平均値と前記検出期間中の溶
    接電流平均値と主アーク積算値検出期間との積の主アー
    ク期間積算入熱量が、予め設定した主アーク期間標準入
    熱量に達した時点で押し込んで押し込み短絡電圧平均値
    を検出し、２回目以後の溶接の主ア−ク電圧検出間隔平
    均値から今回の溶接以前に検出した押し込み短絡電圧平
    均値に対応した溶接回路電圧降下を減算して押し込み算
    出主ア−ク電圧検出間隔平均値を算出し、前記押し込み
    算出主ア−ク電圧検出間隔平均値を積算した主アーク期
    間入熱積算電圧値を主アーク積算値検出期間で除算した
    検出期間入熱電圧平均値を算出すると共に、主ア−ク電
    流検出間隔平均値を積算した主アーク期間積算電流値を
    主アーク積算値検出期間で除算した検出期間中の溶接電
    流平均値を算出し、前記検出期間入熱電圧平均値と前記
    検出期間中の溶接電流平均値と主アーク積算値検出期間
    との積の主アーク期間積算入熱量が、前記主アーク期間
    標準入熱量に達した時点で押し込むか、又は押し込んで
    押し込み短絡電圧平均値を検出し、以後、前記２回目以
    後の溶接の工程を繰り返すスタッド溶接の不良原因除去
    方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２４又は請求項２５又は請求項
    ２６の予め設定した溶接回路電圧降下が、予め入力した
    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スタッド溶接の不良原因
    除去方法。
  28. 【請求項２８】 請求項２４又は請求項２５又は請求項
    ２６の予め設定した溶接回路電圧降下が、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である
    スタッド溶接の不良原因除去方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２４又は請求項２５又は請求項
    ２６の押し込み短絡電圧平均値に対応した溶接回路電圧
    降下が、押し込み短絡電圧平均値であるスタッド溶接の
    不良原因除去方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２４又は請求項２５又は請求項
    ２６の押し込み短絡電圧平均値に対応した溶接回路電圧
    降下が、今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電圧平
    均値に、今回の溶接の主ア−ク電流検出間隔平均値又は
    検出期間中の溶接電流平均値と今回以前の溶接で記憶し
    た押し込み短絡電流平均値との比を乗算した電圧値であ
    るスタッド溶接の不良原因除去方法。
  31. 【請求項３１】 請求項２４又は請求項２５又は請求項
    ２６の押し込み短絡電圧平均値に対応した溶接回路電圧
    降下が、今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電圧平
    均値を、今回以前の溶接で記憶した押し込み短絡電流平
    均値で除算して算出抵抗値を算出し、この算出抵抗値と
    今回の溶接の主ア−ク電流検出間隔平均値又は検出期間
    中の溶接電流平均値との積の電圧値であるスタッド溶接
    の不良原因除去方法。
  32. 【請求項３２】 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の不良原因除去方法におい
    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
    て動作するスタッド溶接の不良原因除去方法。
  33. 【請求項３３】 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の不良原因除去方法におい
    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するスタッド溶
    接の不良原因除去方法。
  34. 【請求項３４】 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の不良原因除去方法におい
    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するスタッ
    ド溶接の不良原因除去方法。
  35. 【請求項３５】 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の不良原因除去方法におい
    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
    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する溶接機
    器自動動作とからなるスタッド溶接の不良原因除去方
    法。
  36. 【請求項３６】 次ケーブルの劣化をチェックして交換
    するスタッド溶接の不良原因除去方法において、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
    増加電圧降下許容値を予め定めておき、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、初回の押し込み短絡電圧平均値を測定
    し、次に、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、Ｎ回目の押し込み短絡電圧平均値
    を測定して、前記Ｎ回目の押し込み短絡電圧平均値と前
    記初回の押し込み短絡電圧平均値との差のＮ回目の押し
    込み短絡電圧増加分を算出し、前記Ｎ回目の押し込み短
    絡電圧増加分と前記抵抗増加電圧降下許容値とを比較し
    て、前記Ｎ回目の押し込み短絡電圧増加分が前記抵抗増
    加電圧降下許容値を越えた時点を、２次ケーブルの交換
    時期とするスタッド溶接の不良原因除去方法。
  37. 【請求項３７】 ２次ケーブルの劣化をチェックして交
    換するスタッド溶接の不良原因除去方法において、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
    抗増加許容値を予め定めておき、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と押し込み短絡電流
    平均値とを検出して初期抵抗値を算出し、次に、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と押し込み短絡電流平均値
    とを検出してＮ回目抵抗値を算出して、前記Ｎ回目抵抗
    値と前記初期抵抗値との差のＮ回目抵抗値増加分を算出
    し、前記Ｎ回目抵抗値増加分と前記抵抗増加許容値とを
    比較して、前記Ｎ回目抵抗値増加分が前記抵抗増加許容
    値を越えた時点を、２次ケーブルの交換時期とするスタ
    ッド溶接の不良原因除去方法。
  38. 【請求項３８】 ２次ケーブルの劣化をチェックして交
    換するスタッド溶接の不良原因除去方法において、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
    抗増加許容値を予め定めておき、作業開始時の初回の溶
    接時に短絡電流を通電して、初回の押し込み短絡検出期
    間の間、押し込み短絡電圧瞬時値及び押し込み短絡電流
    瞬時値を検出し、押し込み短絡電圧瞬時値を押し込み短
    絡電流瞬時値で除算して瞬時抵抗値を算出して前記瞬時
    抵抗値を累積して、初回の押し込み短絡検出期間の初期
    抵抗値を算出し、次に、Ｎ回目の溶接時に短絡電流を通
    電してＮ回目の押し込み短絡検出期間の間、押し込み短
    絡電圧瞬時値及び押し込み短絡電流瞬時値を検出し、押
    し込み短絡電圧瞬時値を押し込み短絡電流瞬時値で除算
    して瞬時抵抗値を算出して、前記瞬時抵抗値を累積し
    て、Ｎ回目の押し込み短絡検出期間内の累積抵抗値を算
    出し、前記押し込み短絡電圧瞬時値及び押し込み短絡電
    流瞬時値の検出ごとに、前記累積抵抗値と前記初期抵抗
    値との差のＮ回目溶接時の累積抵抗値増加分を算出し、
    前記累積抵抗値増加分と前記抵抗増加許容値とを比較し
    て、前記累積抵抗値増加分が前記抵抗増加許容値を越え
    たときに、溶接電流を遮断するか、又は２次ケーブルの
    交換時期である表示をするスタッド溶接の不良原因除去
    方法。
  39. 【請求項３９】 ２次ケーブルの劣化をチェックして交
    換するスタッド溶接の不良原因除去方法において、２次
    ケーブルの劣化チェックの保守点検時又は任意の溶接作
    業開始時に、新品の２次ケ−ブルの判定基準抵抗値を予
    め測定又は算出すると共に、新品の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
    抗値までの抵抗値変化許容値を予め定めておき、新品で
    ない２次ケ−ブルの初期抵抗値を算出して前記判定基準
    抵抗値と比較し、前記差の絶対値が予め定めた抵抗値変
    化許容値を越えた時点を、２次ケーブルの交換時期とす
    るスタッド溶接の不良原因除去方法。
  40. 【請求項４０】 ２次ケーブルの劣化をチェックして交
    換するスタッド溶接の不良原因除去方法において、溶接
    開始後に算出した２次ケーブルの算出抵抗値のばらつき
    を検出して、前記算出抵抗値のばらつきが予め定めた算
    出抵抗変動許容値を超えた時点を、２次ケーブルの交換
    時期とするスタッド溶接の不良原因除去方法。
  41. 【請求項４１】 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の不良原因除去方法。
  42. 【請求項４２】 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の不
    良原因除去方法。
  43. 【請求項４３】 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の不良原因除去方法。
  44. 【請求項４４】 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の不良原因除去
    方法。
  45. 【請求項４５】 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
    の不良原因除去方法。
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