JPWO2012046411A1 - アーク溶接方法およびアーク溶接装置 - Google Patents

アーク溶接方法およびアーク溶接装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2012046411A1
JPWO2012046411A1 JP2012513399A JP2012513399A JPWO2012046411A1 JP WO2012046411 A1 JPWO2012046411 A1 JP WO2012046411A1 JP 2012513399 A JP2012513399 A JP 2012513399A JP 2012513399 A JP2012513399 A JP 2012513399A JP WO2012046411 A1 JPWO2012046411 A1 JP WO2012046411A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
short
current
welding
circuit
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012513399A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5927433B2 (ja
Inventor
潤司 藤原
潤司 藤原
篤寛 川本
篤寛 川本
晶 中川
晶 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45927419&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPWO2012046411(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Publication of JPWO2012046411A1 publication Critical patent/JPWO2012046411A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5927433B2 publication Critical patent/JP5927433B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1006—Power supply
    • B23K9/1012—Power supply characterised by parts of the process

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

本発明のアーク溶接方法は、定常溶接期間における設定電流に対応した短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変わる屈曲点に対して、溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変わる屈曲点が小さくなるように制御する方法である。このように、溶接スタート期間と定常溶接期間において、短絡電流の増加傾きや屈曲点の大きさを使い分けることにより、溶接スタート期間におけるスパッタの発生を低減する。

Description

本発明は、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接方法およびアーク溶接装置に関する。
溶接作業工程におけるロス工程の１つとして、スパッタ除去工程がある。このスパッタ除去工程を少なくするためには、スパッタを低減する必要がある。そして、スパッタを低減するために、溶接ワイヤの送給を制御して正送と逆送とを繰り返し、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行う消耗電極式アーク溶接が知られている（例えば、特許文献１参照）。消耗電極である溶接ワイヤを送給しながら、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法の一例について、図９を用いて説明する。
図９は、従来のアーク溶接におけるワイヤ送給速度や溶接出力等の時間波形を示す図である。図９に示すように、時刻ｔ１の短絡発生時から時刻ｔ２のアーク発生時までの短絡期間では、ワイヤ送給速度を基本ワイヤ送給速度から後退送給速度に変更する。また、アーク発生時の時刻ｔ２から次の短絡発生時の時刻ｔ６までのアーク期間では、ワイヤ送給速度を加速させて基本ワイヤ送給速度に戻す。さらに、アーク期間において、アーク発生時の時刻ｔ２から第１の所定時間である時刻ｔ３までは、電流制御を行って所定ピーク電流ＩＰとなるまで溶接電流を増加する。または、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、所定のピーク電流ＩＰとなるまで溶接電流を増加して、その後、ピーク電流ＩＰを所定期間維持する。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、溶接電圧の定電圧制御を行ってこれに基づく溶接電流を出力する。時刻ｔ４後は、電流制御を行って、溶接電流が所定ピーク電流ＩＰよりも低い所定のベース電流ＩＢとなるように減少し、その後、時刻ｔ５から時刻ｔ６のアーク期間終了の時刻まで所定のベース電流ＩＢを維持する。
上述のように、短絡時のワイヤの溶融金属の母材への移行を、ワイヤ送給の後退送給により機械的に確実に行う。これにより、スパッタ発生の主要な原因となる短絡周期を規則的にし、スパッタを抑制して安定した短絡移行溶接が持続できる。
上述の従来のアーク溶接は、短絡時のワイヤ溶融金属の移行を機械的に確実に行うことができる。そして、スパッタ発生の主要な原因となる短絡周期を規則的とし、スパッタ発生の低減が可能である。
しかしながら、溶接のスタート期間では、母材（溶接対象物ともいう）に溶融プールが形成されていないため、母材に溶融プールが形成されている定常溶接期間（本溶接期間ともいう）と比べて短絡開放が難しくなる。そして、短絡開放までの時間が長くなり、短絡電流が高くなる。その結果、ワイヤの溶融金属の成長が過剰になり、短絡開放時に小粒スパッタが発生し易い場合が生じる。
特開２００７−２１６２６８号公報
本発明は、スタート期間と定常溶接期間において、短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を使い分けることにより、溶接のスタート期間におけるスパッタを低減するアーク溶接方法およびアーク溶接装置を提供する。
本発明のアーク溶接方法は、消耗電極である溶接ワイヤを用いて短絡状態とアーク状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接方法であって、定常溶接状態である定常溶接期間と、上記定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とにおいて、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御する方法である。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、溶接出力を制御するスイッチング部と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、短絡／アーク検出部からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、短絡／アーク検出部からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、作業者が設定電流を設定するための設定電流設定部と、設定電流設定部で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定するスタート期間設定部とを備え、短絡制御部は、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き基本設定部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾き基本設定部で決定した短絡電流の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き制御部とを備え、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とで、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、溶接出力を制御するスイッチング部と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、短絡／アーク検出部からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、短絡／アーク検出部からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、作業者が設定電流を設定するための設定電流設定部と、設定電流設定部で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定するスタート期間設定部とを備え、短絡制御部は、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと第１段目の増加傾きに続く短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き基本設定部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間において短絡電流の第１段目の増加傾きから短絡電流の第２段目の増加傾きに短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を決定する短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾き基本設定部で決定した定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き制御部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部で決定した定常溶接期間における短絡電流の増加傾きの屈曲点の電流値に所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における屈曲点の電流値を決定する短絡電流の増加傾きの屈曲点制御部とを備え、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とで、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値が異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
以上のように、本発明によれば、溶接スタート期間と定常溶接期間において、短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を使い分けている。これにより、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
図１は、本発明の実施の形態１におけるワイヤ送給速度、溶接電圧および溶接電流の時間波形を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１におけるスタート期間、第２スタート期間および定常溶接期間の、ワイヤ送給速度、溶接電圧および溶接電流の時間波形を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの関係の一例を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの関係の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの変化点である屈曲点の電流値の関係の一例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの変化点である屈曲点の電流値の関係の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態１におけるワイヤ送給速度、溶接電圧および溶接電流の時間波形を示す図である。 図９は、従来のアーク溶接におけるワイヤ送給速度や溶接出力等の時間波形を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
本実施の形態１では、先ずアーク溶接方法について説明し、その後、このアーク溶接方法を行うアーク溶接装置について説明する。
図１および図２は、本発明の実施の形態１の、短絡状態とアーク状態とを交互に繰り返す消耗電極式のアーク溶接におけるワイヤ送給速度、溶接電流および溶接電圧の時間変化の波形を示している。図２は、スタート期間、第２スタート期間および定常溶接期間のワイヤ送給速度、溶接電流および溶接電圧の時間変化の波形を示している。なお、図１は、定常溶接期間のワイヤ送給速度、溶接電流および溶接電圧の時間変化の波形を示している。
図１に示すように、Ｐ１は、短絡を開始した時点であり、短絡初期期間の開始の時点でもある。Ｐ２は、短絡初期期間の終了時点を示している。なお、時点Ｐ２は、短絡電流の単位時間あたりの電流増加量である短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ１ａ」とする。）の出力を開始した時点でもある。また、Ｐ３は、ＩＳ１ａから短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ２ａ」とする。）に傾きが変化する屈曲点ＩＳＣａとなる時点である。また、Ｐ４は、ＩＳ２ａの出力終了の時点を示している。なお、時点Ｐ４は、溶融プールと溶接ワイヤ先端との間に出来上がった溶滴のくびれを検出し、溶接電流を瞬時に低電流に移行する、いわゆる「くびれ処理」を行う時点でもある。また、Ｐ５は、溶滴のくびれが離れ、短絡状態が終了してアークが発生した時点である。なお、時点Ｐ５は、アーク発生直後にピーク電流ＩＰの溶接電流の出力を開始する時点でもある。また、Ｐ６は、ピーク電流ＩＰからベース電流ＩＢへの移行を開始させる時点である。ここで、時点Ｐ６から時点Ｐ７までは、電流制御としても良いし、電圧制御としても良い。時点Ｐ７から時点Ｐ８までは、ベース電流ＩＢを出力する。なお、時点Ｐ８は、次の短絡が発生した時点でもある。
また、図１に示すワイヤ送給の制御では、所定の周波数と速度振幅で基本波形である正弦波状にワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返すように制御している。ワイヤ送給の正送側では、ピーク時である時点Ｐ１周辺で短絡が発生する。一方、ワイヤ送給の逆送側では、ピーク時である時点Ｐ５周辺でアークが発生する。なお、ワイヤ送給の正送側では、ワイヤを正送していることにより短絡が発生し易くなる。また、ワイヤ送給の逆送側では、ワイヤを逆送していることにより短絡の開放がし易くなる。このように、短絡状態またはアーク状態の発生は、基本的に、ワイヤ送給速度の正送と逆送とを周期的に繰り返すワイヤ送給制御に依存するものである。
溶接の開始からの時間波形を示す図２において、溶接状態が定常溶接状態である定常溶接期間では、ＩＳ１ａと、このＩＳ１ａに続く設定電流に応じたＩＳ２ａと、ＩＳ１ａからＩＳ２ａに変わる点である、設定電流に応じた屈曲点ＩＳＣａの電流値に基づいて溶接が行われる。
また、図２に示す溶接のスタート期間において、短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ１ｂ」とする）と、短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ２ｂ」とする。）と、屈曲点ＩＳＣｂの電流値は、定常溶接期間の各々の増加傾きや屈曲点の電流値よりも小さくなるように制御される。この詳細については後述する。なお、このスタート期間は、例えば、溶接開始からワイヤ送給速度が定常溶接状態のワイヤ送給速度に達するまでの期間であり、例えば実験等により予め求められているものでる。そして、このスタート期間終了時には、母材に溶融プールが適正に形成されている。
また、図２に示すスタート期間と定常溶接期間の間の第２スタート期間は、スタート期間の各々の増加傾きや屈曲点の電流値から、定常溶接期間の各々の増加傾きや屈曲点の電流値に変更していく期間を示している。なお、この第２スタート期間は、例えば数百ｍｓｅｃ程度である。
また、図１において、定常溶接期間における設定電流に応じた溶接電流および溶接電圧の時間波形（基本波形）を実線で示している。そして、スタート期間において増加傾きと屈曲点を変化させた場合の時間波形の例を破線で示している。なお、図１では、対比し易いように同一の短絡期間において実線と破線の両方を示している。
先ず、図１に示す時点Ｐ１から時点Ｐ８までの期間である短絡期間とアーク期間とからなる１周期分の基本制御（実線で示す時間波形）、すなわち、定常溶接期間における制御について、以下に説明する。
時点Ｐ１およびその近傍の時点において、正弦波状のワイヤ送給制御によるワイヤ送給の正送のピーク時に、溶接ワイヤが被溶接物に接触して短絡が発生する。そして、時点Ｐ１から時点Ｐ２までの短絡初期期間では、短絡発生時の電流よりも低い短絡初期電流が出力される。
ここで、時点Ｐ１から時点Ｐ２までの短絡初期期間の電流を短絡発生時の電流よりも低電流とする目的について説明する。短絡発生直後に、高電流に向けて短絡電流を増加すると、短絡が直ちに開放し、その後すぐに再度短絡が発生することがある。このような状態が生じると、短絡が発生し、一定時間経過した後、短絡が開放し、その後、再び短絡が発生するということを繰り返す、短絡の周期性が崩れてしまうことがある。そこで、短絡発生直後に短絡時の電流よりも低電流とする期間を設けることで、しっかりと短絡した状態を確保し、それから高電流に向けて短絡電流を増加する制御を行う。これにより、上述の短絡の周期性が崩れてしまうことを防ぐことができる。
なお、短絡初期期間や短絡初期電流値は、予め実験検証等により導き出して最適な期間および電流値を設定し採用している。そして、これら短絡初期期間や短絡初期電流の基本設定値は、ある溶接速度（本実施の形態１では、例えば１ｍ／ｍｉｎ）で溶接した時に短絡期間とアーク期間との比率が５０％ずつとなる。これにより、安定した溶接が可能な適正な値を実験検証等により導き出して採用している。そして、短絡初期期間や短絡初期電流値は、アーク溶接装置の図示しない記憶部にテーブルや数式等として設定電流に対応させて記憶されている。
次に、時点Ｐ２では、溶接ワイヤが、確実に被溶接物（母材ともいう）に短絡している状態から、設定電流に基づいて決定されたＩＳ１ａに沿って実際の短絡電流が上昇する。時点Ｐ３において、短絡電流の屈曲点ＩＳＣａとして決定された電流値に到達すると、設定電流に応じて決定されたＩＳ２ａに沿って実際の短絡電流が増加する。なお、時点Ｐ２から時点Ｐ３までのＩＳ１ａと、時点Ｐ３から時点Ｐ４までのＩＳ２ａと、時点Ｐ３における短絡電流の屈曲点ＩＳＣａとなる電流値の基本設定値は、ある溶接速度（本実施の形態１では、例えば１ｍ／ｍｉｎ）で溶接した時に、短絡期間とアーク期間との比率が５０％ずつとなり、安定した溶接が可能な適正な値を実験検証等により導き出して採用している。そして、これらＩＳ１ａ、ＩＳ２ａや屈曲点ＩＳＣａの電流値は、アーク溶接装置の図示しない記憶部にテーブルや数式等として設定電流に対応付けて記憶されている。
次に、時点Ｐ４から時点Ｐ５においては、従来から知られているように、溶融した溶接ワイヤの先端部分のくびれを検知して短絡電流を急峻に低減させる制御を行っている。
次に、時点Ｐ５の周辺で、正弦波状のワイヤ送給制御による逆送のピーク時付近で、溶接ワイヤが被溶接物から離れて短絡が開放する。そして、アーク期間における時点Ｐ５から時点Ｐ６までの期間においては、アーク発生初期時点である時点Ｐ５から電流制御を行って電流をピーク電流ＩＰまで所定の傾きで上昇させる。なお、ピーク電流ＩＰを所定時間維持して出力する必要がある場合には、必要な時間ピーク電流ＩＰを継続するように制御することも可能である。
次に、時点Ｐ６から時点Ｐ７においては、電圧制御を行って溶接電圧に応じて溶接電流を出力するようにしても良いし、電流制御を行って所定の電流を出力するようにするようにしても良い。いずれにしても、溶滴を成長させると共に適正なアーク長を安定して維持できることが必要である。
次に、時点Ｐ７から時点Ｐ８において、電流制御を行ってベース電流ＩＢの状態を保ち、次の短絡発生時点である時点Ｐ８を待つ状態とする。時点Ｐ８の周辺で、正弦波状のワイヤ送給制御による正送のピーク時に溶接ワイヤが被溶接物に接触して短絡が再び発生する。なお、比較的低い溶接電流値であるベース電流ＩＢの状態を保つことで、短絡が発生しやすい状態を確保し、また、微小短絡が発生したとしても溶接電流が低いため、大粒のスパッタが発生し難いという効果がある。
なお、時点Ｐ５から時点Ｐ６までのピーク電流ＩＰやピーク電流時間および時点Ｐ７から時点Ｐ８までのベース電流ＩＢは、実験検証等により導き出して採用している。そして、ピーク電流ＩＰおよびピーク電流時間やベース電流ＩＢは、アーク溶接装置の図示しない記憶部にテーブルや数式等として設定電流に対応付けて記憶されている。
以上のように、時点Ｐ１から時点Ｐ８までの制御をアーク溶接制御の１周期とし、これを繰り返して溶接を行う。
次に、図２に示すスタート期間における制御について説明する。
図１および図２を用いて、スタート期間におけるＩＳ１ｂと、ＩＳ２ｂと、ＩＳ１ｂからＩＳ２ｂに増加傾きが変わる点である屈曲点（電流値）ＩＳＣｂの制御について、以下に説明する。
ワイヤ送給の制御は、設定電流に応じた所定の周波数と振幅で周期的に正送と逆送を正弦波状に繰り返しながらワイヤ送給を行うものであり、この状態を基本波形としている。
スタート期間においても、定常溶接期間と同様に、周期的なワイヤ送給の制御を行っている。しかしながら、スタート期間における、時点Ｐ２から時点Ｐ３までの溶接電流であるＩＳ１ｂと、このＩＳ１ｂに続く時点Ｐ３から時点Ｐ４までのＩＳ２ｂと、時点Ｐ３の時点の短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂが、定常溶接期間と同じような値ではスパッタを発生させてしまう。その理由は、溶接のスタート直後は母材に溶融プールが形成されていないため、定常溶接期間のように母材に溶融プールがある場合と比べ、短絡開放が難しくなるためである。
母材に溶融プールがある場合は、溶融プールの溶融金属の表面張力や熱を利用することにより、短絡開放をスムーズに行うことができる。一方、母材に溶融プールがない場合、溶融プールの表面張力や熱を利用できないため、短絡開放には長時間を要する。そして、短絡時間が長くなるということは、短絡電流が印加された状態が長く続くため、ワイヤの溶融が促進され、ワイヤ先端部分の溶融金属を過剰に成長させてしまう。過剰に成長した溶融金属は、短絡開放時に母材に移行する溶融金属とワイヤ先端との間に小粒の溶融金属を発生し、これが溶融プールに入らずにスパッタとなってしまうことがある。
よって、溶接のスタート期間は、設定電流に応じたＩＳ１ｂと、ＩＳ１ｂに続くＩＳ２ｂと、短絡電流の増加傾きが変わる屈曲点ＩＳＣｂに関して、定常溶接期間のものよりも小さくなるように制御する必要がある。なお、短絡期間は、ワイヤを逆送しているため、増加傾きや屈曲点を小さくしても、適正時間内に短絡開放が行われる。
溶接のスタート期間において、ＩＳ１ｂと、このＩＳ１ｂに続くＩＳ２ｂと、ＩＳ１ｂからＩＳ２ｂに増加傾きが変わる点である短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂを、定常溶接期間のものよりも小さく調整する方法について、図３から図６を用いて説明する。なお、図３と図４は、本実施の形態１における設定電流に対するＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂの関係を示しており、図５と図６は、本実施の形態１における設定電流に対する短絡電流の屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂの関係を示している。また、図３と図４では、ＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂの例を示しているが、ＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂも同様である。
短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ（ＩＳ１）については、図３の例では、実線で示す定常溶接期間の場合、設定電流が２００Ａの時、設定電流に応じたＩＳ１ａは１５０Ａ／ｍｓｅｃである。しかし、スタート期間の場合は、図３の破線で示すように実線で示す定常溶接期間の場合に対して、−５０Ａ／ｍｓｅｃという絶対値による変化量により増加傾きを変更することとしている。そうすると、スタート期間におけるＩＳ２ａは１００Ａ／ｍｓｅｃとなる。このように、定常溶接期間の値に対して所定値を増加または減少する、この場合は減少することにより、スタート期間の値を決定する。
あるいは、スタート期間の場合は、図４に示すように、実線で示す定常溶接期間の場合に対して−２０％という変化率による変化量により増加傾きを変更することとしている。そうすると、スタート期間におけるＩＳ１ｂは１２０Ａ／ｍｓｅｃとなる。このように、所定の倍率を乗算する、この場合は０．８を乗算することにより、スタート期間の値を決定することができる。
短絡電流の屈曲点ＩＳＣについては、図５の例では、実線で示す定常溶接期間の場合、設定電流が２００Ａの時、設定電流に応じた短絡電流の屈曲点ＩＳＣａの値は３００Ａである。しかし、スタート期間の場合は、図５の破線で示すように、定常溶接期間の場合に対して−１００Ａという絶対値による変化量により屈曲点ＩＳＣｂを変更することとしていると、短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂは２００Ａとなる。このように、定常溶接期間の値に対して所定値を増加または減少する、この場合は減少することにより、スタート期間の値を決定する。
あるいは、スタート期間の場合は、図６に示すように、実線で示す定常溶接期間の場合に対して−４０％という変化率による変化量により屈曲点ＩＳＣｂを変更することとしていると、ＩＳＣｂは１８０Ａとなる。このように、所定の倍率を乗算する、この場合は０．６を乗算することにより、スタート期間の値を決定することができる。
以上のように、定常溶接期間における設定電流に応じたＩＳ１ａと、ＩＳ２ａと、ＩＳＣａに比べて、スタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を小さくする。これにより、短絡開放時の電流を低くしても適正時間内に短絡開放が行われることから、スパッタ発生を抑制することができる。
なお、上述の例では、ワイヤの送給として正送と逆送とを周期的に行う場合について説明した。しかし、従来から行っている正送のみの一定送給の場合、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない。このため、短絡開放をスムーズに行うためには、短絡期間を短くするようにＩＳ１ｂと、ＩＳ１ｂと、ＩＳＣｂを、定常溶接期間における設定電流に応じた各々の値よりも大きくする。これにより短絡開放を速め、短絡期間を短くすることができる。
なお、スタート期間における短絡電流の増加傾きや屈曲点の調整の例としては、ＩＳ１ｂ、ＩＳ２ｂおよびＩＳＣｂを、設定電流に対応付けて図示しない記憶部に記憶しておく。このようにした上で、ＩＳ１ｂ、ＩＳ２ｂおよびＩＳＣｂを、設定電流に基づいて記憶部から読み出して決定するようにしても良い。
なお、図３から図６において、設定電流と設定電流に応じたＩＳ１ａあるいはＩＳ２ａや、設定電流と設定電流に応じたＩＳＣａの関係が、一次線である例を示している。しかしながら、これに限らず、例えば２次曲線など１次線以外の曲線としても良い。
また、図３から図６に示すように、設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂあるいはＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂや、設定電流に応じた屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂの変化幅に、上限値や下限値を設けるようにしてもよい。これにより、短絡電流の増加傾きや屈曲点の電流値の過剰な調整を防止することができる。なお、上限値および下限値を設けなければ、設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂや、ＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂや、短絡電流の屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂが、小さくなる方向に変動し過ぎてしまう、あるいは、大きくなる方向に変動し過ぎてしまうことがある。その結果、スパッタの大幅な増加や、アークが不安定となる場合がある。
なお、設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂや、ＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂや、短絡電流の屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂとなる値は、送給する消耗電極であるワイヤのワイヤ径、ワイヤ種類、ワイヤ突出長、供給するシールドガスなどのうちの少なくとも１つと、溶接電流の設定電流値に基づいて設定される。
次に、図２に示すスタート期間と定常溶接期間との間に設けられた第２スタート期間における制御について説明する。
図２に示すように、第２スタート期間は、スタート期間におけるＩＳ１ｂおよびＩＳ２ｂや短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂを、設定電流に応じた定常溶接期間における各々の値になるように変更するための期間である。また、第２スタート期間は、ＩＳ１ｂおよびＩＳ２ｂや短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂの電流値を、所定の短絡回数あたりの所定増加量あるいは所定の時間あたりの所定の増加量で変化させ、定常溶接期間における設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ２ａや短絡電流の屈曲点ＩＳＣａとなるように、徐々に変更するための期間である。この第２スタート期間は、スタート期間終了時のＩＳ１ｂ、ＩＳ２ｂと短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂから、定常溶接期間におけるＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂと短絡電流の屈曲点ＩＳＣａへの変化が急にならず、徐々に変化するようにするための期間である。そして、この第２スタート期間は、例えば、予め決められた所定の短絡回数を生じる時間または予め決められた所定の時間と、設定電流とに基づいて決定される。
以上のように、本実施の形態によれば、スタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を、設定電流に応じたＩＳ１ｂおよびＩＳ２ｂや短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂの値よりも小さくなるように制御する。さらに、第２スタート期間においてスタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を定常溶接期間における設定電流に応じた短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点に変更する。これにより、スタート期間から定常溶接期間までの全溶接長においてスパッタ発生を低減することができる。
特に、ワイヤ送給を正弦波状に正送と逆送とを周期的に繰り返し制御し、併せて、スタート期間における短絡電流の増加傾きや屈曲点を定常溶接期間における短絡電流の増加傾きや屈曲点よりも小さくなるように制御する。これにより、スタート期間のスパッタを抑制することができる。
すなわち、本発明のアーク溶接方法は、消耗電極である溶接ワイヤを用いて短絡状態とアーク状態とを繰り返して溶接を行う方法である。そして、本発明のアーク溶接方法は、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とにおいて、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御する方法からなる。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の増加傾きと比べて、溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きの方が小さくなるように前記短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間および溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きとして、短絡電流の第１の増加傾きＩＳ１ａと、短絡電流の第１の増加傾きに続く短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａの２つの増加傾きを有するように短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａから短絡電流の第２段目の増加傾きＩＳ２ａに増加傾きが変わる点である屈曲点ＩＳＣａを示す電流値が、定常溶接期間と溶接スタート期間とで異なるように短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａおよび屈曲点ＩＳＣａを示す電流値は設定電流に応じて決定され、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ｂ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ｂおよび屈曲点ＩＳＣｂを示す電流値は、定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａおよび屈曲点ＩＳＣａを示す電流値に、所定値を増加する、減少する、または、乗算することにより決定される方法としてもよい。
この方法により、短絡開放時の電流を低くしても適正時間内に短絡開放が行われることから、スパッタ発生を抑制することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の屈曲点ＩＳＣａを示す電流値と比べて、溶接スタート期間における短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂを示す電流値の方が小さくなるように短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、短絡開放時の電流を低くしても適正時間内に短絡開放が行われることから、スパッタ発生を抑制することができる。
また、定常溶接期間および溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａおよび屈曲点ＩＳＣａを示す電流値に、上限値および下限値を設けた方法としてもよい。
この方法により、短絡電流の増加傾きや屈曲点ＩＳＣの電流値の過剰な調整を防止することができる。
また、溶接スタート期間と定常溶接期間との間に第２スタート期間を設け、第２スタート期間において、溶接スタート期間の終了時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値が、定常溶接期間の開始時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値となるように、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値を徐々に変化させる方法としてもよい。
この方法により、スタート期間から定常溶接期間までの全溶接長においてスパッタ発生を低減することができる。
また、第２スタート期間は、予め決められた所定の短絡回数となる時間、あるいは、予め決められた所定の時間である方法としてもよい。
この方法により、スタート期間から定常溶接期間までの全溶接長においてスパッタ発生を低減することができる。
また、設定電流に対応付けられた溶接ワイヤ送給速度を平均送給速度とし、所定の周波数と所定の振幅で前記溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに周期的に繰り返して短絡状態とアーク状態とを周期的に発生させて溶接を行う方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
次に、上述のアーク溶接制御を行う本実施の形態１のアーク溶接装置について説明する。図７は、本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図であり、以下の構成を有している。
図７に示すように、入力電源１からの電力は１次整流部２で整流され、スイッチング部３により交流に変換され、トランス４により降圧される。そして、電力は、２次整流部５およびインダクタであるＤＣＬ６により整流され、溶接ワイヤ２５と被溶接物２８（母材ともいう）との間に印加され、溶接アーク２７が発生する。なお、溶接ワイヤ２５には、チップ２６を介して印加される。
また、図７に示すようにアーク溶接装置は、スイッチング部３と、スイッチング部３を制御するための駆動部７と、溶接電圧検出部８と、溶接電流検出部９と、短絡／アーク検出部１０と、短絡制御部１１と、アーク制御部１６と、を備えている。ここで、溶接電圧検出部８は、溶接用電源出力端子間に接続されている。溶接電流検出部９は、溶接出力電流を検出する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部８からの信号に基づいて短絡またはアークを発生しているかを判定する。短絡制御部１１は、短絡／アーク検出部１０から短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う。アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行う。
また、図７に示すようにアーク溶接装置は、設定電流設定部１９と、スタート期間設定部２２と、第２スタート期間設定部２３と、平均ワイヤ送給速度設定部２９と、ワイヤ送給の周波数基本設定部２０と、ワイヤ送給の振幅基本設定部２１と、を備えている。ここで、設定電流設定部１９は、作業者が設定電流を設定するためのものである。スタート期間設定部２２は、設定電流に基づいてスタート期間を設定する。第２スタート期間設定部２３は、設定電流に基づいて第２スタート期間を設定する。平均ワイヤ送給速度設定部２９は、設定電流に基づいて溶接ワイヤの平均送給速度を決定する。ワイヤ送給の周波数基本設定部２０は、平均送給速度に基づいてワイヤ送給制御の周波数を設定する。ワイヤ送給の振幅基本設定部２１は、平均送給速度に基づいてワイヤ送給制御の振幅を設定する。
なお、アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からの信号に基づいて、アーク期間のピーク電流とベース電流を決定するピーク電流／ベース電流基本設定部１７と、アーク期間にピーク電流時間を決定するピーク電流時間制御部１８と、を備えている。
まず、ワイヤ送給制御について、以下に説明する。
ワイヤ送給の周波数基本設定部２０とワイヤ送給の振幅基本設定部２１は、設定電流設定部１９の設定電流値および平均ワイヤ送給速度設定部２９で決定されたワイヤ送給速度である平均送給速度に基づいて、周波数と振幅による正弦波状の正送と逆送とを繰り返すワイヤ送給速度をワイヤ送給モータ２４に出力する。
なお、ワイヤ送給制御に関する平均送給速度、周波数および振幅と、設定電流との関係は、例えば、図示しない記憶部にテーブルあるいは数式として記憶されており、設定電流に基づいて決定される。
次に、溶接制御について、以下に説明する。
溶接電圧検出部８は、溶接用電源出力端子間に接続され、検出した電圧に対応した信号を短絡／アーク検出部１０に出力する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部８からの信号に基づいて、溶接出力電圧が一定値以上か未満かを判定する。短絡／アーク検出部１０は、この判定結果により溶接ワイヤ２５が被溶接物２８に接触短絡しているのか、それとも非接触状態で溶接アーク２７が発生しているかを判定し、判定信号を出力する。
なお、短絡制御部１１は、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ基本設定部１２と、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ制御部１３と、短絡電流の屈曲点基本設定部１４と、短絡電流の屈曲点制御部１５と、から構成されている。ここで、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ基本設定部１２は、設定した設定電流に基づいて短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔと短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔとを設定する。短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ制御部１３は、スタート期間設定部２２と第２スタート期間設定部２３に基づいて、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ基本設定部１２で設定した短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔを変更する。短絡電流の屈曲点基本設定部１４は、設定した設定電流に基づいて短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔから短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔに増加傾きが変わる点である屈曲点を設定するための設定部である。短絡電流の屈曲点制御部１５は、スタート期間設定部２２あるいは設定電流に基づいて屈曲点である電流値を変更する。
以上のような構成のアーク溶接装置により、上述したように、スタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を、定常溶接期間におけるものよりも小さくなるように調整することで、スタート期間におけるスパッタの発生を低減することができる。
すなわち、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤ２５と被溶接物２８との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行う。そして、本発明のアーク溶接装置は、スイッチング部３と、溶接電圧検出部８と、短絡／アーク検出部１０と、短絡制御部１１と、アーク制御部１６と、設定電流設定部１９と、スタート期間設定部２２と、を備えている。ここで、スイッチング部３は、溶接出力を制御する。溶接電圧検出部８は、溶接電圧を検出する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する。短絡制御部１１は、短絡／アーク検出部１０からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う。アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行う。設定電流設定部１９は、作業者が設定電流を設定するための設定部である。スタート期間設定部２２は、設定電流設定部１９で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定する。そして、本発明のアーク溶接装置の短絡制御部１１は、短絡電流の増加傾き基本設定部１２と、短絡電流の増加傾き制御部１３とを備え、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の前記溶接スタート期間とで、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。ここで、短絡電流の増加傾き基本設定部１２は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の増加傾きを決定する。短絡電流の増加傾き制御部１３は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて、短絡電流の増加傾き基本設定部１２で決定した短絡電流の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きを決定する。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の増加傾きと比べて、溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きの方が小さくなるように短絡電流を制御する構成としてもよい。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤ２５と被溶接物２８との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行う。そして、本発明のアーク溶接装置は、スイッチング部３と、溶接電圧検出部８と、短絡／アーク検出部１０と、短絡制御部１１と、アーク制御部１６と、設定電流設定部１９と、スタート期間設定部２２と、を備えている。ここで、スイッチング部３は、溶接出力を制御する。溶接電圧検出部８は、溶接電圧を検出する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する。短絡制御部１１は、短絡／アーク検出部１０からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う。アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行う。設定電流設定部１９は、作業者が設定電流を設定するための設定部である。スタート期間設定部２２は、設定電流設定部１９で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定する。そして、本発明のアーク溶接装置の短絡制御部１１は、短絡電流の増加傾き基本設定部１２と、短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部１４と、短絡電流の増加傾き制御部１３と、短絡電流の増加傾きの屈曲点制御部１５と、を備えている。ここで、短絡電流の増加傾き基本設定部１２は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと前記第１段目の増加傾きに続く短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する。短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部１４は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間において短絡電流の第１段目の増加傾きから短絡電流の第２段目の増加傾きに短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を決定する。短絡電流の増加傾き制御部１３は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾き基本設定部１２で決定した定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する。短絡電流の増加傾きの屈曲点制御部１５は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部１４で決定した定常溶接期間における短絡電流の増加傾きの屈曲点の電流値に所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における屈曲点の電流値を決定する。そして、本発明のアーク溶接装置は、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とで、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値が異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値と比べて、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値の方が小さくなるように短絡電流を制御する構成としてもよい。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、第２スタート期間設定部を備え、第２スタート期間において、溶接スタート期間の終了時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値が、定常溶接期間の開始時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値となるように、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値を徐々に変化させる構成としてもよい。ここで、第２スタート期間設定部は、溶接スタート期間と定常溶接期間との間に設けられる第２スタート期間を、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて決定する。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、平均ワイヤ送給速度設定部２９と、周波数基本設定部２０と、振幅基本設定部２１と、を備え、所定の周波数と所定の振幅で溶接ワイヤ２５の送給を正送と逆送とに周期的に繰り返して短絡状態とアーク状態とを周期的に発生させて溶接を行う構成としてもよい。ここで、平均ワイヤ送給速度設定部２９は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて溶接ワイヤの平均送給速度を決定する。周波数基本設定部２０は、平均ワイヤ送給速度設定部２９で設定された溶接ワイヤの平均送給速度に基づいて、ワイヤ送給を正弦波状または台形波状に正送と逆送とを周期的に繰り返して制御するための周波数を設定する。振幅基本設定部２１は、平均ワイヤ送給速度設定部２９で設定された溶接ワイヤの平均送給速度に基づいて、ワイヤ送給を正弦波状または台形波状に正送と逆送とを周期的に繰り返して制御するための振幅を設定する。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
なお、図７で示したアーク溶接装置を構成する各構成部は、各々単独に構成してもよいし、複数の構成部を複合して構成するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔや短絡電流の屈曲点を、設定電流に対応させて記憶部に記憶させておく例について説明した。しかし、設定電流は、ワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあるので、設定電流に替えて、ワイヤ送給速度あるいはワイヤ送給量に応じて短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔや短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔや短絡電流の屈曲点を図示しない記憶部に記憶するようにしても良い。
また、本実施の形態では、ワイヤ送給が正弦波状である場合について説明した。しかし、図８に示すように、ワイヤ送給を台形波状に制御するようにしても良い。ワイヤ送給が所定の周波数と振幅で周期的に正送と逆送とを繰り返す制御であれば、このように台形波状でも正弦波状と同様の効果を実現することができる。
本発明によれば、スタート期間と定常溶接期間において、短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を使い分けることで、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができる。これにより、本発明のアーク溶接方法およびアーク溶接装置は、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができるので産業上有用である。
１ 入力電源
２ １次整流部
３ スイッチング部
４ トランス
５ ２次整流部
６ ＤＣＬ
７ 駆動部
８ 溶接電圧検出部
９ 溶接電流検出部
１０ 短絡／アーク検出部
１１ 短絡制御部
１２ 短絡電流の増加傾き基本設定部
１３ 短絡電流の増加傾き制御部
１４ 短絡電流の屈曲点基本設定部
１５ 短絡電流の屈曲点制御部
１６ アーク制御部
１７ ピーク電流／ベース電流基本設定部
１８ ピーク電流時間制御部
１９ 設定電流設定部
２０ ワイヤ送給の周波数基本設定部
２１ ワイヤ送給の振幅基本設定部
２２ スタート期間設定部
２３ 第２スタート期間設定部
２４ ワイヤ送給モータ
２５ 溶接ワイヤ
２６ チップ
２７ 溶接アーク
２８ 被溶接物
２９ 平均ワイヤ送給速度設定部
本発明は、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接方法およびアーク溶接装置に関する。
溶接作業工程におけるロス工程の１つとして、スパッタ除去工程がある。このスパッタ除去工程を少なくするためには、スパッタを低減する必要がある。そして、スパッタを低減するために、溶接ワイヤの送給を制御して正送と逆送とを繰り返し、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行う消耗電極式アーク溶接が知られている（例えば、特許文献１参照）。消耗電極である溶接ワイヤを送給しながら、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法の一例について、図９を用いて説明する。
図９は、従来のアーク溶接におけるワイヤ送給速度や溶接出力等の時間波形を示す図である。図９に示すように、時刻ｔ１の短絡発生時から時刻ｔ２のアーク発生時までの短絡期間では、ワイヤ送給速度を基本ワイヤ送給速度から後退送給速度に変更する。また、アーク発生時の時刻ｔ２から次の短絡発生時の時刻ｔ６までのアーク期間では、ワイヤ送給速度を加速させて基本ワイヤ送給速度に戻す。さらに、アーク期間において、アーク発生時の時刻ｔ２から第１の所定時間である時刻ｔ３までは、電流制御を行って所定ピーク電流ＩＰとなるまで溶接電流を増加する。または、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、所定のピーク電流ＩＰとなるまで溶接電流を増加して、その後、ピーク電流ＩＰを所定期間維持する。時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、溶接電圧の定電圧制御を行ってこれに基づく溶接電流を出力する。時刻ｔ４後は、電流制御を行って、溶接電流が所定ピーク電流ＩＰよりも低い所定のベース電流ＩＢとなるように減少し、その後、時刻ｔ５から時刻ｔ６のアーク期間終了の時刻まで所定のベース電流ＩＢを維持する。
上述のように、短絡時のワイヤの溶融金属の母材への移行を、ワイヤ送給の後退送給により機械的に確実に行う。これにより、スパッタ発生の主要な原因となる短絡周期を規則的にし、スパッタを抑制して安定した短絡移行溶接が持続できる。
上述の従来のアーク溶接は、短絡時のワイヤ溶融金属の移行を機械的に確実に行うことができる。そして、スパッタ発生の主要な原因となる短絡周期を規則的とし、スパッタ発生の低減が可能である。
しかしながら、溶接のスタート期間では、母材（溶接対象物ともいう）に溶融プールが形成されていないため、母材に溶融プールが形成されている定常溶接期間（本溶接期間ともいう）と比べて短絡開放が難しくなる。そして、短絡開放までの時間が長くなり、短絡電流が高くなる。その結果、ワイヤの溶融金属の成長が過剰になり、短絡開放時に小粒スパッタが発生し易い場合が生じる。
特開２００７−２１６２６８号公報
本発明は、スタート期間と定常溶接期間において、短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を使い分けることにより、溶接のスタート期間におけるスパッタを低減するアーク溶接方法およびアーク溶接装置を提供する。
本発明のアーク溶接方法は、消耗電極である溶接ワイヤを用いて短絡状態とアーク状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接方法であって、定常溶接状態である定常溶接期間と、上記定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とにおいて、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御する方法である。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、溶接出力を制御するスイッチング部と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、短絡／アーク検出部からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、短絡／アーク検出部からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、作業者が設定電流を設定するための設定電流設定部と、設定電流設定部で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定するスタート期間設定部とを備え、短絡制御部は、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き基本設定部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾き基本設定部で決定した短絡電流の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き制御部とを備え、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とで、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、溶接出力を制御するスイッチング部と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、短絡／アーク検出部からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、短絡／アーク検出部からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、作業者が設定電流を設定するための設定電流設定部と、設定電流設定部で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定するスタート期間設定部とを備え、短絡制御部は、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと第１段目の増加傾きに続く短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き基本設定部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間において短絡電流の第１段目の増加傾きから短絡電流の第２段目の増加傾きに短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を決定する短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾き基本設定部で決定した定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き制御部と、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部で決定した定常溶接期間における短絡電流の増加傾きの屈曲点の電流値に所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における屈曲点の電流値を決定する短絡電流の増加傾きの屈曲点制御部とを備え、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とで、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値が異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
以上のように、本発明によれば、溶接スタート期間と定常溶接期間において、短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を使い分けている。これにより、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
本発明の実施の形態１におけるワイヤ送給速度、溶接電圧および溶接電流の時間波形を示す図 本発明の実施の形態１におけるスタート期間、第２スタート期間および定常溶接期間の、ワイヤ送給速度、溶接電圧および溶接電流の時間波形を示す図 本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの関係の一例を示す図 本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの関係の一例を示す図 本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの変化点である屈曲点の電流値の関係の一例を示す図 本発明の実施の形態１における設定電流と短絡電流の増加傾きの変化点である屈曲点の電流値の関係の一例を示す図 本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるワイヤ送給速度、溶接電圧および溶接電流の時間波形を示す図 従来のアーク溶接におけるワイヤ送給速度や溶接出力等の時間波形を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
本実施の形態１では、先ずアーク溶接方法について説明し、その後、このアーク溶接方法を行うアーク溶接装置について説明する。
図１および図２は、本発明の実施の形態１の、短絡状態とアーク状態とを交互に繰り返す消耗電極式のアーク溶接におけるワイヤ送給速度、溶接電流および溶接電圧の時間変化の波形を示している。図２は、スタート期間、第２スタート期間および定常溶接期間のワイヤ送給速度、溶接電流および溶接電圧の時間変化の波形を示している。なお、図１は、定常溶接期間のワイヤ送給速度、溶接電流および溶接電圧の時間変化の波形を示している。
図１に示すように、Ｐ１は、短絡を開始した時点であり、短絡初期期間の開始の時点でもある。Ｐ２は、短絡初期期間の終了時点を示している。なお、時点Ｐ２は、短絡電流の単位時間あたりの電流増加量である短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ１ａ」とする。）の出力を開始した時点でもある。また、Ｐ３は、ＩＳ１ａから短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ２ａ」とする。）に傾きが変化する屈曲点ＩＳＣａとなる時点である。また、Ｐ４は、ＩＳ２ａの出力終了の時点を示している。なお、時点Ｐ４は、溶融プールと溶接ワイヤ先端との間に出来上がった溶滴のくびれを検出し、溶接電流を瞬時に低電流に移行する、いわゆる「くびれ処理」を行う時点でもある。また、Ｐ５は、溶滴のくびれが離れ、短絡状態が終了してアークが発生した時点である。なお、時点Ｐ５は、アーク発生直後にピーク電流ＩＰの溶接電流の出力を開始する時点でもある。また、Ｐ６は、ピーク電流ＩＰからベース電流ＩＢへの移行を開始させる時点である。ここで、時点Ｐ６から時点Ｐ７までは、電流制御としても良いし、電圧制御としても良い。時点Ｐ７から時点Ｐ８までは、ベース電流ＩＢを出力する。なお、時点Ｐ８は、次の短絡が発生した時点でもある。
また、図１に示すワイヤ送給の制御では、所定の周波数と速度振幅で基本波形である正弦波状にワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返すように制御している。ワイヤ送給の正送側では、ピーク時である時点Ｐ１周辺で短絡が発生する。一方、ワイヤ送給の逆送側では、ピーク時である時点Ｐ５周辺でアークが発生する。なお、ワイヤ送給の正送側では、ワイヤを正送していることにより短絡が発生し易くなる。また、ワイヤ送給の逆送側では、ワイヤを逆送していることにより短絡の開放がし易くなる。このように、短絡状態またはアーク状態の発生は、基本的に、ワイヤ送給速度の正送と逆送とを周期的に繰り返すワイヤ送給制御に依存するものである。
溶接の開始からの時間波形を示す図２において、溶接状態が定常溶接状態である定常溶接期間では、ＩＳ１ａと、このＩＳ１ａに続く設定電流に応じたＩＳ２ａと、ＩＳ１ａからＩＳ２ａに変わる点である、設定電流に応じた屈曲点ＩＳＣａの電流値に基づいて溶接が行われる。
また、図２に示す溶接のスタート期間において、短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ１ｂ」とする）と、短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔ（以下、「ＩＳ２ｂ」とする。）と、屈曲点ＩＳＣｂの電流値は、定常溶接期間の各々の増加傾きや屈曲点の電流値よりも小さくなるように制御される。この詳細については後述する。なお、このスタート期間は、例えば、溶接開始からワイヤ送給速度が定常溶接状態のワイヤ送給速度に達するまでの期間であり、例えば実験等により予め求められているものでる。そして、このスタート期間終了時には、母材に溶融プールが適正に形成されている。
また、図２に示すスタート期間と定常溶接期間の間の第２スタート期間は、スタート期間の各々の増加傾きや屈曲点の電流値から、定常溶接期間の各々の増加傾きや屈曲点の電流値に変更していく期間を示している。なお、この第２スタート期間は、例えば数百ｍｓｅｃ程度である。
また、図１において、定常溶接期間における設定電流に応じた溶接電流および溶接電圧の時間波形（基本波形）を実線で示している。そして、スタート期間において増加傾きと屈曲点を変化させた場合の時間波形の例を破線で示している。なお、図１では、対比し易いように同一の短絡期間において実線と破線の両方を示している。
先ず、図１に示す時点Ｐ１から時点Ｐ８までの期間である短絡期間とアーク期間とからなる１周期分の基本制御（実線で示す時間波形）、すなわち、定常溶接期間における制御について、以下に説明する。
時点Ｐ１およびその近傍の時点において、正弦波状のワイヤ送給制御によるワイヤ送給の正送のピーク時に、溶接ワイヤが被溶接物に接触して短絡が発生する。そして、時点Ｐ１から時点Ｐ２までの短絡初期期間では、短絡発生時の電流よりも低い短絡初期電流が出力される。
ここで、時点Ｐ１から時点Ｐ２までの短絡初期期間の電流を短絡発生時の電流よりも低電流とする目的について説明する。短絡発生直後に、高電流に向けて短絡電流を増加すると、短絡が直ちに開放し、その後すぐに再度短絡が発生することがある。このような状態が生じると、短絡が発生し、一定時間経過した後、短絡が開放し、その後、再び短絡が発生するということを繰り返す、短絡の周期性が崩れてしまうことがある。そこで、短絡発生直後に短絡時の電流よりも低電流とする期間を設けることで、しっかりと短絡した状態を確保し、それから高電流に向けて短絡電流を増加する制御を行う。これにより、上述の短絡の周期性が崩れてしまうことを防ぐことができる。
なお、短絡初期期間や短絡初期電流値は、予め実験検証等により導き出して最適な期間および電流値を設定し採用している。そして、これら短絡初期期間や短絡初期電流の基本設定値は、ある溶接速度（本実施の形態１では、例えば１ｍ／ｍｉｎ）で溶接した時に短絡期間とアーク期間との比率が５０％ずつとなる。これにより、安定した溶接が可能な適正な値を実験検証等により導き出して採用している。そして、短絡初期期間や短絡初期電流値は、アーク溶接装置の図示しない記憶部にテーブルや数式等として設定電流に対応させて記憶されている。
次に、時点Ｐ２では、溶接ワイヤが、確実に被溶接物（母材ともいう）に短絡している状態から、設定電流に基づいて決定されたＩＳ１ａに沿って実際の短絡電流が上昇する。時点Ｐ３において、短絡電流の屈曲点ＩＳＣａとして決定された電流値に到達すると、設定電流に応じて決定されたＩＳ２ａに沿って実際の短絡電流が増加する。なお、時点Ｐ２から時点Ｐ３までのＩＳ１ａと、時点Ｐ３から時点Ｐ４までのＩＳ２ａと、時点Ｐ３における短絡電流の屈曲点ＩＳＣａとなる電流値の基本設定値は、ある溶接速度（本実施の形態１では、例えば１ｍ／ｍｉｎ）で溶接した時に、短絡期間とアーク期間との比率が５０％ずつとなり、安定した溶接が可能な適正な値を実験検証等により導き出して採用している。そして、これらＩＳ１ａ、ＩＳ２ａや屈曲点ＩＳＣａの電流値は、アーク溶接装置の図示しない記憶部にテーブルや数式等として設定電流に対応付けて記憶されている。
次に、時点Ｐ４から時点Ｐ５においては、従来から知られているように、溶融した溶接ワイヤの先端部分のくびれを検知して短絡電流を急峻に低減させる制御を行っている。
次に、時点Ｐ５の周辺で、正弦波状のワイヤ送給制御による逆送のピーク時付近で、溶接ワイヤが被溶接物から離れて短絡が開放する。そして、アーク期間における時点Ｐ５から時点Ｐ６までの期間においては、アーク発生初期時点である時点Ｐ５から電流制御を行って電流をピーク電流ＩＰまで所定の傾きで上昇させる。なお、ピーク電流ＩＰを所定時間維持して出力する必要がある場合には、必要な時間ピーク電流ＩＰを継続するように制御することも可能である。
次に、時点Ｐ６から時点Ｐ７においては、電圧制御を行って溶接電圧に応じて溶接電流を出力するようにしても良いし、電流制御を行って所定の電流を出力するようにするようにしても良い。いずれにしても、溶滴を成長させると共に適正なアーク長を安定して維持できることが必要である。
次に、時点Ｐ７から時点Ｐ８において、電流制御を行ってベース電流ＩＢの状態を保ち、次の短絡発生時点である時点Ｐ８を待つ状態とする。時点Ｐ８の周辺で、正弦波状のワイヤ送給制御による正送のピーク時に溶接ワイヤが被溶接物に接触して短絡が再び発生する。なお、比較的低い溶接電流値であるベース電流ＩＢの状態を保つことで、短絡が発生しやすい状態を確保し、また、微小短絡が発生したとしても溶接電流が低いため、大粒のスパッタが発生し難いという効果がある。
なお、時点Ｐ５から時点Ｐ６までのピーク電流ＩＰやピーク電流時間および時点Ｐ７から時点Ｐ８までのベース電流ＩＢは、実験検証等により導き出して採用している。そして、ピーク電流ＩＰおよびピーク電流時間やベース電流ＩＢは、アーク溶接装置の図示しない記憶部にテーブルや数式等として設定電流に対応付けて記憶されている。
以上のように、時点Ｐ１から時点Ｐ８までの制御をアーク溶接制御の１周期とし、これを繰り返して溶接を行う。
次に、図２に示すスタート期間における制御について説明する。
図１および図２を用いて、スタート期間におけるＩＳ１ｂと、ＩＳ２ｂと、ＩＳ１ｂからＩＳ２ｂに増加傾きが変わる点である屈曲点（電流値）ＩＳＣｂの制御について、以下に説明する。
ワイヤ送給の制御は、設定電流に応じた所定の周波数と振幅で周期的に正送と逆送を正弦波状に繰り返しながらワイヤ送給を行うものであり、この状態を基本波形としている。
スタート期間においても、定常溶接期間と同様に、周期的なワイヤ送給の制御を行っている。しかしながら、スタート期間における、時点Ｐ２から時点Ｐ３までの溶接電流であるＩＳ１ｂと、このＩＳ１ｂに続く時点Ｐ３から時点Ｐ４までのＩＳ２ｂと、時点Ｐ３の時点の短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂが、定常溶接期間と同じような値ではスパッタを発生させてしまう。その理由は、溶接のスタート直後は母材に溶融プールが形成されていないため、定常溶接期間のように母材に溶融プールがある場合と比べ、短絡開放が難しくなるためである。
母材に溶融プールがある場合は、溶融プールの溶融金属の表面張力や熱を利用することにより、短絡開放をスムーズに行うことができる。一方、母材に溶融プールがない場合、溶融プールの表面張力や熱を利用できないため、短絡開放には長時間を要する。そして、短絡時間が長くなるということは、短絡電流が印加された状態が長く続くため、ワイヤの溶融が促進され、ワイヤ先端部分の溶融金属を過剰に成長させてしまう。過剰に成長した溶融金属は、短絡開放時に母材に移行する溶融金属とワイヤ先端との間に小粒の溶融金属を発生し、これが溶融プールに入らずにスパッタとなってしまうことがある。
よって、溶接のスタート期間は、設定電流に応じたＩＳ１ｂと、ＩＳ１ｂに続くＩＳ２ｂと、短絡電流の増加傾きが変わる屈曲点ＩＳＣｂに関して、定常溶接期間のものよりも小さくなるように制御する必要がある。なお、短絡期間は、ワイヤを逆送しているため、増加傾きや屈曲点を小さくしても、適正時間内に短絡開放が行われる。
溶接のスタート期間において、ＩＳ１ｂと、このＩＳ１ｂに続くＩＳ２ｂと、ＩＳ１ｂからＩＳ２ｂに増加傾きが変わる点である短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂを、定常溶接期間のものよりも小さく調整する方法について、図３から図６を用いて説明する。なお、図３と図４は、本実施の形態１における設定電流に対するＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂの関係を示しており、図５と図６は、本実施の形態１における設定電流に対する短絡電流の屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂの関係を示している。また、図３と図４では、ＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂの例を示しているが、ＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂも同様である。
短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ（ＩＳ１）については、図３の例では、実線で示す定常溶接期間の場合、設定電流が２００Ａの時、設定電流に応じたＩＳ１ａは１５０Ａ／ｍｓｅｃである。しかし、スタート期間の場合は、図３の破線で示すように実線で示す定常溶接期間の場合に対して、−５０Ａ／ｍｓｅｃという絶対値による変化量により増加傾きを変更することとしている。そうすると、スタート期間におけるＩＳ２ａは１００Ａ／ｍｓｅｃとなる。このように、定常溶接期間の値に対して所定値を増加または減少する、この場合は減少することにより、スタート期間の値を決定する。
あるいは、スタート期間の場合は、図４に示すように、実線で示す定常溶接期間の場合に対して−２０％という変化率による変化量により増加傾きを変更することとしている。そうすると、スタート期間におけるＩＳ１ｂは１２０Ａ／ｍｓｅｃとなる。このように、所定の倍率を乗算する、この場合は０．８を乗算することにより、スタート期間の値を決定することができる。
短絡電流の屈曲点ＩＳＣについては、図５の例では、実線で示す定常溶接期間の場合、設定電流が２００Ａの時、設定電流に応じた短絡電流の屈曲点ＩＳＣａの値は３００Ａである。しかし、スタート期間の場合は、図５の破線で示すように、定常溶接期間の場合に対して−１００Ａという絶対値による変化量により屈曲点ＩＳＣｂを変更することとしていると、短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂは２００Ａとなる。このように、定常溶接期間の値に対して所定値を増加または減少する、この場合は減少することにより、スタート期間の値を決定する。
あるいは、スタート期間の場合は、図６に示すように、実線で示す定常溶接期間の場合に対して−４０％という変化率による変化量により屈曲点ＩＳＣｂを変更することとしていると、ＩＳＣｂは１８０Ａとなる。このように、所定の倍率を乗算する、この場合は０．６を乗算することにより、スタート期間の値を決定することができる。
以上のように、定常溶接期間における設定電流に応じたＩＳ１ａと、ＩＳ２ａと、ＩＳＣａに比べて、スタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を小さくする。これにより、短絡開放時の電流を低くしても適正時間内に短絡開放が行われることから、スパッタ発生を抑制することができる。
なお、上述の例では、ワイヤの送給として正送と逆送とを周期的に行う場合について説明した。しかし、従来から行っている正送のみの一定送給の場合、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない。このため、短絡開放をスムーズに行うためには、短絡期間を短くするようにＩＳ１ｂと、ＩＳ１ｂと、ＩＳＣｂを、定常溶接期間における設定電流に応じた各々の値よりも大きくする。これにより短絡開放を速め、短絡期間を短くすることができる。
なお、スタート期間における短絡電流の増加傾きや屈曲点の調整の例としては、ＩＳ１ｂ、ＩＳ２ｂおよびＩＳＣｂを、設定電流に対応付けて図示しない記憶部に記憶しておく。このようにした上で、ＩＳ１ｂ、ＩＳ２ｂおよびＩＳＣｂを、設定電流に基づいて記憶部から読み出して決定するようにしても良い。
なお、図３から図６において、設定電流と設定電流に応じたＩＳ１ａあるいはＩＳ２ａや、設定電流と設定電流に応じたＩＳＣａの関係が、一次線である例を示している。しかしながら、これに限らず、例えば２次曲線など１次線以外の曲線としても良い。
また、図３から図６に示すように、設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂあるいはＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂや、設定電流に応じた屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂの変化幅に、上限値や下限値を設けるようにしてもよい。これにより、短絡電流の増加傾きや屈曲点の電流値の過剰な調整を防止することができる。なお、上限値および下限値を設けなければ、設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂや、ＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂや、短絡電流の屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂが、小さくなる方向に変動し過ぎてしまう、あるいは、大きくなる方向に変動し過ぎてしまうことがある。その結果、スパッタの大幅な増加や、アークが不安定となる場合がある。
なお、設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂや、ＩＳ２ａ、ＩＳ２ｂや、短絡電流の屈曲点ＩＳＣａ、ＩＳＣｂとなる値は、送給する消耗電極であるワイヤのワイヤ径、ワイヤ種類、ワイヤ突出長、供給するシールドガスなどのうちの少なくとも１つと、溶接電流の設定電流値に基づいて設定される。
次に、図２に示すスタート期間と定常溶接期間との間に設けられた第２スタート期間における制御について説明する。
図２に示すように、第２スタート期間は、スタート期間におけるＩＳ１ｂおよびＩＳ２ｂや短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂを、設定電流に応じた定常溶接期間における各々の値になるように変更するための期間である。また、第２スタート期間は、ＩＳ１ｂおよびＩＳ２ｂや短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂの電流値を、所定の短絡回数あたりの所定増加量あるいは所定の時間あたりの所定の増加量で変化させ、定常溶接期間における設定電流に応じたＩＳ１ａ、ＩＳ２ａや短絡電流の屈曲点ＩＳＣａとなるように、徐々に変更するための期間である。この第２スタート期間は、スタート期間終了時のＩＳ１ｂ、ＩＳ２ｂと短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂから、定常溶接期間におけるＩＳ１ａ、ＩＳ１ｂと短絡電流の屈曲点ＩＳＣａへの変化が急にならず、徐々に変化するようにするための期間である。そして、この第２スタート期間は、例えば、予め決められた所定の短絡回数を生じる時間または予め決められた所定の時間と、設定電流とに基づいて決定される。
以上のように、本実施の形態によれば、スタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を、設定電流に応じたＩＳ１ｂおよびＩＳ２ｂや短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂの値よりも小さくなるように制御する。さらに、第２スタート期間においてスタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を定常溶接期間における設定電流に応じた短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点に変更する。これにより、スタート期間から定常溶接期間までの全溶接長においてスパッタ発生を低減することができる。
特に、ワイヤ送給を正弦波状に正送と逆送とを周期的に繰り返し制御し、併せて、スタート期間における短絡電流の増加傾きや屈曲点を定常溶接期間における短絡電流の増加傾きや屈曲点よりも小さくなるように制御する。これにより、スタート期間のスパッタを抑制することができる。
すなわち、本発明のアーク溶接方法は、消耗電極である溶接ワイヤを用いて短絡状態とアーク状態とを繰り返して溶接を行う方法である。そして、本発明のアーク溶接方法は、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とにおいて、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御する方法からなる。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の増加傾きと比べて、溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きの方が小さくなるように前記短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間および溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きとして、短絡電流の第１の増加傾きＩＳ１ａと、短絡電流の第１の増加傾きに続く短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａの２つの増加傾きを有するように短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａから短絡電流の第２段目の増加傾きＩＳ２ａに増加傾きが変わる点である屈曲点ＩＳＣａを示す電流値が、定常溶接期間と溶接スタート期間とで異なるように短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａおよび屈曲点ＩＳＣａを示す電流値は設定電流に応じて決定され、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ｂ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ｂおよび屈曲点ＩＳＣｂを示す電流値は、定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａおよび屈曲点ＩＳＣａを示す電流値に、所定値を増加する、減少する、または、乗算することにより決定される方法としてもよい。
この方法により、短絡開放時の電流を低くしても適正時間内に短絡開放が行われることから、スパッタ発生を抑制することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の屈曲点ＩＳＣａを示す電流値と比べて、溶接スタート期間における短絡電流の屈曲点ＩＳＣｂを示す電流値の方が小さくなるように短絡電流を制御する方法としてもよい。
この方法により、短絡開放時の電流を低くしても適正時間内に短絡開放が行われることから、スパッタ発生を抑制することができる。
また、定常溶接期間および溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きＩＳ１ａ、短絡電流の第２の増加傾きＩＳ２ａおよび屈曲点ＩＳＣａを示す電流値に、上限値および下限値を設けた方法としてもよい。
この方法により、短絡電流の増加傾きや屈曲点ＩＳＣの電流値の過剰な調整を防止することができる。
また、溶接スタート期間と定常溶接期間との間に第２スタート期間を設け、第２スタート期間において、溶接スタート期間の終了時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値が、定常溶接期間の開始時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値となるように、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値を徐々に変化させる方法としてもよい。
この方法により、スタート期間から定常溶接期間までの全溶接長においてスパッタ発生を低減することができる。
また、第２スタート期間は、予め決められた所定の短絡回数となる時間、あるいは、予め決められた所定の時間である方法としてもよい。
この方法により、スタート期間から定常溶接期間までの全溶接長においてスパッタ発生を低減することができる。
また、設定電流に対応付けられた溶接ワイヤ送給速度を平均送給速度とし、所定の周波数と所定の振幅で前記溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに周期的に繰り返して短絡状態とアーク状態とを周期的に発生させて溶接を行う方法としてもよい。
この方法により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
次に、上述のアーク溶接制御を行う本実施の形態１のアーク溶接装置について説明する。図７は、本発明の実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成を示す図であり、以下の構成を有している。
図７に示すように、入力電源１からの電力は１次整流部２で整流され、スイッチング部３により交流に変換され、トランス４により降圧される。そして、電力は、２次整流部５およびインダクタであるＤＣＬ６により整流され、溶接ワイヤ２５と被溶接物２８（母材ともいう）との間に印加され、溶接アーク２７が発生する。なお、溶接ワイヤ２５には、チップ２６を介して印加される。
また、図７に示すようにアーク溶接装置は、スイッチング部３と、スイッチング部３を制御するための駆動部７と、溶接電圧検出部８と、溶接電流検出部９と、短絡／アーク検出部１０と、短絡制御部１１と、アーク制御部１６と、を備えている。ここで、溶接電圧検出部８は、溶接用電源出力端子間に接続されている。溶接電流検出部９は、溶接出力電流を検出する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部８からの信号に基づいて短絡またはアークを発生しているかを判定する。短絡制御部１１は、短絡／アーク検出部１０から短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う。アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行う。
また、図７に示すようにアーク溶接装置は、設定電流設定部１９と、スタート期間設定部２２と、第２スタート期間設定部２３と、平均ワイヤ送給速度設定部２９と、ワイヤ送給の周波数基本設定部２０と、ワイヤ送給の振幅基本設定部２１と、を備えている。ここで、設定電流設定部１９は、作業者が設定電流を設定するためのものである。スタート期間設定部２２は、設定電流に基づいてスタート期間を設定する。第２スタート期間設定部２３は、設定電流に基づいて第２スタート期間を設定する。平均ワイヤ送給速度設定部２９は、設定電流に基づいて溶接ワイヤの平均送給速度を決定する。ワイヤ送給の周波数基本設定部２０は、平均送給速度に基づいてワイヤ送給制御の周波数を設定する。ワイヤ送給の振幅基本設定部２１は、平均送給速度に基づいてワイヤ送給制御の振幅を設定する。
なお、アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からの信号に基づいて、アーク期間のピーク電流とベース電流を決定するピーク電流／ベース電流基本設定部１７と、アーク期間にピーク電流時間を決定するピーク電流時間制御部１８と、を備えている。
まず、ワイヤ送給制御について、以下に説明する。
ワイヤ送給の周波数基本設定部２０とワイヤ送給の振幅基本設定部２１は、設定電流設定部１９の設定電流値および平均ワイヤ送給速度設定部２９で決定されたワイヤ送給速度である平均送給速度に基づいて、周波数と振幅による正弦波状の正送と逆送とを繰り返すワイヤ送給速度をワイヤ送給モータ２４に出力する。
なお、ワイヤ送給制御に関する平均送給速度、周波数および振幅と、設定電流との関係は、例えば、図示しない記憶部にテーブルあるいは数式として記憶されており、設定電流に基づいて決定される。
次に、溶接制御について、以下に説明する。
溶接電圧検出部８は、溶接用電源出力端子間に接続され、検出した電圧に対応した信号を短絡／アーク検出部１０に出力する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部８からの信号に基づいて、溶接出力電圧が一定値以上か未満かを判定する。短絡／アーク検出部１０は、この判定結果により溶接ワイヤ２５が被溶接物２８に接触短絡しているのか、それとも非接触状態で溶接アーク２７が発生しているかを判定し、判定信号を出力する。
なお、短絡制御部１１は、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ基本設定部１２と、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ制御部１３と、短絡電流の屈曲点基本設定部１４と、短絡電流の屈曲点制御部１５と、から構成されている。ここで、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ基本設定部１２は、設定した設定電流に基づいて短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔと短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔとを設定する。短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ制御部１３は、スタート期間設定部２２と第２スタート期間設定部２３に基づいて、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔ基本設定部１２で設定した短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔを変更する。短絡電流の屈曲点基本設定部１４は、設定した設定電流に基づいて短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔから短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔに増加傾きが変わる点である屈曲点を設定するための設定部である。短絡電流の屈曲点制御部１５は、スタート期間設定部２２あるいは設定電流に基づいて屈曲点である電流値を変更する。
以上のような構成のアーク溶接装置により、上述したように、スタート期間における短絡電流の増加傾きや短絡電流の屈曲点を、定常溶接期間におけるものよりも小さくなるように調整することで、スタート期間におけるスパッタの発生を低減することができる。
すなわち、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤ２５と被溶接物２８との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行う。そして、本発明のアーク溶接装置は、スイッチング部３と、溶接電圧検出部８と、短絡／アーク検出部１０と、短絡制御部１１と、アーク制御部１６と、設定電流設定部１９と、スタート期間設定部２２と、を備えている。ここで、スイッチング部３は、溶接出力を制御する。溶接電圧検出部８は、溶接電圧を検出する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する。短絡制御部１１は、短絡／アーク検出部１０からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う。アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行う。設定電流設定部１９は、作業者が設定電流を設定するための設定部である。スタート期間設定部２２は、設定電流設定部１９で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定する。そして、本発明のアーク溶接装置の短絡制御部１１は、短絡電流の増加傾き基本設定部１２と、短絡電流の増加傾き制御部１３とを備え、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の前記溶接スタート期間とで、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。ここで、短絡電流の増加傾き基本設定部１２は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の増加傾きを決定する。短絡電流の増加傾き制御部１３は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて、短絡電流の増加傾き基本設定部１２で決定した短絡電流の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きを決定する。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、定常溶接期間における短絡電流の増加傾きと比べて、溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きの方が小さくなるように短絡電流を制御する構成としてもよい。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤ２５と被溶接物２８との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行う。そして、本発明のアーク溶接装置は、スイッチング部３と、溶接電圧検出部８と、短絡／アーク検出部１０と、短絡制御部１１と、アーク制御部１６と、設定電流設定部１９と、スタート期間設定部２２と、を備えている。ここで、スイッチング部３は、溶接出力を制御する。溶接電圧検出部８は、溶接電圧を検出する。短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する。短絡制御部１１は、短絡／アーク検出部１０からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う。アーク制御部１６は、短絡／アーク検出部１０からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行う。設定電流設定部１９は、作業者が設定電流を設定するための設定部である。スタート期間設定部２２は、設定電流設定部１９で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定する。そして、本発明のアーク溶接装置の短絡制御部１１は、短絡電流の増加傾き基本設定部１２と、短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部１４と、短絡電流の増加傾き制御部１３と、短絡電流の増加傾きの屈曲点制御部１５と、を備えている。ここで、短絡電流の増加傾き基本設定部１２は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと前記第１段目の増加傾きに続く短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する。短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部１４は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて定常溶接期間において短絡電流の第１段目の増加傾きから短絡電流の第２段目の増加傾きに短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を決定する。短絡電流の増加傾き制御部１３は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾き基本設定部１２で決定した定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する。短絡電流の増加傾きの屈曲点制御部１５は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部１４で決定した定常溶接期間における短絡電流の増加傾きの屈曲点の電流値に所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、溶接スタート期間における屈曲点の電流値を決定する。そして、本発明のアーク溶接装置は、定常溶接状態である定常溶接期間と、定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とで、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値が異なるように短絡電流を制御して溶接を行う構成からなる。
この構成により、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができ、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値と比べて、溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値の方が小さくなるように短絡電流を制御する構成としてもよい。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、第２スタート期間設定部を備え、第２スタート期間において、溶接スタート期間の終了時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値が、定常溶接期間の開始時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値となるように、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値を徐々に変化させる構成としてもよい。ここで、第２スタート期間設定部は、溶接スタート期間と定常溶接期間との間に設けられる第２スタート期間を、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて決定する。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
また、本発明のアーク溶接装置は、平均ワイヤ送給速度設定部２９と、周波数基本設定部２０と、振幅基本設定部２１と、を備え、所定の周波数と所定の振幅で溶接ワイヤ２５の送給を正送と逆送とに周期的に繰り返して短絡状態とアーク状態とを周期的に発生させて溶接を行う構成としてもよい。ここで、平均ワイヤ送給速度設定部２９は、設定電流設定部１９により設定された設定電流に基づいて溶接ワイヤの平均送給速度を決定する。周波数基本設定部２０は、平均ワイヤ送給速度設定部２９で設定された溶接ワイヤの平均送給速度に基づいて、ワイヤ送給を正弦波状または台形波状に正送と逆送とを周期的に繰り返して制御するための周波数を設定する。振幅基本設定部２１は、平均ワイヤ送給速度設定部２９で設定された溶接ワイヤの平均送給速度に基づいて、ワイヤ送給を正弦波状または台形波状に正送と逆送とを周期的に繰り返して制御するための振幅を設定する。この構成により、短絡開放時に発生するスパッタをさらに低減することができる。
なお、図７で示したアーク溶接装置を構成する各構成部は、各々単独に構成してもよいし、複数の構成部を複合して構成するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、短絡電流の増加傾きｄｉ／ｄｔや短絡電流の屈曲点を、設定電流に対応させて記憶部に記憶させておく例について説明した。しかし、設定電流は、ワイヤ送給速度やワイヤ送給量と比例の関係にあるので、設定電流に替えて、ワイヤ送給速度あるいはワイヤ送給量に応じて短絡電流の第１段目の増加傾きｄｉ／ｄｔや短絡電流の第２段目の増加傾きｄｉ／ｄｔや短絡電流の屈曲点を図示しない記憶部に記憶するようにしても良い。
また、本実施の形態では、ワイヤ送給が正弦波状である場合について説明した。しかし、図８に示すように、ワイヤ送給を台形波状に制御するようにしても良い。ワイヤ送給が所定の周波数と振幅で周期的に正送と逆送とを繰り返す制御であれば、このように台形波状でも正弦波状と同様の効果を実現することができる。
本発明によれば、スタート期間と定常溶接期間において、短絡電流の増加傾きや短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を使い分けることで、スタート直後の母材に溶融プールが形成されていない状態でも、短絡電流の上昇を抑えることができる。これにより、本発明のアーク溶接方法およびアーク溶接装置は、ワイヤの溶融金属の成長を適正に保ち、短絡開放時に発生するスパッタを低減することができるので産業上有用である。
１ 入力電源
２ １次整流部
３ スイッチング部
４ トランス
５ ２次整流部
６ ＤＣＬ
７ 駆動部
８ 溶接電圧検出部
９ 溶接電流検出部
１０ 短絡／アーク検出部
１１ 短絡制御部
１２ 短絡電流の増加傾き基本設定部
１３ 短絡電流の増加傾き制御部
１４ 短絡電流の屈曲点基本設定部
１５ 短絡電流の屈曲点制御部
１６ アーク制御部
１７ ピーク電流／ベース電流基本設定部
１８ ピーク電流時間制御部
１９ 設定電流設定部
２０ ワイヤ送給の周波数基本設定部
２１ ワイヤ送給の振幅基本設定部
２２ スタート期間設定部
２３ 第２スタート期間設定部
２４ ワイヤ送給モータ
２５ 溶接ワイヤ
２６ チップ
２７ 溶接アーク
２８ 被溶接物
２９ 平均ワイヤ送給速度設定部

Claims (16)

  1. 消耗電極である溶接ワイヤを用いて短絡状態とアーク状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接方法であって、
    定常溶接状態である定常溶接期間と、前記定常溶接期間となる前の溶接スタート期間とにおいて、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御するアーク溶接方法。
  2. 前記定常溶接期間における前記短絡電流の増加傾きと比べて、前記溶接スタート期間における前記短絡電流の増加傾きの方が小さくなるように前記短絡電流を制御する請求項１に記載のアーク溶接方法。
  3. 前記定常溶接期間および前記溶接スタート期間における前記短絡電流の増加傾きとして、短絡電流の第１の増加傾きと、前記短絡電流の第１の増加傾きに続く短絡電流の第２の増加傾きの２つの増加傾きを有するように短絡電流を制御する請求項１に記載のアーク溶接方法。
  4. 短絡電流の第１段目の増加傾きから短絡電流の第２段目の増加傾きに増加傾きが変わる点である屈曲点を示す電流値が、前記定常溶接期間と前記溶接スタート期間とで異なるように短絡電流を制御する請求項３に記載のアーク溶接方法。
  5. 前記定常溶接期間における前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値は設定電流に応じて決定され、前記溶接スタート期間における前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値は、前記定常溶接期間における前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値に、所定値を増加する、減少する、または、乗算することにより決定される請求項４に記載のアーク溶接方法。
  6. 前記定常溶接期間における短絡電流の前記屈曲点を示す電流値と比べて、前記溶接スタート期間における短絡電流の前記屈曲点を示す電流値の方が小さくなるように短絡電流を制御する請求項４に記載のアーク溶接方法。
  7. 前記定常溶接期間および前記溶接スタート期間における前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値に、上限値および下限値を設けた請求項４に記載のアーク溶接方法。
  8. 前記溶接スタート期間と前記定常溶接期間との間に第２スタート期間を設け、前記第２スタート期間において、前記溶接スタート期間の終了時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値が、前記定常溶接期間の開始時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値となるように、前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値を徐々に変化させる請求項４に記載のアーク溶接方法。
  9. 前記第２スタート期間は、予め決められた所定の短絡回数となる時間、あるいは、予め決められた所定の時間である請求項８に記載のアーク溶接方法。
  10. 設定電流に対応付けられた溶接ワイヤ送給速度を平均送給速度とし、所定の周波数と所定の振幅で前記溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに周期的に繰り返して前記短絡状態と前期アーク状態とを周期的に発生させて溶接を行う請求項１に記載のアーク溶接方法。
  11. 消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、
    溶接出力を制御するスイッチング部と、
    溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
    前記溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、
    前記短絡／アーク検出部からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、
    前記短絡／アーク検出部からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、
    作業者が設定電流を設定するための設定電流設定部と、
    前記設定電流設定部で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定するスタート期間設定部とを備え、
    前記短絡制御部は、
    前記設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて前記定常溶接期間における短絡電流の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き基本設定部と、
    前記設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて前記短絡電流の増加傾き基本設定部で決定した短絡電流の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより前記溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き制御部とを備え、
    定常溶接状態である前記定常溶接期間と、前記定常溶接期間となる前の前記溶接スタート期間とで、短絡電流の増加傾きが異なるように短絡電流を制御して溶接を行うアーク溶接装置。
  12. 前記定常溶接期間における短絡電流の増加傾きと比べて、前記溶接スタート期間における短絡電流の増加傾きの方が小さくなるように短絡電流を制御する請求項１１に記載のアーク溶接装置。
  13. 消耗電極である溶接ワイヤと被溶接物との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置であって、
    溶接出力を制御するスイッチング部と、
    溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、
    前記溶接電圧検出部の出力に基づいて短絡状態であるのかアーク状態であるのかを検出する短絡／アーク検出部と、
    前記短絡／アーク検出部からの短絡の信号を受けて短絡期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、
    前記短絡／アーク検出部からのアークの信号を受けてアーク期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、
    作業者が設定電流を設定するための設定電流設定部と、
    前記設定電流設定部で設定された設定電流に基づいて定常溶接期間となる前の溶接スタート期間を設定するスタート期間設定部とを備え、
    前記短絡制御部は、
    前記設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて前記定常溶接期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと前記第１段目の増加傾きに続く短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き基本設定部と、
    前記設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて前記定常溶接期間において前記短絡電流の第１段目の増加傾きから前記短絡電流の第２段目の増加傾きに短絡電流の増加傾きが変化する点である屈曲点の電流値を決定する短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部と、
    前記設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて前記短絡電流の増加傾き基本設定部で決定した前記定常溶接期間における前記短絡電流の第１段目の増加傾きと前記短絡電流の第２段目の増加傾きに所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、前記溶接スタート期間における短絡電流の第１段目の増加傾きと短絡電流の第２段目の増加傾きを決定する短絡電流の増加傾き制御部と、
    前記設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて前記短絡電流の増加傾きの屈曲点基本設定部で決定した前記定常溶接期間における短絡電流の増加傾きの屈曲点の電流値に所定値を増加する、減少する、または、所定倍率を乗算することにより、前記溶接スタート期間における屈曲点の電流値を決定する短絡電流の増加傾きの屈曲点制御部とを備え、
    定常溶接状態である前記定常溶接期間と、前記定常溶接期間となる前の前記溶接スタート期間とで、短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２段目の増加傾きおよび屈曲点の電流値が異なるように短絡電流を制御して溶接を行うアーク溶接装置。
  14. 前記定常溶接期間における前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２段目の増加傾きおよび前記屈曲点の電流値と比べて、前記溶接スタート期間における前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２段目の増加傾きおよび前記屈曲点の電流値の方が小さくなるように短絡電流を制御する請求項１３に記載のアーク溶接装置。
  15. 前記溶接スタート期間と前記定常溶接期間との間に設けられる第２スタート期間を、設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて決定する第２スタート期間設定部を備え、
    前記第２スタート期間において、前記溶接スタート期間の終了時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値が、前記定常溶接期間の開始時の短絡電流の第１段目の増加傾き、短絡電流の第２の増加傾きおよび屈曲点を示す電流値となるように、前記短絡電流の第１段目の増加傾き、前記短絡電流の第２の増加傾きおよび前記屈曲点を示す電流値を徐々に変化させる請求項１３に記載のアーク溶接装置。
  16. 前記設定電流設定部により設定された設定電流に基づいて溶接ワイヤの平均送給速度を決定する平均ワイヤ送給速度設定部と、
    前記平均ワイヤ送給速度設定部で設定された溶接ワイヤの平均送給速度に基づいて、ワイヤ送給を正弦波状または台形波状に正送と逆送とを周期的に繰り返して制御するための周波数を設定する周波数基本設定部と、
    前記平均ワイヤ送給速度設定部で設定された溶接ワイヤの平均送給速度に基づいて、ワイヤ送給を正弦波状または台形波状に正送と逆送とを周期的に繰り返して制御するための振幅を設定する振幅基本設定部とを備え、
    所定の周波数と所定の振幅で溶接ワイヤの送給を正送と逆送とに周期的に繰り返して前記短絡状態と前記アーク状態とを周期的に発生させて溶接を行う請求項１１または１３のいずれか１項に記載のアーク溶接装置。
JP2012513399A 2010-10-07 2011-09-28 アーク溶接方法およびアーク溶接装置 Active JP5927433B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010227099 2010-10-07
JP2010227099 2010-10-07
PCT/JP2011/005447 WO2012046411A1 (ja) 2010-10-07 2011-09-28 アーク溶接方法およびアーク溶接装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012046411A1 true JPWO2012046411A1 (ja) 2014-02-24
JP5927433B2 JP5927433B2 (ja) 2016-06-01

Family

ID=45927419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012513399A Active JP5927433B2 (ja) 2010-10-07 2011-09-28 アーク溶接方法およびアーク溶接装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8993926B2 (ja)
EP (1) EP2505294B1 (ja)
JP (1) JP5927433B2 (ja)
CN (1) CN102652045B (ja)
WO (1) WO2012046411A1 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10500667B2 (en) * 2009-04-08 2019-12-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding method and arc welding apparatus for adjusting a welding current waveform responsive to a setting voltage adjustment
CN102448651B (zh) * 2009-11-25 2014-07-30 松下电器产业株式会社 焊接方法及焊接装置
EP2505294B1 (en) * 2010-10-07 2016-08-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding method and arc welding device
WO2013190746A1 (ja) * 2012-06-18 2013-12-27 パナソニック株式会社 アーク溶接方法およびアーク溶接装置
JP5934890B2 (ja) * 2012-10-01 2016-06-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アーク溶接制御方法
JP5974984B2 (ja) * 2013-06-07 2016-08-23 株式会社安川電機 アーク溶接装置、アーク溶接システム及びアーク溶接方法
JP6152588B2 (ja) * 2013-07-10 2017-06-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
JP6130254B2 (ja) * 2013-07-17 2017-05-17 株式会社ダイヘン アーク溶接用電源装置及びアーク溶接用電源装置の制御方法
US11014186B2 (en) * 2014-02-14 2021-05-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wire fed arc welding method having abnormal arc or abnormal short circuit welding steps
JP6448622B2 (ja) * 2014-04-22 2019-01-09 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
EP3192607B1 (en) 2014-09-08 2020-05-27 Daihen Corporation Arc welding control method
CN107000095B (zh) * 2014-11-12 2020-01-03 松下知识产权经营株式会社 电弧焊接控制方法以及电弧焊接装置
EP3222382B1 (en) * 2014-11-18 2019-04-24 Daihen Corporation Arc welding control method
JP6395644B2 (ja) * 2015-02-27 2018-09-26 株式会社神戸製鋼所 アーク溶接方法、アーク溶接装置およびアーク溶接用制御装置
KR102459753B1 (ko) * 2015-09-30 2022-10-28 가부시키가이샤 다이헨 아크 용접 장치 및 아크 용접 방법
JP6778858B2 (ja) * 2016-03-29 2020-11-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アーク溶接制御方法
KR102213614B1 (ko) * 2016-08-02 2021-02-05 가부시키가이샤 다이헨 아크 용접 제어 방법
WO2018070364A1 (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アーク溶接方法およびアーク溶接装置
US10821535B2 (en) 2017-03-16 2020-11-03 Lincoln Global, Inc. Short circuit welding using self-shielded electrode
CN108031952B (zh) * 2017-12-21 2019-08-20 唐山松下产业机器有限公司 熔化极气体保护焊的控制方法、装置、介质及电子设备
JP7289043B2 (ja) * 2018-10-12 2023-06-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アーク溶接制御方法
EP3674027A1 (de) * 2018-12-27 2020-07-01 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Verfahren zum steuern eines schweissprozesses mit einer abschmelzenden elektrode, und eine schweissvorrichtung mit einer solchen steuerung
JP2020131200A (ja) * 2019-02-13 2020-08-31 株式会社ダイヘン アーク溶接方法
EP3960351B1 (en) * 2019-04-22 2023-09-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding control method and arc welding device
JP7329299B2 (ja) 2019-11-07 2023-08-18 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法
CN111299757B (zh) * 2019-12-06 2021-11-09 唐山松下产业机器有限公司 脉冲焊接过程的控制方法、装置及系统
CN111331224A (zh) * 2020-03-19 2020-06-26 昆山安意源管道科技有限公司 脉冲电弧焊接方法
US20210299775A1 (en) * 2020-03-31 2021-09-30 Illinois Tool Works Inc. Methods and apparatus to synergically control a welding-type output during a welding-type operation

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3406251A1 (de) * 1983-02-21 1984-08-23 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Bogenschweisseinrichtung vom typ mit verbrauchbarer elektrode
JP2534374B2 (ja) * 1989-12-29 1996-09-11 松下電器産業株式会社 ア―ク溶接機
JPH04237565A (ja) * 1991-01-22 1992-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd アーク溶接機モニタ装置
JP3459934B2 (ja) * 1995-07-31 2003-10-27 株式会社ダイヘン アーク溶接機
JPH09308968A (ja) * 1996-05-17 1997-12-02 Daihen Corp 短絡移行アーク溶接方法
US6087626A (en) * 1998-02-17 2000-07-11 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for welding
JP3003673B2 (ja) * 1998-06-17 2000-01-31 松下電器産業株式会社 消耗電極式パルスアーク溶接方法
JP4097971B2 (ja) * 2002-03-28 2008-06-11 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体の製造方法及びセラミックハニカム構造体
JP4547850B2 (ja) * 2002-07-12 2010-09-22 株式会社ダイヘン アーク溶接の短絡判別方法
US6974932B2 (en) * 2003-03-31 2005-12-13 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for welding
JP4773044B2 (ja) 2003-03-31 2011-09-14 株式会社ダイヘン 短絡を伴うアーク溶接の送給制御方法
JP3841091B2 (ja) * 2004-07-08 2006-11-01 松下電器産業株式会社 消耗電極式溶接方法
JP4211724B2 (ja) * 2004-10-20 2009-01-21 パナソニック株式会社 アーク溶接制御方法及びアーク溶接装置
JP4211793B2 (ja) 2006-02-17 2009-01-21 パナソニック株式会社 アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
EP2093009B1 (en) 2006-10-19 2016-08-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for controlling arc welding and arc welding apparatus
US8076611B2 (en) 2007-03-07 2011-12-13 Panasonic Corporation Welding device having a selector to designate welding conditions
JP4715813B2 (ja) 2007-07-02 2011-07-06 パナソニック株式会社 パルスアーク溶接制御方法およびパルスアーク溶接装置
AT508146B1 (de) 2009-08-10 2010-11-15 Fronius Int Gmbh Verfahren zum auftrennen eines kurzschlusses beim kurzlichtbogenschweissen und schweissgerät zum kurzlichtbogenschweissen
EP2505294B1 (en) * 2010-10-07 2016-08-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding method and arc welding device

Also Published As

Publication number Publication date
CN102652045A (zh) 2012-08-29
US20120255940A1 (en) 2012-10-11
US8993926B2 (en) 2015-03-31
WO2012046411A1 (ja) 2012-04-12
EP2505294A1 (en) 2012-10-03
EP2505294B1 (en) 2016-08-31
JP5927433B2 (ja) 2016-06-01
CN102652045B (zh) 2015-04-22
EP2505294A4 (en) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5927433B2 (ja) アーク溶接方法およびアーク溶接装置
JP5201266B2 (ja) アーク溶接方法およびアーク溶接装置
JP5170315B2 (ja) アーク溶接方法およびアーク溶接装置
EP2716395B1 (en) Arc welding control method and arc welding device
JP5278634B2 (ja) アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
WO2018043626A1 (ja) アーク溶接制御方法
JP2012006020A (ja) アーク溶接制御方法
JP5998355B2 (ja) アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
JP6778857B2 (ja) アーク溶接制御方法
JP2014226677A (ja) パルスアーク溶接の出力制御方法
JP6778858B2 (ja) アーク溶接制御方法
WO2020067074A1 (ja) 溶接電源、溶接システム、溶接電源の制御方法及びプログラム
JP6524412B2 (ja) アーク溶接制御方法
JPWO2017029783A1 (ja) アーク溶接制御方法
JP2016144826A (ja) パルスアーク溶接の出力制御方法
JP2016026880A (ja) パルスアーク溶接の出力制御方法
JP6948528B2 (ja) アーク溶接方法およびアーク溶接装置
JP2018051624A (ja) アーク溶接制御方法
EP3782757A1 (en) Arc-welding control method
JP2014226708A (ja) アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
JP2023122461A (ja) アーク溶接制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140409

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20140513

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20141007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150907

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160209

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160222

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5927433

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151