JPWO2015125643A1 - アーク溶接電源 - Google Patents

Abstract

溶接ワイヤ（１）の送給速度（Ｆｗ）を、正送加速期間（Ｔｓｕ）中は正送方向に加速させ、正送減速期間（Ｔｓｄ）中は正送方向に減速させ、逆送加速期間（Ｔｒｕ）中は逆送方向に加速させ、逆送減速期間（Ｔｒｄ）中は逆送方向に減速させて、正送加速期間（Ｔｓｕ）と正送減速期間（Ｔｓｄ）との間に短絡強制発生期間（Ｔｓｐ）を備え、この短絡強制発生期間（Ｔｓｐ）中は正送加速期間（Ｔｓｕ）中よりも大きな変化率で送給速度（Ｆｗ）を加速させ、送給速度（Ｆｗ）が予め定めた正送ピーク値（Ｆｓｐ）に達するとその値を維持させることで、短絡強制発生期間（Ｔｓｐ）中に短絡を強制的に発生させることができ、短絡とアークとの周期を安定化させる。

Description

本発明は、溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接するためのアーク溶接電源に関するものである。

一般的な消耗電極式アーク溶接では、消耗電極である溶接ワイヤを一定速度で送給し、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させて溶接が行なわれる。消耗電極式アーク溶接では、溶接ワイヤと母材とが短絡状態とアーク発生状態とを交互に繰り返す溶接状態になることが多い。平均溶接電流値が１８０Ａ（送給速度が４ｍ／ｍｉｎ）程度未満の小電流域では、短絡とアークとは略一定の周期で繰り返される。このために、小電流域では、溶接電流及び溶接電圧を適正に制御することによって、スパッタ発生量の少ない、かつ、ビード外観も良好な溶接を行なうことができる。

他方、平均溶接電流値が１８０Ａ程度以上の大電流域では、短絡とアークとの周期が適正値よりも長くなり、かつ、その周期もばらつきが大きくなる。このために、大電流域では、溶接電流及び溶接電圧を精密に制御しても、スパッタ発生量が多くなり、ビード外観も悪くなる傾向がある。これを改善するために、溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。以下、この溶接方法について説明する。

図８は、送給速度の正送と逆送とを周期的に繰り返す溶接方法における波形図である。同図（Ａ）は送給速度Ｆｗの波形を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの波形を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの波形を示す。以下、同図を参照して説明する。

同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは、０よりも上側が正送期間となり、下側が逆送期間となる。正送とは溶接ワイヤを母材に近づける方向に送給することであり、逆送とは母材から離反する方向に送給することである。送給速度Ｆｗは、正弦波状に変化しており、正送側にシフトした波形となっている。このために、送給速度Ｆｗの平均値は正の値となり、溶接ワイヤは平均的には正送されている。

同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ１時点では０であり、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は正送加速期間となり、時刻ｔ２で正送の最大値となり、時刻ｔ２〜ｔ３の期間は正送減速期間となり、時刻ｔ３で０となり、時刻ｔ３〜ｔ４の期間は逆送加速期間となり、時刻ｔ４で逆送の最大値となり、時刻ｔ４〜ｔ５の期間は逆送減速期間となる。

溶接ワイヤと母材との短絡は、時刻ｔ２の正送最大値の前後で発生することが多い。同図では、正送最大値の後の正送減速期間中の時刻ｔ２１で発生した場合である。時刻ｔ２１において短絡が発生すると、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値に急減し、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗも小電流値の初期電流値に減少する。その後、溶接電流Ｉｗは、所定の傾斜で増加し、予め定めたピーク値に達するとその値を維持する。

同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ３からは逆送期間になるので、溶接ワイヤは逆送される。この逆送によって短絡が解除されて、時刻ｔ３１においてアークが再発生する。アークの再発生は、時刻ｔ４の逆送最大値の前後で発生することが多い。同図では、逆送ピーク値の前の逆送加速期間中の時刻ｔ３１で発生した場合である。

時刻ｔ３１においてアークが再発生すると、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値に急増する。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、アーク再発生の予兆を検出する溶滴のくびれ検出制御によって、時刻ｔ３１よりも少し前の時点から急減し、時刻ｔ３１のアーク再発生時点では小電流値となっている。

同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ３１から時刻ｔ５まで逆送される。この期間中は、アーク長が長くなる期間となる。時刻ｔ３１〜ｔ５の期間中は、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、所定の傾斜で増加し予め定めた高アーク電流値に達するとその値を所定期間維持し、その後は減少を開始する。

同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ５から正送期間となり、時刻ｔ６で正送ピーク値となる。そして、時刻ｔ６１において、短絡が発生する。この時刻ｔ５〜ｔ６１の期間中は、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは次第に減少し、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗも次第に減少する。

上述したように、短絡とアークとの周期は、送給速度の正送と逆送との周期と略一致することになる。すなわち、この溶接方法では、送給速度の正送と逆送との周期を設定することによって短絡とアークとの周期を所望値にすることができる。このために、特に、大電流域において、この溶接方法を実施すれば、短絡とアークとの周期のばらつきを抑制して略一定にすることが可能となり、スパッタ発生量の少ない、かつ、ビード外観の良好な溶接を行なうことができる。

しかし、送給速度の正送と逆送とを繰り返す溶接方法において、給電チップ・母材間距離、溶融池の不規則な運動、溶接姿勢の変化等の外乱によって、短絡が上述した適正なタイミングで発生しない場合が生じる。このようになると、短絡とアークとの周期と正送と逆送との周期とが同期しなくなり、短絡とアークとの周期がばらつくことになる。この同期ズレ状態を元の同期状態に戻すための方法が、特許文献１に開示されている。

特許文献１の発明では、溶接ワイヤの正送中で送給速度の減速中に、送給速度が所定の送給速度になるまでに短絡が発生しない場合には、周期的な変化を中止して送給速度を第１の送給速度に一定制御し、第１の送給速度による正送中に短絡が発生すると第１の送給速度から減速を開始して周期的な変化を再開して溶接を行うものである。これにより、同期ズレ状態を同期状態に戻そうとしている。

日本国特許第４８０７４７４号公報

特許文献１の発明では、短絡が適正なタイミングで発生しないときは、送給速度を正送の一定速度に切り換え、短絡が発生すると送給速度を元の周期的な変化に戻している。しかし、この制御では、短絡とアークとの周期が送給速度の正送と逆送との周期と同期ズレ状態に陥った後に処置することになり、溶接状態が不安定になりやすいという問題がある。さらに、大電流域では、外乱による同期ズレ状態が頻繁に発生するために、溶接状態の不安定化が顕著となる。

そこで、本発明では、短絡とアークとの周期と送給速度の正送と逆送との周期とが同期ズレ状態になることを抑制し、安定した溶接を行なうことができるアーク溶接電源を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、
短絡期間及びアーク期間の各期間に対応した溶接電圧及び溶接電流を出力する出力制御部と、
溶接ワイヤの送給速度を、正送加速期間中は正送方向に加速させ、正送減速期間中は正送方向に減速させ、逆送加速期間中は逆送方向に加速させ、逆送減速期間中は逆送方向に減速させる送給制御部と、
を備えたアーク溶接電源において、
前記送給制御部は、前記正送加速期間と前記正送減速期間との間に短絡強制発生期間を備え、この短絡強制発生期間中は前記正送加速期間中よりも大きな変化率で前記送給速度を加速させ、前記送給速度が予め定めた正送ピーク値に達するとその値を維持させる、
ことを特徴とするアーク溶接電源である。

本発明は、前記送給制御部は、前記逆送加速期間中は、前記正送加速期間よりも大きな変化率で前記送給速度を加速させ、前記送給速度が予め定めた逆送ピーク値に達するとその値を維持させる、
ことを特徴とする。

本発明は、前記送給制御部は、前記逆送減速期間中は、前記送給速度を前記逆送ピーク値から所定値だけ減速させその後は変化率を小さくして減速させる、
ことを特徴とする。

本発明は、前記送給制御部は、前記送給速度の平均値が予め定めた基準送給速度以上のときに前記短絡強制発生期間を備える、
ことを特徴とする。

本発明は、前記出力制御部は、前記送給速度が前記短絡強制発生期間に入ると、前記アーク期間中の前記溶接電流を予め定めた基準電流値未満に減少させる、
ことを特徴とする。

本発明によれば、特に大電流域の溶接において外乱が発生しても短絡を必ず短絡強制発生期間中に発生させることができる。このために、本発明では、短絡とアークとの周期と送給速度の正送と逆送との周期とが同期ズレ状態になることを抑制することができるので、安定した溶接を行なうことができる。

本発明の実施の形態１に係るアーク溶接電源のブロック図である。 図１のアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係るアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態３に係るアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態４に係るアーク溶接電源のブロック図である。 本発明の実施の形態５に係るアーク溶接電源のブロック図である。 図６のアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。 従来技術において、送給速度の正送と逆送とを周期的に繰り返す溶接方法における波形図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るアーク溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して、各ブロックについて説明する。

電源主回路ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源（図示は省略）を入力として、後述する誤差増幅信号Ｅａに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。この電源主回路ＰＭは、図示は省略するが、商用電源を整流する１次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、上記の誤差増幅信号Ｅａを入力としてパルス幅変調制御を行う変調回路、パルス幅変調制御信を入力としてインバータ回路のスイッチング素子を駆動するインバータ駆動回路を備えている。

減流抵抗器Ｒは、上記の電源主回路ＰＭと溶接トーチ４との間に挿入される。この減流抵抗器Ｒの値は、短絡負荷（０．０１〜０．０３Ω程度）の１０倍以上大きな値（０．５〜３Ω程度）に設定される。このために、くびれ検出制御によって減流抵抗器Ｒが通電路に挿入されると、溶接電源内の直流リアクトル及び外部ケーブルのリアクトルに蓄積されたエネルギーが急放電される。トランジスタＴＲは、減流抵抗器Ｒと並列に接続されて、後述する駆動信号Ｄｒに従ってオン又はオフ制御される。

送給モータＷＭは、後述する送給制御信号Ｆｃを入力として、正送と逆送とを周期的に繰り返して溶接ワイヤ１を送給速度Ｆｗで送給する。この送給モータＷＭには、過渡応答性の速いモータが使用される。溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの変化率及び送給方向の反転を速くするために、送給モータＷＭは溶接トーチ４の先端の近くに設置される場合がある。また、送給モータＷＭを２個使用して、プッシュプル方式の送給系とする場合もある。

溶接ワイヤ１は、上記の送給モータＷＭに結合された送給ロール５の回転によって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間にアーク３が発生する。溶接トーチ４内の給電チップ（図示は省略）と母材２との間には溶接電圧Ｖｗが印加し、溶接電流Ｉｗが通電する。

溶接電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、溶接電流検出信号Ｉｄを出力する。溶接電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出して、溶接電圧検出信号Ｖｄを出力する。

短絡判別回路ＳＤは、上記の溶接電圧検出信号Ｖｄを入力として、この値が予め定めた短絡／アーク判別値（１０Ｖ程度に設定）未満であるときは短絡期間にあると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク期間にあると判別してＬｏｗレベルになる短絡判別信号Ｓｄを出力する。

くびれ検出基準値設定回路ＶＴＮは、予め定めたくびれ検出基準値信号Ｖｔｎを出力する。溶接法、平均溶接電流値、溶接ワイヤ１の材質、直径等の溶接条件に応じて、このくびれ検出基準値信号Ｖｔｎの値は適正値に設定される。くびれ検出回路ＮＤは、このくびれ検出基準値信号Ｖｔｎ、上記の短絡判別信号Ｓｄ、上記の溶接電圧検出信号Ｖｄ及び上記の溶接電流検出信号Ｉｄを入力として、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡期間）であるときの溶接電圧検出信号Ｖｄの電圧上昇値がくびれ検出基準値信号Ｖｔｎの値に達した時点でくびれが形成されたと判別してＨｉｇｈレベルとなり、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）に変化した時点でＬｏｗレベルになるくびれ検出信号Ｎｄを出力する。また、短絡期間中の溶接電圧検出信号Ｖｄの微分値がそれに対応したくびれ検出基準値信号Ｖｔｎの値に達した時点でくびれ検出信号ＮｄをＨｉｇｈレベルに変化させるようにしても良い。さらに、溶接電圧検出信号Ｖｄの値を溶接電流検出信号Ｉｄの値で除算して溶滴の抵抗値を算出し、この抵抗値の微分値がそれに対応するくびれ検出基準値信号Ｖｔｎの値に達した時点でくびれ検出信号ＮｄをＨｉｇｈレベルに変化させるようにしても良い。

低レベル電流設定回路ＩＬＲは、予め定めた低レベル電流設定信号Ｉｌｒを出力する。電流比較回路ＣＭは、この低レベル電流設定信号Ｉｌｒ及び上記の溶接電流検出信号Ｉｄを入力として、Ｉｄ＜ＩｌｒのときはＨｉｇｈレベルになり、Ｉｄ≧ＩｌｒのときはＬｏｗレベルになる電流比較信号Ｃｍを出力する。駆動回路ＤＲは、この電流比較信号Ｃｍ及び上記のくびれ検出信号Ｎｄを入力として、くびれ検出信号ＮｄがＨｉｇｈレベルに変化するとＬｏｗレベルに変化し、その後に電流比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルに変化するとＨｉｇｈレベルに変化する駆動信号Ｄｒを上記のトランジスタＴＲのベース端子に出力する。したがって、この駆動信号Ｄｒはくびれが検出されるとＬｏｗレベルになり、トランジスタＴＲがオフ状態になり通電路に減流抵抗器Ｒが挿入されるので、短絡負荷を通電する溶接電流Ｉｗは急減する。そして、急減した溶接電流Ｉｗの値が低レベル電流設定信号Ｉｌｒの値まで減少すると、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルになり、トランジスタＴＲがオン状態になるので、減流抵抗器Ｒは短絡されて通常の状態に戻る。

電流制御設定回路ＩＣＲは、上記の短絡判別信号Ｓｄ、上記の低レベル電流設定信号Ｉｌｒ及び上記のくびれ検出信号Ｎｄを入力として、以下の処理を行い、電流制御設定信号Ｉｃｒを出力する。
１）短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）に変化した時点から予め定めた初期期間中は、予め定めた初期電流設定値を電流制御設定信号Ｉｃｒとして出力する。
２）その後は、電流制御設定信号Ｉｃｒの値を、上記の初期電流設定値から予め定めた短絡時傾斜で予め定めたピーク設定値まで上昇させ、その値を維持する。
３）くびれ検出信号ＮｄがＨｉｇｈレベル（くびれ検出）に変化すると、電流制御設定信号Ｉｃｒの値を低レベル電流設定信号Ｉｌｒの値に切り換えて維持する。
４）短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク）に変化すると、電流制御設定信号Ｉｃｒを、予め定めたアーク時傾斜で予め定めた高レベル電流設定値まで上昇させ、その値を維持する。

オフディレイ回路ＴＤＳは、上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、この信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する時点を予め定めた遅延時間だけオフディレイさせて遅延信号Ｔｄｓを出力する。したがって、この遅延信号Ｔｄｓは、短絡期間になるとＨｉｇｈレベルとなり、アークが再発生してから遅延時間だけオフディレイしてＬｏｗレベルになる信号である。

電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉｃｒ（＋）と上記の溶接電流検出信号Ｉｄ（−）との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。

電圧設定回路ＶＲは、アーク期間中の溶接電圧を設定するための予め定めた電圧設定信号Ｖｒを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この電圧設定信号Ｖｒ（＋）と上記の溶接電圧検出信号Ｖｄ（−）との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。

制御切換回路ＳＷは、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖ及び上記の遅延信号Ｔｄｓを入力として、遅延信号ＴｄｓがＨｉｇｈレベル（短絡開始からアークが再発生して遅延時間が経過するまでの期間）のときは電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、Ｌｏｗレベル（アーク）のときは電圧誤差増幅信号Ｅｖを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。この回路により、短絡期間＋遅延期間中は定電流制御となり、それ以外のアーク期間中は定電圧制御となる。

平均送給速度設定回路ＦＡＲは、予め定めた平均送給速度設定信号Ｆａｒを出力する。送給速度設定回路ＦＲは、この平均送給速度設定信号Ｆａｒを入力として、平均送給速度設定信号Ｆａｒに対応して記憶されている正送加速期間、短絡強制発生期間、正送減速期間、逆送加速期間及び逆送減速期間から形成される図２（Ａ）〜図４（Ａ）で後述する送給パターンの送給速度設定信号Ｆｒを出力する。したがって、平均送給速度設定信号Ｆａｒに対応して記憶されている送給パターンの平均値は、平均送給速度設定信号Ｆａｒの値と等しくなる。

送給制御回路ＦＣは、この送給速度設定信号Ｆｒを入力として、この設定値に相当する送給速度Ｆｗで溶接ワイヤ１を送給するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力する。

同図において、アーク溶接電源は、出力制御部及び送給制御部を備える。送給制御部は、送給速度設定回路ＦＲ及び送給制御回路ＦＣを備える。出力制御部は、それ以外の回路を備える。

図２は、上述したアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）はくびれ検出信号Ｎｄの時間変化を示し、同図（Ｅ）は駆動信号Ｄｒの時間変化を示し、同図（Ｆ）は遅延信号Ｔｄｓの時間変化を示し、同図（Ｇ）は電流制御設定信号Ｉｃｒの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。

同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは、０よりも上側の正の値のときは溶接ワイヤが正送されていることを示し、０よりも下側の負の値のときは逆送されていることを示す。本書においては、変化率という記載は変化率の絶対値を意味している。

時刻ｔ１〜ｔ２の予め定めた正送加速期間Ｔｓｕ中の送給速度Ｆｗは、０から時間経過に伴って加速し、時刻ｔ２では予め定めた第１正送値Ｆｓ１となる。同図では、加速が直線状である場合を例示しているが、曲線状であっても良い。正送加速期間Ｔｓｕは、例えば５ｍｓである。送給速度Ｆｗが正送のみの一定値である一般的な溶接の場合には、送給速度Ｆｗの最大値は１５ｍ／ｍｉｎ程度である。これに対して、第１正送値Ｆｓ１は、２倍以上の値であり、例えば５０ｍ／ｍｉｎである。

時刻ｔ２〜ｔ３の予め定めた短絡強制発生期間Ｔｓｐ中の送給速度Ｆｗは、上記の第１正送値Ｆｓ１から上記の正送加速期間Ｔｓｕ中よりも５倍以上大きな変化率で加速し、予め定めた正送ピーク値Ｆｓｐに達するとその値を維持する。短絡強制発生期間Ｔｓｐは、例えば１．５ｍｓである。正送ピーク値Ｆｓｐは、上記の第１正送値Ｆｓ１よりも大きな値であり、例えば１００ｍ／ｍｉｎである。変化率を大きくする理由は、迅速に正送ピーク値Ｆｓｐまで加速するためである。大きな値の正送ピーク値Ｆｓｐに維持することによって、溶接ワイヤを迅速に溶融池と短絡させている。すなわち、短絡を強制的に発生させるようにしている。

時刻ｔ３〜ｔ４の予め定めた正送減速期間Ｔｓｄ中の送給速度Ｆｗは、上記の正送ピーク値Ｆｓｐから上記の正送加速期間Ｔｓｕ中よりも大きな変化率で減速し、時刻ｔ４では０となる。変化率を大きくしているのは、短絡期間を所望値にして、溶接状態を安定化させるためである。正送減速期間Ｔｓｄは、例えば１ｍｓである。

時刻ｔ４〜ｔ５の予め定めた逆送加速期間Ｔｒｕ中の送給速度Ｆｗは、０から正弦波状に加速し、時刻ｔ５では予め定めた逆送ピーク値Ｆｒｐとなる。同図では正弦波状に加速する場合を例示したが、直線状又は正弦波以外の曲線状でも良い。逆送加速期間Ｔｒｕは、例えば３ｍｓである。逆送ピーク値Ｆｒｐは、例えば−５０ｍ／ｍｉｎである。

時刻ｔ５〜ｔ６の予め定めた逆送減速期間Ｔｒｄ中の送給速度Ｆｗは、上記の逆送ピーク値Ｆｒｐから正弦波状に減速し、時刻ｔ６では０となる。同図では正弦波状に加速する場合を例示したが、直線状又は正弦波以外の曲線状でも良い。逆送減速期間Ｔｒｄは、例えば３ｍｓである。

時刻ｔ６〜ｔ７は、再び正送加速期間Ｔｓｕとなり、時刻ｔ７〜ｔ８は、再び短絡強制発生期間Ｔｓｐとなる。したがって、送給速度Ｆｗは、時刻ｔ１〜ｔ６の期間を１周期として繰り返している。同図（Ａ）に示す送給速度Ｆｗの平均値が、定速送給する一般的な溶接における送給速度Ｆｗに相当する。送給速度Ｆｗの平均値は必ず正の値となる。上述した数値例の場合は、送給速度Ｆｗの平均値は約１０ｍ／ｍｉｎ（平均溶接電流３００Ａ）となっている。

時刻ｔ１〜ｔ２の期間は正送加速期間Ｔｓｕであるので、同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは正送方向に加速される。この期間はアークが発生している期間であるので、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗが通電し、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値となる。

時刻ｔ２において、短絡強制発生期間Ｔｓｐが開始されるので、同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは正送方向に急加速されて大きな値の正送ピーク値Ｆｓｐになる。このために、短絡強制発生期間Ｔｓｐ中の時刻ｔ２１において、溶接ワイヤは母材と接触して、短絡状態となる。短絡状態となると、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖの短絡電圧値に急減する。この溶接電圧Ｖｗが短絡／アーク判別値Ｖｔａ未満になったことを判別して、同図（Ｆ）に示すように、遅延信号ＴｄｓはＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｇ）に示すように、電流制御設定信号Ｉｃｒは時刻ｔ２１において予め定めた高レベル電流設定値から小さな値である予め定めた初期電流設定値に変化する。

時刻ｔ３からは正送減速期間Ｔｓｄになるので、同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは急速に減速される。そして、時刻ｔ４からは逆送加速期間Ｔｒｕとなるので、送給速度Ｆｗは逆送方向に切り換わる。同図（Ｇ）に示すように、電流制御設定信号Ｉｃｒは、時刻ｔ２１〜ｔ３１の予め定めた初期期間中は上記の初期電流設定値となり、時刻ｔ３１〜ｔ４１の期間中は予め定めた短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ４１〜ｔ４２の期間中は予め定めたピーク設定値となる。短絡期間中は上述したように定電流制御されているので、溶接電流Ｉｗは電流制御設定信号Ｉｃｒに相当する値に制御される。このために、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ２１においてアーク期間の溶接電流から急減し、時刻ｔ２１〜ｔ３１の初期期間中は初期電流値となり、時刻ｔ３１〜ｔ４１の期間中は短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ４１〜ｔ４２の期間中はピーク値となる。例えば、初期期間は１ｍｓに、初期電流は５０Ａに、短絡時傾斜は４００Ａ／ｍｓに、ピーク値は４５０Ａに設定される。同図（Ｄ）に示すように、くびれ検出信号Ｎｄは、後述する時刻ｔ４２〜ｔ４４の期間はＨｉｇｈレベルとなり、それ以外の期間はＬｏｗレベルとなる。同図（Ｅ）に示すように、駆動信号Ｄｒは、後述する時刻ｔ４２〜ｔ４３の期間はＬｏｗレベルとなり、それ以外の期間はＨｉｇｈレベルとなる。したがって、同図において時刻ｔ４２以前の期間中は、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルとなり、図１のトランジスタＴＲがオン状態となるので、減流抵抗器Ｒは短絡されて通常の消耗電極アーク溶接電源と同一の状態となる。

同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、溶接電流Ｉｗがピーク値となる時刻ｔ４１あたりから上昇する。これは、溶接ワイヤの逆送及び溶接電流Ｉｗによるピンチ力の作用により、溶滴にくびれが次第に形成されるためである。

時刻ｔ４２において、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗが急上昇して初期期間中の電圧値からの電圧上昇値ΔＶが予め定めたくびれ検出基準値Ｖｔｎと等しくなったことによってくびれを検出すると、同図（Ｄ）に示すように、くびれ検出信号ＮｄはＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｅ）に示すように、駆動信号ＤｒはＬｏｗレベルになるので、図１のトランジスタＴＲはオフ状態となり減流抵抗器Ｒが通電路に挿入される。同時に、同図（Ｇ）に示すように、電流制御設定信号Ｉｃｒは低レベル電流設定信号Ｉｌｒの値へと小さくなる。このために、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗはピーク値から低レベル電流値Ｉｌへと急減する。そして、時刻ｔ４３において溶接電流Ｉｗが低レベル電流値Ｉｌまで減少すると、同図（Ｅ）に示すように、駆動信号ＤｒはＨｉｇｈレベルに戻るので、図１のトランジスタＴＲはオン状態となり減流抵抗器Ｒは短絡される。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、電流制御設定信号Ｉｃｒが低レベル電流設定信号Ｉｌｒのままであるので、時刻ｔ４４のアーク再発生までは低レベル電流値Ｉｌを維持する。したがって、トランジスタＴＲは、時刻ｔ４２にくびれが検出されてから時刻ｔ４３に溶接電流Ｉｗが低レベル電流値Ｉｌに減少するまでの期間のみオフ状態となる。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、溶接電流Ｉｗが小さくなるので時刻ｔ４２から一旦減少した後に急上昇する。低レベル電流値Ｉｌは、例えば５０Ａに設定される。

時刻ｔ４４において、溶接ワイヤの逆送及び溶接電流Ｉｗの通電によるピンチ力によってくびれが進行してアークが再発生すると、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗの値は短絡／アーク判別値Ｖｔａ以上となる。

アークが再発生した直後の時刻ｔ５からは逆送減速期間Ｔｒｄになるので、同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは逆送状態を維持しつつ減速する。時刻ｔ４４にアークが再発生すると、同図（Ｇ）に示すように、電流制御設定信号Ｉｃｒの値は、低レベル電流設定信号Ｉｌｒの値から予め定めたアーク時傾斜で上昇し、上記の高レベル電流設定値に達するとその値を維持する。同図（Ｆ）に示すように、遅延信号Ｔｄｓは、時刻ｔ４４にアークが再発生してから予め定めた遅延期間Ｔｄが経過する時刻ｔ５１までＨｉｇｈレベルのままである。したがって、溶接電源は時刻ｔ５１まで定電流制御されているので、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ４４からアーク時傾斜で上昇し、高レベル電流値に達するとその値を時刻ｔ５１まで維持する。同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ４４〜ｔ５１の遅延期間Ｔｄ中は高レベル電圧値の状態にある。同図（Ｄ）に示すように、くびれ検出信号Ｎｄは、時刻ｔ４４にアークが再発生するので、Ｌｏｗレベルに変化する。例えば、アーク時傾斜は４００Ａ／ｍｓに、高レベル電流値は４５０Ａに、遅延期間Ｔｄは２ｍｓに設定される。

時刻ｔ５１において、同図（Ｆ）に示すように、遅延信号ＴｄｓがＬｏｗレベルに変化する。この結果、溶接電源は定電流制御から定電圧制御へと切り換えられる。時刻ｔ４４にアークが再発生してから時刻ｔ６までは、溶接ワイヤは逆送しているので、アーク長は次第に長くなる。時刻ｔ６からは正送加速期間Ｔｓｕになるので、同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗは正送に切り換えられる。時刻ｔ５１に定電圧制御に切り換えられると、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは高レベル電流値から次第に減少する。同様に、同図（Ｃ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは高レベル電圧値から次第に減少する。

上述したように、くびれ検出制御では、時刻ｔ４２にくびれを検出すると通電路に減流抵抗器を挿入することによって溶接電流Ｉｗを急減させて、時刻ｔ４４にアークが再発生した時点における電流値を小さな値に制御することができる。このために、スパッタ発生量を大幅に低減することができる。

上述したように、実施の形態１では、短絡は必ず短絡強制発生期間Ｔｓｐ中に発生する。また、同図ではアークが時刻ｔ５よりも前の逆送加速期間Ｔｒｕ中に発生する場合を例示したが、時刻ｔ５の後ろの逆送減速期間Ｔｒｄ中に発生する場合もある。

上述した実施の形態１によれば、正送加速期間と正送減速期間との間に短絡強制発生期間を備え、この短絡強制発生期間中は正送加速期間中よりも大きな変化率で送給速度を加速させ、送給速度が予め定めた正送ピーク値に達するとその値を維持させる。これにより、特に大電流域の溶接において外乱が発生しても短絡を必ず短絡強制発生期間中に発生させることができる。このために、本実施の形態では、短絡とアークとの周期と送給速度の正送と逆送との周期とが同期ズレ状態になることを抑制することができるので、安定した溶接を行なうことができる。

［実施の形態２］
実施の形態２の発明では、逆送加速期間中は、正送加速期間よりも大きな変化率で送給速度を加速させ、送給速度が予め定めた逆送ピーク値に達するとその値を維持させる。

実施の形態２に係るアーク溶接電源のブロック図は、図１と同一である。但し、送給速度設定回路ＦＲに予め設定されている送給速度の送給パターンが図３（Ａ）となる点が異なる。

図３は、本発明の実施の形態２に係るアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）はくびれ検出信号Ｎｄの時間変化を示し、同図（Ｅ）は駆動信号Ｄｒの時間変化を示し、同図（Ｆ）は遅延信号Ｔｄｓの時間変化を示し、同図（Ｇ）は電流制御設定信号Ｉｃｒの時間変化を示す。同図は上述した図２と対応しており、同一の動作についての説明は繰り返さない。以下、同図を参照して異なる動作について説明する。

同図（Ａ）に示す送給速度Ｆｗの送給パターンは、時刻ｔ４〜ｔ５の逆送加速期間Ｔｒｕ中の変化のみが図２とは異なる。時刻ｔ４〜ｔ５の予め定めた逆送加速期間Ｔｒｕ中の送給速度Ｆｗは、０から上記の正送加速期間Ｔｓｕ中よりも大きな変化率で逆送方向に加速し、予め定めた逆送ピーク値Ｆｒｐに達するとその値を維持する。同図では直線状に加速する場合を例示したが、曲線状でも良い。逆送加速期間Ｔｒｕは、例えば２．５ｍｓである。逆送ピーク値Ｆｒｐは、例えば−５０ｍ／ｍｉｎである。変化率を大きくすることで、迅速に逆送ピーク値Ｆｒｐに達するようにしている。このようにすることによって、アーク再発生のタイミングを逆送ピーク値Ｆｒｐを維持している期間中に集中させることができる。

同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ４からは逆送加速期間Ｔｒｕとなるので、送給速度Ｆｗは逆送状態に切り換わり、正送加速期間Ｔｓｕ中よりも大きな変化率で急速に加速し、逆送ピーク値Ｆｒｐに達するとその値を維持する。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、時刻ｔ２１においてアーク期間の溶接電流から急減し、時刻ｔ２１〜ｔ３１の初期期間中は初期電流値となり、時刻ｔ３１〜ｔ４１の期間中は短絡時傾斜で上昇し、時刻ｔ４１〜ｔ４２の期間中はピーク値となる。この溶接電流Ｉｗがピーク値である期間と送給速度Ｆｗが逆送ピーク値Ｆｒｐである期間とは重なるようになる。このために、溶接ワイヤの高速な逆送によるくびれの促進効果と、大電流値の溶接電流Ｉｗが通電することによるくびれの促進効果が重畳される。この結果、アーク再発生のタイミング（時刻ｔ４４）は、送給速度Ｆｗが逆送ピーク値Ｆｒｐとなる期間に集中する。

上述した実施の形態２によれば、逆送加速期間中は、正送加速期間よりも大きな変化率で送給速度を加速させ、送給速度が予め定めた逆送ピーク値に達するとその値を維持させる。これにより、実施の形態１の効果に加えて、以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態２では、逆送加速期間の立上り時に送給速度の変化率を大きくすることによって、迅速に逆送ピーク値に達するようにしている。このようにすることによって、アーク再発生のタイミングを逆送ピーク値を維持している期間中に集中させることができる。このために、実施の形態２では、短絡とアークとの周期と送給速度の正送と逆送との周期との同期状態をさらに安定化させることができる。

［実施の形態３］
実施の形態３の発明では、逆送減速期間中は、送給速度を逆送ピーク値から所定値だけ減速させ、その後は変化率を小さくして減速させる。

実施の形態３に係るアーク溶接電源のブロック図は、図１と同一である。但し、送給速度設定回路ＦＲに予め設定されている送給速度の送給パターンが図４（Ａ）となる点が異なる。

図４は、本発明の実施の形態３に係るアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）はくびれ検出信号Ｎｄの時間変化を示し、同図（Ｅ）は駆動信号Ｄｒの時間変化を示し、同図（Ｆ）は遅延信号Ｔｄｓの時間変化を示し、同図（Ｇ）は電流制御設定信号Ｉｃｒの時間変化を示す。同図は上述した図３と対応しており、同一の動作についての説明は繰り返さない。以下、同図を参照して異なる動作について説明する。

同図（Ａ）に示す送給速度Ｆｗの送給パターンは、時刻ｔ５〜ｔ６の逆送減速期間Ｔｒｄ中の変化のみが図３とは異なる。時刻ｔ５〜ｔ６の予め定めた逆送減速期間Ｔｒｄ中の送給速度Ｆｗは、逆送ピーク値Ｆｒｐから所定値ΔＦだけ減速し、その後は変化率を小さくして減速する。同図では折れ線状に減速する場合を例示したが、曲線状でも良い。逆送加速期間Ｔｒｕは、例えば３ｍｓである。

同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ５からは逆送減速期間Ｔｒｄとなるので、送給速度Ｆｗは、逆送ピーク値Ｆｒｐから所定値ΔＦだけ減速し、その後は変化率を小さくして減速する。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、アークが再発生する時刻ｔ４４からアーク時傾斜で上昇し、高レベル電流値に達するとその値を時刻ｔ５１まで維持する。したがって、逆送減速期間Ｔｒｄ中は、アークが発生した状態で溶接ワイヤを逆送しているので、アーク長を長くしていることになる。同時に、溶接ワイヤの先端が溶融されて溶滴が次第に大きくなる。このときに、逆送減速期間Ｔｒｄが開始された直後の送給速度Ｆｗが高速であると、溶滴に逆送方向の強い力が作用して、溶滴が逆送方向に持ち上げられた状態になる。このような状態となると、溶滴移行状態が不安定になりやすくなる。このために、逆送減速期間Ｔｒｄの開始直後に所定値ΔＦだけ送給速度Ｆｗを急速に減速させることにより、溶滴が持ち上げられた状態になるのを防止している。

上述した実施の形態３によれば、逆送減速期間中は、送給速度を逆送ピーク値から所定値だけ減速させ、その後は変化率を小さくして減速させる。これにより、実施の形態１及び２の効果に加えて、以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態３では、逆送減速期間中にアーク長を長くするときに、溶滴が逆送方向に持ち上げられた状態になることを抑制することによって、溶滴移行状態をさらに安定化させている。

［実施の形態４］
実施の形態４の発明は、送給速度の平均値が予め定めた基準送給速度以上のときに短絡強制発生期間を備えるものである。すなわち、短絡強制発生期間は、送給速度の平均値が基準送給速度未満のときは設けず、以上のときにのみ設けるものである。

図５は、本発明の実施の形態４に係るアーク溶接電源のブロック図である。同図は上述した図１と対応しており、同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は繰り返さない。同図は、図１の送給速度設定回路ＦＲを第２送給速度設定回路ＦＲ２に置換したものである。以下、同図を参照してこのブロックについて説明する。

第２送給速度設定回路ＦＲ２は、平均送給速度設定信号Ｆａｒを入力として、以下の処理を行ない、送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
１）平均送給速度設定信号Ｆａｒの値が予め定めた基準送給速度未満であるときは、平均送給速度設定信号Ｆａｒに対応して記憶されている正送加速期間、正送減速期間、逆送加速期間及び逆送減速期間から形成される図８（Ａ）で上述した送給パターンの送給速度設定信号Ｆｒを出力する。
２）平均送給速度設定信号Ｆａｒの値が上記の基準送給速度以上であるときは、平均送給速度設定信号Ｆａｒに対応して記憶されている正送加速期間、短絡強制発生期間、正送減速期間、逆送加速期間及び逆送減速期間から形成される図２（Ａ）〜図４（Ａ）で上述した送給パターンの送給速度設定信号Ｆｒを出力する。

上記の基準送給速度は、短絡期間とアーク期間との周期のばらつきが小さい小電流域と、周期がばらつく大電流域とを区分する値に設定される。例えば、溶接ワイヤが鉄鋼ワイヤであり、その直径が１．２ｍｍであるときは、４ｍ／ｍｉｎに設定される。

図５で上述した実施の形態４に係る溶接電源における各信号のタイミングチャートは、図１及び図２〜図４と同様であるので、説明は繰り返さない。すなわち、平均送給速度設定信号Ｆａｒの値が基準送給速度未満のときのタイミングチャートは図１と同様となり、基準送給速度以上のときは図２〜図４と同様になる。

上述した実施の形態４によれば、送給速度の平均値が予め定めた基準送給速度以上のときに短絡強制発生期間を備えている。これにより、実施の形態４の発明では、実施の形態１〜３の効果に加えて、以下の効果を奏する。送給速度の平均値が基準送給速度未満である小電流域の溶接において、短絡強制発生期間を設けると、ワークによってはスパッタが増加する場合がある。小電流域の溶接においては、短絡とアークとの周期と送給速度の正送と逆送との周期とが同期ズレ状態になることは少ないので、短絡強制発生期間を設けなくても良い場合が多い。

［実施の形態５］
実施の形態５の発明は、送給速度が短絡強制発生期間に入ると、アーク期間中の溶接電流を予め定めた基準電流値未満に減少させるものである。

図６は、本発明の実施の形態５に係るアーク溶接電源のブロック図である。同図は上述した図１と対応しており、同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は繰り返さない。同図は、図１の電圧設定回路ＶＲを第２電圧設定回路ＶＲ２に置換したものである。以下、同図を参照してこのブロックについて説明する。

第２電圧設定回路ＶＲ２は、送給速度設定信号Ｆｒを入力として、送給速度設定信号Ｆｒの値から短絡強制発生期間にあるかを判別し、短絡強制発生期間でないときは予め定めた電圧設定値の電圧設定信号Ｖｒを出力し、短絡強制発生期間であるときは上記の電圧設定値よりも小さな値に予め定めた低電圧設定値の電圧設定信号Ｖｒを出力する。この低電圧設定値は、アーク期間中の溶接電流が予め定めた基準電流値未満になるように設定される。基準電流値は、例えば１００Ａに設定される。

図７は、図６で上述したアーク溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接ワイヤ１の送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）はくびれ検出信号Ｎｄの時間変化を示し、同図（Ｅ）は駆動信号Ｄｒの時間変化を示し、同図（Ｆ）は遅延信号Ｔｄｓの時間変化を示し、同図（Ｇ）は電流制御設定信号Ｉｃｒの時間変化を示す。同図は上述した図２と対応しており、時刻ｔ２〜ｔ２１以外の期間の動作は同一であるので、それらの説明は繰り返さない。以下、同図を参照して異なる動作について説明する。

時刻ｔ２において、同図（Ａ）に示すように、送給速度Ｆｗが短絡強制発生期間Ｔｓｐに入ると、図６の第２電圧設定回路ＶＲ２によって電圧設定信号Ｖｒは予め定めた低電圧設定値に切り換えられる。このために、同図（Ｃ）に示すように、時刻ｔ２から短絡が発生する時刻ｔ２１までのアーク期間中は、溶接電圧Ｖｗは急激に減少して小さな値となる。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗも急激に減少して、予め定めた基準電流値未満の小さな値となる。このように溶接電流Ｉｗを小さな値にすると、短絡がより発生しやすくなり、かつ、短絡が発生したときのスパッタを少なくすることができる。

上記においては、実施の形態５を実施の形態１を基礎として説明したが、実施の形態２〜４を基礎とした場合も同様であるので、説明は繰り返さない。

上述した実施の形態５によれば、送給速度が短絡強制発生期間に入ると、アーク期間中の溶接電流を予め定めた基準電流値未満に減少させる。これにより、実施の形態５では、実施の形態１〜４の効果に加えて、以下の効果を奏する。実施の形態５では、短絡強制発生期間のアーク期間中の溶接電流を小さな値にすることによって、短絡がより発生しやすくなり、かつ、短絡が発生したときのスパッタを少なくすることができる。アーク期間中に溶接電流を小さな値に維持している期間があまり長くなると、ビード外観が悪くなる。実施の形態５では、短絡強制発生期間に入ってから溶接電流を減少させているので、減少期間がビード外観に影響を与えるほど長くなることはない。

本発明によれば、特に大電流域の溶接において外乱が発生しても短絡を必ず短絡強制発生期間中に発生させることができる。このために、本発明では、短絡とアークとの周期と送給速度の正送と逆送との周期とが同期ズレ状態になることを抑制することができるので、安定した溶接を行なうことができる。

以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１４年２月１８日出願の日本特許出願（特願２０１４−０２８６７５）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。

１ 溶接ワイヤ
２ 母材
３ アーク
４ 溶接トーチ
５ 送給ロール
ＣＭ 電流比較回路
Ｃｍ 電流比較信号
ＤＲ 駆動回路
Ｄｒ 駆動信号
Ｅａ 誤差増幅信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＡＲ 平均送給速度設定回路
Ｆar 平均送給速度設定信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
ＦＲ２ 第２送給速度設定回路
Ｆrp 逆送ピーク値
Ｆs1 第１正送値
Ｆsp 正送ピーク値
Ｆｗ 送給速度
ＩＣＲ 電流制御設定回路
Ｉcr 電流制御設定信号
ＩＤ 溶接電流検出回路
Ｉｄ 溶接電流検出信号
Ｉｌ 低レベル電流値
ＩＬＲ 低レベル電流設定回路
Ｉlr 低レベル電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＮＤ くびれ検出回路
Ｎｄ くびれ検出信号
ＰＭ 電源主回路
Ｒ 減流抵抗器
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＷ 制御切換回路
Ｔｄ 遅延期間
ＴＤＳ オフディレイ回路
Ｔds 遅延信号
ＴＲ トランジスタ
Ｔrd 逆送減速期間
Ｔru 逆送加速期間
Ｔsd 正送減速期間
Ｔsp 短絡強制発生期間
Ｔsu 正送加速期間
ＶＤ 溶接電圧検出回路
Ｖｄ 溶接電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
ＶＲ２ 第２電圧設定回路
Ｖta 短絡／アーク判別値
ＶＴＮ くびれ検出基準値設定回路
Ｖtn くびれ検出基準値（信号）
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＭ 送給モータ
ΔＦ 所定値
ΔＶ 電圧上昇値

Claims (5)

1. 短絡期間及びアーク期間の各期間に対応した溶接電圧及び溶接電流を出力する出力制御部と、
   溶接ワイヤの送給速度を、正送加速期間中は正送方向に加速させ、正送減速期間中は正送方向に減速させ、逆送加速期間中は逆送方向に加速させ、逆送減速期間中は逆送方向に減速させる送給制御部と、
   を備えたアーク溶接電源において、
   前記送給制御部は、前記正送加速期間と前記正送減速期間との間に短絡強制発生期間を備え、この短絡強制発生期間中は前記正送加速期間中よりも大きな変化率で前記送給速度を加速させ、前記送給速度が予め定めた正送ピーク値に達するとその値を維持させる、
   ことを特徴とするアーク溶接電源。
2. 前記送給制御部は、前記逆送加速期間中は、前記正送加速期間よりも大きな変化率で前記送給速度を加速させ、前記送給速度が予め定めた逆送ピーク値に達するとその値を維持させる、
   ことを特徴とする請求項１記載のアーク溶接電源。
3. 前記送給制御部は、前記逆送減速期間中は、前記送給速度を前記逆送ピーク値から所定値だけ減速させその後は変化率を小さくして減速させる、
   ことを特徴とする請求項２記載のアーク溶接電源。
4. 前記送給制御部は、前記送給速度の平均値が予め定めた基準送給速度以上のときに前記短絡強制発生期間を備える、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク溶接電源。
5. 前記出力制御部は、前記送給速度が前記短絡強制発生期間に入ると、前記アーク期間中の前記溶接電流を予め定めた基準電流値未満に減少させる、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接電源。

Images