WO2000038870A1 - Procede de soudage a l'arc - Google Patents

Description

アーク溶接方法

技術分野

本発明は、 溶接方法、 特に、 溶接ワイヤーを用いるアーク溶接方法に関する。

背景技術

明

金属製のワークに対して溶接を施すための方法として、 アーク溶接方法が知 田

られている。 この溶接方法では、 溶接ワイヤーとワークとの間に電圧を印加し ながら溶接ワイヤーをワークに接触させ、 この際の通電により溶融する溶接ヮ ィヤーの先端部をワークに溶着させる。 そして、 溶接ワイヤーの先端部が溶融 している状態の間に溶接ワイヤーをワークから離してワーク上の次の溶接部と 対向させ、 当該次の溶接部に対して引き続き同様の溶接を施す。

上述のアーク溶接方法においては、 一連の溶接工程中、 溶接ワイヤーに対し て継続的に電圧を印加しているため、 溶接ワイヤーがワークから離れた瞬間に その先端部分が破裂する場合がある。 破裂した溶接ワイヤーの先端部は、 溶滴 となってワーク上に飛び散り、 ワーク上にスパッタを発生させて溶接部付近の 見栄えや仕上がり感を損なうおそれがある。

ところで、 上述のようなスパッタの発生は、 通常、 溶接部位に炭酸ガスや炭 酸ガスとアルゴンガスとの混合ガスなどの各種のガスを供給すると有効に抑制 できることが知られている。 し力 し、 このようなガスの利用は溶接コストを高 める原因になり、 また、 利用するガスの種類によっては、 環境保護の観点から、 その使用量が今後規制される可能性も予想される。

本発明の目的は、 アーク溶接方法において、 溶接部位へ供給するガスの使用 量を抑制しながらスパッタの発生を抑制することにある。 発明の開示

本発明に係るアーク溶接方法は、 溶接ワイヤーを用いてワークに対して溶接 を施すための方法である。 この溶接方法は、 溶接ワイヤーとワークとの間に電 圧を印加しながら溶接ワイヤーをワークに接触させ、 この際に溶融する溶接ヮ ィヤーの端部をワークに溶着させるための工程と、 溶接ワイヤーとワークとの 接触中における溶接ワイヤーとワークとの間の電気抵抗値を求め、 当該電気抵 抗値の最小値を検出するための工程と、 電気抵抗値の最小値を検出した後に、 溶接ワイヤーとワークとの間への電圧の印加を一時的に停止するための工程と、 を含んでいる。

ここで、 溶接ワイヤーとワークとの間の電気抵抗値は、 例えば、 溶接ワイヤ 一とワークとの間の電圧値と電流値とを計測し、 この電圧値および電流値に基 づいて求めている。

また、 溶接ワイヤーとワークとの間への電圧の印加を一時的に停止するのは、 例えば、 上述の電気抵抗値の最小値を検出した時点から所定時間が経過したと きである。 ここでの所定時間は、 例えば、 溶接ワイヤーとワークとの間の電気 抵抗値が、 予め求められた、 溶接ワイヤーとワークとの間の電気抵抗値の最大 値と、 上述の最小値との差の 1 0 %以上 9 8 %以下の電気抵抗値を上述の最小 値に加えた電気抵抗値に到達するのに要する時間である。 または、 所定時間は、 例えば 0 . 5 m sである。

或いは、 溶接ワイヤーとワークとの間への電圧の印加を一時的に停止するの は、 例えば、 上述の電気抵抗値の最小値を検出した時点から、 溶接ワイヤーと ワークとの間の電気抵抗値が上昇して所定の電気抵抗値に到達したときである。 ここでの所定の電気抵抗値は、 例えば、 予め求められた、 溶接ワイヤーとヮー クとの間の電気抵抗値の最大値と、 上述の最小値との差の 1 0 %以上 9 8 %以 下の電気抵抗値を上述の最小値に加えた電気抵抗値である。

なお、 溶接ワイヤーとワークとの間への電圧の印加を一時的に停止する時間 は、 例えば 0 . 2 5 m sである。

このような本発明のアーク溶接方法では、 ワークに対して溶着する溶接ワイ ヤーの端部により、 ワークに対して所要の溶接が施される。 このような溶接過 程において、 溶接ワイヤーとワークとの間の電気抵抗値の最小値を検出した後 に溶接ワイヤーとワークとの間への電圧の印加を一時的に停止すると、 溶接ヮ ィャ一は先端部での破裂を起こしにくくなる。 このため、 ワーク上には溶接ヮ ィヤーからの溶滴が飛散しにくくなり、 ワーク上におけるスパッタの発生が効 果的に抑制される。

また、 本発明に係るアーク溶接装置は、 溶接ワイヤーを用いてワークに対し て溶接を施すためのものである。 このアーク溶接装置は、 溶接ワイヤーとヮー クとの間に電圧を印加するための手段と、 溶接ワイヤーをワークに接触するよ う移動させるための手段と、 溶接ワイヤーとワークとの接触中における溶接ヮ ィヤーとワークとの間の電気抵抗値を求め、 当該電気抵抗値の最小値を検出す るための手段と、 電気抵抗値の最小値を検出した後に、 溶接ワイヤーとワーク との間への電圧の印加を一時的に停止するための手段とを備えている。

このような本発明のアーク溶接装置は、 溶接ワイヤーを移動させてワークに 接触させる。 この結果、 溶接ワイヤーとワークとの間に印加されている電圧に より溶接ワイヤーが溶融し、 ワークに対して所要の溶接が施される。 このよう な溶接ワイヤーとワークとの接触中において、 電気抵抗値の最小値を検出した 後に溶接ワイヤーとワークとの間への電圧の印加を一時的に停止すると、 溶接 ワイヤーは先端部での破裂を起こしにくくなる。 このため、 ワーク上には溶接 ワイヤーからの溶滴が飛散しにくくなり、 ワーク上におけるスパッタの発生が 効果的に抑制される。 本発明の他の目的および効果は、 以下の詳細な説明から明らかになるであろ Ό ο 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の実施の一形態に係るガスメタルアーク溶接装置の概略図 である。 第 2図は、 このガスメタルアーク溶接装置に採用された制御装置の概 略構成を示す図である。 第 3図は、 このガスメタルアーク溶接装置の制御フロ 一チャートの一部である。 第 4図は、 このガスメタルアーク溶接装置の制御フ ローチャートの—部である。 第 5図は、 このガスメタルアーク溶接装置の制御 フローチャートの一部である。 第 6図は、 このガスメタルアーク溶接装置の制 御フローチャートの一部である。 第 7図は、 このガスメタルアーク溶接装置に よる溶接過程を示す図である。 第 8図は、 この溶接過程における溶接ワイヤー とワークとの間の電気抵抗値の変化を示す図である。 第 9図は、 本発明の変形 例に係るガスメタルアーク溶接装置の制御フローチャートの一部である。 発明の詳細な説明

第 1図を参照して、 本発明の実施の一形態に係るガスメタルアーク溶接方法 を実施するための溶接装置を説明する。 図において、 ガスメタルアーク溶接装 置 1は、 キヤリヤー 2、 トーチ 3、 ワイヤーフィーダ一 4、 電源装置 5、 炭酸 ガスボンべ 6および制御装置 7を主に備えている。

キヤリヤー 2は、 溶接を施す対象となるワーク Wを載置するためのものであ り、 図示しない移動装置により、 図の左方向に一定速度で移動し得るように構 成されている。

トーチ 3は、 キヤリヤー 2の上方に配置されており、 ワーク Wに対して溶接 を施すための溶接ワイヤー 8を保持している。 トーチ 3に保持された溶接ワイ ヤー 8は、 図の下方、 すなわちキヤリヤー 2方向に延びており、 キヤリヤー 2 上のワーク Wと対向している。 なお、 溶接ワイヤー 8は、 一般に市販されてい る溶接用の金属製のワイヤーである。

このようなトーチ 3は、 モーター 9を備えている。 このモーター 9は、 トー チ 3を上下方向に移動させるためのものであり、 正転したときにトーチ 3を下 方に移動させ、 逆転したときにトーチ 3を上方に移動させるように設定されて レ、る。

また、 トーチ 3は、 ワーク W方向に延びる溶接ワイヤー 8の出口付近に図示 しないガス噴出口を有している。 このガス噴出口は、 トーチ 3から突出する溶 接ワイヤー 8の周りを覆い包むようにかつワーク W方向に吹き付けるようにガ ス （炭酸ガス） を噴出できるように設定されている。

ワイヤーフィーダ一 4は、 トーチ 3に向けて溶接ワイヤー 8を供給するため のものであり、 一定の速度で溶接ワイヤ一 8を送り出すことができるように設 定されている。

電源装置 5は、 キヤリヤー 2上に載置されたワーク Wと トーチ 3に保持され た溶接ワイヤー 8との間に電圧を印加するためのものであり、 正極がトーチ 3 を介して溶接ワイヤー 8に接続されており、 負極がワーク Wに接続されている。 なお、 この電源装置 5は、 例えば電子制御により O NZO F Fが可能なものが 用いられる。

炭酸ガスボンベ 6は、 トーチ 3に接続されており、 トーチ 3のガス噴出口か ら噴出させる炭酸ガスを供給するためのものである。

制御装置 7は、 ガスメタルアーク溶接装置 1の動作を制御するためのもので あり、 第 2図に示すように、 制御を司るための中央処理装置 （C P U) 1 0、 各種のデータを記憶するためのランダムアクセスメモリー （R AM) 1 1、 制 御プログラムが記録された読み取り専用メモリ一 （R OM) 1 2および入出力 ポート 1 3を備えている。 入出力ポート 1 3の入力側には、 電圧用 A/D変換 器 1 4および電流用 A/D変換器 1 5の他、 オペレーターが所定の情報や処理 命令等を入力するためのキーボード等のその他の入力装置が接続されている。 また、 入出力ポート 1 3の出力側には、 電源装置 5、 モーター 9およびワイヤ 一フィーダ一 4やキヤリヤー 2などのその他の装置が接続されている。

電圧用 AZD変換器 1 4は、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとが導通したときの 電圧値を測定するための電圧測定回路 1 6 (第 1図） に接続されている。 この 電圧測定回路 1 6は、 電源装置 5と トーチ 3とを接続する電源回路 1 7に一端 が接続されており、 また、 他端がワーク Wと電源装置 5とを接続する電源回路 1 8に接続されている。 したがって、 電圧測定回路 1 6は、 結果的に両電源回 路 1 7， 1 8からなる一連の電源回路に対して並列に接続されている。

一方、 電流用 AZD変換器 1 5は、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとが導通した ときの電流値を測定するための電流測定回路 1 9 (第 1図） に接続されている。 この電流測定回路 1 9は、 電源回路 1 8に設けられたシャント抵抗 2 0から分 岐して設けられており、 結果的に電源回路 1 8に対して直列に接続されている。 次に、 上述のガスメタルアーク溶接装置 1を用いたアーク溶接方法について 説明する。 ここでは、 第 3図〜第 6図に示す制御フローチャートを参照して、 上述のガスメタルアーク溶接装置 1による溶接動作を説明する。

オペレーターがガスメタルアーク溶接装置 1の電源を ONにすると、 制御プ ログラムは、 先ずステップ S 1において、 キヤリヤー 2を初期位置に設定した り、 電源装置 5を作動させるなどの初期設定を行う。 この際、 炭酸ガスボンベ 6からトーチ 3への炭酸ガスの供給も開始される。

次に、 ステップ S 2において、 プログラムは、 オペレーターが所定値を入力 するのを待つ。 ここで、 所定値とは、 溶接ワイヤー 8の断面積 Sや材料定数 C などである。 因に、 材料定数 Cは、 溶接ワイヤー 8を構成する金属材料に固有 の定数である。 オペレーターが必要な所定値を入力すると、 プログラムはステ ップ S 2からステップ S 3に移行し、 入力された各種の所定値を RAM I 1に 記録する。

ステップ S 3の後、 プログラムは、 ステップ S 4において、 オペレーターが 溶接ワイヤー 8とワーク W上の被溶接部との間の最適距離 D (第 1図参照） を 入力するのを待つ。 なお、 最適距離 Dは、 溶接ワイヤー 8やワーク Wの種類な どにより異なり、 オペレータ一が適宜設定することができる。 オペレーターが 最適距離 Dを入力すると、 ステップ S 5において当該最適距離 Dが RAM I 1 に記録される。

次に、 ステップ S 6において、 プログラムは、 オペレーターが溶接開始命令 を入力するのを待つ。 オペレーターが溶接開始命令を入力すると、 プログラム はステップ S 7に移行し、 そこでモーター 9を正転させる。 これにより、 溶接 ワイヤー 8を保持したトーチ 3が第 1図の下方に向けて、 即ち、 ワーク W方向 に向けて移動する。 トーチ 3の移動により溶接ワイヤ一 8の先端部がワーク W 上の被溶接部に接触すると、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとが導通し、 プログラ ムは、 これによる電気信号を受けてステップ S 8において導通状態を確認す ると共にモーター 9を停止させ、 次のステップ S 9に移行する。

このように溶接ワイヤー 8とワーク Wとが接触して導通すると、 電源装置 5 からの電流が溶接ワイヤー 8からワーク Wに流れ、 ワーク W上の被溶接部に溶 接が施される。

第 7図を参照して、 このような溶接時の状況をより詳細に説明する。 先ず、 第 7図の （a ) に示すように、 溶接ワイヤー 8がワーク Wの被溶接部 W 1に接 触すると、 電源装置 5により溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間に電流が流れ、 両者間に電圧が印加される。 この結果、 溶接ワイヤー 8の先端部が温められ、 第 7図の （b ) に示すように溶接ワイヤー 8の先端部が溶解して被溶接部 W 1 上で表面張力によりすそ拡がりの状態となり、 当該被溶接部 W 1に溶着し始め る。 この状態が進行すると、 第 7図の （c ) に示すように溶接ワイヤー 8がネ ッキングし、 やがて第 7図の （d ) に示すように溶接ワイヤ一 8が途切れてヮ ーク Wから離れる。 これにより、 被溶接部 W 1には、 溶着した溶接ワイヤー 8 の先端部による溶接が施されることになる。 なお、 ワーク Wから離れた溶接ヮ ィヤー 8の先端部は、 第 7図の （e ) に示すように、 キヤリヤー 2が第 1図の 左方向に徐々に移動しているためにワーク W上の次の被溶接部 W 2の上方に配 置される。

上述のような一連の溶接過程において、 プログラムは、 溶接ワイヤー 8とヮ ーク Wとの接触当初から、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間に流れる電流の電 圧値および電流値の測定を開始する （ステップ S 9 ) 。 ここで、 電圧値は、 電 圧測定回路 1 6における電圧値を電圧用 AZD変換器 1 4でデジタル信号化す ることに測定され、 また、 電流値は、 電流測定回路 1 9を流れる電流値を電流 用 AZD変換器 1 5でデジタル信号化することにより測定される。

次に、 ステップ S 1 0において、 測定された電圧値と電流値とに基づいて、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間の電気抵抗値 Rを計算する。 そして、 ステツ プ S 1 1において計算した電気抵抗値 Rを記録し、 さらにステップ S 1 2にお いて電気抵抗値 Rを時間で微分する。 次のステップ S 1 3では、 電気抵抗値 R の微分値が 0またはそれ以上 （すなわち、 正の値） になったか否かを判断する。 ステップ S 1 3において、 "N o " と判断した場合、 プログラムはステップ S 9に戻り、 ステップ S 1 3において "Y e s " と判断するまでステップ S 9か らステップ S 1 3を繰り返す。 このような繰り返し動作では、 溶接ワイヤー 8 とワーク Wとの間の電気抵抗値 Rが連続的に計測され、 最新の電気抵抗値 R がステップ 1 1において記録されることになる。

ここで、 電気抵抗値 Rの変化の様子を説明する。 第 8図に示すように、 電気 抵抗値 Rは、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの接触当初 （即ち、 第 7図の （a ) の時点） から徐々に小さくなり、 溶接ワイヤー 8がネッキングすることなく溶 融してワーク Wとの接触面積が最も広くなつた時点 （即ち、 第 7図の （b ) の 時点） で最も小さくなる。 そして、 溶接ワイヤー 8がネッキングし始めると (例えば、 第 7図の （c ) の時点） 、 電気抵抗値 Rは徐々に大きくなり始め、 溶接ワイヤー 8の先端部がワーク Wから離れる直前が最大値 Rm a xになる。 したがって、 ステップ S 1 3において "Y e s " と判断されるのは、 電気抵抗 値 Rが減少から増加に転じる時点、 すなわち電気抵抗値 Rの最小値 Rm i nの 時点になる。 この最小値 Rm i nは、 ステップ S 1 1において RAM I 1に記 録される。

次のステップ S 1 4では、 ステップ S 1 3で "Y e s " と判断した時点の時 間 （t ) を制御装置 7の内部タイマーで 0に設定する。 すなわち、 t = 0に設 定されるのは、 電気抵抗値 Rが最小値 Rm i nになった時点になる。 次に、 ス テツプ S 1 5において、 t = 0に設定してからの経過時間が t 1に達したか否 力、を判断する。 ここで、 経過時間 t 1は、 例えば、 電気抵抗値 Rが最小値 Rm i nと最大値 R m a xとの差の 1 0 %以上 9 8 %以下、 好ましくは 5 0 %以上 9 7 %以下、 より好ましくは 7 5 %以上 9 5 %以下の電気抵抗値分最小値 R m i nから増加するのに要する時間を想定した時間であり （第 8図参照） 、 通常 は最小値 Rm i nの時点から 0. 5 m s程度である。 なお、 最大値 Rm a xは、 上述のように溶接ワイヤー 8がワーク Wから離れる直前、 すなわち、 電気抵抗 値 Rが無限大となる直前の電気抵抗値であり、 予め実験的に求めて制御装置 7 に記憶させておくことができる。

ステップ S 1 5において、 "Y e s " と判断した場合は、 次のステップ S 1 6において電源装置 5を O F Fにする。 これにより、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間に電圧が印加されるのが停止され、 溶接ワイヤー 8がワーク Wから離 れたとき （即ち、 第 7図の （d) のとき） に溶接ワイヤー 8の先端部が破裂す るのが防止される。 この結果、 ワーク W上には、 溶接ワイヤーからの溶滴が飛 散しにくくなり、 スパッタの生成が起こりにくくなる。 なお、 上述のように電 源装置 5を OFFにした場合であっても、 溶接ワイヤー 8の先端部は、 余熱に よる溶融状態にあり、 キヤリヤー 2によるワーク Wの移動に従ってワーク Wか ら自然に離れることができる。

次に、 ステップ S 17において、 時間 tがさらに α時間経過した力否力、 す なわち、 時間 tが t 1 + αになった力否かを判断する。 ここで、 αは、 通常、 0. 25m s程度の時間である。 ステップ S 17において "Ye s" と判断し た場合、 プログラムはステップ S 18に移行し、 再び電源装置 5を ONにする。 これにより、 再ぴ溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間に電圧が印加され、 溶接が 可能な状態に設定される。

次のステップ S 19において、 プログラムは、 下記の数式 （1) に従って、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの最適距離 Dを達成するために必要な補正値 Lを 計算する。 なお、 数式 （1) において、 Rm i nはステップ S 11で記録され た抵抗値 Rの上述の最小値であり、 また、 Cおよび Sは、 ステップ S 3で記録 された、 それぞれ溶接ワイヤー 8の材料定数およぴ断面積である。

Rm i n · S

L

C

• · · (1) ステップ S 20では、 ステップ S 5において記録された最適距離 D値からス テツプ S 19で得られた補正値 Lを引き、 差 Xを算出する。 そして、 次のステ ップ S 21において、 差 Xが 0であるか否かを判断する。 ステップ S 21にお いて "Ye s" と判断した場合は、 第 7図の （e) において溶接ワイヤー 8の 先端部とワーク Wの次の被溶接部 W 2との距離 dが既に最適距離 Dにな てい るため、 プログラムはステップ S 7に戻り、 被溶接部 W 2に対してステップ S 7以下の溶接動作を繰り返す。

一方、 ステップ S 2 1において "N o " と判断した場合、 プログラムはステ ップ S 2 2に移行し、 そこで差 Xが 0よりも大きレ、か否かを判断する。 ステツ プ S 2 2において "Y e s " と判断した場合、 プログラムはステップ S 2 3に 移行し、 モーター 9を逆転させる。 これにより、 トーチ 3が第 1図の上方に移 動する。 次のステップ S 2 4では、 トーチ 3が差 X相当分だけ移動したか否か を判断する。 なお、 この移動量は、 モーター 9の作動量に置き換えて判断する ことができる。

トーチ 3の移動量が差 X相当分になると、 プログラムはステップ S 2 4から ステップ S 2 5に移行し、 モーター 9を停止する。 この結果、 溶接ワイヤー 8 の先端部とワーク Wの次の被溶接部 W 2との間の距離 d (第 7図の （e ) 参 照） は最適距離 Dに設定される。 ステップ S 2 5の終了後、 プログラムはステ ップ S 7に戻り、 被溶接部 W 2に対してステップ S 7以下の溶接動作を繰り返 す。

ステップ S 2 2において "N o " と判断した場合、 プログラムはステップ S 2 6に移行し、 モーター 9を正転させる。 これにより、 トーチ 3が第 1図の下 方に移動する。 次のステップ S 2 7では、 トーチ 3が差 Xの絶対値相当分だけ 移動したか否かを判断する。 なお、 この移動量は、 上述の通りモーター 9の作 動量に置き換えて判断することができる。

トーチ 3の移動量が差 Xの絶対値相当分になると、 プログラムはステップ S 2 7からステップ S 2 8に移行し、 モーター 9を停止する。 この結果、 溶接ヮ ィヤー 8の先端部とワーク Wの次の被溶接部 W 2との間の距離 d (第 7図の ( e ) 参照） は最適距離 Dに設定される。 ステップ S 2 8の終了後、 プロダラ ムはステップ S 7に戻り、 被溶接部 W 2に対してステップ S 7以下の溶揍動作 を繰り返す。

上述のように、 本実施の形態では、 ステップ S 1 6において一時的に電源装 置 5を O F Fにしているため、 溶接ワイヤー 8の先端部がワーク Wから離れた ときに破裂しにくく、 結果的にワーク W上にはスパッタが発生しにくい。 従つ て、 この実施の形態では、 従来のアーク溶接方法の場合のようにワーク Wに向 けて吹き付ける炭酸ガス中にスパッタを抑制するための高価なアルゴンガスを 混入しなくても、 或いは、 そのような炭酸ガスの使用量 （吹き付け量） そのも のを減少させた場合であっても、 仕上がり感が良好な溶接を安価に実現するこ とができる。

また、 この実施の形態では、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの接触中の電気抵 抗値 Rの最小値 Rm i nに基づいて補正値 Lを算出し、 これに従って溶接ワイ ヤー 8とワーク W上の被溶接部との最適距離 Dが達成されるようにトーチ 3を 移動させている。 ここで、 電気抵抗値 Rは、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの接 触中における電圧値や電流値に比べて安定した状態で得られるので、 その最小 値 Rm i nを正確に得ることができる。 このため、 トーチ 3は、 最適距離 Dが 達成されるように、 溶接ワイヤー 8を正確に上下方向に移動させることができ る。 従って、 上述のガスメタルアーク溶接装置 1によれば、 ワーク Wの被溶接 部の形状 （例えば起伏等） に沿って最適距離 Dが確保されるよう溶接ワイヤー 8を自動的に移動させることができ、 ワーク Wに対して仕上がりの良好な溶接 を安定に施すことができる。

なお、 上述の実施の形態では、 ステップ S 1 5で判断する経過時間 t 1を上 述のように設定したが、 本発明はこれに限定されない。 この経過時間 t 1は、 電気抵抗値 Rの最小値 Rm i nが検出された時点から溶接ワイヤー 8がワーク Wから离 ¾れる直前 （すなわち、 溶接ワイヤー 8のネッキングが十分に生じた時 点） までに要する時間の範囲で任意に設定されていてもよい。 . また、 上述の実施の形態では、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間への電圧の 印加を一時的に停止するタイミングを最小値 Rm i nが検出された時点からの 経過時間 （例えば、 上述の経過時間 t 1 ) に基づいて決定するようにしている 力 このタイミングは、 他の基準に従って決定してもよい。 例えば、 最小値 R m i nを検出後も溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間の電気抵抗値 Rの計測 （算 出） を継続し、 その電気抵抗値 Rが上昇して所定の電気抵抗値、 すなわち、 最 小値 Rm i nと予め実験的に求められて記憶された最大値 Rm a xとの間の所 定の電気抵抗値になったときに、 電圧の印加を一時的に停止するようにしても よい。

なお、 ここでいう所定の電気抵抗値は、 通常、 最小値 Rm i nと最大値 Rm a xとの差の 1 0 %以上 9 8 %以下、 好ましくは 5 0 %以上 9 7 %以下、 より 好ましくは 7 5 %以上 9 5 %以下の電気抵抗値分を最小値 Rm i nに加えた電 気抵抗値に設定するのが好ましい。 このような所定の電気抵抗値に到達する前 に電圧の印加を一時的に停止すると、 溶接ワイヤー 8がワーク Wから滑らかに 離れにくくなる可能性があり、 スパッタの発生は抑制されるものの、 結果的に 溶接の仕上がり感が損なわれるおそれがある。

第 9図を参照して、 上述のような所定の電気抵抗値を基準として電圧の印加 を一時的に停止する場合の動作を具体的に示す。 この変形例では、 上述の実施 の形態の場合の制御フローチャートの一部、 すなわち、 ステップ S 8からステ ップ S 1 8の間が第 9図に示すステップ S 2 9からステップ S 4 1のように変 更されている。 以下、 この変形例の動作を第 9図に基づいて説明する。 なお、 ここでは、 制御装置 7において、 上述のような所定の電気抵抗値 （以下、 電気 抵抗値 R 1と称す） が予め記憶されているものとする。

プログラムは、 上述の実施の形態の場合と同様に動作してステップ S 8に 到達し、 そこで溶接ワイヤー 8とワーク Wとの導通を確認すると、 次のステツ プ S 2 9において溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間に流れる電流の電圧値お よび電流値の測定を開始する。 ここで、 電圧値および電流値は、 上述の実施の 形態の場合と同様に測定される。

次に、 ステップ S 3 0において、 測定された電圧値と電流値とに基づいて、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間の電気抵抗値 Rを計算する。 そして、 次のス テツプ S 3 1において、 計算された電気抵抗値 Rが所定の電気抵抗値 R 1以 上であるか否かを判断する。 電気抵抗値 Rが所定の電気抵抗値 R 1よりも大き い場合、 プログラムはステップ S 3 2に移行し、 そこで C P U 1 0内の特定 のフラグが ONになっているか否かを判断する。 フラグが ONになっていなけ れば、 プログラムはステップ S 3 0において計算した電気抵抗値 Rを記録し

(ステップ S 3 3 ) 、 さらにステップ S 3 4において電気抵抗値 Rを時間で 微分する。 次のステップ S 3 5では、 電気抵抗値 Rの微分値が 0またはそれ以 上 （すなわち、 正の値） になったか否かを判断する。 ステップ S 3 5において、

"N o " と判断した場合、 プログラムはステップ S 2 9に戻り、 ステップ S 3 5において "Y e s " と判断するまでステップ S 2 9からステップ S 3 5を繰 り返す。 このような繰り返し動作では、 溶接ワイヤー 8とワーク Wとの間の電 気抵抗値 Rが連続的に求められ、 最新の電気抵抗値 R がステップ 3 3におい て記録されることになる。 なお、 ここでの電気抵抗値 Rの変化の様子は上述の 実施の形態において説明した通りである。

ステップ S 3 5において "Y e s " と判断した場合、 すなわち、 電気抵抗値 Rの最小値 Rm i nが検出されると （なお、 この最小値 Rm i nはステップ S 3 3において RAM I 1に記録されているが、 消去されないよう RAM I 1内 において別途保存される） 、 プログラムはステップ S 3 6に移行し、 そこで 上述の特定のフラグが O Nになっているか否かを判断する。 フラグが O Nにな つている場合、 プログラムはステップ S 29に戻り、 ステップ S 29力 らス テツプ S 36までの同じ動作を繰り返す。 一方、 フラグが ONになっていな い場合、 プログラムは、 ステップ S 37において CPU 10内の特定のフラ グ （これは、 ステップ S 32およびステップ S 36において判断の対象とな るフラグである） を ONに設定し、 その後ステップ S 29に戻る。

このような一連の動作において、 電気抵抗値 Rが最小値 Rm i nを経過後に 上昇し、 上述の所定の電気抵抗値 R 1に達すると、 プログラムは、 ステップ S 32において "Ye s" と判断し、 ステップ S 38に移行する。 ステップ S 38では、 そのときの時間 （t) を制御装置 7の内部タイマーで 0に設定する。 次に、 ステップ S 39において、 電源装置 5を OFFにする。 これにより、 溶 接ワイヤー 8とワーク Wとの間に電圧が印加されるのが停止され、 溶接ワイヤ 一 8がワーク Wから離れたとき （即ち、 第 7図の （d) のとき） に溶接ワイヤ 一 8の先端部が破裂するのが防止される。 この結果、 ワーク W上には、 溶接ヮ ィヤーからの溶滴が飛散しにくくなるので、 スパッタの生成が起こりにくくな る。 なお、 上述のように電源装置 5を OFFにした場合であっても、 溶接ワイ ヤー 8の先端部は、 余熱による溶融状態にあり、 キヤリヤー 2によるワーク W の移動に従ってワーク Wから自然に離れることができる。

ステップ S 39の後、 プログラムは、 ステップ S 40において上述の特定 のフラグを OFFに設定し、 続いて、 ステップ S 38において内部タイマー を 0に設定してから α時間経過した力否力、 すなわち、 時間 tが αになったか 否かをステップ S 41で判断する。 ここで、 αは、 通常、 0. 25ms程度 の時間である。 ステップ S 41において "Ye s" と判断した場合、 プロダラ ムは上述の実施の形態の場合と同じくステップ S 18に移行して再び電源装置 5を ONにし、 その後上述の実施の形態の場合と同様に動作する。 本発明は、 その精神または主要な特徴から逸脱することなく、 他のいろいろ な形で実施することができる。 そのため、 上述の実施例はあらゆる点で単なる 例示に過ぎず、 限定的に解釈してはならない。 本発明の範囲は、 請求の範囲に よって示すものであって、 明細書本文にはなんら拘束されない。 さらに、 請求 の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、 すべて本発明の範囲内のものである。

Claims

請 求 の 範 囲 .

1 . 溶接ワイヤーを用いてワークに対して溶接を施すためのアーク溶接方法で あって、

前記溶接ワイヤーと前記ワークとの間に電圧を印加しながら前記溶接ワイヤ 一を前記ワークに接触させ、 この際に溶融する前記溶接ワイヤーの端部を前記 ワークに溶着させるための工程と、

前記溶接ワイヤーと前記ワークとの接触中における前記溶接ワイヤーと前記 ワークとの間の電気抵抗値を求め、 前記電気抵抗値の最小値を検出するための 工程と、

前記電気抵抗値の前記最小値を検出した後に、 前記溶接ワイヤーと前記ヮー クとの間への電圧の印加を一時的に停止するための工程と、

を含むアーク溶接方法。

2 . 前記溶接ワイヤーと前記ワークとの間の電圧値と電流値とを計測し、 前記 電圧値および前記電流値に基づいて前記電気抵抗値を求める、 請求項 1に記載 のアーク溶接方法。

3 . 前記最小値を検出した時点から所定時間が経過したときに前記溶接ワイヤ 一と前記ワークとの間への電圧の印加を一時的に停止する、 請求項 2に記載の アーク溶接方法。

4 . 前記所定時間は、 前記溶接ワイヤーと前記ワークとの間の前記電気抵抗値 力 予め求められた、 前記溶接ワイヤ一と前記ワークとの間の電気抵抗値の最 大値と、 前記最小値との差の 1 0 %以上 9 8 %以下の電気抵抗値を前記最小値 に加えた電気抵抗値に到達するのに要する時間である、 請求項 3に記載のァ一 ク溶接方法。

5 . 前記所定時間が 0 . 5 m sである、 請求項 3に記載のアーク溶接方法。

6 . 前記最小値を検出した時点から、 前記溶接ワイヤーと前記ワークとの間の 前記電気抵抗値が上昇して所定の電気抵抗値に到達したときに前記溶接ワイヤ 一と前記ワークとの間への電圧の印加を一時的に停止する、 請求項 2に記載の アーク溶接方法。

7 . 前記所定の電気抵抗値が、 予め求められた、 前記溶接ワイヤーと前記ヮー クとの間の電気抵抗値の最大値と、 前記最小 "(直との差の 1 0 %以上 9 8 %以下 の電気抵抗値を前記最小値に加えた電気抵抗値である、 請求項 6に記載のァー ク溶接方法。

8 . 前記溶接ワイヤーと前記ワークとの間への電圧の印加を一時的に停止する 時間が 0 . 2 5 m sである、 請求項 1に記載のアーク溶接方法。

9 . 溶接ワイヤーを用いてワークに対して溶接を施すためのアーク溶接装置で あって、

前記溶接ワイヤーと前記ワークとの間に電圧を印加するための手段と、 前記溶接ワイヤーを前記ワークに接触するよう移動させるための手段と、 前記溶接ワイヤーと前記ワークとの接触中における前記溶接ワイヤーと前記 ワークとの間の電気抵抗値を求め、 前記電気抵抗値の最小値を検出するための 手段と、

前記電気抵抗値の前記最小値を検出した後に、 前記溶接ワイヤーと前記ヮー クとの間への電圧の印加を一時的に停止するための手段と、

を備えたアーク溶接装置。