WO2023095562A1 - アーク溶接方法及びアーク溶接装置 - Google Patents

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WO2023095562A1
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welding
short
pulse
circuit
arc
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PCT/JP2022/040631
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範幸 松岡
和也 大栗
彰也 下浦
将 古和
潤司 藤原
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/073—Stabilising the arc
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting

Definitions

  • the present invention relates to an arc welding method and an arc welding apparatus.
  • Patent Document 1 in consumable electrode type arc welding in which pulse welding and short-circuit welding are alternately repeated, the welding current immediately before the transition from pulse welding to short-circuit welding is made lower than the base current in the pulse. is disclosed.
  • the present invention has been made in view of this point, and its purpose is to improve the bonding quality between members having different heat capacities.
  • a first aspect is an arc welding method in which a welding wire, which is a consumable electrode, is fed toward a welding object, and an arc is generated between the welding wire and the welding object for welding,
  • the object to be welded has a first member and a second member having a larger heat capacity than the first member, and alternately crosses the boundary position between the first member and the second member a plurality of times, welding while weaving a welding torch; and performing a first weld to the first member and a second weld to the second member during the weaving operation. wherein at least short-circuit welding is performed in the first welding, and at least pulse welding is performed in the second welding.
  • the second member has a larger heat capacity than the first member. Welding is performed while weaving the welding torch so as to alternately cross the boundary position between the first member and the second member a plurality of times. During the weaving operation, a first weld is made to the first member while a second weld is made to the second member. At least short-circuit welding is performed in the first welding. At least pulse welding is performed in the second welding.
  • a second aspect is the arc welding method of the first aspect, wherein in at least one of the first welding and the second welding, a short-circuit welding period in which the short-circuit welding is performed and a pulse welding period in which the pulse welding is performed alternately.
  • a third weld is made by switching to .
  • the third welding is performed in at least one of the first welding and the second welding.
  • the third weld has intermediate properties of higher heat input than short-circuit welding and lower heat input than pulse welding.
  • a third aspect is the arc welding method of the second aspect, wherein when the third welding is performed in the first welding, the ratio of the short-circuit welding period of the short-circuit welding performed during the third welding is set to the pulse and when the third welding is performed in the second welding, the ratio of the pulse welding period of the pulse welding performed during the third welding is set to the above-mentioned pulse welding period of the short-circuit welding. greater than the short-circuit welding period.
  • the third aspect includes a short-circuit welding period in which short-circuit welding is performed and a pulse welding period in which pulse welding is performed.
  • a short-circuit welding period in which short-circuit welding is performed When performing the third welding of the first member having a small heat capacity, the proportion of the short-circuit welding period during which short-circuit welding with low heat input is performed is increased compared to pulse welding. Further, when the second member having a large heat capacity is subjected to the third welding, the proportion of the pulse welding period in which high heat input pulse welding is performed is increased. Thereby, the 3rd welding can be performed under suitable conditions.
  • a fourth aspect is the arc welding method of the second or third aspect, wherein in the second welding, before the welding torch crosses the boundary position so as to move from the second member to the first member, A step of switching in order of the pulse welding, the third welding, and the short-circuit welding is provided.
  • the welding torch before the welding torch is moved from the second member with a large heat capacity toward the first member with a small heat capacity, the welding is gradually shifted to short-circuit welding. As a result, sudden changes in heat input can be suppressed while coordinating pulse welding, third welding, and short-circuit welding.
  • a fifth aspect is the arc welding method according to any one of the second to fourth aspects, wherein in the third welding, at least one of the number of pulses during pulse welding and the number of short circuits during short-circuit welding is gradually changed.
  • a sixth aspect is the arc welding method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the welding torch is applied when crossing the boundary position so as to move from the first member to the second member.
  • a welding current is greater than the welding current applied before the welding torch crosses the boundary location.
  • the welding current applied when crossing the boundary position is an average welding current that is an average current as a moving average of the welding current, and the average welding current applied to the welding wire when crossing the boundary position
  • a seventh aspect is the arc welding method according to any one of the second to sixth aspects, wherein when the welding torch crosses the boundary position from the second member toward the first member, the The percentage of short-circuit times of the short-circuit welds in weld 3 is greater than the percentage of short-circuit times of the short-circuit welds in weld 3 before the welding torch crosses the boundary location.
  • the ratio of the number of short circuits when the welding torch crosses the boundary position is made larger than the ratio of the number of short circuits before the welding torch crosses the boundary position, and when the welding torch crosses the boundary position from before crossing the boundary position, short circuits
  • the ratio of the number of times it is possible to ensure bead build-up at the boundary position in a low heat input state.
  • a step formed at the boundary between the thin plate and the thick plate can be filled.
  • An eighth aspect is the arc welding method according to any one of the first to seventh aspects, wherein the weaving operation is a spiral weaving operation that moves along a spiral trajectory, and on the boundary position, the The distance from the center position of the spiral locus to the spiral locus on the rear side in the welding direction is shorter than the distance to the spiral locus on the front side in the welding direction.
  • the distance from the spiral center position to the spiral locus on the rear side in the welding direction on the boundary position is shorter than the distance to the spiral locus on the front side in the welding direction, thereby improving penetration. It is possible to secure the build-up of the bead by suppressing it.
  • a ninth aspect is the arc welding method according to any one of the first to eighth aspects, in which the welding wire is fed at a constant speed in at least one of the first welding and the second welding.
  • the welding wire is fed at a constant speed.
  • a tenth aspect is the arc welding method according to any one of the first to eighth aspects, wherein at least one of the first welding and the second welding alternately and periodically forwards and reverses the welding wire. to repeatedly feed the welding wire.
  • the welding wire is fed by alternately and periodically repeating forward feeding and reverse feeding.
  • the heat input given to the object to be welded can be reduced. Specifically, when the welding wire short-circuits with the object to be welded, the welding voltage becomes close to 0 V, and the heat input, which is the amount of heat per unit time, becomes extremely small.
  • the welding wire when the welding wire is fed back and forth, the welding wire is fed forward, and when the welding wire short-circuits with the object to be welded, the welding wire is fed backward, and when an arc is generated between the welding wire and the object to be welded, welding is performed. Since the wire is accelerated forward, the number of short-circuits can be greatly improved compared to the case where the welding wire is constantly fed toward the object to be welded. As a result, the effect of periodically cooling the object to be welded can be obtained.
  • An eleventh aspect is the arc welding method according to any one of the second to tenth aspects, wherein the weaving operation is a spiral weaving operation that moves along a spiral trajectory, and the short-circuit welding that performs the short-circuit welding
  • the third welding is performed in which the period and the pulse welding period for performing the pulse welding are switched multiple times, and the proportion of the pulse welding period is increased in front of the center position of the spiral locus in the welding direction, while welding The proportion of the short-circuit welding period is increased in the backward direction.
  • pulse welding has a higher heat input than short-circuit welding, and a molten pool is formed by increasing the proportion of the pulse welding period in which high heat input pulse welding is performed forward in the welding direction.
  • the molten pool is cooled by increasing the proportion of the short-circuit welding period in which short-circuit welding with a low heat input is performed behind the pulse welding in the welding direction.
  • a twelfth aspect is an arc welding apparatus that feeds a welding wire, which is a consumable electrode, toward a welding object and generates an arc between the welding wire and the welding object for welding,
  • the object to be welded has a first member and a second member having a larger heat capacity than the first member, and alternately crosses the boundary position between the first member and the second member a plurality of times,
  • a welding unit that performs welding while a welding torch performs a weaving operation; while performing a second welding on the second member, wherein the first welding is at least a short-circuit welding and the second welding is at least a pulse welding is done.
  • short-circuit welding has a lower heat input than pulse welding, and by performing low-heat-input short-circuit welding on the first member having a small heat capacity, burn-through of the first member is prevented. can be suppressed. In addition, by performing high heat input pulse welding on the second member having a large heat capacity, insufficient penetration can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an arc welding apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing waveforms of welding current, welding voltage, and welding wire feed speed in short-circuit welding, and droplet transfer states.
  • FIG. 3 is a diagram showing waveforms of welding current, welding voltage, and welding wire feed speed in pulse welding, and droplet transfer states.
  • FIG. 4 is a diagram showing waveforms of welding current, welding voltage, and welding wire feed speed in pulse mix welding.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a state in which arc welding is performed while performing a spiral weaving operation.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state of arc welding while performing a spiral weaving operation.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an arc welding apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing waveforms of welding current, welding voltage, and welding wire feed speed in short-circuit welding, and droplet transfer states.
  • FIG. 3 is a diagram showing waveform
  • FIG. 7 is a perspective view for explaining the timing of switching between short-circuit welding, pulse welding, and pulse mix welding.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between welding speed and bead appearance when pulse mix welding is performed without spiral weaving operation.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between welding speed and bead appearance when pulse mix welding is performed during spiral weaving operation.
  • FIG. 10 is a diagram showing the trajectory of the spiral weaving motion according to the modified example of the present embodiment.
  • the arc welding apparatus 1 welds the object W to be welded by generating an arc 16 between the welding wire 15, which is a consumable electrode, and the object W to be welded.
  • the arc welding device 1 has a welding unit 10 and a control section 30.
  • the welding unit 10 has a welding torch 11 , a feed motor 12 , a robot 13 and a power converter 20 .
  • the feed motor 12 feeds the welding wire 15 to the welding torch 11 at a predetermined feed speed.
  • the robot 13 has multiple joints.
  • a welding torch 11 is attached to the tip of the robot 13 .
  • the robot 13 moves the position of the welding torch 11 with respect to the object W to be welded. Although details will be described later, the robot 13 causes the welding torch 11 to spiral weave along a spiral trajectory.
  • the power conversion section 20 has a primary side rectification section 21 , a switching section 22 , a main transformer 23 , a secondary side rectification section 24 , a reactor 25 , a voltage detection section 26 and a current detection section 27 .
  • the primary side rectifying section 21 rectifies and outputs the output of the input power supply 5 .
  • the switching section 22 converts the DC output from the primary side rectifying section 21 into AC.
  • a switching unit 22 controls a welding output consisting of a welding current and a welding voltage.
  • the main transformer 23 converts the AC voltage output by the switching section 22 .
  • the output of the main transformer 23 is output as welding output via the secondary side rectifier 24 and the reactor 25 .
  • the secondary rectifier 24 rectifies the secondary output of the main transformer 23 .
  • Voltage detector 26 detects welding voltage V.
  • Current detector 27 detects welding current I. As shown in FIG.
  • the control unit 30 includes a drive unit 31, a short-circuit welding control unit 33 that performs control for first welding including short-circuit welding, a pulse welding control unit 32 that performs control for second welding including pulse welding, A pulse mix welding control unit 34 that performs control for the third welding described later, a welding condition setting unit 35, a storage unit 36, a feed speed control unit 37, a first switching unit 38, and a second switching unit. 39 and a robot control unit 40 .
  • the driving section 31 controls the switching section 22 .
  • the pulse welding control section 32 performs control for pulse welding.
  • the short-circuit welding control section 33 performs control for short-circuit welding.
  • the pulse mix welding control section 34 performs control for the third welding.
  • the third welding is a welding method in which short-circuit welding and pulse welding are alternately repeated multiple times each at a fixed number of times.
  • the third welding is defined as "pulse mix welding", and this expression is used in the following description.
  • the feeding of the welding wire 15 is basically forward and reverse feeding of the welding wire 15 in the case of short-circuit welding, and the feeding of the welding wire 15 in the case of pulse welding is fundamentally constant. preferably. However, it is not necessarily limited to this form. For example, as described later with reference to FIG. 3, the feeding speed of the welding wire 15 may be changed during pulse welding. Also, the welding wire 15 may be fed at a constant rate during short-circuit welding.
  • the number of pulses during pulse welding and the number of short circuits during short circuit welding may be gradually changed.
  • the number of pulses during pulse welding and the number of short circuits during short-circuit welding may be gradually changed.
  • the number of pulses is 6 and the number of short circuits is 3, but the number of pulses may be changed to 3 and the number of short circuits may be changed to 6 and repeated multiple times. Note that the number of pulses and the number of short circuits are merely examples, and are not limited to these.
  • the timing of gradually changing the number of pulses and the number of short circuits may be, for example, a predetermined welding distance, a predetermined welding time, or each preset teaching point.
  • the welding condition setting unit 35 sets welding conditions including welding current and welding voltage. Specifically, the welding condition setting unit 35 controls the set welding current for welding, the set welding voltage for welding, the feeding speed of the welding wire 15, the type of shielding gas, the material of the welding wire 15, the welding wire 15 diameter, pulse welding period and pulse output frequency, short circuit welding period and short circuit output frequency, etc. are set.
  • the shield gas is used differently depending on the welding wire material and application.
  • argon gas (Ar) is used for welding aluminum alloys.
  • MIG gas (98% Ar+2% O2) is used for welding stainless steel.
  • MAG gas 80% Ar+20% CO2) is used for mild steel welding.
  • Carbon dioxide gas (CO2) is used when welding of mild steel is cost-sensitive.
  • the kind of shielding gas is just an example.
  • a predetermined threshold value is stored in the storage unit 36 .
  • the thresholds stored in the storage unit 36 are thresholds for welding parameters related to the heat input applied to the welding target W, such as welding current, welding voltage, and feed speed. Based on the output from the welding condition setting unit 35, the storage unit 36 outputs pre-stored welding operations, appropriate control values, the feeding speed of the welding wire 15, and the like.
  • the feed speed control unit 37 controls the feed speed of the welding wire 15 according to the welding current set by the welding condition setting unit 35 .
  • the feeding speed and the welding current are mutually correlated. More specifically, the average welding speed as a moving average (also referred to as feed rate) and the average welding current as an average current as a moving average (also referred to as set current) are correlated with each other.
  • the first switching unit 38 outputs a signal for welding output of any one of the pulse welding control unit 32, the short-circuit welding control unit 33, and the pulse mix welding control unit 34 according to the output of the storage unit 36.
  • the second switching unit 39 selects one of the feed speed outputs of the pulse welding control unit 32, the short-circuit welding control unit 33, and the pulse mix welding control unit 34 according to the output of the storage unit 36.
  • the robot control unit 40 controls the operation of the robot 13.
  • the robot control unit 40 moves the welding torch 11 along the welding direction of the object W to be welded by giving a current command to a motor (not shown) of each axis of the robot 13 .
  • the arc welding apparatus 1 supplies a shielding gas from a gas supply port (not shown) to shield the welding location of the welding object W from the outside air while supplying current between the welding wire 15 and the welding object W.
  • an arc 16 is generated between the welding wire 15 and the object W to be welded, and the heat of the arc 16 melts the tip of the welding wire 15 and part of the object W to be welded.
  • the melted welding wire 15 becomes a droplet and drips onto the object W to be welded, forming a molten pool together with a part of the object W melted by the heat of the arc 16 .
  • the welding torch 11 moves in the welding direction while spirally weaving the object W to be welded.
  • a bead is formed on the object W to be welded as the welding torch 11 moves, and the object W to be welded is welded.
  • the arc welding device 1 welds the welding target W while switching between short-circuit welding, pulse welding, and pulse-mix welding.
  • Fig. 2 is a diagram showing waveforms of welding current, welding voltage, and welding wire feed speed in short-circuit welding, and a state of droplet transfer.
  • the vertical axis indicates the welding current I, the welding voltage V, and the feed speed WF, and the horizontal axis indicates time.
  • short-circuit welding there is a short-circuit period in which the welding wire 15 and the object W to be welded are in contact with each other and short-circuited, and an arc state in which an arc 16 is generated between the welding wire 15 and the object W to be welded.
  • the welding current I is controlled so as to alternately transition to an arc period of .
  • the welding wire 15 and the object W to be welded are short-circuited.
  • An arc 16 is generated between the welding wire 15 and the object W to be welded during the arc period.
  • a welding current of 100 A is applied to the welding wire 15, for example.
  • P1 indicates the time point at which the short circuit is started, and in the short circuit period from P1 to P2, the short circuit current is gradually increased after outputting the short circuit initial current for a predetermined time from the time point P1.
  • P2 indicates the point in time when the short circuit state ends and the arc state occurs.
  • the first welding current of peak current is output immediately after the arc is generated, and then the welding current is shifted to the second welding current lower than the first welding current.
  • From P2 to P3 is an arc period in which an arc 16 is generated between the welding wire 15 and the object W to be welded. During this arc period, an arc 16 is generated between the welding wire 15 and the object W to be welded, and the heat of the arc 16 forms a droplet at the tip of the welding wire 15 and partially melts the object W to be welded.
  • P3 indicates the point in time when a short circuit occurs next to P1, and is in the same state as at point P1.
  • the short-circuit welding alternately and periodically repeats the short-circuit period from P1 (P3) to P2 and the short-circuit period from P2 to P3.
  • the welding wire is fed with a predetermined frequency and a predetermined velocity amplitude in a sinusoidal waveform having this as a basic waveform, and the forward feed and the reverse feed are alternately repeated multiple times. control.
  • a short circuit occurs around time P1
  • an arc occurs around time P2.
  • the next short circuit occurs around the time point P3.
  • FIG. 3 is a diagram showing the waveforms of the welding current, welding voltage, and welding wire feed speed in pulse welding, and the state of droplet transfer.
  • the vertical axis indicates the welding current I, the welding voltage V, and the feed speed WF, and the horizontal axis indicates time.
  • Pulse welding is welding in which peak current IP and base current IB are alternately repeated. In pulse welding, for example, a welding current of 200 A is applied to the welding wire 15 .
  • the arc welding device 1 supplies welding current I and welding voltage V to the welding wire 15 .
  • the pulse waveform of the welding current I includes a pulse rise period IPRT during which the welding current I transitions from the base current IB to the peak current IP, a peak current period IPT during which the welding current I is the peak current IP, and a peak current IP during the welding current I. to the base current IB, and a base current period IBT during which the welding current I is the base current IB.
  • the feeding speed WF of the welding wire 15 is set to the first feeding speed WF1.
  • the feed speed WF of the welding wire 15 is switched from the first feed speed WF1 to the second feed speed WF2.
  • the arc welding apparatus 1 generates an arc 16 between the welding wire 15 and the object W to be welded, and the heat of the arc 16 forms a droplet at the tip of the welding wire 15 and partially melts the object W to be welded. melt.
  • the droplets formed at the tip of the welding wire 15 move from the tip of the welding wire 15 to the object W to be welded by droplet transfer, forming a molten pool on the object W to be welded.
  • the pulse period 1/PHz including one peak current IP and one base current IB is set as one pulse unit, and each pulse period In other words, welding is performed with one pulse and one drop in which one droplet transfers to the welding object W for each pulse of one peak current.
  • the arc welding apparatus 1 changes the arc length H of the arc 16 with respect to the reference arc length H1 in the droplet separation state in which the droplet is transferred to the droplet. Specifically, the arc welding device 1 accelerates and decelerates the welding wire 15 during pulse welding.
  • the feed speed WF of the welding wire 15 is switched from the first feed speed WF1 to the second feed speed WF2, and the welding wire 15 is accelerated.
  • a short circuit between the welding wire 15 and the workpiece W is detected at time TP.
  • the welding current is increased to current IS during the period from time TP to time NP.
  • the feed speed WF of the welding wire 15 is switched from the second feed speed WF2 to the third feed speed WF3, and the welding wire 15 is decelerated.
  • the welding current I changes from the current IS at time NP to the current IN (more than the current IS). (lower current).
  • the welding current I is maintained at the second current IN during the period from time NP to time AP.
  • the third feeding speed WF3 of the welding wire 15 is switched to the first feeding speed WF1.
  • FIG. 3 shows an example in which the feeding speed WF of the welding wire 15 is changed during the pulse welding period. you can go In this case, the droplet transfer does not short-circuit the welding wire 15 and the welding object W, the arc 16 is continuously generated at the peak current and the base current, and the droplet formed at the tip of the welding wire 15 is , so that one pulse and one drop in which one droplet transfers to the welding object W for each pulse of one peak current is released in the air from the tip of the welding wire 15, and the welding object Go to W.
  • Fig. 4 is a diagram showing waveforms of welding current, welding voltage, and welding wire feed speed in pulse mix welding.
  • Pulse mix welding is welding in which a pulse welding period Tp in which pulse welding is performed and a short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed are alternately repeated multiple times.
  • DC welding pulse mix welding in which DC short-circuit welding and DC pulse welding are combined will be described.
  • the vertical axis indicates the welding current I, the welding voltage V, and the feed speed WF, and the horizontal axis indicates time.
  • the welding current I flowing through the welding wire 15 is controlled so as to form a plurality of pulses in which the peak current Ip and the base current Ib are alternately repeated.
  • the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed one or more short-circuit periods S for short-circuiting the welding wire 15 and the welding object W, and one for generating an arc 16 between the welding wire 15 and the welding object W.
  • the welding current I is controlled so as to shift alternately to the arc period A described above.
  • the pulse welding period Tp and the short-circuit welding period Ts are alternately repeated such that the pulse welding period Tp follows the short-circuit welding period Ts, and the short-circuit welding period Ts follows the pulse welding period Tp.
  • the pulse welding period Tp can be detected, for example, by detecting that the welding current I has changed from a value larger than a preset threshold value Is to a smaller value.
  • the short-circuit welding period Ts can be detected, for example, by detecting that the welding voltage V has changed from a value larger than a preset threshold value Vs to a smaller value.
  • the feed speed control unit 37 gives a control output to the feed motor 12 so that the feed speed WF of the welding wire 15 becomes a preset feed speed during the pulse welding period Tp and the short-circuit welding period Ts. Thereby, the welding wire 15 is fed at the constant third feeding speed WF3 during the pulse welding period Tp.
  • the feeding speed WF of the welding wire 15 is changed according to a periodic waveform having a predetermined amplitude and period.
  • the feed speed WF shown in FIG. 4 varies according to a sine wave as a periodic waveform.
  • the short circuit is opened at the pulse start time Tps at which the number of short circuits preset by the welding condition setting unit 35 has been counted.
  • the pulse start time Tps may be the time when the time preset by the welding condition setting unit 35 has elapsed.
  • a pulse welding period Tp for performing pulse welding is started from the pulse start time Tps.
  • the pulse mix welding control unit 34 starts the pulse welding period Tp and generates the first pulse among the plurality of pulses.
  • the feed speed WF continues to change according to the periodic waveform during the short-circuit welding period Ts, and the welding wire 15 is fed at the pulse welding period Tp set in advance by the welding condition setting unit 35.
  • the feeder 14 feeds the welding wire 15 at the third feed speed WF3. .
  • the pulse mix welding control unit 34 After that, during the pulse welding period Tp, when the number of pulses set in advance by the welding condition setting unit 35 is counted, or when the time set in advance by the welding condition setting unit 35 elapses, the pulse mix welding control unit 34 After forming the last pulse, the welding current I is changed to a current I3 different from the base current Ib in the pulse.
  • the feed speed WF is changed to the third feed in the pulse welding period Tp at the feed switching time Tvs when the welding current I is the current I3.
  • the welding wire 15 is started to be fed in the forward direction and the reverse direction by changing the feeding speed WF3 according to the above-described periodic waveform.
  • the pulse welding period Tp and the short-circuit welding period Ts are alternately repeated under the set conditions, and the welding wire 15 is fed at the optimum feeding speed WF in each mode at that time. I do.
  • short-circuit welding, pulse welding, and pulse-mix welding are switched according to the heat capacity of the object W to be welded.
  • the object W to be welded has a first member W1 and a second member W2.
  • the plate thickness of the second member W2 is thicker than the plate thickness of the first member W1. Therefore, the heat capacity of the second member W2 is larger than the heat capacity of the first member W1.
  • the first member W1 and the second member W2 are made of aluminum, for example.
  • the first member W1 and the second member W2 are arranged in a state of facing each other.
  • the position where the first member W1 and the second member W2 meet is the boundary position Wb between the first member W1 and the second member W2.
  • the arc welding apparatus 1 performs welding while spirally weaving the welding torch 11 so as to alternately cross the boundary position Wb between the first member W1 and the second member W2 a plurality of times.
  • the spiral weaving operation is an operation in which the welding torch 11 is moved along a spiral locus by moving the welding torch 11 along a circular locus in the welding direction.
  • the welding wire 15 fed from the welding torch 11 is separated by the rotation radius r from the rotation center RC moving in the welding direction on the boundary position Wb between the first member W1 and the second member W2. In addition, it turns so as to revolve around the center of rotation RC at a predetermined rotation frequency.
  • the size of the radius of gyration r shown in FIG. 6 is merely an example, and the present invention is not limited to this.
  • the welding torch 11 may be moved to a position where the welding wire 15 can be supplied to the upper surface of the second member W2.
  • the arc welding apparatus 1 switches the welding operation so that the first welding is performed on the first member W1 and the second welding is performed on the second member W2 during the spiral weaving operation.
  • the first welding includes at least low heat input short-circuit welding.
  • the second welding includes at least high heat input pulse welding.
  • a third weld is performed in at least one of the first weld and the second weld.
  • the third welding is pulse-mix welding in which short-circuit welding and pulse welding are alternately repeated multiple times each at a predetermined number of times.
  • the arc welding start position on the boundary position Wb between the first member W1 and the second member W2 is 0°, and the arc is rotated clockwise around the rotation center RC in the welding direction. Welding shall be performed.
  • the section from 20° to 160° is the first section 41
  • the section from 160° to 190° is the second section 42
  • the section from 190° to 350° is the third section 43
  • the section from 350° to 20°. is the fourth segment 44 .
  • the angle range of each section is just an example.
  • the first switching unit 38 selects the output of the short-circuit welding control unit 33 suitable for the first member W1 having a small heat capacity in the first welding for welding the first member W1, and performs short-circuit welding. conduct.
  • the first switching section 38 may select the output of the pulse mix welding control section 34 to perform pulse mix welding after the start of short-circuit welding.
  • Pulse mix welding is a third welding in which a pulse welding period Tp in which pulse welding is performed and a short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed are alternately repeated multiple times. It is a weld with intermediate properties with low heat input. By performing pulse mix welding, it is possible to suppress sudden changes in heat input when the welding current is changed.
  • the controller 30 controls the welding unit so that the proportion of the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed during pulse mix welding is greater than the pulse welding period Tp in which pulse welding is performed. 10 operations. This allows pulse-mix welding to be performed under appropriate conditions. In the first welding, only short-circuit welding may be performed, and pulse mix welding may not be performed. Further, in pulse mix welding, the number of pulses during pulse welding and the number of short circuits during short circuit welding may be gradually changed.
  • the second section 42 is a region spanning the first member W1 and the second member W2.
  • the welding operation is performed such that the first welding in which at least short-circuit welding is performed on the first member W1 is performed, and the second welding in which at least pulse welding is performed on the second member W2 is performed. switch.
  • the first switching unit 38 selects the output of the pulse mix welding control unit 34 and alternately repeats the pulse welding period Tp in which pulse welding is performed and the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed multiple times. Pulse mix welding is performed as the third welding. By performing pulse mix welding, it is possible to suppress sudden changes in heat input when the welding current is changed.
  • the control unit 30 determines that the proportion of the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed during pulse mix welding is greater than the pulse welding period Tp in which pulse welding is performed. The operation of the welding unit 10 is controlled so that the Further, when pulse mix welding is performed in the second welding performed on the second member W2, the control unit 30 sets the ratio of the short circuit welding period Ts in which short circuit welding is performed during pulse mix welding to the pulse welding period in which pulse welding is performed. The operation of the welding unit 10 is controlled so as to be less than Tp.
  • the proportion of the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed during pulse mix welding is greater than when performed on the second member W2, and the second member When performing short-circuit welding on W2, the ratio of the short-circuit welding period Ts during which short-circuit welding is performed during pulse mix welding shall be smaller than when performing short-circuit welding on the first member W1.
  • the proportion of the short-circuit welding period in which short-circuit welding with a small heat input is performed is increased, and welding is performed.
  • the target region is the second member W2 having a larger heat capacity than the first member W1
  • the proportion of the pulse welding period in which the heat input is larger than that of the short-circuit welding can be increased. can perform pulse-mix welding.
  • pulse mix welding the number of pulses during pulse welding and the number of short circuits during short circuit welding may be gradually changed.
  • the control unit 30 increases the welding current applied to the welding wire 15 before the welding torch 11 moving from the first member W1 to the second member W2 crosses the boundary position Wb. control 10.
  • the welding current applied when welding torch 11 crosses boundary position Wb so that welding torch 11 moves from first member W1 to second member W2 is the welding current applied before welding torch 11 crosses boundary position Wb. greater than the current.
  • the average welding current (set current ) is greater than the average welding current applied before the welding torch 11 crosses the boundary position Wb.
  • a larger welding current is applied to the welding wire 15 in the second section 42 than the welding current applied to the welding wire 15 in the first section 41 .
  • the average welding current and the feeding amount of the welding wire 15 are in a corresponding relationship.
  • the amount of welding wire 15 fed may be increased compared to the first section 41 and the third section 43 to secure the amount of welding and welding may be performed.
  • the first switching unit 38 selects the output of the pulse welding control unit 32 suitable for the second member W2 having a large heat capacity in the second welding for welding the second member W2, and performs pulse welding. conduct.
  • the first switching unit 38 selects the output of the pulse mix welding control unit 34 to switch between the pulse welding period Tp during which pulse welding is performed and the short-circuit welding period Ts during which short-circuit welding is performed.
  • Pulse mix welding may be performed as the third welding in which the steps are alternately repeated a plurality of times. By performing pulse mix welding, it is possible to suppress sudden changes in heat input when the welding current is changed.
  • the control unit 30 sets the proportion of the pulse welding period Tp in which pulse welding is performed during pulse mix welding to be higher than the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed.
  • the operation of the welding unit 10 is controlled so that the This allows pulse-mix welding to be performed under appropriate conditions.
  • in the second welding only pulse welding may be performed, and pulse mix welding may not be performed.
  • the ratio of the pulse welding period Tp in which pulse welding is performed or the number of pulses during pulse welding, the ratio of the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed, or the number of short circuits during short-circuit welding are gradually changed.
  • the fourth section 44 is a region spanning the first member W1 and the second member W2.
  • the welding operation is performed such that the first welding in which at least short-circuit welding is performed on the first member W1 is performed, and the second welding in which at least pulse welding is performed on the second member W2 is performed. switch.
  • the first switching unit 38 selects the output of the pulse mix welding control unit 34 and alternately repeats the pulse welding period Tp in which pulse welding is performed and the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed multiple times. Pulse mix welding is performed as the third welding. By performing pulse mix welding, it is possible to suppress sudden changes in heat input when the welding current is changed.
  • the control unit 30 determines that the proportion of the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed during pulse mix welding is greater than the pulse welding period Tp in which pulse welding is performed. The operation of the welding unit 10 is controlled so that the Further, when pulse mix welding is performed in the second welding performed on the second member W2, the control unit 30 sets the ratio of the short circuit welding period Ts in which short circuit welding is performed during pulse mix welding to the pulse welding period in which pulse welding is performed. The operation of the welding unit 10 is controlled so as to be less than Tp.
  • the proportion of the short-circuit welding period Ts in which short-circuit welding is performed during pulse mix welding is greater than when performed on the second member W2, and the second member When performing short-circuit welding on W2, the ratio of the short-circuit welding period Ts during which short-circuit welding is performed during pulse mix welding shall be smaller than when performing short-circuit welding on the first member W1.
  • the proportion of the short-circuit welding period in which short-circuit welding with a small heat input is performed is increased, and welding is performed.
  • the proportion of the pulse welding period in which the heat input is larger than that of the short-circuit welding can be increased. can perform pulse-mix welding.
  • pulse mix welding the number of pulses during pulse welding and the number of short circuits during short circuit welding may be gradually changed.
  • the fourth section 44 before the welding torch 11 crosses the boundary position Wb between the first member W1 and the second member W2 from the second member W2 having a large heat capacity toward the first member W1 having a small heat capacity. , during pulse mix welding, gradually increase the ratio of the short-circuit welding period Ts during which short-circuit welding is performed with a lower heat input than pulse welding. In other words, the ratio of the number of short-circuits in pulse mix welding when crossing the boundary position Wb is greater than the ratio of the number of short-circuits in pulse mix welding before the welding torch 11 crosses the boundary position Wb. .
  • the ratio of the number of short circuits when the welding torch 11 crosses the boundary position Wb is made larger than the ratio of the number of short circuits before the welding torch 11 crosses the boundary position Wb, and the boundary position is detected before crossing the boundary position Wb.
  • short-circuit welding has a lower heat input than pulse welding.
  • pulse mix welding in which a short-circuit welding period Ts for performing short-circuit welding and a pulse welding period Tp for performing pulse welding are alternately repeated multiple times at a predetermined rate, in the short-circuit welding period Ts, short-circuit welding with a low heat input has a cooling effect. . Therefore, heat input to the first member W1 is suppressed, and burn-through can be suppressed. Further, during the pulse welding period Tp, the arc 16 spreads and the width of the bead widens, and the droplets of the welding wire 15 are regularly detached and transferred to the bead formed by high heat input pulse welding, and the spatter is generated. less.
  • the welding speed can be increased without reducing the welding quality due to burn-through.
  • the relationship between the welding speed and the appearance of the bead will be described below with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.
  • FIG. 8 is a comparative example showing the relationship between welding speed and bead appearance when pulse mix welding is performed without spiral weaving operation.
  • FIG. 8 shows a photograph showing the appearance of the bead, and a schematic diagram obtained by tracing the photograph of the appearance of the bead for easy visual understanding.
  • the bead scales are continuously formed and the bead has a good appearance.
  • the welding speed [m/min] is increased to 0.5 m/min, the formation of scales on the bead becomes non-uniform and the appearance of the bead deteriorates.
  • the scales of the beads tend to extend gradually along the welding direction, and the boundaries between the beads tend to become thinner. Therefore, when only pulse-mix welding is performed without spiral weaving, the welding speed cannot be increased.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between welding speed and bead appearance when pulse mix welding is performed while spiral weaving is performed.
  • FIG. 9 shows a photograph showing the appearance of the bead, and a schematic diagram obtained by tracing the photograph of the appearance of the bead for easy visual understanding.
  • the bead scale As shown in FIG. 9, even if the welding speed [m/min] is 0.7 m/min, 0.8 m/min, 0.9 m/min, or 1.0 m/min, the bead scale The mesh is continuously generated and the appearance of the weld bead is good. For example, even if the welding speed is increased, the scaly pattern of the beads does not change significantly, and the boundaries between the beads are clearly visible.
  • the arc welding method using the arc welding apparatus 1 it is possible to improve the joint quality between members having different heat capacities. Specifically, at least short-circuit welding is performed on the first member W1 having a small heat capacity, and short-circuit welding with a low heat input is mainly performed compared to pulse welding, in other words, short-circuit welding that performs low heat input short-circuit welding. By increasing the ratio of the period Ts, burn-through of the first member W1 can be suppressed. Further, at least pulse welding is performed on the second member W2 having a large heat capacity, and high heat input pulse welding is mainly performed, in other words, the proportion of the pulse welding period Tp in which high heat input pulse welding is performed is increased. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of insufficient penetration.
  • the heat capacities are different by adjusting the welding conditions.
  • Welding parameters welding current I, welding voltage V, feeding speed of the welding wire 15, thickness of the welding object W, etc.
  • short-circuit welding, pulse welding, and pulse mix welding can be set.
  • the arc welding apparatus 1 performs welding while spirally weaving the welding torch 11 along the welding direction.
  • the welding wire 15 fed from the welding torch 11 is separated from the rotation center RC moving on the boundary position Wb between the first member W1 and the second member W2 by a rotation radius r and a predetermined Rotational movement is performed so as to revolve around the center of rotation RC at the rotation frequency.
  • the distance r1 from the rotational position RC of the spiral locus to the spiral locus on the rear side in the welding direction is set to the forward side in the welding direction. is shorter than the distance r2 to the spiral trajectory.
  • the distance r2 to the spiral locus on the front side in the welding direction is set to the same length as the rotation radius r, and the distance r1 to the spiral locus on the rear side in the welding direction is set shorter than the distance r2.
  • the distance r1 may be the same length as the turning radius r, and the distance r2 may be longer than the distance r1.
  • the thickness of the second member W2 is made thicker than the thickness of the first member W1 so as to have different heat capacities.
  • the heat capacities may be different.
  • the first member W1 and the second member W2 may have the same plate thickness, and the first member W1 may be made of aluminum and the second member W2 may be made of a mild steel material.
  • the first member W1 has a small heat capacity
  • the second member W2 has a large heat capacity
  • the heat capacities are different.
  • the second member W2 has a relatively large heat capacity compared to the first member W1.
  • arc welding is performed while the first member W1 and the second member W2 are butted against each other, but the present invention is not limited to this form.
  • the first member W1 and the second member W2 may be overlapped in the thickness direction, and the corners of the first member W1 and the second member W2 may be arc-welded.
  • the heat capacity of the overlapped portion of the first member W1 and the second member W2 is larger than the heat capacity of the portion where the first member W1 and the second member W2 are not overlapped. Become. Therefore, the overlapped portion of the two plate materials is assumed to be the second member, and the non-overlapping portion is assumed to be the first member. do it.
  • pulse mix welding is performed in the first welding and the second welding, but it is not limited to this form.
  • the first welding may be short-circuit welding and the second welding may be pulse welding.
  • the first welding may be short-circuit welding, and the second welding may be pulse-mix welding.
  • the first welding may be pulse mix welding, and the second welding may be pulse welding.
  • the welding torch 11 is made to spirally weave, but it is not limited to this form.
  • the welding torch 11 is periodically oscillated left and right with respect to the boundary position Wb so as to alternately cross the boundary position Wb of the first member W1 and the second member W2 a plurality of times, and the weaving progresses in the welding progress direction.
  • the welding torch 11 may be weaved in a zigzag manner. In this case, it is preferable that the weaving operation is performed to oscillate periodically to the left and right with respect to the boundary position Wb at a fine and acute angle.
  • the radius r of the spiral trajectory during the spiral weaving operation is set to the same radius r on the first member W1 side and the second member W2 side, but may be set to different radii.
  • the welding wire 15 is fed by periodically repeating forward feeding and reverse feeding of the welding wire 15, but it is not limited to this form.
  • the welding wire 15 may be fed at a constant speed.
  • the proportion of pulse welding may be increased in the forward direction in the welding direction from the center position of the spiral trajectory, while the proportion of short-circuit welding may be increased in the rearward direction in the welding direction. .
  • a molten pool is formed by increasing the ratio of high heat input pulse welding in the front of the welding direction, and the molten pool is formed by increasing the ratio of low heat input short-circuit welding in the rear of the welding direction. is cooled.
  • the present invention is extremely useful and has high industrial applicability because it can improve the quality of bonding between members with different heat capacities.
  • Reference Signs List 1 arc welding device 10 welding unit 11 welding torch 13 robot 15 welding wire 30 control unit 32 pulse welding control unit 33 short-circuit welding control unit 34 pulse mix welding control unit 40 robot control unit W object to be welded W1 first member W2 second member Wb Boundary position

Abstract

第２部材Ｗ２は、第１部材Ｗ１よりも熱容量が大きい。第１部材Ｗ１と第２部材Ｗ２との境界位置Ｗｂを横切るように、溶接トーチ１１をウィービング動作させながら溶接を行う。ウィービング動作中、第１部材Ｗ１に対して第１溶接を行う一方、第２部材Ｗ２に対して第２溶接を行う。第１溶接では、少なくとも短絡溶接が行われる。第２溶接では、少なくともパルス溶接が行われる。

Description

アーク溶接方法及びアーク溶接装置
　本発明は、アーク溶接方法及びアーク溶接装置に関するものである。
　特許文献１には、パルス溶接と短絡溶接とを交互に繰り返して行う消耗電極式のアーク溶接において、パルス溶接から短絡溶接へ移行直前の溶接電流を、パルスでのベース電流より下げるようにした構成が開示されている。
国際公開第２０１６／０５９８０５号
　ところで、板厚や材質の違いに起因して熱容量が異なる２つの部材をアーク溶接する場合、例えば、板厚の薄い部材に対して高入熱のパルス溶接を行うと、部材が溶落ちてしまい、接合不良が発生するおそれがある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱容量の異なる部材同士の接合品質を向上させることにある。
　第１の態様は、消耗電極である溶接ワイヤを溶接対象物へ向けて送給し、該溶接ワイヤと該溶接対象物との間にアークを発生させて溶接するアーク溶接方法であって、前記溶接対象物は、第１部材と、該第１部材よりも熱容量の大きい第２部材と、を有し、前記第１部材と前記第２部材との境界位置を交互に複数回横切るように、溶接トーチをウィービング動作しながら溶接を行うステップと、前記ウィービング動作中に、前記第１部材に対して第１溶接を行う一方、前記第２部材に対して第２溶接を行うように、溶接動作を切り替えるステップと、を備え、前記第１溶接では、少なくとも短絡溶接が行われ、前記第２溶接では、少なくともパルス溶接が行われる。
　第１の態様では、第２部材は、第１部材よりも熱容量が大きい。第１部材と第２部材との境界位置を交互に複数回横切るように、溶接トーチをウィービング動作させながら溶接を行う。ウィービング動作中、第１部材に対して第１溶接を行う一方、第２部材に対して第２溶接を行う。第１溶接では、少なくとも短絡溶接が行われる。第２溶接では、少なくともパルス溶接が行われる。
　これにより、熱容量の異なる部材同士の接合品質を向上させることができる。具体的に、熱容量の小さい第１部材に対して低入熱の短絡溶接を行うことで、第１部材が溶落ちてしまうのを抑えることができる。また、熱容量の大きい第２部材に対して高入熱のパルス溶接を行うことで、溶込み不足が生じるのを抑えることができる。
　このように、溶接トーチのウィービング動作と同期して、溶接法を切り替えることで、板厚の異なる溶接対象物や複雑な形状の溶接対象物の溶接において、適切な入熱を与えることができる。その結果、溶落ちが無く、所望の溶込み深さを得ることができる。
　また、ピーク電流とベース電流とに交互に変化するパルス状の溶接電流を溶接ワイヤと溶接対象物とに流すようにした直流溶接では、交流溶接を行う場合のように、交流ユニットを別途設ける必要が無く、装置全体のコストを低減することができる。
　第２の態様は、第１の態様のアーク溶接方法において、前記第１溶接及び前記第２溶接の少なくとも一方では、前記短絡溶接を行う短絡溶接期間と前記パルス溶接を行うパルス溶接期間とを交互に複数回切り替える第３溶接が行われる。
　第２の態様では、第１溶接及び第２溶接の少なくとも一方において、第３溶接を行う。第３溶接は、短絡溶接よりも入熱が高く且つパルス溶接よりも入熱が低い中間の特性を有する。第３溶接を行うことで、溶接電流を変化させた場合の急激な入熱の変化を抑えることができる。
　第３の態様は、第２の態様のアーク溶接方法において、前記第１溶接で前記第３溶接を行う場合、該第３溶接中に行う前記短絡溶接の前記短絡溶接期間の割合を、前記パルス溶接の前記パルス溶接期間よりも多くするステップと、前記第２溶接で前記第３溶接を行う場合、該第３溶接中に行う前記パルス溶接の前記パルス溶接期間の割合を、前記短絡溶接の前記短絡溶接期間よりも多くするステップと、を備える。
　第３の態様では、短絡溶接を行う短絡溶接期間とパルス溶接を行うパルス溶接期間とを含む。熱容量の小さい第１部材を第３溶接する場合、パルス溶接に比べて低入熱の短絡溶接を行う短絡溶接期間の割合を多くするようにしている。また、熱容量の大きい第２部材を第３溶接する場合、高入熱のパルス溶接を行うパルス溶接期間の割合を多くするようにしている。これにより、適切な条件下で、第３溶接を行うことができる。
　第４の態様は、第２又は３の態様のアーク溶接方法において、前記第２溶接において、前記第２部材から前記第１部材へ向かうように、前記溶接トーチが前記境界位置を横切る前に、前記パルス溶接、前記第３溶接、及び前記短絡溶接の順に切り替えるステップを備える。
　第４の態様では、熱容量の大きい第２部材から熱容量の小さい第１部材に向かって溶接トーチを移動させる前に、徐々に短絡溶接に移行させるようにしている。これにより、パルス溶接、第３溶接、短絡溶接を連携させながら、急激な入熱の変化を抑えることができる。
　第５の態様は、第２～４の態様の何れか１つのアーク溶接方法において、前記第３溶接において、パルス溶接中のパルス回数及び短絡溶接中の短絡回数の少なくとも一方を徐々に変化させるステップを備える。
　第５の態様では、パルス溶接中のパルス回数及び短絡溶接中の短絡回数の少なくとも一方を徐々に変化させることで、急激な入熱の変化を抑えることができる。
　第６の態様は、第１～５の態様の何れか１つのアーク溶接方法において、前記溶接トーチが前記第１部材から前記第２部材へ向かうように、前記境界位置を横切る際に印加される溶接電流は、該溶接トーチが該境界位置を横切る前に印加される溶接電流よりも大きい。
　第６の態様では、境界位置を横切る際に印加される溶接電流は、溶接電流の移動平均としての平均電流である平均溶接電流であり、境界位置を横切る際に、溶接ワイヤに印加する平均溶接電流を大きくすることで、境界位置における溶接ワイヤの送給量を増加させ、ビードの肉盛りを確保することができる。これにより、薄板と厚板との境界に生じる段差を埋めることができる。
　第７の態様は、第２～６の態様の何れか１つのアーク溶接方法において、前記溶接トーチが前記第２部材から前記第１部材へ向かうように、前記境界位置を横切る際の、前記第３溶接での前記短絡溶接の短絡回数の割合は、該溶接トーチが該境界位置を横切る前の、前記第３溶接での前記短絡溶接の短絡回数の割合よりも大きい。
　第７の態様では、境界位置を横切る際の短絡回数の割合を、溶接トーチが境界位置を横切る前の短絡回数の割合よりも大きくし、境界位置を横切る前から境界位置を横切る際に、短絡回数の割合を増加させることで、低入熱状態で、境界位置におけるビードの肉盛りを確保することができる。これにより、薄板と厚板との境界に生じる段差を埋めることができる。
　第８の態様は、第１～７の態様の何れか１つのアーク溶接方法において、前記ウィービング動作は、螺旋状の軌跡に沿って移動する螺旋ウィービング動作であり、前記境界位置上での、前記螺旋状の軌跡の中心位置から溶接方向の後方側の螺旋軌跡までの距離は、溶接方向の前方側の螺旋軌跡までの距離よりも短い。
　第８の態様では、境界位置上での、螺旋中心位置から溶接方向の後方側の螺旋軌跡までの距離を、溶接方向の前方側の螺旋軌跡までの距離よりも短くすることで、溶込みを抑えてビードの肉盛りを確保することができる。
　第９の態様は、第１～８の態様の何れか１つのアーク溶接方法において、前記第１溶接及び前記第２溶接の少なくとも一方では、前記溶接ワイヤを一定速度で送給する。
　第９の態様では、溶接ワイヤを一定速度で送給するようにしている。
　第１０の態様は、第１～８の態様の何れか１つのアーク溶接方法において、前記第１溶接及び前記第２溶接の少なくとも一方では、前記溶接ワイヤの正送と逆送を交互に周期的に繰り返して該溶接ワイヤを送給する。
　第１０の態様では、溶接ワイヤの正送と逆送を交互に周期的に繰り返して溶接ワイヤを送給するようにしている。
　これにより、溶接対象物に与える入熱を小さくすることができる。具体的に、溶接ワイヤが溶接対象物に短絡すると、溶接電圧が０Ｖ近くになり、単位時間当たりの熱量である入熱量が極端に小さくなる。
　ここで、溶接ワイヤを正逆送する場合、溶接ワイヤを正送し、溶接ワイヤが溶接対象物に短絡すると溶接ワイヤを逆送し、溶接ワイヤと溶接対象物との間でアークが発生すると溶接ワイヤを正送へと加速するので、溶接ワイヤを溶接対象物に向かって一定送給する場合に比べて、短絡回数が飛躍的に向上する。これにより、溶接対象物を周期的に冷却する効果を得ることができる。
　また、短絡時に溶接ワイヤを正逆送することで、スパッタの発生を抑え、溶接品質を高めることができる。
　第１１の態様は、第２～１０の態様の何れか１つのアーク溶接方法において、前記ウィービング動作は、螺旋状の軌跡に沿って移動する螺旋ウィービング動作であり、前記短絡溶接を行う前記短絡溶接期間と前記パルス溶接を行う前記パルス溶接期間とを複数回切り替える前記第３溶接を行い、前記螺旋状の軌跡の中心位置よりも溶接方向の前方において前記パルス溶接期間の割合を多くする一方、溶接方向の後方において前記短絡溶接期間の割合を多くする。
　第１１の態様では、パルス溶接は短絡溶接に比べて高入熱であり、溶接方向の前方において高入熱のパルス溶接を行うパルス溶接期間の割合を多くすることで溶融池が形成され、螺旋ウィービング動作において、溶接方向の後方においてパルス溶接に比べて低入熱の短絡溶接を行う短絡溶接期間の割合を多くすることで溶融池が冷却される。これにより、溶接対象物の溶落ちを抑えるとともに、ビードのウロコ状の波目を明瞭化することができる。
　第１２の態様は、消耗電極である溶接ワイヤを溶接対象物へ向けて送給し、該溶接ワイヤと該溶接対象物との間にアークを発生させて溶接するアーク溶接装置であって、前記溶接対象物は、第１部材と、該第１部材よりも熱容量の大きい第２部材と、を有し、前記第１部材と前記第２部材との境界位置を交互に複数回横切るように、溶接トーチをウィービング動作しながら溶接を行う溶接ユニットと、前記溶接ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ウィービング動作中に、前記第１部材に対して第１溶接を行う一方、前記第２部材に対して第２溶接を行うように、前記溶接ユニットの動作を制御し、前記第１溶接では、少なくとも短絡溶接が行われ、前記第２溶接では、少なくともパルス溶接が行われる。
　第１２の態様では、短絡溶接はパルス溶接に比べて低入熱であり、熱容量の小さい第１部材に対して低入熱の短絡溶接を行うことで、第１部材が溶落ちてしまうのを抑えることができる。また、熱容量の大きい第２部材に対して高入熱のパルス溶接を行うことで、溶込み不足が生じるのを抑えることができる。
　本開示の態様によれば、熱容量の異なる部材同士の接合品質を向上させることができる。
図１は、本実施形態に係るアーク溶接装置の概略構成図である。 図２は、短絡溶接における溶接電流、溶接電圧、及び溶接ワイヤ送給速度の波形と、溶滴移行状態を示す図である。 図３は、パルス溶接における溶接電流、溶接電圧、及び溶接ワイヤ送給速度の波形と、溶滴移行状態を示す図である。 図４は、パルスミックス溶接における溶接電流、溶接電圧、及び溶接ワイヤ送給速度の波形を示す図である。 図５は、螺旋ウィービング動作を行いながらアーク溶接する状態を示す側面断面図である。 図６は、螺旋ウィービング動作を行いながらアーク溶接する状態を示す斜視図である。 図７は、短絡溶接、パルス溶接、パルスミックス溶接を切り替えるタイミングを説明する斜視図である。 図８は、螺旋ウィービング動作無しでパルスミックス溶接を行った場合の溶接速度とビードの外観との関係を説明する図である。 図９は、螺旋ウィービング動作中にパルスミックス溶接を行った場合の溶接速度とビードの外観との関係を示す図である。 図１０は、本実施形態の変形例に係る螺旋ウィービング動作の軌跡を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
　図１に示すように、アーク溶接装置１は、消耗電極である溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間でアーク１６を発生させることで、溶接対象物Ｗを溶接する。
　アーク溶接装置１は、溶接ユニット１０と、制御部３０とを有する。溶接ユニット１０は、溶接トーチ１１と、送給モータ１２と、ロボット１３と、電力変換部２０とを有する。送給モータ１２は、所定の送給速度で、溶接ワイヤ１５を溶接トーチ１１に送給する。
　ロボット１３は、複数の関節部を有する。ロボット１３の先端部には、溶接トーチ１１が取り付けられる。ロボット１３は、溶接対象物Ｗに対する溶接トーチ１１の位置を移動させる。詳しくは後述するが、ロボット１３は、螺旋状の軌跡に沿って溶接トーチ１１を螺旋ウィービング動作させる。
　電力変換部２０は、一次側整流部２１と、スイッチング部２２と、主変圧器２３と、二次側整流部２４と、リアクトル２５と、電圧検出部２６と、電流検出部２７とを有する。
　一次側整流部２１は、入力電源５の出力を整流して出力する。スイッチング部２２は、一次側整流部２１からの直流出力を交流に変換する。スイッチング部２２は、溶接電流と溶接電圧よりなる溶接出力を制御する。
　主変圧器２３は、スイッチング部２２の出力する交流の電圧を変換する。主変圧器２３の出力は、二次側整流部２４とリアクトル２５とを介して、溶接出力として出力される。二次側整流部２４は、主変圧器２３の二次側出力を整流する。電圧検出部２６は、溶接電圧Ｖを検出する。電流検出部２７は、溶接電流Ｉを検出する。
　制御部３０は、駆動部３１と、短絡溶接を含む第１溶接のための制御を行う短絡溶接制御部３３と、パルス溶接を含む第２溶接のための制御を行うパルス溶接制御部３２と、後述する第３溶接のための制御を行うパルスミックス溶接制御部３４と、溶接条件設定部３５と、記憶部３６と、送給速度制御部３７と、第１切替部３８と、第２切替部３９と、ロボット制御部４０とを有する。
　駆動部３１は、スイッチング部２２を制御する。パルス溶接制御部３２は、パルス溶接のための制御を行う。短絡溶接制御部３３は、短絡溶接のための制御を行う。パルスミックス溶接制御部３４は、第３溶接のための制御を行う。
　ここで、第３溶接は、短絡溶接と、パルス溶接とを、それぞれ一定の回数で交互に複数回繰り返す溶接法である。本実施形態では、第３溶接のことを「パルスミックス溶接」と定義して、以降の説明では、この表現を用いて記載する。
　なお、パルスミックス溶接において、溶接ワイヤ１５の送給は、短絡溶接の場合に溶接ワイヤ１５を正逆送することを基本とし、パルス溶接の場合に溶接ワイヤ１５を一定送給することを基本とするのが好ましい。ただし、必ずしもこの形態に限定するものではない。例えば、後述する図３において説明するように、パルス溶接中に、溶接ワイヤ１５の送給速度を変更しても良い。また、短絡溶接中に、溶接ワイヤ１５を一定送給としても良い。
　また、パルスミックス溶接において、パルス溶接中のパルス回数や、短絡溶接中の短絡回数を徐々に変更させるようにしてもよい。パルス溶接中のパルス回数及び短絡溶接中の短絡回数の少なくとも一方を徐々に変化させることで、急激な入熱の変化を抑えることができる。例えば、後述する図４では、パルス回数を６回、短絡回数を３回として繰り返しているが、パルス回数を３回、短絡回数を６回に変更して複数回繰り返すようにしてもよい。なお、パルス回数や短絡回数は、あくまでも一例であり、これに限定するものではない。
　また、パルス回数や短絡回数を徐々に変更させるタイミングとしては、例えば、所定の溶接距離、所定の溶接時間、又は予め設定されたティーチングポイント毎に行うようにすればよい。
　溶接条件設定部３５は、溶接電流と溶接電圧とを含む溶接条件を設定する。具体的に、溶接条件設定部３５は、溶接を行うための設定溶接電流、溶接を行うための設定溶接電圧、溶接ワイヤ１５の送給速度、シールドガスの種類、溶接ワイヤ１５の材質、溶接ワイヤ１５の径、パルス溶接の期間やパルス出力回数、短絡溶接の期間や短絡出力回数等を設定する。
　シールドガスは、溶接ワイヤ材質や用途によって使い分ける。例えば、アルミ合金の溶接の場合は、アルゴンガス（Ａｒ）を用いる。ステンレスの溶接の場合は、ＭＩＧガス（９８％Ａｒ＋２％Ｏ２）を用いる。軟鋼の溶接の場合は、ＭＡＧガス（８０％Ａｒ＋２０％ＣＯ２）を用いる。軟鋼の溶接においてコスト重視の場合は、炭酸ガス（ＣＯ２）を用いる。なお、シールドガスの種類は、あくまでも一例である。
　記憶部３６には、所定の閾値が記憶される。記憶部３６に記憶された閾値は、溶接対象物Ｗに与える入熱に関係する溶接パラメータでの閾値であり、溶接電流、溶接電圧、送給速度などである。記憶部３６は、溶接条件設定部３５からの出力に基づいて、予め記憶している溶接動作、適正な制御値、溶接ワイヤ１５の送給速度などを出力する。
　送給速度制御部３７は、溶接条件設定部３５で設定される溶接電流の設定電流に応じて溶接ワイヤ１５の送給速度を制御する。ここで、送給速度と溶接電流は、互いに相関関係にある。より具体的には、移動平均としての平均溶接速度（送給量とも言う）と移動平均としての平均電流である平均溶接電流（設定電流とも言う）とは、互いに相関関係にある。
　第１切替部３８は、記憶部３６の出力に応じて、パルス溶接制御部３２、短絡溶接制御部３３、パルスミックス溶接制御部３４の何れかの溶接出力のための信号を出力する。
　第２切替部３９は、記憶部３６の出力に応じて、パルス溶接制御部３２、短絡溶接制御部３３、パルスミックス溶接制御部３４の何れかの送給速度の出力を選択する。
　ロボット制御部４０は、ロボット１３の動作を制御する。ロボット制御部４０は、ロボット１３の各軸のモータ（図示省略）に対して電流指令を与えることで、溶接対象物Ｗの溶接方向に沿って溶接トーチ１１を移動させる。
　〈アーク溶接装置の制御方法〉
　次に、アーク溶接装置１の動作について説明する。アーク溶接装置１は、図示しないガス供給口からシールドガスを供給して、溶接対象物Ｗの溶接箇所を外気からシールドしつつ、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間に電流を供給する。
　これにより、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間にアーク１６を発生させ、アーク１６の熱で溶接ワイヤ１５の先端部と溶接対象物Ｗの一部を溶かす。溶けた溶接ワイヤ１５は、溶滴となり溶接対象物Ｗ上に滴下して、アーク１６の熱により溶けた溶接対象物Ｗの一部と共に溶融池を形成する。
　溶接トーチ１１は、溶接対象物Ｗに対して螺旋ウィービング動作しながら溶接方向に移動する。溶接対象物Ｗには、溶接トーチ１１の移動に伴ってビードが形成され、溶接対象物Ｗが溶着される。
　アーク溶接装置１は、短絡溶接と、パルス溶接と、パルスミックス溶接とを切り替えながら、溶接対象物Ｗを溶接する。
　図２は、短絡溶接における溶接電流、溶接電圧、及び溶接ワイヤ送給速度の波形と、溶滴移行状態を示す図である。図２において、縦軸は溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖと送給速度ＷＦとを示し、横軸は時間を示す。
　短絡溶接では、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとが接触して短絡している短絡状態である短絡期間と、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間にアーク１６が発生しているアーク状態であるアーク期間とに交互に移行するように、溶接電流Ｉが制御される。短絡期間では、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとが短絡する。アーク期間では、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間でアーク１６が発生する。短絡溶接では、例えば、１００Ａの溶接電流が溶接ワイヤ１５に印加される。
　図２において、Ｐ１は、短絡を開始した時点を示しており、Ｐ１からＰ２の短絡期間において、Ｐ１時点から短絡初期電流を所定時間出力した後、短絡電流を徐々に増加する。
　Ｐ２は、短絡状態が終了してアーク状態が発生した時点を示している。Ｐ２からＰ３のアーク期間において、アーク発生直後にピーク電流の第１の溶接電流を出力し、その後、第１の溶接電流より低い第２の溶接電流へ移行する。Ｐ２からＰ３は、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間にアーク１６が発生するアーク状態であるアーク期間である。このアーク期間により溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間にアーク１６を発生させ、アーク１６の熱で溶接ワイヤ１５の先端部に溶滴を形成するとともに溶接対象物Ｗの一部を溶かす。
　Ｐ３は、Ｐ１の次の短絡が発生した時点を示しており、Ｐ１の時点と同様の状態である。溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとが接触し短絡することにより、アーク期間で形成された溶接ワイヤ１５の先端部に溶滴を溶接対象物Ｗに短絡移行し、溶融池を形成し短絡溶接を行う。
　このように、短絡溶接は、Ｐ１（Ｐ３）からＰ２の短絡期間とＰ２からＰ３の短絡期間を交互に周期的に繰り返す。
　また、図２に示す例では、所定の周波数と所定の速度振幅であって、これを基本波形とした正弦波状に、正送と逆送とを交互に周期的に複数回繰り返す溶接ワイヤ送給制御を行う。そして、正送側のピーク時では、Ｐ１時点周辺で短絡が発生し、逆送側のピーク時では、Ｐ２時点周辺でアークが発生することとなる。また、Ｐ２時点の後の正送のピーク時に、Ｐ３時点周辺で次の短絡が発生する。
　以上のように、Ｐ１からＰ３までを制御の１周期とし、これを繰り返して溶接を行う。
　図３は、パルス溶接における溶接電流、溶接電圧、及び溶接ワイヤ送給速度の波形と、溶滴移行状態を示す図である。図３において、縦軸は溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖと送給速度ＷＦとを示し、横軸は時間を示す。パルス溶接は、ピーク電流ＩＰとベース電流ＩＢとを交互に繰り返す溶接である。パルス溶接では、例えば、２００Ａの溶接電流が溶接ワイヤ１５に印加される。
　図３に示すように、アーク溶接装置１は、溶接ワイヤ１５に溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖとを供給する。溶接電流Ｉのパルス波形は、溶接電流Ｉがベース電流ＩＢからピーク電流ＩＰへ遷移するパルス立上り期間ＩＰＲＴと、溶接電流Ｉがピーク電流ＩＰであるピーク電流期間ＩＰＴと、溶接電流Ｉがピーク電流ＩＰからベース電流ＩＢへ遷移するパルス立下り期間ＩＰＦＴと、溶接電流Ｉがベース電流ＩＢであるベース電流期間ＩＢＴと、を含む。
　パルス立上り期間ＩＰＲＴと、ピーク電流期間ＩＰＴと、パルス立下り期間ＩＰＦＴと、ベース電流期間ＩＢＴとを、順にパルス周波数ＰＨｚで周期的に繰り返すことにより、周期的な溶滴移行状態が得られる。
　パルス立上り期間ＩＰＲＴ及びピーク電流期間ＩＰＴでは、溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦが第１送給速度ＷＦ１に設定される。パルス立下り期間ＩＰＦＴでは、溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦが第１送給速度ＷＦ１から第２送給速度ＷＦ２に切り替えられる。
　アーク溶接装置１は、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間にアーク１６を発生させ、アーク１６の熱で溶接ワイヤ１５の先端部に溶滴を形成するとともに溶接対象物Ｗの一部を溶かす。
　溶接ワイヤ１５の先端部に形成された溶滴は、溶滴移行により溶接ワイヤ１５の先端から溶接対象物Ｗに移って付着し、溶接対象物Ｗに溶融池を形成する。これにより、ピーク電流ＩＰとベース電流ＩＢとを交互に繰り返すパルス溶接において、１つのピーク電流ＩＰと１つのベース電流ＩＢを含むパルス周期１／ＰＨｚを１つのパルス単位とし、この１パルス周期毎に、言い換えると１つのピーク電流の１回のパルス毎に１つの溶滴が溶接対象物Ｗに溶滴移行する１パルス１ドロップとなる溶接を行う。アーク溶接装置１は、溶滴が溶滴移行した溶滴の離脱状態において、アーク１６のアーク長Ｈを、基準のアーク長Ｈ１に対して変化させる。具体的に、アーク溶接装置１は、パルス溶接中に溶接ワイヤ１５を加減速させる。
　図３に示す例では、パルス立下り期間ＩＰＦＴの開始時に、溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦが第１送給速度ＷＦ１から第２送給速度ＷＦ２に切り替えられ、溶接ワイヤ１５が加速される。時点ＴＰにおいて溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの短絡が検出される。時点ＴＰから時点ＮＰまでの期間において、溶接電流を電流ＩＳまで増加させる。
　また、時点ＮＰにおいて、溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦが第２送給速度ＷＦ２から第３送給速度ＷＦ３に切り替えられ、溶接ワイヤ１５が減速される。
　時点ＮＰにおいて溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間に形成される溶滴にくびれが生じていることが検出されると、溶接電流Ｉが時点ＮＰにおける電流ＩＳから電流ＩＮ（電流ＩＳよりも低い電流）へ向けて急峻に減少する。
　そして、時点ＮＰから時点ＡＰまでの期間において、溶接電流Ｉが第２電流ＩＮに維持される。
　時点ＡＰにおいて溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの短絡の開放が検出されると、溶接ワイヤ１５の第３送給速度ＷＦ３が第１送給速度ＷＦ１に切り替えられる。
　なお、図３では、パルス溶接期間中に溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦを変更する例を記載したが、溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦを一定として、１パルス１ドロップの通常のパルス溶接を行ってもよい。この場合は、溶滴の移行は、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗと短絡せず、ピーク電流とベース電流で連続してアーク１６が発生し、溶接ワイヤ１５の先端に形成された溶滴は、１つのピーク電流の１回のパルス毎に１つの溶滴が溶接対象物Ｗに溶滴移行する１パルス１ドロップとなるように、溶接ワイヤ１５の先端から空中で離脱して、溶接対象物Ｗへ移行する。
　図４は、パルスミックス溶接における溶接電流、溶接電圧、及び溶接ワイヤ送給速度の波形を示す図である。パルスミックス溶接は、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓとを交互に複数回繰り返して行う溶接である。ここでは、直流溶接としての、直流の短絡溶接と直流のパルス溶接とを組み合わせたパルスミックス溶接について、説明する。図４において、縦軸は溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖと送給速度ＷＦを示し、横軸は時間を示す。
　パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐにおいて、溶接ワイヤ１５を流れる溶接電流Ｉがピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂとを交互に繰り返す複数のパルスを形成するように溶接電流Ｉが制御される。
　短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓにおいて、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとを短絡させる１つ以上の短絡期間Ｓと、溶接ワイヤ１５と溶接対象物Ｗとの間でアーク１６を発生する１つ以上のアーク期間Ａとに交互にそれぞれに移行するように溶接電流Ｉが制御される。
　パルス溶接期間Ｔｐが短絡溶接期間Ｔｓに続き、短絡溶接期間Ｔｓがパルス溶接期間Ｔｐに続くように、パルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接期間Ｔｓが交互に繰り返される。
　パルス溶接期間Ｔｐは、例えば、溶接電流Ｉが、予め設定した閾値Ｉｓより大きい値から小さい値に変化したことを検出することで検出できる。短絡溶接期間Ｔｓは、例えば、溶接電圧Ｖが予め設定した閾値Ｖｓより大きい値から小さい値に変化したことを検出することで検出できる。
　送給速度制御部３７は、パルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接期間Ｔｓにおいて、溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦが予め設定した送給速度となるように、送給モータ１２に制御出力を与える。これにより、パルス溶接期間Ｔｐでは、一定の第３送給速度ＷＦ３で溶接ワイヤ１５が送給される。
　一方、短絡溶接期間Ｔｓでは、溶接ワイヤ１５の送給速度ＷＦを、所定の振幅及び周期を有する周期的波形にしたがって変化させる。図４に示す送給速度ＷＦは、周期的波形として正弦波にしたがって変化する。
　溶接条件設定部３５で予め設定された回数の短絡がカウントされたパルス開始時点Ｔｐｓで、短絡を開放する。なお、パルス開始時点Ｔｐｓは、溶接条件設定部３５で予め設定された時間が経過した時点としてもよい。パルス開始時点Ｔｐｓよりパルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐが開始される。
　パルスミックス溶接制御部３４は、パルス溶接期間Ｔｐを開始して複数のパルスのうちの最初のパルスを発生させる。
　パルス開始時点Ｔｐｓ後も継続して短絡溶接期間Ｔｓでの周期的波形にしたがって送給速度ＷＦは変化したまま、溶接条件設定部３５で予め設定されたパルス溶接期間Ｔｐでの溶接ワイヤ１５の第３送給速度ＷＦ３へ向かって変化し、送給速度ＷＦがパルス溶接期間Ｔｐにおいて第３送給速度ＷＦ３に達すると、送給部１４は溶接ワイヤ１５を第３送給速度ＷＦ３で送給する。
　その後、パルス溶接期間Ｔｐで、溶接条件設定部３５で予め設定された回数のパルスがカウントされる、又は溶接条件設定部３５で予め設定された時間が経過すると、パルスミックス溶接制御部３４は、最後のパルスを形成した後で溶接電流Ｉをパルスにおけるベース電流Ｉｂとは異なる電流Ｉ３に変化させる。
　最後のパルスを形成した後で溶接電流Ｉが電流Ｉ３に変化した時点をトリガとして、溶接電流Ｉが電流Ｉ３である送給切替時点Ｔｖｓで送給速度ＷＦをパルス溶接期間Ｔｐでの第３送給速度ＷＦ３から上述した周期的波形にしたがって変化させて、溶接ワイヤ１５を正送方向と逆送方向とに送給し始める。
　このようにすることで、パルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接期間Ｔｓとを設定条件で交互に繰り返しながら、かつ、その時の各モードでの最適な送給速度ＷＦで溶接ワイヤ１５を送給しつつ溶接を行う。
　本実施形態では、溶接対象物Ｗの熱容量に応じて、短絡溶接、パルス溶接、パルスミックス溶接を切り替えるようにしている。
　具体的に、図５及び図６に示すように、溶接対象物Ｗは、第１部材Ｗ１と、第２部材Ｗ２とを有する。第２部材Ｗ２の板厚は、第１部材Ｗ１の板厚よりも厚い。そのため、第２部材Ｗ２の熱容量は、第１部材Ｗ１の熱容量よりも大きい。第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２は、例えば、アルミニウムで形成される。第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２は、互いに突き合わされた状態で配置される。
　第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２を突き合わせた位置は、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の境界位置Ｗｂである。アーク溶接装置１は、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の境界位置Ｗｂを交互に複数回横切るように、溶接トーチ１１を螺旋ウィービング動作させながら溶接を行う。
　ここで、螺旋ウィービング動作とは、溶接トーチ１１を円形状の軌道で移動させながら溶接方向に移動させることで、溶接トーチ１１を螺旋状の軌跡に沿って移動させる動作である。
　図６に示す例では、溶接トーチ１１から送給される溶接ワイヤ１５は、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の境界位置Ｗｂ上を溶接方向に移動する回転中心ＲＣから回転半径ｒだけ離れて且つ所定の回転周波数で回転中心ＲＣを周回するように旋回移動する。なお、図６に示す回転半径ｒの大きさは、あくまでも一例であり、これに限定するものではない。例えば、図５及び図６において、第２部材Ｗ２の上面に溶接ワイヤ１５を供給可能な位置まで溶接トーチ１１を移動させてもよい。
　アーク溶接装置１は、螺旋ウィービング動作中に、第１部材Ｗ１に対して第１溶接を行う一方、第２部材Ｗ２に対して第２溶接を行うように、溶接動作を切り替える。第１溶接は、低入熱の短絡溶接を少なくとも含む。第２溶接は、高入熱のパルス溶接を少なくとも含む。第１溶接及び第２溶接の少なくとも一方では、第３溶接が行われる。第３溶接は、短絡溶接とパルス溶接とをそれぞれ一定の回数で交互に複数回繰り返すパルスミックス溶接である。
　以下、短絡溶接と、パルス溶接と、パルスミックス溶接とを切り替えるタイミングについて、図７を参照しながら説明する。
　図７に示すように、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の境界位置Ｗｂ上におけるアーク溶接の開始位置を０°とし、回転中心ＲＣを中心に時計回り方向に回転させながら、溶接方向にアーク溶接を行うものとする。
　図７では、２０°～１６０°の区間を第１区間４１、１６０°～１９０°の区間を第２区間４２、１９０°～３５０°の区間を第３区間４３、３５０°～２０°の区間を第４区間４４とする。なお、各区間の角度範囲はあくまでも一例である。
　第１区間４１では、第１切替部３８は、第１部材Ｗ１を溶接する第１溶接において、熱容量の小さい第１部材Ｗ１に適した短絡溶接制御部３３の出力を選択して、短絡溶接を行う。
　第１区間４１では、第１切替部３８は、短絡溶接の開始後、パルスミックス溶接制御部３４の出力を選択して、パルスミックス溶接を行ってもよい。パルスミックス溶接は、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓとを交互に複数回繰り返して行う第３溶接であり、短絡溶接よりも入熱が高く且つパルス溶接よりも入熱が低い中間の特性を有する溶接である。パルスミックス溶接を行うことで、溶接電流を変化させた場合の急激な入熱の変化を抑えることができる。
　第１溶接においてパルスミックス溶接を行う場合、制御部３０は、パルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐよりも多くなるように、溶接ユニット１０の動作を制御する。これにより、適切な条件下で、パルスミックス溶接を行うことができる。なお、第１溶接において、短絡溶接のみを行い、パルスミックス溶接を行わないように制御してもよい。また、パルスミックス溶接において、パルス溶接中のパルス回数や、短絡溶接中の短絡回数を徐々に変更させるようにしてもよい。
　第２区間４２は、第１部材Ｗ１と第２部材Ｗ２にまたがる領域である。第２区間４２では、第１部材Ｗ１に対して少なくとも短絡溶接が行われる第１溶接を行う一方、第２部材Ｗ２に対して少なくともパルス溶接が行われる第２溶接を行うように、溶接動作を切り替える。
　具体的に、第１切替部３８は、パルスミックス溶接制御部３４の出力を選択して、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓとを交互に複数回繰り返して行う第３溶接としてのパルスミックス溶接を行う。パルスミックス溶接を行うことで、溶接電流を変化させた場合の急激な入熱の変化を抑えることができる。
　第１部材Ｗ１に対して行う第１溶接においてパルスミックス溶接を行う場合、制御部３０は、パルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐよりも多くなるように、溶接ユニット１０の動作を制御する。また、第２部材Ｗ２に対して行う第２溶接においてパルスミックス溶接を行う場合、制御部３０は、パルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐよりも少なくなるように、溶接ユニット１０の動作を制御する。
　言い換えると、パルスミックス溶接において、第１部材Ｗ１に対して行う場合は、第２部材Ｗ２に対して行う場合よりパルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が多く、第２部材Ｗ２に対して行う場合は、第１部材Ｗ１に対して行う場合よりパルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が少ないものとする。
　これにより、パルスミックス溶接中において、溶接が行われる溶接対象領域が熱容量の小さい第１部材Ｗ１の場合は、入熱量が小さい短絡溶接を行う短絡溶接期間の割合を多くし、溶接が行われる溶接対象領域が第１部材Ｗ１に比べて熱容量の大きい第２部材Ｗ２の場合は、入熱量が短絡溶接に比べて大きいパルス溶接を行うパルス溶接期間の割合を多くすることができ、適切な条件下で、パルスミックス溶接を行うことができる。
　なお、第１溶接において、短絡溶接のみを行い、パルスミックス溶接を行わないように制御してもよい。また、パルスミックス溶接において、パルス溶接中のパルス回数や、短絡溶接中の短絡回数を徐々に変更させるようにしてもよい。
　第２区間４２では、制御部３０は、第１部材Ｗ１から第２部材Ｗ２に向かう溶接トーチ１１が境界位置Ｗｂを横切る前に、溶接ワイヤ１５に印加する溶接電流を増加させるように、溶接ユニット１０を制御する。言い換えると、溶接トーチ１１が第１部材Ｗ１から第２部材Ｗ２へ向かうように、境界位置Ｗｂを横切る際に印加される溶接電流は、溶接トーチ１１が境界位置Ｗｂを横切る前に印加される溶接電流よりも大きい。具体的には、溶接トーチ１１が第１部材Ｗ１から第２部材Ｗ２へ向かうように、境界位置Ｗｂを横切る際に印加される溶接電流の移動平均としての平均電流である平均溶接電流（設定電流とも言う）は、溶接トーチ１１が境界位置Ｗｂを横切る前に印加される平均溶接電流よりも大きい。これにより、第２区間４２では、第１区間４１において溶接ワイヤ１５に印加される溶接電流よりも大きな溶接電流が、溶接ワイヤ１５に印加される。
　また、平均溶接電流と溶接ワイヤ１５の送給量は対応関係にあり、このため、境界位置Ｗｂを含む第１部材Ｗ１と第２部材Ｗ２との段差部分の領域である第２区間４２は、第１区間４１及び第３区間４３に比べて溶接ワイヤ１５の送給量を増加させて溶着量を確保して溶接を行っても良い。
　このように、熱容量が小さい第１部材Ｗ１から熱容量が大きい第２部材Ｗ２に向かう溶接トーチ１１が境界位置Ｗｂを横切る際に、溶接ワイヤ１５に印加する電流値を大きくすることで、境界位置Ｗｂにおける溶接ワイヤ１５の送給量を増加させ、ビードの肉盛りを確保することができる。これにより、熱容量が小さい薄板と熱容量が大きい厚板との境界に生じる段差を埋めることができる。
　第３区間４３では、第１切替部３８は、第２部材Ｗ２を溶接する第２溶接において、熱容量の大きい第２部材Ｗ２に適したパルス溶接制御部３２の出力を選択して、パルス溶接を行う。
　第３区間４３では、第１切替部３８は、パルス溶接の開始後、パルスミックス溶接制御部３４の出力を選択して、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓとを交互に複数回繰り返して行う第３溶接としてのパルスミックス溶接を行ってもよい。パルスミックス溶接を行うことで、溶接電流を変化させた場合の急激な入熱の変化を抑えることができる。
　第２部材Ｗ２に対して行う第２溶接においてパルスミックス溶接を行う場合、制御部３０は、パルスミックス溶接中にパルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐの割合が、短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓよりも多くなるように、溶接ユニット１０の動作を制御する。これにより、適切な条件下で、パルスミックス溶接を行うことができる。なお、第２溶接において、パルス溶接のみを行い、パルスミックス溶接を行わないように制御してもよい。また、パルスミックス溶接において、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐの割合又はパルス溶接中のパルス回数や、短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合又は短絡溶接中の短絡回数を徐々に変更させるようにしてもよい。
　第４区間４４は、第１部材Ｗ１と第２部材Ｗ２にまたがる領域である。第４区間４４では、第１部材Ｗ１に対して少なくとも短絡溶接が行われる第１溶接を行う一方、第２部材Ｗ２に対して少なくともパルス溶接が行われる第２溶接を行うように、溶接動作を切り替える。
　具体的に、第１切替部３８は、パルスミックス溶接制御部３４の出力を選択して、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐと短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓとを交互に複数回繰り返して行う第３溶接としてのパルスミックス溶接を行う。パルスミックス溶接を行うことで、溶接電流を変化させた場合の急激な入熱の変化を抑えることができる。
　第１部材Ｗ１に対して行う第１溶接においてパルスミックス溶接を行う場合、制御部３０は、パルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐよりも多くなるように、溶接ユニット１０の動作を制御する。また、第２部材Ｗ２に対して行う第２溶接においてパルスミックス溶接を行う場合、制御部３０は、パルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が、パルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐよりも少なくなるように、溶接ユニット１０の動作を制御する。
　言い換えると、パルスミックス溶接において、第１部材Ｗ１に対して行う場合は、第２部材Ｗ２に対して行う場合よりパルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が多く、第２部材Ｗ２に対して行う場合は、第１部材Ｗ１に対して行う場合よりパルスミックス溶接中に短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合が少ないものとする。
　これにより、パルスミックス溶接中において、溶接が行われる溶接対象領域が熱容量の小さい第２部材Ｗ１の場合は、入熱量が小さい短絡溶接を行う短絡溶接期間の割合を多くし、溶接が行われる溶接対象領域が第１部材Ｗ１に比べて熱容量の大きい第２部材Ｗ２の場合は、入熱量が短絡溶接に比べて大きいパルス溶接を行うパルス溶接期間の割合を多くすることができ、適切な条件下で、パルスミックス溶接を行うことができる。
　なお、第１溶接において、短絡溶接のみを行い、パルスミックス溶接を行わないように制御してもよい。また、パルスミックス溶接において、パルス溶接中のパルス回数や、短絡溶接中の短絡回数を徐々に変更させるようにしてもよい。
　これにより、パルス溶接、パルスミックス溶接、短絡溶接を連携させながら、急激な入熱の変化を抑えることができる。
　またさらに、第４区間４４において、溶接トーチ１１が熱容量の大きい第２部材Ｗ２から熱容量の小さい第１部材Ｗ１に向かって、第１部材Ｗ１と第２部材Ｗ２との境界位置Ｗｂを横切る前に、パルスミックス溶接中において、パルス溶接に比べて低入熱の短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合を徐々に増加させる。言い換えると、境界位置Ｗｂを横切る際の、パルスミックス溶接の短絡溶接の短絡回数の割合は、溶接トーチ１１が境界位置Ｗｂを横切る前の、パルスミックス溶接の短絡溶接の短絡回数の割合よりも多い。
　このように、溶接トーチ１１が境界位置Ｗｂを横切る際の短絡回数の割合を、溶接トーチ１１が境界位置Ｗｂを横切る前の短絡回数の割合よりも大きくし、境界位置Ｗｂを横切る前から境界位置Ｗｂを横切る際に、短絡回数の割合を増加させることで、低入熱の状態で、境界位置Ｗｂにおけるビードの肉盛りを確保することができる。これにより、熱容量が小さい薄板と熱容量が大きい厚板との境界に生じる段差を埋めることができる。
　また、短絡溶接はパルス溶接に比べて低入熱である。短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓとパルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐとを所定の割合で交互に複数回繰り返すパルスミックス溶接において、短絡溶接期間Ｔｓでは、低入熱の短絡溶接で冷却効果がある。そのため、第１部材Ｗ１への入熱が抑制され、溶落ちを抑制することができる。また、パルス溶接期間Ｔｐでは、アーク１６が広がってビードの幅が広がるとともに、高入熱のパルス溶接で形成されるビードに溶接ワイヤ１５の溶滴が規則的に離脱して移行し、スパッタが少なくなる。
　また、螺旋ウィービング動作中にパルスミックス溶接を行うことで、溶落ちなどにより、溶接品質を落とすこと無く、溶接速度を上げることができる。以下、溶接速度とビードの外観との関係について、図８及び図９を用いて説明する。
　図８は、螺旋ウィービング動作を行わずにパルスミックス溶接を行った場合の溶接速度とビードの外観との関係を示す比較例である。図８では、ビードの外観を示す写真と、ビードの外観写真をトレースして視覚的に分かりやすくした模式図とを示す。
　図８に示すように、溶接速度［ｍ／ｍｉｎ］が０．３ｍ／ｍｉｎや０．４ｍ／ｍｉｎの場合、ビードのウロコ目が連続的に生成されており、ビードの外観が良好である。一方、溶接速度［ｍ／ｍｉｎ］を０．５ｍ／ｍｉｎに上げると、ビードのウロコ目の生成が不均一になり、ビードの外観が悪化する。例えば、溶接速度が速くなるほど、ビードのウロコ目が溶接方向に沿って徐々に延びていくとともに、ビード間の境界線が薄くなっていく傾向にある。そのため、螺旋ウィービング動作を行わずにパルスミックス溶接のみを行った場合では、溶接速度を速くすることができない。
　図９は、螺旋ウィービング動作を行いながらパルスミックス溶接を行った場合の溶接速度とビードの外観との関係を示す図である。図９では、ビードの外観を示す写真と、ビードの外観写真をトレースして視覚的に分かりやすくした模式図とを示す。
　図９に示すように、溶接速度［ｍ／ｍｉｎ］が０．７ｍ／ｍｉｎ、０．８ｍ／ｍｉｎ、０．９ｍ／ｍｉｎ、１．０ｍ／ｍｉｎの何れの場合であっても、ビードのウロコ目が連続的に生成されており、溶接ビードの外観が良好である。例えば、溶接速度が速くなっても、ビードのウロコ目の形状にそれほど変化はなく、ビード間の境界線についても明確に視認可能である。
　このように、螺旋ウィービング動作を行いながらパルスミックス溶接を行う場合、高入熱のパルス溶接で溶融した溶融池が、螺旋ウィービング動作中に低入熱の短絡溶接で冷却され、ビードのウロコ目が生成されやすくなると考えられる。これにより、溶接品質を確保しながら、溶接速度を速くすることができる。
　以上のように、本実施形態に係るアーク溶接装置１を用いたアーク溶接方法によれば、熱容量の異なる部材同士の接合品質を向上させることができる。具体的に、熱容量の小さい第１部材Ｗ１に対して少なくとも短絡溶接を行い、パルス溶接に比べて低入熱の短絡溶接を主に行うことで、言い換えると低入熱の短絡溶接を行う短絡溶接期間Ｔｓの割合を多くすることで、第１部材Ｗ１が溶落ちてしまうのを抑えることができる。また、熱容量の大きい第２部材Ｗ２に対して少なくともパルス溶接を行い、高入熱のパルス溶接を主に行うことで、言い換えると高入熱のパルス溶接を行うパルス溶接期間Ｔｐの割合を多くすることで、溶込み不足が生じるのを抑えることができる。
　また、本実施形態に係るアーク溶接装置１を用いたアーク溶接方法によれば、多くの溶接箇所で互いに厚みが異なる溶接対象物Ｗであっても、溶接条件を調整することで、熱容量が異なる部材の組み合わせからなる溶接対象物Ｗに対して、溶接対象物Ｗへの入熱に関係する溶接パラメータ（溶接電流Ｉ、溶接電圧Ｖ、溶接ワイヤ１５の送給速度、溶接対象物Ｗの厚み等）に応じて、短絡溶接、パルス溶接、パルスミックス溶接を設定することができる。これにより、低スパッタで溶接対象物Ｗの溶接部の溶落ち等を抑制した生産性の高い高品質な溶接が可能となる。
　－本実施形態の変形例－
　図１０に示すように、アーク溶接装置１は、溶接方向に沿って溶接トーチ１１を螺旋ウィービング動作させながら溶接を行う。図１０に示す例では、溶接トーチ１１から送給される溶接ワイヤ１５は、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の境界位置Ｗｂ上を移動する回転中心ＲＣから回転半径ｒだけ離れて且つ所定の回転周波数で回転中心ＲＣを周回するように旋回移動する。
　図１０に示す例では、溶接トーチ１１を円形状の軌道で移動させるのではなく、螺旋状の軌跡の回転位置ＲＣから溶接方向の後方側の螺旋軌跡までの距離ｒ１を、溶接方向の前方側の螺旋軌跡までの距離ｒ２よりも短くしている。これにより、溶接方向の後方側におけるアーク１６の発生範囲を小さくして、溶込みを抑えてビードの肉盛りを確保することができる。
　なお、図１０に示す例では、溶接方向の前方側の螺旋軌跡までの距離ｒ２を回転半径ｒと同じ長さにし、溶接方向の後方側の螺旋軌跡までの距離ｒ１を距離ｒ２よりも短くしているが、この形態に限定するものではない。例えば、距離ｒ１を回転半径ｒと同じ長さにし、距離ｒ２を距離ｒ１よりも長くしてもよい。
　《その他の実施形態》
　前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
　本実施形態では、第２部材Ｗ２の板厚を第１部材Ｗ１の板厚よりも厚くすることで、熱容量を異なるものとしたが、例えば、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の材質を変更することで、熱容量を異なるものとしてもよい。例えば、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２を同じ板厚にして、第１部材Ｗ１をアルミニウム、第２部材Ｗ２を軟鋼材系材料で形成してもよい。これにより、第１部材Ｗ１は熱容量が小さく、第２部材Ｗ２は熱容量が大きく、熱容量が異なるものとなる。言い換えると第２部材Ｗ２は、第１部材Ｗ１に比べて熱容量が相対的に大きくなる。
　本実施形態では、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２を突き合わせた状態でアーク溶接するようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２を厚み方向に重ね合わせた状態とし、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の隅部をアーク溶接するようにしてもよい。
　ここで、例えば、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の板厚が同じであれば、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の重ね合わせ部分の熱容量が、重ね合わされていない部分の熱容量よりも大きくなる。そのため、２つの板材の重ね合わせ部分を第２部材、重ね合わされていない部分を第１部材と想定して設定し、本実施形態と同様に、短絡溶接、パルス溶接、パルスミックス溶接を切り替えるようにすればよい。
　本実施形態では、第１溶接及び第２溶接において、パルスミックス溶接を行うようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、第１溶接を短絡溶接、第２溶接をパルス溶接としてもよい。また、第１溶接を短絡溶接、第２溶接をパルスミックス溶接としてもよい。また、第１溶接をパルスミックス溶接、第２溶接をパルス溶接としてもよい。
　本実施形態では、溶接トーチ１１を螺旋ウィービング動作させるようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、第１部材Ｗ１及び第２部材Ｗ２の境界位置Ｗｂを交互に複数回横切るように、溶接トーチ１１を境界位置Ｗｂに対して、左右に周期的に揺動させながら溶接進行方向に進むウィービング動作とし、溶接トーチ１１をジグザグ状にウィービング動作させるようにしてもよい。この場合、ウィービング動作は、境界位置Ｗｂに対して、左右に周期的に揺動は細かく鋭角で揺動させるのが好ましい。
　本実施形態では、螺旋ウィービング動作時の螺旋軌跡の半径ｒを、第１部材Ｗ１側と第２部材Ｗ２側とで同じ半径ｒにしたが、異なる半径にしてもよい。
　本実施形態では、溶接ワイヤ１５の正送と逆送を周期的に繰り返して溶接ワイヤ１５を送給するようにしたが、この形態に限定するものではない。例えば、溶接ワイヤ１５を一定速度で送給するようにしてもよい。
　本実施形態において、ウィービング動作中に、螺旋状の軌跡の中心位置よりも溶接方向の前方においてパルス溶接の割合を多くする一方、溶接方向の後方において短絡溶接の割合を多くするようにしてもよい。このようにすれば、溶接方向の前方において高入熱のパルス溶接の割合を多くすることで溶融池が形成され、溶接方向の後方において低入熱の短絡溶接の割合を多くすることで溶融池が冷却される。これにより、溶接対象物Ｗの溶落ちを抑えるとともに、ビードのウロコ状の波目を明瞭化することができる。
　以上説明したように、本発明は、熱容量の異なる部材同士の接合品質を向上させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
　　１　　アーク溶接装置
　１０　　溶接ユニット
　１１　　溶接トーチ
　１３　　ロボット
　１５　　溶接ワイヤ
　３０　　制御部
　３２　　パルス溶接制御部
　３３　　短絡溶接制御部
　３４　　パルスミックス溶接制御部
　４０　　ロボット制御部
　Ｗ　　　溶接対象物
　Ｗ１　　第１部材
　Ｗ２　　第２部材
　Ｗｂ　　境界位置

Claims (12)

  1. 　消耗電極である溶接ワイヤを溶接対象物へ向けて送給し、該溶接ワイヤと該溶接対象物との間にアークを発生させて溶接するアーク溶接方法であって、
    　前記溶接対象物は、第１部材と、該第１部材よりも熱容量の大きい第２部材と、を有し、
    　前記第１部材と前記第２部材との境界位置を交互に複数回横切るように、溶接トーチをウィービング動作しながら溶接を行うステップと、
    　前記ウィービング動作中に、前記第１部材に対して第１溶接を行う一方、前記第２部材に対して第２溶接を行うように、溶接動作を切り替えるステップと、を備え、
    　前記第１溶接では、少なくとも短絡溶接が行われ、
    　前記第２溶接では、少なくともパルス溶接が行われる
    アーク溶接方法。
  2. 　請求項１のアーク溶接方法において、
    　前記第１溶接及び前記第２溶接の少なくとも一方では、前記短絡溶接を行う短絡溶接期間と前記パルス溶接を行うパルス溶接期間とを交互に複数回切り替える第３溶接が行われる
    アーク溶接方法。
  3. 　請求項２のアーク溶接方法において、
    　前記第１溶接で前記第３溶接を行う場合、該第３溶接中に行う前記短絡溶接の前記短絡溶接期間の割合を、前記パルス溶接の前記パルス溶接期間よりも多くするステップと、
    　前記第２溶接で前記第３溶接を行う場合、該第３溶接中に行う前記パルス溶接の前記パルス溶接期間の割合を、前記短絡溶接の前記短絡溶接期間よりも多くするステップと、を備える
    アーク溶接方法。
  4. 　請求項２又は３のアーク溶接方法において、
    　前記第２溶接において、前記第２部材から前記第１部材へ向かうように、前記溶接トーチが前記境界位置を横切る前に、前記パルス溶接、前記第３溶接、及び前記短絡溶接の順に切り替えるステップを備える
    アーク溶接方法。
  5. 　請求項２～４の何れか１つのアーク溶接方法において、
    　前記第３溶接において、パルス溶接中のパルス回数及び短絡溶接中の短絡回数の少なくとも一方を徐々に変化させるステップを備える
    アーク溶接方法。
  6. 　請求項１～５の何れか１つのアーク溶接方法において、
    　前記溶接トーチが前記第１部材から前記第２部材へ向かうように、前記境界位置を横切る際に印加される溶接電流は、該溶接トーチが該境界位置を横切る前に印加される溶接電流よりも大きい
    アーク溶接方法。
  7. 　請求項２～６の何れか１つのアーク溶接方法において、
    　前記溶接トーチが前記第２部材から前記第１部材へ向かうように、前記境界位置を横切る際の、前記第３溶接での前記短絡溶接の短絡回数の割合は、該溶接トーチが該境界位置を横切る前の、前記第３溶接での前記短絡溶接の短絡回数の割合よりも大きい
    アーク溶接方法。
  8. 　請求項１～７の何れか１つのアーク溶接方法において、
    　前記ウィービング動作は、螺旋状の軌跡に沿って移動する螺旋ウィービング動作であり、
    　前記境界位置上での、前記螺旋状の軌跡の中心位置から溶接方向の後方側の螺旋軌跡までの距離は、溶接方向の前方側の螺旋軌跡までの距離よりも短い
    アーク溶接方法。
  9. 　請求項１～８の何れか１つのアーク溶接方法において、
    　前記第１溶接及び前記第２溶接の少なくとも一方では、前記溶接ワイヤを一定速度で送給する
    アーク溶接方法。
  10. 　請求項１～８の何れか１つのアーク溶接方法において、
    　前記第１溶接及び前記第２溶接の少なくとも一方では、前記溶接ワイヤの正送と逆送を交互に周期的に繰り返して該溶接ワイヤを送給する
    アーク溶接方法。
  11. 　請求項２～１０の何れか１つのアーク溶接方法において、
    　前記ウィービング動作は、螺旋状の軌跡に沿って移動する螺旋ウィービング動作であり、前記短絡溶接を行う前記短絡溶接期間と前記パルス溶接を行う前記パルス溶接期間とを複数回切り替える前記第３溶接を行い、
    　前記螺旋状の軌跡の中心位置よりも溶接方向の前方において前記パルス溶接期間の割合を多くする一方、溶接方向の後方において前記短絡溶接期間の割合を多くする
    アーク溶接方法。
  12. 　消耗電極である溶接ワイヤを溶接対象物へ向けて送給し、該溶接ワイヤと該溶接対象物との間にアークを発生させて溶接するアーク溶接装置であって、
    　前記溶接対象物は、第１部材と、該第１部材よりも熱容量の大きい第２部材と、を有し、
    　前記第１部材と前記第２部材との境界位置を交互に複数回横切るように、溶接トーチをウィービング動作しながら溶接を行う溶接ユニットと、
    　前記溶接ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記ウィービング動作中に、前記第１部材に対して第１溶接を行う一方、前記第２部材に対して第２溶接を行うように、前記溶接ユニットの動作を制御し、
    　前記第１溶接では、少なくとも短絡溶接が行われ、
    　前記第２溶接では、少なくともパルス溶接が行われる
    アーク溶接装置。
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