WO2023223798A1

WO2023223798A1 - ガスメタルアーク溶接の制御方法、溶接条件の設定方法、溶接制御装置、溶接電源、溶接システム、プログラム、ガスメタルアーク溶接方法及び付加製造方法

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Publication number: WO2023223798A1
Application number: PCT/JP2023/016545
Authority: WO
Inventors: 佳昭北村; 圭山▲崎▼
Original assignee: 株式会社神戸製鋼所
Priority date: 2022-05-16
Filing date: 2023-04-26
Publication date: 2023-11-23
Also published as: JP2023169062A

Abstract

薄板の溶接において、溶接速度を問わず、優れたビード形状、かつ状況に応じた最適な溶込み性能が得られるガスメタルアーク溶接の制御方法を提供する。ＣＯ２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とするガスメタルアーク溶接において、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間ＴＩＰ又は電流抑制期間ＴＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法は、予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、予め定めた時間に対する短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定ステップと、短絡時間比率決定ステップで決定した短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定ステップと、を有する。

Description

ガスメタルアーク溶接の制御方法、溶接条件の設定方法、溶接制御装置、溶接電源、溶接システム、プログラム、ガスメタルアーク溶接方法及び付加製造方法

　本発明は、溶接ワイヤの正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期として、周期的に繰り返すアーク溶接制御方式における、ガスメタルアーク溶接の制御方法、溶接条件の設定方法、溶接制御装置、溶接電源、溶接システム、プログラム、ガスメタルアーク溶接方法及び付加製造方法に関する。

　薄板の溶接は、自動車部品等の多量生産品の製造分野で適用され、溶接時間の短縮、省人化等を目的とした生産システムの最適化の観点から溶接ロボットや自動溶接装置を用いて溶接を行うことが主流になっている。この薄板の溶接で用いられる溶接法は、ＣＯ_２溶接の方法や、一般的に８０％Ａｒ－２０％ＣＯ_２ガスを用いたＭＡＧ（Ｍｅｔａｌ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｇａｓ）溶接の方法が用いられるが、いずれの方法も一長一短がある。

　例えば、ＣＯ_２溶接は高速溶接性に優れ高能率である。さらに、安定した溶込みが確保でき、かつ気孔欠陥が発生し難いため、亜鉛メッキ鋼板の溶接にも適用できるという長所がある。その一方で、スパッタが多く発生することや、溶接速度を上げる程、溶接電流を上げる必要があり、その結果、過剰なアーク力の影響で溶込みがより深くなるため、板厚が小さい程、溶落ちが発生する虞があるという短所がある。

　また、ＭＡＧ溶接は、スパッタが少なく、かつ溶込みが小さくなるため、板厚が小さい場合には溶落ちを抑制できるという長所があるが、その一方で、高速溶接性に劣るという短所がある。ＭＡＧ溶接は、溶接速度を上げた場合に、溶接電流を上げると、溶滴移行形態はスプレー移行領域に入るため、溶融池幅以上にアークが広がり、十分な溶込みが確保できないためである。また、亜鉛メッキ鋼板の溶接では気孔欠陥が多発する虞がある。なお、ＭＡＧ溶接はパルス電流で行う溶接法（以降、「パルスＭＡＧ溶接」とも称する。）があり、ＭＡＧ溶接に比べ、よりスパッタを少なくでき、溶込みも深くなるという改善点があるものの、ＣＯ_２溶接のような十分な溶込みが確保できず、高速溶接性に劣る。また、亜鉛メッキ鋼板で気孔欠陥が発生し易いという短所はＭＡＧ溶接と同様である。

　このように、ＣＯ_２溶接とＭＡＧ溶接は、それぞれ得手及び不得手があるが、近年、これらの溶接方法に対し送給速度制御を適用し、これらの溶接方法の欠点を補う方法もある。

　例えば、特許文献１に記載の技術では、パルスＭＡＧ溶接について、溶落ちやひずみが発生し易い点と、高速溶接した場合にアンダーカットが発生し易い点を課題としている。この課題を解決するために、特許文献１には、消耗電極である溶接ワイヤの送給を溶接対象物の方向に行う正送と、正送とは逆方向に行う逆送とに交互に、所定の周期と振幅で周期的に溶接ワイヤの送給を行い、第１の入熱量からなる第１の入熱期間と、第２の入熱量からなる第２の入熱期間とを周期的に繰り返すことが開示されている。すなわち、特許文献１には、第１の入熱期間及び第２の入熱期間は、それぞれ短絡期間とアーク期間とからなり、第２の入熱期間の短絡期間において短絡開放を検出すると、第２の入熱期間の短絡開放後の溶接電流を第１の入熱期間のアーク期間の溶接電流よりも低減することによりアークを消滅させることで、安定したアークを維持しつつ低入熱化を図り、薄板溶接の溶け落ちの抑制及びギャップ裕度の向上ができることが開示されている。

国際公開第２０１７／１６９８９９号

　しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ビード外観については考慮されていない。ビード外観はビードの幅が広く、フラットな形状になるほど溶接品質上、良好といえるが、溶接速度が高速になるほど、ビード形状は凸状となる傾向があり、特に、ＣＯ_２溶接はビード形状が凸状になりやすい。

　また、特許文献１に記載の技術は低入熱であるため、溶込みが小さく、亜鉛メッキ鋼板で気孔欠陥が発生し易くなる。薄板の溶接は、上述のとおり、多量生産品の製造分野で適用され、生産システムの最適化が求められるため、母材の種類を問わず、汎用的に適用できる溶接法が望まれる。

　したがって、溶接速度が高速になったとしても、優れたビード外観と、状況に応じた最適な溶込み性能を実現できる技術が求められている。

　本発明は前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄板の溶接において、溶接速度を問わず、優れたビード形状、かつ状況に応じた最適な溶込み性能を得ることができる、ガスメタルアーク溶接の制御方法、溶接条件の設定方法、溶接制御装置、溶接電源、溶接システム、プログラム、ガスメタルアーク溶接方法及び付加製造方法を提供することにある。

　本発明の上記目的は、ガスメタルアーク溶接の制御方法に係る下記［１］の構成により達成される。
［１］　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定ステップと、
　前記短絡時間比率決定ステップで決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定ステップと、を有することを特徴とする、ガスメタルアーク溶接の制御方法。

　また、本発明の上記目的は、溶接条件の設定方法に係る下記［２］の構成により達成される。
［２］　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接条件の設定方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定し、
　前記決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定することを特徴とする、溶接条件の設定方法。

　また、本発明の上記目的は、溶接制御装置に係る下記［３］の構成により達成される。
［３］　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接制御装置であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定手段と、
　前記短絡時間比率決定手段で決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定手段と、を有することを特徴とする、溶接制御装置。

　また、本発明の上記目的は、溶接電源に係る下記［４］の構成により達成される。
［４］　［３］に記載の溶接制御装置を備える溶接電源。

　また、本発明の上記目的は、溶接システムに係る下記［５］の構成により達成される。
［５］　［４］に記載の溶接電源を備える溶接システム。

　また、本発明の上記目的は、プログラムに係る下記［６］の構成により達成される。
［６］　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接制御装置を少なくとも備える溶接システムのコンピュータに対し、
　前記溶接制御装置が、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定ステップと、
　前記短絡時間比率決定ステップで決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定ステップと、を有する機能を実行させることを特徴とする、プログラム。

　また、本発明の上記目的は、ガスメタルアーク溶接方法に係る下記［７］の構成により達成される。
［７］　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法を用いた溶接方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率が、送給速度設定値ＦＷに係る下記の式（１）の値以下となるように、溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、ガスメタルアーク溶接方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）

　また、本発明の上記目的は、付加製造方法に係る下記［８］の構成により達成される。
［８］　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接を応用した付加製造方法において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法を用いた付加製造方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率が、送給速度設定値ＦＷに係る下記の式（１）の値以下となるように、溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、付加製造方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）

　本発明によれば、薄板の溶接において、高速溶接の条件であっても、ビード形状が良好となり、かつ状況に応じた最適な溶込みも確保できるため、溶接品質の向上と、生産システムの最適化に寄与することができる。

図１は、本実施形態に係る溶接システムの構成例を示す概略図である。図２は、溶接電源における電源制御部の概略構成を示すブロック図である。図３は、ワイヤ送給速度の時間変化を説明する波形図である。図４は、溶接ワイヤの先端位置の時間変化を説明する波形図である。図５は、本実施形態における溶接電流の基本制御の例を説明するフローチャートである。図６は、溶接電流の電流値を指定する電流設定信号Ｉｒの制御例を示す図である。図７は、短絡時間比率とビード外観（ｈ／ｗ）の関係を示す図である。図８は、短絡時間比率と溶込み性能（ｄ／ｗ）の関係を示す図である。図９は、平均送給速度７ｍ／ｍｉｎ、溶接速度１００ｃｍ／ｍｉｎでの試験結果である、短絡時間比率とビード外観（ｈ／ｗ）の関係を示すグラフである。図１０は、平均送給速度７ｍ／ｍｉｎ、溶接速度１００ｃｍ／ｍｉｎでの試験である、短絡時間比率と溶込み性能（ｄ／ｗ）の関係を示すグラフである。図１１は、ロボット制御装置及び溶接電源の処理動作を説明するフローチャートである。図１２は、溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の終端位置及び溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の終端位置の設定を説明するための、ワイヤ送給速度、ワイヤ先端位置及び溶接電流設定値の関係を示す図である。図１３は、電流抑制期間Ｔ_ＩＢの終端位置の設定を説明するための、ワイヤ送給速度、ワイヤ先端位置及び溶接電流設定値の関係を示す図である。

　以下、本発明に係るガスメタルアーク溶接の制御方法、溶接条件の設定方法、溶接制御装置、溶接電源、溶接システム、プログラム、ガスメタルアーク溶接方法及び付加製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　なお、本実施形態は溶接ロボットを用いた場合の一例であり、本発明に係る溶接制御方法は本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、台車を用いた自動溶接装置に本発明の溶接制御方法を適用してもよいし、可搬型の小型溶接ロボットに本発明の溶接制御方法を適用してもよい。

　さらに本実施形態においては、本発明に係る溶接制御方法を適用したガスメタルアーク溶接（以降、「ＧＭＡＷ」とも称する。）方法について説明するが、本発明に係る溶接制御方法は、ガスメタルアーク溶接を応用した付加製造方法についても同様に適用可能である。

　ここで、ＧＭＡＷを活用した付加製造技術について、具体的には、金属積層造型技術（ＷＡＡＭ：Ｗｉｒｅ　ａｎｄ　Ａｒｃ　Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）において有用である。なお、付加製造という用語は、広義では積層造形又はラピットプロトタイピングの用語で用いられることがあるが、本発明においては、統一して付加製造の用語を用いる。本発明に係る手法を付加製造技術に活用する場合は、「溶接」を「溶着」、「付加製造」又は「積層造形」等に言い換えられる。例えば、溶接として扱う場合は「溶接条件」となるが、付加製造として本願発明を活用する場合は、「溶着条件」と言い換えたり、溶接として扱う場合は「溶接システム」となるが、付加製造として本発明を活用する場合は、「付加製造システム」と言い換えたりすることができる。

　＜溶接システムの概要＞
　図１は、本実施形態に係る溶接システムの構成例を示す概略図である。溶接システム５０は、溶接ロボット１１０と、溶接制御装置１２０と、溶接ワイヤ１００を送給する不図示の送給装置と、溶接電源１４０と、コントローラ１５０を備えている。

　溶接電源１４０は、不図示のプラスのパワーケーブルを介して、消耗式電極である溶接ワイヤ１００に通電できるように溶接ロボット１１０に接続され、不図示のマイナスのパワーケーブルを介して、ワーク（以降、「母材」とも称する。）２００と接続されている。この接続は、逆極性で溶接を行う場合であり、正極性で溶接を行う場合、溶接電源１４０は、極性を逆にすればよい。

　また、溶接電源１４０と溶接ワイヤ１００を送給するための不図示の送給装置のそれぞれが信号線によって接続され、溶接ワイヤの送り速度を制御することができる。

　溶接ロボット１１０は、エンドエフェクタとして、溶接トーチ１１１を備えている。溶接トーチ１１１は、溶接ワイヤ１００に通電させる通電機構、すなわち溶接チップを有している。溶接ワイヤ１００は、溶接チップからの通電により先端からアークを発生し、その熱で溶接の対象であるワーク２００を溶接する。なお、溶接チップは一般的に、コンタクトチップとも称されることがある。

　さらに、溶接トーチ１１１は、シールドガスを噴出する機構となるシールドガスノズルを備える。シールドガスは、本実施形態で用いる制御の特性上、グロビュール移行の形態を取るガス組成にすればよく、具体的には、電位傾度の高い炭酸ガス、窒素ガス、水素ガス、酸素ガスのうち少なくとも一つのガスが含まれることが好ましい。また、汎用性の観点から、アルゴンガス（以降、「Ａｒガス」とも称する。）との混合ガスの場合は、少なくとも炭酸ガスが３０体積％以上混合した系がより好ましく、炭酸ガスが９０体積％以上混合した系がさらに好ましく、炭酸ガス単体で用いることがさらにより好ましい。なお、シールドガスは、不図示のシールドガス供給装置から供給される。

　本実施形態で使用する溶接ワイヤ１００は、特に問わず、例えば、フラックスを含まないソリッドワイヤと、フラックスを含むフラックス入りワイヤのどちらを用いてもよい。また、溶接ワイヤ１００の材質も問わず、例えば、材質は、軟鋼でもよいし、ステンレス、アルミニウム、チタンでもよく、ワイヤ表面にＣｕ等のめっきがあってもよい。さらに、溶接ワイヤ１００の径も特に問わない。本実施形態の場合、好ましくは、径の上限を１．６ｍｍ、下限を０．８ｍｍとする。

　また、本実施形態においてワーク２００の具体的構成は特に問わず、継手形状、溶接姿勢や開先形状などの溶接条件も特に問わない。

　溶接制御装置１２０は、主に溶接ロボット１１０の動作を制御する。溶接制御装置１２０は、あらかじめ溶接ロボット１１０の動作パターン、溶接開始位置、溶接終了位置、溶接条件、ウィービング動作等を定めた教示データを保持し、溶接ロボット１１０に対してこれらを指示して溶接ロボット１１０の動作を制御する。また、溶接制御装置１２０は、教示データに従い、溶接作業中の溶接電流、溶接電圧、送給速度等の溶接条件を溶接電源１４０に与える。

　なお、図１に示すように、本実施形態の溶接システム５０は、溶接制御装置１２０が溶接電源１４０から独立した構成としているが、溶接電源１４０の中に溶接制御装置１２０を備える構成であってもよい。

　コントローラ１５０は、溶接制御装置１２０に接続され、溶接ロボット１１０を動作させるためのプログラム作成又は表示、教示データの入力等を行い、溶接制御装置１２０へ与える。また、コントローラ１５０は、溶接ロボット１１０のマニュアル操作を行う機能も有する。なお、コントローラ１５０と溶接制御装置１２０の接続は、有線又は無線の種類を特に問わない。

　溶接電源１４０は、溶接制御装置１２０からの指令により、溶接ワイヤ１００及びワーク２００に電力を供給することで、溶接ワイヤ１００とワーク２００との間にアークを発生させる。また、溶接電源１４０は、溶接制御装置１２０からの指令により、不図示の送給装置に、溶接ワイヤ１００を送給する速度を制御するための信号を出力する。

＜溶接電源の機能構成＞
　次に、図２を参照して、本実施形態に係る溶接電源１４０の機能構成について詳細に説明する。図２は、溶接電源１４０における電源制御部の概略構成を示すブロック図である。

　溶接電源１４０の制御系部分は、例えば、溶接制御装置１２０又は不図示のコンピュータによるプログラムの実行を通じて実行される。
　溶接電源１４０の制御系部分には、電流設定部３６が含まれる。本実施形態における電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００に流れる溶接電流を規定する各種の電流値を設定する機能の他、電流抑制期間設定部３６Ａにより溶接電流の電流値が抑制される期間が開始される時間と終了する時間を設定する機能と、ワイヤ先端位置変換部３６Ｂにより溶接ワイヤ１００の先端位置の情報を求める機能を有する。
　なお、後述する電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの各種条件設定、例えば、立ち上がり区間Ｔ_Ｕや立ち下がり区間Ｔ_Ｄ中の電流設定点などは、電流設定部３６において溶接電流を規定する各種の電流値を設定する機能の中に含まれる。

　本実施形態の場合、溶接電流は、ワイヤ先端位置に基づいて、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰと電流抑制期間Ｔ_ＩＢの溶接電流を交互に繰り返すパルス波形を示す。また、電流設定部３６は電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの設定電流値Ｉｐ（以降、「ピーク電流Ｉｐ」とも称する。）と、電流抑制期間Ｔ_ＩＢの設定電流値Ｉｂ（以降、「ベース電流Ｉｂ」とも称する。）を設定する。また、本実施形態の場合、溶接電流は基本的にピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂの２値で制御される。このため、電流値が抑制される期間が開始される時間ｔ１は、ベース電流Ｉｂが開始する時間、すなわちベース電流開始時間を表す。また、電流値が抑制される期間が終了する時間ｔ２は、ベース電流Ｉｂが終了する時間、すなわちベース電流終了時間を表す。なお、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが開始される時間は、ピーク電流開始時間と表し、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが終了する時間は、ピーク電流終了時間と表してもよい。

　溶接電源１４０の電源主回路は、三相交流電源（以降、「交流電源」とも称する。）１と、１次側整流器２と、平滑コンデンサ３と、スイッチング素子４と、トランス５と、２次側整流器６と、リアクトル７とで構成される。

　交流電源１から入力された交流電力は、１次側整流器２により全波整流され、さらに平滑コンデンサ３により平滑されて直流電力に変換される。次に、直流電力は、スイッチング素子４によるインバータ制御により高周波の交流電力に変換された後、トランス５を介して２次側電力に変換される。トランス５の交流出力は、２次側整流器６によって全波整流され、さらにリアクトル７により平滑される。リアクトル７の出力電流は、電源主回路からの出力として溶接チップ８に与えられ、消耗電極としての溶接ワイヤ１００に通電される。

　溶接ワイヤ１００は、送給モータ２４及び送給装置１３０によって送給され、母材２００との間にアーク９を発生させる。本実施形態の場合、送給モータ２４は、溶接ワイヤ１００の先端を母材２００に向かって移動する正送給期間Ｔ_Ｐと、溶接ワイヤ１００の先端が母材２００の位置する方向と逆方向に移動する逆送給期間Ｔ_Ｎとが、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としたときに、周期的に切り替わるように、溶接ワイヤ１００を送給する。なお、ここでいう「溶接ワイヤの先端」は、通常、ワイヤ先端に垂下する溶滴の存在を無視した場合のワイヤ先端を指すものとする。すなわち、アークによって溶融されたワイヤは、即時母材へ移行したとみなしたものとする。後述のとおり、その位置は、ワイヤ送給速度とワイヤの溶融速度の速度差によって決定される。

　送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給は、送給駆動部２３からの制御信号Ｆｃによって制御される。なお、送給速度の平均値は、溶融速度とほぼ同じである。本実施形態の場合、送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給も溶接電源１４０により制御される。

　電流設定部３６には、溶接チップ８と母材２００との間に加える電圧の目標値である電圧設定信号Ｖｒが電圧設定部３４から与えられる。ここでの電圧設定信号Ｖｒは、電圧比較部３５にも与えられ、電圧検出部３２によって検出された電圧検出信号Ｖｏと比較される。なお、電圧検出信号Ｖｏは実測値である。電圧比較部３５は、電圧設定信号Ｖｒと電圧検出信号Ｖｏとの差分を増幅し、電圧誤差増幅信号Ｖａとして電流設定部３６に出力する。電流設定部３６は、アーク９の長さ（以降、「アーク長」とも称する。）が一定になるように溶接電流を制御する。すなわち、電流設定部３６は、溶接電流の制御を通じて定電圧制御を実行する。

　電流設定部３６は、電圧設定信号Ｖｒと電圧誤差増幅信号Ｖａとに基づいて、ピーク電流Ｉｐの値、ベース電流Ｉｂの値、ピーク電流Ｉｐを与える期間、又は、ピーク電流Ｉｐの値、ベース電流Ｉｂの値の大きさを再設定し、再設定された期間又は値の大きさに応じた電流設定信号Ｉｒを電流誤差増幅部３７に出力する。

　電流誤差増幅部３７は、目標値として与えられた電流設定信号Ｉｒと電流検出部３１で検出された電流検出信号Ｉｏとの差分を増幅し、電流誤差増幅信号Ｅｄとしてインバータ駆動部３０に出力する。インバータ駆動部３０は、電流誤差増幅信号Ｅｄによってスイッチング素子４の駆動信号Ｅｃを補正する。

　電流設定部３６には、溶接ワイヤ１００の先端からの溶滴の離脱を検知する信号となる離脱検出信号Ｄｒｌも入力される。離脱検出信号Ｄｒｌは、離脱検出部３３から出力される。離脱検出部３３は、電圧検出部３２が出力する電圧検出信号Ｖｏの変化を監視し、その変化から溶接ワイヤ１００からの溶滴の離脱を検知する。なお、離脱検出部３３は検出手段の一例である。

　ここでの離脱検出部３３は、例えば電圧検出信号Ｖｏを微分又は二階微分した値を検出用の閾値と比較することにより、溶滴の離脱を検出する。検出用の閾値は、不図示の記憶部にあらかじめ記憶されている。なお、離脱検出部３３は、実測値である電圧検出信号Ｖｏと電流検出信号Ｉｏとから算出される抵抗値の変化に基づいて、離脱検出信号Ｄｒｌを生成してもよい。

　電流設定部３６には、送給される溶接ワイヤ１００の平均送給速度Ｆａｖｇも与えられる。平均送給速度Ｆａｖｇは、平均送給速度設定部２０が不図示の記憶部に記憶されているティーチングデータに基づいて出力される。すなわち、平均送給速度Ｆａｖｇは送給速度の設定値（指令値）と言い換えてもよい。
　電流設定部３６は、与えられた平均送給速度Ｆａｖｇに基づいて、ピーク電流Ｉｐ、ベース電流Ｉｂ、ベース電流Ｉｂが開始する時間ｔ１、ベース電流Ｉｂが終了する時間ｔ２の値を決定する。

　本実施形態では、図２のとおり、平均送給速度Ｆａｖｇを電流設定部３６に入力しているが、電流設定部３６に入力される信号は、平均送給速度Ｆａｖｇに関連する値を設定値として、平均送給速度Ｆａｖｇに置き換えて用いてもよい。例えば、不図示の記憶部に平均送給速度Ｆａｖｇと、その平均送給速度Ｆａｖｇに対して最適な溶接が可能となる平均電流値のデータベースが記憶されている場合、平均電流値を設定値として、平均送給速度Ｆａｖｇに置き換えて用いてもよい。

　平均送給速度Ｆａｖｇは、振幅送給速度設定部２１と送給速度指令設定部２２にも与えられる。ここでの振幅送給速度設定部２１は、入力された平均送給速度Ｆａｖｇに基づいて、振幅Ｗｆと周期Ｔｆの値を決定する。振幅送給とは、平均送給速度Ｆａｖｇよりも送給速度が大きい期間である正送給期間と平均送給速度Ｆａｖｇに対して送給速度が小さい期間である逆送給期間が交互に現れる送給方式をいう。なお、平均送給速度Ｆａｖｇに対して送給速度が小さい期間とは、平均送給速度Ｆａｖｇ未満を指し、マイナスの送給速度、すなわち、ワイヤ先端が母材２００のある位置と逆方面へ移動する速度を含む。振幅Ｗｆは平均送給速度Ｆａｖｇに対する変化幅を与え、周期Ｔｆは繰り返し単位である振幅変化の時間を与える。振幅送給速度設定部２１は、決定された振幅Ｗｆと周期Ｔｆ又は周波数ｆの値に応じた振幅送給速度Ｆｆを生成して出力する。

　送給速度指令設定部２２は、振幅送給速度Ｆｆと平均送給速度Ｆａｖｇとに基づいて、送給速度指令信号Ｆｗを出力する。本実施形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、次式で表される。
　Ｆｗ＝Ｆｆ＋Ｆａｖｇ　・・・式（Ａ）

　また、送給速度指令設定部２２は、離脱検出部３３から与えられる離脱検出信号Ｄｒｌにより、振幅送給のどの位相で離脱が発生したかを検知する。ただし、式（Ａ）で表される送給速度指令信号Ｆｗは、溶接ワイヤ１００の先端からの溶滴の離脱が想定する期間内に検知されている場合に限られる。想定する期間内に溶滴の離脱が検出されなかった場合、送給速度指令設定部２２は、送給速度指令信号Ｆｗを一定速度による送給制御に切り替えてもよい。例えば、送給速度指令設定部２２は、送給速度指令信号Ｆｗを平均送給速度Ｆａｖｇによる送給に切り替える。平均送給速度Ｆａｖｇによる送給から、式（Ａ）で表される送給制御への切り替えは、溶滴の離脱が検知されるタイミングに応じて定まる。

　送給速度指令信号Ｆｗは、位相ずれ検出部２６と、送給誤差増幅部２８と、電流設定部３６に出力される。
　送給誤差増幅部２８は、目標速度である送給速度指令信号Ｆｗと、送給モータ２４による溶接ワイヤ１００の送給速度を実測した送給速度検出信号Ｆｏとの差分を増幅し、誤差分を補正した速度誤差増幅信号Ｆｄを送給駆動部２３に出力する。

　送給駆動部２３は、速度誤差増幅信号Ｆｄに基づいて制御信号Ｆｃを生成し、送給モータ２４に与える。ここでの送給速度変換部２５は、送給モータ２４の回転量などを溶接ワイヤ１００の送給速度検出信号Ｆｏに変換する。

　本実施形態における位相ずれ検出部２６は、送給速度指令信号Ｆｗと、測定値である送給速度検出信号Ｆｏとを比較し、位相ずれ時間Ｔθｄを出力する。なお、位相ずれ検出部２６は、振幅送給を規定するパラメータ、例えば、周期Ｔｆ、振幅Ｗｆ、平均送給速度Ｆａｖｇ等を可変した場合における送給モータ２４の送給動作を測定して位相ずれ時間Ｔθｄを求めてもよい。

　位相ずれ時間Ｔθｄは、電流設定部３６のワイヤ先端位置変換部３６Ｂに与えられる。ワイヤ先端位置変換部３６Ｂは、送給速度指令信号Ｆｗと位相ずれ時間Ｔθｄとに基づいて、母材２００を基準面とした溶接ワイヤ１００の先端位置を算出し、算出された先端位置の情報を電流抑制期間設定部３６Ａに与える。ここで、電流抑制期間設定部３６Ａは、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報に基づいて、又は、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報と送給速度指令信号Ｆｗとに基づいて溶接電流を抑制する期間、すなわち、電流設定信号Ｉｒをベース電流Ｉｂに制御する期間を設定する。
　ここでの電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００の先端位置に応じて溶接電流を変化させる制御手段の一例である。

　＜溶接ワイヤの先端位置の情報又は送給速度指令信号Ｆｗに基づいた溶接電流の基本制御＞
　以下、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報又は送給速度指令信号Ｆｗに基づいた、溶接電源１４０による溶接電流の制御例について説明する。
　溶接電流の制御は、溶接電源１４０を構成する電流設定部３６によって実現される。前述したように、本実施形態における電流設定部３６は、プログラムの実行を通じて制御を実現する。

　本実施形態における電流設定部３６は、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報と、溶接ワイヤ１００の送給速度指令信号Ｆｗとに基づいて、溶接電流の電流値の切り替えを制御する。このため、溶接電流の制御の説明に先立って、送給速度指令信号Ｆｗの時間変化と溶接ワイヤ１００の先端位置の時間変化について説明する。

　図３は、送給速度指令信号Ｆｗの時間変化を説明する波形図である。横軸は時間（位相）であり、縦軸はワイヤ送給速度である。縦軸の単位はメートル毎分又は回転数である。図３では、平均送給速度Ｆａｖｇよりも大きい速度を「正送給」と表し、平均送給速度Ｆａｖｇよりも小さい速度を「逆送給」と表している。本実施形態の場合、送給速度指令信号Ｆｗは、周期Ｔｆと振幅Ｗｆで規定される正弦波形状で変化するが、正弦波形状で特に限定されるものではない。また、以下では、送給速度が平均送給速度Ｆａｖｇよりも大きい期間を正送給期間Ｔ_Ｐといい、反対に送給速度が平均送給速度Ｆａｖｇよりも小さい期間を逆送給期間Ｔ_Ｎという。また、説明の都合上、各送給期間の前半を「前期」、後半を「後期」という。
　ここで、平均送給速度Ｆａｖｇは、ワイヤ溶融速度Ｆｍとみなすことができる。

　図４は、溶接ワイヤ１００の先端位置（以降、「ワイヤ先端位置」とも称する。）の時間変化を説明する波形図である。横軸は時間（位相）であり、縦軸は母材２００の表面から法線方向上方への距離（高さ）を表している。
　ただし、図４では、溶接ワイヤ１００が最大の送給速度で送給される場合における位置（高さ）を基準距離とし、基準距離よりも大きい距離を正値、基準距離よりも小さい距離を負値で表している。

　図４では、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面に最も近づいた位置（以降、「最下端」とも称する。）に対応する時点をＴ０、Ｔ４で表し、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面から最も遠ざかった位置（以降、「最上端」とも称する。）に対応する時点をＴ２で表している。ここでの頂点は、最上端の一例である。

　図４に示すように、溶接ワイヤ１００の先端位置が時間の経過とともに母材表面に近づく期間、具体的には、溶接ワイヤ１００の先端位置が、最上端から最下端へ移動する期間が「正送給期間Ｔ_Ｐ」であり、溶接ワイヤ１００の先端位置が時間の経過とともに母材表面から遠ざかる期間、具体的には、溶接ワイヤ１００の先端位置が、最下端から最上端へ移動する期間が「逆送給期間Ｔ_Ｎ」である。

　また、基準距離に対応する時点をＴ１、Ｔ３とする。Ｔ１は、溶接ワイヤ１００の先端位置が母材表面に最も近づいた位置となる最下端から、最も遠ざかる位置となる最上端に向かう中間の時点である。一方、Ｔ３は、最上端から最下端に向かう中間の時点である。図４に示すように、基準距離から最上端までの変化幅、又は基準距離から最下端までの変化幅が「振幅Ｗｆ」であり、最上端から最下端の変化幅を「波高Ｗｈ」とする。

　なお、図３及び図４を合わせて参照すると分かるように、溶接ワイヤ１００の先端が最上端又は最下端に位置するときの溶接ワイヤ１００の送給速度を、あらかじめ定めた平均送給速度Ｆａｖｇの値としている。これにより、ワイヤ送給速度が周期的に変化していてもワイヤの溶融速度とワイヤの送給速度がバランスし、アーク長が概一定となり安定した溶接を継続することができる。

　図５は、本実施形態における溶接電流の基本制御の例を説明するフローチャートである。図５に示す制御は、図２で説明した電流設定部３６において実行される。なお、図中の記号Ｓはステップを示している。図５に示す制御は、溶接ワイヤ１００の先端位置における１周期の変化に対応する。このため、図５においては、時間Ｔが時点Ｔ０の状態を、ステップ１とする。本実施形態における電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒの制御のために、溶接ワイヤ１００の先端位置を算出する。平均送給速度Ｆａｖｇは、ワイヤ溶融速度Ｆｍと同等である。したがって、送給速度指令信号Ｆｗとワイヤ溶融速度Ｆｍ（≒Ｆａｖｇ）の差分を積分すれば、溶接ワイヤ１００の先端位置を求めることができる。そこで、電流設定部３６は、次式に基づいて、溶接ワイヤ１００の先端位置を設定する。
　ワイヤ先端位置＝∫（Ｆｗ－Ｆａｖｇ）・ｄｔ　・・・式（Ｂ）
　なお、式（Ｂ）で計算される先端位置の変化は、図４に対応する。

　ただし、溶接ワイヤ１００の送給に、図２で説明した送給モータ２４を用いる場合、指令と実際の送給速度、すなわち送給速度検出信号Ｆｏとの間に位相ずれが生じる場合がある。そこで、電流設定部３６は、位相ずれ検出部２６から与えられる位相ずれ時間Ｔθｄにより、平均送給速度Ｆａｖｇ及び送給速度指令信号Ｆｗから計算される溶接ワイヤ１００の先端位置に応じて計算されるベース電流開始時間ｔ１を補正する。具体的には、次式に示すように、ベース電流開始時間ｔ１の値を再設定する。
　ｔ１＝ｔ１＋Ｔθｄ　・・・式（Ｃ）

　図６に示すようにベース電流開始時間ｔ１は、溶接ワイヤ１００の先端が最下端に位置する時点Ｔ０、すなわち、正送給期間Ｔ_Ｐから逆送給期間Ｔ_Ｎに切り替わる時点から遅れた位相を表現する。なお、図６には、ベース電流開始時間ｔ１の最大値をｔ１’で表している。

　ここで、図５の説明に戻る。ステップ２に示すように、溶接ワイヤ１００の先端位置が最下端、すなわち、時点Ｔ０になると、電流設定部３６は、時点Ｔ０から計測を開始した時間Ｔがベース電流開始時間ｔ１以上であるか否かを判定する。ステップ２の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、ステップ３に示すように、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐの出力を継続する。この期間は、図６における電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに対応する。

　続いて図５に示すように、ステップ２の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、ステップ４に示すように、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてベース電流Ｉｂの出力を開始する。前述したように、ベース電流Ｉｂへの切り替えが開始した時点では、溶接ワイヤ１００の送給は、既に逆送給期間Ｔ_Ｎに切り替わっており、溶接ワイヤ１００の先端は、母材表面から遠ざかる方向への移動を始めている。

　溶接ワイヤ１００の先端が最下端に位置する時点Ｔ０近傍における溶滴は、溶融池近傍に位置しているのでアーク長が短くなる。また、時点Ｔ０以降は、逆送給期間Ｔ_Ｎに切り替わる。すなわち、溶接ワイヤ１００の先端は、引き上げられるように移動する。成長した溶滴全体には、正送給方向、すなわち母材２００に近づく方向への慣性力が作用しているのに対し、溶接ワイヤ１００は逆方向、すなわち母材２００から遠ざかる方向に移動するため、溶滴はより懸垂形状へと変化し、更に離脱が促進される。なお、本発明でいう溶滴の離脱は、特別な説明がない限り、短絡による溶滴の移行又は、短絡が伴わない自由落下の溶滴の移行（短絡フリー）のどちらも指すこととする。

　しかも、離脱が予測される期間で溶接電流の電流値をベース電流Ｉｂに切り替えておくことで、ピーク電流Ｉｐが供給される期間よりも、アーク反力を低下させることができる。この結果、溶滴を持ち上げる力が更に弱くなり、溶滴は、一段と懸垂形状になりやすい状況になる。このように、溶接電流を抑制している期間である電流抑制期間Ｔ_ＩＢ中に、溶滴を溶接ワイヤ１００の先端から離脱させることで、短絡が生じても、スパッタの低減が期待できる。

　再び図５の説明に戻る。ステップ５に示すように、電流設定信号Ｉｒをベース電流Ｉｂに切り替えた電流設定部３６は、時間Ｔがベース電流終了時間ｔ２以上であるか否かを判定する。図６では、ベース電流終了時間ｔ２の最大値をｔ２’で示している。ステップ５の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、ステップ４に示すように、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてベース電流Ｉｂを出力する。ベース電流Ｉｂの供給が開始された後、溶接ワイヤ１００の先端は、溶滴の離脱を伴いながら頂点、すなわち、先端が母材２００から最も遠ざかった位置まで引き上げられるように移動する。

　溶滴の離脱後は、溶接ワイヤ１００を溶融させて溶滴を形成するために、ベース電流Ｉｂの供給期間、すなわち電流抑制期間Ｔ_ＩＢを終了し、ピーク電流Ｉｐを供給する期間、すなわち電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに切り替える必要がある。したがって、ベース電流Ｉｂの供給は、時点Ｔ１～Ｔ２の間に終了することが望ましい。

　ステップ５の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、ステップ６に示すように、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐの出力を開始する。続いて、ステップ７に示すように、電流設定部３６は、時点Ｔ０から計測を開始した時間Ｔが、時点Ｔ４になったか否かを判定する。ステップ７の判定結果が否定（Ｆａｌｓｅ）の間、ステップ６に示すように、電流設定部３６は、電流設定信号Ｉｒとしてピーク電流Ｉｐを出力する。一方、ステップ７の判定結果が肯定（Ｔｒｕｅ）になると、電流設定部３６は、ステップ１に戻る。以上の制御により、電流設定信号Ｉｒは、ピーク電流Ｉｐとベース電流Ｉｂを周期的に繰り返すパルス波形となる。

　上記説明が、溶接ワイヤ１００の先端位置の情報又は送給速度指令信号Ｆｗに基づいた、溶接電源１４０による溶接電流の基本制御となる。本発明者らは、この基本制御を適用し、鋭意研究を重ねた結果、短絡時間比率に基づいて、溶接条件の各種項目の値を設定又は補正することで、上述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

　ここで、短絡時間比率とは、予め定めた時間と、予め定めた時間内に生じた短絡の合計時間の割合を出した平均値となる。本実施形態では、予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間が含まれる周期が１つ以上ある場合に算出する。一方で、予め定めた時間内に、短絡期間が含まれなければ、短絡時間比率はゼロとみなす。なお、予め定めた時間は、任意の固定時間でも良いし、周期や周波数に基づいても良いが、算出が容易になるという観点から、周波数または周期の数に基づいて時間を決定すると良い。以降、特別な説明がない限り、短絡時間比率とは、この平均値を指す。本実施形態では、７０Ｈｚで２１８周期分となる約３．１秒間に生じた総短絡時間の割合で算出している。また、本実施形態において短絡は、アーク電圧の検出値で判定し、アーク電圧の検出値が１２Ｖ以下となる場合において、短絡として判定している。
　なお、短絡期間とは、溶接ワイヤと母材が接触してアークが消えてから、溶接ワイヤと母材が離れてアークが発生するまでの期間であり、アーク期間は、溶接ワイヤと母材が離れ、アークが発生し続けている期間、すなわち短絡期間以外の期間である。

　本基本制御を用いた、短絡時間比率とビード外観及び溶込み性能の関係は、図７及び図８に示すように、短絡比率が大きくなるほどビード外観は悪くなる傾向にあり、溶込み性能は低くなる傾向にある。なお、図７及び図８は、後述する、平均送給速度Ｆａｖｇが７ｍ／ｍｉｎ、溶接速度が５０ｃｍ／ｍｉｎの実施例（表１－１～１－４参照）における試験結果を示している。

　なお、本実施形態において、ビード外観（以降、「ビードのフラット性」とも称する。）は、ビードのフラット性に重点を置き、ビード高さｈとビード幅ｗの比となる「ｈ／ｗ」を採用し、ビード外観を評価する指数として用いている。すなわち、ｈ／ｗが大きくなるほど、ビードが凸形状になることから、ビード外観は悪くなると判断し、ｈ／ｗが小さくなるほど、ビードがフラットな形状になることから、ビード外観は良くなると判断する。

　一方、溶込み性能は、溶込み深さｄとビード幅ｗの比となる「ｄ／ｗ」を採用し、溶込み性能を評価する指数として用いている。すなわち、ｄ／ｗが大きくなるほど、幅に対し溶込みが大きくなることから、溶込み性能は高くなると判断し、ｄ／ｗが小さくなるほど、幅に対し溶込みが小さくなることから、溶込み性能は低くなると判断する。

　上述の関係性を見出したことにより、本基本制御法では、最適な短絡時間比率を選択し、その短絡時間比率になる溶接条件を設定すること、又は短絡時間比率を制御し、溶接条件を補正することによって、ビード外観が良好な範囲で、状況に応じた適切な溶込み深さに調整することが可能となる。例えば、亜鉛メッキ鋼板を用いる場合は、耐気孔性を上げることを目的として、溶込み深さを大きくするために、短絡時間比率が小さくなる溶接条件を設定又は補正すればよいし、より薄い板を溶接するときは、溶込み深さを小さくするために、短絡時間比率が大きくなる溶接条件を設定又は補正すればよい。

　この短絡時間比率に基づいて、溶接条件の設定又は補正が可能となるのは、ＣＯ_２ガスを用いても良好な溶接作業性を得ることができる本基本制御に起因する。従来の溶接方法、例えばＭＡＧ溶接では、短絡が生じなくとも、十分な溶込みが得られないため、短絡時間比率に基づいて、本発明のごとく溶込み深さを調整することができない。また、従来の送給制御技術は低入熱、短絡中心の技術であるため、十分な溶込みが得られない。さらに、短絡時間比率が小さい領域は、本基本制御のように、良好な溶接作業性を得ることができないため、適用範囲外となる。これらの理由から、従来の送給制御技術も、短絡時間比率に基づいて、溶込み深さを調整することができない。

　また、短絡時間比率の影響は、平均送給速度Ｆａｖｇ又は溶接速度等によって、傾向が異なるため、少なくとも、平均送給速度Ｆａｖｇごとに、短絡時間比率の影響を確認することが好ましい。平均送給速度Ｆａｖｇは低くなるほど、溶融させるための熱エネルギーが小さくなるため、溶込み性能が低くなる。特に溶接速度が高速になるほど、その傾向が顕著になり、ある短絡時間比率を境に溶込み深さが変化する場合がある。

　本実施形態では、平均送給速度Ｆａｖｇが７ｍ／ｍｉｎ、溶接速度が１００ｃｍ／ｍｉｎのとき、短絡時間比率０．３００近傍以降で、極端に溶込みが小さくなる傾向に変わる（図１０参照）。また、後述する平均送給速度Ｆａｖｇ＝７ｍ／ｍｉｎ、溶接速度１００ｃｍ／ｍｉｎの実施例（表１－１～表１－４参照）における試験結果である図９及び図１０を参照して、短絡時間比率が大きくなるとビード外観と溶込み性能の両立が成り立たない短絡時間比率の領域があるため、適用する短絡時間比率には閾値を設け、その閾値以下になるように、溶接条件を設定又は補正するとよい。また、その閾値以下の範囲内で目標値を設け、その目標値となるように、溶接条件を設定又は補正するとよい。

　なお、短絡時間比率の閾値は、溶接情報によって変わる。前述には、平均送給速度Ｆａｖｇ又は溶接速度等の溶接条件の項目によって、短絡時間比率の影響が変わると説明したが、平均送給速度Ｆａｖｇ又は溶接速度に係る溶着量は、用いる溶接ワイヤ、シールドガス種、母材等の溶接条件の項目に依存するためである。よって、短絡時間比率の閾値又は目標値は、溶接情報の項目として、溶接ワイヤ（以降、「溶接材料」とも称する。）、ガス組成、溶接ワイヤ線径、母材の板厚、送給速度設定値（＝平均送給速度Ｆａｖｇ）及び溶接速度のうち少なくとも一つから選択されることが好ましい。

　ここでいう「溶接情報」とは、溶接条件を含む各種条件に係る情報群を意味する。また、溶接条件以外では、例えば、気温や湿気といった項目の情報が含まれる環境条件や、スパッタやヒューム量といった項目の幾何学量が含まれる溶接現象量が挙げられる。なお、ギャップ、板厚、溶接材料、シールドガス種、母材、溶接長、溶接電流、アーク電圧、溶接速度、シールドガス流量、各種ウィービング条件（例えば、ウィービング幅、ウィービング周期、ウィービング端停止時間）等が、「溶接条件」を構成する項目の例として挙げられる。ここで、溶接情報の項目と説明する場合は、各種条件の項目を指す。

　以上のことから、本基本制御において適用する短絡時間比率の範囲を定める必要があり、その境界は、溶接情報に関連するため、溶接情報に基づいて、境界となる短絡時間比率を求めることがより好ましい。本実施形態では、溶接ワイヤを軟鋼、シールドガスを１００％ＣＯ_２ガス、溶接速度を通常速度側の５０ｃｍ／ｍｉｎもしくは高速度側の１００ｃｍ／ｍｉｎとした場合に、平均送給速度Ｆａｖｇに基づいて、短絡時間比率の閾値を決定している。具体的には下記式（１）の値以下の短絡時間比率とすればよい。なお、本実施形態においては、溶接速度８０ｃｍ／ｍｉｎ未満を通常速度、溶接速度８０ｃｍ／ｍｉｎ以上を高速度と定義する。

　下記式（１）は、少なくとも、溶接ワイヤを軟鋼、シールドガスを１００％ＣＯ_２ガスとする溶着量に係る溶接条件（以降、「溶接モード」とも称する。）の場合に好ましい閾値の算出式となる。しかしながら、例えば、溶接ワイヤをステンレス、シールドガスを８０％Ａｒガス＋２０％ＣＯ_２ガスの混合ガスとした場合の溶接モードでは別の算出式となる。
　０．００７×Ｆｗ＋０．２４９　・・・式（１）

　また、用途、状況に応じて、短絡時間比率の閾値又は目標値を定めてもよい。例えば、上記条件のＦａｖｇが７ｍ／ｍｉｎ、溶接速度が１００ｃｍ／ｍｉｎの場合に、亜鉛メッキ鋼板を取り扱う場合は、短絡時間比率が０．２００以下、また、より薄い板を扱う場合は、短絡時間比率が０．２００以上０．３００以下の範囲に決定し、これらの短絡時間比率の閾値又は目標値に基づいて、溶接条件を設定又は補正するといったことが挙げられる。

＜設定方法例＞
　次に、本実施形態の設定方法例について説明する。なお、本設定方法はあくまで一例であり、限定されるものではない。

　設定方法の一例を下記に示す。
（ａ）　本実施形態においては、予め、溶接モードごとに、各種溶接条件で試験を行い、短絡時間比率を算出し、短絡時間比率の閾値又は目標値を決定する（短絡時間比率決定ステップ）。
（ｂ）　決定した短絡時間比率の閾値以下、又は目標値となるように、溶接条件を決定する。又は、決定した短絡時間比率の閾値以下、又は目標値となるように、溶接モードごとに作成したデータベースに基づいて溶接条件を決定する。
（ｃ）　データべースを適用する場合は、溶接モード（少なくとも、溶接ワイヤ、シールドガス）の選択を行い、少なくとも一つの溶接情報の項目を入力すると、データべースに基づいて、その他の溶接条件が自動に初期設定される。例えば、送給速度や溶接速度を作業者が入力し設定すると、自動で溶接電流やアーク電圧等が抽出されて設定される。なお、データベースは、送給速度に対して、少なくとも、周波数、振幅、溶接電流設定値、アーク電圧設定値等の溶接条件の項目を設けて作成することが好ましい。

＜制御方法例＞
　次に、短絡時間比率に基づく、制御方法について、図１１に基づいて説明する。図１１は、ロボット制御装置１２０及び溶接電源１４０の処理動作を説明するフローチャートである。オペレータは、アーク溶接を開始する場合、ロボット制御装置１２０が備える教示ペンダント１５０を操作して、ロボット制御装置１２０に対して、適用する教示プログラム、各種設定値を入力、又は上述のデータベースを活用し、一部の設定項目を自動設定する。ここでの教示プログラムは、溶接ロボット１１０の動き及び溶接開始、溶接終了指示等を予め教示した教示済みのプログラムとして規定する。

　ロボット制御装置１２０は、Ｓ１１０１にて、教示プログラム、各種設定値指示を受け付ける。

　ロボット制御装置１２０は、Ｓ１１０２にて、教示プログラム開始後、所定の溶接開始位置に溶接ロボット１１０を動かし、溶接電源１４０に対して、溶接開始（アークオン）を指令する。なお、溶接開始前に、センシングを行い、教示プログラムの設定値を補正してもよい。

　溶接電源１４０は、Ｓ１１０３にて、ロボット制御装置１２０からの溶接開始の指令を受信する。その後、溶接電源１４０は、内蔵されている不図示の電源回路を制御して電力を供することで、溶接を開始させる。これにより、溶接ワイヤ１００（図１参照）とワーク２００（図１参照）との間に電圧が印加され、溶接開始位置にアークが発生する。

　ロボット制御装置１２０は、Ｓ１１０４にて、溶接電源１４０又は溶接ロボット１１０に制御信号を送信し、溶接制御を実行する。溶接制御は、例えば、溶接条件の制御、ウィービング動作の制御、及び溶接線倣い制御等を含む。溶接条件制御では、自動的に溶接方向に溶接トーチ１１１を移動させながら、溶接速度、送給速度、溶接電流又はアーク電圧の少なくとも一つを制御するための信号を溶接ロボット１１０、溶接電源１４０又は送給機等の周辺機器に送信し、溶接制御を実行する。

　溶接電源１４０は、Ｓ１１０５にて、図２を用いて説明したとおり、溶接電流と送給の制御を行う。また、溶接電源１４０は短絡時間比率を算出する算出部（図２では不図示）を有することが好ましい。例えば、図２の電圧検出部３２から電圧検出信号Ｖｏをとり、電圧検出信号Ｖｏに基づいて、短絡を検出する短絡カウンタ部（図２では不図示）を設け、短絡カウンタ部の結果を算出部に入力し、短絡時間比率を算出すればよい。

　なお、短絡カウンタ部は、例えば、電圧検出信号Ｖｏが１２Ｖの閾値を下回った場合を短絡と判定し、Ｓ１１０６にて、短絡時間を測定して算出部に入力する。算出部は予め定めた一定時間で発生した短絡時間（短絡時間／一定時間）を短絡時間比率として算出すればよい。なお、ここでいう短絡カウンタ部と算出部は、溶接電源に設ける必要はなく、例えば、ロボット制御装置１２０に設けてもよいし、ロボット制御装置１２０、溶接電源１４０以外の制御部、例えばＰＣを準備し、ＰＣ内で短絡時間比率を算出してもよい。

　溶接電源１４０は、Ｓ１１０７にて、算出した短絡時間比率を判定する。なお、判定を行う判定部は、溶接電源１４０に設ける必要はなく、例えば、ロボット制御装置１２０に設けてもよいし、ロボット制御装置１２０、溶接電源１４０以外の制御部に設けてもよい。判定に用いる閾値又は目標値は、予め固定値を設定してもよいし、溶接情報から算出した値でもよい。

　本実施形態では、閾値以下又は目標値に無い場合は、算出した短絡時間比率と閾値又は目標値に基づいて、溶接条件の補正量を算出すればよい。具体的には、算出した短絡時間比率と閾値又は目標値の差分から溶接条件の補正量を算出することが好ましい。なお、本実施形態において、補正量をだす溶接条件の項目は、溶接ワイヤの正送期間と逆送期間を１周期としたときの周波数、溶接ワイヤの正送、逆送時の振幅、電流非抑制期間の溶接電流設定値、電流非抑制期間のアーク電圧設定値、電流抑制期間の溶接電流設定値、電流抑制期間のアーク電圧設定値、電流非抑制期間を終了するワイヤ位置情報、前記電流抑制期間を終了するワイヤ位置情報、正送期間と逆送期間の比率等が挙げられ、少なくとも、これらのうち一つの項目に対し、補正を行うことがより好ましい。

　ロボット制御装置１２０は、Ｓ１１０８にて、プログラムに基づいて、溶接を終了（アークオフ）させる。

　溶接電源１４０は、Ｓ１１０９にて、ロボット制御装置１２０から溶接終了（アークオフ）の指令を受信する。

　プログラム終了の場合は、Ｓ１１１０にて、ロボット制御装置１２０及び溶接電源１４０は停止する。プログラム終了でない場合は、さらに、Ｓ１１０１～Ｓ１１１０を繰り返す。

　さらに、本実施形態においては、周波数ｆの値、ピーク電流Ｉｐ、すなわち電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの設定電流、ベース電流Ｉｂ、すなわち電流抑制期間Ｔ_ＩＢの設定電流、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ（「ピーク電流期間」と称してもよい。）、電流抑制期間Ｔ_ＩＢ（「ベース電流期間」と称してもよい。）、正送給期間Ｔ_Ｐ、逆送給期間Ｔ_Ｎのそれぞれを、以下で詳細に説明する条件で、短絡時間比率を決定することによって、ビード外観や溶接作業性がより良好となり、かつ溶込み量をより得やすくなる。

　なお、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの設定電流、又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢの設定電流は、一定の電流値とは限らず、各期間内において設定値を変更してもよい。そのため、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ全体又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢ全体の熱エネルギーを示す指標として、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢの平均電流で表すこととし、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの平均電流をＩ_{Ｐ－ＡＶＧ}と示し、電流抑制期間Ｔ_ＩＢの平均電流をＩ_{Ｂ－ＡＶＧ}と示す。

　以下、各制御要素について詳細に説明する。

　（周波数ｆ：５０～１５０Ｈｚ）
　正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを合わせた期間を１つの周期とし、その周波数ｆを固定し、溶接ワイヤ先端に形成される溶滴を安定的に離脱又は滴下させることで、短絡時間比率の調整又は制御を行うことが好ましい。この周波数を可変とすると、一つの溶接長に対し、位置によって、ビード外観や溶込み深さにバラツキが生じる可能性がある。この周波数ｆは、溶込み性能を維持しつつ最適な溶滴サイズを形成する条件として、５０～１５０Ｈｚの範囲とすることが好ましい。なお、より好ましくは６０～１３０Ｈｚであり、さらにより好ましくは７０～１２０Ｈｚである。

（波高Ｗｈ：チップ－母材間距離に対して１４～３５％）

　図４に示すように、最上端及び最下端間における溶接ワイヤ１００の先端位置の変化幅である波高Ｗｈは、チップ－母材間距離に対して１４～３５％の範囲とする。例えば、チップ－母材間距離が２５ｍｍである場合は、３．５ｍｍ～８．７５ｍｍが設定すべき波高Ｗｈの範囲となる。上記の波高Ｗｈがチップ－母材間距離に対して１４～３５％の範囲内であると、溶込み性能を確保することができる。なお、波高Ｗｈや振幅Ｗｆの基準位置となる「基準距離」は、任意で設定すればよい。

　ビードのフラット性は、上述の周波数と波高Ｗｈに寄与する。本実施形態において、とくに溶接速度が高速になる場合は、これらの影響が顕著になり、周波数は低め、波高Ｗｈは大きめのバランスとすることが好ましい。具体的には、＜周波数ｆ／波高Ｗｈ＞の比が、１０．０～２５．０の範囲であることが好ましい。

　また、本実施形態において、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ及び電流抑制期間Ｔ_ＩＢ全体の平均溶接電流Ｉ_ＡＶＧは１５０～３００Ａの範囲が好ましく、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ及び電流抑制期間Ｔ_ＩＢ全体の平均アーク電圧Ｖ_ＡＶＧは２０～４０Ｖが好ましい。また、アーク安定性は、平均溶接電流Ｉ_ＡＶＧと平均アーク電圧Ｖ_ＡＶＧのバランスから判断した。すなわち、平均アーク電圧Ｖ_ＡＶＧと平均溶接電流Ｉ_ＡＶＧの比となるＶ_ＡＶＧ／Ｉ_ＡＶＧで判断し、Ｖ_ＡＶＧ／Ｉ_ＡＶＧが０．０８０～０．１７０の範囲内であると、より好ましく、良好なアーク安定性を得ることができる。

　このアーク安定性の良否は、ビードのフラット性や溶接作業性に影響する。また、ビードのフラット性は上述のとおり、周波数ｆ及び波高Ｗｈにも影響する。本実施形態では、アーク安定性を示す、（アーク電圧）／（溶接電流）の値と、周波数ｆ及び振幅Ｗｆとの関係が、下記式（２）を満足するように、各種溶接条件を設定又は補正することで、より良好なビードのフラット性が得られることが判明した。
　（アーク電圧）／（溶接電流）≧０．０２３７×（周波数／振幅）－０．３７６　・・・式（２）

　（正送給期間Ｔ_Ｐの２／３以上の期間を電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが占めること）
　溶接ワイヤ１００の先端が最上端から最下端へ移動する期間の２／３以上の期間を、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが占める必要がある。ここで、ワイヤ先端位置が最上端から最下端へ移動する期間は、上述のとおり正送給期間Ｔ_Ｐを指す。

　従来の短絡移行方式のワイヤ送給制御では、正送給期間Ｔ_Ｐ中の電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの割合を１／２未満に制御することによって、低スパッタ溶接を可能としているが、その結果、アーク圧力が溶融池に作用しないため、溶込みが小さくなる。

　また、図１２に示すように、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰは、ベース電流からあらかじめ定めた電流値まで変化する電流抑制期間Ｔ_ＩＢ直後の立ち上がり区間Ｔ_Ｕ、あらかじめ定めた電流値からベース電流まで変化する電流抑制期間Ｔ_ＩＢ直前の立ち下がり区間Ｔ_Ｄ、及び立ち上がり区間Ｔ_Ｕ及び立ち下がり区間Ｔ_Ｄ以外の電流制御区間Ｔ_Ｃに分けて電流制御することが好ましい。

　この立ち上がり区間Ｔ_Ｕは、溶滴サイズの調整又は溶滴離脱の促進を目的として、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに対する割合、すなわち、「（立ち上がり区間Ｔ_Ｕ／電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ）×１００％」の値が２０％以下であることが好ましい。なお、立ち上がり区間Ｔ_Ｕにおける溶接電流値の立ち上がり方は、図１２に示すような急峻な変化、言い換えれば、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに対する立ち上がり区間Ｔ_Ｕの割合が、限りなく０％に近いものであってもよい。

　また、立ち下がり区間Ｔ_Ｄは、逆送給が行われる前の溶滴サイズの調整を目的として、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに対する割合、すなわち、「（立ち下がり区間Ｔ_Ｄ／電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ）×１００％」の値が２０％以下であることが好ましい。なお、立ち下がり区間Ｔ_Ｄにおける溶接電流値の立ち下がり方は、図１２に示すような急峻な変化、言い換えれば、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに対する立ち下がり区間Ｔ_Ｄの割合が、限りなく０％に近いものであってもよい。
　なお、立ち上がり区間Ｔ_Ｕや立ち下がり区間Ｔ_Ｄは、それぞれ直線状、曲線状又はステップ状のいずれで変化してもよく、またこれらの組み合わせでもよい。

　続いて、図１２に示すように、電流制御区間Ｔ_Ｃにおいて少なくとも２つの溶接電流設定値を設けることが好ましい。ここで、２つの溶接電流設定値を、第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１及び第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２とする。

　そして、溶接ワイヤ１００の最上端位置を基準として０ｄｅｇとする場合、第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１を設けるタイミングとして、第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の範囲の終端位置を２０ｄｅｇ以下の範囲で設定することが好ましい。第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の範囲の終端位置を２０ｄｅｇ以下の範囲で設定することで、形成し始めた溶滴の揺動を抑制することができ、より安定した離脱が維持可能となる。

　また、溶接ワイヤ１００の最上端位置を基準として０ｄｅｇとする場合、第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２を設けるタイミングとして、第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置を１３５～２２０ｄｅｇの範囲で設定することが好ましい。第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置を１３５～２２０ｄｅｇの範囲で設定することで、アーク圧力を効果的に溶融池に作用させることができ、短絡時間比率が大きくなっても、安定した溶込み深さを得ることが可能となる。

　さらに、図１３に示すように、溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端を電流制御区間Ｔ_Ｃの終端とし、溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置をＸｄｅｇとする場合において、電流抑制期間Ｔ_ＩＢの終端位置を（Ｘ＋１００）～（Ｘ＋２２０）ｄｅｇの範囲で設定することが好ましい。電流抑制期間Ｔ_ＩＢの終端位置を（Ｘ＋１００）～（Ｘ＋２２０）ｄｅｇの範囲で設定することで、電流抑制期間Ｔ_ＩＢ内に最も慣性力が働くタイミングが含まれるため、溶滴離脱の安定化の観点から好ましい。

　第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１で設定する溶接電流は、２５０～６００Ａの範囲が好ましく、第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２で設定する溶接電流は、３００～６５０Ａの範囲とすることが好ましい。第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１及び第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の設定電流をそれぞれ上記範囲に設定することで、上述した第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１及び第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２を設けることにより得られる効果をより高めることが可能となる。
　なお、第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２で設定する溶接電流は、第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１で設定する溶接電流よりも常に大きな値となる。

　電流制御区間Ｔ_Ｃ、詳細には、第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１と第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の期間において、溶接電源１４０の外部特性を設けることが好ましい。より具体的には、溶接電源１４０の外部特性を０．０５Ｖ～２０Ｖ／１００Ａの範囲内で設定することによって、溶接中に突出し長さが変化した場合等においても溶接電流が変化することによって、アーク長が略一定となるように制御される。

　電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの平均電流Ｉ_{Ｐ－ＡＶＧ}は、３００～６５０Ａの範囲であること、また、電流抑制期間Ｔ_ＩＢの平均電流Ｉ_{Ｂ－ＡＶＧ}は８０～１５０Ａの範囲であることが、溶滴サイズの調整の観点から好ましい。また、電流非抑制期間Ｔ_ＩＰは３．０～１２．０ｍｓの範囲であること、また、電流抑制期間Ｔ_ＩＢは２．０～９．０ｍｓの範囲であることが、溶滴サイズの調整の観点から好ましい。

　以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

　＜共通の溶接条件＞
　共通の溶接条件は、以下のとおりとした。
　溶接ワイヤ：軟鋼ソリッドワイヤ
　シールドガス：１００％ＣＯ_２
　母材：ＳＳ４００（一般構造用圧延鋼材　ＪＩＳ　Ｇ　３１０１：２００４）
　溶接手法：ビードオンプレート
　溶接ワイヤの溶接速度：５０ｃｍ／ｍｉｎ（通常速度）又は１００ｃｍ／ｍｉｎ（高速度）
　送給速度設定値（＝平均送給速度Ｆａｖｇ）：７～１０ｍ／ｍｉｎ（７，８，９，１０ｍ／ｍｉｎ）

　＜評価方法＞
　ビードのフラット性と溶込み性能を以下のように評価し、総合評価を行った。

　ビードのフラット性は、上述のとおり、ビード高さｈとビード幅ｗの比「ｈ／ｗ」で判断した。なお、ｈ／ｗが０．３５以下の場合をＡ（最優）、０．３５超０．４０以下の場合をＢ（優）、０．４０超０．５０以下の場合をＣ（良）、０．５０超０．６０以下の場合をＤ（合格）、０．６０以上の場合をＥ（不合格）とした。

　溶込み性能は、溶込み深さｄとビード幅ｗの比「ｄ／ｗ」で判断した。なお、ｄ／ｗが０．３５以上の場合をＡ（優）、０．３５未満０．３０以上の場合をＢ（良）、０．３０未満０．２８以上の場合をＣ（合格）、０．２８未満の場合をＤ（不合格）とした。

　続いて、ビードのフラット性と溶込み性能の総合評価は以下のとおりとした。
　総合評価Ａ（最優）：ｈ／ｗ及びｄ／ｗが両方Ａの場合
　総合評価Ｂ（優）：ｈ／ｗ及びｄ／ｗがＡとＢの組み合わせの場合
　総合評価Ｃ（良）：ｈ／ｗがＢ～Ｃ、ｄ／ｗがＢ～Ｃの組み合わせの場合、又はＡとＣの組み合わせの場合
　総合Ｄ評価（合格）：ｈ／ｗがＤの場合
　総合評価Ｅ（不合格）：ｈ／ｗがＥ又はｄ／ｗがＤの場合

　共通の試験条件以外の溶接条件とともに、試験結果を表１－１～表４－４にそれぞれ示す。なお、表１－１～表１－４は送給速度：７ｍ／ｍｉｎでの試験結果であり、表２－１～表２－４は送給速度：８ｍ／ｍｉｎでの試験結果であり、表３－１～表３－４は送給速度：９ｍ／ｍｉｎでの試験結果であり、表４－１～表４－４は送給速度：１０ｍ／ｍｉｎでの試験結果を示している。

　まず、送給速度：７ｍ／ｍｉｎでの試験結果である表１－１～表１－４について説明する。
　表１－１～表１－４に示すように、試験Ｎｏ．５、Ｎｏ．２８、Ｎｏ．２９、Ｎｏ．３０、Ｎｏ．４６、Ｎｏ．４７は、いずれも短絡時間比率が、式（１）から求められる閾値１を超えるため、ｄ／ｗが０．２８未満と小さくなり、すなわち、溶込み深さが浅くなってＤ評価であり、その結果、総合評価は不合格のＥ評価であった。

　それ以外の試験は、いずれも短絡時間比率及びアーク電圧／溶接電流の値が、閾値１及び式（２）から求められる閾値２をいずれも満足しているため、ｄ／ｗ評価は、短絡時間比率が閾値１に近いグループからそれぞれＣ、Ｂ、Ａ評価となり、ｈ／ｗ評価は、傾向として、アーク電圧／溶接電流が大きいグループからそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ評価となった。

　そのうち、特に試験Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１６～１９、Ｎｏ．２２、Ｎｏ．２３、Ｎｏ．３２、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．３８～Ｎｏ．４１及びＮｏ．４３は、ｄ／ｗ評価及びｈ／ｗ評価がいずれもＡ評価であり、その結果、総合評価も最高のＡ評価となった。

　また、総合評価Ａ、Ｅ以外の試験は、上記した基準に基づいてそれぞれ総合評価Ｂ、Ｃとなった。

　次に、送給速度が８ｍ／ｍｉｎでの試験結果である表２－１～表２－４について説明する。

　表２－１～表２－４に示すように、試験Ｎｏ．７５は、アーク電圧／溶接電流の値が閾値２以下であるため、ｈ／ｗ評価がＤ評価であるが、ｄ／ｗ評価がＡ評価であるので、総合評価は、合格最低ラインのＤ評価となった。

　それ以外の試験は、いずれも短絡時間比率及びアーク電圧／溶接電流の値が、閾値１及び閾値２を満足しているため、ｄ／ｗ評価は、短絡時間比率が閾値１に近いグループからそれぞれＢ、Ａ評価となり、ｈ／ｗ評価は、アーク電圧／溶接電流が大きいグループからそれぞれＡ、Ｂ、Ｄ評価となった。

　そのうち、特に試験Ｎｏ．５６～Ｎｏ．５９、Ｎｏ．６４～Ｎｏ．７１、Ｎｏ．７３～Ｎｏ．７４、Ｎｏ．７９～Ｎｏ．８１、Ｎｏ．８３～Ｎｏ．８８、Ｎｏ．９０及びＮｏ．９２は、ｄ／ｗ評価及びｈ／ｗ評価がいずれもＡ評価であり、その結果、総合評価も最高のＡ評価となった。

　また、総合評価Ａ、Ｄ以外の試験は、上記した基準に基づいてそれぞれ総合評価Ｂ、Ｃとなった。

　続いて、送給速度が９ｍ／ｍｉｎでの試験結果である表３－１～表３－４について説明する。

　表３－１～表３－４に示すように、試験Ｎｏ．１２２は、短絡時間比率が閾値１以上であるためｄ／ｗ評価がＤ評価であり、したがって、総合評価が不合格のＥ評価となった。また、試験Ｎｏ．１２０、Ｎｏ．１２４、Ｎｏ．１２８は、アーク電圧／溶接電流が閾値２以下であるため、ｈ／ｗ評価がＤ評価であったが、ｄ／ｗ評価がＡ評価であるので、総合評価は合格ラインのＤ評価となった。

　それ以外の試験は、いずれも短絡時間比率及びアーク電圧／溶接電流の値が閾値１及び閾値２を満足しているため、ｄ／ｗ評価は、短絡時間比率が閾値１に近いグループからそれぞれＣ、Ｂ、Ａ評価となり、ｈ／ｗ評価は、傾向としてアーク電圧／溶接電流が大きいグループからそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ評価となった。

　そのうち、特に試験Ｎｏ．１０１、Ｎｏ．１０２、Ｎｏ．１０５、Ｎｏ．１０６、Ｎｏ．１１０～Ｎｏ．１１３、Ｎｏ．１２５、Ｎｏ．１３０、Ｎｏ．１３３、Ｎｏ．１３６～Ｎｏ．１４０は、ｄ／ｗ評価及びｈ／ｗ評価がいずれもＡ評価であり、その結果、総合評価も最高のＡ評価となった。

　次に、送給速度が１０ｍ／ｍｉｎでの試験結果である表４－１～表４－４について説明する。

　表４－１～表４－４に示すように、試験Ｎｏ．１６８、Ｎｏ．１９１及びＮｏ．１９２は、短絡時間比率が閾値１を超えるためｄ／ｗ評価がＤ評価となり、その結果、総合評価も不合格のＥ評価となった。また、試験Ｎｏ．１７２は、アーク電圧／溶接電流の値が閾値２以下であるため、ｈ／ｗ評価がＤ評価であったが、ｄ／ｗ評価がＡ評価であるので、総合評価は合格ラインのＤ評価となった。

　それ以外の試験は、いずれも短絡時間比率及びアーク電圧／溶接電流の値が閾値１及び閾値２を満足しているため、ｄ／ｗ評価は、短絡時間比率が閾値１に近いグループからそれぞれＡ、Ｂ評価となり、ｈ／ｗ評価は、アーク電圧／溶接電流が大きいグループからそれぞれＢ、Ｃ評価となった。

　そのうち、特に試験Ｎｏ．１４９、Ｎｏ．１５０、Ｎｏ．１５３、Ｎｏ．１５８、Ｎｏ．１６２及びＮｏ．１９０は、ｄ／ｗ評価及びｈ／ｗ評価がいずれもＡ評価であり、その結果、総合評価も最高のＡ評価となった。

　なお、本発明は、前述した実施形態及び各実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。

　以上のとおり、本明細書には次の事項が開示されている。

（１）　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定ステップと、
　前記短絡時間比率決定ステップで決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定ステップと、を有することを特徴とする、ガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、薄板の溶接において、溶接速度を問わず、優れたビード形状、かつ状況に応じた最適な溶込み性能を得ることができる。

（２）　前記閾値又は前記目標値を、予め定めた溶接情報の項目に基づいて決定するステップを有し、
　前記溶接情報の項目は、溶接ワイヤ種、ガス組成、溶接ワイヤ線径、板厚、送給速度設定値ＦＷ及び溶接速度のうち少なくとも一つから選択されることを特徴とする、（１）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、短絡期間比率の閾値又は目標値を、溶接ワイヤ種、ガス組成、溶接ワイヤ線径、板厚、送給速度設定値ＦＷ及び溶接速度のうち少なくとも一つから決定することができる。

（３）　前記閾値を決定する場合に、前記閾値は、少なくとも前記送給速度設定値ＦＷに係る下記式（１）に基づいて算出されることを特徴とする、（２）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）

　この構成によれば、短絡期間比率の閾値を、送給速度設定値Ｆｗに係る式（１）に基づいて、求めることができる。

（４）　前記溶接条件決定ステップにおいて、
　前記溶接条件の項目として、少なくとも、前記１周期の周波数ｆ、前記溶接ワイヤの正送又は逆送時の振幅Ｗｆ、溶接電流及びアーク電圧が設定され、
　溶接速度が８０ｃｍ／ｍｉｎ以上の高速溶接とする場合に、
　前記周波数ｆ、前記振幅Ｗｆ、前記溶接電流及び前記アーク電圧の設定値又は検出値が、下記式（２）を満足するように、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、（１）～（３）のいずれか１つに記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　（アーク電圧）／（溶接電流）≧０．０２３７×（周波数／振幅）－０．３７６　・・・式（２）

　この構成によれば、溶接速度が８０ｃｍ／ｍｉｎ以上の高速溶接の場合、アーク電圧／溶接電流の値が、０．０２３７×（周波数／振幅）－０．３７６の値以上となるように、各種溶接条件を設定又は補正することで、（アーク電圧）／（溶接電流）を決定して、優れたビード形状を得ることができる。

（５）　前記周波数ｆの設定値又は検出値が５０～１５０の範囲であり、
　前記振幅Ｗｆの設定値又は検出値が３．０～８．７５の範囲であり、かつ、
　前記周波数ｆ／前記振幅Ｗｆが１０～２５を満足するように、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とすることを特徴とする、（４）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、周波数の設定値又は検出値が５０～１５０の範囲であり、振幅の設定値又は検出値が３．０～８．７５の範囲であり、かつ、周波数／振幅が１０～２５を満足するように設定又は補正することで、より良好なビードのフラット性が得られる。

（６）　前記溶接電流又は前記アーク電圧の設定値又は検出値は、それぞれ平均値が用いられ、かつ、（アーク電圧）／（溶接電流）が０．０５Ｖ～２０Ｖ／１００Ａを満足するように、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とすることを特徴とする、（４）又は（５）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、（アーク電圧）／（溶接電流）が０．０５Ｖ～２０Ｖ／１００Ａを満足するように設定又は補正することで、より良好なビードのフラット性が得られる。

（７）　前記溶接条件決定ステップにおいて、
　設定又は補正する前記溶接条件として、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに、少なくとも２つの溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１、Ｉ_Ｐ２を有し、
　前記正送給期間Ｔ_Ｐにおいて、設定送給速度になる前記溶接ワイヤの位置を基準として０ｄｅｇとする場合において、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の範囲の終端位置を２０ｄｅｇ以下の範囲で設定又は補正し、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置を１３５～２２０ｄｅｇの範囲で設定又は補正することを特徴とする、（１）～（６）のいずれか１つに記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の範囲の終端位置を２０ｄｅｇ以下の範囲で設定することで、形成し始めた溶滴の揺動を抑制することができ、より安定した離脱が維持可能となる。また、第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置を１３５～２２０ｄｅｇの範囲で設定することで、アーク圧力を効果的に溶融池に作用させることができ、安定した溶込み深さを得ることができる。

（８）　設定又は補正する前記溶接条件として、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端を前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの終端とし、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置をＸｄｅｇとする場合において、
　前記電流抑制期間Ｔ_ＩＢの終端位置を（Ｘ＋１００）～（Ｘ＋２２０）ｄｅｇの範囲で設定又は補正することを特徴とする、（７）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、電流抑制期間Ｔ_ＩＢ内に最も慣性力が働くタイミングが含まれるため、溶滴離脱の安定化を実現できる。

（９）　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の設定電流を３００～６００Ａ、前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の設定電圧を２０～４５Ｖとし、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の設定電流を３５０～６５０Ａ、前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の設定電圧を２０～５０Ｖとすることを特徴とする、（７）又は（８）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、第１の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１及び第２の溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２を設けることによって得られる効果をより高めることができる。

（１０）　前記送給及び溶接電流制御は、前記正送給期間Ｔ_Ｐの２／３以上の期間を、前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが占めるように制御することを特徴とする、（１）～（９）のいずれか１つに記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、ワイヤの先端の正送給と逆送給を周期的に繰り返すアーク溶接方式における薄板の溶接において、安定した溶込み深さとスパッタの低減を両立させることができる。

（１１）　溶接ワイヤ種、ガス組成、溶接ワイヤ線径、板厚、送給速度設定値及び溶接速度のうち少なくとも一つから選択される溶接情報の項目ごとに、
　前記短絡期間の比率と前記溶接条件の項目を関連付けて構成されたデータベースを備え、
　前記溶接条件決定ステップにおいて、予め入力された前記溶接情報の項目と前記データベースに基づいて、前記溶接条件を決定し、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、（１）～（１０）のいずれか１つに記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、予め入力された溶接情報の項目とデータベースに基づいて、溶接条件を決定し、設定又は補正することで、適正な短絡時間比率の閾値を決めることができ、薄板の溶接において安定した溶込み深さとスパッタの低減を両立させることができる。

（１２）　前記溶接条件の項目は、
　前記溶接ワイヤの正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としたときの周波数ｆ、
　前記溶接ワイヤの正送又は逆送時の振幅Ｗｆ、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの溶接電流設定値、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰのアーク電圧設定値、
　前記電流抑制期間Ｔ_ＩＢの溶接電流設定値、
　前記電流抑制期間Ｔ_ＩＢのアーク電圧設定値、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰを終了するワイヤ位置情報（Ｄｅｇ５）、
　前記電流抑制期間を終了するワイヤ位置情報（ＤｅｇＴａ１）、
　及び、前記正送給期間Ｔ_Ｐと前記逆送給期間Ｔ_Ｎの比率（ＰＦＲ）
のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、（１１）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、溶接条件に合わせて適正な短絡時間比率の閾値を決めることができ、薄板の溶接において安定した溶込み深さとスパッタの低減を両立させることができる。

（１３）　少なくとも溶接中のアーク電圧を検出するステップを有し、
　前記短絡時間比率決定ステップにおいて、前記アーク電圧の検出値に基づき、予め定めた電圧値以下となる期間を前記短絡期間として算出し、算出した前記短絡期間に基づいて、短絡時間比率を決定し、
　前記溶接条件決定ステップにおいて、前記短絡時間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、前記溶接条件を補正することを特徴とする、（１１）又は（１２）に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。

　この構成によれば、アーク電圧の検出値に基いて短絡期間として算出し、算出した短絡期間に基づいて短絡時間比率を決定することができる。

（１４）　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接条件の設定方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定し、
　前記決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定することを特徴とする、溶接条件の設定方法。

（１５）　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接制御装置であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定手段と、
　前記短絡時間比率決定手段で決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定手段と、を有することを特徴とする、溶接制御装置。

（１６）　（１５）に記載の溶接制御装置を備える溶接電源。

（１７）　（１６）に記載の溶接電源を備える溶接システム。

（１８）　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接制御装置を少なくとも備える溶接システムのコンピュータに対し、
　前記溶接制御装置が、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定ステップと、
　前記短絡時間比率決定ステップで決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定ステップと、を有する機能を実行させることを特徴とする、プログラム。

（１９）　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法を用いた溶接方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率が、送給速度設定値ＦＷに係る下記の式（１）の値以下となるように、溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、ガスメタルアーク溶接方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）

（２０）　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接を応用した付加製造方法において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法を用いた付加製造方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率が、送給速度設定値ＦＷに係る下記の式（１）の値以下となるように、溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、付加製造方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）

　この構成によれば、ワイヤの先端の正送給と逆送給を周期的に繰り返すアーク溶接方式のガスメタルアーク溶接を応用した付加製造方法において、溶接速度を問わず、優れたビード形状、かつ状況に応じた最適な溶込み性能を得ることができる。

　以上、各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

　なお、本出願は、２０２２年５月１６日出願の日本特許出願（特願２０２２－０８０５２６）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

５０　　溶接システム
１００　溶接ワイヤ
１２０　溶接制御装置（ロボット制御装置）
１４０　溶接電源
ｄ　　　溶込み深さ
ｆ　　　周波数
ｈ　　　ビード高さ
Ｉ　　　平均溶接電流
Ｉ_Ｐ１　溶接電流設定値
Ｉ_Ｐ２　溶接電流設定値
Ｔ_Ｃ　　電流制御区間
Ｔｆ　　周期
Ｔ_ＩＢ　電流抑制期間
Ｔ_ＩＰ　電流非抑制期間
Ｔ_Ｎ　　逆送給期間
Ｔ_Ｐ　　正送給期間
ｗ　　　ビード幅
Ｗｆ　　振幅

Claims

　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定ステップと、
　前記短絡時間比率決定ステップで決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定ステップと、を有することを特徴とする、ガスメタルアーク溶接の制御方法。
　前記閾値又は前記目標値を、予め定めた溶接情報の項目に基づいて決定するステップを有し、
　前記溶接情報の項目は、溶接ワイヤ種、ガス組成、溶接ワイヤ線径、板厚、送給速度設定値ＦＷ及び溶接速度のうち少なくとも一つから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　前記閾値を決定する場合に、前記閾値は、少なくとも前記送給速度設定値ＦＷに係る下記式（１）に基づいて算出されることを特徴とする、請求項２に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）
　前記溶接条件決定ステップにおいて、
　前記溶接条件の項目として、少なくとも、前記１周期の周波数ｆ、前記溶接ワイヤの正送又は逆送時の振幅Ｗｆ、溶接電流及びアーク電圧が設定され、
　溶接速度が８０ｃｍ／ｍｉｎ以上の高速溶接とする場合に、
　前記周波数ｆ、前記振幅Ｗｆ、前記溶接電流及び前記アーク電圧の設定値又は検出値が、下記式（２）を満足するように、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　（アーク電圧）／（溶接電流）≧０．０２３７×（周波数／振幅）－０．３７６　・・・式（２）
　前記周波数ｆの設定値又は検出値が５０～１５０の範囲であり、
　前記振幅Ｗｆの設定値又は検出値が３．０～８．７５の範囲であり、かつ、
　前記周波数ｆ／前記振幅Ｗｆが１０～２５を満足するように、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とすることを特徴とする、請求項４に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　前記溶接電流又は前記アーク電圧の設定値又は検出値は、それぞれ平均値が用いられ、かつ、（アーク電圧）／（溶接電流）が０．０５Ｖ～２０Ｖ／１００Ａを満足するように、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とすることを特徴とする、請求項４に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　前記溶接条件決定ステップにおいて、
　設定又は補正する前記溶接条件として、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰに、少なくとも２つの溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１、Ｉ_Ｐ２を有し、
　前記正送給期間Ｔ_Ｐにおいて、設定送給速度になる前記溶接ワイヤの位置を基準として０ｄｅｇとする場合において、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の範囲の終端位置を２０ｄｅｇ以下の範囲で設定又は補正し、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置を１３５～２２０ｄｅｇの範囲で設定又は補正することを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　設定又は補正する前記溶接条件として、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端を前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの終端とし、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の範囲の終端位置をＸｄｅｇとする場合において、
　前記電流抑制期間Ｔ_ＩＢの終端位置を（Ｘ＋１００）～（Ｘ＋２２０）ｄｅｇの範囲で設定又は補正することを特徴とする、請求項７に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の設定電流を３００～６００Ａ、前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ１の設定電圧を２０～４５Ｖとし、
　前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の設定電流を３５０～６５０Ａ、前記溶接電流設定値Ｉ_Ｐ２の設定電圧を２０～５０Ｖとすることを特徴とする、請求項７に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　前記送給及び溶接電流制御は、前記正送給期間Ｔ_Ｐの２／３以上の期間を、前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰが占めるように制御することを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　溶接ワイヤ種、ガス組成、溶接ワイヤ線径、板厚、送給速度設定値及び溶接速度のうち少なくとも一つから選択される溶接情報の項目ごとに、
　前記短絡期間の比率と前記溶接条件の項目を関連付けて構成されたデータベースを備え、
　前記溶接条件決定ステップにおいて、予め入力された前記溶接情報の項目と前記データベースに基づいて、前記溶接条件を決定し、前記溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　前記溶接条件の項目は、
　前記溶接ワイヤの正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としたときの周波数ｆ、
　前記溶接ワイヤの正送又は逆送時の振幅Ｗｆ、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰの溶接電流設定値、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰのアーク電圧設定値、
　前記電流抑制期間Ｔ_ＩＢの溶接電流設定値、
　前記電流抑制期間Ｔ_ＩＢのアーク電圧設定値、
　前記電流非抑制期間Ｔ_ＩＰを終了するワイヤ位置情報（Ｄｅｇ５）、
　前記電流抑制期間を終了するワイヤ位置情報（ＤｅｇＴａ１）、
　及び、前記正送給期間Ｔ_Ｐと前記逆送給期間Ｔ_Ｎの比率（ＰＦＲ）
のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　少なくとも溶接中のアーク電圧を検出するステップを有し、
　前記短絡時間比率決定ステップにおいて、前記アーク電圧の検出値に基づき、予め定めた電圧値以下となる期間を前記短絡期間として算出し、算出した前記短絡期間に基づいて、短絡時間比率を決定し、
　前記溶接条件決定ステップにおいて、前記短絡時間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、前記溶接条件を補正することを特徴とする、請求項１１に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　少なくとも溶接中のアーク電圧を検出するステップを有し、
　前記短絡時間比率決定ステップにおいて、前記アーク電圧の検出値に基づき、予め定めた電圧値以下となる期間を前記短絡期間として算出し、算出した前記短絡期間に基づいて、短絡時間比率を決定し、
　前記溶接条件決定ステップにおいて、前記短絡時間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、前記溶接条件を補正することを特徴とする、請求項１２に記載のガスメタルアーク溶接の制御方法。
　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接条件の設定方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定し、
　前記決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定することを特徴とする、溶接条件の設定方法。
　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接制御装置であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定手段と、
　前記短絡時間比率決定手段で決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定手段と、を有することを特徴とする、溶接制御装置。
　請求項１６に記載の溶接制御装置を備える溶接電源。
　請求項１７に記載の溶接電源を備える溶接システム。
　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うための溶接制御装置を少なくとも備える溶接システムのコンピュータに対し、
　前記溶接制御装置が、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率を決定する、短絡時間比率決定ステップと、
　前記短絡時間比率決定ステップで決定した前記短絡期間の比率が、少なくとも予め定めた閾値以下もしくは算出された閾値以下、又は、予め定めた目標値もしくは算出された目標値となるように、溶接条件を設定又は補正する溶接条件決定ステップと、を有する機能を実行させることを特徴とする、プログラム。
　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法を用いた溶接方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率が、送給速度設定値ＦＷに係る下記の式（１）の値以下となるように、溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、ガスメタルアーク溶接方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）
　ＣＯ_２を３０％以上含むシールドガスを用い、薄板を被溶接材とする場合のガスメタルアーク溶接を応用した付加製造方法において、
　溶接ワイヤの先端が、正送給期間Ｔ_Ｐと逆送給期間Ｔ_Ｎを１周期としてこれらの周期的な切り替えを伴いながら、母材に向けて送給されるように、少なくとも前記溶接ワイヤの先端位置又は送給速度信号に基づいて、溶接電流を、少なくとも電流非抑制期間Ｔ_ＩＰ又は電流抑制期間Ｔ_ＩＢに切り替えて送給及び溶接電流制御を行うガスメタルアーク溶接の制御方法を用いた付加製造方法であって、
　予め定めた時間内において、アーク期間と短絡期間を含む周期が１つ以上ある場合に、
　前記予め定めた時間に対する前記短絡期間の比率が、送給速度設定値ＦＷに係る下記の式（１）の値以下となるように、溶接条件を設定又は補正することを特徴とする、付加製造方法。
　０．００７×ＦＷ＋０．２４９　・・・式（１）