(57)【要約】【課題】アーク溶接中に、外乱によって短絡発生時の溶滴サイズが過大又は過小になっても、安定した溶滴移行状態を維持すること。【解決手段】短絡が発生すると溶接電流Ｉｗを所定の傾斜Ｋで上昇させ、所定のピーク値Ｉｐに達するとその値を維持して溶接を行う短絡期間の溶接電流制御方法において、短絡が発生した時点における溶滴サイズと相関する値（アーク期間Ｔａの時間長さ）を検出し、相関値Ｔａ１が第１基準値未満又は第２基準値以上のときは、短絡期間Ｔｓにおける傾斜Ｋ及び／又はピーク値Ｉｐを所定値よりも大きくする。これにより、短絡発生時の溶滴サイズが過小又は過大のときは、短絡期間Ｔｓの溶接電流Ｉｗが大きくなるので、溶滴移行状態を安定に保つことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤを送給すると共に、短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返すアーク溶接にあって、短絡が発生した時点から初期期間の間は溶接電流を初期電流値に制御し、前記初期期間が経過すると前記溶接電流を前記初期電流値から所定の傾斜で上昇させ、前記溶接電流が所定のピーク値に達するとアークが再発生するまで前記溶接電流を前記ピーク値に制御して溶接を行う短絡期間の溶接電流制御方法において、
前記短絡が発生した時点における溶滴サイズと相関する値を検出し、前記相関値が予め定めた第１基準値未満又は前記第１基準値よりも大きな値に予め定めた第２基準値以上のときは、前記短絡期間における前記傾斜及び／又は前記ピーク値を所定値よりも大きくする、
ことを特徴とする短絡期間の溶接電流制御方法。
【請求項２】
前記相関値が、前記短絡期間の直前の前記アーク期間の時間長さである、ことを特徴とする請求項１記載の短絡期間の溶接電流制御方法。
【請求項３】
前記相関値が、前記短絡期間の直前の前記アーク期間中の前記溶接電流の積分値である、ことを特徴とする請求項１記載の短絡期間の溶接電流制御方法。
【請求項４】
前記相関値が、前記初期期間中の溶接電圧値を前記溶接電流値で除算して算出される抵抗値である、ことを特徴とする請求項１記載の短絡期間の溶接電流制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返す消耗電極アーク溶接において、溶滴移行状態を良好にするための短絡期間の溶接電流制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶接ワイヤを一定の速度で送給すると共に、シールドガスに炭酸ガス、アルゴンガス、炭酸ガスとアルゴンガスとの混合ガス等を使用して溶接を行う消耗電極アーク溶接は、高品質を得ることができ、自動化も容易であることから広く使用されている。このアーク溶接では、溶接ワイヤと母材との間で短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返して溶接が行われる場合が多い。アーク期間中に溶接ワイヤの先端が溶融して溶滴を形成し、短絡期間中に溶滴が溶融池に移行する。良好な溶接ビードを形成し、かつ、スパッタの発生量を少なくするためには、短絡期間中の溶接電流を適正値に制御して、溶滴移行を円滑に行わせることが重要である。以下、従来技術における短絡期間の溶接電流制御方法について説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、従来技術における消耗電極アーク溶接の電圧・電流波形図である。同図（Ａ）は溶接ワイヤと母材との間に印加される溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接ワイヤから母材へと通電する溶接電流Ｉｗの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。
【０００４】
時刻ｔ１〜ｔ２は短絡期間Ｔｓとなり、時刻ｔ２〜ｔ３はアーク期間Ｔａとなる。短絡期間Ｔｓとアーク期間Ｔａとは、交互に繰り返される。時刻ｔ１において溶接ワイヤ先端に形成された溶滴が溶融池と接触すると短絡状態になる。短絡状態になると、同図（Ａ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数Ｖ程度の短絡電圧値に急降下する。溶接電流Ｉｗは、同図（Ｂ）に示すように、予め定めた初期電流値Ｉｉまで減少し、時刻ｔ１〜ｔ１１の予め定めた初期期間Ｔｉ中はその値を維持する。時刻ｔ１１において初期期間Ｔｉが経過すると、同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは所定の傾斜Ｋで上昇し、時刻ｔ１２において溶接電流Ｉｗが所定のピーク値Ｉｐに達するとアークが再発生する時刻ｔ２までその値を維持する。
【０００５】
時刻ｔ２においてアークが再発生すると、同図（Ａ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは急上昇して数十Ｖ程度のアーク電圧値になる。溶接電流Ｉｗは、同図（Ｂ）に示すように、アークが再発生した時点で少し急減した後に、次の短絡が発生するまで徐々に減少する。
【０００６】
次に、溶滴の移行状態について説明する。短絡が発生した時点から初期期間Ｔｉの間は溶接電流Ｉｗを小さな値の初期電流値Ｉｉに維持している理由は、溶滴と溶融池との接触状態をより確実にするためである。短絡発生直後は溶滴の底部の一部が溶融池と接触している状態にあり、この状態で溶接電流Ｉｗの値が大きいと、溶滴が移行することなく接触状態が解除されてアークが再発生することになり、安定した溶滴移行状態が阻害される。初期期間Ｔｉが終了する時刻ｔ１１において、溶滴は溶融池と安定したブリッジを形成する状態となっている。この時刻ｔ１１から溶接電流Ｉｗを大きくすることによってブリッジにピンチ力を作用させて、ブリッジ上部にくびれを生じさせて溶滴を溶融池に円滑に移行させる。時刻ｔ２においてアークが再発生した時点では、溶接ワイヤの先端は溶融していない。アーク期間Ｔａが進行するのに伴い、溶接ワイヤの先端がアークからの熱及びジュール熱によって次第に溶融して溶滴を形成する。
【０００７】
溶滴移行状態を安定化するためには、短絡期間Ｔｓ中の溶接電流Ｉｗの傾斜Ｋ及びピーク値Ｉｐの設定を適正化することは重要である。傾斜Ｋ及びピーク値Ｉｐが適正値よりも小さいと、ブリッジに作用するピンチ力が弱くなるので溶滴を移行させる時間が長くなり、溶接状態が不安定になる。逆に、傾斜Ｋ及びピーク値Ｉｐが適正値よりも大きいと、スパッタの発生量が多くなる。したがって、傾斜Ｋ及びピーク値Ｉｐは、シールドガスの種類、溶接ワイヤの材質、直径、送給速度等に応じて、適正値に設定されている。
【０００８】
ところで、溶接中には、送給速度の変動、溶融池の不規則な運動、溶融池からのガスの噴出、溶接姿勢の変動、トーチ高さの変動等の種々の外乱によって、溶滴の形成状態がばらつくことになる。溶滴の形成状態がばらつくと、短絡が発生した時点における溶滴のサイズがばらつくことになる。そして、溶滴サイズが適正サイズよりも過小又は過大であるときは、安定した溶滴移行状態を確保し、かつ、スパッタの発生量を少なくするためには、上記の傾斜Ｋ及びピーク値Ｉｐを溶滴サイズに応じて適正化する必要がある。
【０００９】
特許文献２の発明では、この適正化のために、短絡期間又はアーク期間の時間長さに応じて短絡電流の傾斜Ｋを変化させるようにしている。しかし、短絡が発生した時点における溶滴のサイズは、直前のアーク期間の時間長さとは相関するが、直前の短絡期間の時間長さとは相関しない。したがって、短絡期間の時間長さで次の短絡期間における傾斜Ｋを変化させても、溶滴サイズとは相関しないことになる。また、特許文献２の発明では、アーク期間の時間長さが短くなると、次の短絡期間における傾斜Ｋを大きくするようにしている。アーク期間の時間長さが短いときは短絡が発生した時点における溶滴サイズが小さい場合であるので、短絡電流の傾斜Ｋを大きくして短絡が早期に解除されるようにしている。すなわち、溶滴サイズが適正サイズよりも小さい場合には傾斜Ｋを大きくすることで適正化し、溶滴移行状態を安定に維持している。しかし、溶滴サイズが過大であるときの、傾斜Ｋの適正化は行っていない。溶接中に上述したような外乱が発生すると、溶滴の形成状態にばらつきが生じ、短絡発生時の溶滴サイズは適正サイズよりも過大になる状態と過小となる状態が混在して生じる。したがって、溶滴サイズが過小となった場合の対策だけでは、溶接状態が常に安定になるようにすることはできない。このために、溶滴サイズが過大になった場合と過小となった場合を共に対策する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公平４−４０７号公報
【特許文献２】特開２０１２−７６１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、溶接中に外乱によって短絡発生時の溶滴サイズが過大になったり過小になったりしても、溶滴移行状態を安定に保ち、かつ、スパッタの発生量も少なくすることができる短絡期間の溶接電流制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、溶接ワイヤを送給すると共に、短絡期間とアーク期間とを交互に繰り返すアーク溶接にあって、短絡が発生した時点から初期期間の間は溶接電流を初期電流値に制御し、前記初期期間が経過すると前記溶接電流を前記初期電流値から所定の傾斜で上昇させ、前記溶接電流が所定のピーク値に達するとアークが再発生するまで前記溶接電流を前記ピーク値に制御して溶接を行う短絡期間の溶接電流制御方法において、
前記短絡が発生した時点における溶滴サイズと相関する値を検出し、前記相関値が予め定めた第１基準値未満又は前記第１基準値よりも大きな値に予め定めた第２基準値以上のときは、前記短絡期間における前記傾斜及び／又は前記ピーク値を所定値よりも大きくする、
ことを特徴とする短絡期間の溶接電流制御方法である。
【００１３】
請求項２の発明は、前記相関値が、前記短絡期間の直前の前記アーク期間の時間長さである、ことを特徴とする請求項１記載の短絡期間の溶接電流制御方法である。
【００１４】
請求項３の発明は、前記相関値が、前記短絡期間の直前の前記アーク期間中の前記溶接電流の積分値である、ことを特徴とする請求項１記載の短絡期間の溶接電流制御方法である。
【００１５】
請求項４の発明は、前記相関値が、前記初期期間中の溶接電圧値を前記溶接電流値で除算して算出される抵抗値である、ことを特徴とする請求項１記載の短絡期間の溶接電流制御方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、短絡が発生した時点における溶滴サイズと相関する値を検出し、相関値が予め定めた第１基準値未満又は第１基準値よりも大きな値に予め定めた第２基準値以上のときは、短絡期間における傾斜及び／又はピーク値を所定値よりも大きくする。相関値が第１基準値未満又は第２基準値以上であるときは、短絡発生時の溶滴サイズが適正範囲よりも外れて過小又は過大であるときである。したがって、溶滴サイズが過小又は過大であるときに、短絡期間の溶接電流の傾斜及び／又はピーク値を所定値（基準値）よりも大きな値に制御することによって、溶滴移行状態を安定に保ち、かつ、スパッタの発生量も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る短絡期間の溶接電流制御方法を示す電圧・電流波形図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る短絡期間の溶接電流制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。
【図３】従来技術における消耗電極アーク溶接の電圧・電流波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る短絡期間の溶接電流制御方法を示す電圧・電流波形図である。同図（Ａ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示し、同図（Ｂは溶接電流Ｉｗの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。
【００２０】
同図は、短絡期間Ｔｓとアーク期間Ｔａとの繰り返しの４周期分の波形を示している。時刻ｔ１〜ｔ２は短絡期間Ｔｓを示し、時刻ｔ２〜ｔ３はアーク期間Ｔａを示し、時刻ｔ３〜ｔ４は短絡期間Ｔｓを示し、時刻ｔ４〜ｔ５はアーク期間Ｔａを示し、時刻ｔ５〜ｔ６は短絡期間Ｔｓを示し、時刻ｔ６〜ｔ７はアーク期間Ｔａを示し、時刻ｔ７〜ｔ８は短絡期間Ｔｓを示し、時刻ｔ８〜ｔ９はアーク期間Ｔａを示す。ここで、時刻ｔ２〜ｔ３のアーク期間Ｔａの時間長さをＴa1とし、時刻ｔ４〜ｔ５のアーク期間Ｔａの時間長さをＴa2とし、時刻ｔ６〜ｔ７のアーク期間Ｔａの時間長さをＴa3とし、時刻ｔ８〜ｔ９のアーク期間Ｔａの時間長さをＴa4とする。また、時間長さを示す第１基準値Ｔh1及び第２基準値Ｔh2を予め設定する。Ｔh1＜Ｔh2である。短絡発生時の溶滴サイズは、短絡の直前のアーク期間Ｔａの時間長さに略比例する。そこで、短絡発生時の溶滴サイズが適正範囲にあるときのアーク期間Ｔａの時間長さから第１基準値Ｔh1及び第２基準値Ｔh2を設定する。すなわち、アーク期間Ｔａの時間長さが第１基準値Ｔh1未満のときは、溶滴サイズが適正範囲よりも過小の場合となる。逆に、アーク期間Ｔａの時間長さが第２基準値Ｔh2以上のときは、溶滴サイズが適正範囲よりも過大の場合となる。同図では、Ｔa1＜Ｔh1、Ｔh1＜Ｔa2＜Ｔh2、Ｔa3＞Ｔh2、Ｔh1＜Ｔa4＜Ｔh2の場合である。
【００２１】
同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の短絡期間Ｔｓ中の溶接電流Ｉｗは、図３と同様に、初期期間Ｔｉ中は小電流値の初期電流値Ｉｉとなり、その後は所定の基準傾斜Ｋｓで上昇し、所定の基準ピーク値Ｉpsに達するとその値をアークが再発生するまで維持する。また、同図（Ａ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ１に短絡が発生すると短絡電圧値に急減し、時刻ｔ１〜ｔ２の短絡期間Ｔｓ中は１〜７Ｖ程度となる。溶接電圧Ｖｗは、初期期間Ｔｉの開始時点では大きな値となり、次第に小さくなり略一定値に収束する。この収束した溶接電圧Ｖｗの値は、溶滴と溶融池とのブリッジの抵抗値に応じた値となる。すなわち、短絡発生時の溶滴サイズが大きくなるほど、ブリッジの抵抗値は小さくなる。したがって、初期期間ＴＩ中の溶接電圧Ｖｗを溶接電流Ｉｗで除算して算出した抵抗値Ｒｄは溶滴サイズと相関した値となる。初期期間Ｔｉが経過した後の溶接電圧Ｖｗは、溶接電流Ｉｗが大きくなるのに伴い、次第に大きくなる。
【００２２】
同図（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２〜ｔ３のアーク期間Ｔａ中の溶接電流Ｉｗは、徐々に減少して収束する。また、同図（Ａ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、時刻ｔ２にアークが再発生すると数十Ｖ程度まで急増する。そして、その後は、溶接電流Ｉｗの変化に対応して徐々に減少して収束する。
【００２３】
（１）時刻ｔ２〜ｔ３のアーク期間Ｔａの時間長さは、上述したようにＴa1である。そして、Ｔa1＜Ｔh1であるので、時刻ｔ３〜ｔ４の短絡期間Ｔｓにおける傾斜Ｋは上記の基準傾斜ｋｓよりも所定値ΔＫだけ大きな値に制御され、ピーク値Ｉｐは上記の基準ピーク値Ｉpsよりも所定値ΔＩだけ大きな値に制御される。すなわち、傾斜Ｋ＝Ｋｓ＋ΔＫとなり、ピーク値Ｉｐ＝Ｉps＋ΔＩとなる。これは、時刻ｔ２〜ｔ３のアーク期間Ｔａの時間長さＴa1が第１基準値Ｔh1未満であるために溶滴が十分には成長しない前に短絡が発生し、短絡発生時の溶滴サイズが過小となった場合である。このような状態では、溶融が十分でない溶接ワイヤの先端まで溶融池に短絡した状態となっている。このために、短絡期間Ｔｓの溶接電流Ｉｗの傾斜Ｋを大きくし、ピーク値Ｉｐを大きくすることで短絡状態を長期化することなく解除するようにして、溶接状態の安定化を図っている。
【００２４】
（２）時刻ｔ４〜ｔ５のアーク期間Ｔａの時間長さは、上述したようにＴa2である。そして、Ｔh1≦Ｔa2＜Ｔh2であるので、時刻ｔ３〜ｔ４の短絡期間Ｔｓにおける傾斜Ｋは上記の基準傾斜ｋｓに制御され、ピーク値Ｉｐは上記の基準ピーク値Ｉpsに制御される。すなわち、傾斜Ｋ＝Ｋｓとなり、ピーク値Ｉｐ＝Ｉpsとなる。これは、時刻ｔ４〜ｔ５のアーク期間Ｔａの時間長さＴa2が第１基準値Ｔh1と第２基準値Ｔh2との間にあるために、短絡発生時の溶滴サイズが適正範囲となった場合である。このような状態では、溶滴と溶融池とは安定したブリッジを形成するので、短絡期間Ｔｓの溶接電流Ｉｗの傾斜Ｋを基準傾斜Ｋｓにし、ピーク値Ｉｐを基準ピーク値Ｉpsにすることで短絡状態を円滑に解除して、溶接状態の安定化及びスパッタ発生の削減を図っている。
【００２５】
（３）時刻ｔ６〜ｔ７のアーク期間Ｔａの時間長さは、上述したようにＴa3である。そして、Ｔh3≧Ｔh2であるので、時刻ｔ７〜ｔ８の短絡期間Ｔｓにおける傾斜Ｋは上記の基準傾斜ｋｓよりも上記のΔＫだけ大きな値に制御され、ピーク値Ｉｐは上記の基準ピーク値Ｉpsよりも上記のΔＩだけ大きな値に制御される。すなわち、傾斜Ｋ＝Ｋｓ＋ΔＫとなり、ピーク値Ｉｐ＝Ｉps＋ΔＩとなる。これは、時刻ｔ６〜ｔ７のアーク期間Ｔａの時間長さＴa3が第２基準値Ｔh2以上であるために溶滴が課題に成長した後に短絡が発生し、短絡発生時の溶滴サイズが過大となった場合である。このような状態では、過大な溶滴と溶融池とによって大きなブリッジが形成された状態になる。このために、短絡期間Ｔｓの溶接電流Ｉｗの傾斜Ｋを大きくし、ピーク値Ｉｐを大きくすることで短絡状態を長期化することなく解除するようにして、溶接状態の安定化を図っている。
【００２６】
溶接中は、アーク期間Ｔａの時間長さに応じて上記の（１）〜（３）の内の１つが選択されて動作することになる。上記においては、傾斜Ｋとピーク値Ｉｐとを共に変化させる場合を説明したが、どちらか一方だけ変化するようにしても同様の効果を得ることができる。各パラメータの数値例を挙げると、初期期間Ｔｉ＝１ms、初期電流Ｉｉ＝５０Ａ、基準傾斜Ｋｓ＝２００A/ms、基準ピーク値４５０Ａ、ΔＫ＝２００A／ms、ΔＩ＝１００Ａである。これらの値は、溶接ワイヤの種類、シールドガスの種類、送給速度等に応じて実験によって適正化することが望ましい。
【００２７】
上述した本発明の実施の形態に係る短絡期間の溶接電流制御方法をまとめると以下のようになる。
ステップ１）基準傾斜Ｋｓ、基準ピーク値Ｉｐ、ΔＫ、ΔＩ、第１基準値Ｔh1及び第２基準値Ｔh2を予め設定する。
ステップ２）溶接中のアーク期間Ｔａの時間長さＴanを計測する。
ステップ３）Ｔan＜Ｔh1のときは、計測したアーク期間Ｔａに続く短絡期間Ｔｓの傾斜Ｋ＝Ｋｓ＋ΔＫとし、ピーク値Ｉｐ＝Ｉps＋ΔＩとする。
ステップ４）Ｔh1≦Ｔan＜Ｔh2のときは、計測したアーク期間Ｔａに続く短絡期間Ｔｓの傾斜Ｋ＝Ｋｓとし、ピーク値Ｉｐ＝Ｉpsとする。
ステップ５）Ｔan≧Ｔh2のときは、計測したアーク期間Ｔａに続く短絡期間Ｔｓの傾斜Ｋ＝Ｋｓ＋ΔＫとし、ピーク値Ｉｐ＝Ｉps＋ΔＩとする。
【００２８】
上記においては、短絡発生時の溶滴サイズと相関する値として、アーク期間Ｔａの時間長さを使用している。これ以外にも、相関値としては、アーク期間Ｔａ中の溶接電流Ｉｗの積分値を使用するようにしても良い。例えば、図１において、時刻ｔ２〜ｔ３のアーク期間Ｔａ中において、積分Ｓｉ＝∫Ｉｗ・ｄｔを行う。積分は、時刻ｔ２〜ｔ３のアーク期間Ｔａ中行う。この積分値Ｓｉがそれに対応して設定された第１基準値Ｓt1未満のときは、溶滴サイズが適正範囲よりも過小の場合であり、第２基準値Ｓt2以上のときは過大の場合である。溶接ワイヤの溶融は、アーク期間Ｔａ中の溶接電流Ｉｗの値及び通電時間に略比例するので、この積分値Ｓｉを使用することで、より正確に溶滴サイズを検出することができる。
【００２９】
さらに、相関値として、上述した短絡期間Ｔｓの初期期間Ｔｉ中の抵抗値Ｒｄを使用するようにしても良い。抵抗値Ｒｄ＝Ｖｗ／Ｉｗである。この抵抗値Ｒｄは、初期期間Ｔｉの終了時点又は初期期間Ｔｉの平均値を使用するようにする。これは、抵抗値Ｒｄが収束した値を算出するためである。この抵抗値Ｒｄがそれに対応して設定された第１基準値Ｒt1未満のときは溶滴サイズが適正範囲よりも過大の場合であり、第２基準値Ｒt2以上のときは過小の場合である。
【００３０】
図２は、上述した本発明の実施の形態に係る短絡期間の溶接電流制御方法を実施するための溶接電源のブロック図である。以下、同図を参照して、各ブロックについて説明する。
【００３１】
電源主回路ＰＭは、３相２００Ｖ等の商用電源（図示は省略）を入力として、後述する誤差増幅信号Ｅａに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電圧Ｖｗ及び溶接電流Ｉｗを出力する。この電源主回路ＰＭは、図示は省略するが、商用電源を整流する１次整流器、整流された直流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を高周波交流に変換するインバータ回路、高周波交流を溶接に適した電圧値に降圧する高周波変圧器、降圧された高周波交流を直流に整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、上記の誤差増幅信号Ｅａを入力としてパルス幅変調制御を行い変調信号を出力する変調回路、変調信号を入力としてインバータ回路のスイッチング素子を駆動する駆動回路を備えている。
【００３２】
溶接ワイヤ１は、送給モータ（図示は省略）に結合された送給ロール５の回転によって溶接トーチ４内を送給されて、母材２との間にアーク３が発生する。溶接ワイヤ１と母材２との間には溶接電圧Ｖｗが印加し、アーク３中を溶接電流Ｉｗが通電する。同図において、溶接ワイヤの送給を制御する回路については、図示は省略している。
【００３３】
電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖｗを検出して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。電圧設定回路ＶＲは、アーク期間Ｔａ中の溶接電圧Ｖｗ（アーク電圧）を設定するための予め定めた電圧設定信号Ｖｒを出力する。
【００３４】
短絡判別回路ＳＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、その値が予め定めたしきい値未満であるときはＨｉｇｈレベルとなる短絡判別信号Ｓｄを出力する。この短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルのときは短絡期間であり、Ｌｏｗレベルのときはアーク期間である。しきい値は、１０Ｖ程度に設定される。初期期間設定回路ＴＩＲは、予め定めた初期期間設定信号Ｔirを出力する。初期電流設定回路ＩＩＲは、予め定めた初期電流設定信号Ｉirを出力する。
【００３５】
溶滴サイズ相関値算出回路ＰＤは、上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）である時間長さを計測して、溶滴サイズ相関値信号Ｐｄとして出力する。比較回路ＣＭは、この溶滴サイズ相関値信号Ｐｄ及び上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡期間）に変化した時点において、溶滴サイズ相関値信号Ｐｄが予め定めた第１基準値未満であるとき、又は、予め定めた第２基準値以上であるときはＨｉｇｈレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。したがって、比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルのときは短絡発生時の溶滴サイズが過小又は過大であるときであり、Ｌｏｗレベルのときは適正範囲のサイズであるときである。
【００３６】
傾斜設定回路ＫＲは、上記の比較信号Ｃｍを入力として、比較信号ＣｍがＬｏｗレベルのときは予め定めた基準傾斜Ｋｓを傾斜設定信号Ｋｒとして出力し、Ｈｉｇｈレベルのときは基準傾斜Ｋｓに所定値ΔＫを加算して傾斜設定信号Ｋｒとして出力する。ピーク値設定回路ＩＰＲは、上記の比較信号Ｃｍを入力として、比較信号ＣｍがＬｏｗレベルのときは予め定めた基準ピーク値Ｉpsをピーク値設定信号Ｉprとして出力し、Ｈｉｇｈレベルのときは基準ピーク値Ｉpsに所定値ΔＩを加算してピーク値設定信号Ｉprとして出力する。
【００３７】
電流設定回路ＩＲは、上記の初期期間設定信号Ｔir、上記の初期電流設定信号Ｉir、上記の傾斜設定信号Ｋｒ、上記のピーク値設定信号Ｉpr及び上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、下記の処理を行い、電流設定信号Ｉｒを出力する。
１）短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）に変化した時点から初期期間設定信号Ｔirによって定まる期間中は、初期電流設定信号Ｉirを電流設定信号Ｉｒとして出力する。
２）その後は、電流設定信号Ｉｒの値を初期電流設定信号Ｉirの値から傾斜設定信号Ｋｒによって定まる傾斜で上昇させる。
３）電流設定信号Ｉｒの値がピーク値設定信号Ｉprの値と等しくなった時点で、ピーク値設定信号Ｉprの値を電流設定信号Ｉｒとして出力する。この状態を次の短絡が発生するまで維持する。
【００３８】
電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流設定信号Ｉｒ（＋）と上記の電流検出信号Ｉｄ（−）との誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の電圧設定信号Ｖｒ（＋）と電圧検出信号Ｖｄ（−）との誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。制御切換回路ＳＷは、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖ及び上記の短絡判別信号Ｓｄを入力として、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡）のときは電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、Ｌｏｗレベル（アーク）のときは電圧誤差増幅信号Ｅｖを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。この回路により、短絡期間中は定電流制御となり、アーク期間中は定電圧制御となる。
【００３９】
上記においては、溶滴サイズ相関値信号Ｐｄが、アーク期間の時間長さである場合を説明したが、アーク期間中の溶接電流Ｉｗの積分値Ｓｉを使用するときは、溶滴サイズ相関値算出回路ＰＤを以下の回路に置換すれば良い。
溶滴サイズ相関値算出回路ＰＤは、上記の短絡判別信号Ｓｄ及び上記の電流検出信号Ｉｄを入力として、短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベル（アーク期間）であるときの電流検出信号Ｉｄの積分値Ｓｉ＝∫Ｉｄ・ｄｔを行い、溶滴サイズ相関値信号Ｐｄとして出力する。
【００４０】
さらに、上記の溶滴サイズ相関値信号Ｐｄとして初期期間Ｔｉ中の抵抗値Ｒｄを使用するときは、以下の回路に置換すれば良い。
溶滴サイズ相関値算出回路ＰＤは、上記の短絡判別信号Ｓｄ、上記の初期期間設定信号Ｔir、上記の電流検出信号Ｉｄ及び上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベル（短絡期間）に変化した時点から初期期間設定信号Ｔirによって定まる時間が経過した時点において、電圧検出信号Ｖｄの値を電流検出信号Ｉｄの値で除算して抵抗値Ｒｄを算出し、溶滴サイズ相関値信号Ｐｄとして出力する
【００４１】
上述した実施の形態によれば、短絡が発生した時点における溶滴サイズと相関する値を検出し、相関値が予め定めた第１基準値未満又は第１基準値よりも大きな値に予め定めた第２基準値以上のときは、短絡期間における傾斜及び／又はピーク値を所定値よりも大きくする。相関値が第１基準値未満又は第２基準値以上であるときは、短絡発生時の溶滴サイズが適正範囲よりも外れて過小又は過大であるときである。したがって、溶滴サイズが過小又は過大であるときに、短絡期間の溶接電流の傾斜及び／又はピーク値を所定値（基準値）よりも大きな値に制御することによって、溶滴移行状態を安定に保ち、かつ、スパッタの発生量も少なくすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１            溶接ワイヤ
２            母材
３            アーク
４            溶接トーチ
５            送給ロール
ＣＭ            比較回路
Ｃｍ            比較信号
Ｅａ            誤差増幅信号
ＥＩ            電流誤差増幅回路
Ｅｉ            電流誤差増幅信号
ＥＶ            電圧誤差増幅回路
Ｅｖ            電圧誤差増幅信号
ＩＤ            電流検出回路
Ｉｄ            電流検出信号
Ｉｉ            初期電流
ＩＩＲ            初期電流設定回路
Ｉir            初期電流設定信号
Ｉｐ            ピーク値
ＩＰＲ            ピーク値設定回路
Ｉpr            ピーク値設定信号
Ｉps            基準ピーク値
ＩＲ            電流設定回路
Ｉｒ            電流設定信号
Ｉｗ            溶接電流
Ｋ            傾斜
ＫＲ            傾斜設定回路
Ｋｒ            傾斜設定信号
Ｋｓ            基準傾斜
ＰＤ            溶滴サイズ相関値算出回路
Ｐｄ            溶滴サイズ相関値信号
ＰＭ            電源主回路
Ｒｄ            抵抗値
Ｒt1            第１基準値
Ｒt2            第２基準値
ＳＤ            短絡判別回路
Ｓｄ            短絡判別信号
Ｓｉ            積分値
Ｓt1            第１基準値
Ｓt2            第２基準値
ＳＷ            制御切換回路
Ｔａ            アーク期間
Ｔh1            第１基準値
Ｔh2            第２基準値
Ｔｉ            初期期間
ＴＩＲ            初期期間設定回路
Ｔir            初期期間設定信号
Ｔｓ            短絡期間
ＶＤ            電圧検出回路
Ｖｄ            電圧検出信号
ＶＲ            電圧設定回路
Ｖｒ            電圧設定信号
Ｖｗ            溶接電圧
ΔＩ            ピーク値を増加させる所定値
ΔＫ            傾斜を増加させる所定値
【図１】
2014083571.tif 000003
【図２】
2014083571.tif 000004
【図３】
2014083571.tif 000005