(57)【要約】  溶接ワイヤ（２４）と被溶接物（２９）の間に溶接電圧（Ｖ）を印加し、ピーク電流（ＩＰ）であるピーク電流期間（ＩＰＴ，ＩＰＴ１，ＩＰＴ２，ＴＰ）とベース電流期間（ＩＢＴ，ＩＢＴ１，ＩＢＴ２）とをパルス周波数（ＰＨｚ）にて交互に繰り返すように溶接電流（Ｉ）を流すことにより溶接ワイヤ（２４）を溶融させて発生した溶滴（２４ｄ）を離脱させて被溶接物（２９）を溶接するように制御するパルスアーク溶接装置（１００１，１００２）において、溶滴（２４ｄ）が溶接ワイヤ（２４）から離脱した離脱時点（ｔｄ）がベース電流期間（ＩＢＴ，ＩＢＴ１，ＩＢＴ２）内となるように、ピーク電流（ＩＰ）とピーク電流期間（ＩＰＴ，ＩＰＴ１，ＩＰＴ２，ＴＰ）とのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを調整するとともに、パルス周波数（ＰＨｚ）とパルス波形パラメータとの予め求められた関係に基づきパルス周波数（ＰＨｚ）を調整する。
2017125989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて前記被溶接物を溶接するパルスアーク溶接装置を用いたパルスアーク溶接制御方法であって、前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して、かつ溶接電流がピーク電流であるピーク電流期間と前記溶接電流が前記ピーク電流より小さいベース電流であるベース電流期間とをパルス周波数にて交互に繰り返すように前記溶接電流を前記溶接ワイヤに流すことにより前記溶接ワイヤを溶融させて発生した溶滴を前記溶接ワイヤから離脱させて前記被溶接物を溶接するように前記パルスアーク溶接装置を制御するステップと、前記溶滴が前記溶接ワイヤから離脱した離脱時点を判定するステップと、前記離脱時点が前記ベース電流期間内でない場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内となるように、前記ピーク電流と前記ピーク電流期間とのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数と前記パルス波形パラメータとの予め求められた関係に基づき前記パルス周波数を調整するステップと、を含むパルスアーク溶接制御方法。
【請求項２】
前記パルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数を調整する前記ステップは、      前記離脱時点が前記ベース電流期間の前である場合は、前記ピーク電流を減少させると共に前記パルス周波数を増加させるステップと、      前記離脱時点が前記ベース電流期間の後である場合は、前記ピーク電流を増加させると共に前記パルス周波数を減少させるステップと、を含む、請求項１に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項３】
前記パルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数を調整する前記ステップは、      前記離脱時点が前記ベース電流期間の前である場合は、前記ピーク電流期間を減少させると共に前記パルス周波数を増加させるステップと、      前記離脱時点が前記ピーク電流期間の後である場合は、前記ピーク電流期間を増加させると共に前記パルス周波数を減少させるステップと、を含む、請求項１に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項４】
前記パルスアーク溶接装置を制御する前記ステップは、前記溶接電流が前記ピーク電流期間と前記ベース電流期間とを前記パルス周波数にて交互に複数のパルス周期で繰り返すように前記パルスアーク溶接装置を制御するステップを含み、前記パルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数を調整する前記ステップは、      前記複数のパルス周期に亘って前記パルス波形パラメータを徐々に調整するとともに前記パルス周波数を徐々に調整するステップと、      前記離脱時点が前記ベース電流期間に入った時に前記パルス波形パラメータを調整し終えかつ前記パルス周波数を調整し終えるステップと、を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項５】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流である、請求項１から４のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項６】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流期間である、請求項１から５のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項７】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流と前記ピーク電流期間である、請求項１から５のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項８】
前記離脱時点を判定するステップは、前記溶接電圧を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記離脱時点として判定するステップを含む、請求項１から７に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項９】
前記離脱時点を判定するステップは、前記溶接電圧を前記溶接電流で除して得られた抵抗値を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記離脱時点として判定するステップを含む、請求項１から７に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１０】
前記離脱時点を判定するステップは、前前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間の短絡を検出した時点に基づいて前記離脱時点を判定するステップを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１１】
前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内であるように前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを設定するステップをさらに含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１２】
前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内であるように前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを設定するステップは、前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを維持するステップを含む、請求項１１に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１３】
溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて前記被溶接物を溶接するパルスアーク溶接装置であって、前記溶接ワイヤを送給するワイヤ送給部と、溶接電圧と溶接電流とを出力する溶接電源部と、前記溶接電源部を制御する溶接制御部と、を備え、前記溶接制御部は、      前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間に前記溶接電圧を印加して、かつ前記溶接電流がピーク電流であるピーク電流期間と前記溶接電流が前記ピーク電流より小さいベース電流であるベース電流期間とをパルス周波数にて交互に繰り返すように前記溶接電流を前記溶接ワイヤに流すことにより前記溶接ワイヤを溶融させて発生した溶滴を前記溶接ワイヤから離脱させて前記被溶接物を溶接するように前記溶接電源部を制御し、      前記溶滴が前記溶接ワイヤから離脱した離脱時点を判定し、      前記離脱時点が前記ベース電流期間内でない場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内となるように、前記ピーク電流と前記ピーク電流期間とのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータと前記パルス周波数との予め求められた関係に基づき前記パルス波形パラメータを調整するとともに前記パルス周波数を調整する、ように構成されている、パルスアーク溶接装置。
【請求項１４】
前記溶接制御部は、      前記溶接電流の値である設定電流を設定するための溶接条件設定部と、      前記設定電流に基づいて前記ワイヤ送給部が前記ワイヤを送給する送給速度を制御する送給速度制御部と、      前記設定電流または前記ワイヤ送給速度に基づいて前記溶接電流の波形に対応した信号を出力するためのパルス波形設定部と、を有する、請求項１３に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１５】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流である、請求項１３または１４に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１６】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流期間である、請求項１３または１４に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１７】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流と前記ピーク電流期間である、請求項１３または１４に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１８】
前記溶接制御部は、前記溶接電圧を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記離脱時点として判定するように構成されている、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１９】
前記溶接制御部は、前記溶接電圧を前記溶接電流で除して得られた抵抗値を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記溶滴が前記離脱時点として判定するように構成されている、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項２０】
前記溶接制御部は、前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間の短絡を検出した時点に基づいて前記離脱時点を判定するように構成されている、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項２１】
前記溶接制御部は、前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内であるように前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを設定するように構成されている、請求項１３から２０のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項２２】
前記溶接制御部は、前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを維持するように構成されている、請求項２１に記載のパルスアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、消耗電極である溶接ワイヤを送給しながらパルスアーク溶接を行うパルスアーク溶接制御方法およびパルスアーク溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のパルスアーク溶接機において、各溶接機メーカーが個々に推奨する溶接ワイヤにて、軟鋼やステンレスなどの各材質に適した溶接条件のデータベースを作り上げることが一般的である。例えば、パルス波形であれば、ピーク電流やベース電流、パルス周波数など各パラメータを各溶接機メーカーのオペレータなどが施工確認しながら調整し、個別にデータベースを作り上げている。【０００３】  しかしながら、溶接機を使用するユーザーは溶接機メーカーが推奨した溶接ワイヤを使うとは限らない。溶接機メーカーが推奨する溶接ワイヤに対して、ユーザーが実際に使用する溶接ワイヤの粘性や表面張力などの材料特性が異なると、溶滴移行形態が大きく異なってくる場合がある。溶滴移行形態が大きく異なると、パルスアーク溶接の基本的な溶滴移行形態である１パルス当たり１ドロップ（１パルス当たり溶滴離脱が１回発生）といったベース電流期間による溶滴離脱移行ではなくなり、１パルスｎドロップ（１パルス当たり溶滴離脱が複数回発生）やｎパルス当たり１ドロップ（複数パルス当たり溶滴離脱が１回発生）といったように溶滴移行形態が不安定となる。【０００４】  これにより溶滴移行の溶滴が離脱する時点に規則性がなくなるため、安定した溶接を行うには、溶接ワイヤ毎に最適なデータベースが必要となってくる。【０００５】  そこで、溶滴移行の溶滴が離脱する時点までピーク電流期間を継続させ、溶滴離脱を確実にパルスの１周期に１回生じさせるようにしたことを特徴としたパルスアーク溶接法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−１８０６６９号公報
【発明の概要】
【０００７】  パルスアーク溶接制御方法は、パル溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて被溶接物を溶接するパルスアーク溶接装置を用いる。このパルスアーク溶接制御方法では、溶接ワイヤと被溶接物との間に溶接電圧を印加して、かつ溶接電流がピーク電流であるピーク電流期間と溶接電流がピーク電流より小さいベース電流であるベース電流期間とをパルス周波数にて交互に繰り返すように溶接電流を溶接ワイヤに流すことにより溶接ワイヤを溶融させて発生した溶滴を溶接ワイヤから離脱させて被溶接物を溶接するようにパルスアーク溶接装置を制御する。溶滴が溶接ワイヤから離脱した離脱時点を判定する。離脱時点がベース電流期間内でない場合に、離脱時点がベース電流期間内となるように、ピーク電流とピーク電流期間とのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを調整するとともに、パルス周波数とパルス波形パラメータとの予め求められた関係に基づきパルス周波数を調整する。
【０００８】  このパルスアーク溶接制御方法により、パルスアーク溶接装置は安定にパルス溶接を行うことができ、良好な形状を有するビードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は実施の形態１におけるアーク溶接装置の概略構成図である。
【図２】図２は実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置の溶接電流と、溶接電圧と、溶滴移行の状態とを示す図である。
【図３】図３は比較例のパルスアーク溶接装置の溶接電流と、溶接電圧と、溶滴移行の状態とを示す図である。
【図４】図４は比較例のパルスアーク溶接装置の溶接電流と、溶接電圧と、溶滴移行の状態とを示す図である。
【図５】図５は実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置の溶接電流と、溶接電圧と、溶滴移行の状態とを示す図である。
【図６】図６は実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置のパルス周波数とピーク電流との関係を示す図である。
【図７】図７は実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置の溶接電流と、溶接電圧と、溶滴移行の状態とを示す図である。
【図８】図８は実施の形態１におけるにおけるパルスアーク溶接装置のパルス周波数とピーク電流期間との関係を示す図である。
【図９】図９は比較例のパルスアーク溶接における溶接電流を示す図である。
【図１０】図１０は実施の形態２におけるパルスアーク溶接装置の概略構成図である。
【図１１】図１１は実施の形態２におけるパルスアーク溶接装置の溶接電流と、溶接電圧と、溶滴移行の状態とを示す図である。
【図１２】図１２は実施の形態２におけるパルスアーク溶接装置の溶接電流と、溶接電圧と、溶滴移行の状態とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  （実施の形態１）  図１は実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１の概略構成図である。パルスアーク溶接装置１００１は溶接電源装置３１とロボット２２（マニュピレータ）とを備える。
【００１１】  溶接電源装置３１は、入力電源１の出力を整流する１次整流部２と、１次整流部２の出力を制御することで溶接出力を制御するスイッチング素子３と、スイッチング素子３からの電力を絶縁して変換して２次側出力から出力するトランス４と、トランス４の２次側出力からの出力を整流する２次整流部５と、２次整流部５に直列に接続されたリアクタ６（ＤＣＬ）とを備える。溶接電源装置３１は、スイッチング素子３を駆動させるための出力制御部７と、溶接電圧検出部８と、溶接電流検出部９とをさらに備える。溶接電源装置３１は、短絡／アーク検出部１０と短絡制御部１１とアーク制御部１２とをさらに備える。溶接電圧検出部８は、被溶接物２９と溶接ワイヤ２４との間の溶接電圧Ｖを検出する。溶接電流検出部９は、溶接ワイヤ２４に流れる溶接電流Ｉを検出する。短絡制御部１１とアーク制御部１２は出力制御部７を制御する。溶接電源装置３１は、溶接ワイヤ２４を送給する送給速度を溶接条件に応じて制御する送給速度制御部１９と、出力端子３０ａおよび出力端子３０ｂをさらに備える。
【００１２】  アーク制御部１２は、パルス波形設定部１４とパルス波形制御部１５と溶滴離脱検出部１３とを備える。パルス波形制御部１５は、ピーク電流補正部１６とピーク電流期間補正部１７とパルス周波数補正部１８を備える。
【００１３】  ロボット２２の動作を制御するロボット制御部２０は、溶接条件を設定するための溶接条件設定部２１を備えている。そして、ロボット制御部２０は、溶接電源装置３１と通信可能に接続されている。なお、ロボット２２には、トーチ２６が取り付けられている。トーチ２６は、溶接ワイヤ２４を保持するチップ２７を保持する。
【００１４】  溶接電源装置３１の送給速度制御部１９は、ロボット制御部２０内に設けられた溶接条件設定部２１に設定されている溶接電流Ｉの設定電流に対応した送給速度を決定し、この送給速度を示す信号を出力する。送給速度制御部１９の信号を受けて、アーク制御部１２内にあるパルス波形設定部１４は、受信した信号が示すワイヤ送給速度に応じたピーク電流ＩＰやベース電流ＩＢなど各パルス波形パラメータを出力し、パルス波形制御部１５では各パルス波形パラメータの値を反映させたパルス波形を制御する。また、送給速度制御部１９の信号に基づいて、送給ローラを備えたワイヤ送給部２５は、溶接ワイヤ２４を送給する。
【００１５】  溶接電源装置３１と接続されたロボット制御部２０の内部にある溶接条件設定部２１は、溶接電流や溶接電圧等を設定する。溶接電源装置３１の出力端子３０ａは、溶接ワイヤ２４を保持するチップ２７に電気的に接続され、チップ２７を介して溶接ワイヤ２４に電力を供給する。出力端子３０ｂは、被溶接物２９に電気的に接続され、被溶接物２９に電力を供給する。溶接ワイヤ２４の先端部と被溶接物２９との間でアーク２８が発生する。なお、ワイヤ送給部２５は、溶接ワイヤ２４を保存する溶接ワイヤ保存部２３からトーチ２６のチップ２７に溶接ワイヤ２４を送給する。
【００１６】  図１に示すパルスアーク溶接装置１００１の各構成部は、各々単独に構成してもよいし、複数の構成部を複合して構成してもよい。
【００１７】  図２から図７は、溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との近辺の溶滴移行の状態とを示す。パルスアーク溶接装置１００１では、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より小さいベース電流ＩＢであるベース電流期間ＩＢＴとを交互に繰り返して溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間でアークを発生させてパルス溶接を行う。パルスアーク溶接装置１００１は、溶滴２４ｄが離脱する時点である離脱時点ｔｄを監視しながら溶接電流Ｉの波形を決定するパルス波形パラメータを調整する。
【００１８】  溶接電流Ｉは、ピーク電流ＩＰと、ピーク電流より小さいベース電流ＩＢとを交互にパルス周期ＰＴで周期的に繰り返すパルス波形を有する。図２に示すパルス波形は、定常的に溶接が行われる期間に繰り返される安定した溶滴移行（離脱）を実現する基本的なパルス波形である。パルス周期ＰＴは、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とからなる。パルス立上り期間ＩＰＲＴでは溶接電流Ｉがベース電流ＩＢからピーク電流ＩＰへ遷移する。ピーク電流期間ＩＰＴでは溶接電流Ｉはピーク電流ＩＰである。パルス立下り期間ＩＰＦＴでは溶接電流Ｉはピーク電流ＩＰからベース電流ＩＢへ遷移する。ベース電流期間ＩＢＴでは溶接電流Ｉはベース電流ＩＢである。パルス周期ＰＴの逆数であるパルス周波数ＰＨｚによりアーク２８のアーク長Ｌ２８を安定させながら溶滴移行する。
【００１９】  なお、１つのパルス周期ＰＴで１回だけ溶滴２４ｄを被溶接物２９に落下させる所謂１パルス当たり１ドロップを実現するように調整されたパルス波形パラメータは、被溶接物２９や使用する溶接ワイヤ２４等の溶接条件によって異なる。したがって、１パルス当たり１ドロップを実現するために、例えば、実験等の施工確認により推奨の溶接ワイヤやシールドガス等の溶接条件を求めておくことができる。
【００２０】  パルス立上り期間ＩＰＲＴに溶接ワイヤ２４が溶融して発生する溶滴２４ｄが成長し始め（状態Ｓａ）、ピーク電流期間ＩＰＴ中に溶滴２４ｄを最適な大きさまで成長させる（状態Ｓｂ）。次に、パルス立下り期間ＩＰＦＴ中に溶接ワイヤ２４の先端に溶滴２４ｄが離脱する直前の状態である局部的に小さい径を有するくびれ２４ｐを発生させる（状態Ｓｃ）。その後、ベース電流期間ＩＢＴ中の離脱時点ｔｄに溶滴２４ｄを溶接ワイヤ２４から離脱させる（状態Ｓｄ）。その後、パルス立上り期間ＩＰＲＴで溶接ワイヤ２４が溶融して発生する溶滴２４ｄが成長し始め、ピーク電流期間ＩＰＴで、溶接ワイヤ２４から離脱する大きさを溶滴２４ｄが有するまで溶滴２４ｄを成長させる（状態Ｓｆ）。次に、パルス立下り期間ＩＰＦＴ中に溶接ワイヤ２４の先端で溶滴２４ｄが離脱する直前の状態である局部的に小さい径を有するくびれ２４ｐを発生させる。その後、ベース電流期間ＩＢＴ中の離脱時点ｔｄに溶滴２４ｄを溶接ワイヤ２４から離脱させる（状態Ｓｇ）。図２に示す溶接電流Ｉのパルス波形は、パルス立上り期間ＩＰＲＴから次のパルス立上り期間ＩＰＲＴまでのパルス周期ＰＴにおいて１つの溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から１回だけ離脱する基本的な溶滴移行を行う最適なパルス波形である。
【００２１】  溶滴２４ｄの移行（離脱）がパルス周期ＰＴの逆数であるパルス周波数ＰＨｚにより繰り返し行われることにより、安定した溶接の状態を実現でき、スパッタの少ない好ましい外観を有するビードを得ることができる。
【００２２】  図３と図４は溶滴２４ｄが安定に離脱しない比較例の状態での溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、溶接移行の状態とを示す。
【００２３】  図３に示す溶接電流Ｉのパルス波形では、ベース電流期間ＩＢＴで溶滴２４ｄが離脱する基本的な溶滴離脱状態を実現する図２に示すパルス波形に比べて、溶接ワイヤ２４が過度に溶けて溶滴２４ｄが不安定に溶接ワイヤ２４から離脱する。図３に示すパルス波形では、パルス立上り期間ＩＰＲＴで溶滴２４ｄが成長し始め（状態Ｓａ）、ピーク電流期間ＩＰＴにて溶滴２４ｄが最適な大きさを有するまで溶滴２４ｄを成長させる（状態Ｓｂ、Ｓｃ１）。その後、パルス立下り期間ＩＰＦＴ中の離脱時点ｔｄで溶接ワイヤの先端で溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱する（状態Ｓｄ１）。図３に示す溶接電流Ｉの波形は、パルス立下り期間ＩＰＦＴの後のベース電流期間ＩＢＴ中では溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱できない状態（状態Ｓｄ）である最適ではない不安定な溶滴移行（溶滴離脱）のパルス波形である。すなわち、図３に示す溶接電流Ｉでは、ピーク電流期間ＩＰＴからベース電流期間ＩＢＴに移行するパルス立下り期間ＩＰＦＴで溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴより前でありすなわちベース電流期間ＩＢＴより早い。
【００２４】  この溶滴移行（溶滴離脱）状態がパルス周波数ＰＨｚにより繰り返し行われることにより、溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄが更にバラつき、不安定な溶接状態となってしまう可能性がある。
【００２５】  図３に示す不安定な溶滴移行（溶滴離脱）状態は、推奨の溶接ワイヤ２４に対して、実際に使用される溶接ワイヤ２４が溶融したときの粘性や表面張力が低い場合やシールドガスのＡｒガスの比率が大きくなった場合に起こることが多い。
【００２６】  図４に示す溶接電流Ｉのパルス波形では、ベース電流期間ＩＢＴで溶滴２４ｄが離脱する基本的な溶滴離脱状態を実現する図２に示すパルス波形に比べて溶滴移行が不安定であり、パルス周期ＰＴ１のうちのピーク電流期間ＩＰＴ１からベース電流期間ＩＢＴ１に移行しても溶滴２４ｄが離脱しない。パルス周期ＰＴ１でのパルス立上り期間ＩＰＲＴ１で溶滴２４ｄが成長し始め（状態Ｓａ）、ピーク電流期間ＩＰＴ１にて溶滴２４ｄが最適な大きさを有するまで溶滴２４ｄを成長させる（状態Ｓｂ）。続いて、パルス周期ＰＴ１でのパルス立下り期間ＩＰＦＴ１において溶接ワイヤ２４の先端で溶滴２４ｄが離脱する直前の状態であるくびれ２４ｐが発生せず（状態Ｓｃ２）、ベース電流期間ＩＢＴ１でも溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱できない（状態Ｓｄ２）。パルス周期ＰＴ１の次のパルス周期ＰＴ２での離脱時点ｔｄにおいて、ピーク電流期間ＩＰＴ２で溶滴２４ｄが肥大化し（状態Ｓｅ２）、重力によって離脱する（状態Ｓｆ２）。図４に示す溶滴移行の状態は最も不安定である。図４に示す溶接電流Ｉでは、或るパルス周期ＰＴ１のピーク電流期間ＩＰＴ１からベース電流期間ＩＢＴ１に移行しても溶滴２４ｄが離脱せず、パルス周期ＰＴ１の次のパルス周期ＰＴ２のピーク電流期間ＩＰＴ２中の離脱時点ｔｄでようやく溶滴２４ｄが離脱する、すなわち溶滴２４ｄが離脱する時点が遅く、ｎパルス当たり１ドロップの状態を呈する。
【００２７】  この溶滴移行（溶滴離脱）状態をパルス周波数ＰＨｚにより繰り返すことにより、溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄが大きくバラつき、不安定な溶接状態となる。
【００２８】  このような溶滴移行（溶滴離脱）状態になるのは、溶接ワイヤ２４の推奨の材料特性および溶接条件に対して実際に使用される溶接ワイヤ２４の粘性や表面張力が高い場合やシールドガスのＡｒガス比率が低くなった場合にこのような不安定状態になることが多い。
【００２９】  以上のような溶接ワイヤ２４やシールドガスの違いによる不安定な溶滴移行（溶滴離脱）状態を解消すべく、実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１では、溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄが最適となるように、パルス波形パラメータの１つまたは複数のパラメータにより次の周期以降での溶滴移行（溶滴離脱）の離脱時点ｔｄを調整する。具体的にはパルス周期ＰＴ中におけるベース電流期間ＩＢＴで溶滴２４ｄが離脱する（状態Ｓｄ）最適な状態である１パルス当たり１ドロップの状態になるように溶滴移行の状態を監視する。溶滴移行の状態の溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄに応じて、パルス波形パラメータの１つまたは複数のパラメータにより、次の周期以降での溶滴移行（溶滴２４ｄの離脱）の離脱時点ｔｄを調整する。
【００３０】  実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１でのパルス波形パラメータの調整の例を以下に説明する。
【００３１】  図５はパルスアーク溶接装置１００１の溶接電流Ｉと、溶接電圧Ｖと、溶滴移行の状態とを示す。図５は、ピーク電流ＩＰを調整することにより溶滴移行での溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄを調整する。詳細には図５に示す溶接電流Ｉでは、ベース電流期間ＩＢＴより前にパルス立下り期間ＩＰＦＴで溶接ワイヤ２４の先端から溶滴２４ｄが離脱した（状態Ｓｃ）図３に示す溶滴移行状態に対して、図３に示すピーク電流ＩＰよりピーク電流ＩＰを小さくして溶接電流Ｉのパルス波形の１つのパルス周期ＰＴでの面積を小さくし、溶接ワイヤ２４に印加される電気エネルギーを適正化する。
【００３２】  図５に示す溶接電流Ｉでは、パルス波形の面積を小さくしたことから、溶接ワイヤ２４の適正な溶融速度を確保するためには、ピーク電流ＩＰを小さくすると同時にパルス周期ＰＴを短くしてパルス周波数ＰＨｚを大きくすることで、溶接電流Ｉが適正な平均値である設定電流になるようにパルス波形パラメータ（ピーク電流ＩＰ、パルス周波数ＰＨｚ）を調整する。これにより、アーク長Ｌ２８を安定させながらベース電流期間ＩＢＴで溶滴２４ｄが離脱する最適な状態の溶滴離脱タイミングを得ることができる。
【００３３】  ピーク電流ＩＰを調整することにより溶滴移行での溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄを調整する上記の方法において、逆に、図４に示す溶滴移行（離脱）状態において、パルス周期ＰＴ１のベース電流期間ＩＢＴ１中ではなく、パルス周期ＰＴ１の次のパルス周期ＰＴ２のピーク電流期間ＩＰＴ２で溶滴２４ｄが肥大化し重力によって離脱するといった最も不安定な溶滴移行（離脱）状態（状態Ｓｆ２）に対しては、図４に示すピーク電流ＩＰよりピーク電流ＩＰの値を大きくしてパルス波形の１つのパルス周期ＰＴあたりの面積を大きくし、溶接ワイヤ２４に印加される電気エネルギーを適正化する。
【００３４】  上記の溶接電流Ｉでは、パルス面積を大きくしたことから、溶接ワイヤ２４の適正な溶融速度を確保するためには、ピーク電流ＩＰを大きくすると同時にパルス周期ＰＴを長くしてパルス周波数ＰＨｚを低くすることでパルス波形パラメータ（ピーク電流ＩＰ）を調整する。これにより、アーク長Ｌ２８を安定させながらベース電流期間ＩＢＴで溶滴２４ｄが離脱する最適な状態の溶滴離脱タイミングを得ることができる。
【００３５】  パルスアーク溶接装置１００１でのピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの具体的な調整の例を説明する。図６は、アーク長Ｌ２８を安定させながら溶滴移行（溶滴離脱）状態を最適に調整するパルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係を示す。
【００３６】  図６は、溶接ワイヤ２４が軟鋼であるパルスＭＡＧ溶接において、溶接ワイヤ２４の径がφ１．２であり、溶接電流Ｉの設定電流２００Ａである場合でのピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係を示し、ピーク電流ＩＰの基準値は４６０Ａであり、パルス周波数ＰＨｚの基準値は２１０Ｈｚである。
【００３７】  推奨されている条件と異なる条件の溶接ワイヤ２４やシールドガスを使用したときのパルスアーク溶接装置１００１の図６に示す関係に基づくパルス波形パラメータの調整を説明する。
【００３８】  図３に示すように、ベース電流期間ＩＢＴより前に溶滴２４ｄが離脱して溶滴離脱のタイミングが早過ぎる場合では、溶接ワイヤ２４の溶融速度が大き過ぎると判断される。これに対し、溶接ワイヤ２４の溶融速度としての最適なパルス波形の面積にするために、図６に示す、パルス周波数ＰＨｚとピーク電流ＩＰの予め求められた関係に基づき、ピーク電流ＩＰを４４０Ａと上述の基準値４６０Ａより小さくした場合は、パルス周波数ＰＨｚを基準値２１０Ｈｚから２１５Ｈｚと高くすることで安定したアーク長Ｌ２８を確保することができる。
【００３９】  逆に、図４に示すように、パルス周期ＰＴ１におけるベース電流期間ＩＢＴ１中に溶滴２４ｄが離脱せず、ベース電流期間ＩＢＴ１より後に溶滴２４ｄが離脱する、すなわち溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄパルス周期ＰＴ１の次のパルス周期ＰＴ２の、ピーク電流期間ＩＰＴ２にまで遅れる場合では、溶接ワイヤ２４の溶融速度が小さ過ぎると判断する。これに対し、適正な溶接ワイヤの溶融速度である最適なパルス波形の面積にするために、図６に示すパルス周波数ＰＨｚとピーク電流ＩＰとの関係に基づき、ピーク電流ＩＰを基準値４６０Ａから５００Ａに大きくした場合は、パルス周波数ＰＨｚを基準値２１０Ｈｚから１９５Ｈｚと低くすることで安定したアーク長Ｌ２８を確保することができる。
【００４０】  このように、パルス周波数ＰＨｚとピーク電流ＩＰとの予め求められた関係に基づき、溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ１内でなければ、ベース電流期間ＩＢＴ１内となるようにパルス波形パラメータとしてのピーク電流ＩＰを調整するとともにパルス周波数ＰＨｚを調整する。具体的には、溶接制御部３１ｂは、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ１より早いすなわちベース電流期間ＩＢＴ１の前である場合は、ピーク電流ＩＰを減少させると共にパルス周波数ＰＨｚを増加させるようにし、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ１より遅いすなわちベース電流期間ＩＢＴ１の後である場合は、ピーク電流ＩＰを増加させると共にパルス周波数ＰＨｚを減少させるようにパルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【００４１】  実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１では、ピーク電流ＩＰの値では無く、ピーク電流期間ＩＰＴの長さを調整することで溶滴２４ｄが離脱するタイミングを調整することができる。図７はピーク電流期間ＩＰＴを調整することにより溶滴移行（溶滴離脱）状態の溶滴２４ｄが離脱するタイミングを調整する場合での溶接電圧Ｖと、溶接電流Ｉと、溶接移行の状態とを示す。図３に示す不安定な溶滴移行（溶滴離脱）状態において、ベース電流期間ＩＢＴより前のパルス立下り期間ＩＰＦＴで溶接ワイヤ２４の先端から溶滴２４ｄが離脱した状態Ｓｄ１に対して、図７に示すように、ピーク電流期間ＩＰＴを短くしてパルス波形の面積を小さくし、溶接ワイヤ２４に印加される電気エネルギーを小さくして適正化する。
【００４２】  図７に示す溶接電流Ｉでは、パルス面積を小さくしたことから、溶接ワイヤ２４の適正な溶融速度を確保するためには、ピーク電流期間ＩＰＴを短くすると同時にパルス周期ＰＴを短くしてパルス周波数ＰＨｚを高くすることで、溶接電流Ｉが適正な平均電流である設定電流になるようにパルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとを調整する。これにより、アーク長Ｌ２８を安定させながらベース電流期間ＩＢＴに溶滴２４ｄが離脱する最適な状態の溶滴移行タイミングを得ることができる。
【００４３】  ピーク電流期間ＩＰＴを調整することにより溶滴移行での離脱時点ｔｄを調整する上記の方法において、逆に、図４に示す溶滴移行（溶滴離脱）状態において、状態Ｓｆ２では、パルス周期ＰＴ１でのベース電流期間ＩＢＴ１中に溶滴２４ｄが離脱せず、ベース電流期間ＩＢＴ１より後、すなわちパルス周期ＰＴ１の次のパルス周期ＰＴ２でのピーク電流期間ＩＰＴ２で溶滴２４ｄが肥大化し、重力によって離脱する不安定な溶滴移行（溶滴離脱）の状態になっている。状態Ｓｆ２に対しては、ピーク電流期間ＩＰＴを長くしパルス波形の１つのパルス周期ＰＴでの面積を大きくし、溶接ワイヤ２４の適正な溶融速度を確保するために溶接ワイヤ２４に印加される電気エネルギーを適正化する。
【００４４】  上記の溶接電流Ｉでは、パルス波形の面積を大きくしたことから、同じ溶融速度を確保するためには、ピーク電流期間ＩＰＴを長くすると同時にパルス周期ＰＴを長くしてパルス周波数ＰＨｚを低くすることで、アーク長Ｌ２８を安定させながら溶滴移行（離脱）状態を最適な状態に調整することができる。
【００４５】  パルスアーク溶接装置１００１でのピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの具体的な調整の例を説明する。図８は、アーク長Ｌ２８を安定させながら溶滴移行（離脱）状態を最適に調整するパルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係を示す。
【００４６】  図８は、溶接ワイヤ２４が軟鋼であるパルスＭＡＧ溶接において、溶接ワイヤ２４の径がφ１．２であり、溶接電流Ｉの設定電流が２００Ａである場合でのパルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係を示す。図８に示す関係では、ピーク電流期間ＩＰＴの基準値が６２０μｓであり、パルス周波数ＰＨｚの基準値が２１０Ｈｚである。
【００４７】  推奨されている条件と異なる溶接ワイヤ２４やシールドガスを使用したときのパルスアーク溶接装置１００１の図８に示す関係に基づくパルス波形パラメータの調整を説明する。
【００４８】  図３に示すように、ベース電流期間ＩＢＴより前に溶滴２４ｄが離脱し、溶滴離脱のタイミングが早過ぎる場合では、溶接ワイヤ２４の溶融速度が大き過ぎると判断する。これに対し、溶接ワイヤ２４の溶融速度としての最適なパルス波形の面積にするために、図８に示すパルス周波数ＰＨｚとピーク電流期間ＩＰＴとの予め求められた関係に基づき、ピーク電流期間ＩＰＴを基準値６２０μｓから５８０μｓと短くした場合は、パルス周波数ＰＨｚを基準値２１０Ｈｚから２１５Ｈｚと高くすることで安定したアーク長Ｌ２８を確保することができる。
【００４９】  逆に、図４に示すように、パルス周期ＰＴ１においてベース電流期間ＩＢＴ１中に溶滴２４ｄが離脱せず、ベース電流期間ＩＢＴ１より後に溶滴２４ｄが離脱する、すなわち溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄがパルス周期ＰＴ１の次のパルス周期ＰＴ２でのピーク電流期間ＩＰＴ２にまで遅れる場合では、溶融速度が小さ過ぎると判断する。これに対し、適正な溶接ワイヤ２４の溶融速度である最適なパルス波形の面積にするために、図８に示すパルス周波数ＰＨｚとピーク電流期間ＩＰＴの予め求められた関係に基づき、ピーク電流期間ＩＰＴを基準値６２０μｓから７００μｓに長くした場合は、パルス周波数ＰＨｚを基準値２１０Ｈｚから１９５Ｈｚと低くすることで安定したアーク長Ｌ２８を確保することができる。
【００５０】  このように、溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ１内でなければ、ベース電流期間ＩＢＴ１内となるようにパルス波形パラメータとしてのピーク電流期間ＩＰＴを調整するとともに、パルス周波数ＰＨｚとピーク電流期間ＩＰＴとの予め求められた関係に基づきパルス周波数ＰＨｚを調整する。具体的には、溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄが早過ぎる場合は、ピーク電流期間ＩＰＴを減少させると共にパルス周波数ＰＨｚを増加させるようにし、離脱時点ｔｄが遅過ぎる場合は、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させると共にパルス周波数ＰＨｚを減少させるように、パルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとを調整する。
【００５１】  ピーク電流ＩＰやピーク電流期間ＩＰＴを最適な数値に基準値から変更するか否かは、溶滴移行（溶滴離脱）状態の監視において、溶接電圧Ｖをリアルタイムに監視し、ベース電流期間ＩＢＴにてくびれ２４ｐが発生する状態を検出する、すなわち溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱する離脱時点ｔｄを判定するために、溶接電圧Ｖを時間で微分して得られた時間微分値を所定の値と比較することで判断する。溶接制御部３１ｂのアーク制御部１２の溶滴離脱検出部１３は、上記の時間微分値が所定の値より小さい値からその所定の値を超えた所定の変化を検出した時点を離脱時点ｔｄと判定することができる。
【００５２】  溶接制御部３１ｂは、ベース電流期間ＩＢＴより前のピーク電流期間ＩＰＴやパルス立下り期間ＩＰＦＴで１回または毎回のパルス周期に溶接電圧Ｖの上記時間微分値が所定の値より小さい値から所定の値を超えることを検出した場合は、溶接ワイヤ２４の溶融速度が速く、溶接ワイヤ２４を溶かす電気エネルギーが相対的に大きいと判断し、パルス波形パラメータのピーク電流ＩＰを小さくまたはピーク電流期間ＩＰＴを短くするようにパルス波形パラメータを調整する。
【００５３】  ピーク電流ＩＰを減少させて調整する場合では、溶接制御部３１ｂは、パルス周期ＰＴ毎にピーク電流ＩＰを５Ａ等の所定の変化分だけ減少させていきながら、ベース電流期間ＩＢＴで溶接電圧Ｖの時間微分値の上記の所定の変化を検出するまで、パルス周期ＰＴ毎に時間微分値を監視してピーク電流ＩＰを調整する。１回または毎回のパルス周期ＰＴにベース電流期間ＩＢＴで溶接電圧Ｖの時間微分値の上記所定の変化を検出すると、ピーク電流ＩＰを減少させることを停止する。
【００５４】  ピーク電流期間ＩＰＴを減少させて調整する場合でも同様に、溶接制御部３１ｂは、パルス周期ＰＴ毎にピーク電流期間ＩＰＴを１０μｓ等の所定の変化分だけ減少させながら、１回または毎回のパルス周期ＰＴにおいてベース電流期間ＩＢＴで溶接電圧Ｖの上記所定の変化を検出すると、ピーク電流期間ＩＰＴを減少させることを停止する。
【００５５】  溶接制御部３１ｂは、逆に、パルス周期ＰＴ１のベース電流期間ＩＢＴより後に、詳細には、パルス周期ＰＴ１の次のパルス周期ＰＴ２以降の時点に溶接電圧Ｖの時間微分値の上記変化を検出した場合や、パルス周期ＰＴ毎に溶接電圧Ｖの上記所定の変化を検出せずに、複数回のパルス周期ＰＴに１回の割合で時間微分値の所定の変化を検出する場合は、溶接ワイヤ２４の溶融速度が遅く、溶接ワイヤ２４を溶かす電気エネルギーが相対的に少ないものと判断する。これに対し、溶接制御部３１ｂは、パルス波形パラメータとしてピーク電流ＩＰを増加させるまたはピーク電流期間ＩＰＴを増加させるようにパルス波形パラメータを調整する。
【００５６】  ピーク電流ＩＰを増加させて調整する場合では、溶接制御部３１ｂは、パルス周期ＰＴ毎にピーク電流ＩＰを５Ａ等の所定の変化分だけ増加させていきながら、ベース電流期間ＩＢＴにて溶接電圧Ｖの時間微分値の上記所定の変化を検出するまで、パルス周期ＰＴ毎に溶接電圧Ｖの時間微分値を監視してピーク電流ＩＰを調整する。１回または毎回のパルス周期でベース電流期間ＩＢＴに溶接電圧Ｖの時間微分値の上記所定の変化を検出すると、ピーク電流ＩＰを増加させることを停止する。
【００５７】  また、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させて調整する場合でも同様に、溶接制御部３１ｂは、パルス周期ＰＴ毎にピーク電流期間ＩＰＴを１０μｓ等の所定の変化分だけ増加させながら、１回または毎回のパルス周期ＰＴで溶接電圧Ｖの時間微分値の上記所定の変化を検出すると、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させることを停止する。
【００５８】  溶滴離脱検出部１３は、溶接電圧Ｖの時間微分値ではなく、溶接電圧Ｖの値で溶滴２４ｄの離脱の離脱時点ｔｄを判定してもよい。
【００５９】  溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱する離脱時点ｔｄは溶接電圧Ｖを溶接電流Ｉで割った抵抗値で判定してもよい。この場合には、例えば、溶滴離脱検出部１３は、抵抗値を時間で微分した時間微分値が所定の値より小さい値からその所定の値を超えた所定の変化を検出した時点を離脱時点ｔｄと判定することができる。溶滴離脱検出部１３は、抵抗値の時間微分値ではなく、抵抗値自体で離脱時点ｔｄを判定してもよい。溶滴２４ｄの離脱に伴う溶接電圧Ｖの変動が小さい場合は、溶接電圧Ｖに基づくと離脱時点ｔｄを誤って判定する場合があるので、離脱時点ｔｄを判定することが好ましい。
【００６０】  上記のような溶滴移行（溶滴離脱）状態を監視し、溶滴移行（溶滴離脱）状態の溶滴移行タイミングをパルス波形パラメータの調整にて行う場合において、各パルス波形パラメータの複数のパラメータの調整を組み合わせて行うことも可能である。上記の動作では、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴをそれぞれ調整することで溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄを調整する。パルスアーク溶接装置１００１では、溶接制御部３１ｂは、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴとを共に調整することで離脱時点ｔｄを調整することができる。この場合、図６、図８に示すパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づきピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴとを共に調整する場合、同時に相関関係にあるパルス周波数ＰＨｚも調整する。パルス波形パラメータのうち１つのパラメータではなく、複数のパラメータで行うことで１つのパラメータ当たりの変化量を少なくできるため、離脱時点ｔｄの調整幅を広げることができる。
【００６１】  具体的には、実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１では以下のように溶接電流Ｉのピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴの双方を調整してかつパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【００６２】  例えば、溶滴２４ｄの離脱時点ｔｄが図４に示すように遅すぎる状態で離脱時点ｔｄを早める場合に溶接制御部３１ｂはピーク電流ＩＰを増加させる。離脱時点ｔｄが図２に示すようにベース電流期間ＩＢＴ内にある状態にするために溶接電源部３１ａの出力できる最大値を超えるピーク電流ＩＰを要する場合には、溶接制御部３１ｂはピーク電流ＩＰを最大値付近まで増加させた後、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させる。溶接制御部３１ｂは、ピーク電流ＩＰを増加させると同時に図８に示すピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づいてパルス周波数ＰＨｚを調整し、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させると同時に図７に示すピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づいてパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【００６３】  もしくは、溶滴２４ｄの離脱の離脱時点ｔｄを早める場合に溶接制御部３１ｂはピーク電流期間ＩＰＴを増加させる。また、離脱時点ｔｄが図２に示すようにベース電流期間ＩＢＴ内にある状態にするためにピーク電流期間ＩＰＴが増加すると、パルス周期ＰＴ１でのピーク電流期間ＩＰＴ１が次のパルス周期ＰＴ２でのピーク電流期間ＩＰＴ２が近づき過ぎてベース電流期間ＩＢＴ１が短くなりパルス波形を形成できなくなる。この場合は、溶接制御部３１ｂはピーク電流期間ＩＰＴをその最大許容値の近くまで増加させた後、ピーク電流ＩＰを増加させる。溶接制御部３１ｂは、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させると同時に図８に示すピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づいてパルス周波数ＰＨｚを調整し、ピーク電流ＩＰを増加させると同時に図６に示すピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づいてパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【００６４】  溶接電圧Ｖによりくびれ２４ｐが発生した状態を示す波形が現れやすい溶接ワイヤ２４の材料は軟鋼ワイヤやアルミワイヤである。ステンレスワイヤは、溶接電圧Ｖにくびれ２４ｐが発生した状態を示す波形が現れにくいため、くびれ２４ｐの発生を検出し難い。
【００６５】  実施の形態１におけるパルスアーク溶接制御方法では、溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間でアークを発生させてピーク電流期間ＩＰＴとベース電流期間ＩＢＴとを繰り返すパルス溶接を行う。溶接中の溶接電圧Ｖの時間微分値を監視し、時間微分値が所定の値を超えた場合は、溶滴２４ｄが離脱したと判断する。溶滴２４ｄが離脱した離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内でなければ、ベース電流期間ＩＢＴ内となるように、パルス周波数ＰＨｚとピーク電流ＩＰとの予め求められた関係に基づき、パルス波形パラメータとしてのピーク電流ＩＰおよび／またはピーク電流期間ＩＰＴを調整するとともにパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【００６６】  図１に示す溶接電源装置３１において、短絡／アーク検出部１０は、溶接電圧検出部８の出力および／または溶接電流検出部９の出力に基づいて溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間で短絡が発生しているかアークが発生しているのかを判定する。短絡制御部１１は、短絡が発生している短絡期間中に出力制御部７を制御する。アーク制御部１２はアークが発生しているアーク期間中に出力制御部７を制御する。
【００６７】  パルス波形設定部１４は、アーク期間中にパルス波形を設定する。
【００６８】  溶接電源装置３１において、短絡制御部１１は、短絡／アーク検出部１０から短絡が発生していることを示す信号を受けると、短絡を開放させることができるように、短絡期間に溶接ワイヤ２４に流れる短絡電流ＩＳを制御する。
【００６９】  アーク制御部１２は、短絡／アーク検出部１０からアークが発生していることを示す信号を受けると、アーク制御部１２のパルス波形設定部１４により、ピーク電流ＩＰとベース電流ＩＢ、ピーク電流期間ＩＰＴ、ベース電流期間ＩＢＴなどのパルス波形パラメータをパルス波形制御部１５に送る。
【００７０】  アーク状態において、アーク制御部１２の溶滴離脱検出部１３は溶接電圧検出部８で検出した溶接電圧Ｖをリアルタイムに監視し、溶滴２４ｄが離脱したことを示す所定の値を溶接電圧Ｖの時間微分値が超えた離脱時点ｔｄを検出する。アーク制御部１２は離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内であるか否かを判断する。
【００７１】  溶滴２４ｄが離脱した離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内であれば、アーク制御部１２はパルス波形設定部１４から出力されたパルス波形パラメータをそのまま出力し続ける。離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ外であれば、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴとのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを調整するとともに、これに対応して、パルス波形パラメータとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づいてパルス周波数ＰＨｚを調整する。これにより、ベース電流期間ＩＢＴ内で溶滴２４ｄが離脱するように、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを徐々に変更しながら離脱時点ｔｄを前述のように調整する。調整の内容はパルス波形制御部１５においてそれぞれに対応する、ピーク電流補正部１６、ピーク電流期間補正部１７、およびパルス周波数補正部１８にて保存される。
【００７２】  図６と図８に示す関係は以下のように実験的に求めることができる。溶接ワイヤ２４の様々な材質よりなり様々な径を有する複数の試料の溶接ワイヤのそれぞれに対して、例えば、ベース電流期間ＩＢＴ内で溶滴２４ｄが離脱して溶滴移行が行われるように、パルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰを調整するとともに、これに対応してパルス周波数ＰＨｚが調整される。この調整に基づいて、対応するパルス波形パラメータのピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚの値がピーク電流補正部１６、ピーク電流期間補正部１７、パルス周波数補正部１８などの各補正部のデータベースにそれぞれ保存されて図６に示すピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの関係が求められる。同様に、溶接ワイヤ２４の様々な材質よりなり様々な径を有する複数の試料の溶接ワイヤのそれぞれに対して、ベース電流期間ＩＢＴ内で溶滴２４ｄが離脱して溶滴移行が行われるように、パルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴを調整するとともに、これに対応してパルス周波数ＰＨｚが調整される。この調整に基づいて、対応するパルス波形パラメータのピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚの値がピーク電流補正部１６、ピーク電流期間補正部１７、パルス周波数補正部１８などの各補正部のデータベースにそれぞれ保存されて図８に示すピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの関係が求められる。
【００７３】  例えば、移動平均としての設定電流の設定において、１００Ａから３００Ａまでの設定電流の範囲で２０Ａ毎の設定の設定電流の値に対してベース電流期間ＩＢＴ内で溶滴２４ｄが離脱して溶滴移行が行われるように、パルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰを調整するとともに、これに対応してパルス周波数ＰＨｚが調整される。この調整に基づいて、対応するパルス波形パラメータのピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚの値がピーク電流補正部１６、ピーク電流期間補正部１７、パルス周波数補正部１８などの各補正部のデータベースにそれぞれ保存されて図６に示すピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの関係が求められる。同様に、１００Ａから３００Ａまでの範囲で２０Ａ毎の設定電流の値に対してベース電流期間ＩＢＴ内で溶滴２４ｄが離脱して溶滴移行が行われるように、パルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴを調整するとともに、これに対応してパルス周波数ＰＨｚが調整される。この調整に基づいて、対応するパルス波形パラメータのピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚの値がピーク電流補正部１６、ピーク電流期間補正部１７、パルス周波数補正部１８などの各補正部のデータベースにそれぞれ保存されて図８に示すピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの関係が求められる。これらの動作により、溶接電流Ｉの値の広い範囲で安定した溶接を行うことができる。
【００７４】  また、例えば１ｍ／分から１０ｍ／分までの範囲で１ｍ／分毎の溶接ワイヤ２４の送給速度の値において、ベース電流期間ＩＢＴ内で溶滴２４ｄが離脱して溶滴移行が行われるように、パルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰを調整するとともに、これに対応してパルス周波数ＰＨｚが調整される。この調整に基づいて、対応するパルス波形パラメータのピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚの値をピーク電流補正部１６、ピーク電流期間補正部１７、パルス周波数補正部１８などの各補正部のデータベースにそれぞれ保存されて図６に示すピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの関係が求められる。同様に、１ｍ／分から１０ｍ／分までの範囲で１ｍ／分毎の溶接ワイヤ２４の送給速度の値に対して、ベース電流期間ＩＢＴ内で溶滴２４ｄが離脱して溶滴移行が行われるように、パルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴを調整するとともに、これに対応してパルス周波数ＰＨｚが調整される。この調整に基づいて、対応するパルス波形パラメータのピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚの値をピーク電流補正部１６、ピーク電流期間補正部１７、パルス周波数補正部１８などの各補正部のデータベースにそれぞれ保存されて図８に示すピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの関係が求められる。この動作により溶接ワイヤ２４の溶接速度の広い範囲で安定した溶接を行うことができる。
【００７５】  なお、図６や図８に示す関係を示すピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚの値はデータベースとして持つことに加え、それらの値を補間して近似する１次関数や２次関数などの関数として保存しても良い。
【００７６】  なお、溶接の条件を出す前段階で、テストピースを溶接してパルス波形パラメータの値を導き出しておくことでと溶滴移行（溶滴離脱）のタイミングを調整するためのパルス波形パラメータの値での溶接の条をスムーズに設定することができる。
【００７７】  溶接機メーカーが推奨する溶接ワイヤに比べ、ユーザーが使用する溶接ワイヤが粘性や表面張力などが異なると、溶滴移行の状態が大きく異なり、溶滴移行（溶滴離脱）タイミングにも規則性がなく、安定した溶接ができない可能性がある。
【００７８】  なお、溶接制御部３１ｂは、溶滴２４ｄが離脱した離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内である場合に、離脱時点ｔｄが所定のベース電流期間ＩＢＴ内であるように、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴとの少なくとも１つであるパルス波形パラメータとパルス周波数ＰＨｚとを設定する。溶接制御部３１ｂは、溶滴２４ｄが離脱した離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内である場合に、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内であるように上記パルス波形パラメータとパルス周波数ＰＨｚとを維持する。
【００７９】  通常、パルスアーク溶接機は、溶接機メーカーが推奨する溶接ワイヤでの個別に設定された適正な溶接条件を選定することによって、ピーク電流に同期して１ピーク電流当たりに１個の溶滴移行（溶滴離脱）をさせることが可能である。
【００８０】  しかし、溶接ワイヤや溶接条件を変更するなどして、ピーク電流期間に溶滴移行（溶滴離脱）を適正に行うことが難しい場合には、数回のピーク電流に１個の割合で溶滴が離脱する現象が時々発生し、このため溶滴移行（溶滴離脱）が不安定になる。また、溶接ワイヤ先端に大きな溶融金属が累積付着し、母材と短絡し、スパッタを発生させる原因となる。
【００８１】  図９は上記の問題を解決する比較例のパルスアーク溶接における溶接電流を示す。このパルスアーク溶接の方法では、溶滴移行（溶滴離脱）の安定性を高めて溶接作業性の向上を図るため、図９のように、溶滴移行（離脱）が生じるまでピーク電流期間ＴＰを継続させ、溶滴移行（離脱）をパルスの１周期に１回確実に生じさせる。
【００８２】  しかしながら、１パルス当たり１ドロップを確実に行われるものの溶滴移行（溶滴離脱）する時点ｔＤは必ずピーク電流期間ＴＰ内であることからピーク電流期間ＴＰの長さが毎回変動する。したがって、パルス周期性にバラツキが生じるため、アーク長の変動が大きく、溶接安定性に欠けることになり、場合によっては、溶接の不安定がビードの外観に現れることもある。
【００８３】  また、万が一、溶滴移行（溶滴離脱）前に母材と短絡した場合は、高いピーク電流値での短絡につき、多量のスパッタが発生することも十分考えられる。したがって、このパルスアーク溶接においては、溶接安定性を確保できないおそれがある。
【００８４】  実施の形態１におけるパルスアーク溶接制御方法およびパルスアーク溶接装置１００１によれば、溶滴移行（溶滴離脱）状態を検出し、パルス波形を溶滴移行（溶滴離脱）の離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内でなければ、ベース電流期間ＩＢＴ内となるように、パルス波形パラメータとしてのピーク電流ＩＰおよび／またはピーク電流期間ＩＰＴを調整するとともにパルス周波数ＰＨｚを調整することで１つのパルス周期ＰＴの１パルス当たり１ドロップの安定した溶接を行うことができ、均質なビードが得られる等、高い溶接品質を実現することができる。
【００８５】  （実施の形態２）  図１０は実施の形態２におけるパルスアーク溶接装置１００２の概略構成図である。図１０において、図１に示す実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１と同じ部分には同じ参照番号を付す。実施の形態２におけるパルスアーク溶接装置１００２は、実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１の溶接制御部３１ｂの溶滴離脱検出部１３を備えていない。
【００８６】  パルスアーク溶接装置１００２では、短絡／アーク検出部１０は溶接電圧Ｖに基づいて溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との短絡を検出することにより、溶滴が溶接ワイヤ２４から離脱したことを検出する。使用する溶接ワイヤ２４やシールドガスなどの溶接条件の違いによる不安定な溶滴移行状態を解消すべく、パルスアーク溶接装置１００２は溶滴移行状態が最適な状態になるよう、溶滴移行（溶滴の離脱）の離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内でなければ、ベース電流期間ＩＢＴ内となるように１つ以上のパルス波形パラメータを調整、上記時点がベース電流期間ＩＢＴ内となるように上記１つ以上のパルス波形パラメータを調整する。
【００８７】  図１１は実施の形態２におけるパルスアーク溶接装置１００２において、溶接制御部３１ｂがピーク電流ＩＰで溶滴移行の溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱する離脱時点を調整する際の溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖと溶滴移行の状態とを示す。図１１において、図１に示す実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１での溶接電流Ｉと溶接電流Ｉと溶滴移行の状態と同じ部分には同じ参照番号を付す。詳細には、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴの少なくとも１つであるパルス波形パラメータの調整前において、短絡／アーク検出部１０は溶接中の溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間の短絡をリアルタイムに検出する。溶接制御部３１ｂは、ベース電流期間ＩＢＴより早くベース電流期間ＩＢＴより前のパルス立下り期間ＩＰＦＴで溶接ワイヤ２４の先端で溶滴２４ｄが被溶接物２９と短絡した状態（溶接電圧Ｖの破線での状態Ｓｃ１１）では、溶接ワイヤ２４を溶かす電気エネルギーが過度に多いと判断する。この場合には、溶接制御部３１ｂは、図１１に示す実線で示す溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖが得られるように、パルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰを減少させてパルス波形の面積を小さくし、電気エネルギーを適正化する。なお、溶接ワイヤ２４が溶滴２４ｄを介して被溶接物２９と短絡しているときには、溶接電源部３１ａは溶接ワイヤ２４に短絡電流ＩＳを流す。
【００８８】  図１１に示す波形パラメータではパルス波形の面積を小さくしたことから、適正なワイヤ溶融速度を確保するためにパルス周期ＰＴを短くしてパルス周波数ＰＨｚを高く調整する。これにより、溶接電流Ｉの平均値が適正な設定電流になるようにパルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚを調整し、アーク長Ｌ２８を安定させながら溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱する離脱時点ｔｄをベース電流期間ＩＢＴ内となる最適な状態のタイミングに調整することができる。
【００８９】  また、パルス波形パラメータの調整前において、溶接中の短絡をリアルタイムに検出し、ベース電流期間ＩＢＴ中に溶滴２４ｄ離脱せず、ベース電流期間ＩＢＴより遅くベース電流期間ＩＢＴの後のピーク電流期間ＩＰＴで溶滴２４ｄが肥大化し、溶接ワイヤ２４の先端で被溶接物２９と接触した溶滴２４ｄを介して溶接ワイヤ２４と被溶接物２９が短絡した場合には、溶接制御部３１ｂは溶接ワイヤ２４の溶融速度が過度に遅く、溶接ワイヤ２４を溶かす電気エネルギーが過度に少ないと判断する。これに対し、溶接制御部３１ｂは、パルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰを増加させてパルス波形の面積を大きくし、電気エネルギーを適正化する。
【００９０】  上記の制御では、パルス波形の面積を大きくしたことから、適正な溶接ワイヤ２４の溶融速度を確保するために、溶接制御部３１ｂは、同時に、パルス周期ＰＴを長くしてパルス周波数ＰＨｚを低く調整する。このように、溶接制御部３１ｂは、溶接電流Ｉの平均値が適正に設定電流になるようにパルス波形パラメータであるピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚを調整し、アーク長Ｌ２８を安定させながら溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄをベース電流期間ＩＢＴ内となる最適な状態に調整する。
【００９１】  図１２は溶接中の短絡をリアルタイムに検出してピーク電流期間ＩＰＴで溶滴２４ｄが被溶接物２９と短絡する短絡移行タイミングを調整する際の溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖと短絡移行の状態とを示す。詳細には、短絡／アーク検出部１０が溶滴移行（短絡）を検出して、ベース電流期間ＩＢＴより前に溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱し、パルス立下り期間ＩＰＦＴで溶接ワイヤ２４の先端で溶滴２４ｄが被溶接物２９と短絡した状態（破線で示す溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖでの状態Ｓｆ１２）に対して、溶接制御部３１ｂは、実線で示す溶接電流Ｉと溶接電圧Ｖが得られるように、パルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴを短くしてパルス波形の面積を小さくし、電気エネルギーを適正化する。
【００９２】  また、図１２に示す制御ではパルス波形の面積を小さくしたことから、溶接ワイヤ２４の適正な溶融速度を確保するためには、溶接制御部３１ｂは同時にパルス周期ＰＴを短くしてパルス周波数ＰＨｚを高くすることで、アーク長Ｌ２８を安定させながら溶滴移行（短絡）の離脱時点ｔｄをベース電流期間ＩＢＴ内にする最適な状態のタイミングに調整することができる。
【００９３】  また、溶接中の短絡をリアルタイムに検出すし、パルス周期ＰＴ１のベース電流期間ＩＢＴ１中に短絡が生じず、ベース電流期間ＩＢＴ１より後の次のパルス周期ＰＴ２のピーク電流期間ＩＰＴ２で溶滴２４ｄが肥大化し、溶接ワイヤ２４の先端で溶滴２４ｄが被溶接物２９と短絡した場合には、不安定な溶滴移行（短絡）状態となる。この場合は、パルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴを長くしパルス波形の面積を大きくし、適正な溶接ワイヤ２４の溶融速度を確保するために電気エネルギーを適正化する。
【００９４】  パルス波形パラメータの上記の調整ではパルス波形の面積を大きくしたことから、面積を大きくする前と同じ溶接ワイヤ２４の溶融速度を確保するために、溶接制御部３１ｂは同時にパルス周期ＰＴを長くしてパルス周波数ＰＨｚを低くするようにして、溶接電流Ｉの平均値が設定電流になるようにパルス波形パラメータであるピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚを調整する。これにより、アーク長Ｌ２８を安定させながら短絡が発生し溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄをベース電流期間ＩＢＴとなる最適な状態のタイミングに調整して、ベース電流期間ＩＢＴ１中に短絡が生じるようにする。
【００９５】  パルスアーク溶接装置１００２は、実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１と同様に、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴの双方を調整して、かつパルス周波数ＰＨｚを調整することで、溶滴２４ｄが被溶接物２９を短絡する時点すなわち離脱時点ｔｄを調整してもよい。
【００９６】  実施の形態２におけるパルスアーク溶接装置１００２では、溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間でアークを発生させてピーク電流期間ＩＰＴとベース電流期間ＩＢＴとを繰り返すパルス溶接を行う。溶接制御部３１ｂの短絡／アーク検出部１０は溶接中の短絡を検出し、短絡を検出した時点を、言い替えると短絡に基づいて検出した時点を溶滴２４ｄが離脱した離脱時点ｔｄと判断する。溶接制御部３１ｂは、短絡を検出した時点がベース電流期間ＩＢＴ内となるように、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴのうちの少なくとも１つを調整するとともに、実施の形態１におけるパルスアーク溶接装置１００１の図６に示すパルス周波数ＰＨｚとピーク電流ＩＰとの予め求められた関係と図８に示すパルス周波数ＰＨｚとピーク電流期間ＩＰＴとの予め求められた関係との少なくとも１つに基づきパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【００９７】  溶接機メーカーが推奨する溶接ワイヤやシールドガスなどの推奨の溶接条件に比べ、ユーザーが使用する溶接ワイヤが粘性や表面張力またはシールドガスなどの溶接条件などが異なると、溶滴移行形態が大きく異なることになり、溶滴移行タイミングにも規則性がなく、安定した溶接ができない可能性がある。
【００９８】  実施の形態２におけるパルスアーク溶接方法とパルスアーク溶接装置１００２では、溶滴２４ｄの短絡を検出し、溶滴２４ｄが離脱する離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内でなければ、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内となるように、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを調整するとともにパルス周波数ＰＨｚを調整する。これにより安定した溶滴移行（溶滴離脱）を行い安定したパルス溶接を行うことができ、均質な溶接品質が得られる。
【００９９】  上述のように、パルスアーク溶接制御方法は、溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間でアークを発生させて被溶接物２９を溶接するパルスアーク溶接装置１００１（１００２）を用いる。溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間に溶接電圧Ｖを印加して、かつ溶接電流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より小さいベース電流ＩＢであるベース電流期間ＩＢＴとをパルス周波数ＰＨｚにて交互に繰り返すように溶接電流Ｉを溶接ワイヤ２４に流すことにより溶接ワイヤ２４を溶融させて発生した溶滴２４ｄを溶接ワイヤ２４から離脱させて被溶接物２９を溶接するようにパルスアーク溶接装置１００１（１００２）を制御する。溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱した離脱時点ｔｄを判定する。離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内でない場合に、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内となるように、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴとのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを調整するとともに、パルス周波数ＰＨｚとパルス波形パラメータとの予め求められた関係に基づきパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【０１００】  離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴの前である場合は、ピーク電流ＩＰを減少させると共にパルス周波数ＰＨｚを増加させてもよい。離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴの後である場合は、ピーク電流ＩＰを増加させると共にパルス周波数ＰＨｚを減少させてもよい。
【０１０１】  離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴの前である場合は、ピーク電流期間ＩＰＴを減少させると共にパルス周波数ＰＨｚを増加させてもよい。離脱時点ｔｄがピーク電流期間ＩＰＴの後である場合は、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させると共にパルス周波数ＰＨｚを減少させてもよい。
【０１０２】  溶接電流Ｉがピーク電流期間ＩＰＴとベース電流期間ＩＢＴとをパルス周波数ＰＨｚにて交互に複数のパルス周期ＰＴで繰り返すようにパルスアーク溶接装置１００１（１００２）を制御してもよい。この場合には、複数のパルス周期ＰＴに亘ってパルス波形パラメータを徐々に調整するとともにパルス周波数ＰＨｚを徐々に調整する。離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴに入った時にパルス波形パラメータを調整し終えかつパルス周波数ＰＨｚを調整し終える。
【０１０３】  パルス波形パラメータはピーク電流ＩＰであってもよい。パルス波形パラメータはピーク電流期間ＩＰＴであってもよい。パルス波形パラメータはピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴであってもよい。
【０１０４】  溶接電圧Ｖを時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から所定の値を超えた時点を離脱時点ｔｄとして判定してもよい。
【０１０５】  溶接電圧Ｖを溶接電流Ｉで除して得られた抵抗値を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から所定の値を超えた時点を離脱時点ｔｄとして判定してもよい。
【０１０６】  溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間の短絡を検出した時点に基づいて溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱した離脱時点ｔｄを判定してもよい。
【０１０７】  離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内である場合に、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内であるようにパルス波形パラメータとパルス周波数ＰＨｚとを設定してもよい。この場合にパルス波形パラメータとパルス周波数ＰＨｚとを維持してもよい。
【０１０８】  パルスアーク溶接装置１００１（１００２）は、溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間でアークを発生させて被溶接物２９を溶接する。パルスアーク溶接装置１００１（１００２）は、溶接ワイヤ２４を送給するワイヤ送給部２５と、溶接電圧Ｖと溶接電流Ｉとを出力する溶接電源部３１ａと、溶接電源部３１ａを制御する溶接制御部３１ｂとを備える。溶接制御部３１ｂは、溶接ワイヤ２４と被溶接物２９との間に溶接電圧Ｖを印加して、かつ溶接電流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より小さいベース電流ＩＢであるベース電流期間ＩＢＴとをパルス周波数ＰＨｚにて交互に繰り返すように溶接電流Ｉを溶接ワイヤ２４に流すことにより溶接ワイヤ２４を溶融させて発生した溶滴２４ｄを溶接ワイヤ２４から離脱させて被溶接物２９を溶接するように溶接電源部３１ａを制御するように構成されている。溶接制御部３１ｂは、溶滴２４ｄが溶接ワイヤ２４から離脱した離脱時点ｔｄを判定するように構成されている。溶接制御部３１ｂは、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内でない場合に、離脱時点ｔｄがベース電流期間ＩＢＴ内となるように、ピーク電流ＩＰとピーク電流期間ＩＰＴとのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づきパルス波形パラメータを調整するとともにパルス周波数ＰＨｚを調整するように構成されている。
【０１０９】  溶接制御部３１ｂは、溶接電流Ｉの値である設定電流を設定するための溶接条件設定部２１と、設定電流に基づいてワイヤ送給部２５がワイヤを送給する送給速度を制御する送給速度制御部１９と、設定電流またはワイヤ送給速度に基づいて溶接電流Ｉの波形に対応した信号を出力するためのパルス波形設定部１４とを有していてもよい。
【０１１０】  実施の形態１、２におけるアーク溶接制御方法では、ユーザーが溶接機メーカーの推奨する溶接ワイヤやシールドガス等の溶接条件を使用しなかった場合でも安定したパルス溶接を提供することが可能となる。これらのアーク溶接制御方法は、消耗電極である溶接ワイヤを連続的に送給しながらアーク溶接を行う溶接装置に有用である。
【符号の説明】
【０１１１】ＩＰ    ピーク電流ＩＰＴ，ＩＰＴ１，ＩＰＴ２，ＴＰ    ピーク電流期間ＩＢ    ベース電流ＩＢＴ，ＩＢＴ１，ＩＢＴ２    ベース電流期間ＩＰＲＴ，ＩＰＲＴ１，ＩＰＲＴ２    パルス立上り期間ＩＰＦＴ，ＩＰＦＴ１，ＩＰＦＴ２    パルス立下り期間ＰＨｚ    パルス周波数ＰＴ，ＰＴ１，ＰＴ２    パルス周期１    入力電源２    １次整流部３    スイッチング素子４    トランス５    ２次整流部６    リアクタ７    出力制御部８    溶接電圧検出部９    溶接電流検出部１０    短絡／アーク検出部１１    短絡制御部１２    アーク制御部１３    溶滴離脱検出部１４    パルス波形設定部１５    パルス波形制御部１６    ピーク電流補正部１７    ピーク電流期間補正部１８    パルス周波数補正部１９    送給速度制御部２０    ロボット制御部２１    溶接条件設定部２２    ロボット２３    溶接ワイヤ保存部２４    溶接ワイヤ２５    ワイヤ送給部２６    トーチ２７    チップ２８    アーク２９    被溶接物３０ａ    出力端子３０ｂ    出力端子３１    溶接電源装置３１ａ    溶接電源部３１ｂ    溶接制御部１００１    パルスアーク溶接装置１００２    パルスアーク溶接装置
【図１】
2017125989.tif 000003
【図２】
2017125989.tif 000004
【図３】
2017125989.tif 000005
【図４】
2017125989.tif 000006
【図５】
2017125989.tif 000007
【図６】
2017125989.tif 000008
【図７】
2017125989.tif 000009
【図８】
2017125989.tif 000010
【図９】
2017125989.tif 000011
【図１０】
2017125989.tif 000012
【図１１】
2017125989.tif 000013
【図１２】
2017125989.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月17日(2018.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
例えば、溶滴２４ｄの離脱時点ｔｄが図４に示すように遅すぎる状態で離脱時点ｔｄを早める場合に溶接制御部３１ｂはピーク電流ＩＰを増加させる。離脱時点ｔｄが図２に示すようにベース電流期間ＩＢＴ内にある状態にするために溶接電源部３１ａの出力できる最大値を超えるピーク電流ＩＰを要する場合には、溶接制御部３１ｂはピーク電流ＩＰを最大値付近まで増加させた後、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させる。溶接制御部３１ｂは、ピーク電流ＩＰを増加させると同時に図６に示すピーク電流ＩＰとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づいてパルス周波数ＰＨｚを調整し、ピーク電流期間ＩＰＴを増加させると同時に図８に示すピーク電流期間ＩＰＴとパルス周波数ＰＨｚとの予め求められた関係に基づいてパルス周波数ＰＨｚを調整する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
しかしながら、１パルス当たり１ドロップを確実に行われるものの溶滴移行（溶滴離脱）する時点ｔｄは必ずピーク電流期間ＴＰ内であることからピーク電流期間ＴＰの長さが毎回変動する。したがって、パルス周期性にバラツキが生じるため、アーク長の変動が大きく、溶接安定性に欠けることになり、場合によっては、溶接の不安定がビードの外観に現れることもある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて前記被溶接物を溶接するパルスアーク溶接装置を用いたパルスアーク溶接制御方法であって、
前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間に溶接電圧を印加して、かつ溶接電流がピーク電流であるピーク電流期間と前記溶接電流が前記ピーク電流より小さいベース電流であるベース電流期間とをパルス周波数にて交互に繰り返すように前記溶接電流を前記溶接ワイヤに流すことにより前記溶接ワイヤを溶融させて発生した溶滴を前記溶接ワイヤから離脱させて前記被溶接物を溶接するように前記パルスアーク溶接装置を制御するステップと、
前記溶滴が前記溶接ワイヤから離脱した離脱時点を判定するステップと、
前記離脱時点が前記ベース電流期間内でない場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内となるように、前記ピーク電流と前記ピーク電流期間とのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数と前記パルス波形パラメータとの予め求められた関係に基づき前記パルス周波数を調整するステップと、
を含むパルスアーク溶接制御方法。
【請求項２】
前記パルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数を調整する前記ステップは、
前記離脱時点が前記ベース電流期間の前である場合は、前記ピーク電流を減少させると共に前記パルス周波数を増加させるステップと、
前記離脱時点が前記ベース電流期間の後である場合は、前記ピーク電流を増加させると共に前記パルス周波数を減少させるステップと、
を含む、請求項１に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項３】
前記パルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数を調整する前記ステップは、
前記離脱時点が前記ベース電流期間の前である場合は、前記ピーク電流期間を減少させると共に前記パルス周波数を増加させるステップと、
前記離脱時点が前記ピーク電流期間の後である場合は、前記ピーク電流期間を増加させると共に前記パルス周波数を減少させるステップと、
を含む、請求項１に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項４】
前記パルスアーク溶接装置を制御する前記ステップは、前記溶接電流が前記ピーク電流期間と前記ベース電流期間とを前記パルス周波数にて交互に複数のパルス周期で繰り返すように前記パルスアーク溶接装置を制御するステップを含み、
前記パルス波形パラメータを調整するとともに、前記パルス周波数を調整する前記ステップは、
前記複数のパルス周期に亘って前記パルス波形パラメータを徐々に調整するとともに前記パルス周波数を徐々に調整するステップと、
前記離脱時点が前記ベース電流期間に入った時に前記パルス波形パラメータを調整し終えかつ前記パルス周波数を調整し終えるステップと、
を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項５】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流である、請求項１から４のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項６】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流期間である、請求項１から５のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項７】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流と前記ピーク電流期間である、請求項１から５のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項８】
前記離脱時点を判定するステップは、前記溶接電圧を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記離脱時点として判定するステップを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項９】
前記離脱時点を判定するステップは、前記溶接電圧を前記溶接電流で除して得られた抵抗値を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記離脱時点として判定するステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１０】
前記離脱時点を判定するステップは、前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間の短絡を検出した時点に基づいて前記離脱時点を判定するステップを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１１】
前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内であるように前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを設定するステップをさらに含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１２】
前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内であるように前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを設定するステップは、前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを維持するステップを含む、請求項１１に記載のパルスアーク溶接制御方法。
【請求項１３】
溶接ワイヤと被溶接物との間でアークを発生させて前記被溶接物を溶接するパルスアーク溶接装置であって、
前記溶接ワイヤを送給するワイヤ送給部と、
溶接電圧と溶接電流とを出力する溶接電源部と、
前記溶接電源部を制御する溶接制御部と、
を備え、
前記溶接制御部は、
前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間に前記溶接電圧を印加して、かつ前記溶接電流がピーク電流であるピーク電流期間と前記溶接電流が前記ピーク電流より小さいベース電流であるベース電流期間とをパルス周波数にて交互に繰り返すように前記溶接電流を前記溶接ワイヤに流すことにより前記溶接ワイヤを溶融させて発生した溶滴を前記溶接ワイヤから離脱させて前記被溶接物を溶接するように前記溶接電源部を制御し、
前記溶滴が前記溶接ワイヤから離脱した離脱時点を判定し、
前記離脱時点が前記ベース電流期間内でない場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内となるように、前記ピーク電流と前記ピーク電流期間とのうちの少なくとも１つであるパルス波形パラメータと前記パルス周波数との予め求められた関係に基づき前記パルス波形パラメータを調整するとともに前記パルス周波数を調整する、
ように構成されている、パルスアーク溶接装置。
【請求項１４】
前記溶接制御部は、
前記溶接電流の値である設定電流を設定するための溶接条件設定部と、
前記設定電流に基づいて前記ワイヤ送給部が前記ワイヤを送給する送給速度を制御する送給速度制御部と、
前記設定電流または前記ワイヤ送給速度に基づいて前記溶接電流の波形に対応した信号を出力するためのパルス波形設定部と、
を有する、請求項１３に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１５】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流である、請求項１３または１４に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１６】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流期間である、請求項１３または１４に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１７】
前記パルス波形パラメータは前記ピーク電流と前記ピーク電流期間である、請求項１３または１４に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１８】
前記溶接制御部は、前記溶接電圧を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記離脱時点として判定するように構成されている、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項１９】
前記溶接制御部は、前記溶接電圧を前記溶接電流で除して得られた抵抗値を時間で微分して得られる時間微分値が所定の値より小さい値から前記所定の値を超えた時点を前記溶滴が前記離脱時点として判定するように構成されている、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項２０】
前記溶接制御部は、前記溶接ワイヤと前記被溶接物との間の短絡を検出した時点に基づいて前記離脱時点を判定するように構成されている、請求項１３から１７のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項２１】
前記溶接制御部は、前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に、前記離脱時点が前記ベース電流期間内であるように前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを設定するように構成されている、請求項１３から２０のいずれか１項に記載のパルスアーク溶接装置。
【請求項２２】
前記溶接制御部は、前記離脱時点が前記ベース電流期間内である場合に前記パルス波形パラメータと前記パルス周波数とを維持するように構成されている、請求項２１に記載のパルスアーク溶接装置。
【国際調査報告】
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