(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定常期間中は、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させると共に、このアークによって形成された溶融池にフィラーワイヤを接触させながら送給して行う２ワイヤ溶接のクレータ制御方法において、
クレータ期間中は、前記アークを発生させた状態で前記フィラーワイヤに電流を通電してクレータ処理を行い、
前記クレータ期間中の前記溶接ワイヤの送給速度を前記定常期間中の送給速度よりも遅くし、前記クレータ期間中の前記フィラーワイヤの送給速度を前記定常期間中の送給速度よりも遅くし、前記クレータ期間中の前記フィラーワイヤの送給速度を前記クレータ期間中の前記溶接ワイヤの送給速度よりも遅くする、
ことを特徴とする２ワイヤ溶接のクレータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消耗電極アークの溶融池にフィラーワイヤを接触させながら送給して行う２ワイヤ溶接において、クレータ部に発生する割れを抑制するための２ワイヤ溶接のクレータ制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極アークによって形成された溶融池に、フィラーワイヤを接触させながら送給して行う２ワイヤ溶接方法は、消耗電極アークの溶接ワイヤとフィラーワイヤとの２つのワイヤを使用するために高速溶接性及び高溶着性に優れている。特に、２ワイヤ溶接方法によって高速溶接を行うときには、ハンピングビードになるのを防止するために、フィラーワイヤを消耗電極アークよりも後方から溶融池に接触させて送給することが重要である。これは、フィラーワイヤを消耗電極アーク中に送給して溶融すると、溶融池の冷却効果が小さくなり、かつ、フィラーワイヤによって溶融池の後半部の盛り上がりを抑えることもできないためにハンピングビードを抑制する効果はほとんどないからである。これに対して、フィラーワイヤをアーク周縁部の溶融池の後半部に接触させて送給し、溶融池の熱によって溶融するようにすれば溶融池が効率よく冷却され、かつ、フィラーワイヤによって溶融池後半部が抑えられてハンピングビードの形成を抑制することができる。以下の説明においては、消耗電極アークのワイヤを溶接ワイヤと記載し、フィラーワイヤとは区別することにする。消耗電極アークを発生させる溶接法としては、炭酸ガスアーク溶接法、マグ溶接法、ミグ溶接法、パルスマグ溶接法、パルスミグ溶接法、消耗電極交流パルスアーク溶接法等が使用される。
【０００３】
２ワイヤ溶接の溶接終了時は、溶接トーチを停止させた状態で、消耗電極アークによるクレータ処理を行うと共に、フィラーワイヤの送給を停止する。クレータ期間中にフィラーワイヤの送給を停止する理由は、以下のとおりである。クレータ期間中は、健全なクレータ部を形成するために、溶接ワイヤの送給速度を定常期間よりも４０〜７０％程度に遅くする。この結果、消耗電極アークを通電する溶接電流の値も小さくなるので、溶融池の温度も定常期間よりも低下する。このために、クレータ期間中にフィラーワイヤを溶融池に送給すると充分に溶融することができずに、溶融不良となってしまう場合があるからである。したがって、２ワイヤ溶接では、クレータ期間中はフィラーワイヤの送給を停止して、消耗電極アークのみによってクレータ処理を行うのが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。ここで、クレータ処理とは、溶接終了位置に溶接トーチが到達して停止した状態で、アークによって窪んだ状態にある溶融池に溶接ワイヤを充填して健全なビード部を形成することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５４１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来技術の２ワイヤ溶接では、クレータ期間中はフィラーワイヤの送給を停止して、消耗電極アークのみによってクレータ処理を行っている。しかし、狭開先継手等の継手においては、フィラーワイヤを停止して消耗電極アークのみによってクレータ処理を行うと、クレータ部に割れが発生して溶接欠陥となる場合がある。これは、フィラーワイヤの送給を停止しているために、定常期間のようにクレータ期間中の溶融池を効率よく冷却することができないからである。
【０００６】
そこで、本発明では、２ワイヤ溶接による狭開先継手等に対するクレータ処理において、クレータ部に割れが発生することを抑制することができる２ワイヤ溶接のクレータ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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
定常期間中は、溶接ワイヤと母材との間にアークを発生させると共に、このアークによって形成された溶融池にフィラーワイヤを接触させながら送給して行う２ワイヤ溶接のクレータ制御方法において、
クレータ期間中は、前記アークを発生させた状態で前記フィラーワイヤに電流を通電してクレータ処理を行い、
前記クレータ期間中の前記溶接ワイヤの送給速度を前記定常期間中の送給速度よりも遅くし、前記クレータ期間中の前記フィラーワイヤの送給速度を前記定常期間中の送給速度よりも遅くし、前記クレータ期間中の前記フィラーワイヤの送給速度を前記クレータ期間中の前記溶接ワイヤの送給速度よりも遅くする、
ことを特徴とする２ワイヤ溶接のクレータ制御方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クレータ期間中は、溶接ワイヤと母材との間のアークを発生させた状態で、フィラーワイヤに電流を通電してクレータ処理を行う。これにより、２ワイヤ溶接による狭開先継手等に対するクレータ処理において、電流の通電によって予熱されたフィラーワイヤを挿入することによってクレータ期間中の溶融池を効率よく冷却し、かつ、フィラーワイヤを完全に溶融することができるので、クレータ部に割れが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る２ワイヤ溶接のクレータ制御方法を実施するための溶接装置の構成図である。
【図２】図１で上述した溶接装置を構成する溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷのブロック図である。
【図３】図１で上述した溶接装置を構成するフィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦのブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る２ワイヤ溶接のクレータ制御方法を説明するための図１〜図３における各信号のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る２ワイヤ溶接のクレータ制御方法を実施するための溶接装置の構成図である。以下、同図を参照して、各構成物について説明する。
【００１３】
本溶接装置は、破線で囲まれた溶接トーチＷＴ、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷ、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦ、ロボット制御装置ＲＣ及びロボット（図示は省略）を備えている。溶接トーチＷＴは、溶接ワイヤ１ａに給電するための溶接ワイヤ用給電チップ４ａ及びフィラーワイヤ１ｂに給電するためのフィラーワイヤ用給電チップ４ｂを備えている溶接トーチＷＴの先端からは炭酸ガス、炭酸ガスとアルゴンガスとの混合ガス等のシールドガス（図示は省略）が噴出している。溶接トーチＷＴは、ロボット（図示は省略）によって保持されて、ロボット制御装置ＲＣ内に記憶されている作業プログラムに従って、溶接線に沿って移動される。
【００１４】
溶接ワイヤ１ａは、溶接ワイヤ用送給モータＷＭに結合された溶接ワイヤ用送給ロール５ａの回転によって溶接トーチＷＴ内を溶接ワイヤ送給速度Ｗｓで送給されて、母材２との間で消耗電極アーク３ａが発生する。フィラーワイヤ１ｂは、フィラーワイヤ用送給モータＦＭに結合されたフィラーワイヤ用送給ロール５ｂの回転によって溶接トーチＷＴ内をフィラーワイヤ送給速度Ｆｓで送給されて、溶融池２ａの後半部に接触された状態で挿入される。同図の溶接部は、定常期間及びクレータ期間の状態を示している。但し、定常期間中は、フィラーワイヤ１ｂには電流は通電しておらず、溶接トーチＷＴは溶接速度で移動している。これに対して、クレータ期間中は、フィラーワイヤ１ｂに電流が通電しており、溶接トーチＷＴは停止状態にある。消耗電極アーク３ａが発生し、フィラーワイヤ１ｂが溶融池２ａと接触した状態で送給されている点に関しては、両者共に同一である。
【００１５】
溶接ワイヤ１ａと母材２との間には溶接電圧Ｖwwが印加されており、消耗電極アーク３ａ中を溶接電流Ｉwwが通電している。同図では、溶接方向は左方向となっている。先行する消耗電極アーク３ａによって溶融池２ａが形成される。フィラーワイヤ１ｂと母材２との間にはフィラーワイヤ溶接電圧Ｖwfが印加して、フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfが通電する。定常期間中は、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦは出力が停止しているので、Ｖwf＝０Ｖ及びＩwf＝０Ａとなっている。フィラーワイヤ１ｂは、溶融池２ａの後半部に接触した状態で挿入されており、溶融池２ａからの熱によって溶融される。フィラーワイヤ１ｂは、消耗電極アーク３ａの外部を送給される。これは、上述したように、フィラーワイヤ１ｂが消耗電極アーク３ａによって直接溶融されることを防止するためである。溶接ワイヤ１ａの前進角は、０〜３０°程度の範囲であり、同図では面直（０°）の場合である。フィラーワイヤ１ｂの前進角は、２０〜５０°の範囲である。すなわち、フィラーワイヤ１ｂは、斜め前方方向に挿入されることになる。
【００１６】
溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷは、溶接ワイヤ用給電チップ４ａを介して溶接ワイヤ１ａと母材２との間に、溶接電圧Ｖwwを印加することにより、溶接電流Ｉwwを通電するための電源である。溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷからは、溶接ワイヤ用送給モータＷＭに対して溶接ワイヤ送給制御信号Ｗｃが送られ、溶接ワイヤ送給速度Ｗｓが制御される。溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷから溶接ワイヤ用給電チップ４ａを介して溶接電圧Ｖwwが印加されるときは、溶接ワイヤ１ａが＋側とされる。溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷは、通常と同様に定電圧特性の電源である。したがって、溶接電流Ｉwwは、溶接ワイヤ送給速度Ｗｓによってその値が定まる。
【００１７】
フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦは、フィラーワイヤ用給電チップ４ｂを介してフィラーワイヤ１ｂと母材２との間に、フィラーワイヤ溶接電圧Ｖwfを印加することにより、フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfを通電するための電源である。フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦからは、フィラーワイヤ用送給モータＦＭに対してフィラーワイヤ送給制御信号Ｆｃが送られ、フィラーワイヤ送給速度Ｆｓが制御される。フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦからフィラーワイヤ用給電チップ４ｂを介してフィラーワイヤ溶接電圧Ｖwfが印加されるときは、フィラーワイヤ１ｂが＋側とされる。フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦは、フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfの値を所定値に制御するために定電流特性の電源となる。
【００１８】
ロボット制御装置ＲＣは、起動信号Ｏｎ及びクレータ期間信号Ｔcsを上記の溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷ及び上記のフィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦに出力する。起動信号Ｏｎは、定常期間及びクレータ期間の間Ｈｉｇｈレベルになり、溶接電源の出力及び送給を制御する。溶接トーチＷＴが溶接開始位置に到達すると、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルになり、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷの出力が開始されると共に溶接ワイヤ１ａの送給が開始されて、定常期間の溶接が開始される。同時に、フィラーワイヤ１ｂの送給が開始される。溶接トーチＷＴがクレータ処理位置（溶接終了位置）に到達すると、予め定めたクレータ期間の間、クレータ期間信号ＴcsがＨｉｇｈレベルになる。これに応動して、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷの出力は継続されて消耗電極アーク３ａが発生した状態で、溶接ワイヤ１ａの送給速度はクレータ期間用の送給速度に変化する。同時に、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦの出力が開始されてフィラーワイヤ１ｂに電流が通電すると共に、フィラーワイヤ１ｂの送給速度はクレータ期間用の送給速度に変化する。このときに、フィラーワイヤ１ｂはアークが発生していない状態で溶融池と接触して送給される。起動信号ＯｎがＬｏｗレベルに変化すると、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷの出力は停止して消耗電極アーク３ａが消弧し、溶接ワイヤ１ａの送給も停止する。同時に、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦの出力が停止し、フィラーワイヤ１ｂの送給も停止する。これにより、溶接は終了する。上記のクレータ期間は、ロボット制御装置ＲＣに記憶される作業プログラムによって設定される。クレータ期間中は、溶接トーチＷＴは停止状態にある。ロボット制御装置ＲＣは、作業プログラムに従ってロボット（図示は省略）の動作制御を行う。
【００１９】
図２は、図１で上述した溶接装置を構成する溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷ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。
【００２０】
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、後述する駆動信号Ｄｖに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、溶接電圧Ｖww及び溶接電流Ｉww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次整流回路と、整流された直流を平滑するコンデンサと、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と、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧するインバータトランスと、降圧された高周波交流を整流する２次整流回路と、整流された直流を平滑するリアクトルと、を備えている。溶接ワイヤ１ａは、溶接ワイヤ用送給モータＷＭに結合された溶接ワイヤ用送給ロール５ａの回転によって溶接ワイヤ用給電チップ４ａ内を給電されながら送給されて、母材２との間に消耗電極アーク３ａが発生する。溶接トーチの構造は上述した図１のとおりであるが、ここでは簡略化して図示している。
【００２１】
電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧Ｖwwを検出して、電圧検出信号Ｖｄを出力する。電圧平均値算出回路ＶＡＶは、この電圧検出信号Ｖｄをローパスフィルタ（カットオフ周波数１〜１０Ｈｚ程度）に通すことによって平均化（平滑化）して、電圧平均値信号Ｖavを出力する。
【００２２】
定常期間用溶接電圧設定回路ＶＳＲは、予め定めた定常期間用溶接電圧設定信号Ｖsrを出力する。クレータ期間用溶接電圧設定回路ＶＣＲは、予め定めたクレータ期間用溶接電圧設定信号Ｖcrを出力する。電圧切換回路ＳＶは、上記の定常期間用溶接電圧設定信号Ｖsr、上記のクレータ期間用溶接電圧設定信号Ｖcr及びロボット制御装置ＲＣからのクレータ期間信号Ｔcsを入力として、クレータ期間信号ＴcsがＬｏｗレベル（定常期間）のときは定常期間用溶接電圧設定信号Ｖsrを溶接電圧設定信号Ｖｒとして出力し、Ｈｉｇｈレベル（クレータ期間）のときはクレータ期間用溶接電圧設定信号Ｖcrを溶接電圧設定信号Ｖｒとして出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、この溶接電圧設定信号Ｖｒと上記の電圧平均値信号Ｖavとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。この回路によって、溶接電源は定電圧特性の電源となる。駆動回路ＤＶは、この電圧誤差増幅信号Ｅｖ及びロボット制御装置ＲＣからの起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベル（起動）であるとき（定常期間＋クレータ期間）は、電圧誤差増幅信号Ｅｖに基づいてパルス幅変調制御を行い、上記の電源主回路内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Ｄｖを出力する。これにより、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷは、定常期間及びクレータ期間中出力される。
【００２３】
定常期間用溶接ワイヤ送給速度設定回路ＷＳＲは、予め定めた定常期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗsrを出力する。クレータ期間用溶接ワイヤ送給速度設定回路ＷＣＲは、予め定めたクレータ期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗcrを出力する。送給切換回路ＳＷは、上記の定常期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗsr、上記のクレータ期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗcr及びロボット制御装置ＲＣからのクレータ期間信号Ｔcsを入力として、クレータ期間信号ＴcsがＬｏｗレベル（定常期間）のときは定常期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗsrを溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗｒとして出力し、Ｈｉｇｈレベル（クレータ期間）のときはクレータ期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗcrを溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗｒとして出力する。溶接ワイヤ送給制御回路ＷＣは、この溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗｒ及びロボット制御装置ＲＣからの起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベル（起動）のときは、溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗｒによって定まる送給速度で溶接ワイヤ１ａを送給するための溶接ワイヤ送給制御信号Ｗｃを上記の溶接ワイヤ用送給モータＷＭに出力する。
【００２４】
図３は、図１で上述した溶接装置を構成するフィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦ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。
【００２５】
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、後述する駆動信号Ｄｖに従ってインバータ制御等の出力制御を行い、フィラーワイヤ溶接電圧Ｖwf及びフィラーワイヤ溶接電流Ｉwf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次整流回路と、整流された直流を平滑するコンデンサと、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と、高周波交流をアーク溶接に適した電圧値に降圧するインバータトランスと、降圧された高周波交流を整流する２次整流回路と、整流された直流を平滑するリアクトルと、を備えている。フィラーワイヤ１ｂは、フィラーワイヤ用送給モータＦＭに結合されたフィラーワイヤ用送給ロール５ｂの回転によってフィラーワイヤ用給電チップ４ｂ内を給電されながら溶融池に接触するように送給される。定常期間中は、フィラーワイヤ１ｂは、フィラーワイヤ溶接電圧Ｖwf＝０Ｖ及びフィラーワイヤ溶接電流Ｉwf＝０Ａの状態で、溶融池と接触して送給されている。他方、クレータ期間中は、フィラーワイヤ１ｂには所定値のフィラーワイヤ溶接電流Ｉwfが通電した状態で、溶融池と接触して送給されている。溶接トーチの構造は上述した図１のとおりであるが、ここでは簡略化して図示している。
【００２６】
電流検出回路ＩＤは、上記のフィラーワイヤ溶接電流Ｉwfを検出して、電流検出信号Ｉｄを出力する。フィラーワイヤ溶接電流設定回路ＩＦＲは、予め定めたフィラーワイヤ溶接電流設定信号Ｉfrを出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、このフィラーワイヤ溶接電流設定信号Ｉfr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。この回路によって、溶接電源は定電流特性の電源となる。駆動回路ＤＶは、この電流誤差増幅信号Ｅｉ、ロボット制御装置ＲＣからの起動信号Ｏｎ及びクレータ期間信号Ｔcsを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベル（起動）であり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＨｉｇｈレベルであるとき（クレータ期間）は、電流誤差増幅信号Ｅｉに基づいてパルス幅変調制御を行い、上記の電源主回路内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Ｄｖを出力する。これにより、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦは、クレータ期間中は出力され、定常期間中は出力が停止される。
【００２７】
定常期間用フィラーワイヤ送給速度設定回路ＦＳＲは、予め定めた定常期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆsrを出力する。クレータ期間用フィラーワイヤ送給速度設定回路ＦＣＲは、予め定めたクレータ期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆcrを出力する。送給切換回路ＳＷは、上記の定常期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆsr、上記のクレータ期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆcr及びロボット制御装置ＲＣからのクレータ期間信号Ｔcsを入力として、クレータ期間信号ＴcsがＬｏｗレベル（定常期間）のときは定常期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆsrをフィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆｒとして出力し、Ｈｉｇｈレベル（クレータ期間）のときはクレータ期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆcrをフィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆｒとして出力する。フィラーワイヤ送給制御回路ＦＣは、このフィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆｒ及びロボット制御装置ＲＣからの起動信号Ｏｎを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベル（起動）のときは、フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆｒによって定まる送給速度でフィラーワイヤ１ｂを送給するためのフィラーワイヤ送給制御信号Ｆｃを上記のフィラーワイヤ用送給モータＦＭに出力する。
【００２８】
図４は、本発明の実施の形態に係る２ワイヤ溶接のクレータ制御方法を説明するための図１〜図３における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は起動信号Ｏｎの時間変化を示し、同図（Ｂ）はクレータ期間信号Ｔcsの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接電圧Ｖwwの時間変化を示し、同図（Ｄ）は溶接ワイヤ送給速度Ｗｓの時間変化を示し、同図（Ｅ）は溶接電流Ｉwwの時間変化を示し、同図（Ｆ）はフィラーワイヤ溶接電圧Ｖwfの時間変化を示し、同図（Ｇ）はフィラーワイヤ送給速度Ｆｓの時間変化を示し、同図（Ｈ）はフィラーワイヤ溶接電流Ｉwfの時間変化を示す。以下、同図を参照して説明する。
【００２９】
同図において、時刻ｔ１以前は定常期間であり、溶接トーチＷＴは予め定めた溶接速度で溶接線に沿って移動しながら、後述するように定常溶接が行われる。時刻ｔ１〜ｔ２の期間が、予め定めたクレータ期間Ｔｃであり、溶接トーチＷＴが停止した状態で、後述するようにクレータ処理が行われる。クレータ期間Ｔｃは、継手形状、溶接ワイヤの種類、母材の材質等におうじて０．３〜３．０秒程度に設定される。時刻ｔ２の後に５０ms程度の短いアンチスティック処理を行う期間があるが、このアンチスティック処理については従来と同様であるので、ここでは省略している。
【００３０】
（１）時刻ｔ１以前の定常期間
時刻ｔ１以前の定常期間中は、溶接トーチＷＴは予め定めた溶接速度で溶接線に沿って移動している。定常期間中は、同図（Ａ）に示すように、起動信号ＯｎはＨｉｇｈレベル（起動）になっており、同図（Ｂ）に示すように、クレータ期間信号ＴcsはＬｏｗレベル（定常期間）になっている。起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＬｏｗレベルであるので、同図（Ｃ）に示すように、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷからは定常期間用溶接電圧設定信号Ｖsrによって設定された値の溶接電圧Ｖwwが出力されている。起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＬｏｗレベルであるので、同図（Ｄ）に示すように、溶接ワイヤ送給速度Ｗｓは定常期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗsrによって設定される値となる。同図（Ｅ）に示すように、溶接ワイヤ１ａを通電する溶接電流Ｉwwは上記の溶接ワイヤ送給速度Ｗｓに対応する値となる。すなわち、定常期間中は、溶接電圧Ｖwwが印加し、溶接電流Ｉwwが通電する消耗電極アーク３ａが溶接ワイヤ１ａと母材２との間に発生している。他方、定常期間中は起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＬｏｗレベルであるので、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦからの出力は停止している。このために、同図（Ｆ）に示すように、フィラーワイヤ溶接電圧Ｖwfは０Ｖとなり、同図（Ｈ）に示すように、フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfは０Ａとなる。起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＬｏｗレベルであるので、同図（Ｇ）に示すように、フィラーワイヤ送給速度Ｆｓは定常期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆsrによって設定された値となる。すなわち、フィラーワイヤ１ｂは、アークが発生せず、かつ、フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfも通電せずに、溶融池２ａの後半部に接触した状態で送給される。定常期間中のフィラーワイヤ送給速度Ｆｓは、溶接ワイヤ送給速度Ｗｓの１０〜３０％程度に設定される。定常期間中の溶接電圧Ｖwwの値（定常期間用溶接電圧設定信号Ｖsrの値）は、溶接ワイヤ送給速度Ｗｓに対応して消耗電極アーク３ａが安定して発生するように設定される。
【００３１】
（２）クレータ期間Ｔｃ
時刻ｔ１において、溶接トーチＷＴがクレータ処理位置（溶接終了位置）に到達すると移動を停止し、時刻ｔ１〜ｔ２の所定期間の間はクレータ期間Ｔｃとなる。クレータ期間Ｔｃ中は、同図（Ａ）に示すように、起動信号ＯｎはＨｉｇｈレベルになっており、同図（Ｂ）に示すように、クレータ期間信号ＴcsはＨｉｇｈレベルになっている。起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＨｉｇｈレベルであるので、同図（Ｃ）に示すように、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷからはクレータ期間用溶接電圧設定信号Ｖcrによって設定された値の溶接電圧Ｖwwが出力されている。起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＨｉｇｈレベルであるので、同図（Ｄ）に示すように、溶接ワイヤ送給速度Ｗｓはクレータ期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号Ｗcrによって設定される値となり、定常期間よりも遅い速度となる。同図（Ｅ）に示すように、溶接ワイヤ１ａを通電する溶接電流Ｉwwは上記の溶接ワイヤ送給速度Ｗｓに対応する値となる。すなわち、クレータ期間Ｔｃ中は、クレータ期間用の溶接電圧Ｖwwが印加し、クレータ期間用の溶接電流Ｉwwが通電し、クレータ期間用の消耗電極アーク３ａが溶接ワイヤ１ａと母材２との間に発生している。他方、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＨｉｇｈレベルであるので、同図（Ｆ）に示すように、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦからはフィラーワイヤ溶接電圧Ｖwfが出力される。起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルであり、かつ、クレータ期間信号ＴcsがＨｉｇｈレベルであるので、同図（Ｇ）に示すように、フィラーワイヤ送給速度Ｆｓは、クレータ期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号Ｆcrによって設定される値となり、定常期間よりも遅い速度となる。同図（Ｈ）に示すように、フィラーワイヤ溶接電流設定信号Ｉfrによって設定された値のフィラーワイヤ溶接電流Ｉwfが通電する。すなわち、クレータ期間Ｔｃ中は、フィラーワイヤ１ｂにはフィラーワイヤ溶接電流Ｉwfが通電し、アークは発生しないで溶融池に接触した状態で送給されている。したがって、クレータ期間Ｔｃ中は、クレータ期間用の消耗電極アーク３ａと、電流が通電しているフィラーワイヤ１ａの挿入とによってクレータ処理が行われる。定常期間とクレータ期間Ｔｃとの最も大きな相違点は、フィラーワイヤ１ｂに電流が通電しないか、通電するかである。フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfの値は、クレータ期間Ｔｃ中のフィラーワイヤ１ｂが溶融池と接触状態を維持したままで、安定して溶融する値に設定される。フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfは、フィラーワイヤ送給速度Ｆｓ、フィラーワイヤの材質、直径等に応じて適正値に設定され、５０〜３００Ａ程度の範囲である。フィラーワイヤ溶接電圧Ｖwfは、フィラーワイヤ１ｂと母材２との間の負か状態によって定まる値であり、フィラーワイヤ１ｂと母材２とは接触状態にあるので、１Ｖ程度以下の非常に小さな値となる。また、フィラーワイヤ１ｂが過渡的に母材２と非接触状態となったときに、フィラーワイヤ１ｂと母材２との間にアークが発生するのを防止するために、無負荷状態におけるフィラーワイヤ溶接電圧Ｖwf（無負荷電圧値）をアークが発生しない５Ｖ程度以下��なるようにフィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦを制御している。クレータ期間Ｔｃ中の溶接ワイヤ送給速度Ｗｓは定常期間中の４０〜７０％程度である。そして、クレータ期間Ｔｃ中のフィラーワイヤ送給速度Ｆｓは、クレータ期間Ｔｃ中の溶接ワイヤ送給速度Ｗｓの２０〜５０％程度である。したがって、クレータ期間Ｔｃ中の溶接ワイヤ送給速度Ｗｓは、定常期間中よりも遅くなる。クレータ期間Ｔｃ中のフィラーワイヤ送給速度Ｆｓは、定常期間よりも遅くなる。さらに、クレータ期間Ｔｃ中のフィラーワイヤ送給速度Ｆｓは、クレータ期間Ｔｃ中の溶接ワイヤ送給速度Ｗｓよりも遅くなる。クレータ期間Ｔｃ中の溶接電圧Ｖwwの値（クレータ期間用溶接電圧設定信号Ｖcrの値）は、溶接ワイヤ送給速度Ｗｓに対応してアーク３ａが安定して発生するように設定される。
【００３２】
時刻ｔ２において、クレータ期間Ｔｃが終了すると、上述したようにアンチスティック処理期間は省略しているので、同図（Ａ）に示すように、起動信号ＯｎはＬｏｗレベル（停止）となる。同図（Ｂ）に示すように、クレータ期間信号ＴcsはＬｏｗレベルになる。起動信号ＯｎがＬｏｗレベルになるので、溶接ワイヤ用溶接電源ＰＳＷからの出力は停止状態となり、溶接ワイヤ１ａの送給も停止する。同様に、起動信号ＯｎがＬｏｗレベルになるので、フィラーワイヤ用溶接電源ＰＳＦからの出力は停止され、フィラーワイヤ１ｂの送給も停止する。この結果、消耗電極アーク３ａが消弧する。これにより、溶接が終了する。
【００３３】
本実施の形態では、フィラーワイヤ１ｂは消耗電極アーク３ａ内を送給しないように、溶接ワイヤ１ａ及びフィラーワイヤ１ｂの配置がされている。このために、上述したように、従来技術では、クレータ期間に入り消耗電極アーク３ａを通電する溶接電流Ｉwwの値が小さくなると、溶融池の温度も低下するので、フィラーワイヤ１ｂを挿入することができなくなっていた。これに対して、本実施の形態では、クレータ期間に入ると、フィラーワイヤ１ｂに所定のフィラーワイヤ溶接電流Ｉwfを通電することによって、フィラーワイヤ１ｂの溶融を補助するようにしている。定常期間中のフィラーワイヤ１ｂは、消耗電極アーク３ａによって直接的には溶融されないで、溶融池から熱を受けて溶融していた。このために、溶融池の冷却効果は大きかった。これに比べて、クレータ期間Ｔｃ中のフィラーワイヤ１ｂはフィラーワイヤ溶接電流Ｉwfの通電によって温度が上昇しているので、溶融池の冷却効果は低減される。しかし、フィラーワイヤ溶接電流Ｉwfの通電による温度上昇がないと、フィラーワイヤ１ｂを溶融することはできないので、本実施の形態は、溶融池の冷却作用とフィラーワイヤ１ｂの溶融とのバランスをうまく取っていることになる。
【００３４】
上述した実施の形態によれば、クレータ期間中は、溶接ワイヤと母材との間のアークを発生させた状態で、フィラーワイヤに電流を通電してクレータ処理を行う。これにより、２ワイヤ溶接による狭開先継手等に対するクレータ処理において、電流の通電によって予熱されたフィラーワイヤを挿入することによってクレータ期間中の溶融池を効率よく冷却し、かつ、フィラーワイヤを完全に溶融することができるので、クレータ部に割れが発生することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ            溶接ワイヤ
１ｂ            フィラーワイヤ
２            母材
２ａ            溶融池
３ａ            消耗電極アーク
４ａ            溶接ワイヤ用給電チップ
４ｂ            フィラーワイヤ用給電チップ
５ａ            溶接ワイヤ用送給ロール
５ｂ            フィラーワイヤ用送給ロール
ＤＶ            駆動回路
Ｄｖ            駆動信号
ＥＶ            電圧誤差増幅回路
Ｅｖ            電圧誤差増幅信号
ＥＩ            電流誤差増幅回路
Ｅｉ            電流誤差増幅信号
ＦＣ            フィラーワイヤ送給制御回路
Ｆｃ            フィラーワイヤ送給制御信号
ＦＣＲ            クレータ期間用フィラーワイヤ送給速度設定回路
Ｆcr            クレータ期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号
ＦＭ            フィラーワイヤ用送給モータ
Ｆｒ            フィラーワイヤ送給速度設定信号
Ｆｓ            フィラーワイヤ送給速度
ＦＳＲ            定常期間用フィラーワイヤ送給速度設定回路
Ｆsr            定常期間用フィラーワイヤ送給速度設定信号
ＩＤ            電流検出回路
Ｉｄ            電流検出信号
ＩＦＲ            フィラーワイヤ溶接電流設定回路
Ｉfr            フィラーワイヤ溶接電流設定信号
Ｉwf            フィラーワイヤ溶接電流
Ｉww            溶接電流
Ｏｎ            起動信号
ＰＭ            電源主回路
ＰＳＦ            フィラーワイヤ用溶接電源
ＰＳＷ            溶接ワイヤ用溶接電源
ＲＣ            ロボット制御装置
ＳＶ            電圧切換回路
ＳＷ            送給切換回路
Ｔｃ            クレータ期間
Ｔcs            クレータ期間信号
ＶＡＶ            電圧平均値算出回路
Ｖav            電圧平均値信号
ＶＣＲ            クレータ期間用溶接電圧設定回路
Ｖcr            クレータ期間用溶接電圧設定信号
ＶＤ            電圧検出回路
Ｖｄ            電圧検出信号
ＶＳＲ            定常期間用溶接電圧設定回路
Ｖsr            定常期間用溶接電圧設定信号
Ｖｒ            溶接電圧設定信号
Ｖwf            フィラーワイヤ溶接電圧
Ｖww            溶接電圧
ＷＣ            溶接ワイヤ送給制御回路
Ｗｃ            溶接ワイヤ送給制御信号
ＷＣＲ            クレータ期間用溶接ワイヤ送給速度設定回路
Ｗcr            クレータ期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号
ＷＭ            溶接ワイヤ用送給モータ
Ｗｒ            溶接ワイヤ送給速度設定信号
Ｗｓ            溶接ワイヤ送給速度
ＷＳＲ            定常期間用溶接ワイヤ送給速度設定回路
Ｗsr            定常期間用溶接ワイヤ送給速度設定信号
ＷＴ            溶接トーチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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