(57)【要約】【課題】２つのアークの相互干渉によって発生するアーク発生状態の不安定性を抑制して、被溶接物への入熱を減少させて溶け込みを浅くして、より薄い板厚に対して溶接を行うことができる。【解決手段】本発明の２電極パルスアーク溶接制御方法は、１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で直流パルス電流又は交流パルス電流を通電し、第２の溶接ワイヤには交流パルス電流を通電し、ミグ溶接の場合、第１のピーク電流と前記第２のピーク電流とで一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いようにし、マグ溶接の場合、前記第１のピーク電流の立下りと前記第２のピーク電流の立下りとを同期させている。【選択図】図１
2006192471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１のベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてミグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流及び前記第２のピーク電流のうち一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いことを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法。
【請求項２】
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第１の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第１のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてミグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流及び前記第２のピーク電流のうち一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いことを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法。
【請求項３】
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１のベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてマグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流の立下りと前記第２のピーク電流の立下りとを同期させることを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法。
【請求項４】
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第１の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第１のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてマグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流の立下りと前記第２のピーク電流の立下りとを同期させることを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法。
【請求項５】
前記ピーク電流の通電と前記電極マイナス電流の通電との間に電極プラス極性で予め定めた切換電流を通電することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の２電極パルスアーク溶接制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された２本の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させて溶接する改善された２電極パルスアーク溶接制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２電極パルスアーク溶接制御方法では、１つの溶接トーチに設けた電気的に絶縁した２つのコンタクトチップを通して２本の溶接ワイヤを送給して、それらの溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのパルスアークを発生させて溶接を行う。この溶接方法は、２本の溶接ワイヤが同時に溶融するので高溶着量を得ることができるので、薄板の溶接では４［ｍ／分］を超える高速溶接を行うことができ、また、厚板の多層溶接では層数を減らして溶接を行うことができ、溶接作業の高効率化を図ることができる。かつ、本溶接方法はパルスアーク溶接方法であるので、スパッタの発生が少なく、美しいビード外観を得ることができる。
【０００３】
図５は、一般的な２電極パルスアーク溶接装置の構成図である。同図において、一般的なパルスアーク溶接用の第１の溶接電源装置Ａ５及び第２の溶接電源装置Ｂ５から第１のワイヤ送給装置ＡＷ及び第２のワイヤ送給装置ＢＷに、第１の送給制御信号ＡＷｃ及び第２の送給制御信号ＢＷｃをそれぞれ出力して、第１の溶接ワイヤＡ１及び第２の溶接ワイヤＢ１の送給をそれぞれ制御する。
【０００４】
ロボット制御装置６からの指令信号によって動作制御されるマニピュレータ（図示を省略）のアームの先端に取付けられた溶接トーチ７には、互いに電気的に絶縁された第１のコンタクトチップＡ４及び第２のコンタクトチップＢ４が取付けられている。これらのコンタクトチップＡ４及びＢ４と被溶接物２との間に、第１の溶接電源装置Ａ５及び第２の溶接電源装置Ｂ５から第１の電力ＡＥ及び第２の電力ＢＥがそれぞれ供給される。そして、ロボット制御装置６からの起動信号に基づいてコンタクトチップＡ４及びＢ４を通して第１の溶接ワイヤＡ１及び第２の溶接ワイヤＢ１が送給及び給電されて、被溶接物２との間に第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３がそれぞれ発生する。これらの２つのアークによって１つの溶融池８が形成される。
【０００５】
［従来技術１］
本出願人は、アルゴンガスに炭酸ガスが混合されたシールドガスを噴出して軟鋼を溶接する場合の２電極パルスアーク溶接制御方法を、特許文献１において、開示している。その方法を、図６を参照して説明する。図６は、従来技術１の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流・電圧波形を示す図であって、同図（Ａ）は、第１の溶接ワイヤに通電する第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は、第２の溶接ワイヤに通電する第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示している。
【０００６】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
図６（Ａ）に示すように、第１の溶接ワイヤに、第１のピーク電流通電期間ＡＴｐは、第１の溶接ワイヤが陽極で被溶接物が陰極である電極プラス極性で、第１のピーク電流ＡＩｐが通電する。また、同図（Ｂ）に示すように、第２の溶接ワイヤに、第２のピーク電流通電期間ＢＴｐは、電極プラス極性で第２のピーク電流ＢＩｐが通電する。これらの第１のピーク電流ＡＩｐと第２のピーク電流ＢＩｐとの立下りとを同期させている。
（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
同図（Ａ）に示すように、第１の溶接ワイヤに、第１のベース電流通電期間ＡＴｂは、電極プラス極性で第１のベース電流ＡＩｂが通電する。また、同図（Ｂ）に示すように、第２の溶接ワイヤに、第２のベース電流通電期間ＢＴｂは、電極プラス極性で第２のベース電流ＢＩｂが通電する。
（３）時刻ｔ３以降は、時刻ｔ１〜ｔ３の期間の動作を繰返す。
【０００７】
従来技術１において、２本のワイヤに同時にピーク電流が通電されるときに、両方のアークが互いに引っ張られようとするが、両方のアークが互いに引っ張られることが少ない。その理由は、炭酸ガスＣＯ２は、高温になると一酸化炭素ＣＯと酸素Ｏとに解離し、そのとき熱量が奪われる。この結果、下記に説明する熱的ピンチ効果によって図７に示すように、アークに硬直性が発生し、第１のアークＡ３及び第２のアークＢ３は電磁気的な干渉によって、溶接ワイヤの送給方向から大きく曲がることがない。従って、両方のアークが互いに引っ張られることが少なく、安定したアーク長制御を行うことができる。図７は、アルゴンガスに炭酸ガスが混合されたシールドガスを噴出して軟鋼を溶接する場合に、２本の溶接ワイヤに同時にピーク電流が通電されたときのアークの発生状態を示す図である。
【０００８】
ここで、熱的ピンチ効果を説明する。アークの外周部が冷却された場合、この外周部が中心部より低温になり、外周部の電気伝導性が低下し、アーク電流が伝導性の高い中心部に集中して、中心部の電流密度が高くなる。この結果、アークに強い硬直性が発生する。これが熱的ピンチ効果である。
【０００９】
［従来技術２］
一方、アルミニウムを溶接する場合は、不活性ガスであるアルゴンガスをシールドガスとして使用し、また、ステンレスや一部の鉄鋼材料を溶接する場合は、アルゴンガスに３〜５体積％の酸素が混合されたガスをシールドガスとして使用して溶接する。これらの場合、アークの硬直性が弱い。
【００１０】
従って、２本の溶接ワイヤに同時にピーク電流が通電されると、図８に示すように、両方のアークが互いに引っ張られるために、一方の溶接ワイヤから溶滴が離脱するとき、溶滴が他方の溶接ワイヤの方向に飛び出し、溶滴が溶融池に落下しないでスパッタに成り、溶接ビード形状が整わなくなる。図８は、アルミニウム又はステンレスを溶接する場合に、２本の溶接ワイヤに同時にピーク電流が通電されたときのアークの発生状態を示す図である。また、両方のアークが互いに引っ張られると、被溶接物に対して垂直方向のアーク力が減少することになり、被溶接物の溶け込みが浅くなる。
【００１１】
そこで、本出願人は、アルミニウム又はステンレスを溶接する場合の２電極パルスアーク溶接制御方法を、特許文献２において、開示している。その方法を図９を参照して説明する。図９は、従来技術２の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流・電圧波形を示す図であって、同図（Ａ）は、第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は、第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示している。
【００１２】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
図９（Ａ）に示すように、第１の溶接ワイヤに、第１のピーク電流通電期間ＡＴｐは、電極プラス極性で第１のピーク電流ＡＩｐが通電する。また、同図（Ｂ）に示すように、第２の溶接ワイヤには、第２のベース電流通電期間ＢＴｂであるので、電極プラス極性で第２のベース電流ＢＩｂが通電する。
【００１３】
（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
同図（Ａ）に示すように、第１の溶接ワイヤには、第１のベース電流通電期間ＡＴｂであるので、電極プラス極性で第１のベース電流ＡＩｂが通電する。また、同図（Ｂ）に示すように、第２の溶接ワイヤには、第２のベース電流通電期間ＢＴｂであるので、電極プラス極性で第２のベース電流ＢＩｂが通電する。
【００１４】
（３）時刻ｔ３〜ｔ４の期間
同図（Ａ）に示すように、第１の溶接ワイヤには、第１のベース電流通電期間ＡＴｂであるので、電極プラス極性で第１のベース電流ＡＩｂが通電する。また、同図（Ｂ）に示すように、第２の溶接ワイヤに、第２のピーク電流通電期間ＢＴｐは、電極プラス極性で第２のピーク電流ＢＩｐが通電する。
【００１５】
（４）時刻ｔ４〜ｔ５の期間
同図（Ａ）に示すように、第１の溶接ワイヤには、第１のベース電流通電期間ＡＴｂであるので、電極プラス極性で第１のベース電流ＡＩｂが通電する。また、同図（Ｂ）に示すように、第２の溶接ワイヤには、第２のベース電流通電期間ＢＴｂであるので、電極プラス極性で第２のベース電流ＢＩｂが通電する。
【００１６】
（５）時刻ｔ５以降は、時刻ｔ１〜ｔ５の期間の動作を繰返す。
【００１７】
従って、第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤに電極プラス極性で通電し、かつ、一方の溶接ワイヤにベース電流を通電する期間に他方の溶接ワイヤにピーク電流を通電している。即ち、第２のベース電流通電期間ＢＴｂに第１のピーク電流ＡＩｐを通電し、第１のベース電流通電期間ＡＴｂに第２のピーク電流ＢＩｐを通電している。この結果、２本の溶接ワイヤに同時にピーク電流が通電されないために、両方のアークが互いに引っ張られることがなく、安定したアーク長制御を行うことができる。
【００１８】
［従来技術３］
一方、本出願人は、１電極による交流パルスアーク溶接方法を、特許文献３において開示している。この交流パルスアーク溶接方法は、アルミニウム及びその合金、ステンレス鋼、鉄鋼等の溶接に使用されており、特に被溶接材の板厚が数ｍｍ以下の薄板であるときに使用されることが多い。この理由は、以下の通りである。
【００１９】
即ち、電極プラス極性期間には被溶接物が陰極となりその陰極降下電圧によって被溶接物への入熱は大きくなる。他方、被溶接物側から溶接ワイヤ側方向に通電する電極マイナス極性期間には被溶接物は陽極となりその陽極降下電圧は上記の陰極降下電圧よりも小さいために被溶接物への入熱は電極プラス極性期間に比べて小さくなる。同様に、電極プラス極性期間には溶接ワイヤは陽極になるので入熱は小さくなり、溶接ワイヤの溶融速度は小さくなる。他方、電極マイナス極性期間には溶接ワイヤは陰極になるので入熱は大きくなり、溶接ワイヤの溶融速度は大きくなる。したがって、交流パルスアーク溶接方法では、電極プラス極性期間と電極マイナス極性期間との時間比率を制御することによって、被溶接物及び溶接ワイヤへの入熱を調整することができるので、良好な薄板溶接を行うことができる。
【００２０】
図１０は、従来技術３の交流パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。以下、同図を参照して説明する。
【００２１】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
時刻ｔ１に、電極プラス極性においてピーク電流通電期間Ｔｐは、ピーク電流Ｉｐが通電する。通常、このピーク電流通電期間Ｔｐ及びピーク電流Ｉｐの両値は、溶接ワイヤがアーク熱と電磁ピンチ力によって１パルス１溶滴移行するように予め設定する。
【００２２】
（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
時刻ｔ２において上記のピーク電流通電期間Ｔｐが終了すると、電極プラス極性で溶滴を成長させない範囲内で切換電流通電期間Ｔｃは切換電流Ｉｃを通電する。この期間は溶滴移行直後の残留溶滴の不安定形状が安定形状（球状）へと遷移する期間となる。
【００２３】
（３）時刻ｔ３〜ｔ４の期間
時刻ｔ３において、電極プラス極性から電極マイナス極性へ切り換わると、電極マイナス電流通電期間Ｔｅｎは電極マイナス電流Ｉｅｎが通電する。通常、この電極マイナス電流通電期間Ｔｅｎ及び電極マイナス電流Ｉｅｎの両値は、被溶接物の材質、板厚、形状等に応じて溶滴移行をさせない範囲内で適正値に予め設定する。
【００２４】
（４）時刻ｔ４〜ｔ５の期間
時刻ｔ４において、再び電極プラス極性になると、ベース電流通電期間Ｔｂは溶滴移行をさせないベース電流Ｉｂが通電する。
【００２５】
（５）時刻ｔ５以降は、時刻ｔ１〜ｔ５の期間の動作を繰返す。
【００２６】
この結果、従来技術３の交流パルスアーク溶接制御方法は、電極プラス極性の期間と電極マイナス極性の期間との時間比率を制御することによって、被溶接物及び溶接ワイヤへの入熱を調整することができるので、良好な薄板溶接を行うことができる。
【特許文献１】特開２００１−２５２７６８号公報
【特許文献２】特開２００４−００１０３３号公報
【特許文献３】特開２００２−０８６２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述した従来技術１及び従来技術２に記載の２電極パルスアーク溶接制御方法は、電極プラス極性で通電しているために、一般に、被溶接物への入熱が大きく、溶け込みが大きくなる。そのために、薄板の溶接の適用範囲が制限される不具合がある。
【００２８】
また、上述した従来技術３の１電極による交流パルスアーク溶接方法は、１電極で溶接を行うために、溶着量が少なく、薄板の溶接では、高速溶接を行うことができない。また、厚板の多層溶接では、層数を減らして溶接を行うことができず、溶接作業の高効率化を図ることができない。
【００２９】
また、上述した従来技術１及び従来技術２に記載の２電極パルスアーク溶接制御方法と従来技術３の１電極による交流パルスアーク溶接方法とを、単に、組合せただけでは、２つのアークの相互干渉によって発生するアーク形状の変形やアーク長の変動等のアーク発生状態の不安定性を抑制することができず、常に良好な溶接品質を得ることができない。  
【００３０】
本発明は、２つのアークの相互干渉によって発生するアーク発生状態の不安定性を抑制して、被溶接物への入熱を減少させて溶け込みを浅くして、より薄い板厚に対して溶接を行うことができる２電極パルスアーク溶接制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、第１の発明は、
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１のベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてミグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流及び前記第２のピーク電流のうち一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いことを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３２】
第２の発明は、
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第１の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第１のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてミグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流及び前記第２のピーク電流のうち一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いことを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３３】
第３の発明は、
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流の通電と予め設定した第１のベース電流の通電とを１周期とする通電を繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてマグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流の立下りと前記第２のピーク電流の立下りとを同期させることを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３４】
第４の発明は、
１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、
前記第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第１のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第１の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第１のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返すと共に、
前記第２の溶接ワイヤには電極プラス極性で予め設定した第２のピーク電流を通電し、続けて電極マイナス極性で予め設定した第２の電極マイナス電流を通電し、続けて再び前記電極プラス極性で予め設定した第２のベース電流を通電し、前記通電を１周期として繰り返し、
前記第１の溶接ワイヤ及び前記第２の溶接ワイヤと被溶接物との間に２つのアークを発生させてマグ溶接する２電極パルスアーク溶接制御方法において、
前記第１のピーク電流の立下りと前記第２のピーク電流の立下りとを同期させることを特徴とする２電極パルスアーク溶接制御方法である。
【００３５】
第５の発明は、
前記ピーク電流の通電と前記電極マイナス電流の通電との間に電極プラス極性で予め定めた切換電流を通電することを特徴とする第１の発明〜第４の発明のいずれか１発明に記載の２電極パルスアーク溶接制御方法である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の２電極パルスアーク溶接制御方法は、１つの溶接トーチから互いに電気的に絶縁された第１の溶接ワイヤ及び第２の溶接ワイヤをそれぞれ予め設定した送給速度で送給し、第１の溶接ワイヤには電極プラス極性で直流パルス電流又は交流パルス電流を通電し、第２の溶接ワイヤには交流パルス電流を通電し、ミグ溶接の場合、一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いようにし、マグ溶接の場合、前記第１のピーク電流の立下りと前記第２のピーク電流の立下りとを同期させている。
【００３７】
この結果、２つのアークの相互干渉によって発生するアーク形状の変形やアーク長の変動等のアーク発生状態の不安定性を抑制して、被溶接物への入熱を減少させて溶け込みを浅くすることができる。この結果、より薄い板厚に対して溶接を行うことができる。また、過多の入熱量により割れ等が生じやすい材料に対しては、入熱量を減少することができ、割れの発生を防ぐことができる。従って、２電極パルスアーク溶接制御方法の適用範囲を著しく拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図であって、同図（Ａ）は、第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は、第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示している。先行側の第１の溶接ワイヤには、被溶接物への溶け込みを確保するために、直流のパルス電流を通電し、追従側の第２の溶接ワイヤには、交流パルス電流を通電している。また、電極プラスのピーク電流の通電の期間が先行側と追従側とで、一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いようにしている。この電流波形は主に、シールドガスとして純アルゴンを用いるアルミのミグ溶接や、アルゴンに５体積％までの酸素を混合したガスを用いるステンレスや一部の鉄鋼材料のミグ溶接に用いられる。
【００３９】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
（１Ａ）第１の溶接ワイヤへの通電
図１（Ａ）に示す時刻ｔ１に、電極プラス極性で第１のピーク電流通電期間ＡＴｐに第１のピーク電流ＡＩｐが通電する。通常、この第１のピーク電流通電期間ＡＴｐ及び第１のピーク電流ＡＩｐの両値は、溶接ワイヤがアーク熱と電磁ピンチ力によって１パルス１溶滴移行するように予め設定する。
【００４０】
（１Ｂ）第２の溶接ワイヤへの通電
（ａ）時刻ｔ１〜ｔ１１の期間
同図（Ｂ）に示す時刻ｔ１において、第２のピーク電流通電期間ＢＴｐ（後述する時刻ｔ２〜ｔ３と同様）が終了すると、電極プラス極性で溶滴を成長させない範囲内で予め定めた第２の切換電流通電期間ＢＴｃに、予め定めた第２の切換電流ＢＩｃを通電する。この期間は溶滴移行直後の残留溶滴の不安定形状が安定形状（球状）へと遷移する期間となる。
【００４１】
（ｂ）時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間
同図（Ｂ）に示す時刻ｔ１１において、電極プラス極性から電極マイナス極性へ切り換わると、第２の電極マイナス電流通電期間ＢＴｅｎは第２の電極マイナス電流ＢＩｅｎが通電する。通常、これらの第２の電極マイナス電流通電期間ＢＴｅｎ及び第２の電極マイナス電流ＢＩｅｎの両値は、被溶接物の材質、板厚、形状等に応じて溶滴移行をさせない範囲内で適正値に予め設定する。
【００４２】
（ｃ）時刻ｔ１２〜ｔ２の期間
同図（Ｂ）に示す時刻ｔ１２において、再び電極プラス極性になると、第２のベース電流通電期間ＢＴｂは第２のベース電流ＢＩｂが通電する。
【００４３】
（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
（２Ａ）第１の溶接ワイヤへの通電
同図（Ａ）に示す時刻ｔ２において、電極プラス極性において、第１のベース電流通電期間ＡＴｂは溶滴移行しない範囲で予め設定した第１のベース電流ＡＩｂが通電する。
【００４４】
（２Ｂ）第２の溶接ワイヤへの通電
同図（Ｂ）に示す時刻ｔ２において、電極プラス極性において、第２のピーク電流通電期間ＢＴｐは第２のピーク電流ＢＩｐが通電する。通常、これらの第２のピーク電流通電期間ＢＴｐ及び第２のピーク電流ＢＩｐの両値は、溶接ワイヤがアーク熱と電磁ピンチ力によって１パルス１溶滴移行するように予め設定する。
【００４５】
（３）時刻ｔ３以降は、時刻ｔ１〜ｔ３の期間の動作を繰返す。
【００４６】
図１に示した２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を通電してミグ溶接を行うことによって、２つのアークの相互干渉によって発生するアーク形状の変形やアーク長の変動等のアーク発生状態の不安定性を抑制して、被溶接物への入熱を減少させて溶け込みを浅くすることができる。この結果、より薄い板厚に対してミグ溶接を行うことができる。また、過多の入熱量により割れ等が生じやすい材料に対しては、入熱量を減少することができ、割れの発生を防ぐことができる。従って、２電極パルスアーク溶接制御方法の適用範囲を著しく拡大することができる。
【００４７】
［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の形態２の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図であって、同図（Ａ）は、第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は、第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示している。先行側の第１の溶接ワイヤには、実施の形態１の先行側よりも被溶接物への溶け込みを浅くするために、交流のパルス電流を通電し、追従側の第２の溶接ワイヤにも、交流パルス電流を通電している。また、電極プラスのピーク電流の通電の期間が先行側と追従側とで、一方のピーク電流通電期間中に他方のピーク電流通電期間の全部又は一部が無いようにしている。この電流波形は主に、ミグ溶接に用いられる。
【００４８】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
第１のワイヤ及び第２のワイヤへの通電は、図１で示した実施の形態１の時刻ｔ１〜ｔ２の期間と同じであるので、説明を省略する。
【００４９】
（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
（２Ａ）第１の溶接ワイヤへの通電
（ａ）時刻ｔ２〜ｔ２１の期間
同図（Ａ）に示す時刻ｔ２において、第１のピーク電流通電期間ＡＴｐが終了すると、電極プラス極性で溶滴を成長させない範囲内で予め定めた第１の切換電流通電期間ＡＴｃに、予め定めた第２の切換電流ＢＩｃを通電する。
【００５０】
（ｂ）時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間
同図（Ａ）に示す時刻ｔ２１において、電極プラス極性から電極マイナス極性へ切り換わると、第１の電極マイナス電流通電期間ＡＴｅｎは第１の電極マイナス電流ＡＩｅｎが通電する。
【００５１】
（ｃ）時刻ｔ２２〜ｔ３の期間
同図（Ａ）に示す時刻ｔ２２において、再び電極プラス極性になると、第１のベース電流通電期間ＡＴｂは第１のベース電流ＡＩｂが通電する。
【００５２】
（２Ｂ）第２の溶接ワイヤへの通電
図２（Ｂ）に示す時刻ｔ２に、電極プラス極性で第２のピーク電流通電期間ＢＴｐに第２のピーク電流ＢＩｐが通電する。
【００５３】
（３）時刻ｔ３以降は、時刻ｔ１〜ｔ３の期間の動作を繰返す。
【００５４】
図２に示した２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を通電してミグ溶接を行うことによって、２つのアークの相互干渉によって発生するアーク形状の変形やアーク長の変動等のアーク発生状態の不安定性を抑制して、実施の形態１よりも、さらに被溶接物への入熱を減少させて溶け込みを浅くすることができる。この結果、より薄い板厚に対してミグ溶接を行うことができる。また、過多の入熱量により割れ等が生じやすい材料に対しては、入熱量を減少することができ、割れの発生を防ぐことができる。従って、２電極パルスアーク溶接制御方法の適用範囲を著しく拡大することができる。
【００５５】
［実施の形態３］
図３は、本発明の実施の形態３の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図であって、同図（Ａ）は、第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は、第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示している。先行側の第１の溶接ワイヤには、被溶接物への溶け込みを確保するために、直流のパルス電流を通電し、追従側の第２の溶接ワイヤには、交流パルス電流を通電している。また、電極プラスのピーク電流の通電の立下りを先行側と追従側とで同期させている。この電流波形は主に、シールドガスとしてアルゴンに２０体積％の炭酸ガスを混合したガスを用いるマグ溶接で軟鋼を溶接するときに用いられる。
【００５６】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
（１Ａ）第１の溶接ワイヤへの通電
図３（Ａ）に示す時刻ｔ１に、電極プラス極性で第１のピーク電流通電期間ＡＴｐに第１のピーク電流ＡＩｐが通電する。
【００５７】
（１Ｂ）第２の溶接ワイヤへの通電
同図（Ａ）に示す時刻ｔ１に、電極プラス極性で第２のピーク電流通電期間ＢＴｐに第２のピーク電流ＢＩｐが通電する。
【００５８】
（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
（２Ａ）第１の溶接ワイヤへの通電
同図（Ａ）に示す時刻ｔ２において、電極プラス極性において、第１のベース電流通電期間ＡＴｂは溶滴移行しない範囲で予め設定した第１のベース電流ＡＩｂが通電する。
【００５９】
（２Ｂ）第２の溶接ワイヤへの通電
（ａ）時刻ｔ２〜ｔ２１の期間
時刻ｔ２において第２のピーク電流通電期間ＢＴｐが終了すると、電極プラス極性で溶滴を成長させない範囲内で予め定めた第２の切換電流通電期間ＢＴｃは予め定めた第２の切換電流ＢＩｃを通電する。
【００６０】
（ｂ）時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間
時刻ｔ２１において、電極プラス極性から電極マイナス極性へ切り換わると、第２の電極マイナス電流通電期間ＢＴｅｎは第２の電極マイナス電流ＢＩｅｎが通電する。
【００６１】
（ｃ）時刻ｔ２２〜ｔ３の期間
時刻ｔ２２において、再び電極プラス極性になると、第２のベース電流通電期間ＢＴｂは第２のベース電流ＢＩｂが通電する。
【００６２】
（３）時刻ｔ３以降は、時刻ｔ１〜ｔ３の期間の動作を繰返す。
【００６３】
図３に示した２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を通電してマグ溶接を行うことによって、２つのアークの相互干渉によって発生するアーク形状の変形やアーク長の変動等のアーク発生状態の不安定性を抑制して、被溶接物への入熱を減少させて溶け込みを浅くすることができる。この結果、より薄い板厚に対してマグ溶接を行うことができる。また、過多の入熱量により割れ等が生じやすい材料に対しては、入熱量を減少することができ、割れの発生を防ぐことができる。従って、２電極パルスアーク溶接制御方法の適用範囲を著しく拡大することができる。
【００６４】
［実施の形態４］
図４は、本発明の実施の形態４の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図であって、同図（Ａ）は、第１の溶接電流ＡＩｗの時間変化を示しており、同図（Ｂ）は、第２の溶接電流ＢＩｗの時間変化を示している。先行側の第１の溶接ワイヤには、実施の形態３のよりも被溶接物への溶け込みを浅くするために、交流のパルス電流を通電し、追従側の第２の溶接ワイヤにも、交流パルス電流を通電している。また、電極プラスのピーク電流の通電の立下りを、先行側と追従側とで同期させている。この電流波形は主に、マグ溶接で軟鋼を溶接するときに用いられる。
【００６５】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２の期間
（１Ａ）第１の溶接ワイヤへの通電
図３（Ａ）に示す時刻ｔ１に、電極プラス極性で第１のピーク電流通電期間ＡＴｐに第１のピーク電流ＡＩｐが通電する。
【００６６】
（１Ｂ）第２の溶接ワイヤへの通電
同図（Ａ）に示す時刻ｔ１に、電極プラス極性で第２のピーク電流通電期間ＢＴｐに第２のピーク電流ＢＩｐが通電する。
【００６７】
（２）時刻ｔ２〜ｔ３の期間
（２Ａ）第１の溶接ワイヤへの通電
（ａ）時刻ｔ２〜ｔ２１の期間
時刻ｔ２において第１のピーク電流通電期間ＡＴｐが終了すると、電極プラス極性で溶滴を成長させない範囲内で予め定めた第１の切換電流通電期間ＡＴｃは予め定めた第１の切換電流ＡＩｃを通電する。
【００６８】
（ｂ）時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間
時刻ｔ２１において、電極プラス極性から電極マイナス極性へ切り換わると、第１の電極マイナス電流通電期間ＡＴｅｎは第１の電極マイナス電流ＡＩｅｎが通電する。
【００６９】
（ｃ）時刻ｔ２２〜ｔ３の期間
時刻ｔ２２において、再び電極プラス極性になると、第１のベース電流通電期間ＡＴｂは第１のベース電流ＡＩｂが通電する。
【００７０】
（２Ｂ）第２の溶接ワイヤへの通電
（ａ）時刻ｔ２〜ｔ２１の期間
時刻ｔ２において第２のピーク電流通電期間ＢＴｐが終了すると、電極プラス極性で溶滴を成長させない範囲内で予め定めた第２の切換電流通電期間ＢＴｃは予め定めた第２の切換電流ＢＩｃを通電する。
【００７１】
（ｂ）時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間
時刻ｔ２１において、電極プラス極性から電極マイナス極性へ切り換わると、第２の電極マイナス電流通電期間ＢＴｅｎの間は第２の電極マイナス電流ＢＩｅｎが通電する。
【００７２】
（ｃ）時刻ｔ２２〜ｔ３の期間
時刻ｔ２２において、再び電極プラス極性になると、第２のベース電流通電期間ＢＴｂは第２のベース電流ＢＩｂが通電する。
【００７３】
（３）時刻ｔ３以降は、時刻ｔ１〜ｔ３の期間の動作を繰返す。
【００７４】
図４に示した２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を通電してマグ溶接を行うことによって、２つのアークの相互干渉によって発生するアーク形状の変形やアーク長の変動等のアーク発生状態の不安定性を抑制して、実施の形態３よりも、被溶接物への入熱を減少させて溶け込みを浅くすることができる。この結果、より薄い板厚に対してマグ溶接を行うことができる。また、過多の入熱量により割れ等が生じやすい材料に対しては、入熱量を減少することができ、割れの発生を防ぐことができる。従って、２電極パルスアーク溶接制御方法の適用範囲を著しく拡大することができる。
【００７５】
上述した交流パルス電流において、切換電流Ｉｃを通電しない方法もあるが、この切換電流Ｉｃを通電した方が、ピーク電流通電期間Ｔｐから電極マイナス電流通電期間Ｔｅｎへ切換えるときに発生するチリと呼ばれる細かなスパッタを減少させることができる。また、上述した直流パルス電流及び交流パルス電流のそれぞれのピーク電流通電期間には、立上り期間と立下り期間（図示を省略）とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態３の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態４の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。
【図５】一般的な２電極パルスアーク溶接装置の構成図である。
【図６】従来技術１の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。
【図７】アルゴンガスに炭酸ガスが混合されたシールドガスを噴出して軟鋼を溶接する場合、２本の溶接ワイヤに同時にピーク電流が通電されたときのアークの発生状態を示す図である。
【図８】アルミニウム又はステンレスを溶接する場合に、２本の溶接ワイヤに同時にピーク電流が通電されたときのアークの発生状態を示す図である。
【図９】従来技術２の２電極パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。
【図１０】従来技術３の交流パルスアーク溶接制御方法の電流波形を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
２            被溶接物
６            ロボット制御装置
７            溶接トーチ
８            溶融池
Ａ１            第１の溶接ワイヤ
Ａ３            第１のアーク
Ａ４            第１のコンタクトチップ
Ａ５            第１の溶接電源装置
ＡＥ            第１の電力
ＡＩｂ            第１のベース電流
ＡＩｃ            第１の切換電流
ＡＩｅｎ          第１の電極マイナス電流
ＡＩｐ            第１のピーク電流
ＡＩｗ            第１の溶接電流
ＡＴｂ            第１のベース電流通電期間
ＡＴｃ            第１の切換電流通電期間
ＡＴｅｎ          第１の電極マイナス電流通電期間
ＡＴｐ            第１のピーク電流通電期間
ＡＷ            第１のワイヤ送給装置
ＡＷｃ            第１の送給制御信号
Ｂ１            第２の溶接ワイヤ
Ｂ３            第２のアーク
Ｂ４            第２のコンタクトチップ
Ｂ５            第２の溶接電源装置
ＢＩｂ            第２のベース電流
ＢＩｃ            第２の切換電流
ＢＩｅｎ          第２の電極マイナス電流
ＢＩｐ            第２のピーク電流
ＢＩｗ            第２の溶接電流
ＢＴｂ            第２のベース電流通電期間
ＢＴｃ            第２の切換電流通電期間
ＢＴｅｎ          第２の電極マイナス電流通電期間
ＢＴｐ            第２のピーク電流通電期間
ＢＷ            第２のワイヤ送給装置
ＢＷｃ            第２の送給制御信号
Ｉｂ            ベース電流
Ｉｃ            切換電流
Ｉｅｎ            電極マイナス電流
Ｉｐ            ピーク電流
Ｔｂ            ベース電流通電期間
Ｔｃ            切換電流通電期間
Ｔｅｎ            電極マイナス電流通電期間
Ｔｐ            ピーク電流通電期間
【図１】
2006192471.tif 000003
【図２】
2006192471.tif 000004
【図３】
2006192471.tif 000005
【図４】
2006192471.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006192471.tif 000008
【図７】
2006192471.tif 000009
【図８】
2006192471.tif 000010
【図９】
2006192471.tif 000011
【図１０】
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