(57)【要約】【課題】  パルスアーク溶接において、アーク長制御系の定常安定性及び過渡応答性を共に良好にすること。【解決手段】傾き及び溶接電流基準値Ｉｓ及び溶接電圧基準値Ｖｓによって設定された溶接電源の外部特性Ｌ１、Ｌ２を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法において、溶接電流平均値及び溶接電圧平均値を検出し、溶接電流平均値Ｉａ１と溶接電流基準値Ｉｓとの電流差ΔＩ及び溶接電圧平均値Ｖａ１と溶接電圧基準値Ｖｓとの電圧差ΔＶを算出し、定数Ｇを予め設定し、距離差ΔＬ＝(（Ｇ・Δｉ）２＋（ΔＶ）２)１／２を算出し、距離さΔＬに応じて傾きを変化させて外部特性を形成する。距離差ΔＬによってアーク長の変動状態を判別し、アーク長の変動が大きいときと、小さいときとで外部特性の傾きを適正化することができるので、定常安定性及び過渡応答性を共に良好にすることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾き及び溶接電流基準値及び溶接電圧基準値によって設定された溶接電源の外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
溶接電流平均値及び溶接電圧平均値を検出し、
前記溶接電流平均値及び前記溶接電圧平均値から成る動作点と前記溶接電流基準値及び前記溶接電圧基準値から成る基準点との距離さを算出し、
前記距離さに応じて前記傾きを変化させて前記外部特性を形成する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接の出力制御方法。
【請求項２】
前記溶接電流平均値と前記溶接電流基準値との電流差ΔＩ及び前記溶接電圧平均値と前記溶接電圧基準値との電圧差ΔＶを算出し、定数Ｇを予め設定し、
前記距離差ΔＬ＝(（Ｇ・Δｉ）２＋（ΔＶ）２)１／２を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接の出力制御方法。
【請求項３】
前記距離差ΔＬが予め定めた基準値以上のときは前記傾きの絶対値が小さくなるように変化させて外部特性を形成する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルスアーク溶接の出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の傾きを有する溶接電源の外部特性を形成することができる消耗電極式パルスアーク溶接の出力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消耗電極式パルスアーク溶接では、美しいビード外観、均一な溶込み深さ等の溶接品質を良好にするために、溶接中のアーク長を適正値に維持することが極めて重要である。一般的に、アーク長は溶接ワイヤの送給速度とアーク入熱による溶融速度とのバランスによって決まる。したがって、溶接電流の平均値に略比例する溶融速度が送給速度と等しくなるとアーク長は常に一定となる。しかし、送給モータの回転速度の変動、溶接トーチケーブルの引き回しによる送給経路の摩擦力の変動等によって、溶接中の送給速度が変動する。このために、溶融速度とのバランスが崩れてアーク長が変化することになる。さらには、溶接作業者の手振れ等による給電チップ・母材間距離の変動、溶融池の不規則な振動等によっても、アーク長は変動する。したがって、これらの種々の変動要因（以下、外乱という）によるアーク長の変動を抑制するためには、外乱に応じて常に溶融速度を調整してアーク長の変化を抑制するアーク長制御が必要となる。
【０００３】
消耗電極式パルスアーク溶接を含む消耗電極式ガスシールドアーク溶接において、上述した種々の外乱に起因するアーク長の変動を抑制する方法として、溶接電源の外部特性を所望値に出力制御する方法が慣用されている。この外部特性の例を図５に示す。同図の横軸はアークを通電する溶接電流の平均値Ｉｗであり、縦軸は溶接ワイヤと母材との間に印加する溶接電圧の平均値Ｖｗである。特性Ｌ１は、傾きＫｓ＝０V/Aの完全な定電圧特性の場合である。また、特性Ｌ２は、傾きＫｓ＝−０．１V/Aと右下がりの傾きを有する定電圧特性の場合である。外部特性は直線として表わすことができるので、溶接電流基準値Ｉｓと溶接電圧基準値Ｖｓとの交点Ｐ０を通り傾きがＫｓである外部特性は下式で表わされる。
Ｖｗ＝Ｋｓ・（Ｉｗ−Ｉｓ）＋Ｖｓ    ……（１）式
【０００４】
上述したように、外部特性の傾きは０又は負の値となる。以下の説明において、傾きの大小とは、傾きの絶対値の大小を意味している。溶接電源の外部特性の傾きＫｓによってアーク長制御の安定性（自己制御作用と呼ばれる）が大きく影響されることが従来から知られている。すなわち、外乱に対してアーク長を安定化するためには、溶接法を含む溶接条件に応じて外部特性の傾きＫｓを適正値に制御する必要がある。例えば、傾きＫｓの適正値は、炭酸ガスアーク溶接法では０〜−０．０３V/A程度の範囲であり、パルスアーク溶接法では−０．０５〜−０．３V/A程度の範囲である。したがって、本発明の対象であるパルスアーク溶接法においては、アーク長制御を安定化するためには、同図に示す特性Ｌ１ではなく−０．０５〜−０．３V/A程度の範囲内で予め定めた傾きＫｓを有する特性Ｌ２等を形成する必要がある。
【０００５】
外部特性の傾きを変化させることはアーク長制御系のゲインを変化させることになる。したがって、パルスアーク溶接法では炭酸ガスアーク溶接法に比べてゲインを小さくしないと定常安定性が悪くなる。他方、ゲインをあまり小さくすると過渡応答性が悪くなる。このために、定常安定性及び過渡応答性の両者を共に良好にするための方法が提案されている(特許文献１参照)。
【０００６】
特許文献１の発明では、溶接中の溶接電圧平均値又は溶接電流平均値を検出し、溶接電圧平均値と溶接電圧基準値との電圧の偏差又は溶接電流平均値と溶接電流基準値との電流の偏差を算出し、この偏差が予め定めた基準値以上のときは外部特性の傾きを小さくなるように変化させて外部特性を形成する。上記の偏差が基準値よりも大きい場合とは、アーク長が適正値から大きく外れているときである。このようなときは、外部特性の傾きを小さくしてアーク長制御のゲインを大きくすることによって、過渡応答性を速くして、速やかにアーク長が適正値に復帰するようにしている。逆に、上記の偏差が基準値よりも小さい場合とは、アーク長が適正値に近い状態のときである。このようなときは、外部特性の傾きを大きくしてアーク長制御のゲインを小さくすることによって、定常安定性が良好になるようにしている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、電圧の偏差は大きいが電流の偏差は小さい場合、又は、電圧の偏差は小さいが電流の偏差は大きい場合には、外部特性の傾きをどのような値にするべきかを決定することができない。この結果、定常安定性及び過渡応答性を共に良好にすることができない状態が生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１０５０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明では、パルスアーク溶接において、アーク長がどのような状態にあっても、常にアーク長制御系の定常安定性及び過渡応答性を共に良好にすることができるパルスアーク溶接の出力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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
傾き及び溶接電流基準値及び溶接電圧基準値によって設定された溶接電源の外部特性を形成するパルスアーク溶接の出力制御方法において、
溶接電流平均値及び溶接電圧平均値を検出し、
前記溶接電流平均値及び前記溶接電圧平均値から成る動作点と前記溶接電流基準値及び前記溶接電圧基準値から成る基準点との距離さを算出し、
前記距離さに応じて前記傾きを変化させて前記外部特性を形成する、
ことを特徴とするパルスアーク溶接の出力制御方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、前記溶接電流平均値と前記溶接電流基準値との電流差ΔＩ及び前記溶接電圧平均値と前記溶接電圧基準値との電圧差ΔＶを算出し、定数Ｇを予め設定し、
前記距離差ΔＬ＝(（Ｇ・Δｉ）２＋（ΔＶ）２)１／２を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパルスアーク溶接の出力制御方法である。
【００１２】
請求項３の発明は、前記距離差ΔＬが予め定めた基準値以上のときは前記傾きの絶対値が小さくなるように変化させて外部特性を形成する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパルスアーク溶接の出力制御方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パルスアーク溶接において、アーク長がどのような状態にあっても、常にアーク長制御系の定常安定性及び過渡応答性を共に良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接の出力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２】パルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。
【図３】外部特性を形成する出力制御方法を説明するための電流・電圧波形図である。
【図４】外部特性の傾きの切り換え方法を説明するための図である。
【図５】パルスアーク溶接における外部特性を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るパルスアーク溶接の出力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。
【００１７】
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、後述する電流誤差増幅信号Ｅｉに従って出力制御を行い、アーク溶接に適した溶接電流ｉｏ及び溶接電圧ｖｏを出力する。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、高周波交流をアーク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清流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトル、後述する電流誤差増幅信号Ｅｉに基づいてＰＷＭ変調制御を行い上記のインバータ回路を構成するトランジスタを駆動する駆動回路を備えている。
【００１８】
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。アーク３中を溶接電流ｉｏが通電し、溶接トーチ４の給電チップ(図示は省略)と母材２との間に溶接電圧ｖｏが印加する。
【００１９】
電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流ｉｏを検出して、電流検出信号ｉｄを出力する。溶接電流平均値検出回路ＩＡは、上記の電流検出信号ｉｄを入力として、パルス周期ごとに平均値を算出して、溶接電流平均値信号Ｉａを出力する。
【００２０】
電圧検出回路ＶＤは、上記の溶接電圧ｖｏを検出して、電圧検出信号ｖｄを出力する。溶接電圧平均値検出回路ＶＡは、電圧検出信号ｖｄを入力として、パルス周期ごとに平均値を算出して、溶接電圧平均値信号Ｖａを出力する。
【００２１】
溶接電圧基準値設定回路ＶＳは、予め定めた溶接電圧基準値信号Ｖｓを出力する。溶接電流基準値設定回路ＩＳは、予め定めた溶接電流基準値信号Ｉｓを出力する。
【００２２】
電流差算出回路ＤＩは、上記の溶接電流平均値信号Ｉａ及び上記の溶接電流基準値信号Ｉｓを入力として、ΔＩ＝Ｉａ−Ｉｓを算出して、電流差信号ΔＩを出力する。
【００２３】
電圧差算出回路ＤＶは、上記の溶接電圧平均値信号Ｖａ及び上記の溶接電圧基準値信号Ｖｓを入力として、ΔＶ＝Ｖａ−Ｖｓを算出して、電圧差信号ΔＶを出力する。
【００２４】
距離差算出回路ＤＬは、上記の電流差信号ΔＩ及び上記の電圧差信号ΔＶを入力として、ΔＬ＝（Ｇ・ΔＩ）２＋（ΔＶ）２）１／２を算出して、距離差信号ΔＬを出力する。ここで、Ｇは定数であり、例えばＧ＝０．１である。ΔＩに定数Ｇを乗じるのは、外乱に対する変化が電流差ΔＩと電圧差ΔＶとでは異なるために、その変化幅がほぼ同じになるように調整するためである。
【００２５】
第１傾き設定回路ＫＳ１は、アーク長が通常範囲で変動しているときの外部特性の傾きを設定するための第１傾き設定信号Ｋs1を出力する。第２傾き設定回路ＫＳ２は、アーク長が大きく変動したときの外部特性の傾きを設定するための第２傾き設定信号Ｋs2を出力する。
【００２６】
傾き設定回路ＫＳは、上記の第１傾き設定信号Ｋs1、上記の第２傾き設定信号Ｋs2及び上記の距離差信号ΔＬを入力として、距離差信号ΔＬと予め定めた基準値Ｌｔとを比較して、ΔＬ＜Ｌｔのときは第１傾き設定信号Ｋs1を傾き設定信号Ｋｓとして出力し、ΔＬ≧Ｌｔのときは第２傾き設定信号Ｋs2を傾き設定信号Ｋｓとして出力する。
【００２７】
積分値演算回路ＳＶＢは、上記の電流検出信号ｉｄ、上記の電圧検出信号ｖｄ、上記の溶接電圧基準値信号Ｖｓ、上記の溶接電流基準値信号Ｉｓ及び上記の傾き設定信号Ｋｓを入力として、各パルス周期の開始時点から後述する（５）式によって積分演算を行い積分値信号Ｓvbを出力する。
【００２８】
比較回路ＣＭは、上記の積分値信号Ｓvbを入力として、以下の処理を行い、比較信号Ｃｍを出力する。この比較信号Ｃｍの周期がパルス周期となる。パルス周期は、下限時間と上限時間との間で変化する。例えば、下限時間はピーク期間よりも少し長い時間１．５msであり、上限時間は２０msである。ピーク期間は所定値であるので、パルス周期はピーク期間よりも短くはなれないので、下限時間を設けている。また、パルス周期が上限時間よりも長くなると、アーク状態が不安定になるので、上限時間を設けている。
１）Ｓvbの値が、予め定めた下限時間経過前に０以上となったときは、下限時間が経過した時点で短時間Ｈｉｇｈレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。
２）Ｓvbの値が、上記の下限時間経過後に０以上となったときは、その時点で短時間Ｈｉｇｈレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。
３）Ｓvbの値が、予め定めた上限時間経過しても０以上にならないときは、上限時間が経過した時点で短時間Ｈｉｇｈレベルとなる比較信号Ｃｍを出力する。
【００２９】
タイマ回路ＭＭは、上記の比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルに変化した時点から予め定めたピーク期間設定値Ｔpsによって定まる期間だけＨｉｇｈレベルとなるタイマ信号Ｍｍを出力する。このタイマ信号ＭｍがＨｉｇｈレベルのときがピーク期間となり、Ｌｏｗレベルのときがベース期間となる。
【００３０】
ピーク電流設定回路ＩＰＳは、予め定めたピーク電流設定信号Ｉpsを出力する。ベース電流設定回路ＩＢＳは、予め定めたベース電流設定信号Ｉbsを出力する。
【００３１】
切換回路ＳＷは、上記のタイマ信号ＭｍがＨｉｇｈレベルのときはａ側に切り換わり上記のピーク電流設定信号Ｉpsを電流制御設定信号Ｉcsとして出力し、Ｌｏｗレベルのときはｂ側に切り換わり上記のベース電流設定信号Ｉbsを電流制御設定信号Ｉcsとして出力する。
【００３２】
電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流制御設定信号Ｉcs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。
【００３３】
図２は、パルスアーク溶接の電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流（瞬時値）ｉｏの波形を示し、同図（Ｂ）は溶接電圧（瞬時値）ｖｏの波形を示す。以下，同図を参照して説明する。
【００３４】
（１）時刻ｔ１〜ｔ２のピーク期間Ｔｐ
図１の比較信号ＣｍがＨｉｇｈレベルとなる予め定めたピーク期間Ｔｐ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接ワイヤを溶滴移行させるために大電流値の予め定めたピーク電流Ｉｐを通電し、同図（Ｂ）に示すように、この期間中のアーク長に略比例したピーク電圧Ｖｐが溶接ワイヤ・母材間に印加する。ピーク電流Ｉｐは、図１のピーク電流設定信号Ｉpsによって設定される。例えば、ピーク期間Ｔｐは１．２ms程度であり、ピーク電流Ｉｐは５００Ａ程度である。
【００３５】
（２）時刻ｔ２〜ｔ３のベース期間Ｔｂ
図１の比較信号ＣｍがＬｏｗレベルとなるベース期間Ｔｂ中は、同図（Ａ）に示すように、溶接ワイヤ先端の溶滴を成長させないために小電流値の予め定めたベース電流Ｉｂを通電し、同図（Ｂ）に示すように、この期間中のアーク長に略比例したベース電圧Ｖｂが印加する。ベース電流Ｉｂは、図１のベース電流設定信号Ｉbsによって設定される。ベース期間Ｔｂは、アーク長制御によって刻々と変化する。例えば、ベース電流Ｉｂは５０Ａ程度である。
【００３６】
上記のピーク期間Ｔｐ及びベース期間Ｔｂからなる時刻ｔ１〜ｔ３の期間を１パルス周期Ｔpbとして繰り返して溶接を行う。同図（Ａ）に示すように、このパルス周期Ｔpbごとの溶接電流の平均値がＩｗとなり、同様に同図（Ｂ）に示すように、このパルス周期Ｔpbごとの溶接電圧の平均値がＶｗとなる。溶接電源の外部特性を形成するための出力制御は、パルス周期Ｔpbの時間長さを操作量としてフィードバック制御することで行われる。すなわち、ピーク期間Ｔｐを一定値としてパルス周期Ｔpbを増減させることによって出力制御を行う。パルス周期Ｔpbの変化範囲は、３〜２０ms程度である。
【００３７】
図３は、外部特性を形成する出力制御方法を説明するための電流・電圧波形図である。同図（Ａ）は溶接電流（瞬時値）ｉｏの波形を示し、同図（Ｂ）は溶接電圧（瞬時値）ｖｏの波形を示す。以下，同図を参照して説明する。
【００３８】
同図に示すように、時刻ｔ(n)〜ｔ(n+1)の第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の溶接電流平均値がＩｗ(n)となり、溶接電圧平均値がＶｗ(n)となる。上述した図５において、これらＩｗ(n)とＶｗ(n)との交点（動作点）Ｐ１が、設定された特性Ｌ２上に乗るように出力制御される。以下、所望の傾きＫｓを有する外部特性を形成するための溶接電源の出力制御方法について説明する。
【００３９】
形成すべき目標の外部特性は、上述した（１）式の外部特性Ｖｗ＝Ｋｓ・（Ｉｗ−Ｉｓ）＋Ｖｓである。溶接電流ｉｏの検出信号はｉｄであり、溶接電圧ｖｏの検出信号はｖｄである。また、Ｉｗ＝ＩＡであり、Ｖｗ＝Ｖａである。第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)における溶接電流平均値信号Ｉａ及び溶接電圧平均値信号Ｖａは下式で表わすことができる。
Ｉａ＝（１／Ｔpb(n)）・∫ｉｄ・ｄｔ    ……（２）式
Ｖａ＝（１／Ｔpb(n)）・∫ｖｄ・ｄｔ    ……（３）式
但し、積分は第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の間行う。
【００４０】
これら（２）式及び（３）式を上記の（１）式に代入して整理すると下式となる。
∫（Ｋｓ・ｉｄ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖｄ）・ｄｔ＝０    ……（４）式
但し、積分は第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の間行い、上述したように、Ｋｓは外部特性の傾き設定信号であり、Ｉｓは溶接電流基準値信号であり、Ｖｓは溶接電圧基準値信号である。
【００４１】
したがって、第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)が終了した時点においては上記（４）式が成立することになる。ここで、上記（４）式の左辺を積分値信号Ｓvbとして定義すると下式となる。
Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉｄ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖｄ）・ｄｔ    ……（５）式
【００４２】
第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)が開始した時点から上記（５）式の積分値信号Ｓvbの演算を開始する。第ｎ回目の予め定めたピーク期間が終了して第ｎ回目のベース期間中に上記の積分値信号Ｓvb＝０（又はＳvb≧０）となった時点で第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)を終了する。この動作を繰り返すことによって、上記（１）式の外部特性を形成することができる。
【００４３】
上述した外部特性形成方法を以下に整理して記載する。
１）傾き設定信号Ｋｓ、溶接電流基準値信号Ｉｓ及び溶接電圧基準値信号Ｖｓによって目標の溶接電源の外部特性を予め設定する。
２）溶接中の溶接電圧ｖｏを検出して電圧検出信号ｖｄを出力し、溶接電流ｉｏを検出して電流検出信号ｉｄを出力する。
３）第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)の開始時点から積分値信号Ｓvb＝∫（Ｋｓ・ｉｄ−Ｋｓ・Ｉｓ＋Ｖｓ−ｖｄ）・ｄｔの積分を開始する。
４）第ｎ回目の予め定めたピーク期間Ｔｐに続く第ｎ回目のベース期間Ｔｂ中の上記積分値信号Ｓvbが零以上（Ｓvb≧０）になった時点で第ｎ回目のパルス周期Ｔpb(n)を終了する。
５）続けて第ｎ＋１回目のパルス周期Ｔpb(n+1)を開始して、上記３）〜４）の動作を繰り返し行うことによって、所望の外部特性を形成する。
【００４４】
図４は、外部特性の傾きの切り換え方法を説明するための図である。横軸は溶接電流平均値信号Ｉａを示し、縦軸は溶接電圧平均値信号Ｖａを示す。以下、同図を参照して説明する。
【００４５】
溶接電流基準値信号Ｉｓ及び溶接電圧基準値信号Ｖｓの交点を基準点Ｐｓ(Ｉｓ，Ｖｓ)とする。外部特性Ｌ１は、この基準点Ｐｓを通り、傾きがＫs1となる直線である。外部特性Ｌ２は、この基準点Ｐｓを通り、傾きがＫs2となる直線である。但し、（Ｋs1の絶対値）＞（Ｋs2の絶対値）である。
【００４６】
パルス周期ごとの溶接電流平均値信号Ｉａ及び溶接電圧平均値信号Ｖａの交点が動作点Ｐ(Ｉａ，Ｖａ)となる。アーク長が適正値に近い定常状態のときは、外部特性Ｌ１が形成されており、動作点Ｐは基準点Ｐｓに近い距離にある。
【００４７】
外乱によってアーク長が適正値から長くなると、動作点Ｐは外部特性Ｌ１上を移動して、動作点Ｐ１(Ｉa1，Ｖa1)となる。ここで、Ｉa1＜Ｉｓであり、Ｖa1＞Ｖｓである。この動作点Ｐ１と基準点Ｐｓとの距離差信号ΔＬが図１の距離差算出回路ＤＬによって算出される。Ｇは定数である。
ΔＬ＝（Ｇ・ΔＩ）２＋（ΔＶ）２）１／２
【００４８】
上記の距離差信号ΔＬの値と予め定めた基準値Ｌｔとを比較して、以下のように外部特性を切り換える。
ΔＬ＜Ｌｔのときは外部特性Ｌ１を形成
ΔＬ≧Ｌｔのときは外部特性Ｌ２を形成
【００４９】
ここでは、動作点Ｐ１の距離差信号ΔＬ≧Ｌｔである場合とすると、外部特性がＬ１からＬ２へと切り換わることになる。この結果、動作点は外部特性Ｌ２上の動作点Ｐ２(Ｉa2，Ｖa2)へと移動する。Ｖa2はほぼＶa1と等しい値となる。他方、Ｉa2＜Ｉa1となる。したがって、アーク長が変化したときに、外部特性Ｌ２の方がＬ１のときよりも溶接電流平均値信号Ｉａの変化幅が大きくなる。この結果、溶接ワイヤの溶融速度の変化幅が大きくなるので、アーク長は迅速に適正値へと復帰する。すなわち、動作点は基準点Ｐｓへと迅速に移動する。この移動過程におういて、動作点と基準点Ｐｓとの距離差信号ΔＬ＜Ｌｔとなると、外部特性はＬ１へと戻ることになる。アーク長が適正値よりも短く変動した場合も同様である。
【００５０】
このように、動作点Ｐと基準点Ｐｓとの距離差ΔＬが基準値Ｌｔ未満のときは、アーク長が適正値に近い定常状態にあると判別して、外部特性の傾きが大きくなるようにしている。これにより、定常安定性を良好にしている。他方、距離差ΔＬが基準値Ｌｔ以上のときは、アーク長が適正値から大きく変動していると判別して、外部特性の傾きを小さくしている。これにより、過渡応答性を良好にしている。外部特性の傾きの切り換えを、動作点と基準点との距離差ΔＬによって行っているので、電圧差は大きいが電流差は小さい場合、又は、電圧差は小さいが電流差は大きい場合でも、外部特性の傾きを適正化することができる。
【００５１】
例えば、Ｋs1＝−０．１であり、Ｋs2＝−０．０３であり、Ｌｔ＝４である。
【００５２】
上記においては、距離差信号ΔＬによって外部特性の傾きを２段階に切り換える場合であるが、３段階以上に切り換えるようにしても良い。この場合には、傾き設定信号Ｋｓを距離差信号ΔＬの関数として定義すれば良い。
【符号の説明】
【００５３】
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
ＤＩ            電流差算出回路
ＤＬ            距離差算出回路
ＤＶ            電圧差算出回路
ＥＩ            電流誤差増幅回路
Ｅｉ            電流誤差増幅信号
Ｇ            定数
ＩＡ            溶接電流平均値検出回路
Ｉａ            溶接電流平均値信号
Ｉｂ            ベース電流
ＩＢＳ            ベース電流設定回路
Ｉbs            ベース電流設定信号
Ｉcs            電流制御設定信号
ＩＤ            電流検出回路
ｉｄ            電流検出信号
ｉｏ            溶接電流
Ｉｐ            ピーク電流
ＩＰＳ            ピーク電流設定回路
Ｉps            ピーク電流設定信号
ＩＳ            溶接電流基準値設定回路
Ｉｓ            溶接電流基準値(信号)
Ｉｗ            溶接電流平均値
ＫＳ            傾き設定回路
Ｋｓ            傾き設定信号
ＫＳ１            第１傾き設定回路
Ｋs1            第１傾き設定信号
ＫＳ２            第２傾き設定回路
Ｋs2            第２傾き設定信号
Ｌ１、Ｌ２        外部特性
Ｌｔ            基準値
ＭＭ            タイマ回路
Ｍｍ            タイマ信号
Ｐ            動作点
ＰＭ            電源主回路
Ｐｓ            基準点
ＳＶＢ            積分値演算回路
Ｓvb            積分値信号
ＳＷ            切換回路
Ｔｂ            ベース期間
Ｔｐ            ピーク期間
Ｔpb            パルス周期
Ｔps            ピーク期間設定値
ＶＡ            溶接電圧平均値検出回路
Ｖａ            溶接電圧平均値信号
Ｖｂ            ベース電圧
ＶＤ            電圧検出回路
ｖｄ            電圧検出信号
ｖｏ            溶接電圧
Ｖｐ            ピーク電圧
ＶＳ            溶接電圧基準値設定回路
Ｖｓ            溶接電圧基準値(信号)
Ｖｗ            溶接電圧平均値
ΔＩ            電流差(信号)
ΔＬ            距離差(信号)
ΔＶ            電圧差(信号)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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