(57)【要約】本発明は、消耗溶接ワイヤを含むアーク溶接方法に関し、溶接プロセス（Ｐｉ）中の連続した溶接サイクル（ＳＺ）において、所定の溶接電流が溶接ワイヤに印加され、溶接ワイヤが、処理されるワークピースに向かって、所定のワイヤ搬送速度で移動する。本発明の目的は、溶接方法の安定性をさらに向上させることにある。本発明によれば、この目的は、溶接サイクル（ＳＺ）中に増加した平均ワイヤ搬送速度（ｖｍｅａｎ）を有する、および／または溶接サイクル（ＳＺ）中に増加した平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ）を有する、溶接プロセス（Ｐ２）に、溶接プロセス（Ｐ１）を変更する場合に、下降段階（ＡＰ）が開始され、ここで、下降段階（ＡＰ）では、溶接電流（ＩＡ（ｔ））が所定の継続時間（ΔｔＡ）の間、減少することで達成される。
2021530357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接プロセス（Ｐｉ）中の連続溶接サイクル（ＳＺ）において、所定の溶接電流（Ｉ（ｔ））が溶接ワイヤ（１）に適用され、溶接ワイヤを所定のワイヤ搬送速度（ｖ（ｔ））で処理されるワークピース（２）に向かって移動させる、消耗溶接ワイヤ（１）を用いたアーク溶接方法であって、
溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均ワイヤ搬送速度（Ｖｍｅａｎ）を用いて、および／または溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ）を用いて、溶接プロセス（Ｐ１）が溶接プロセス（Ｐ２）に変更された場合に、下降段階（ＡＰ）が開始され、下降段階（ＡＰ）では、溶接電流（ＩＡ（ｔ））が所定の時間（ΔｔＡ）だけ減少されることを特徴とするアーク溶接方法。
【請求項２】
所定の遅延時間（ｔｄ）が経過した後に、下降段階（ＡＰ）が開始される請求項１に記載のアーク溶接方法。
【請求項３】
下降段階（ＡＰ）中の溶接電流（ＩＡ（ｔ））は、所定の時間（ΔｔＡ）、一定の溶接電流値（Ｉｍｅａｎ，Ａ）まで減少される請求項１または２に記載のアーク溶接方法。
【請求項４】
下降段階（ＡＰ）の溶接電流（ＩＡ（ｔ））は、所定の時間（ΔｔＡ）、特定の関数に従って減少される請求項１または２に記載のアーク溶接方法。
【請求項５】
下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）、下降段階（ＡＰ）の溶接電流（ＩＡ（ｔ））、および／または所定の遅延時間（ｔｄ）は、使用される溶接ワイヤ（１）に応じて規定される請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項６】
下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）は、１〜３０回の溶接サイクル（ＳＺ）である請求項１〜５のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項７】
下降段階（ＡＰ）中の平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ，Ａ）は、溶接サイクル（ＳＺ）中の先の平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ）に比べて１０％〜５０％だけ減少した請求項１〜６のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項８】
所定の遅延時間（ｔｄ）は、遅延時間（ｔｄ）中に、溶接ワイヤ（１）がワークピース（２）に向かって５ｍｍ〜２５ｍｍ移動するように設定された請求項２〜７のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項９】
溶接ワイヤ（１）の自由長（ｌＳＯ）は間接的に決定され、下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）、下降段階（ＡＰ）中の平均溶接電流（ＩＡ（ｔ））、および／または遅延時間（ｔｄ）は、溶接ワイヤ（１）の決定された自由長（ｌＳＯ）に応じて変更される請求項１〜８のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項１０】
自由溶接ワイヤ長（ｌＳＯ）は、溶接電圧（Ｕ（ｔ））、溶接ワイヤ（１）とワーク（２）間の溶接電流（Ｉ（ｔ））、ワイヤ搬送速度（ｖ（ｔ））を測定することにより間接的に決定される請求項９に記載のアーク溶接方法。
【請求項１１】
溶接サイクル（ＳＺ）中に、少なくとも１つのパルス状の溶接電流（Ｉ（ｔ））を有する１つのパルスアーク相（ＬＢ）と、溶接ワイヤ（１）とワークピース（２）との間に１つ以上の交互短絡を有する１つのショートアーク相と、アーク相とが連続して発生する請求項９または１０に記載のアーク溶接方法。
【請求項１２】
ショートアーク相での自由溶接ワイヤ長（ｌＳＯ）は、溶接ワイヤ（１）とワークピース（２）との間の短絡中の抵抗測定の手段によって決定される請求項１１に記載のアーク溶接方法。
【請求項１３】
溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均ワイヤ搬送速度（ｖｍｅａｎ）、および／または溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ）を用いて、溶接プロセス（Ｐ１）から溶接プロセス（Ｐ２）に更に変更する場合、下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）は、所定の継続時間（ΔｔＡ）に関して修正される請求項１〜１２のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消耗溶接ワイヤを用いたアーク溶接方法に関し、溶接プロセス中の連続した溶接サイクルにおいて、溶接ワイヤに所定の溶接電流を流し、溶接ワイヤを所定のワイヤ搬送速度でワークピースに向かって移動させるアーク溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＧ（金属不活性ガス）溶接やＭＡＧ（金属活性ガス）溶接のように消耗溶接ワイヤを用いたアーク溶接方法では、溶接トーチのコンタクトチューブ内に消耗溶接ワイヤを接触させ、溶接電圧と溶接電流を印加することにより、溶接ワイヤの自由端からワークピースに向けて電気アークが形成され、これにより溶接ワイヤの端部が溶融し、溶接ワイヤからワークピースへの材料移動が生じる。いわゆる突き出し長、すなわちワイヤ電極の自由長とは、コンタクトチューブの端部からアークが発火する溶接ワイヤの端部までの長さのことである。溶接中、溶接サイクルは特定の溶接周波数で繰り返され、各溶接サイクル中、溶接ワイヤの搬送速度、溶接電流、溶接電圧、およびワークピースに対する溶接トーチの移動速度などの溶接パラメータは、安定したアークが達成され、その結果、溶接シームの品質が可能な限り安定したものとなるように、互いに最適に一致しなければならない。各溶接サイクルの間、溶接電流やワイヤ搬送速度などの溶接パラメータは、平均溶接電流や平均ワイヤ搬送速度などの一定の平均値を有する。
【０００３】
例えば、ＤＥ  ３７  ３１  １８０  Ａ１には、消耗溶接ワイヤを用いた溶接方法が開示されている。
【０００４】
ＪＰ  ２００５  ３１３１７９  Ａは、異なる溶接パラメータを有する異なる溶接プロセスを使用して、ワークピースへの入熱を制御するアーク溶接方法を開示している。
【０００５】
ＵＳ  ６，０５１，８０７  Ａ１には、ワークピースまでの距離の変化に対応するように溶接電流を制御するパルス溶接方法が開示されている。
【０００６】
加工されるワークピースの形状により、通常、溶接作業中に溶接プロセスを数回変更し、溶接パラメータをそれぞれの条件に適合させる必要がある。例えば、溶接シームが溶接トーチの上方に位置するオーバーヘッド溶接作業に移行する際には、多くの溶接パラメータを変更する必要がある。
【０００７】
最後に行われた溶接プロセスから、増加した平均ワイヤ搬送速度（溶接サイクルの平均的なワイヤ搬送速度）または、増加した平均溶接電流（溶接サイクルの平均的な溶接電流）を含む溶接プロセスに変更すると、フリー溶接ワイヤの端部に過負荷がかかったり、突き出したりする危険性がある。これは、不安定性や溶接スパッタの形成につながり、その結果、溶接品質を低下させる可能性がある。
【０００８】
特に、溶接プロセスの変化は、溶接ワイヤの突き出し部の温度に望ましくない変動を生じさせ、溶接ワイヤの自由端で局所的な熱過負荷が発生すると、自由溶接ワイヤ端のより長い部分の望ましくない突然の溶融と、アーク長の急激な延長が生じ、溶接プロセスを混乱させ、溶接品質を低下させることがある。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、上述したようなアーク溶接方法であって、溶接サイクル中の平均ワイヤ搬送速度を増加させた溶接プロセスおよび／または溶接サイクル中の平均溶接電流を増加させた溶接プロセスに、溶接プロセスを変更した場合であっても、突き出し部の熱過負荷の危険性が存在しないか、またはより少ない程度であるアーク溶接方法を提供することにある。アーク溶接方法はまた、このような溶接プロセスの変更の下で安定しており、溶接ワイヤの自由端における温度分布が可能な限り一定であり、アーク長が可能な限り一定であることに関連し、これにより溶接品質が可能な限り一定であることに関連すべきである。
【００１０】
本発明にかかる目的は、溶接プロセスが、溶接サイクル中に増加した平均ワイヤ搬送速度および／または溶接サイクル中に増加した平均溶接電流を有する溶接プロセスに変更されるときに、下降段階が開始されることによって達成され、ここで、溶接電流は、下降段階において、所定の期間減少される。溶接電流を減少させた状態でこのような下降段階を開始することにより、平均ワイヤ搬送速度を増加させた溶接プロセスおよび／または平均溶接電流を増加させた溶接プロセスに溶接プロセスを変更する際に、突き出し部の過負荷を効果的に打ち消すことができ、本質的に一定のアーク長を有する安定したアークを達成することができる。下降段階における各パラメータは、溶接プロセス変更時の溶接パラメータの変化に経験的に応じて選択され、調整される。下降段階の間の溶接電流の減少に加えて、または他の代替手段として、ワイヤ搬送速度を下降段階の間に増加させることもできる。下降段階の所定の期間が経過した後、この溶接プロセスに指定された溶接パラメータで溶接プロセスを継続する。
【００１１】
好ましくは、下降段階は、所定の遅延時間が経過した後にのみ開始される。遅延時間を維持することにより、増加した溶接電流が通過する自由溶接ワイヤ端部の長さ成分または個々のサブセグメントが、そこから溶接電流が溶接ワイヤの自由端に流れるコンタクトチューブ上の接触点から、溶接ワイヤの端部（融点）まで移動するのに一定の時間を要するという事実を考慮することができる。この遅延時間および突き出し部の個々のサブセグメントの温度上昇は、瞬間的なワイヤ搬送速度および他の多数の溶接パラメータ（溶接電流の波形および振幅）に依存し、例えば、対応する表から、または対応する計算規則に従って、溶接プロセスの変化に応じて選択および調整することができる。もちろん、特定の遅延時間の代わりに、等価な代替えとして、溶接プロセスの変更後に、溶接ワイヤを前進させる特定のパス長をテンプレートとして使用してもよい。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、下降段階の溶接電流は、所定の期間にわたって一定の溶接電流値まで減少する。これは、所定の遅延時間が経過した後に適用される場合には、所定の期間にわたって平均溶接電流値が常に減少するという点で、下降段階の実施の最も単純な例であり、これにより、溶接プロセスが変化した場合に、自由な溶接ワイヤ端部の過熱を打ち消すことが可能となる。
【００１３】
代わりに、下降段階の溶接電流は、所定の機能、例えばランプの形で、所定の期間中に下降させることもできる。下降段階における溶接電流の特定の特性を指定することは、突き出し部の熱過負荷をさらに良好に打ち消すことができ、突き出し部の温度分布を可能な限り一定に保つことができ、従って安定した溶接プロセスを達成することができることを意味する。下降段階における溶接電流の所定の関数は、原則として、所望の特性、例えばランプ状の特性を有することができるが、湾曲した特性または類似の特性を有することもできる。
【００１４】
下降段階の継続時間、下降段階の溶接電流、および／または所定の遅延時間は、使用する溶接ワイヤに応じて規定することができる。下降段階を特徴付けるパラメータは、例えば溶接ワイヤの材料と溶接ワイヤの直径に応じた管形状中に蓄積および保存し、溶接プロセスが変更されたときに自動的に選択することができる。
【００１５】
好ましくは、下降段階の継続時間は、１〜３０回の溶接サイクルである。経験上、このような下降段階の期間は、安定した溶接プロセスをもたらす。
【００１６】
下降段階の平均溶接電流は、溶接サイクル中に先行する平均溶接電流と比較して、好ましくは１０％〜５０％減少する。経験に基づいて、下降段階における平均溶接電流を１０％〜５０％減少させることは、突き出し部の熱過負荷を効果的に打ち消すのに十分である。
【００１７】
所定の遅延時間は、遅延時間中に溶接ワイヤをワークピースの方向に５ｍｍ〜２５ｍｍ移動させるように設定するのが理想的である。溶接ワイヤの移動量の所定の範囲は、溶接トーチとワークピースと突き出し部との距離、およびアーク長さの標準寸法に対応する。溶接ワイヤの搬送速度に応じて、遅延時間は、遅延時間中の溶接ワイヤの対応する前方移動を達成するように適宜選択される。
【００１８】
他の特徴によれば、溶接ワイヤの自由長が間接的に決定され、決定された溶接ワイヤの自由長に応じて、下降段階の継続時間、下降段階における平均溶接電流、および／または遅延時間が変更される。この測定によれば、溶接ワイヤの実際の自由長を考慮に入れることができ、これにより突き出し部の過負荷に対するより一層の保護が提供される。
【００１９】
自由溶接ワイヤ長は、溶接電圧、溶接ワイヤとワークピースとの間の溶接電流、およびワイヤ搬送速度を測定することで間接的に決定できる。溶接電圧、すなわちコンタクトチューブとワークピースとの間の電圧と、溶接電流、すなわち溶接ワイヤとワークピースとの間の電流と、ワイヤ搬送速度とを記録することによって、自由溶接ワイヤ長を推測することができ、これは、本発明にかかる下降段階のパラメータを設定する際に考慮することができる。
【００２０】
溶接サイクルの間に、少なくとも１つのパルス状の溶接電流を有する１つのパルスアーク相と、溶接ワイヤとワークピースとの間に１つ以上の交互短絡を有する１つの短絡アーク相と、アーク相とが連続して発生することができる。この場合、溶接プロセス中の短絡は、抵抗測定を用いて自由溶接ワイヤ長さを測定するために使用することができる。
【００２１】
このような溶接プロセスの場合には、溶接ワイヤとワークピースとの間の短絡中に、抵抗測定の手段により、短絡時の自由溶接ワイヤ長を決定することができる。そのためには、短絡中、すなわち溶接ワイヤ端部とワークピースとの接触中に、溶接ワイヤ端部の電圧および電流を測定し、これから抵抗値を求め、この抵抗値から自由溶接ワイヤ長を推測する。この自由溶接ワイヤ長の測定は、もちろん上述のような短絡ベースの溶接方法でのみ可能である。
【００２２】
溶接サイクル中の平均ワイヤ搬送速度の増加および／または溶接サイクル中の平均溶接電流の増加を伴う溶接プロセスに、溶接プロセスをさらに変更する場合、特定の継続時間に比較した下降段階の継続時間が修正され、さらなる改善が達成できる。電流降下が正しく調整されていない場合のワイヤ端部の急激な溶融は、適用される電流／電圧制御のタイプに応じて、同様に急激に上昇する電圧または下降する電流の手段によって、測定技術により検出することができる。このことから、溶接プロセスにその後の変更があった場合、下降段階でパラメータをそれに応じて調整または修正することができる。この調整は、ワイヤエンドの急激な溶融が検出されなくなるまで繰り返すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明は、さらに添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
【図１】消耗溶接ワイヤを備えた溶接トーチの概略図を示す。
【図２】短絡溶接プロセスでの溶接電流Ｉ（ｔ）、溶接電圧Ｕ（ｔ）、および溶接ワイヤ速度ｖ（ｔ）の時間波形を示す。
【図３】本発明にかかる下降段階の変更における溶接プロセスが変更された場合の溶接電流Ｉ（ｔ）の時間波形を示す。
【図４】プロセス変更時からの図３にかかる電流波形に対応する溶接ワイヤの波形を示す。
【図５】本発明にかかる下降段階の第２の設計変形における溶接プロセスが変更された場合の溶接電流Ｉ（ｔ）の時間波形を示す。
【図６】プロセス変更時からの図５にかかる電流波形に対応する溶接ワイヤの波形を示す。
【図７】本発明にかかる方法を実施するための装置のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、消耗溶接ワイヤ１を備えた溶接トーチ６の模式図を示す。消耗溶接ワイヤ１は、溶接トーチ６のコンタクトチューブ３を通って適切な搬送速度ｖ（ｔ）で搬送され、コンタクトチューブ３内で接触することにより、所定の溶接電圧Ｕ（ｔ）と所定の溶接電流Ｉ（ｔ）を溶接ワイヤ１に印加することができる。溶接パラメータが適切に一致していれば、溶接ワイヤ１の端部とワークピース２との間にアーク４が生じるが、これは溶接プロセス中に可能な限り一定であるべきである。溶接ワイヤの自由長またはいわゆる突き出しの長さは、コンタクトチューブ３の端部からアーク４の始点までの溶接ワイヤ１の長さｌＳＯである。突き出し部の長さｌＳＯは、安定した溶接を行うためには、できるだけ一定の長さであることが望ましい。コンタクトチューブ３の上の接点から溶接ワイヤ１を通って溶接電流Ｉが流れ、その加熱に寄与する。模式的に描かれた溶接ワイヤ１のサブセグメントは、コンタクトチューブ３上の接点から溶接ワイヤ１の端部までの移動に一定の時間を必要とする。安定した溶接プロセスでは、溶接ワイヤ１の小さなサブセグメントまたは小さな長さの部分のみが溶融され、溶接ワイヤ１のこの溶融部分は溶融浴に通過する。
【００２６】
溶接サイクルＳＺ中の平均ワイヤ搬送速度ｖｍｅａｎの増加および／または溶接サイクルＳＺ中の平均溶接電流Ｉｍｅａｎの増加により、溶接プロセスＰｉが溶接プロセスＰｉ＋１に変更されると、自由溶接ワイヤ端部の一部が過熱して、複数のサブセグメントまたは溶接ワイヤ１のより長い部分が急激に溶融し、アーク４の長さも急激に長くなり、その結果、溶接プロセスＰｉが不安定になり、溶接スパッタの形成にまで至る危険性がある。このような溶接中の不安定さは、溶接品質の低下につながる。ワイヤ搬送速度ｖがランプの形では徐々に増加することしかできないが、液滴の放出がそうでなければ起こらないので溶接電流Ｉは急激に増加しなければならないため、長さｌＳＯを有する突き出し部の各サブセグメントは、溶接プロセスＰｉで変化が発生した時から、増加した平均溶接電流Ｉｍｅａｎで異なるように加熱される。このワイヤ搬送速度ｖと溶接電流Ｉの間のこの瞬間的な不均衡は、増加した溶接電流Ｉが最も長く通過する自由ワイヤ長さの領域（サブセグメント）で温度を上昇させる。これらは、溶接電流Ｉおよび／またはワイヤ搬送速度ｖの増加時に、コンタクトチューブ３の接点または電流遷移点に位置するサブセグメントである。溶接電流Ｉを変化させなければ、溶接ワイヤ１のこれらのセグメントの一部は、自由ワイヤ端の前部に到達したとき、すなわちアーク４の発生直後の近傍に位置したときに、急激に溶融する。自由ワイヤ端の長さｌＳＯが長いほど、増加した溶接電流Ｉがサブセグメントに流れる時間が長くなり、その温度が上昇するため、ある自由ワイヤ端（突き出し部）以上では、何ら対策を講じなければ、このような長い部分の突然の溶融が発生することになる。
【００２７】
図２は、短絡ベースの溶接プロセスＰｉにおける、溶接電流Ｉ（ｔ）、溶接電圧Ｕ（ｔ）、および溶接ワイヤ速度ｖ（ｔ）の時間波形を示す。この溶接プロセスは、溶接周波数で繰り返し行われる溶接サイクルＳＺで構成され、溶接パラメータは特定の時間プロファイルに従う。示されている溶接電流Ｉ（ｔ）の例示的なプロファイルでは、アーク相ＬＢの間に電流パルスが印加され、短絡相ＫＳの間には、アーク相ＬＢの間よりも低い振幅で更なる電流パルスが印加される。溶接電圧Ｕ（ｔ）は、アーク相ＬＢの間は本質的に一定のプロファイルを有し、短絡相ＫＳの間は予想されるようにブレークダウンする。アーク相ＬＢの間、ワイヤ搬送速度ｖ（ｔ）は、本質的に正のコース、すなわち正方向への移動を有し、短絡相の間は逆方向への移動、すなわちワークピース２から離れる方向への移動を有する。溶接プロセスＰｉの間に溶接ワイヤ１が溶融し、材料がワークピース２に搬送されるため、平均的に、ワークピース２の方向へのある平均的なワイヤ搬送速度Ｖｍｅａｎは、溶接サイクルＳＺの間に発生する。もちろん、溶接プロセスＰｉは、逆移動を伴わない、ワークピースの方向のみのワイヤ搬送速度を含むこともできる。
【００２８】
図３は、本発明にかかる下降段階ＡＰの変形例について、溶接プロセスＰ１から溶接プロセスＰ２への変更が発生したときの、溶接電流Ｉ（ｔ）の時間波形を示す。例えば、溶接プロセスＰ１は短絡ベースの溶接プロセスであり、溶接プロセスＰ２はパルス溶接プロセスである。しかしながら、これらは、出力の異なる２つのパルス溶接プロセスであってもよい。溶接プロセスＰ１から溶接プロセスＰ２への切り替え時に、タイマーが開始され、所定の遅延時間ｔｄが経過した後、本発明にかかる下降段階ＡＰが開始される。上述のように、遅延時間ｔｄを設定する代わりに、溶接プロセスＰ１から溶接プロセスＰ２に溶接プロセスが変更された場合に、溶接ワイヤ１がそこを超えて移動する所定のパス長を設定することも可能である。下降段階ＡＰの期間ΔｔＡでは、下降段階ＡＰ中の平均溶接電流Ｉｍｅａｎ，Ａは、第２の溶接プロセスＰ２中の平均溶接電流Ｉｍｅａｎ，Ａに比べて減少する。図３に示す例では、一定の電流値Ｉｍｅａｎ，Ａへの下降が行われる。下降段階ＡＰの期間ΔｔＡが終了した後は、下降段階ＡＰの前に有効であった溶接パラメータ、または溶接プロセスＰ２のために規定された溶接パラメータを用いて、溶接プロセスＰ２が継続される。
【００２９】
図４は、プロセス変更時からの、図３にかかる電流波形に対応する溶接ワイヤ１の波形を示す。自由溶接ワイヤ端部までの移動距離Ｘ（ｔ）は、時間ｔの関数として、突き出し長さｌＳＯまで伸びており、そこから下降段階ＡＰが開始される。このようにして、下降段階ＡＰが開始されるまでの遅延時間ｔｄは、溶接プロセスＰ１から溶接プロセスＰ２への変更の開始（時刻ｔｗ）から、この時間中に溶接ワイヤ１が所望の突き出し長さｌＳＯに対応する搬送を実行するように、設定または選択される。この場合の遅延時間ｔｄの間に溶接ワイヤ１が前進する長さｌｄは、突き出し長さｌＳＯに等しい。そして、下降段階ＡＰが開始され、これにより自由な溶接ワイヤ端部の過熱を効果的に防止できる。しかしながら、遅延時間ｔｄは、溶接ワイヤ１がスティックアウト長さｌＳＯに到達するのに必要な時間よりも短くても長くてもよい（図５および図６にかかる例を参照）。
【００３０】
図５は、本発明にかかる下降段階ＡＰの第２の変形例において、溶接プロセスＰ１から溶接プロセスＰ２に変化した場合（時刻ｔｗ）の、溶接電流Ｉ（ｔ）の時間波形を示す。図３および４にかかる変形例とは対照的に、ここでは、下降段階ＡＰの間の平均溶接電流は、所定の関数の形で、ここではランプの形で、減少し、再び増加する。このようにして、自由溶接ワイヤ端部の温度の整合性のさらなる改善は、特定の条件下で達成され、従って、溶接サイクルＳＺの間の平均ワイヤ搬送速度ｖ（ｔ）の増加および／または溶接サイクルＳＺの間の平均溶接電流Ｉｍｅａｎ（ｔ）の増加を伴って、溶接プロセスＰ１から別の溶接プロセスＰ２に変更した場合、より安定した溶接プロセスが達成され得る。
【００３１】
図６は、時刻ｔＷにおけるプロセス変更時からの、図５にかかる電流波形に対応する溶接ワイヤ１の波形を示す。ここで、下降段階ＡＰの開始までの遅延時間ｔｄは、図４にかかる例示的な具体例の場合よりも短い時間が選択されている。溶接プロセスＰ１が溶接プロセスＰ２に切り替わった時点から、溶接ワイヤ１は、この遅延時間ｔｄの間、突き出し長さｌＳＯよりも短い長さｌｄだけ前進する。
【００３２】
最後に、図７は、本発明にかかる方法を実施するための装置のブロック図を示す。コンタクトチューブ３と溶接ワイヤ１を備えた溶接トーチ６は、溶接電流源５とワイヤ搬送装置７とに接続されており、ワイヤリール８から溶接ワイヤ１を、溶接トーチ６のコンタクトチューブ３を通って、対応速度ｖ（ｔ）で移動させる。ワークピース２は、溶接電流源５に接続されており、これにより、コンタクトチューブ３を介して溶接ワイヤ１に対応する溶接電流Ｉ（ｔ）と対応する溶接電圧Ｕ（ｔ）が印加された場合、アーク４が形成される。制御装置１２は、溶接方法中に複数の溶接パラメータを制御する。
【００３３】
本発明によれば、溶接方法の特定のパラメータが処理装置１１に記録され、それに応じて処理される。これらのパラメータには、ワイヤ搬送装置７から加工装置１１に供給されるワイヤ搬送速度ｖ（ｔ）、溶接電流Ｉ（ｔ）を測定するために対応する装置９で決定され加工装置１１に供給される溶接電流Ｉ（ｔ）、および溶接電圧Ｕ（ｔ）を測定するための適切な装置１０で決定される溶接電圧Ｕ（ｔ）が含まれる。
【００３４】
そして、溶接プロセスＰｉが変更されると、これらのパラメータが処理装置１１で適宜処理され、制御装置１２の制御に利用される。例えば、本発明にかかる下降段階ＡＰの設定は、溶接電流源５により設定された溶接パラメータと測定されたパラメータとに応じてデータベース１３から選択される。下降段階ＡＰに、遅延時間ｔｄ、継続時間ΔｔＡ、および下降平均溶接電流Ｉｍｅａｎ，Ａを導入することにより、溶接プロセスＰｉを変更した場合の、突き出し部の過熱を効果的に打ち消すことができ、安定した溶接プロセスと最適な溶接品質を実現できる。
【図１】
2021530357.tif 000003
【図２】
2021530357.tif 000004
【図３−４】
2021530357.tif 000005
【図５−６】
2021530357.tif 000006
【図７】
2021530357.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月5日(2021.1.5)
【手続補正１】
【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】
溶接プロセス（Ｐｉ）、特に中の連続溶接サイクル（ＳＺ）において、所定の溶接電流（Ｉ（ｔ））が溶接ワイヤ（１）に適用され、溶接ワイヤを所定のワイヤ搬送速度（ｖ（ｔ））で処理されるワークピース（２）に向かって移動させる、消耗溶接ワイヤ（１）を用いたアーク溶接方法であって、
溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均ワイヤ搬送速度（Ｖｍｅａｎ）を用いて、および／または溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ）を用いて、溶接プロセス（Ｐ１）、特に短絡ベースの溶接プロセスが、溶接プロセス（Ｐ２）、特にパルス溶接プロセスに変更された場合に、下降段階（ＡＰ）が開始され、下降段階（ＡＰ）では、下降段階（ＡＰ）中の平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ，Ａ）を、溶接サイクル（ＳＺ）中の先の平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ）に比べて１０％〜５０％だけ減少する手段により、溶接電流（ＩＡ（ｔ））が所定の時間（ΔｔＡ）だけ減少されることを特徴とするアーク溶接方法。
【請求項２】
所定の遅延時間（ｔｄ）が経過した後に、下降段階（ＡＰ）が開始される請求項１に記載のアーク溶接方法。
【請求項３】
下降段階（ＡＰ）中の溶接電流（ＩＡ（ｔ））は、所定の時間（ΔｔＡ）、一定の溶接電流値（Ｉｍｅａｎ，Ａ）まで減少される請求項１または２に記載のアーク溶接方法。
【請求項４】
下降段階（ＡＰ）の溶接電流（ＩＡ（ｔ））は、所定の時間（ΔｔＡ）、特定の関数に従って減少される請求項１または２に記載のアーク溶接方法。
【請求項５】
下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）、下降段階（ＡＰ）の溶接電流（ＩＡ（ｔ））、および／または所定の遅延時間（ｔｄ）は、使用される溶接ワイヤ（１）に応じて規定される請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項６】
下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）は、１〜３０回の溶接サイクル（ＳＺ）である請求項１〜５のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項７】
所定の遅延時間（ｔｄ）は、遅延時間（ｔｄ）中に、溶接ワイヤ（１）がワークピース（２）に向かって５ｍｍ〜２５ｍｍ移動するように設定された請求項２〜６のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項８】
溶接ワイヤ（１）の自由長（ｌＳＯ）は間接的に決定され、下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）、下降段階（ＡＰ）中の平均溶接電流（ＩＡ（ｔ））、および／または遅延時間（ｔｄ）は、溶接ワイヤ（１）の決定された自由長（ｌＳＯ）に応じて変更される請求項１〜７のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【請求項９】
自由溶接ワイヤ長（ｌＳＯ）は、溶接電圧（Ｕ（ｔ））、溶接ワイヤ（１）とワーク（２）間の溶接電流（Ｉ（ｔ））、ワイヤ搬送速度（ｖ（ｔ））を測定することにより間接的に決定される請求項８に記載のアーク溶接方法。
【請求項１０】
溶接サイクル（ＳＺ）中に、少なくとも１つのパルス状の溶接電流（Ｉ（ｔ））を有する１つのパルスアーク相（ＬＢ）と、溶接ワイヤ（１）とワークピース（２）との間に１つ以上の交互短絡を有する１つのショートアーク相と、アーク相とが連続して発生する請求項８または９に記載のアーク溶接方法。
【請求項１１】
ショートアーク段階での自由溶接ワイヤ長（ｌＳＯ）は、溶接ワイヤ（１）とワークピース（２）との間の短絡中の抵抗測定の手段によって決定される請求項１０に記載のアーク溶接方法。
【請求項１２】
溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均ワイヤ搬送速度（ｖｍｅａｎ）、および／または溶接サイクル（ＳＺ）中の増加した平均溶接電流（Ｉｍｅａｎ）を用いて、溶接プロセス（Ｐ１）から溶接プロセス（Ｐ２）に更に変更する場合、下降段階（ＡＰ）の継続時間（ΔｔＡ）は、所定の継続時間（ΔｔＡ）に関して修正される請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアーク溶接方法。
【国際調査報告】
2021530357.tif 000008
2021530357.tif 000009
2021530357.tif 000010
2021530357.tif 000011