(57)【要約】【課題】十分なビード幅及び高さを得るとともに母材に対する深い溶け込みを得て、高品質の溶接を行う。【解決手段】溶接トーチ１４をウィービングにより周回させて、上板の第１部材３０と第２部材３２との境界３４に沿って＋Ｚ方向に向かって溶接を行う。１周期のウィービングは、教示点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４で指定される一巡経路である。ウィービングの１周期の間で、最初の第１移動区間４０ａでは直流、次の第２移動区間４０ｂでは交流、第３移動区間４０ｃでは交流、及び最後の第４移動区間４０ｄでは交流となるように電流を切り替えながら溶接を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチをウィービングにより周回させて溶接を行うアーク溶接方法であって、
溶接トーチが周回する１周期の間に、電流を直流と交流との間で１回以上切り替えて溶接をすることを特徴とすることを特徴とするアーク溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載のアーク溶接方法において、
前記ウィービングの１周期における溶接開始時を直流で溶接することを特徴とするアーク溶接方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のアーク溶接方法において、
前記溶接トーチを移動させる速度を、交流で溶接する区間よりも直流で溶接する区間を速く設定したことを特徴とするアーク溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接トーチを周回させるウィービングにより溶接を行うアーク溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時の車両では安全性、経済性、低燃費の要望に対応して軽量化が図られており、高強度のアルミニウム材の使用が多くなっている。また、車両等で高負荷がかかる箇所に対してアルミニウム材を適用し、部材同士を高強度にアーク溶接をするという要望が高まっている。ところが、アルミニウム材は熱伝導率が高いことから熱影響が大きく、溶接をする際には高度な技術が必要とされる。
【０００３】
アルミニウム材の溶接には、例えば下記の特許文献１及び特許文献２が挙げられる。
【０００４】
特許文献１では、ウィービングの１周期の動作中で厚板側の半周期を高電流とし、薄板側の半周期を低電流とし、高周波パルス電流を通電しアークを安定させることが提案されている。
【０００５】
特許文献２では、アルミニウム合金製管の自動溶接装置であり、溶接トーチにより管の外周を１周させる自動溶接であり、交流と直流とを切り替えながら行うことが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９１１５号公報
【特許文献２】特許第２９２２４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ウィービングによるＭＩＧ溶接を用い、車両等で特に高負荷がかかる箇所でアルミニウム材同士を十分な強度で溶接するためには、ビード幅及びビード高さ（のど厚とも呼ばれる。）を従来よりも大きくする必要がある。また、安定した溶接品質を得るためには母材に対する十分な溶け込みが必要である。
【０００８】
これに対して、前記の特許文献１の技術では、薄板側の溶融は安定すると思われるが、ビードの幅、高さが不足し、母材に対する十分な溶け込みも得られない。前記の特許文献２の装置では、溶接トーチの溶接線上の移動で周期的に交流と直流を切り替えているだけであって、ウィービングによるアーク溶接は用いていない。したがって、ビード幅が非常に狭く、溶接強度は小さい。
【０００９】
このように、従来のアーク溶接方法でアルミニウム材をＭＩＧ溶接すると強度が不十分な場合があり、所定の強度を得るためにはＴＩＧ溶接等による補強が必要である。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、十分なビード幅及び高さが得られるとともに母材に対する深い溶け込みが得られ、高品質の溶接が得られるアーク溶接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】
【００１１】
本発明に係るアーク溶接方法は、溶接トーチをウィービングにより周回させて溶接を行うアーク溶接方法であって、溶接トーチが周回する１周期の間に、電流を直流と交流との間で１回以上切り替えて溶接をすることを特徴とする。
【００１２】
このように、１周期の間に電流を直流と交流とに切り替えることにより、直流による溶接部分では母材への深い溶け込みが得られるとともに、交流による溶接部分では入熱が抑制されて溶融量が確保されて十分な肉盛りが得られ、結果として、十分なビード幅及び高さが得られるとともに母材に対する深い溶け込みが得られ、高品質の溶接が得られる。
【００１３】
なお、ここでいうウィービングとは、溶接進行方向を基準として左右対称に単純に振動させる狭義の動作方法ではなく、溶接進行方向を基準として左右非対称に振動させるとともに後退方向へも移動し、動作経路が所定の一巡経路や一部が開いたＣ字経路等を形成するように動作する方法を含む広義の意味である。
【００１４】
この場合、前記ウィービングの１周期における溶接開始時を直流で溶接すると、母材に対する適切な溶け込みが得られる。
【００１５】
また、前記溶接トーチを移動させる速度を、交流で溶接する区間よりも直流で溶接する区間を速く設定することにより、母材に対して過度に入熱されることがなく、熱伝導率が高いアルミニウム材等に対しても好適に適用可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るアーク溶接方法によれば、１周期の間に電流を直流と交流とに切り替えることにより、直流による溶接部分では母材への深い溶け込みが得られるとともに、交流による溶接部分では入熱が抑制されて十分な溶融量が確保され、結果として、十分なビード幅及び高さが得られるとともに母材に対する深い溶け込みが得られ、高品質の溶接が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るアーク溶接方法について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図８を参照しながら説明する。本実施の形態に係るアーク溶接方法は、図１に示す溶接システム１０によって行われる。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係るＭＩＧ（Metal Inert Gas arc welding）溶接方法が行われる溶接システム１０は、ワークＷに対してアーク溶接をするためのシステムであって、ロボット（移動手段）１２と、該ロボット１２の先端に設けられた溶接トーチ１４と、ワークＷを保持するポジショナ１６と、全体的な制御を行う主制御部１８とを有する。
【００１９】
ロボット１２は、産業用の６軸関節型であって、溶接トーチ１４を動作範囲内の任意の位置で任意の姿勢に配置可能である。ロボット１２は、プログラム動作及び教示動作が可能であって、溶接トーチ１４を予め教示された複数の教示点を経由して移動するように動作させることができる。
【００２０】
溶接トーチ１４は、ＭＩＧ溶接用であって、トーチ本体と、該トーチ本体に送給される消耗式のワイヤ電極とを有する。ＭＩＧ溶接では、トーチ本体におけるガスノズルからシールドガスを供給するとともに、ガスノズルの軸上に設けられたチップの中心部から電極ワイヤを供給して、該電極ワイヤを溶融させてワークの溶接を行う。電極ワイヤは所定のリールからチップ先端部に向けて送り出しローラによって所定速度で送り出されるとともに、ボンベに蓄えられたシールドガスが溶接トーチ１４に供給される。
【００２１】
ポジショナ１６は、ロボット１２が溶接トーチ１４を接近させやすいようにワークＷの位置を移動させるための２軸の機構であり、ロボット１２と同期動作を行う。ポジショナ１６は、基台２０ａと、該基台２０ａから斜めに突出している一対のアーム２０ｂと、これらのアーム２０ｂに両端を保持された主回動部２０ｃと、該主回動部２０ｃの一端に設けられた回転円板２０ｄとを有する。
【００２２】
主回動部２０ｃは、アーム２０ｂに設けられた第１モータ２０ｅの作用下にピッチ方向（矢印Ａ参照）に回動可能である。回転円板２０ｄは、主回動部２０ｃの端部に設けられた第２モータ２０ｆの作用下にロール方向（矢印Ｂ参照）に回動可能である。つまり、回転円板２０ｄは、第１モータ２０ｅ及び第２モータ２０ｆの作用下にピッチ方向及びロール方向の２軸動作が可能となっている。
【００２３】
回転円板２０ｄには、ワーク保持台２０ｇが設けられており、該ワーク保持台２０ｇ上の治具２０ｈによってワークＷが規定の位置に固定されている。なお、ワークＷには所定のアース処理がなされ、０Ｖ電位になっている。
【００２４】
図２に示すように、主制御部１８は、ロボット１２の制御を行うロボット制御部２２と、ポジショナ１６の制御を行うポジショナ制御部２４と、溶接トーチ１４の制御を行う溶接トーチ制御部２６とを有する。ロボット制御部２２、ポジショナ制御部２４及び溶接トーチ制御部２６は、相互に接続されており、リアルタイムで所定の情報の授受を行うことにより同期制御が可能となっている。
【００２５】
ロボット制御部２２及びポジショナ制御部２４は、予め教示（又は計算、解析等により設定）された教示データ２２ａ及び教示データ２４ａにアクセスすることにより、同期したプログラム動作を行うことができる。
【００２６】
溶接トーチ制御部２６は、タイミング制御部２６ａと、直流駆動部２６ｂと交流駆動部２６ｃとを有する。タイミング制御部２６ａは、ロボット制御部２２及びポジショナ制御部２４の動作タイミングをリアルタイミングで確認し、所定のタイミングで直流駆動部２６ｂを介して溶接トーチ１４のワイヤ電極に直流電圧を印加し、又は交流駆動部２６ｃを介してワイヤ電極に交流電圧を印加する。直流、交流の基準は、アース電位に設定している。また、タイミング制御部２６ａは、所定のタイミングでワイヤ電極に対する電圧印加を停止させる。
【００２７】
ワイヤ電極に直流電圧を印加することにより、該ワイヤ電極からワークＷに対して直流電流が流れて溶接がなされることになる。直流電流による溶接では、ワイヤ電極を母材に対して深く溶け込ますことができる。
【００２８】
また、ワイヤ電極に交流電圧を印加することにより、該ワイヤ電極からワークＷに対して交流電流が流れて溶接がなされることになる。交流電流による溶接では、入熱が抑制されて溶融量が確保されて十分な肉盛りが得られる。
【００２９】
ここで、直流とはワークの電位を基準としてプラスかマイナスのいずれか一方の極性の電圧を印加して通電する状態をいうものとし、一定電圧の印加に限らず、一極性であれば変動する電圧を印加する状態を含む。
【００３０】
また、交流とはワークＷの電位（０Ｖ）を基準としてプラス及びマイナスの双方の極性の電圧を交互に印加して通電する状態をいうものとし、プラス側とマイナス側の電圧が等しい正弦波に限らず、プラス側とマイナス側の電圧が異なる電圧の印加や、パルス状の電圧を印加する状態を含む。
【００３１】
直流駆動部２６ｂによって発生する直流電流は、例えば、図３に示すように、直流パルス状であり、小さいプラスのベース電流Ｉｄｂと大きいプラスのパルス電流Ｉｄｐとを微小時間毎に交互に繰り返し通電するように設定されている。この場合、例えば、パルス電流Ｉｄｐの大きさを可変とし、電流値を調整可能としてもよい。
【００３２】
交流駆動部２６ｃによって発生する交流電流は、例えば、図４に示すように、絶対値が小さいマイナス電流Ｉａｎと、小さいプラスのベース電流Ｉａｂと、大きいプラスのパルス電流Ｉａｐとを順に、且つ微小時間毎に繰り返し通電するように設定されている。この場合、例えば、パルス電流Ｉａｐやマイナス電流Ｉａｎの大きさを可変とし、電流値を調整可能としてもよい。
【００３３】
また、交流駆動部２６ｃによって発生する交流電流の他の例としては、図５に示すように、絶対値が小さいマイナス電流Ｉａｎと、小さいプラスのベース電流Ｉａｂと、大きいプラスの変化電流Ｉａｖとを順に、且つ微小時間毎に繰り返し通電するように設定されている。変化電流Ｉａｖは、前半の略１／３の区間が一定の傾斜で電流を増加させる区間であり、中盤の略１／３の区間が一定の大きい電流を保持する区間であり、後半の略１／３の区間が一定の傾斜で電流を減少させる区間に設定されている。この場合、例えば、パルス電流Ｉａｐの最大値やマイナス電流Ｉａｎの大きさを可変とし、電流値を調整可能としてもよい。
【００３４】
この溶接システム１０では、図１に示すように、ワークＷの第１部材（上板）３０と第２部材（下板）３２との境界３４、及び第１部材３０’と第２部材３２との境界３４’に沿って設けられたすみ肉部に対して行う。以下、代表的に境界３４に対して行う溶接について説明する。境界３４は直線でもよいし、曲線でもよい。第１部材３０の面は第２部材３２の面よりもやや上方になるように配置され、適度な段差が設けられている（図７参照）。
【００３５】
次に、実際の溶接に先行して行われる教示について図６を参照しながら説明する。
【００３６】
図６の座標Ｚで示すように、溶接進行方向は、右から左に向かうプラスの方向とする。また、Ｚ座標に直交するＹ座標を規定し、図６の下向きをプラス、上向きをマイナスと規定する。つまり、Ｙ座標がマイナスの範囲が第１部材３０に相当し、プラスの範囲が第２部材３２に相当する。
【００３７】
この溶接に対する教示は、ウィービングの動作順に４つの教示点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４を教示データ２２ａに記録することにより行われる。これらの教示点Ｐ１〜Ｐ４は、所定の基準点Ｂ１、Ｂ２、…Ｂｎに対する相対的な点として記録され、各基準点Ｂ１、Ｂ２、…Ｂｎについてそれぞれ教示点Ｐ１〜Ｐ４が設定されていることと等価である。基準点Ｂ１、Ｂ２、…Ｂｎは、境界３４上で溶接進行方向に向かって等間隔に設定されている。
【００３８】
基準点Ｂ１をＹＺ座標の原点にしたとき、ウィービングの開始点である教示点Ｐ１は、Ｚ座標上（Ｙ＝０）で基準点Ｂ１よりもややプラスの位置に設定される。２番目の教示点Ｐ２は、Ｚ座標が僅かにマイナスの位置で且つＹ座標がプラス方向に大きい位置に設定される。３番目の教示点Ｐ３は、Ｚ座標が教示点Ｐ２よりマイナス方向にさらに変位した位置で且つＹ座標が教示点Ｐ２の半分程度の位置に設定される。最後の教示点Ｐ４は、Ｙ座標に関して教示点Ｐ３と上下略対称の位置で、Ｚ座標に関して教示点Ｐ２と略等しい位置に設定されている。
【００３９】
溶接トーチ１４は、これらの４つの教示点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４を経由して一巡する経路に沿って動作（以下、ウィービングともいう。）を行い、教示点Ｐ１と教示点Ｐ２との間の第１移動区間４０ａ、教示点Ｐ２と教示点Ｐ３との間の第２移動区間４０ｂ、教示点Ｐ３と教示点Ｐ４との間の第３移動区間４０ｃ、及び教示点Ｐ３と教示点Ｐ４との間の第４移動区間４０ｄによって四角形状の閉領域が形成されるような一巡動作を行うことになる。溶接トーチ１４は各教示点間では基本的には直線状に移動をするが、所定の動作モードを用いて曲線状に移動させてもよい。
【００４０】
図６から明らかなように、教示点Ｐ１〜Ｐ４によって形成される一巡経路はＺ方向よりもＹ方向に長くなっており、かつ第１部材３０側（Ｙ座標がマイナスの範囲）よりも第２部材３２の側（Ｙ座標がプラスの範囲）に片寄って設定されている。また、教示点Ｐ１〜Ｐ４を経由するウィービングは反時計方向の動作であり、周回を開始する教示点Ｐ１は、４つの教示点のうち最も溶接進行方向（＋Ｚ方向）に寄った位置に設けられている。さらに、１周期における溶接開始時の第１移動区間４０ａは、上板の第１部材３０側から下板の第２部材３２側に向かって設定されている。
【００４１】
溶接トーチ１４は、必要十分な４つの教示点Ｐ１〜Ｐ４を経由して周回するように教示されており、教示点の数が過度に多くなくて教示が容易であって、しかも設定自由度が大きく、適切なウィービング経路を構成することができる。なお、ウィービング経路は、必ずしも一巡経路である必要はなく、例えば、一部が開いたＣ字経路等であってもよい。
【００４２】
教示点Ｐ１〜Ｐ４の教示に伴い、各移動区間４０ａ〜４０ｄにおける溶接電流の種別と、各移動区間４０ａ〜４０ｄにおける移動速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４の設定を行う。すなわち、溶接進行方向（＋Ｚ方向）側の第１移動区間４０ａ及び第４移動区間４０ｄは直流に設定し、逆方向（−Ｚ方向）側の第２移動区間４０ｂ及び第３移動区間４０ｃは交流に設定する。さらに、直流に設定された第１移動区間４０ａ及び第４移動区間４０ｄの移動速度Ｖ１及びＶ４は、交流に設定された第２移動区間４０ｂ及び第３移動区間４０ｃの移動速度Ｖ２及びＶ３よりも速く設定する。速度Ｖ１及びＶ４は、例えば、速度Ｖ２及びＶ３の１．１〜２．０倍に設定するとよい。
【００４３】
なお、説明の便宜上、教示点Ｐ１〜Ｐ４は同一平面上で示したが、実際には第１部材３０、第２部材３２及びすみ肉部の形状に合わせて高さ方向（Ｘ方向）座標値についても個別に設定するとよい。また、溶接トーチ１４の角度は、ワークＷの表面に対して例えば５〜１５°程度となるように設定するとよい。
【００４４】
上記の各設定はあくまでも一例であり、ワークＷの材質や形状に応じて適宜変更してもよいことはもちろんである。
【００４５】
次に、このように構成される溶接システム１０を用いてワークＷに対してＭＩＧ溶接を行う方法について説明する。
【００４６】
先ず、ワークＷをポジショナ１６のワーク保持台２０ｇの規定位置に固定し、その後ロボット１２及びポジショナ１６を教示データ２２ａ及び２４ａに基づいて同期動作させる。
【００４７】
次に、最初の基準点Ｂ１を基準として教示点Ｐ１〜Ｐ４の位置を求めて、溶接トーチ１４の先端を教示点Ｐ１に接近させる。
【００４８】
次いで、溶接トーチ１４を第１移動区間４０ａに沿って教示点Ｐ２まで速度Ｖ１で移動させる。このとき、直流駆動部２６ｂの作用下にワイヤ電極に直流電圧を印加して直流電流を通電させて溶接を行い、第１ビード６０（図６参照）を形成する。
【００４９】
第１移動区間４０ａでは、直流によって溶接を行うことから、母材に対する深い溶け込みが得られる。特に、第１移動区間４０ａは溶接進行方向側の区間であり、未だウィービングによる溶接がなされてなく、ビードが形成されていない箇所であることから電流が流れやすく、母材に対して一層深い溶け込みが得られる。また、速度Ｖ１は比較的速く設定されているから、母材に対して過度に入熱されることがなく、熱影響が少ないため、熱伝導率が高いアルミニウム材等に対しても好適に適用可能である。
【００５０】
さらに、第１移動区間４０ａでは、Ｚ軸に関して溶接進行方向とは逆方向にやや後退させていることにより、溶融池が先行することを防止でき、溶接品質が向上する。
【００５１】
なお、従来、第１移動区間４０ａに相当する溶接箇所では、下板側から上板側に向かって溶接をしていたが、本実施の形態に係る方法では、第１移動区間４０ａで、上板の第１部材３０側から下板の第２部材３２側に向かって溶接を行う。これにより、第１部材３０が鋳物である場合に該鋳物を溶かしながら溶接を行い、アークを段差部に出すことでアークの飛びが分散されずらく、段差部の形状残りが格段に減少し、必要な溶接強度要件が満たされる。
【００５２】
溶接トーチ１４が教示点Ｐ２に到達した後、第２移動区間４０ｂに沿って教示点Ｐ３まで速度Ｖ２で移動させる。このとき、交流駆動部２６ｃの作用下にワイヤ電極に交流電圧を印加して交流電流を通電させて溶接を行う。つまり、教示点Ｐ２では、溶接を行うための電流が直流から交流に切り替えられることになる。この区間の溶接では、第２ビード６２が形成される。
【００５３】
第２移動区間４０ｂでは、交流によって溶接を行うことから、入熱が抑制されて溶融量が確保されて十分な肉盛りが得られる。特に、第２移動区間４０ｂは溶接進行方向と逆側の区間であり、前回のウィービングの第１移動区間４０ａにより直流で溶接がなされた第１ビード６０と略重なる箇所である。従って、ある程度のビードが既に形成されており電流がやや流れにくく、母材に対する溶け込みよりも肉盛りが効果的に形成される。また、速度Ｖ２は比較的低く設定されているから、肉盛りを行う時間が長くなり、一層高い肉盛りが形成される。
【００５４】
さらに、第２移動区間４０ｂでは、上板の第１部材３０側に向かって移動をすることから、境界３４の段差を利用して、高さを安定して保ち、十分な肉盛りが補償される。
【００５５】
溶接トーチ１４が教示点Ｐ３に到達した後、第３移動区間４０ｃに沿って教示点Ｐ４まで速度Ｖ３で移動させる。このとき、交流駆動部２６ｃの作用下にワイヤ電極に交流電圧を印加して交流電流を通電させて溶接を行う。この第３移動区間４０ｃでは、第２移動区間４０ｂと略同様の効果が得られる。
【００５６】
溶接トーチ１４が教示点Ｐ４に到達した後、第４移動区間４０ｄに沿って教示点Ｐ１まで速度Ｖ４で移動させる。このとき、直流駆動部２６ｂの作用下にワイヤ電極に直流電圧を印加して直流電流を通電させて溶接を行う。つまり、教示点Ｐ４では、溶接を行うための電流が交流から直流に切り替えられることになる。
【００５７】
第４移動区間４０ｄでは、第１移動区間４０ａと略同様の効果が得られる。また、第４移動区間４０ｄでは、Ｚ軸に関して溶接進行方向に進行させているが、その距離は第１移動区間４０ａと比較して短く、溶融池が先行することはほとんどなく、溶接品質が保たれる。
【００５８】
第４移動区間４０ｄの溶接が終了すると、ウィービングによる１周期の溶接が終了して、周回ビード６４が形成される。ウィービングの経路はＺ方向よりもＹ方向に長く設定されており、複数の周回ビード６４からなるビード７０（図７参照）の幅Ｄは十分に長く形成される。
【００５９】
この後、溶接電流を一度停止させ溶接トーチ１４を次のウィービングを行うための準備位置に移す。つまり、２回目のウィービングとして、基準点Ｂ２を基準とした経路である教示点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’及びＰ４’（図６参照）を決定し、ロボット１２とポジショナ１６との協調動作により、溶接トーチ１４を新たな教示点Ｐ１’に移す。ここで、教示点Ｐ１’〜Ｐ４’は教示点Ｐ１〜Ｐ４を溶接進行方向に移動させたものと等価である。この後、溶接進行方向に沿いながら、基準点Ｂ２、Ｂ３、…Ｂｎについて同様の溶接を順次行う。
【００６０】
上述したように、本実施の形態に係るアーク溶接方法では、ウィービングの１周期の間に電流を直流と交流とに切り替える。これにより、直流による溶接部分では母材への深い溶け込みが得られるとともに、交流による溶接部分では入熱が抑制されて溶融量が確保されて十分な肉盛が得られる。
【００６１】
すなわち、溶接進行方向側の部分では直流による溶接で十分な溶け込みを確保しておく。次いで、逆側の部分では、交流に切り替えＥＮ比率を変化させることで供給量（電流）は減少させずに溶け込み量のみを制御し、肉盛り部のビードを流さずに盛ることができ、十分な高さＨ（図８参照）のビード７０が得られることになる。
【００６２】
ここで、ＥＮ比率とは、交流溶接時の電流波形で、全振幅Ｓ１（図５参照）に対するマイナス側の幅Ｓ２の比である。ワイヤ側がワークＷよりもマイナス電位となると、プラス電位の場合よりもワイヤの溶融が進むことから、ＥＮ比率を溶接電源の制御により変化させることによって溶け込み量の調整が可能となる。したがって、ＥＮ比率が大きくなると（全振幅Ｓ１を小さくし、又は幅Ｓ２を大きくすると）同じワイヤ送り速度でも、小電流でワイヤが溶融できるようになり、溶接平均電流が下がり、ワークＷの溶融も少なくなる。すなわち、ＥＮ比率を大きくすると溶け込みが浅く、余盛りの大きいビードが得られる。
【００６３】
上記の溶接の結果として、図７及び図８に示すように、幅Ｄ及び高さＨが十分大きいビード７０が得られるとともに母材に対する深い溶け込み７２が得られ、高品質の溶接が得られる。したがって、第１部材３０と第２部材３２は高強度で接続され、高負荷用途に用いることができる。また、高負荷用途に用いる場合にもＴＩＧ溶接等による補強をする必要がない。なお、溶け込み部分は、境界部を正確に示すことができないことから、図８においては破線により模式的に図示している。
【００６４】
また、上記のウィービングとは、溶接進行方向を基準として左右対称に単純に振動させる狭義の動作方法ではなく、溶接進行方向を基準として左右非対称に振動させるとともに後退方向へも移動し、動作経路が所定の閉領域を形成するように動作する方法を含む広義の意味である。
【００６５】
さらに、ウィービングの１周期における溶接開始時を直流で溶接することにより、母材に対する適切な溶け込みが得られる。
【００６６】
さらにまた、周回を開始する教示点Ｐ１は、４つの教示点Ｐ１〜Ｐ４のうち最も溶接進行方向に寄った位置に設けられており、未だ溶接のなされていない箇所を確実に直流電流で溶接を行うことになり、十分な溶け込みが得られる。
【００６７】
なお、電流を直流から交流へ切り替え、又は交流から直流に切り替える箇所は、必ずしも教示点Ｐ１及び教示点Ｐ３に完全に一致している必要はなく、設計条件に応じて適宜ずらしてもよい。複数回行われるウィービングは、必ずしも個別の一巡経路で行うのではなく、一連の連続的な経路で行ってもよい。
【００６８】
また、本実施の形態に係るアーク溶接方法は、重ね継手、板厚の異なる突き合わせ、すみ肉部等の様々な箇所に適用可能であることはもちろんである。
【００６９】
本発明に係るアーク溶接方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】溶接システムの斜視図である。
【図２】溶接システムのブロック構成図である。
【図３】直流電流のタイムチャートである。
【図４】交流電流のタイムチャートである。
【図５】変形例に係る交流電流のタイムチャートである。
【図６】ワークに対する溶接の教示点を示す模式図である。
【図７】ワーク及びビードの斜視図である。
【図８】ワーク及びビードの断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…溶接システム                    １２…ロボット
１４…溶接トーチ                      １６…ポジショナ
３０…第１部材（上板）                ３２…第２部材（下板）
４０ａ…第１移動区間                  ４０ｂ…第２移動区間
４０ｃ…第３移動区間                  ４０ｄ…第４移動区間
７０…ビード
Ｂ１、Ｂ２、Ｂｎ…基準点              Ｐ１〜Ｐ４…教示点
Ｗ…ワーク
【図１】
2008068301.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008068301.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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