JP2022080330A - 消耗電極アーク溶接電源 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接ケーブルによるインダクタンス値が大きい場合でも、アークスタートのときの溶接状態を安定にすること。【解決手段】溶接開始に際して、ホットスタート期間Ｔｈ中は定電流制御によって溶接電流Ｉｗを通電し、続く高電圧設定期間Ｔｖ及び定常期間中は定電圧制御によって溶接電流Ｉｗを通電する電力制御部を備えた消耗電極アーク溶接電源において、消耗電極アーク溶接電源の出力端子の電圧から溶接ワイヤと母材との短絡状態を判別して短絡判別信号Ｓｄを出力する短絡判別部と、高電圧設定期間Ｔｖ中に短絡判別信号Ｓｄによって短絡発生頻度を検出し、短絡発生頻度が基準値以上のときは短絡発生頻度検出信号Ｓｈを出力する短絡発生頻度検出部と、を備え、電力制御部は、短絡発生頻度検出信号Ｓｈが入力（Ｈｉｇｈレベル）されると高電圧設定期間Ｔｖを定電圧制御から定電流制御へと切り換える。【選択図】 図２

Description

本発明は、良好なアークスタート性を得ることができる消耗電極アーク溶接電源に関するものである。

特許文献１の発明には、溶接開始に際して、溶接電流が通電を開始すると、ホットスタート期間中は定電流制御によって溶接電流を通電し、続く第１期間中は電圧設定信号を定常電圧設定値よりも大きな値のスタート電圧設定値に設定し、続く定常期間中は電圧設定信号を定常電圧設定値に設定して定電圧制御によって溶接電流を通電する消耗電極アーク溶接のアークスタート制御方法が記載されている。

特許第５９４３４６０号公報

消耗電極アーク溶接では、溶接ワイヤと母材との間でアーク期間と短絡期間とを繰り返す溶接状態になることが多い。良好な溶接状態にするために、アーク期間と短絡期間とのそれぞれに適合した溶接電流の制御を行っている。そのために、溶接状態がアーク期間であるか短絡期間であるかを正確に判別（短絡判別）する必要がある。短絡判別は、溶接電源の出力端子の電圧値が閾値以上であるときはアーク期間であると判別し、閾値未満のときは短絡期間であると判別する。溶接トーチと出力端子及び母材と出力端子とを接続する溶接ケーブルが数十ｍと長くなる場合がある。このような場合には、溶接ケーブルによるインダクタンス値Ｌが大きくなる。インダクタンス値Ｌが大きくなると、溶接電流の変化に伴い逆起電圧Ｌｄｉ／ｄｔが出力端子電圧に重畳する。この結果、短絡判別に誤判別が生じることになる。すなわち、アーク期間を短絡期間と誤判別し、短絡期間をアーク期間と誤判別する。特に、アークスタートのときに誤判別が生じると、スパッタが多く発生し、ビード外観も悪くなり、溶接品質が悪くなるという問題がある。

そこで、本発明では、溶接ケーブルによるインダクタンス値が大きい場合でも、アークスタートのときの溶接状態を安定にして、良好な溶接品質を得ることができる消耗電極アーク溶接電源を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、溶接開始に際して、溶接電流が通電を開始すると、第１期間中は電圧設定信号を定常電圧設定値よりも大きな値のスタート電圧設定値に設定し、続く定常期間中は前記電圧設定信号を前記定常電圧設定値に設定して定電圧制御によって溶接電流を通電する消耗電極アーク溶接のアークスタート制御方法
溶接開始に際して、溶接電流が通電を開始すると、ホットスタート期間中は定電流制御によって溶接電流を通電し、続く高電圧設定期間中は電圧設定信号を定常電圧設定値よりも大きな値のスタート電圧設定値に設定し、続く定常期間中は前記電圧設定信号を前記定常電圧設定値に設定して定電圧制御によって溶接電流を通電する電力制御部を備えた消耗電極アーク溶接電源において、
前記消耗電極アーク溶接電源の出力端子の電圧から溶接ワイヤと母材との短絡状態を判別して短絡判別信号を出力する短絡判別部と、
前記高電圧設定期間中に前記短絡判別信号によって短絡発生頻度を検出し、前記短絡発生頻度が基準値以上のときは短絡発生頻度検出信号を出力する短絡発生頻度検出部と、を備え、
前記電力制御部は、前記短絡発生頻度検出信号が入力されると前記高電圧設定期間を前記定電圧制御から前記定電流制御へと切り換える、
ことを特徴とする消耗電極アーク溶接電源である。

請求項２の発明は、
前記高電圧設定期間を前記定電流制御するときは、前記ホットスタート期間中よりも小さな値の溶接電流を通電する、
ことを特徴とする請求項１に記載の消耗電極アーク溶接電源である。

請求項３の発明は、
前記電力制御部は、前記高電圧設定期間を前記定電圧制御から前記定電流制御へと切り換えたときは、次回の溶接開始に際しては、前記高電圧設定期間の開始時点から前記定電流制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の消耗電極アーク溶接電源である。

本発明によれば、溶接ケーブルによるインダクタンス値が大きい場合でも、アークスタートのときの溶接状態を安定にして、良好な溶接品質を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る消耗電極アーク溶接電源のブロック図である。 図１の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。

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。

図１は、本発明の実施の形態に係る消耗電極アーク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。

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による出力制御を行い、溶接電流Ｉｗ及び溶接電圧Ｖｗ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、平滑された直流を上記の駆動信号Ｄｖに従って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整流する２次整流器、整流された直流を平滑するリアクトルを備えている。

溶接ワイヤ１は、送給モータＷＭ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が発生して溶接が行われる。溶接トーチ４は、ロボット（図示は省略）に搭載されている。

電圧検出回路ＶＤは、溶接電源の出力端子間の電圧を検出して電圧検出信号Ｖｄを出力する。

溶接電流検出回路ＩＤは、上記の溶接電流Ｉｗを検出して、溶接電流検出信号Ｉｄを出力する。通電判別回路ＣＤは、この溶接電流検出信号Ｉｄを入力として、この値が閾値以上のときはＨｉｇｈレベルとなる通電判別信号Ｃｄを出力する。この通電判別信号Ｃｄは、溶接電流Ｉｗが通電するとＨｉｇｈレベルとなる信号である。したがって、閾値は、５Ａ程度に設定される。

ロボット制御装置ＲＣは、予め教示された作業プログラムを記憶しており、この作業プログラムに従ってロボット（図示は省略）の動作を制御すると共に、溶接電源に対して溶接開始信号Ｓｔを出力する。

ホットスタート期間設定回路ＴＨＲは、予め定めたホットスタート期間設定信号Ｔhrを出力する。

高電圧設定期間設定回路ＴＶＲは、予め定めた高電圧設定期間設定信号Ｔvrを出力する。

定常電圧設定回路ＶＣＲは、予め定めた定常電圧設定信号Ｖcrを出力する。

スタート電圧設定回路ＶＳＲは、この定常電圧設定信号Ｖcrを入力として、予め定めた関数によって算出されるスタート電圧設定信号Ｖsrを出力する。この関数は、例えばＶsr＝Ｖcr＋(正の所定値)である。必ず、Ｖsr＞Ｖcrとなるように設定される。

期間設定回路ＭＳは、上記の溶接開始信号Ｓｔ、上記の通電判別信号Ｃｄ、上記のホットスタート期間設定信号Ｔhr及び上記の高電圧設定期間設定信号Ｔvrを入力として、以下の処理を行い期間設定信号Ｍｓを出力する。
１）溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベル（開始）に変化すると、その値が０から１となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝１の期間は、図２のスローダウン送給期間となる。
２）その後に、通電判別信号ＣｄがＨｉｇｈレベル（通電）に変化すると、その値が２となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝２の期間は、図２のホットスタート期間Ｔｈとなる。
３）その後に、ホットスタート期間設定信号Ｔhrによって定まる期間が経過すると、その値が３となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝３の期間は、図２の高電圧設定期間Ｔｖとなる。
４）その後に、高電圧設定期間設定信号Ｔvによって定まる期間が経過すると、その値が４となる期間設定信号Ｍｓを出力する。Ｍｓ＝４の期間は、図２の定常期間となる。

電圧設定回路ＶＲは、上記の定常電圧設定信号Ｖcr、上記のスタート電圧設定信号Ｖsr及び上記の期間設定信号Ｍｓを入力として、Ｍｓ≦３のときはスタート電圧設定信号Ｖsrを電圧設定信号Ｖｒとして出力し、Ｍｓ＝４のときは定常電圧設定信号Ｖcrを電圧設定信号Ｖｒとして出力する。

電圧誤差増幅回路ＥＶは、上記の電圧設定信号Ｖｒと上記の電圧検出信号Ｖｄとの誤差を増幅して、電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。

ホットスタート電流設定回路ＩＨＲは、予め定めたホットスタート電流設定信号Ｉhrを出力する。

スタート電流設定回路ＩＳＲは、予め定めたスタート電流設定信号Ｉsrを出力する。ここで、Ｉsr＜Ｉhrに設定される。Ｉsrを経時的に小さくなる信号としても良い。

電流設定回路ＩＲは、上記のホットスタート電流設定信号Ｉhr、上記のスタート電流設定信号Ｉsr及び上記の期間設定信号Ｍｓを入力として、Ｍｓ≦２のときはホットスタート電流設定信号Ｉhrを電流設定信号Ｉｒとして出力し、Ｍｓ＞２のときはスタート電流設定信号Ｉsrを電流設定信号Ｉｒとして出力する。

電流誤差増幅回路ＥＩは、上記の電流設定信号Ｉｒと上記の溶接電流検出信号Ｉｄとの誤差を増幅して、電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。

短絡判別回路ＳＤは、上記の電圧検出信号Ｖｄを入力として、この値が閾値（１０Ｖ程度）未満のときは短絡期間であると判別してＨｉｇｈレベルとなり、以上のときはアーク期間であると判別してＬｏｗレベルとなる短絡判別信号Ｓｄを出力する。

短絡発生頻度検出回路ＳＨは、上記の短絡判別信号Ｓｄ及び上記の期間信号Ｍｓを入力として、期間信号Ｍｓ＝３（高電圧設定期間Ｔｖ）であるときに、短絡判別信号Ｓｄによって短絡発生頻度を検出し、短絡発生頻度が基準値以上であるときはＨｉｇｈレベルにセットされ、母材２が異なる種類に変更されるとＬｏｗレベルにリセットされる短絡頻度検出信号Ｓｈを出力する。したがって、同一種類の母材２を繰り返して溶接しているときは、短絡発生頻度検出信号Ｓｈは、一度セットされると、リセットされない、母材２の種類が変更されたときにリセットされる。短絡発生頻度の基準値は、例えば１０msの期間中に３回以上の短絡が発生した場合である。

制御方式切換信号生成回路ＣＳは、上記の期間設定信号Ｍｓ及び上記の短絡発生頻度検出信号Ｓｈを入力として、以下の処理を行い、制御方式切換信号Ｃｓを出力する。
１）期間信号Ｍｓ＝１及び２のときは、Ｌｏｗレベル（定電流制御）の制御方式切換信号Ｃｓを出力する。
２）期間信号Ｍｓ＝３かつ短絡発生頻度検出信号ＳｈがＬｏｗレベルのときは、Ｈｉｇｈレベル（定電圧制御）の制御方式切換信号Ｃｓを出力する。
３）期間信号Ｍｓ＝３かつ短絡発生頻度検出信号ＳｈがＨｉｇｈレベルのときは、Ｌｏｗレベル（定電流制御）の制御方式切換信号Ｃｓを出力する。
４）期間信号Ｍｓ＝４のときは、Ｈｉｇｈレベル（定電圧制御）の制御方式切換信号Ｃｓを出力する。

制御切換回路ＳＷは、上記の電圧誤差増幅信号Ｅｖ、上記の電流誤差増幅信号Ｅｉ及び上記の制御方式切換信号Ｃｓを入力として、Ｃｓ＝Ｌｏｗレベル（定電流制御）のときは電流誤差増幅信号Ｅｉを誤差増幅信号Ｅａとして出力し、Ｃｓ＝Ｈｉｇｈレベル（定電圧制御）のときは電圧誤差増幅信号Ｅｖを誤差増幅信号Ｅａとして出力する。

駆動回路ＤＶは、上記の誤差増幅信号Ｅａ及び上記の溶接開始信号Ｓｔを入力として、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルのときは誤差増幅信号Ｅａに基づいてＰＷＭ変調制御を行い、上記の電源主回路ＰＭ内のインバータ回路を駆動するための駆動信号Ｄｖを出力し、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルのときは駆動信号Ｄｖの出力を停止する。

電力制御回路ＰＣは、上記の電源主回路ＰＭ、上記の制御方式切換信号生成回路ＣＳ、上記の制御切換回路ＳＷ及び上記の駆動回路ＤＶを備えている。

送給速度設定回路ＦＲは、上記の期間設定信号Ｍｓを入力として、Ｍｓ＝１のときは予め定めたスローダウン送給速度を送給速度設定信号Ｆｒとして出力し、Ｍｓ≧２のときは予め定めた定常送給速度を送給速度設定信号Ｆｒとして出力する。送給制御回路ＦＣは、この送給速度設定信号Ｆｒ及び上記の溶接開始信号Ｓｔを入力として、溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルのときは溶接ワイヤ１を送給速度設定信号Ｆｒによって定まる速度で送給するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力し、溶接開始信号ＳｔがＬｏｗレベルのときは送給を停止するための送給制御信号Ｆｃを上記の送給モータＷＭに出力する。

図２は、図１の溶接電源における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接開始信号Ｓｔの時間変化を示し、同図（Ｂ）は制御方式切換信号Ｃｓの時間変化を示し、同図（Ｃ）は溶接ワイヤの送給速度Ｆｗの時間変化を示し、同図（Ｄ）は短絡判別信号Ｓｄの時間変化を示し、同図（Ｅ）は短絡発生頻度検出信号Ｓｈの時間変化を示し、同図（Ｆ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｇ）は溶接電圧Ｖｗの時間変化を示す。同図は、ロボットを使用した溶接の場合を例示している。以下、同図を参照して説明する。

時刻ｔ１において、ロボットが移動して溶接トーチが溶接開始位置に到達すると、ロボット制御装置から溶接電源に対して溶接開始信号Ｓｔが出力される。

（１）時刻ｔ１～ｔ２のスローダウン送給期間
同図（Ａ）に示すように、時刻ｔ１において、ロボット制御装置からの溶接開始信号ＳｔがＨｉｇｈレベルになると、溶接電源の出力が開始されるので、同図（Ｇ）に示すように、無負荷電圧が溶接ワイヤと母材との間に印加する。同時に、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは１～２m/min程度の遅いスローダウン送給速度となり、溶接ワイヤは母材へと次第に接近する。同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓはＬｏｗレベルであるので、溶接電源は定電流制御となる。

（２）時刻ｔ２～ｔ３のホットスタート期間Ｔｈ
時刻ｔ２において、溶接ワイヤと母材とが接触して導通すると、同図（Ｇ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、数Ｖ程度の短絡電圧値に急減する。同時に、同図（Ｆ）に示すように、溶接電流Ｉｗの通電が開始されて、時刻ｔ２～ｔ３の予め定めたホットスタート期間Ｔｈ中は、予め定めたホットスタート電流Ｉｈが通電する。このホットスタート期間Ｔｈ中は、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓがＬｏｗレベルであるので、定電流制御となる。ホットスタート期間Ｔｈは５～１５ms程度に設定され、ホットスタート電流Ｉｈは４５０～６００Ａ程度に設定される。両値ともに、溶接ワイヤの種類、定常送給速度等に応じて適正値に設定される。時刻ｔ２において、溶接電流Ｉｗの通電が開始すると、同図（Ｃ）に示すように、送給速度Ｆｗは予め定めた定常送給速度に切り換えられる。このホットスタート電流Ｉｈは、溶接ワイヤの先端を早急に溶融してアークを発生させるために通電する。したがって、時刻ｔ２から１ms程度の短時間経過後の時刻ｔ２１において、アークが発生する。アークが発生すると、同図（Ｇ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは数十Ｖのアーク電圧値に急増する。

（３）時刻ｔ３～ｔ４の高電圧設定期間Ｔｖ
時刻ｔ３においてホットスタート期間Ｔｈが終了すると、高電圧設定期間Ｔｖに入り、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓがＨｉｇｈレベルに変化するので、溶接電源は定電圧制御に切り換えられる。この期間における図１の電圧設定信号Ｖｒの値はスタート電圧設定信号Ｖsrの値であるので、この設定値によって定電圧制御が行われる。

同図（Ｆ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、定電圧制御であるために、時刻ｔ３から急減する。出力端子の電圧である図１の電圧検出信号ＶｄはＶｄ＝Ｖｗ＋Ｌｄｉ／ｄｔとなる。Ｖｗはアーク発生個所の溶接電圧であり、Ｌは溶接ケーブルによるインダクタンス値であり、ｄｉ／ｄｔは溶接電流の変化率である。ここで、溶接ケーブルが長い場合であるのでＬは大きな値となる。溶接電流Ｉｗが急減しているのでｄｉ／ｄｔは負の大きな値となる。この結果、Ｌｄｉ／ｄｔは大きな負の値となり、電圧検出信号Ｖｄは溶接電圧Ｖｗよりも大幅に小さな値となる。このために、アーク発生状態であり、溶接電圧Ｖｗが数十Ｖのアーク電圧値であっても、電圧検出信号Ｖｄは閾値未満となり、同図（Ｄ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＨｉｇｈレベルとなり、短絡期間であると誤判別することになる。

短絡判別信号ＳｄがＨｉｇｈレベルになると、溶接電源は短絡期間の制御を行い、同図（Ｆ）に示すように、溶接電流Ｉｗは増加する。この結果、Ｌｄｉ／ｄｔは正の値となり、電圧検出信号Ｖｄは溶接電圧Ｖｗよりも大きな値となる。このために、同図（Ｄ）に示すように、短絡判別信号ＳｄはＬｏｗレベルになる。短絡判別信号ＳｄがＬｏｗレベルになると、溶接電源はアーク期間の制御を行うので、同図（Ｆ）に示すように、溶接電流Ｉｗは再び急減する。

上記のような動作を繰り返すことになるので、時刻ｔ３～ｔ３１の期間中に、短絡判別信号Ｓｄは３回ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとを繰り返すことになる。時刻ｔ３～ｔ３１の期間中は、溶接状態はアーク発生状態であり、溶接電圧Ｖｗはアーク電圧値のままである。時刻ｔ３１において、高電圧設定期間Ｔｖ中の短絡発生頻度が基準値以上になったために、同図（Ｅ）に示すように、短絡発生頻度検出信号ＳｈがＨｉｇｈレベルに変化する。

時刻ｔ３１において、同図（Ｅ）に示すように、短絡発生頻度検出信号ＳｈがＨｉｇｈレベルになると、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓがＬｏｗレベルになり、溶接電源は定電流制御に切り換えられる。このために、同図（Ｆ）に示すように、予め定めたスタート電流Ｉｓが通電する。このスタート電流Ｉｓは、ホットスタート電流Ｉｈよりも小さな値である。定電流制御になると、短絡判別信号Ｓｄの状態に関わりなく溶接電流Ｉｗが制御されるので、時刻ｔ３～ｔ３１のような増加、減少を繰り返す状態にはならない。時刻ｔ３～ｔ３１のように、溶接電流Ｉｗが増加、減少を繰り返す状態になると、スパッタが多く発生し、溶接状態も悪くなる。このような状態から抜け出すために定電流制御に切り換えている。時刻ｔ３１からのスタート電流Ｉｓは、定常送給速度よりも溶融速度が小さくなる値に設定されるので、アーク長は次第に短くなる。スタート電流Ｉｓを経時的に減少するようにしても良い。このようにすると、アーク長が円滑に短くなり、定常期間への移行がより安定になる。
高電圧設定期間Ｔｖは、例えば５０～１００ms程度に設定される。

（４）時刻ｔ４以降の定常期間
時刻ｔ４において、高電圧設定期間Ｔｖが終了すると、定常期間に移行し、同図（Ｂ）に示すように、制御方式切換信号ＣｓはＨｉｇｈレベルになり、溶接電源は定電圧制御に切り換えられる。そして、溶接電圧Ｖｗは、図１の定常電圧設定信号Ｖcrの値によって定電圧制御される。定常期間中は、短絡期間とアーク期間とが繰り返される状態になる。このために、同図（Ｆ）に示すように、溶接電流Ｉｗは短絡期間中は緩やかに増加し、アーク期間中は緩やかに減少する。同図（Ｇ）に示すように、溶接電圧Ｖｗは、短絡期間中は数Ｖの短絡電圧値となり、アーク期間中は数十Ｖのアーク電圧値となる。同図（Ｄ）に示すように、短絡判別信号Ｓｄは、短絡期間中はＨｉｇｈレベルとなり、アーク期間中はＬｏｗレベルとなる。

同図（Ｅ）に示すように、短絡発生頻度検出信号Ｓｈは、時刻ｔ３１以降はＨｉｇｈレベルのままである。これは、溶接ケーブルによるインダクタンス値が大きな値である状態が維持されているためである。短絡発生頻度検出信号ＳｈがＨｉｇｈレベルであるときは、高電圧設定期間Ｔｖは期間の開始時点から定電流制御される。また、短絡発生頻度検出信号ＳｈがＨｉｇｈレベルを維持するために、高電圧設定期間Ｔｖを定電圧制御から定電流制御へと切り換えたときは、次回の溶接開始に際しては、高電圧設定期間Ｔｖの開始時点から定電流制御されることになる。短絡発生頻度検出信号Ｓｈは、母材の種類が変更されたときにＬｏｗレベルにリセットされる。

上述した実施の形態によれば、消耗電極アーク溶接電源の出力端子の電圧から溶接ワイヤと母材との短絡状態を判別して短絡判別信号を出力する短絡判別部と、高電圧設定期間中に短絡判別信号によって短絡発生頻度を検出し、短絡発生頻度が基準値以上のときは短絡発生頻度検出信号を出力する短絡発生頻度検出部と、を備え、電力制御部は、短絡発生頻度検出信号が入力されると高電圧設定期間を定電圧制御から定電流制御へと切り換える。短絡判別の頻度が実際に短絡が発生する頻度の上限値を超えているときは、短絡判別が誤判別していると判断することができる。これにより、溶接ケーブルによるインダクタンス値が大きな場合においても、アークスタート時の短絡判別信号の誤判別によって溶接電流が増加、減少を繰り返す状態に陥ることを抑制することができる。この結果、本実施の形態では、溶接ケーブルによるインダクタンス値が大きい場合でも、アークスタートのときの溶接状態を安定にして、良好な溶接品質を得ることができる。

さらに、本実施の形態によれば、高電圧設定期間を定電流制御するときは、ホットスタート期間中よりも小さな値の溶接電流を通電することが好ましい。このようにすると、アークスタート時の高電圧設定期間から定常期間へと溶接状態を円滑に移行させることができる。このために、溶接品質をより向上させることができる。

さらに、本実施の形態によれば、電力制御部は、高電圧設定期間を定電圧制御から定電流制御へと切り換えたときは、次回の溶接開始に際しては、高電圧設定期間の開始時点から定電流制御することが好ましい。このようにすると、高電圧設定期間の開始時点からスパッタの発生を抑制し、溶接状態を安定に維持することができるので、溶接品質をより向上させることができる。

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
ＣＤ 通電判別回路
Ｃｄ 通電判別信号
ＣＳ 制御方式切換信号生成回路
Ｃｓ 制御方式切換信号
ＤＶ 駆動回路
Ｄｖ 駆動信号
Ｅａ 誤差増幅信号
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＣ 送給制御回路
Ｆｃ 送給制御信号
ＦＲ 送給速度設定回路
Ｆｒ 送給速度設定信号
Ｆｗ 送給速度
ＩＤ 溶接電流検出回路
Ｉｄ 溶接電流検出信号
Ｉｈ ホットスタート電流
ＩＨＲ ホットスタート電流設定回路
Ｉhr ホットスタート電流設定信号
ＩＲ 電流設定回路
Ｉｒ 電流設定信号
Ｉｓ スタート電流
ＩＳＲ スタート電流設定回路
Ｉsr スタート電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＭＳ 期間設定回路
Ｍｓ 期間設定信号
ＰＣ 電力制御回路
ＰＭ 電源主回路
ＲＣ ロボット制御装置
ＳＤ 短絡判別回路
Ｓｄ 短絡判別信号
ＳＨ 短絡発生頻度検出回路
Ｓｈ 短絡発生頻度検出信号
Ｓｔ 溶接開始信号
ＳＷ 制御切換回路
Ｔｈ ホットスタート期間
ＴＨＲ ホットスタート期間設定回路
Ｔhr ホットスタート期間設定信号
Ｔｖ 高電圧設定期間
ＴＶＲ 高電圧設定期間設定回路
Ｔvr 高電圧設定期間設定信号
ＶＣＲ 定常電圧設定回路
Ｖcr 定常電圧設定信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号
ＶＳＲ スタート電圧設定回路
Ｖsr スタート電圧設定信号
Ｖｗ 溶接電圧
ＷＭ 送給モータ

Claims (3)

1. 溶接開始に際して、溶接電流が通電を開始すると、ホットスタート期間中は定電流制御によって溶接電流を通電し、続く高電圧設定期間中は電圧設定信号を定常電圧設定値よりも大きな値のスタート電圧設定値に設定し、続く定常期間中は前記電圧設定信号を前記定常電圧設定値に設定して定電圧制御によって溶接電流を通電する電力制御部を備えた消耗電極アーク溶接電源において、
   前記消耗電極アーク溶接電源の出力端子の電圧から溶接ワイヤと母材との短絡状態を判別して短絡判別信号を出力する短絡判別部と、
   前記高電圧設定期間中に前記短絡判別信号によって短絡発生頻度を検出し、前記短絡発生頻度が基準値以上のときは短絡発生頻度検出信号を出力する短絡発生頻度検出部と、を備え、
   前記電力制御部は、前記短絡発生頻度検出信号が入力されると前記高電圧設定期間を前記定電圧制御から前記定電流制御へと切り換える、
   ことを特徴とする消耗電極アーク溶接電源。
2. 前記高電圧設定期間を前記定電流制御するときは、前記ホットスタート期間中よりも小さな値の溶接電流を通電する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の消耗電極アーク溶接電源。
3. 前記電力制御部は、前記高電圧設定期間を前記定電圧制御から前記定電流制御へと切り換えたときは、次回の溶接開始に際しては、前記高電圧設定期間の開始時点から前記定電流制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の消耗電極アーク溶接電源。

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