voltageDescription本発明は、消耗電極である溶接ワイヤを正送と逆送に繰り返しながら短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接方法およびアーク溶接装置に関する。溶接作業工程でのロス工程であるスパッタ除去工程を少なくするために、スパッタ低減を目的として、溶接ワイヤ送給速度について正送と逆送とを繰り返して、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて行う消耗電極式アーク溶接が、従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。図7は、従来のアーク溶接制御方法において、ワイヤ送給速度と溶接出力の時間的な変化に対する時間波形を示す図である。消耗電極である溶接ワイヤを送給しながら、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法に関し、下記の方法が知られている。ワイヤ送給速度について正送と逆送とを周期的に繰り返すようワイヤ送給モータを制御する送給速度制御器と、この送給速度制御器の増減信号を受けて、図7に示すようにワイヤ供給量が少ない期間は溶接出力が低出力に、ワイヤ供給量が多い期間は溶接出力が高出力になるよう制御する出力制御器とを設けた構成としていた。これにより、短絡状態の時、ワイヤ溶融塊の移行力としてワイヤ送給速度を減じることによる離脱力を利用でき、スパッタ発生の主要な原因とする短絡電流を低減しても安定した短絡移行溶接が持続できるものである。ワイヤ送給速度を正送と逆送に周期的に繰り返して、短絡状態とアーク状態とを交互に発生させる制御方法において、逆送時に被溶接物と溶接ワイヤの短絡状態を主に機械的に開放させる場合を考える。そのためには、ワイヤ送給速度の平均送給速度よりも大きな送給速度で、ワイヤ送給速度を逆送させる必要があり、それを実現するための速度振幅を設定する必要がある。設定電流とワイヤ送給速度が比例の関係にあることは一般的に知られている。周期的なワイヤ送給速度の制御においても、ワイヤ送給速度の平均送給速度を設定電流に同期(比例)させることが考えられる。設定電流が高い程、平均送給速度は速くなる。そのため、周期的なワイヤ送給の速度振幅も平均送給速度に同期(比例)して大きくする必要がある。周期的なワイヤ送給を行う際に、ワイヤ送給を行うモータの負荷限界に至るなどの場合は、周期的なワイヤ送給の周波数を下げるなどして、ワイヤ送給を行うモータやギヤなどのモータ周辺部品への負荷を軽減させる必要がある。設定電流に関係なく一定の周波数および速度振幅であるならば、特定の設定電流のみにしか対応できない、すなわち、特定の設定電流範囲でしか溶接を行うことができず、設定電流に応じた溶接を行えないといった課題がある。本発明は、上記課題を解決するもので、ワイヤ送給速度を正送と逆送に周期的に繰り返して、短絡状態とアーク状態とを周期的に発生させて溶接を行うアーク溶接制御方法において、設定電流に応じた溶接を行うことができるアーク溶接方法およびアーク溶接装置を提供する。本発明のアーク溶接方法は、設定電流に応じた溶接ワイヤ送給速度を平均送給速度とし、所定の周波数と所定の速度振幅で溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して、短絡状態とアーク状態とを発生させて溶接を行う消耗電極式のアーク溶接方法であって、上記所定の周波数および上記所定の速度振幅のうちの少なくともいずれかを、上記設定電流に応じた値とした方法からなる。この方法により、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。これにより、溶接速度の高速化および突出し長さの変化や被溶接物間のギャップなどの外乱に対して、アーク不安定によるビード欠陥、スパッタ増加、溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができる。生産効率や作業環境への悪影響を抑えることができ、良好なアーク溶接方法を実現できる。溶接出力を制御するスイッチング素子と、溶接電圧を検出する溶接電圧検出部と、溶接電圧検出部の検出結果に基づいて、短絡状態またはアーク状態であることを検出する状態検出部と、状態検出部からの短絡の信号を受けて短絡状態である短絡期間に短絡電流の制御を行う短絡制御部と、状態検出部からのアークの信号を受けてアーク状態であるアーク期間にアーク電圧の制御を行うアーク制御部と、を備え、設定電流に基づいた周波数および速度振幅で溶接ワイヤを送給して溶接を行う構成からなる。この構成により、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。これにより、溶接速度の高速化および突出し長さの変化や被溶接物間のギャップなどの外乱に対して、アーク不安定によるビード欠陥、スパッタ増加、溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができる。生産効率や作業環境への悪影響を抑えることができ、良好なアーク溶接装置を実現できる。以上のように、本発明によれば、ワイヤ送給を正送と逆送とに周期的に繰り返して、短絡状態とアーク状態とを周期的に発生させて行う溶接において、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定する。これにより、広い設定電流の範囲で、設定電流に応じた溶接を行うことができる。その結果、ワイヤ送給を行うモータやギヤなどのモータ周辺部品への負荷なども軽減できる。溶接電流の時間波形を示す図である。図2は、本発明の実施の形態1における設定電流に対するワイヤ送給速度の速度振幅の関係の一例を示す図である。図3は、本発明の実施の形態1における設定電流に対するワイヤ送給の周波数の関係の一例を示す図である。図4は、本発明の実施の形態1におけるアーク溶接装置の概略構成を示す構成図である。溶接電流の時間波形を示す図である。図6は、本発明の実施の形態2におけるアーク溶接装置の概略構成を示す構成図である。図7は、従来のワイヤ送給速度と溶接出力の時間波形を示す図である。以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。(実施の形態1)本実施の形態では、先ず、アーク溶接方法について説明し、その後、アーク溶接装置について説明する。溶接電流の時間波形を示す図である。溶接電圧の時間波形を示し、これらの時間的な関係を示している。図1において、P1は、短絡を開始した時点を示している。短絡初期電流IS0が所定時間出力した後、短絡電流の第1段目の増加傾き(di1/dt)(以下、図1に示す「IS1」とする。)を持つ短絡電流が出力され、続けて短絡電流の第2段目の増加傾き(di2/dt)(以下、図1に示す「IS2」とする。)を持つ短絡電流が出力される。その後、溶融プールと溶接ワイヤ先端との間に出来上がった溶滴のくびれが検出されると、溶接電流は、低電流に瞬時に移行する。P2は、溶接電流が低電流に移行した後の、溶滴のくびれが離れ、短絡状態が終了して、アークが発生した時点を示している。P2からのアーク期間Taにおいて、アーク発生直後にピーク電流IPの溶接電流を出力する。その後、ピーク電流IPからベース電流IBへ移行するのは、電流制御でも電圧制御でもどちらの制御でも可能な期間であり、ベース電流IBに移行した段階で次の短絡を待つことになる。P3は、次の短絡が発生した時点を示している。P3から次の短絡期間Tsが開始される。図1では、所定の周波数Fと所定の速度振幅AVで基本波形である正弦波状に正送と逆送とを周期的に繰り返すワイヤ送給制御を行っている。周波数の逆数である周期Tは、短絡期間Tsとアーク期間Taとの和で表される。正送側のピーク時PPではP1周辺で短絡が発生し、逆送側のピーク時NPでは、P2周辺でアークが発生することになる。P2の後の正送のピーク時PPにP3周辺で次の短絡が発生する。以上のように、P1からP3までを制御の1周期とし、これを繰り返して溶接を行う。このように短絡状態またはアーク状態の発生は、基本的にワイヤ送給速度の正送と逆送とを周期的に繰り返すワイヤ送給制御に依存するものである。次に、正送と逆送を繰り返し行う溶接における設定電流に適した速度振幅AVの設定の方法について、図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態1における設定電流に対する、ワイヤ送給速度の速度振幅の関係の一例を示す図である。図2において、例えば、設定電流が60Aの場合は、速度振幅AVは15m/分である。設定電流の増加に応じて速度振幅AVも増加し、設定電流が240Aまで増加すると、速度振幅は30m/分まで増加する必要がある。その理由は、設定電流が大きくなっても、実際に被溶接物とワイヤ先端の距離を例えば1mm〜5mm程度の所定の距離を確保して安定して逆送するために必要であるからである。設定電流が増加するとワイヤ送給速度の平均送給速度も増加する。このため、速度振幅AVが一定であると逆送の送給期間が短くなってしまう。したがって、逆送の距離が短くなるために実際に被溶接物とワイヤ先端の距離とを所定の距離だけ確保し難くなる。すると、設定電流に同期して速度振幅AVを大きくしないと、溶接ワイヤの逆送の期間、すなわち逆送の距離を所定の距離だけ確保できないためである。図2に示す特性は、溶接対象物や溶接条件等に応じて実験等により予め求めておくことができるものである。次に、正送と逆送とを繰り返し行う溶接の設定電流に適した周波数Fの設定の方法について、図3を用いて以下に説明する。図3は、本発明の実施の形態1における設定電流に対するワイヤ送給の周波数の関係の一例を示す図である。図3において、例えば、設定電流が180Aまでは周波数は60Hzで一定とするが、設定電流が180Aを超えると設定電流の増加とは逆に周波数が低くなる。設定電流が240Aまで増加すると周波数は40Hzまで低くする必要がある場合がある。その理由は、設定電流が増加してくると、上述のように速度振幅AVを上げる必要があるため、周波数Fを下げる必要が出てくる可能性がある。速度振幅を上げることによって、溶接ワイヤ速度の変化率(溶接ワイヤ送給の加速度)が大きくなりワイヤ送給モータやギヤなどが溶接ワイヤの送給に大きい力が必要となる。これにより、ワイヤ送給モータやギヤなどのモータ周辺部品の負荷が増えてしまう。そこで、この負荷を軽減するため、周波数Fを抑えて低くすることで、溶接ワイヤ速度の変化率を緩やかにして対応することができる。ワイヤ送給モータやギヤなどのモータ周辺部品に対する大きい負荷が、モータ周辺部品に影響がない場合であれば、周波数Fを一定に維持することも、周波数Fをさらに上げていくことも何ら問題ない。図2に示す速度振幅AVと図3に示す周波数Fは、設定電流が180Aまでは速度振幅が15m/分から25m/分に増加するものの、周波数は60Hzで問題ない。設定電流が240Aでは速度振幅が30m/分まで増加すると周波数は40Hzまで下げてワイヤ送給モータやギヤなどのモータ周辺部品への負荷を抑えることが必要な場合もある。図2や図3では、設定電流に対する速度振幅AVの関係や設定電流に対する周波数の関係が1次関数である例を示しているが、これに限らず、例えば2次関数など1次関数以外でも良い。図2や図3に示すように、設定電流に対する速度振幅AVや周波数Fには、各々に上限値または下限値のうち少なくともいずれかを設けるようにしても良い。上限値を設ける理由は、例えば、ワイヤ送給モータの使用限界にならないようにして、ワイヤ送給モータを安全に使用するためである。下限値を設ける理由は、例えば、適切なアーク溶接の状態を維持して溶接性を確保するためである。図2や図3に示す設定電流に応じた速度振幅AVや周波数Fは、設定電流と、送給する消耗電極ワイヤのワイヤ径、ワイヤの種類、ワイヤの突出長、供給するシールドガス、のうちの少なくとも1つとに基づいて設定される。上述したように、本発明のアーク溶接方法は、設定電流に応じた溶接ワイヤ送給速度を平均送給速度とし、所定の周波数Fと所定の速度振幅AVで溶接ワイヤの正送と逆送とを周期的に繰り返して、短絡状態とアーク状態とを発生させて溶接を行う消耗電極式のアーク溶接方法であって、所定の周波数Fおよび所定の速度振幅AVのうちの少なくともいずれかを、設定電流に応じた値とした方法からなる。この方法により、設定電流毎に適した周波数Fや速度振幅AVなどを設定することにより、設定電流に応じた溶接を行うことができる。これにより、溶接速度の高速化および突出し長さの変化や被溶接物間のギャップなどの外乱に対して、アーク不安定によるビード欠陥、スパッタ増加、溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができる。生産効率や作業環境への悪影響を抑えることができ、良好なアーク溶接方法を実現できる。溶接ワイヤ送給速度を正弦波状に変化させて溶接ワイヤの送給を行う方法としてもよい。この方法により、矩形波状とは異なりワイヤ送給モータやギヤなどのモータ周辺部品への負荷の時間的な変化が小さく、矩形波状の場合に比べてこれらの寿命を長くすることができる。設定電流に応じたワイヤ送給速度のピーク時間、立ち上がり時間および立ち下がり時間のうちの少なくともいずれかの時間により溶接を行う方法としてもよい。この方法により、さらに安定して制御できるアーク溶接方法が実現できる。スパッタの大幅な増加や、アークが不安定になることを防止し、安定なアーク溶接方法が実現できる。設定電流に応じたワイヤ送給速度のピーク時間、立ち上がり時間および立ち下がり時間のうちの少なくともいずれかに上限値および下限値のうちの少なくともいずれかを設けた方法としてもよい。この方法により、ワイヤ送給モータなどの部品を安全に使用することができる、あるいは、適切なアーク溶接の状態を維持して溶接性を確保することができる。次に、本実施の形態1のアーク溶接制御を行うアーク溶接装置について、図4を用いて説明する。図4は、本実施の形態1におけるアーク溶接装置の概略構成を示す構成図である。図4に示すように、本実施の形態1のアーク溶接装置は、消耗電極である溶接ワイヤ20と被溶接物23との間でアーク状態と短絡状態とを繰り返して溶接を行うアーク溶接装置である。15と、スイッチング素子3と、溶接電圧検出部8と、状態検出部10と、短絡制御部11と、アーク制御部12と、を備え、設定電流に基づいた周波数Fおよび速度振幅AVで溶接ワイヤ20を送給して溶接を行う構成からなる。15は、設定電流に基づいて溶接ワイヤ20を正送と逆送の方向に周期的に繰り返し送給制御するための速度振幅AVを決定する。スイッチング素子3は、溶接出力を制御し、溶接電圧検出部8は、溶接電圧を検出する。状態検出部10は、溶接電圧検出部8の検出結果に基づいて、短絡状態またはアーク状態であることを検出する。短絡制御部11は、状態検出部10からの短絡の信号を受けて短絡状態である短絡期間Tsに短絡電流の制御を行う。アーク制御部12は、状態検出部10からのアークの信号を受けてアーク状態であるアーク期間Taにアーク電圧の制御を行う。この構成により、設定電流毎に適した周波数や速度振幅などを設定することにより、後述するように設定電流に応じた溶接を行うことができる。これにより、溶接速度の高速化および突出し長さの変化や被溶接物23間のギャップなどの外乱に対して、アーク不安定によるビード欠陥、スパッタ増加、溶け込み不良等の問題を最小限に留めることができる。生産効率や作業環境への悪影響を抑えることができ、良好なアーク溶接装置を実現できる。次に本実施の形態1のアーク溶接装置の基本的な動作について説明する。図4に示すように、入力電源1からの電力は1次整流部2で整流され、スイッチング素子3により、例えば交流電圧に変換される。この交流電圧は、トランス4により降圧され、2次整流部5およびインダクタであるDCL6により整流される。直流電圧は、溶接チップ21を通る溶接ワイヤ20と被溶接物23との間に印加されて溶接アーク22が被溶接物23に対して発生する。接続されている溶接電圧検出部8と、溶接出力電流を検出する溶接電流検出部9と、を備えている。アーク溶接装置は、溶接電圧検出部8からの信号に基づいて短絡またはアークを発生しているかを判定する状態検出部10と、状態検出部10から短絡の信号を受けて短絡期間Tsに短絡電流の制御を行う短絡制御部11と、を備えている。アーク溶接装置は、状態検出部10からのアークの信号を受けてアーク期間Taにアーク電圧の制御を行うアーク制御部12と、電流を設定するための設定電流設定部13とを備えている。