(57)【要約】【課題】  マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善させることを可及的に簡単な構成で実現する。【解決手段】  上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂを回転させた状態で、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して加圧及び通電しながら、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの相対的な移動方向が、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の接合予定箇所に沿うようにしてマッシュシーム溶接を行う。その後、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂをマッシュシーム溶接時とは逆方向に回転させた状態で、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して加圧及び通電しながら、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの相対的な移動方向が、マッシュシーム溶接時と逆方向になるようにして後熱処理を行う。【選択図】  図３
2015136725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼板の重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接を行って溶接継手を形成する溶接継手の形成方法であって、
前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第２の工程と、を有し、
前記複数の鋼板のうちの少なくとも１枚の鋼板の、以下の（Ａ）式で表される炭素当量Ｃｅｑが、０．３１［質量％］以上であることを特徴とする溶接継手の形成方法。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／３０＋［Ｍｎ］／２０＋２［Ｐ］＋４［Ｓ］  ・・・（Ａ）
ここで、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、及び［Ｓ］は、それぞれＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及びＳの含有量（質量％）である。
【請求項２】
前記第１の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をＰ１［ｋＮ］とし、前記第１の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をＶ１［ｍ／ｍｉｎ］とし、前記第１の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をＩ１［ｋＮ］とし、
前記第２の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をＰ２［ｋＮ］とし、前記第２の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をＶ２［ｍ／ｍｉｎ］とし、前記第２の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をＩ２［ｋＮ］とした場合に、以下の（Ｂ）式、（Ｃ）式、及び（Ｄ）式が成り立つことを特徴とする請求項１に記載の溶接継手の形成方法。
１．０×Ｐ１≦Ｐ２≦１．５×Ｐ１  ・・・（Ｂ）
０．４×Ｖ１≦Ｖ２≦０．８×Ｖ１  ・・・（Ｃ）
１．０×Ｉ１≦Ｉ２≦１．５×Ｉ１  ・・・（Ｄ）
【請求項３】
前記第２の工程は、前記接合部に対して前記熱処理を行うことと、前記重ね合わせ部の厚みをその他の領域の厚みに近づける加工を行うことと、を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の溶接継手の形成方法。
【請求項４】
前記加工は、以下の（Ｅ）式に示す据込み率ｅを３０［％］以上５０［％］以下にすることであることを特徴とする請求項３に記載の溶接継手の形成方法。
ｅ＝ [（Ｔo−Ｔ）÷Ｔo] ×１００  ・・・（Ｅ）
ここで、Ｔoはマッシュシーム溶接前の鋼板の重ね合わせ部（重ね部）の厚み[ｍｍ]であり、Ｔは、前記第２の工程が終了した後の前記重ね合わせ部の厚み［ｍｍ］である。
【請求項５】
前記第１の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をＰ１［ｋＮ］とし、前記第１の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をＶ１ ［ｍ／ｍｉｎ］とし、前記第１の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をＩ１［ｋＮ］とし、
前記第２の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をＰ３［ｋＮ］とし、前記第２の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をＶ３［ｍ／ｍｉｎ］とし、前記第２の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をＩ３［ｋＮ］とした場合に、以下の（Ｆ）式、（Ｇ）式、及び（Ｈ）式が成り立つことを特徴とする請求項４に記載の溶接継手の形成方法。
１．２×Ｐ１≦Ｐ３≦１．５×Ｐ１  ・・・（Ｆ）
０．４×Ｖ１≦Ｖ３≦０．８×Ｖ１  ・・・（Ｇ）
１．２×Ｉ１≦Ｉ３≦１．５×Ｉ１  ・・・（Ｈ）
【請求項６】
前記第１の工程で使用される前記上側円板電極及び前記下側円板電極と、前記第２の工程で使用される前記上側円板電極及び前記下側円板電極と、が同じであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の溶接継手の形成方法。
【請求項７】
前記第１の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動方向と、前記第２の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動方向と、が逆方向であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の溶接継手の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接継手の形成方法に関し、特に、複数の鋼板に対してマッシュシーム溶接を行うために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄鋼製造プロセスにおいて、冷間圧延工程により製造されたコイルを、後工程（連続焼鈍工程やめっき工程）で連続的に処理するために、コイルの先端と尾端とをマッシュシーム溶接により接合することが行われている。
マッシュシーム溶接では、円板電極の幅よりも鋼板の重ね代を小さくし、複数の鋼板の重ね合わせ部に対して、上下から一対の円板電極により加圧及び通電し、当該一対の円板電極を回転させながら溶接予定箇所に沿って移動させることにより、当該溶接予定箇所を連続的に溶接する。
【０００３】
高強度鋼板等の硬い鋼板を溶接した場合、接合予定箇所が溶接過程で加熱及び急速冷却されることによってマルテンサイトが形成されるため、接合部（溶融金属の凝固部と熱影響部）が硬くて脆い組織になる。このため、接合部が破断する虞がある（前述した用途では、コイルの接合部が後工程で破断する虞がある）。また、接合部が硬くて脆くなるため、接合部の加工が容易でなくなる虞がある。
【０００４】
そこで、抵抗スポット溶接においては、鋼板の重ね合わせ部に対し、上下から一対の電極により加圧及び通電して抵抗スポット溶接を行った後、当該電極により再度加圧及び通電してスポット溶接部に対してテンパー処理（焼戻し）を行うことが提案されている（特許文献１を参照）。
また、円板電極の幅よりも鋼板の重ね代を大きくして行うラップシーム溶接においては、ラップシーム溶接を行った後、成形熱源を用いてシーム溶接部に対してテンパー処理（焼戻し）を行うことが提案されている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７０７７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−５１６４７１号公報
【特許文献３】特許第４８６４１７３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】松山 欽一、高橋 靖雄、長谷川 和芳共著、「抵抗溶接の基礎と実際」、産報出版、２０１１年９月１７日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のような抵抗スポット溶接では、電極を鋼板に接触させながら鋼板の面方向に移動させることをしないので、抵抗スポット溶接に対する技術を、電極を回転させながら鋼板の重ね合わせ部を連続的に溶接するシーム溶接にそのまま適用することはできない。
また、特許文献２に記載の技術では、成形熱源として、成形抵抗加熱コイルや、成形誘導コイル等を用いる。したがって、テンパー処理（焼入れ）を行うための設備が大掛かりなものになる虞がある。
【０００８】
ところで、マッシュシーム溶接を行うと、接合部の厚みが厚くなることから、接合部に対して、上下からスエージングロール（プラニッシュロールともいう）で加圧して接合部の厚みを他の領域の厚みに近づけるようにすることが提案されている（特許文献３を参照）。
しかしながら、特許文献３に記載の技術では、スエージングロールとして、マッシュシーム溶接のときに用いるロールとは異種の鋼鉄製のロールを用いる。このため、スエージングを行うための設備が大掛かりなものになる虞がある。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善させることを可及的に簡単な構成で実現することを第１の目的とする。
また、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善させることに加えて、鋼板の重ね合わせ部の厚みを制御することを、可及的に簡単な構成で実現することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の溶接継手の形成方法は、複数の鋼板の重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接を行って溶接継手を形成する溶接継手の形成方法であって、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第１の工程と、前記第１の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第２の工程と、を有し、前記複数の鋼板のうちの少なくとも１枚の鋼板の、以下の（Ａ）式で表される炭素当量Ｃｅｑが、０．３１［質量％］以上であることを特徴とする。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／３０＋［Ｍｎ］／２０＋２［Ｐ］＋４［Ｓ］  ・・・（Ａ）
ここで、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、及び［Ｓ］は、それぞれＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及びＳの含有量（質量％）である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、同種の銅合金製の円板電極により、マッシュシーム溶接と熱処理を行うようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善させることを可及的に簡単な構成で実現することができる。
また、同種の銅合金製の円板電極により、熱処理を行うに際し、重ね合わせ部の厚みを低減する加工も同時に行うようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善することに加え、重ね合わせ部の厚みを制御することを、可及的に簡単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シーム溶接機の構成の一例を示す図である。
【図２】マッシュシーム溶接を行う際の、鋼板と、上側円板電極及び下側円板電極の配置の一例を示す図である。
【図３】マッシュシーム溶接と熱処理を行う方法の一例を概念的に示す図である。
【図４】接合部の様子の第１の例を概念的に示す図である。
【図５】スエージングの一例を説明する図である。
【図６】接合部の様子の第２の例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
＜シーム溶接機の構成＞
図１は、シーム溶接機１００の構成の一例を示す図である。尚、説明の都合上、各図において、必要に応じて、必要な部分のみを簡略化して示す。また、各図に付しているｘ、ｙ、ｚ座標は、各図における方向の関係を示すものであり、ｘ、ｙ、ｚ座標の原点は、必ずしも各図に示す位置にはない。
【００１４】
図１において、シーム溶接機１００は、上側円板電極１１０ａと、下側円板電極１１０ｂと、上側電極ヘッド１２０ａと、下側電極ヘッド１２０ｂと、上腕部１３０ａと、下腕部１３０ｂと、加圧装置１４０と、機体１５０と、溶接電源１６０と、を有する。
【００１５】
上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂは、円板状の電極である。上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂは、共に銅合金製の電極である。本実施形態では、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂは、共にCu-Cr合金製の電極である。また、本実施形態では、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂは、同一のものである。
上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの先端面（図１において上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂとが対向する面）の形状は、平滑な平坦形（所謂フラット形；Ｆ形）である。
【００１６】
上側円板電極１１０ａ、下側円板電極１１０ｂは、それぞれ、上側電極ヘッド１２０ａ、下側電極ヘッド１２０ｂに、回転が可能となるように取り付けられる。本実施形態では、上側電極ヘッド１２０ａに配置されているギア等の回転機構により、上側円板電極１１０ａが回転し、この上側円板電極１１０ａの回転に伴い、下側円板電極１１０ｂが回転するようにしている。すなわち、本実施形態では、上側円板電極１１０ａを駆動して下側円板電極１１０ｂを従動させる軸駆動を行うようにしている。
また、本実施形態では、上側電極ヘッド１２０ａと下側電極ヘッド１２０ｂが、それぞれ正転と逆転とのそれぞれの回転を行うように前記回転機構が構成される。尚、上側円盤電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂは、反対方向に回転する。例えば、上側円盤電極１１０ａが時計回りの方向に回転しているときには、下側円板電極１１０ｂは反時計回りの方向に回転する。
【００１７】
上腕部１３０ａは、上側円板電極１１０ａが取り付けられた上側電極ヘッド１２０ａを支持するためのものである。図１に示すように、上側電極ヘッド１２０ａの上面が上腕部１３０ａの内部に配設されている加圧装置１４０の可動軸１４１の下面と対向するように、上側電極ヘッド１２０ａが取り付けられる。本実施形態では、上腕部１３０ａに配設されている可動軸１４１は、後述する加圧装置１４０の動作により、高さ方向（ｚ軸方向）に動くことが可能になるように、機体１５０に取り付けられる。
下腕部１３０ｂは、下側円板電極１１０ｂが取り付けられた下側電極ヘッド１２０ｂを支持するためのものである。図１に示すように、下側電極ヘッド１２０ｂの下面が下腕部１３０ｂの上面と対向するように、下側電極ヘッド１２０ｂが下腕部１３０ｂに取り付けられる。本実施形態では、下腕部１３０ｂは、動くことがないように機体１５０に取り付けられる（固定される）。
【００１８】
加圧装置１４０は、上腕部１３０ａに取り付けられ、上腕部１３０ａ、上側電極ヘッド１２０ａ、上側円板電極１１０ａを介して、被溶接材である鋼板を加圧するためのものである。図１に示すように、加圧装置１４０に配設された可動軸１４１の下面が上側電極ヘッド１２０ａの上面と対向するように、加圧装置１４０が上腕部１３０ａに取り付けられる。
溶接電源１６０は、上側電極ヘッド１２０ａ、下側電極ヘッド１２０ｂを介して上側円板電極１１０ａ、下側円板電極１１０ｂと電気的に接続され、上側円板電極１１０ａ、下側円板電極１１０ｂを介して、被溶接材である鋼板に電力を供給するためのものである。本実施形態では、溶接電源１６０は、単相交流電源であり、単相交流電力を連続的に供給する。
【００１９】
尚、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂが正転と逆転とを行うこと以外は、マッシュシーム溶接を行う公知のシーム溶接機で実現することができる。
例えば、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの先端面の形状は、前述した形状に限定されない。例えば、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの先端面の両端部（図１のｘ軸方向の両端部）に曲率半径Ｒが１［ｍｍ］〜５［ｍｍ］程度（Ｒ１〜Ｒ５程度）の面取りがなされるようにしてもよい。このようにすれば、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの先端面の両端部が被溶接材である鋼板に接触することにより無効分流が増大することを抑制することができる。また、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの少なくとも一方の先端面が、曲率半径Ｒが１５０［ｍｍ］〜２５０［ｍｍ］程度の曲率を有するようにしてもよい。
【００２０】
また、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの駆動方式は、軸駆動に限定されず、例えば、円周駆動（円板電極の円周部をナール等で駆動する方式）を採用してもよい。
また、溶接電源１６０は、単相交流電源に限定されず、マッシュシーム溶接に適用可能なその他の電源（例えば、三相交流電源、単相整流式の直流電源、直流インバータ、交流インバータ等）であってもよい。また、溶接電源１６０は、連続通電するものでなくてもよい（すなわち、断続通電するものでもよい）。
【００２１】
この他、図１では、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの面方向がｙ軸方向を向くように上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂを配置する場合（いわゆる横シーム溶接機）を例に挙げて示しているが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの面方向がｘ軸方向を向くように上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂを配置するようにしてもよい（いわゆる縦シーム溶接機であってもよい）。
【００２２】
図２は、マッシュシーム溶接を行う際の、被溶接材である鋼板と、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの配置の一例を示す図である。具体的に図２（ａ）は、溶接を行う方向（ｙ軸方向）に沿う方向から見た場合の配置を示す図であり、図２（ｂ）は、溶接を行う方向（ｙ軸方向）を水平方向にして見た場合の配置を示す図である。
まず、本実施形態の被溶接材である鋼板について説明する。
本実施形態では、被溶接材である２枚以上の鋼板のうちの少なくとも１枚の鋼板の、以下の（１）式で表される炭素当量Ｃｅｑを、０．３１［質量％］以上とする。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／３０＋［Ｍｎ］／２０＋２［Ｐ］＋４［Ｓ］  ・・・（１）
【００２３】
（１）式において、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］および［Ｓ］は、それぞれＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ及びＳの含有量（質量％）である。尚、以下の説明では、（１）式で表される炭素当量Ｃｅｑを必要に応じて炭素当量Ｃｅｑと略称する。
炭素当量Ｃｅｑは、接合部の割れ感受性を示すものである。この炭素当量Ｃｅｑが０．３１［質量％］以上になると、マッシュシーム溶接による接合部の破断（ナゲット内破断等）が生じやすくなり、接合部の特性が劣化するという傾向が確認されている。このため、このような接合部に対して後述する熱処理を行うことによって接合部の機械的特性の改善を図ることができる。被溶接材である全ての鋼板の炭素当量Ｃｅｑが０．３１［質量％］未満である場合であっても、後述する熱処理を行うことはできるが、このような鋼板では、マッシュシーム溶接による接合部の特性の劣化が小さい（後述する熱処理を行う意味合いが小さい）。そこで、本実施形態では、前述したように、被溶接材である２枚以上の鋼板のうちの少なくとも１枚の鋼板の炭素当量Ｃｅｑを、０．３１［質量％］以上とする。
【００２４】
尚、ここでは、非特許文献１の２４３頁の（４．９ｂ）式に基づき、抵抗スポット溶接における短時間保持の場合の炭素当量を採用した。この式は、抵抗スポット溶接部の炭素当量Ｃｅｑを示すものである。抵抗スポット溶接では溶接時に電極を鋼板の面方向に移動させることはないものの、抵抗スポット溶接もマッシュシーム溶接も同じ抵抗溶接であり、個々の接合部における加熱・冷却パターンにも大きな差がないという観点から、本実施形態では、この式を採用した。ここで、長時間保持の場合の炭素当量を採用せずに短時間保持の場合の炭素当量を採用しているのは、マッシュシーム溶接では円板電極は回転し、接合部の上下の位置で停止しないからである。
【００２５】
本実施形態では、少なくとも１枚の鋼板の炭素当量Ｃｅｑが０．３１［質量％］以上であれば、鋼板の種類は問わない。例えば、高強度鋼板、軟鋼板、高炭素鋼、硬化性合金鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼等を採用することができる。また、鋼板の片面又は両面にめっきが施されていてもよいし、施されていなくてもよい。めっき種も、特に限定されない。
【００２６】
その他の鋼板の条件も、マッシュシーム溶接で採用される一般的な条件を採用することができる。
例えば、（マッシュシーム溶接が行われる前の）１枚の鋼板の厚みとして、０．４［ｍｍ］〜６．０［ｍｍ］の範囲内のものを採用することができる。また、図２に示すように、本実施形態では、マッシュシーム溶接を行う鋼板の枚数が２枚の場合を例に挙げて説明するが、マッシュシーム溶接を行う鋼板の枚数は２枚に限定されず、３枚であっても４枚であってもよい。
【００２７】
また、図２（ａ）において、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板の合計厚みＴoは７．０［ｍｍ］以下とする。
また、図２（ａ）において、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板の重ね代Ｌ0として、以下の（２）式の範囲を採用することができる。
１．０×ｔ≦Ｌ0≦２．０×ｔ  ・・・（２）
尚、図２（ａ）に示すように、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板の重ね代Ｌ0は、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの幅ｗよりも小さい。このことは、マッシュシーム溶接を行った後でも、後述する熱処理を行った後でも同じである。尚、（２）式で示す重ね代Ｌ0の範囲は、複数の鋼板に対してマッシュシーム溶接を行う際の一般的な重ね代Ｌ0の範囲である。
【００２８】
次に、以上のような複数の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接と熱処理を行って溶接継手を形成する方法の一例を説明する。
図３は、マッシュシーム溶接と熱処理を行う方法の一例を概念的に示す図である。具体的に図３（ａ）は、マッシュシーム溶接を行う方法の一例を概念的に示す図であり、図３（ｂ）は、熱処理を行う方法の一例を概念的に示す図である。
また、図４は、接合部の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図４（ａ）は、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図４（ｂ）は、マッシュシーム溶接を行った後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図４（ｃ）は、熱処理を行った後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図である。
【００２９】
まず、前述した鋼板２１０ａ、２１０ｂの端部を、前述した重ね代Ｌ0で重ねて上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂとの間に配置する（図４（ａ）を参照）。
そして、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂを回転させた状態で、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂにより鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して加圧及び通電しながら、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂとの間の領域が、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の接合予定箇所（溶接予定箇所）の第１の方向（ｙ軸の負の方向）に沿って移動するように、鋼板２１０ａ、２１０ｂを送り出す（図３（ａ）を参照）。これにより、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂが、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して、ｙ軸の負の方向（図３（ａ）に示す白抜きの矢印の方向）に（相対的に）移動する。
【００３０】
本実施形態では、このようにすることによって、図４（ｂ）に示すように、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部が接合する。尚、図４（ｂ）では、溶融したナゲット４１０が形成されている様子を示すが、マッシュシーム溶接では、このようなナゲット４１０の形成は必ずしも必要ではなく、固相接合のみで鋼板２１０ａ、２１０ｂが接合されていてもよい。
【００３１】
以上のマッシュシーム溶接における加圧力をＰ１［ｋＮ］、溶接速度をＶ１［ｍ／ｍｉｎ］、溶接電流をＩ１［ｋＡ］とする。
本実施形態では、加圧力とは、加圧装置１４０により上側円板電極１１０ａから鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部に加えられる圧力をいう。また、溶接速度とは、鋼板２１０ａ、２１０ｂの送り出し速度（上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する相対的な移動速度（相対速度））をいう。また、溶接電流とは、溶接電源１６０から上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂを介して鋼板２１０ａ、２１０ｂに供給される電流の値（実効値）をいう。
【００３２】
通常は、マッシュシーム溶接により鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部は焼入れされる。すなわち、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合予定箇所はマッシュシーム溶接による加熱によりＡ3変態点以上の温度に加熱され、オーステナイト組織に変態し、マッシュシーム溶接が終了した時点から直ちに冷却され、１〜２［秒］程度の時間でＭｓ点以下の温度に冷却される。
【００３３】
次に、本実施形態では、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して加圧及び通電しながら、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂをマッシュシーム溶接時とは逆方向に回転させ、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂとの間の領域が、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部に形成された接合部の第２の方向（ｙ軸の正の方向）に沿って移動するように、鋼板２１０ａ、２１０ｂを送り出す（図３（ｂ）を参照）。これにより、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する相対的な移動方向が、マッシュシーム溶接時とは逆方向（ｙ軸の正の方向（図３（ｂ）に示す白抜きの矢印の方向））になる。
【００３４】
本実施形態では、このようにすることによって、マッシュシーム溶接で形成された鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部を熱処理し、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の機械的特性を、マッシュシーム溶接が終了したときよりも改善させる。前述したように、マッシュシーム溶接により鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部が焼入れされている場合には、この熱処理により、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対し焼戻しを行うようにするのが好ましい。尚、焼戻しを確実に行うために、マッシュシーム溶接が終了してから熱処理を開始するまでの間に所定の時間を確保してもよいし、マッシュシーム溶接が終了した箇所（鋼板２１０ａ、２１０ｂの表面領域）に冷却水を吹き付ける等の冷却処理を行ってもよい。
【００３５】
ただし、熱処理により、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の機械的特性を、マッシュシーム溶接が終了したときよりも改善させるようにしていれば、必ずしも、焼入れ、焼戻しを行う必要はない。ここで、鋼板の接合部の機械的特性を改善させるとは、内部ひずみの低減、組織の軟化、靱性の向上をいう。
以下の説明では、このようなマッシュシーム溶接後の熱処理を必要に応じて後熱処理と称する。
【００３６】
後熱処理における加圧力をＰ２［ｋＮ］、溶接速度をＶ２［ｍ／ｍｉｎ］、溶接電流をＩ２［ｋＡ］とすると、本実施形態では、以下の（３）式、（４）式、及び（５）式が成り立つようにする。
１．０×Ｐ１≦Ｐ２≦１．５×Ｐ１  ・・・（３）
０．４×Ｖ１≦Ｖ２≦０．８×Ｖ１  ・・・（４）
１．０×Ｉ１≦Ｉ２≦１．５×Ｉ１  ・・・（５）
【００３７】
まず、（３）式のように規定する理由を説明する。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、マッシュシーム溶接により、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね代はＬ0からＬ1に増加すると共に、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の厚みはＴ0からＴ1に減少する。このため、後熱処理時にマッシュシーム溶接時と同じ加圧力で鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部を加圧しても、後熱処理時に鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部が上側円板電極１１０ａから受ける面圧（単位面積当たりの加圧力）はマッシュシーム溶接時に比べて低下する。したがって、後熱処理においては、少なくとも、マッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１と同等の加圧力が必要になる。このように後熱処理における加圧力Ｐ２をマッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における加圧力Ｐ２がマッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１を下回ると、表散りやピット等の欠陥が鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に発生する虞がある。
【００３８】
また、マッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１に対し最大で１．５倍の加圧力を適用することにより、後熱処理時に、前述した面圧の低下分を補う加圧力を鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して与えることができ、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における加圧力Ｐ２が、マッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１の１．５倍を上回ると、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の変形が大きくなる。このため、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する入熱が低下し、適切な熱処理を行えなくなる虞がある。
【００３９】
次に、（４）式のように規定する理由を説明する。
後熱処理における溶接速度Ｖ２を、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．４倍になるまでは、後熱処理における溶接速度Ｖ２を下げることにより、後熱処理における鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する再入熱を大きくすることができる。一方、後熱処理における溶接速度Ｖ２が、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．４倍を下回ると、著しく溶接速度が遅くなり生産性の観点から実用困難となる。
また、後熱処理における溶接速度Ｖ２を、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．８倍になるまでは、後熱処理における溶接速度Ｖ２を上げても、後熱処理における鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する再入熱を十分に行うことができる。また、後熱処理における溶接速度Ｖ２をこの範囲で速くすればするほど、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂが鋼板２１０ａ、２１０ｂに接している時間が短くなる。このため、再加熱した鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部が徐冷され、効果的な熱処理を行うことが期待できる。一方、後熱処理における溶接速度Ｖ２が、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．８倍を上回ると、後熱処理における鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する再入熱が不十分になり、良好な熱処理を行うことができなくなる虞がある。
【００４０】
次に、（５）式のように規定する理由を説明する。
前述したようにマッシュシーム溶接により、マッシュシーム溶接により、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね代はＬ0からＬ1に増加すると共に、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の厚みはＴ0からＴ1に減少する（図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照）。このため、後熱処理時にマッシュシーム溶接時と同じ大きさ（実効値）の電流を鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に流しても、後熱処理時における鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に流れる電流の電流密度（単位面積当たりの電流値）はマッシュシーム溶接時に比べて低下する。したがって、後熱処理においては、少なくとも、マッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１と同等の溶接電流が必要になる。後熱処理における溶接電流Ｉ２をマッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における溶接電流Ｉ２がマッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１を下回ると、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する入熱量が不足し、良好な熱処理を実現することができなくなる虞がある。
【００４１】
また、マッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１に対し最大で１．５倍の溶接電流を流すことにより、後熱処理時に、前述した電流密度の低下分を補う溶接電流を鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して流すことができ、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における溶接電流Ｉ２が、マッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１の１．５倍を上回ると、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部が再溶融することにより、良好な熱処理ができなくなる虞がある。
【００４２】
以上のように本実施形態では、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂを回転させた状態で、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して加圧及び通電しながら、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの相対的な移動方向が、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の接合予定箇所に沿うようにしてマッシュシーム溶接を行う。その後、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂをマッシュシーム溶接時とは逆方向に回転させた状態で、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して加圧及び通電しながら、鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの相対的な移動方向が、マッシュシーム溶接時と逆方向になるようにして後熱処理を行う。
したがって、マッシュシーム溶接を行った電極（上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂ）と同種の電極によって、マッシュシーム溶接により得られた鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の機械的特性を改善させるための後熱処理を行うことができる。よって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の機械的特性を改善させることを可及的に簡単な構成で実現することができる。
【００４３】
特に、本実施形態では、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、同じ電極（上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂ）を用いるようにすると共に、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する相対的な移動方向を逆方向にする。したがって、マッシュシーム溶接を行う設備と後熱処理を行う設備とを共通にすることができると共に、マッシュシーム溶接を開始してから後熱処理を終了するまでに要する作業時間を短くすることができる。よって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の破断の抑制や、マッシュシーム溶接により形成された鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の加工性の向上を、容易に且つ迅速に実現することができる。
【００４４】
また、マッシュシーム溶接時における加圧力Ｐ１・溶接速度Ｖ１・溶接電流Ｉ１と後熱処理時における加圧力Ｐ２・溶接速度Ｖ２・溶接電流Ｉ２との関係が、前述した（３）式〜（５）式を満たすようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の機械的特性を改善させることを、より確実に実現することができる。
【００４５】
＜変形例＞
本実施形態では、鋼板２１０ａ、２１０ｂを略一定の速度で送り出すようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、鋼板２１０ａ、２１０ｂを固定して、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂを移動させてもよい。
また、本実施形態のように、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する相対的な移動方向を逆方向にすれば前述した効果を得ることができるので好ましい。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。
例えば、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する相対的な移動方向を同じ方向にしてもよい。
【００４６】
このようにした場合、例えば、マッシュシーム溶接が終了した後、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂと鋼板２１０ａ、２１０ｂとの位置関係を、マッシュシーム溶接が開始する前の位置関係に戻し、マッシュシーム溶接のときと同じように、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂとの間の領域が、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の接合予定箇所の第１の方向（ｙ軸の負の方向）に沿って相対的に移動するように、鋼板２１０ａ、２１０ｂを送り出すようにすることができる。このようにする場合には、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂを、一方向のみに回転するものにすることができる。
【００４７】
また、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂを、マッシュシーム溶接用のものと、後熱処理用のものとで個別に設けてもよい。
このようにする場合、例えば、マッシュシーム溶接用の上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂの後を追うように、後熱処理用の上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂを鋼板２１０ａ、２１０ｂに対して相対的に移動させてもよい。
【００４８】
また、マッシュシーム溶接用の上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂと、後熱処理用の上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂとを、ｘ軸方向（鋼板２１０ａ、２１０ｂの溶接予定箇所に沿う方向に対し垂直な方向のうち、鋼板２１０ａ、２１０ｂの面に沿う方向）において間隔をあけて配置してもよい。このようにする場合には、マッシュシーム溶接が終了した後、後熱処理用の上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂが配置されている箇所まで鋼板２１０ａ、２１０ｂを移動させて、後熱処理用の上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂにより後熱処理を行う。また、このようにする場合には、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する相対的な移動方向を同じ方向にすることも逆方向にすることもできる。
また、前述したマッシュシーム溶接と後熱処理を行うための制御信号を情報処理装置で生成してシーム溶接機１００に出力し、マッシュシーム溶接と後熱処理を自動で行うようにしてもよい。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、マッシュシーム溶接の後に後熱処理を行う場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、第１の実施形態で説明した後熱処理における加圧力、溶接速度、及び溶接電流の条件（（３）式〜（５）式の条件）を変えて、後熱処理に加えてスエージング（加圧変形加工）を確実に行う場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、後熱処理における加圧力、溶接速度、及び溶接電流の条件が主として異なり、本実施形態のハードウェア（シーム溶接機）等は、第１の実施形態で説明したものと（変形例を含め）同じもので実現することができる。したがって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図４に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００５０】
まず、本実施形態におけるスエージングについて定義する。
本実施形態において、スエージングとは、以下の（６）式で表される据込み率ｅ［％］が３０［％］以上５０［％］以下になるように、複数の鋼板の重ね合わせ部の厚みを低減させることをいう。
ｅ＝｛（Ｔo−Ｔ）÷Ｔo｝×１００  ・・・（６）
（６）式において、Ｔoは、マッシュシーム溶接を行う前の複数の鋼板の重ね合わせ部の厚み［ｍｍ］である。また、Ｔは、複数の鋼板の重ね合わせ部の最終的な厚み［ｍｍ］である。ここで、複数の鋼板の重ね合わせ部の最終的な厚みとは、第１の実施形態で説明した後熱処理のみを行った後の複数の鋼板の重ね合わせ部の厚み又は後述する後熱・スエージング処理を行った後の複数の鋼板の重ね合わせ部の厚みである。
【００５１】
図５は、スエージングの一例を説明する図である。尚、図５では、スエージングを行う対象の鋼板の数が２枚である場合を例に挙げて示す。しかしながら、この数は、マッシュシーム溶接を行った鋼板の数に応じて変わるということは勿論である。
【００５２】
図６は、接合部の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図６（ａ）は、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図６（ｂ）は、マッシュシーム溶接を行った後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図６（ｃ）は、後熱処理とスエージングとを同時に行った後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図である。図６は、図４に対応する図である。
【００５３】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、それぞれ図４（ａ）、図４（ｂ）と同じである。一方、図４（ｃ）が、後熱処理のみが行われスエージングが行われていない様子を示すものであるとすると、図６（ｃ）に示すように、後熱処理とスエージングとを同時に行った後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね代Ｌ3は、図４（ｃ）に示した後熱処理後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね代Ｌ2よりも大きくなる。また、後熱処理とスエージングとを同時に行った後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の厚みＴ3は、後熱処理後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の厚みＴ2よりも薄くなる。
【００５４】
マッシュシーム溶接を行うときには、第１の実施形態と同様に、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂとの間の領域が、鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の接合予定箇所の第１の方向（ｙ軸の負の方向）に沿って相対的に移動するようにする（図３（ａ）を参照）。一方、後熱処理とスエージングとを同時に行うときには、第１の実施形態で説明した後熱処理時と同様に、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂとの間の領域が、マッシュシーム溶接時とは逆方向に相対的に移動するようにする（図３（ｂ）を参照）。
【００５５】
本実施形態では、このようにすることによって、マッシュシーム溶接で形成された鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部を熱処理し、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の機械的特性を、マッシュシーム溶接が終了したときよりも改善させることと、鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の厚みをその他の領域の厚みに近づける（好ましくは一致させる）こととを同時に実現することができる。
以下の説明では、このようなマッシュシーム溶接後に後熱処理とスエージングとを同時に行うことを必要に応じて後熱・スエージング処理と称する。
【００５６】
後熱・スエージング処理における加圧力をＰ３［ｋＮ］、溶接速度をＶ３ [ｍ／ｍｉｎ]、溶接電流をＩ３［ｋＡ］とすると、本実施形態では、以下の（７）式、（８）式、及び（９）式が成り立つようにする。
１．２×Ｐ１≦Ｐ３≦１．５×Ｐ１  ・・・（７）
０．４×Ｖ１≦Ｖ３≦０．８×Ｖ１  ・・・（８）
１．２×Ｉ１≦Ｉ３≦１．５×Ｉ１  ・・・（９）
【００５７】
まず、（７）式のように規定する理由について説明する。
第１の実施形態の（３）式についての説明のように、後熱・スエージング処理における加圧力Ｐ３をマッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。しかし、スエージングを行うためには、後熱・スエージング処理における加圧力Ｐ３をマッシュシーム溶接における加圧力の１．２倍以上にする必要がある。
また、後熱・スエージング処理における加圧力Ｐ３が、マッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１の１．５倍を上回っても、スエージングは可能であるが、第１の実施形態の（３）式についての説明のように、後熱・スエージング処理における加圧力Ｐ３が、マッシュシーム溶接における加圧力Ｐ１の１．５倍を上回ると適切に後熱処理を行えなくなる虞がある。
【００５８】
次に、（８）式のように規定する理由について説明する。
第１の実施形態の（４）式についての説明のように、後熱・スエージング処理における溶接速度Ｖ３を、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．４倍になるまでは、後熱・スエージング処理における溶接速度Ｖ３を下げることにより、後熱・スエージング処理における鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する再入熱を大きくすることができ、良好な後熱処理に加えてスエージングも行うことができる。一方、後熱・スエージング処理における溶接速度Ｖ３が、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．４倍を下回ると、著しく溶接速度が遅くなり生産性の観点から実用困難となる。
【００５９】
また、後熱・スエージング処理における溶接速度Ｖ３が、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．８倍になるまでは、後熱・スエージング処理における溶接速度Ｖ３を上げても、後熱・スエージング処理における鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する再入熱を十分に行うことができる。また、後熱・スエージング処理における溶接速度Ｖ３をこの範囲で速くすればするほど、上側円板電極１１０ａと下側円板電極１１０ｂが鋼板２１０ａ、２１０ｂに接している時間が短くなる。このため、再加熱した鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部が徐冷され、熱処理とともにスエージング処理も効果的に行うことができる。一方、後熱・スエージング処理における溶接速度Ｖ３が、マッシュシーム溶接における溶接速度Ｖ１の０．８倍を上回ると、後熱・スエージング処理における鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部に対する再入熱が不十分になり、熱処理だけでなくスエージング処理も良好に行うことができなくなる虞がある。
【００６０】
次に、（９）式のように規定する理由について説明する。
第１の実施形態の（５）式についての説明のように、後熱・スエージング処理における溶接電流Ｉ３をマッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。しかし、スエージングを行うためには、後熱・スエージング処理における溶接電流Ｉ３をマッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１の１．２倍以上にする必要がある。
また、後熱・スエージング処理における溶接電流Ｉ３が、マッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１の１・５倍を上回っても、スエージングは可能であるが、第１の実施形態の（５）式についての説明のように、後熱・スエージング処理における溶接電流Ｉ３が、マッシュシーム溶接における溶接電流Ｉ１の１．５倍を上回ると適切に後熱処理を行えなくなる虞がある。
【００６１】
以上のように本実施形態では、マッシュシーム溶接時における加圧力Ｐ１・溶接速度Ｖ１・溶接電流Ｉ１と後熱・スエージング処理時における加圧力Ｐ３・溶接速度Ｖ３・溶接電流Ｉ３との関係が、前述した（７）式〜（９）式を満たすようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板２１０ａ、２１０ｂの接合部の機械的特性を改善させることと鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の厚みを他の領域の厚みに近づける（好ましくは一致させる）こととを同時に且つ確実に実現することができる。
【００６２】
特に、マッシュシーム溶接時と後熱・スエージング処理時とで、同じ電極（上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂ）を用いるようにすると共に、上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂの鋼板２１０ａ、２１０ｂに対する相対的な移動方向を逆方向にすれば、マッシュシーム溶接を行う設備と後熱・スエージング処理を行う設備とを共通にすることができると共に、マッシュシーム溶接を開始してから後熱・スエージング処理を終了するまでに要する作業時間を短くすることができる。
【００６３】
尚、本実施形態では、据込み率ｅが３０［％］以上、５０［％］以下になることをスエージングとした。しかしながら、製品の品質を評価するうえで、後熱・スエージング処理が終了した後の鋼板２１０ａ、２１０ｂの重ね合わせ部の厚みが鋼板２１０ａ、２１０ｂの厚みと略等しいと見做せる範囲にしていれば、必ずしも、据込み率ｅが３０［％］以上、５０［％］以下になるようにする必要はない。
また、本実施形態においても第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００６４】
また、本発明の一例である前述した各実施形態に用いられる鋼板として、冷延ままで焼鈍前の鋼板、焼鈍後の鋼板、各種めっき鋼板など、いずれの鋼板にも各実施形態で説明した方法を適用することが可能である。
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００６５】
［実施例］
次に、本発明の実施例を説明する。尚、本実施例は、本発明の一例を示すものであり、本発明が本実施例のものに限定されるわけではない。
以下では、マッシュシーム溶接を１回目の処理と称し、後熱処理又は後熱・スエージング処理を２回目の処理と称する（尚、２回目の処理には、所望の結果が得られない場合の処理も含まれる）。また、マッシュシーム溶接における加圧力・溶接速度・溶接電流を、それぞれ、１回目の加圧力・溶接速度・溶接電流と称し、後熱処理又は後熱・スエージング処理における加圧力・溶接速度・溶接電流を、それぞれ、２回目の加圧力・溶接速度・溶接電流と称する。
【００６６】
本実施例では、炭素当量Ｃｅｑが０．３８［質量％］であり板厚が１．０［ｍｍ］の２枚の鋼板（高強度鋼板Ａ）を、１．０［ｍｍ］の重ね代Ｌ0で重ねて、溶接継手を形成するケースと、炭素当量Ｃｅｑが０．３６［質量％］であり板厚が１．６［ｍｍ］の２枚の鋼板（高強度鋼板Ｂ）を、３．２［ｍｍ］の重ね代Ｌ0で重ねて溶接継手を形成するケースの２つのケースについて調査した。高強度鋼板Ａ及び高強度鋼板Ｂは、いずれも、冷延ままで焼鈍前の鋼板である。
【００６７】
また、本実施例では、図１に示したシーム溶接機１００を用いた。
また、以下に示す円板電極を用いた。
円板電極の材質；Ｃｕ−Ｃｒ合金（ＲＷＭＡクラス２相当材）
円板電極の形状；フラット形（Ｄ＝３５０ｍｍφ）
円板電極の幅ｗ；１５［ｍｍ］
また、以下に示す溶接電源を用いた。
電源の種類；単相交流電源
周波数；５０［Ｈｚ］
通電方式；連続通電
【００６８】
また、円板電極（上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂ）の動かし方は図３を参照しながら説明した通りとした。具体的に説明すると、図３（ａ）に示すようにしてマッシュシーム溶接を行った後、直ちに円板電極（上側円板電極１１０ａ及び下側円板電極１１０ｂ）を逆回転させ、図３（ｂ）に示すようにして、鋼板に対する円板電極の相対的な移動方向を、マッシュシーム溶接を行ったときの方向と逆方向にして２回目の処理を行った。
【００６９】
本実施例では、１回目の処理が終了したときの２枚の鋼板の接合部に対し、２回目の処理が終了したときの当該２枚の鋼板の接合部の組織が軟化したか否かと靱性が向上したか否かとを確認するために、当該２枚の鋼板の接合部のビッカース硬さ（ＨＶ）の測定を行った。ビッカース硬さ（ＨＶ）の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に従って行った。２枚の鋼板の接合界面の近傍の３箇所で測定したビッカース硬さ（ＨＶ）の平均値が３００以下（ＨＶ≦３００）である場合に組織が軟化した（良）とした。
また、本実施例では、１回目の処理が終了したときの２枚の鋼板の接合部に対し、２回目の処理が終了したときの当該２枚の鋼板の接合部の内部ひずみが低減したか否かを確認するために、当該２枚の鋼板の接合端部（マッシュシーム溶接端部）に対してハンマーテストを実施した（以下、このハンマーテストを「マッシュシーム溶接端部のハンマーテスト」と称する）。通常マッシュシーム溶接部の成形性評価に適用されるエリクセン試験はＪＩＳ Ｚ ２２４７に規定されている方法により行われるが、板厚差の大きい溶接部には押えジグを損傷したり、薄板側鋼板の押え圧力が不十分になったりするなどのため適用困難である。そのため、本実施例では「マッシュシーム溶接端部のハンマーテスト」を採用し、以下のようにして行った。
【００７０】
マッシュシーム溶接部の成形性を簡便な方法で評価するため、マッシュシーム溶接後の鋼板を用い、通常のエリクセン試験と同様に、一辺９０ｍｍの四角形の試験片の中央部にマッシュシーム溶接線が位置するように試験片を切出して切出面を研削し、これをマッシュシーム溶接部の両側を万力などの拘束ジグを用いて強固に固定した後、シーム溶接部の端部を丸頭の鋼製ハンマーで所定の変形が生じるまで数回殴打し、溶接部、熱影響部（ＨＡＺ）および母材等に、割れ、剥離等の明確な変化が生じたときの部位を観察、記録した。尚、板厚差が大きい場合又は高強度材で加工変形が困難な板組み等では、薄板側または加工変形が容易な鋼板側に対し、別途タガネなどのジグも併用した。
【００７１】
マッシュシーム溶接端部のハンマーテストの結果、１５［ｍｍ］の変形が生じたときに熱影響部（ＨＡＺ）で割れが生じたが剥れが生じない場合、又は１５［ｍｍ］の変形が生じても剥れも割れも生じない場合に加工性判定を良とし、表１、表２では「○」で表している。一方、１５［ｍｍ］の変形が生じると溶接部の中心線で割れが生じた場合には、加工性判定を不可とし、表１、表２では「△」で表している。また、１５［ｍｍ］の変形が生じると接合界面で剥れが生じた場合には、加工性判定を不可とし、表１、表２では「×」で表している。
【００７２】
また、スエージングが行われているか否かを確認するために、２回目の処理が終了したときの鋼板の重ね部の厚みＴ（Ｔ2又はＴ3）を測定し、これと、マッシュシーム溶接前の鋼板の重ね合わせ部（重ね部）の厚みＴoとから、（６）式に示す据込み率ｅが３０［％］以上、５０［％］以下になるか否かを評価した。
１回目の加圧力Ｐ１、溶接速度Ｖ１、溶接電流Ｉ１と、２回目の加圧力Ｐ２又はＰ３、溶接速度Ｖ２又はＶ３、溶接電流Ｉ２又はＩ３とを異ならせて、以上の評価指標（接合部硬さ（ビッカース硬さ）、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）、据込み率）を求めた結果を表１、表２に示す。尚、表１、表２の備考欄において、本発明例１は、後熱処理は行われているが、スエージングは行われていないことを表し、本発明例２は、後熱処理もスエージングも行われていることを表す。
また、接合部硬さ（ビッカース硬さ）が３００ＨＶ以下であり、且つ、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）が「○」である場合に合格とし、それ以外の場合に不合格とした（表１、表２総合評価の欄を参照）。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
【表２】
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【００７５】
表１、表２に示すように、（３）式、（７）式の条件を満たさないと、接合部硬さ（ビッカース硬さ）は３００ＨＶを上回り、且つ、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）は「△」又は「×」となった（番号７、１０、１９、２２）。
また、（４）式、（８）式の条件を満たさないと、接合部硬さ（ビッカース硬さ）は３００ＨＶを上回り、且つ、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）は「△」又は「×」となった（番号８、１１、２０、２３）。
また、（５）式、（９）式の条件を満たさないと、接合部硬さ（ビッカース硬さ）は３００ＨＶを上回り、且つ、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）は「△」又は「×」となった（番号９、１２、２１、２４）。
【００７６】
一方、（３）式、（４）式、（５）式の条件を満たすが、（７）式、（９）式の条件を満たさない場合には、据込み率ｅは３０［％］を下回るものの、接合部硬さ（ビッカース硬さ）は３００ＨＶ以下になり、且つ、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）は「○」となった（番号１、２、３、１３、１４、１５）。
また、（７）式、（８）式、（９）式の条件を満たす場合には、据込み率ｅは３０［％］〜５０［％］になり、しかも、接合部硬さ（ビッカース硬さ）は３００ＨＶ以下になり、且つ、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）は「○」となった（番号４、５、６、１６、１７、１８）。
【００７７】
また、本発明者らは、マッシュシーム溶接を行う際の一般的な条件の範囲内であれば、鋼板の種類や数（板厚）や重ね代Ｌ0を変更しても、円板電極の形状や溶接電源の種類を変更しても、表１、表２に示した結果と同じ傾向になること（（３）式〜（５）式に示す条件を満たすと、接合部硬さ（ビッカース硬さ）は３００ＨＶ以下になり、且つ、ハンマーテスト（シーム溶接端部のハンマーテストの結果）は「○」になることと、（７）式〜（９）式に示す条件を満たすと、さらに据込み率が３０［％］〜５０［％］になること）を確認した。
【符号の説明】
【００７８】
１００；シーム溶接機、１１０ａ；上側円板電極、１１０ｂ；下側円板電極、１２０ａ；上側電極ヘッド、１２０ｂ；下側電極ヘッド、１３０ａ；上腕部、１３０ｂ；下腕部、１４０；加圧装置、１５０；機体、１６０；溶接電源、２１０ａ・２１０ｂ；鋼板
【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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【図６】
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