(57)【要約】  シーム溶接装置（１０）は、溶融期間と、中断期間と、中断期間の前及び後の何れか一方に設けられる加温期間とを１周期として繰り返しつつシーム溶接を行い、溶融期間では、ローラ電極対（１８、２０）間に溶融電流（ｉ１）を通電して、ワーク（２４、２６）間に溶融部（４０ａ）を形成し、中断期間では、ローラ電極対（１８、２０）間の通電を中断して、溶融部（４０ａ）を凝固させ、加温期間では、ローラ電極対（１８、２０）間に溶融電流（ｉ１）よりも小さい加温電流（ｉ２）を通電して、溶融部（４０ａ）が凝固する温度の範囲内で積層体（２２）を加温することで、溶接速度を大きくしても、割れやスパッタ等を効果的に抑制し、高品質の接合製品を得る。
2016009530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワーク（２４、２６）を積層した積層体（２２）を挟持する一組のローラ電極（１８、２０）間を断続的に通電するとともに、前記積層体（２２）に対して加圧力を付与しつつ前記ローラ電極（１８、２０）を相対的に移動させてシーム溶接を行うシーム溶接方法であって、  前記ローラ電極（１８、２０）間に溶融電流（ｉ１）を通電して、前記ワーク（２４、２６）間に溶融部（４０ａ）を形成する溶融期間と、  前記ローラ電極（１８、２０）間に前記溶融電流（ｉ１）よりも小さい加温電流（ｉ２）を通電して、前記溶融部（４０ａ）が凝固する温度の範囲内で前記積層体（２２）を加温する加温期間と、  前記加温期間の前及び後ろの少なくとも一方に設けられ、前記ローラ電極（１８、２０）間の通電を中断する中断期間と、  を１周期として繰り返しつつシーム溶接を行うことを特徴とするシーム溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載のシーム溶接方法において、  前記１周期中の前記加温期間を、前記中断期間の前に設けることを特徴とするシーム溶接方法。
【請求項３】
請求項１記載のシーム溶接方法において、  前記１周期中の前記加温期間を、前記中断期間の後に設けることを特徴とするシーム溶接方法。
【請求項４】
複数のワーク（２４、２６）を積層した積層体（２２）を挟持する一組のローラ電極（１８、２０）間を断続的に通電するとともに、前記積層体（２２）に対して加圧力を付与しつつ前記ローラ電極（１８、２０）を相対的に移動させてシーム溶接を行うシーム溶接装置（１０）であって、  前記ローラ電極（１８、２０）に対し、  溶融電流（ｉ１）を通電して、前記ワーク（２４、２６）間に溶融部（４０ａ）を形成する溶融期間と、  前記溶融電流（ｉ１）よりも小さい加温電流（ｉ２）を通電して、前記溶融部（４０ａ）が凝固する温度の範囲内で前記積層体（２２）を加温する加温期間と、  前記加温期間の前及び後の少なくとも一方に設けられ、前記ローラ電極（１８、２０）間の通電を中断する中断期間と、  を１周期とする通電及び通電停止を繰り返すことを特徴とするシーム溶接装置（１０）。
【請求項５】
請求項４記載のシーム溶接装置（１０）において、  前記１周期中の前記加温期間を、前記中断期間の前に設けることを特徴とするシーム溶接装置（１０）。
【請求項６】
請求項４記載のシーム溶接装置（１０）において、  前記１周期中の前記加温期間を、前記中断期間の後に設けることを特徴とするシーム溶接装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、複数のワークを積層した積層体を挟持して加圧する一組のローラ電極間を断続的に通電しつつ、該ローラ電極を回転させて相対的に移動させるシーム溶接方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  金属板等からなるワークを複数積層した積層体のワーク同士の間に、複数のナゲットを互いに重なり合うように連続的に形成することで、該ワーク同士を接合するシーム溶接方法が知られている。このシーム溶接方法では、積層体を挟持して加圧する一組のローラ電極間を断続的に通電しつつ、該ローラ電極を回転させる。つまり、図６Ａに示す通電サイクルのように、ローラ電極間を通電する通電期間（例えば、２４ｍｓｅｃ）と、ローラ電極間の通電を中断する中断期間（例えば、３６ｍｓｅｃ）とを１周期（例えば、６０ｍｓｅｃ）として繰り返しながら、積層体に対してローラ電極を相対的に移動させる。【０００３】  この通電期間中に、ローラ電極によって加圧されたワーク同士の接触面近傍に抵抗発熱（ジュール熱）を発生させて溶融部を形成する。そして、このように溶融部が形成された積層体の部位を、中断期間中にローラ電極で加圧しつつ冷却することで、該溶融部を凝固させてナゲットを形成する。その結果、上記の通り、ワーク同士の間に互いに重なり合うナゲットが連続的に形成され、積層体のシーム溶接が行われる。【０００４】  ところで、近年、例えば、ローラ電極が設けられたシーム溶接装置をロボットに搭載して、自動車車体用の部品等、大型のワーク同士をシーム溶接することが提案されている。この場合、シーム溶接装置を大型化することなく、溶接速度を大きくすることが求められる。【０００５】  しかしながら、溶接速度を大きくするべく、ローラ電極の相対的な移動速度を大きくすると、中断期間中に溶融部が十分に凝固する前に、該溶融部からローラ電極が離間する懸念がある。この場合、ローラ電極による加圧力が低減した状態又は付与されていない状態で溶融部が凝固することになり、該溶融部が凝固する際の体積収縮等によって、割れが生じ易くなってしまう。【０００６】  ローラ電極が移動する前に、溶融部を速やかに凝固させる手段としては、冷却水を用いて溶融部を冷却することが考えられる。しかし、この場合、冷却水用の配管等を含む冷却設備が必要となってしまう。また、自動車車体や部品に付着した冷却水をそのままの状態にしておくと、錆び等が発生する懸念があるため、これを回避するべく、該自動車車体や部品に付着した冷却水を除去する場合、さらに追加の設備が必要となってしまう。従って、冷却水を用いて溶融部を冷却することは、シーム溶接装置の大型化を回避する観点等から好ましくない。【０００７】  そこで、図６Ｂに示す通電サイクルのように、溶接速度を大きくすることに伴って、１周期を短くする（例えば、４８ｍｓｅｃ）とともに、該１周期中の中断期間の割合を大きくする（例えば、３２ｍｓｅｃ）ことが考えられる。これによって、通電期間（１６ｍｓｅｃ）に対して、中断期間の割合を大きくして、溶融部の凝固を開始するタイミングを早くすることができる。その結果、溶融部からローラ電極が離間する前に、換言すると、溶融部に加圧力が付与された状態で、該溶融部を凝固させることが可能になる。【０００８】  ところが、上記のように、１周期中の通電期間の割合を小さくし、中断期間の割合を大きくすると、積層体が必要以上に冷却されてしまう懸念がある。これによって、積層体の電気抵抗���小さくなること等から、溶融部を形成するために必要な溶融電流が増大して、スパッタ等が生じ易くなる。また、通電期間と中断期間との間で積層体の温度差が大きくなり、体積変化が大きくなることから、結局、割れ等を十分に抑制することが困難になる。【０００９】  積層体が必要以上に冷却されることを抑制するためには、例えば、特開平１１−５８０２６号公報に示すシーム溶接方法を採用することが考えられる。すなわち、溶融部を形成可能な入熱の第１溶接電流Ｐと、該第１溶接電流Ｐより入熱の小さい第２溶接電流Ｂとを交互に通電し、溶接電流を中断する中断期間を設けずにシーム溶接を行う。
【発明の概要】
【００１０】  上記の特開平１１−５８０２６号公報記載のシーム溶接方法では、第２溶接電流Ｂを通電しつつ溶融部を凝固させるため、積層体が必要以上に冷却されることを回避できる一方で、溶融部を速やか且つ十分に凝固させることは困難である。従って、上記の通り、溶接速度を大きくすると、溶融部が十分に凝固する前に、該溶融部上からローラ電極が移動してしまい、凝固時の加圧力不足による割れ等が発生する懸念がある。結局、特開平１１−５８０２６号公報記載のシーム溶接方法を採用しても、溶接速度を大きくしつつ、割れやスパッタ等が抑制された高品質の接合製品を得ることは困難である。
【００１１】  本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、溶接速度を大きくしつつ、割れやスパッタ等が抑制された高品質の接合製品を得ることが可能なシーム溶接方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１２】  上記の目的を達成するため、本発明は、複数のワークを積層した積層体を挟持する一組のローラ電極間を断続的に通電するとともに、前記積層体に対して加圧力を付与しつつ前記ローラ電極を相対的に移動させてシーム溶接を行うシーム溶接方法であって、前記ローラ電極間に溶融電流を通電して、前記ワーク間に溶融部を形成する溶融期間と、前記ローラ電極間に前記溶融電流よりも小さい加温電流を通電して、前記溶融部が凝固する温度の範囲内で前記積層体を加温する加温期間と、前記加温期間の前及び後ろの少なくとも一方に設けられ、前記ローラ電極間の通電を中断する中断期間と、を１周期として繰り返しつつシーム溶接を行うことを特徴とする。
【００１３】  本発明に係るシーム溶接方法では、ローラ電極間の通電サイクルである１周期中に、溶融電流を通電して溶融部を形成する溶融期間と、通電を中断して溶融部を凝固させる中断期間と、加温期間とを設けている。この加温期間では、溶融部が凝固する温度の範囲内（例えば、凝固点未満）で、積層体を加温する。このため、溶融部は、加温されるにも関わらず、凝固することができる。すなわち、１周期中の中断期間及び加温期間が、溶融部を冷却して凝固させることが可能な期間（凝固期間）となる。
【００１４】  このように加温期間を設けた分、１周期中の溶融期間に対する凝固期間の割合を大きくして、溶融部の凝固を開始するタイミングを早くすることができる。その結果、溶接速度を大きくしても、溶融部が凝固する前に、該溶融部からローラ電極が離間することを回避できるため、十分な加圧力を付与しつつ溶融部を凝固させることが可能になる。
【００１５】  また、上記のように１周期中の凝固期間の割合を大きくしても、該凝固期間中の加温期間では加温電流が通電されるため、通電が中断される中断期間の割合が過剰に大きくなることを回避できる。これによって、積層体が必要以上に冷却されることを回避できる。その結果、溶融電流を増大させることなく、ワーク間に良好に溶融部を形成することができるため、スパッタ等の発生を抑制できる。また、溶融期間及び凝固期間の間の温度変化によって、積層体の体積が急激に変化することを抑制できるため、ナゲット等に割れが生じることを抑制できる。従って、このシーム溶接方法では、溶接速度を大きくしても、割れやスパッタ等を効果的に抑制することができ、高品質の接合製品を得ることが可能になる。
【００１６】  上記のシーム溶接方法において、前記１周期中の前記加温期間は、前記中断期間の前に設けられてもよい。この場合、例えば、１周期が、溶融期間、加温期間、中断期間の順に設定される。すなわち、溶融期間中に溶融電流を通電して溶融部を形成した後、該溶融電流よりも小さい加温電流を加温期間に通電する。これによって、加温期間では、積層体が急冷されることや、必要以上に冷却されることがないように加温することができる。
【００１７】  また、積層体を加温する温度は、溶融部が凝固する温度の範囲内であるため、溶融期間後、速やかに溶融部の凝固を開始させることができる。すなわち、ローラ電極による加圧力を十分に付与した状態で溶融部を凝固させることができ、割れ等の発生を抑制することができる。さらに、加温期間の後、通電を中断する中断期間を設けることで、溶融部を十分に凝固させて、ワーク同士の間に良好なナゲットを形成することができる。
【００１８】  従って、溶融期間と中断期間の間に加温期間を設けることで、中断期間中に積層体が冷却されても、積層体の体積が急激に変化することや、積層体の電気抵抗が小さくなって溶融電流が増大してしまうことを回避できる。このため、溶接速度を増大させても、スパッタや割れ等が生じることを効果的に抑制でき、高品質の接合製品を得ることが可能になる。
【００１９】  上記のシーム溶接方法において、前記１周期中の前記加温期間は、前記中断期間の後に設けられてもよい。この場合、例えば、１周期が、溶融期間、中断期間、加温期間の順に設定される。すなわち、溶融期間中に溶融電流を通電して溶融部を形成した後、通電を中断して中断期間とすることで、溶融部を凝固させる。そして、この中断期間の後、換言すると、次の１周期の溶融期間の前に、加温期間を設けて、加温電流を通電することで、溶融部が凝固する温度の範囲内で積層体を予熱することができる。
【００２０】  すなわち、次の１周期の溶融期間では、上記のように加温されて電気抵抗が上昇した状態の積層体に対して、溶融電流を通電することができる。これによって、溶融電流を増大させることなく、良好に溶融部を形成することができるため、スパッタが生じることを効果的に抑制できる。
【００２１】  また、上記の通り、積層体は、加温期間中も溶融部が凝固する温度の範囲内であるため、加温期間を設ける分、１周期中の溶融期間に対する凝固期間の割合を大きくして、凝固開始のタイミングを早くすることができる。このため、溶接速度を大きくしても、加圧力を付与しつつ溶融部を凝固させることができ、ナゲット等に割れが生じることを抑制できる。その結果、溶接速度を大きくしつつ、高品質の接合製品を得ることが可能になる。
【００２２】  なお、上記したシーム溶接方法が適用されたシーム溶接装置もこの発明に含まれる。
【００２３】  すなわち、本発明は、複数のワークを積層した積層体を挟持する一組のローラ電極間を断続的に通電するとともに、前記積層体に対して加圧力を付与しつつ前記ローラ電極を相対的に移動させてシーム溶接を行うシーム溶接装置であって、前記ローラ電極に対し、溶融電流を通電して、前記ワーク間に溶融部を形成する溶融期間と、前記溶融電流よりも小さい加温電流を通電して、前記溶融部が凝固する温度の範囲内で前記積層体を加温する加温期間と、前記加温期間の前及び後の少なくとも一方に設けられ、前記ローラ電極間の通電を中断する中断期間と、を１周期とする通電及び通電停止を繰り返すことを特徴とする。
【００２４】  また、上記のシーム溶接装置では、前記１周期中の前記加温期間を、前記中断期間の前に設けてもよく、前記１周期中の前記加温期間を、前記中断期間の後に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るシーム溶接装置を備える多関節ロボットの概略全体側面図である。
【図２】図１のシーム溶接装置の要部斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るシーム溶接方法の通電サイクルを示すタイミング図である。
【図４】図４Ａは、溶融期間におけるローラ電極対及び積層体の説明図であり、図４Ｂは、加温期間におけるローラ電極対及び積層体の説明図であり、図４Ｃは、中断期間及び次の１周期の溶融期間におけるローラ電極対及び積層体の説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るシーム溶接方法の通電サイクルを示すタイミング図である。
【図６】図６Ａは、シーム溶接方法の通電サイクルの一例を示すタイミング図であり、図６Ｂは、シーム溶接の通電サイクルの他の例を示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、この発明に係るシーム溶接方法につき、これを実施するシーム溶接装置との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】<<第１実施形態>>  図１は、この実施形態に係るシーム溶接装置１０を備える多関節ロボット１２の概略全体側面図であり、図２は、シーム溶接装置１０の要部斜視図である。このシーム溶接装置１０は、多関節ロボット１２の先端アーム１４に支持されている。このようにシーム溶接装置１０を備える多関節ロボット１２の構成は、例えば、特開２００７−１６７８９６号公報、実用新案登録第３１２４０３３号公報にも記載されるように公知であるため、この構成についての詳細な説明は省略する。
【００２８】  シーム溶接装置１０は、先端アーム１４にマウント１６（図１参照）を介して支持された第１ローラ電極１８、第２ローラ電極２０を具備し、この中、第２ローラ電極２０が積層体２２（図２参照）の下方に位置するとともに、第１ローラ電極１８が積層体２２の上方に位置する。すなわち、第１ローラ電極１８及び第２ローラ電極２０で積層体２２を挟持する。
【００２９】  溶接対象である積層体２２は、２枚の金属板であるワーク２４、２６が下方からこの順序で積層されることによって構成される。ワーク２４、２６は、例えば、ＪＡＣ５９０、ＪＡＣ７８０又はＪＡＣ９８０（何れも日本鉄鋼連盟規格に規定される高性能高張力鋼板、いわゆるハイテン材）からなる。また、ワーク２４、２６のそれぞれの厚みは、例えば、約１ｍｍ〜約２ｍｍに設定される。なお、積層されるワークの枚数は、本図例に示す２枚に限られず３枚以上であってもよい。
【００３０】  マウント１６には、ガイドレール２８が敷設されている。ガイドレール２８には、第１シリンダ及び第２シリンダ（それぞれ不図示）が指示される。第１シリンダは、第１移動テーブル３０に支持された第１ローラ電極１８を第２ローラ電極２０に対して接近又は離間する方向に変位させる。第２シリンダは、第２移動テーブル３２に支持された第２ローラ電極２０を第１ローラ電極１８に対して接近又は離間する方向に変位させる。なお、第１ローラ電極１８及び第２ローラ電極２０は、何れか一方のみが、対応する第１移動テーブル３０又は第２移動テーブル３２に支持され、他方は、固定されたテーブル（不図示）に支持されてもよい。
【００３１】  なお、第１移動テーブル３０には、第１ローラ電極１８を回転付勢するための第１回転用モータ（不図示）が支持され、第２移動テーブル３２には、第２ローラ電極２０を回転付勢するための第２回転用モータ（不図示）が支持される。このような構成は公知であるので、図示及び詳細な説明を省略する。なお、第１シリンダ及び第２シリンダに代替してサーボモータ等を採用するようにしてもよい。
【００３２】  ガイドレール２８の凸部３４には、第１ローラ電極１８を支持した第１移動テーブル３０の凹部３６（図２参照）と、第２ローラ電極２０を支持した第２移動テーブル３２の凹部３８（図２参照）とが摺動自在に係合される。第１移動テーブル３０は、上記の第１シリンダの図示しない第１ロッドに連結される。また、第２移動テーブル３２は上記の第２シリンダの図示しない第２ロッドに連結される。
【００３３】  すなわち、第１ローラ電極１８は、第１シリンダの第１ロッドが進退動作することに伴って第２ローラ電極２０に対して接近又は離間する方向（矢印Ｙ２、Ｙ１方向）に変位する。その一方で、第２ローラ電極２０は、第２シリンダの第２ロッドが進退動作することに伴って第１ローラ電極１８に対して接近又は離間する方向（矢印Ｙ１、Ｙ２方向）に変位する。
【００３４】  第１ローラ電極１８と第１移動テーブル３０との間には、第１軸（不図示）が介在する。この第１軸が、前記第１回転用モータの作用下に回転動作することにより、第１ローラ電極１８が回転動作する。同様に、第２ローラ電極２０は、前記第２回転用モータの作用下に第２軸（不図示）が回転動作することに伴って回転動作する。
【００３５】  第１ローラ電極１８及び第２ローラ電極２０のそれぞれは、不図示ではあるが、スイッチが介装されたリード線（電力線）を介して、直流インバータ電源や、交流電源等の溶接電流を供給可能な電源の正極及び負極に電気的に接続される。このスイッチの入／切を切り替えることで、第１ローラ電極１８及び第２ローラ電極２０間に、後述する溶融電流及び加温電流の何れかを通電すること、又はこれら電流の通電を中断することが可能である。なお、以下では、溶融電流及び加温電流を総称して溶接電流ともいう。また、スイッチは、例えば、電力素子を利用した電子スイッチを採用することができる。
【００３６】  以上の構成において、第１及び第２シリンダ、第１及び第２回転用モータ、交流電源、スイッチは、制御手段としての制御ユニットに電気的に接続されている。すなわち、これら第１及び第２シリンダ、第１及び第２回転用モータ、交流電源、スイッチの動作ないし付勢・滅勢は、制御ユニットによって制御される。すなわち、制御ユニットは、通電タイミング制御手段としても機能する。
【００３７】  本実施形態に係るシーム溶接装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施形態に係るシーム溶接方法との関係において説明する。
【００３８】  先ず、多関節ロボット１２は、第１ローラ電極１８と第２ローラ電極２０の間に積層体２２が配置されるように先端アーム１４、すなわち、シーム溶接装置１０を移動させる。
【００３９】  その後、制御ユニットの作用下に上記の第１シリンダ及び第２シリンダが付勢され、これに伴って上記の第１ロッド及び第２ロッドが前進動作を開始する。すなわち、第２ローラ電極２０が第１ローラ電極１８に対して接近するように矢印Ｙ１方向に向かって変位し、且つ第１ローラ電極１８が第２ローラ電極２０に対して接近するように矢印Ｙ２方向に向かって変位する。その結果、第１ローラ電極１８と第２ローラ電極２０の間に積層体２２が挟持される。
【００４０】  このとき、ワーク２６に対する第１ローラ電極１８の加圧力（Ｆ１）が、ワーク２４に対する第２ローラ電極２０の加圧力（Ｆ２）と均衡するように、上記の第１シリンダ及び第２シリンダの第１ロッド及び第２ロッドの各推進力と、上記の第２シリンダの第２ロッドの推進力とを制御する。
【００４１】  次に、第１及び第２回転用モータを所定回転数で回転させることで、積層体２２に対して、第１ローラ電極１８及び第２ローラ電極２０（以下、これらを総称してローラ電極対ともいう）を移動方向に所定速度で相対的に移動させる。なお、ローラ電極対が相対的に移動する所定速度は、例えば、２．０ｍ／分とすることができる。
【００４２】  この際、図３のタイミング図に示す通電サイクルで、上記のスイッチのオン状態及びオフ状態を切り替える。上記した通り、第１ローラ電極１８及び第２ローラ電極２０の各々が交流電源の正極及び負極に接続されている。このため、スイッチをオン状態とする間は、第１ローラ電極１８から第２ローラ電極２０に向かって溶接電流が流れる通電期間となる。また、スイッチをオフ状態とする間は、溶接電流の通電が遮断される中断期間となる。
【００４３】  すなわち、このシーム溶接方法では、シーム溶接装置１０によって、積層体２２を挟持するローラ電極対間に断続的に通電するとともに、積層体２２に対して加圧力Ｆ１、Ｆ２を付与しつつローラ電極対を移動させることでシーム溶接を行う。
【００４４】  以下、シーム溶接装置１０の通電サイクルについて、図３及び図４Ａ〜図４Ｃを参照しつつ、具体的に説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、図３の通電サイクルと、積層体２２の溶接状態との関係を時系列的に表す概略説明図である。なお、図３の例示では、通電サイクルの１周期は約４８ｍｓｅｃである。
【００４５】  先ず、図３及び図４Ａに示すように、時点ｔ１〜ｔ２の間、スイッチをオン状態にして、ローラ電極対間に溶融電流ｉ１を通電する溶融期間とする。溶融電流ｉ１は、ワーク２４、２６の接触面近傍の部位に抵抗発熱を発生させて、加熱、溶融することが可能な大きさに設定されている。すなわち、溶融期間に、ローラ電極対間に溶融電流ｉ１を通電することで、ワーク２４、２６間に溶融部４０ａを形成することができる。
【００４６】  なお、上記の通り通電サイクルの１周期を４８ｍｓｅｃとする場合、例えば、溶融期間は、約１６ｍｓｅｃであればよい。また、溶融電流ｉ１の大きさは、ワーク２４、２６の材質及び形状や、溶融期間の長さ等に応じて適切に設定されればよいが、例えば、約１６〜１８ｋＡとすることができる。
【００４７】  次に、図３及び図４Ｂに示すように、時点ｔ２〜ｔ３の間、ローラ電極対間に溶融電流ｉ１より小さい加温電流ｉ２を通電する加温期間とする。加温電流ｉ２は、溶融部４０ａが凝固する温度の範囲内（例えば、溶融部４０ａの凝固点未満）で積層体２２を加温することが可能な大きさに設定されている。従って、加温期間では、溶融期間に形成された溶融部４０ａを凝固させつつ、積層体２２が急冷されること及び必要以上に冷却されることを抑制するべく、該積層体２２を加温することができる。
【００４８】  なお、ここでの加温期間は、約８ｍｓｅｃとすることができる。また、加温電流ｉ２の大きさは、約８ｋＡとすることができる。
【００４９】  上記の通り、ローラ電極対は、積層体２２に対して相対的に移動するが、加温期間となる時点ｔ２〜ｔ３では、積層体２２の溶融部４０ａが形成された部位に対して、十分な加圧力Ｆ１、Ｆ２を付与できる位置にある。従って、加温期間では、ローラ電極対から十分加圧力Ｆ１、Ｆ２を付与しつつ、溶融部４０ａの凝固を開始することができる。
【００５０】  次に、図３及び図４Ｃに示すように、時点ｔ３〜ｔ４の間、スイッチをオフ状態にして、ローラ電極対間の溶接電流の通電を中断する中断期間とする。すなわち、この時間帯では、ワーク２４、２６間の接触面近傍の加熱（加温）が中断される。これによって、積層体２２からローラ電極対への熱伝導が生じること等によって、積層体２２が冷却される。その結果、溶融部４０ａを十分に凝固させて、ナゲット４２を形成することができる。なお、中断期間は、例えば、約２４ｍｓｅｃに設定される。
【００５１】  この中断期間となる時点ｔ３〜ｔ４においても、積層体２２の溶融部４０ａが形成された部位に対して、十分な加圧力Ｆ１、Ｆ２を付与できる位置（図４Ｃ中、二点鎖線で示される位置周辺）にある。従って、積層体２２が凝固する際の体積収縮等の影響を抑制しつつ、溶融部４０ａを十分に凝固させることができる。その結果、ワーク２４、２６の接触面近傍に、割れ等の発生が効果的に抑制されたナゲット４２を形成することができる。
【００５２】  その後、図４Ｃに示すように、ローラ電極対を、積層体２２の溶融部４０ａが形成された部位から離間するように移動方向に沿って相対移動させる。この位置において、上記と同様に、スイッチをオン状態にして、ローラ電極対間に溶融電流ｉ１を通電する溶融期間とすることで、ワーク２４、２６間に新たな溶融部４０ｂを形成することができる。このように、通電サイクルの次の１周期を、上記と同様に繰り返して行うことで、ナゲット４２に連結する新たなナゲット（不図示）を形成することができる。すなわち、ナゲット同士が重複部を介して連続するため、ワーク２４、２６同士が強固に接続された溶接製品を得ることが可能になる。
【００５３】  以上から、このシーム溶接方法では、ローラ電極対間の通電サイクルである１周期中の中断期間及び加温期間が、溶融部４０ａ、４０ｂ等を冷却して凝固させることが可能な期間（凝固期間）となる。つまり、加温期間を設けた分、１周期（例えば、４８ｍｓｅｃ）中の溶融期間（例えば、１６ｍｓｅｃ）に対する凝固期間（例えば、３２ｍｓｅｃ）の割合を大きくして、溶融部４０ａ、４０ｂ等の凝固を開始するタイミングを早くすることができる。その結果、溶接速度を大きくしても、溶融部４０ａ、４０ｂ等が凝固する前に、該溶融部４０ａ、４０ｂ等からローラ電極対が離間することを回避できる。このため、十分な加圧力Ｆ１、Ｆ２を付与しつつ溶融部４０ａ、４０ｂ等を凝固させることが可能になる。
【００５４】  また、上記のように１周期中の凝固期間の割合を大きくしても、該凝固期間中の加温期間では、加温電流ｉ２が通電されるため、通電が中断される中断期間の割合が過剰に大きくなることを回避できる。これによって、積層体２２が必要以上に冷却されることを回避できる。その結果、溶融電流ｉ１を増大させることなく、ワーク２４、２６間に良好に溶融部４０ａ、４０ｂ等を形成することができるため、スパッタ等の発生を抑制できる。また、溶融期間及び凝固期間の間の温度変化によって、積層体２２の体積が急激に変化することを抑制できるため、ナゲット４２等に割れが生じることを抑制できる。従って、このシーム溶接方法では、溶接速度を大きくしても、割れやスパッタ等を効果的に抑制することができ、高品質の接合製品を得ることが可能になる。
【００５５】  また、上記のようにローラ電極対が移動する前に、溶融部４０ａ、４０ｂ等を速やかに凝固させる際に、冷却水を用いる必要等がないため、冷却水用の配管等を含む冷却設備が不要である。すなわち、シーム溶接装置１０を大型化することなく、溶接速度を大きくすることができる。このため、シーム溶接装置１０は、多関節ロボット１２に好適に搭載することができる。また、ワーク２４、２６が自動車車体用等の大型の部品である場合であっても、該ワーク２４、２６同士を良好にシーム溶接することが可能になる。
【００５６】<<第２実施形態>>  次に、本発明の第２実施形態に係るシーム溶接方法について説明する。本発明に係るシーム溶接方法について、第２実施形態は、図５のタイミング図に示す通電サイクルでローラ電極対間を断続的に通電することを除いては、第１実施形態と同様にシーム溶接装置１０を用いて行うことができる。
【００５７】  第１実施形態と第２実施形態との通電サイクルの相違点は、１周期中の加温期間が、中断期間の後に設けられる点である。すなわち、第２実施形態では、先ず、時点ｔ１〜ｔ２の間、スイッチをオン状態にして、ローラ電極対間に溶融電流ｉ１を通電する溶融期間とする。次に、時点ｔ２〜ｔ３の間、スイッチをオフ状態にして、ローラ電極対間の溶接電流の通電を中断する中断期間とする。その後の時点ｔ３〜ｔ４の間、ローラ電極対間に溶融電流ｉ１より小さい加温電流ｉ２を通電する加温期間とする。以上の１周期を繰り返しつつ、ローラ電極対を相対的に移動させることで、互いに重複部を介して連続する複数のナゲットを形成して、ワーク２４、２６同士が強固に接続された溶接製品を得ることが可能になる。
【００５８】  従って、このシーム溶接方法では、溶融期間中に溶融電流ｉ１を通電して溶融部を形成した後、通電を中断して中断期間とすることで、溶融部を凝固させる。そして、この中断期間の後、換言すると、次の１周期の溶融期間の前に、加温期間を設けて加温電流ｉ２を通電することで、溶融部が凝固する温度の範囲内で、積層体２２を予熱することができる。すなわち、次の１周期の溶融期間では、上記のように加温されて電気抵抗が上昇した状態の積層体２２に対して、溶融電流ｉ１を通電することができる。これによって、溶融電流ｉ１を増大させることなく、良好に溶融部を形成することができるため、スパッタが生じることを効果的に抑制できる。
【００５９】  また、上記の通り、加温期間中も積層体２２は、溶融部が凝固する温度の範囲内であるため、加温期間を設ける分、１周期（例えば、４８ｍｓｅｃ）中の溶融期間（例えば、１６ｍｓｅｃ）に対する凝固期間（例えば、３２ｍｓｅｃ）の割合を大きくして、凝固開始のタイミングを早くすることができる。このため、溶接速度を大きくしても、十分な加圧力Ｆ１、Ｆ２を付与しつつ溶融部を凝固させることができ、ナゲット等に割れが生じることを抑制できる。その結果、溶接速度を大きくしつつ、高品質の接合製品を得ることが可能になる。
【００６０】  なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【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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【国際調査報告】
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