(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上に置かれた複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記テーブルに対する前記ピン部の垂直方向の位置を固定するとともに、サーボ機構によって前記本体部の肩部を前記複数のワークピースの双方の上面に押し付けて、前記複数のワークピースの厚さの変化に追従させて前記テーブルに対する前記肩部の位置を垂直方向に変化させることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項２】
前記ピン部（２０；３１）は、本体部の穴（１２；３５）内で回転し、前記ピン部が前記本体部の下方に突出し得る距離が、溶接作業のすべての期間中、前記継ぎ目に沿った各地点における当該継ぎ目の深さに一致していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の溶接アッセンブリ。
【請求項３】
前記本体部（１０；３２）は、溶接作業中に、回転可能であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の溶接アッセンブリ。
【請求項４】
前記本体部（１０；３２）と前記ピン部（２０；３１）とは、互いに相対的に、反対方向へ、および／または異なる速度で回転するように構成されることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項にに記載の溶接アッセンブリ。
【請求項５】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記ピン部（２０；３１）は、外面に螺子部分を有し、溶接作業の間、該作業の際に生じた摩擦熱によって軟化した前記ワークピースの材料、および／または前記ワークピースに供給されるように構成された追加材料を当該ピン部の長手方向に沿った方向に流出させるポンピング効果を引き起こし得ることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項６】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記本体部（１０；３２）と前記ピン部（２０；３１）とは、同様な平均回転速度で回転する一方、脈動的な回転モードに設定することによって、溶接作業期間の大部分の間、当該本体部とピン部との間に相対的な運動が得られるように構成されることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項７】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記本体部（１０；３２）は、溶接作業中に、前記複数のワークピースのそれぞれの上面に沿って揺動することを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項８】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記本体部（１０；３２）は、溶接作業中に、静止していることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項９】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記本体部（１０；３２）は、溶接作業中に、前記ピン部（２０；３１）によって発生される摩擦熱に加え、溶接作業に必要な熱を与えるために、外部からのエネルギの供給によって加熱されるように構成されることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項１０】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記本体部（１０；３２）と前記ピン部（２０；３１）とは、互いに同軸を保ちつつ相対的にずれるように連結されており、溶接作業の後に当該本体部とピン部とが相対的に移動することによって、溶接作業の間、該作業の際に生じた摩擦熱によって軟化した前記ワークピースの材料および／または前記ワークピースに供給されるように構成された追加材料が当該溶接作業に続く冷却過程において前記本体部と前記ピン部との隙間に固着することを防止することを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項１１】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
より早く所望の溶接温度を得るために、補助的な熱が、溶接作業の前および／またはその間、前記本体部（１０；３２）および／または前記ピン部（２０；３１）に供給されることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項１２】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
溶接作業の間、該作業の際に生じた摩擦熱によって軟化した前記ワークピースの材料および／または前記ワークピースに供給されるように構成された追加材料によって前記本体部と前記ピン部とが互いに固着されてしまうことを防ぐために、補助的な熱が、溶接作業の間および／またはその後に、前記本体部（１０；３２）および／または前記ピン部（２０；３１）に供給されることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項１３】
複数のワークピース（１，２）を当該ワークペース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接手段によって接合するための溶接アッセンブリであって、
当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に前記継ぎ目に沿って移動するように意図されているとともに、本体部（１０；３２）とピン部（２０；３１）とを有する溶接プローブ（９）を備えており、
前記本体部は、溶接作業中に前記複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成される一方、前記ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつ前記ワークピースに押し付けられながら移動するように構成される、溶接アッセンブリにおいて、
前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、
前記ピン部（２０；３１）は、本体部の穴（１２；３５）内で回転し、前記ピン部が前記本体部の下方に突出し得る距離が、溶接作業のすべての期間中、前記継ぎ目に沿った各地点における当該継ぎ目の深さに一致しており、
ワークピースに供給されるように構成された追加材料は、前記本体部に形成された前記穴（１２；３５）の近傍に開口された供給手段によって、前記継ぎ目および／または前記複数のワークピース（１，２）のそれぞれの上面に供給されるように構成されていることを特徴とする溶接アッセンブリ。
【請求項１４】
生成された溶接接合面上で仕上げ処理を行う工具が前記摺動する本体部（１０；３２）に取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の溶接アッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、テーブル上に置かれた複数のワークピースを当該ワークピース間の継ぎ目に沿って回転式摩擦溶接機によって接合するための溶接アッセンブリに関する。当該溶接アッセンブリは、溶接作業中に継ぎ目に沿って移動するように意図されている溶接プローブを有しており、溶接プローブは、本体部およびピン部を有している。この本体部は、溶接作業中に複数のワークピースの双方の上面を押さえるように構成されているのに対し、ピン部は、溶接作業中に前記継ぎ目内で回転しつつワークピースに対して押し付けられながら、継ぎ目（以下、接合部と称する）に沿って移動するように構成される。前記本体部と前記ピン部とは互いに相対的に運動可能であって、当該ピン部および本体部は相対的に異なる運動パターンを実行するように構成されており、前記テーブルに対する前記ピン部の垂直方向の位置を固定するとともに、サーボ機構によって前記本体部の肩部を前記複数のワークピースの双方の上面に押し付けて、前記複数のワークピースの厚さの変化に追従させて前記テーブルに対する前記肩部の位置を垂直方向に変化させる。
定義として、回転式摩擦溶接は、溶接方法の一種であって、接合されるワークピースに押し付けられながらワークピース間の接合部に沿って移動する回転式溶接プローブから摩擦熱の供給を受けて、接合されるワークピース同士が接合部に沿って軟化されるものである。ＷＯ９３／１０９３５およびＷＯ９５／２６２５４に記載されているように、溶接プローブは、ワークピースよりも硬い材料によって製造されなければならず、また、溶接作業の間、ワークピースは、関係する他のワークピースおよびワークテーブルに対して、確実に固定されるべきである。この点に関して、この技術は、ワークピース同士が互いに押し付けられた状態で相対的に運動することによって発生する摩擦熱による摩擦溶接、すなわち、相互に接合されるべき２つの部材のみによって摩擦熱が発生する従来の摩擦溶接と異なる。前記刊行物における回転式摩擦溶接技術は、例えば、ワークピースの接合、ワークピースの割れ目の修理などの種々の応用分野において、プラスチックや金属などの異なる材料同士を溶接するために用いられる。溶接プローブの形状は、溶接される材料および用途などに応じて調整される。
例えば、アルミニウムの切断面同士を互いに接合するために、前記特許明細書において説明されている溶接方法を実施するにあたっての一つの問題は、原則として、溶接プローブを、溶接されるワークピース間の接合部全体にわたって垂直方向に延ばして、ワークピースの上面から下面に至る全ての地点に溶接を広げること、すなわち、完全な貫通型溶接が生じることを確保しなければならないことである。前記の２つの特許明細書において開示されている溶接プローブは、回転可能で略円筒状の本体部であって、その上部は駆動ユニットに接続されており、その下部は協働して回転するピン部を備えている。ＷＯ９３／１０９３５における前記プローブをＷＯ９５／２６２５４のプローブから区別する重要な相違点は、前者では、プローブの本体部とピン部とが一体的に構成されているのに対して、後者では、２つの分離された構成であることである。しかしながら、後者の特許明細書による場合であっても、本体部とピン部は、実際の溶接作業の際には、強固に連結される。したがって、後者の明細書における場合であっても、異なる厚さのワークピースを溶接することを許容するためには、溶接プローブの全部または少なくともプローブのピン部が交換されなければならない。
更なる問題は、接合されるワークピースの厚さが接合部に沿って変化する場合、接合部の全ての地点に溶接が広がった最終製品が形成されない、すなわち、溶接作業をしても許容可能な溶接とならないことである。
従来技術の溶接プローブにおいて直面する更なる問題は、溶接作業の完了後、形成された溶接部分から前記プローブが引上げられる地点に出口開口部（exit aperture）が形成されることである。
他の問題は、本体部の下部、すなわち肩部が、ワークピースの中に入り込むことなく当該本体部がワークピースの上面を押し付けられることを所望するときに、既存の溶接プローブは、供給が望まれる追加材料を、実際の溶接作業の間に供給することを妨げることである。
したがって、本発明の一目的は、簡便かつ迅速な方法によって、ワークピースの厚さが異なる場合にも適合でき、またはワークピースの厚さが変化していく場合にも適合できるような回転式摩擦溶接動作に使用される溶接アッセンブリを提供することである。
本発明の他の目的は、溶接作業の間に追加材料の供給を許容する種類の回転式摩擦溶接動作に使用される溶接アッセンブリを提供することである。
かかる目的は、上述の導入説明で定義した種類の回転式摩擦溶接で使用するための溶接アッセンブリに関する本発明によって達成され、そのプローブは、ピン部と本体部とが相対的に運動可能であって、ピン部と本体部とが互いに異なる運動パターンを実行できるように構成されることを特徴とする。
相対運動が可能なように配置されたピン部および本体部を採用して溶接アッセンブリ用プローブが構成される結果、ピン部および本体部は、相互に異なる運動パターンをとることが許容され、溶接作業の際に軟化されるいかなる材料も本体部の下部の下側に確実に保持され、また、接合部に対する相対的なピン部の位置は、調整可能となり、完全な貫通溶接が接合部全全域にわたって生じる。
本溶接アッセンブリの実施形態の有利な変形例は、従属クレームにおいて規定されている。
次に、添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
図１は、本発明に係る回転式摩擦溶接のために設計された溶接アッセンブリを備える装置の側面図である。
図２は、溶接アッセンブリの一部を構成する溶接プローブの第１の実施形態の拡大横断面図である。
図３は、溶接プローブの第２の実施形態の拡大横断面図である。
図４は、図３に示された溶接プローブについて線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。
図１に示された設備は、例えば２つの押出し成形されたアルミニウム形材の形態をしたワークピース１、２を回転式摩擦溶接の手段を用いて接合するために使用されるものである。この設備は、Ｉ形状の支持バーと、これと水平方向にマシンテーブル５に伸長している固定式のラーメン（rigid frame）６と、を備えているワークテーブルを有する。また、この設備は、溶接作業の際に、ワークピース１および２を互いにワークテーブル３に確実にクランプするように設計された複数のクランプ手段７および８を備える。クランプ手段７および８は、それぞれ、圧力シリンダに接続される加圧部材である。さらに、この設備は、溶接プローブと、当該溶接プローブをワークピース間に存する溶接部に沿って進めるための駆動ユニット（不図示）と、から形成される溶接アッセンブリを有する。
図２により明確に表したように、溶接プローブ９は、略円錐状の軸対象な本体部１０有する。本体部１０は、内部凹部１１、および本体部の下側テイパー付き端部１０ａの中心部に設けられた穴（end-to-end bore）１２を備える。このような構成であるために、前記端部１０ａは、以下の説明においては肩部と称される。この肩部の先端には、凹状の底面１３が形成されており、この底面の中心において前記穴に開口する。本体部１０上部の幅広の頭部において、軸受１５は、前記本体部と固定式の中間部材１４とを回転自在に連結する。この中間部材１４は、その上端部側に２本のピボットピン１６を備え、各々のピボットピンは、前記中間部材１４、および、これに伴う前記本体１０を垂直方向に上下移動できるように設計されたフォーク形の支持部１７に取り付けられる。中間部材１４も、前記本体部１０の凹部１１に開口する凹部１８を有する。
回転式のスピンドル１９は、その下端で、円錐形に形成され螺子部分を有するピン部２０に取り付けられる。当該ピン２０は、前記肩部１０ａの両端咬合穴１２から突き出されるように凹部１８および１１に収容される。周上に形成された軸受２１は、スピンドル１９および中間部材１４を相互に連結し、また、本体部の前記広幅部分１０ｂに対向する位置で、スピンドル１９は、外向きギアリング２２を保持する。前記広幅部分１０ｂは、また、その上側の内面において内向きギアリング２３を保持し、当該ギアリング２３は複数の自由に回転するギアホイール、例えば６個のホイールによって外向きギアリング２２と接続される。このような構成により、スピンドル１９は、異なる回転方向、およびギアリング２２および２３の歯数に応じた異なる回転速度で、肩部１０ｂとピン部２０とを各々回転することができる。
また、図面から明らかなように、供給手段２５が、伸長されたパイプの形状で設けられており、中間部材１４および本体部１０の凹部１１内を貫通して両端咬合穴１２のちょうど上側に開口するように伸びている。このパイプは、前記肩部の上側部分の内面と前記スピンドルの円錐形端部との間に収まるような角度で、その下側において湾曲されている。
図１から明らかなように、本体部の肩部１０ａは、溶接作業の間、ワークピース１および２の上面に対して圧迫するのに対し、ピン部２０は回転しながら、ワークピースに対して押し付けられながら進められる。
図２に類似する図３および図４についての実施形態における溶接プローブ９は、下端で回転式の螺子部分を有するピン部３１に取り付けられた回転式のスピンドル３０を有する。しかしながら、本体部３２は、非対称であり、回転はせずに、ピン部３１に対して揺動運動（oscillating motion）するように構成されている。また、図４から明らかなように、この本体部は、その下側の一部が除去された円錐形をしており、肩状の形態をした端部３２を形成する。本体部は、また、内部凹部３３、および上部の幅広の頭部を有する。肩部は、その下端において、中心が両端咬合穴３５に開口している凹状の底面３４を備えるように形成されており、既述の実施形態と同様に、ピン部３１は、前記穴から突き出される。
本体部上部の幅広の頭部において、本体部は、軸受３６によって固定式の中間部材３５と回転自在に連結される。
また、図３から明らかなように、伸長されたパイプ形状の供給手段３７が設けられ、このパイプは、中間部材１４および本体部３２の凹部を貫通して両端咬合穴３５のちょうど上側に開口している。パイプの下側端部は、前記肩部の上側部分の内面と前記スピンドルの円錐形端部との間に収まるような角度で湾曲されている。
特に図４から明らかなように、本体部３２の上側の右側部分には、他方の端部が回転式の偏心軸３９に接続されているリンク３８が取り付けられている。かかる構成により、本体部３２は、ワークピース１および２の上面に対して、第１の実施形態におけるような回転運動の代わりに、水平面に沿った揺動運動が与えられる。しかしながら、どちらの運動も、前記肩部とワークピースの上面部との間に発生する摩擦熱を引き起こす。また、この場合には、揺動している肩部に、溶接した表面の仕上げ処理行うためのバイトを取り付けることが可能である。
前記ワークピース１および２が回転式摩擦溶接によって接合される際に、ワークピース１および２は、まず、その接合部に注意を払ってクランプ手段７および８によって固定される。すなわち、複数のワークピースの端縁部面間に存する空隙が、不十分な溶接の形成を引き起こしやすくなる寸法を越えないようにする。駆動用モータ（不図示）は、スピンドル１９または３０を回転させると同時に、溶接プローブ９は、予め設定された速度により前記接合部に沿って移動され、上述の駆動ユニットによって推進される。本体部１０は、ピン部２０とは異なる速度で同じ方向に回転運動するようにも作られる。上述のように、本体部３２は、回転運動の代わりに、揺動運動を実行する。このように、両方の実施形態において、ピン部と本体部とは、溶接作業の間、異なる運動パターンにより相対的に他方に対して異なる動きをするように構成されている。ワークピースをクランプ手段１および８によって固定しつつ、本体部および肩部の動作によって生じた摩擦熱は、最初に説明したようにワークピースの端縁部同士を軟化させる。
接合されるワークピースの厚さの変化に関わりなく、全ての接合部に沿って完全な貫通溶接を達成するために、サーボ機構（図示せず）が溶接プローブに取り付けられている。その結果、前記ピン部と前記肩部との間の相対的な位置を前記厚さの変化に応答して変化させて、溶接作業の間、概ね、ピン部が溶接部全体を貫通するように延ばすこと、すなわち、ピン部が肩部の下方に突き出る距離が接合部の深さに一致することを確保している。肩部およびピン部が各々異なる運動パターンをとることによって、摩擦熱によって軟化する何れの材料も、肩部の下側に確実に保持されるとともに、前記ピン部と肩部との間の両端咬合穴１２または３５の中に流入することが避けられることを確保し、その結果、全溶接作業の際の問題を生じることなく、ピン部の位置を鉛直方向に変化されることができる。
ピン部２０および３１の外面の螺子部分は、溶接作業の際にその作業によって発生した摩擦熱によって軟化した材料を、ピン部の長手方向に流動する、いわゆるポンピング効果を生じさせる。第１の実施形態によれば、このポンピングは、本体部とピン部とが互いに反対方向に回転されることによって高められる。ポンピング効果は、本体部の両端咬合穴１２および１５も螺子部分を有するならば、さらに高められる。上述したピン部と肩部との相対的な運動をポンピング効果と組み合わせることによって、例えば、溶接作業の終了時点でピン部が形成された溶接部から引上げられる際に形成される出口開口部を満たすためには、または、ワークピースの上面と前記肩部との間に供給をするためには、または、肩部がワークピースの上面の中に入りこむことを防ぐためには、ワークピースの材料が不十分である場合、前記両端咬合穴１２および１５の上側口から、各々肩部の下側を通して、追加材料の供給をうけるべき接合部に対して追加材料を供給することが可能となる。後者の場合には、上述したものと同様に、本体部は、ワークピースの上面に対して押し付けられるが、中間材料が介在される。
溶接作業中に軟化した材料が、溶接作業に続く冷却過程において本体部とピン部との隙間に固着してしまうことを防ぐために、本体部とピン部とは、同軸を保ちつつ互いに垂直方向に相対的な移動が可能になっている。ピン部は、各個別の溶接作業が終わるごとに肩部にある前記穴から引上げられることが可能である。あるいは、スピンドルと接続されているピン部の上側の端部に、当該穴よりも直径が極めて小さい首部を設け、前記冷却過程において溶接金属が本体部とピン部とを互いに固着してしまうことを防ぐ構成をとることも可能である。
より早く所望の溶接温度を得るために、溶接作業の前および／またはその間、補助的な熱を供給することが可能である。また、本体部とピン部とが互いに溶接作業によって生じた軟化材料によって固着されてしまうことを防ぐために、溶接作業の間および／またはその後に、補助的な熱を供給することも可能である。
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、添付した請求の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本体部およびピン部は、同じ方向へ、同じ速さまたは異なる速さで回転するように構成することができる。あるいは、本体部とピン部とは、同速さの平均値は同じではあるが、溶接作業の略全期間には、本体部とピン部との間に相対的な運動を生じさせるような脈動的な回転モードで回転させるように構成することができる。また、本体部とピン部との異なる運動パターンは、溶接作業の間、本体部を運動させない、すなわち静止させることによっても達成できる。この場合には、摩擦熱を全く発生させない静止式の本体部であるが故に発生する熱の遺失分を補償するために、本体部を、電気的または熱伝達媒体（heat-carrying medium）の補助を用いて加熱する必要がある。また、例えば、本体部が静止式ではなく、例えば、揺動式のときにも、発生する摩擦熱がワークピースの端縁部を十分に軟化するのに足りない場合があるため、補助的な熱を供給する必要がある場合がある。
【図１】
0004406092.tif 000002
【図２】
0004406092.tif 000003
【図３】
0004406092.tif 000004
【図４】
0004406092.tif 000005