專利名稱：壓薄滾焊方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將板厚較厚的兩張金屬板接合的壓薄滾焊方法以及裝置。
背景技術(shù)：
壓薄滾焊是下述焊接方式:使兩張金屬板的端部重合，以一對電極輪對該重合的部分進行加壓，接通焊接電流并連續(xù)地進行焊接，同時，通過電極輪對被加熱為高溫狀態(tài)而軟化的接合部進行軋制，由此減少接合部厚度。作為對板厚較厚的金屬板進行接合的壓薄滾焊裝置的現(xiàn)有技術(shù)，例如已有專利文獻I以及專利文獻2中記載的技術(shù)。專利文獻I中，作為對板厚較厚的金屬板進行接合的情況下的課題，提出了以下問題:如專利文獻I的圖13所示，必須將金屬板(被焊接材料)相當(dāng)極端地彎曲，會對夾持裝置施加相當(dāng)大的力，因而導(dǎo)致夾持裝置變形甚至破損。專利文獻I中，作為其解決方法，設(shè)置能夠?qū)饘侔迮c第一夾持裝置以及第二夾持裝置的夾持位置之間的距離進行調(diào)整的第一夾持位置調(diào)整機構(gòu)以及第二夾持位置調(diào)整機構(gòu)，在金屬板的板厚較厚的情況下，通過將接合部與夾具的距離設(shè)定得較大，從而減小金屬板的彎曲曲率，減小作用于夾持裝置的力，防止夾持裝置的破損。專利文獻2中，作為接合高強度鋼板的情況下的課題，提出了以下問題:參照專利文獻2的圖8，需要提高電極加壓力，并且由于上金屬板的角部(專利文獻2的圖8的20)與電極輪接觸，因此對電極輪造成的損傷傷害較大，而且由于在下金屬板的角部(專利文獻2的圖8的21)集中有焊接電流，所以產(chǎn)生焊接噴濺(角部的電流密度過剩、因而熔融飛散，且該濺射殘存于金屬板上的現(xiàn)象)，無法獲得良好的焊接結(jié)果。同樣在對板厚較厚的金屬板進行接合的情況下，由于接合部的體積增加因而需要提高電流，另外由于金屬板的剛性變高因而必須增加電極輪的按壓力，由于與接合高強度鋼板的情況相同的原理會產(chǎn)生相同的課題。專利文獻2中，針對上述問題，設(shè)置將金屬板的重合部分壓潰的第一加壓輥，通過該第一加壓輥將金屬板的重合部分壓潰后，使電極輪與該壓潰的重合部分接觸并通電，進行焊接，由此，抑制電極輪的損傷及焊接噴濺的發(fā)生?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻1:日本特開平2-52179號公報專利文獻2:日本特開2006-110577號公報

發(fā)明內(nèi)容
在以往的壓薄滾焊中，如專利文獻2中作為課題敘述的那樣，由于發(fā)生焊接噴濺和電極輪的損傷的問題，所以認為最大接合板厚的極限為3.2_左右。另外，在引用文獻1、2中，通過減少焊接噴濺發(fā)生和電極輪的損傷，能夠?qū)Π搴?br> 3.2mm以上的金屬板進行接合。S卩，根據(jù)專利文獻I記載的技術(shù)，在金屬板的板厚較厚的情況下，通過將接合部與夾具的距離設(shè)定得較大，能夠減小金屬板的彎曲曲率，減少作用于夾持裝置上的力，從而防止夾持裝置的破損，其結(jié)果是，通過減小金屬板的彎曲曲率，使重合部分中的上金屬板的接觸面積增大，由此電流密度減小，從而抑制焊接噴濺的發(fā)生。根據(jù)專利文獻2的技術(shù)，如上述那樣，通過加壓輥將金屬板的重合部分壓潰之后，使電極輪與該壓潰的重合部分接觸并通電，進行焊接，由此抑制電極輪的損傷及焊接噴濺的發(fā)生。但是人們發(fā)現(xiàn)，即使適用這些技術(shù)，壓薄滾焊機的最大接合板厚的極限為4.5mm左右。其理由如下所述。首先，對以往的壓薄滾焊中的夾持裝置與電極輪的位置關(guān)系進行說明。如專利文獻I的圖13以及專利文獻2的圖3以及圖8所示，以往，下電極輪外周部的上端位置以與夾持裝置的材料握持部下表面(以下稱為軋制線(pass line)) 一致的方式設(shè)定。焊接中將下電極輪的該設(shè)定位置(高度)固定，通過液壓缸或空氣壓力氣缸等的加壓裝置對上電極輪進行按壓，由此重合部分被上電極輪按壓。對于下電極輪而言，由于電極輪外周面的損耗，定期地對表面進行修整，其結(jié)果是電極輪直徑變小，但通過蝸桿等以與修整量相當(dāng)?shù)牧繉ο码姌O輪的高度位置進行修正，從而以使下電極輪外周部的上端位置維持為軋制線位置的方式設(shè)定。當(dāng)對夾持裝置以及電極輪的位置進行維護管理時，只要使下電極輪外周部上端與夾持的軋制線一致即可，從維護性的方面來講也存在采用本位置關(guān)系的理由。然而，在金屬板的厚度為例如2mm以下的比較薄的情況下，即使如上述那樣設(shè)定下電極輪外周部的上端位置，由于若被上電極輪的加壓裝置按壓則重合部的金屬板以平行化的方式撓曲變形，因此不存在造成其余問題的情況。但是，在對超過4.5mm那樣的板厚的較厚材料進行焊接的情況下，由于金屬板的剛性高，所以無法撓曲變形，直到通過上電極輪的按壓力使上下的金屬板平行化為止。其結(jié)果是，在以該狀態(tài)接通焊接電流并進行焊接的情況下，無法獲得滿意的接合強度，并且會產(chǎn)生接合部的單側(cè)的層差增大的問題。S卩，在上下的金屬板的重合部分，在沒有發(fā)生撓曲變形直到上下的金屬板平行化為止的情況下，在從重合部分處的電極輪通過開始直至結(jié)束的焊接過程的初始階段，電流集中于下金屬板角部(專利文獻2的圖3的16以及圖8的21)。而且，在沒有彎曲變形直至上下的金屬板平行化為止的情況下的金屬板的重合部分，在上金屬板的角部(端面)與下金屬板之間形成較大的間隙，因此，重合部分的熔融以及變形并不從重合部分的中心開始，而是從下金屬板角部所位于的部分開始。該部分的接合后，上金屬板的角部與下金屬板接觸，但如上述那樣上金屬板的角部在接合開始時刻與下金屬板之間具有間隙，因此材料間的接觸阻力發(fā)熱延遲。而且，對于上金屬板角部而言，在進行了下金屬板角部一側(cè)的熔融以及變形后，與下金屬板接觸。因此，上金屬板角部附近的接合區(qū)域與下金屬板角部附近的接合區(qū)域相比，相對來說熱量輸入變少，以高溫被電極輪按壓的時間也變短。這里，壓薄滾焊中，在接合部中央部生成熔融凝固部(點焊熔核)，在隔著點焊熔核點對稱的位置，即分別連結(jié)下金屬板角部和點焊熔核、上金屬板角部和點焊熔核的接合部邊界形成有固相接合部。在金屬板的厚度較厚的情況下的焊接中，如前述那樣，先進行下金屬板角部一側(cè)的焊接，結(jié)果，下金屬板角部一側(cè)的固相接合部的長度短，并且被電極輪按壓的時間長，因此固相接合強度變高。而且，下金屬板角部附近進行高溫下的變形，與上金屬板角部附近的接合相比，接合部的層差變小。相反地，上金屬板角部一側(cè)的固相接合部長度變長，熱量輸入也劣化，因而接合強度變低，并且不進行高溫變形，接合部的層差變大。由此，接合部的形狀成為上下非對稱，并且，在上金屬板角部附近形成應(yīng)力集中系數(shù)高的較大層差，另外與該層差相連的固相接合部接合強度低，成為焊接接頭的最弱部。壓薄滾焊中，一般接合部的厚度增加至母材的110 160%左右，因此存在金屬板的厚度越厚則增厚量絕對值也增加的傾向。因此，金屬板的厚度越厚，接合部的上下非對稱性越顯著，接合強度顯著降低。另外，如上述那樣，在將下電極輪外周部的上端位置設(shè)定于軋制線，將焊接中的重合部分的位置固定的情況下，接合部形狀成為非對稱，接合部的焊接強度降低。因此，考慮預(yù)先預(yù)測接合部厚度，使下電極輪外周部的上端位置與接合部的下表面對位地設(shè)定。但是，接合部的厚度由向接合部的熱量輸入條件以及按壓力、夾具間距離等多個參數(shù)決定，接合后的接合部厚度因接合條件而變動，因此預(yù)先精度良好地預(yù)測接合部厚度很困難。而且，相對于被夾持裝置握持的金屬板的接合部中心，下電極輪外周部的上端位置與接合部的下表面接觸且上下電極輪對稱的加壓方向的位置僅存在于極小位置(Pinpoint)。因此，很難以接合時的上下電極輪相對于接合部中心對稱地取位的方式精度良好地設(shè)定上下電極輪的加壓方向位置并使接合部的形狀上下對稱。由于這樣的理由，在以往的壓薄滾焊中，不得不將板厚設(shè)置為3.2mm以下、并限制最大也僅為4.5mm以下地進行接合。本發(fā)明的目的在于提供一種壓薄滾焊方法以及裝置，在板厚超過2_的金屬板的壓薄滾焊中，使接合強度穩(wěn)定化，減少接合部的層差，確保高接合強度和可靠性，進而還能夠進行板厚超過4.5mm的金屬板的接合。解決上述課題的第一技術(shù)方案，是一種壓薄滾焊方法，分別通過第一以及第二握持裝置對兩張金屬板進行握持，使所述兩張金屬板的端部重合，通過上下一對電極輪對其重合部進行加壓，接通焊接電流并連續(xù)進行焊接，將所述兩張金屬板接合，其特征在于，在對所述重合部接通所述焊接電流并連續(xù)進行焊接期間，以作用于所述重合部的上下的按壓力相等的方式，對施加在所述上下的電極輪上的加壓力進行控制。解決上述課題的第二技術(shù)方案在第一技術(shù)方案的壓薄滾焊方法中，其特征在于，所述兩張金屬板的厚度為2mm以上。解決上述課題的第三技術(shù)方案在第一或第二技術(shù)方案的壓薄滾焊方法中，其特征在于，所述上下一對電極輪中的一方的電極輪，通過位置控制進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸從而開始焊接，所述接合端面被焊接后切換為加壓力控制，另一方的電極輪，通過位置控制進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸，與電極輪接觸所述接合端面同時地或在電極輪剛接觸所述接合端面之后切換為加壓力控制并開始焊接，所述接合端面被焊接后，將所述一方的電極輪和所述另一方的電極輪同步地進給，并且在其進給期間，以作用于所述重合部的上下的按壓力相等的方式進行所述加壓力控制。解決上述課題的第四技術(shù)方案在第一或第二技術(shù)方案的壓薄滾焊方法中，其特征在于，所述上下一對電極輪中的一方的電極輪，在通過加壓力控制并且通過將電極輪的支承部推壓于機械固定端而保持電極輪的位置的狀態(tài)下，進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸，當(dāng)電極輪接觸了所述接合端面之后，通過所述加壓力控制邊控制所述電極輪的位置邊開始焊接，所述接合端面被焊接后，切換為對所述重合部施加恒定的按壓力的加壓力控制，另一方的電極輪，通過位置控制進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸，與電極輪接觸所述接合端面同時地或在電極輪剛接觸所述接合端面之后切換為加壓力控制并開始焊接，所述接合端面被焊接后，對所述一方的電極輪和所述另一方的電極輪同步地進給，并且在其進給期間，以作用于所述重合部的上下的按壓力相等的方式進行所述加壓力控制。解決上述課題的第五技術(shù)方案在第一 第四的任一項技術(shù)方案的壓薄滾焊方法中，其特征在于，使所述重合部與所述第一以及第二握持裝置之間的各自的距離相同，并根據(jù)所述金屬板的厚度調(diào)整所述距離。解決上述課題的第六技術(shù)方案在第一 第五的任一項技術(shù)方案的壓薄滾焊方法中，其特征在于，積極地驅(qū)動所述上下一對電極輪，并且進行根據(jù)所述金屬板的厚度使所述電極輪的驅(qū)動扭矩變化的扭矩控制。解決上述課題的第七技術(shù)方案在第一 第六的任一項技術(shù)方案的壓薄滾焊方法中，其特征在于，具備在接合了所述兩張金屬板后，通過上下一對加壓輥對所述金屬板的接合部進行軋制的軋制工序，所述軋制工序中，使所述一對加壓輥的軸芯相對于與所述接合部的接合線正交的直線在水平面內(nèi)傾斜，積極地驅(qū)動所述一對加壓輥并且在所述加壓輥的進行方向上對所述接合部的層差進行軋制。解決上述課題的第八技術(shù)方案是一種壓薄滾焊裝置，分別通過第一以及第二握持裝置對兩張金屬板進行握持，使所述兩張金屬板的端部重合，通過上下一對電極輪對該重合部進行加壓，接通焊接電流并且連續(xù)進行焊接，從而將所述兩張金屬板接合，其特征在于，具備:上下的加壓裝置，其對所述上下的電極輪分別付與加壓力；控制裝置，其以作用于所述重合部的上下的按壓力相等的方式對所述上下的加壓裝置付與所述上下的電極輪的加壓力進行控制。解決上述課題的第九技術(shù)方案在第八技術(shù)方案的壓薄滾焊裝置中，其特征在于，所述上下的加壓裝置是液壓或者氣壓缸裝置。解決上述課題的第十技術(shù)方案在第八或第九技術(shù)方案的壓薄滾焊裝置中，其特征在于，還具備對所述重合部與所述第一以及第二握持裝置間的各自的距離進行調(diào)整的距離調(diào)整機構(gòu)，使所述重合部與所述第一以及第二握持裝置間的各自的距離相同，并與所述金屬板的厚度相應(yīng)地調(diào)整所述距離。解決上述課題的第十一技術(shù)方案在第八 第十技術(shù)方案的任一項的壓薄滾焊裝置中，其特征在于，具備加壓輥用加壓裝置，將所述兩張金屬板接合后，通過上下一對加壓輥對所述金屬板的接合部進行軋制，使所述一對加壓輥的軸芯相對于與所述接合部的接合線正交的直線相互在水平面內(nèi)傾斜。發(fā)明的效果根據(jù)第一以及第八技術(shù)方案能夠獲得如下效果。在兩張金屬板的板厚為2mm以上的情況下，在重合部處邊變形并接觸的上下的金屬板因自身的剛性而上下對稱地變形。對于這樣的重合部的上下的金屬板，在適用本發(fā)明的控制的情況下，作用于重合部的上下的按壓力相等，因此，重合部的上下的金屬板通過電極輪被加壓后仍欲維持上下對稱的彎曲形狀。其結(jié)果是，上金屬板角部與下金屬板的間隙變小，上下的金屬板的接觸面積增大，電流密度減少。由此能夠抑制焊接噴濺的產(chǎn)生并增大焊接電流，增大熱量輸入。另外，由于重合部的金屬板的撓曲形狀是上下對稱的，因此從重合部的中央附近開始熔融，該熔融點對稱地進行。由此在重合部的中心附近形成點焊熔核，固相接合部也上下對稱地形成，上下的固相接合部的長度也均等。通過這樣在上下使接合條件均等化，由此能夠使焊接電流增大從而使熱量輸入增大，并且能夠上下對稱地形成固相接合部，能夠使固相接合強度穩(wěn)定化。另外，通過在上下使接合條件均等化，由此能夠使接合部的層差形狀對稱化，減少接合部的層差，抑制接合部層差部的應(yīng)力集中系數(shù)的增大。由此能夠使接合強度穩(wěn)定化，減少接合部的層差，確保高接合強度及可靠性。另夕卜，其結(jié)果是，還能夠接合板厚超過4.5mm的金屬板。根據(jù)第二技術(shù)方案能夠獲得如下效果。壓薄滾焊中，一般地接合部的厚度增加至母材的110 160%左右。因此具有接合材料(金屬板)的厚度越厚則增厚量絕對值也增加的傾向。因此，接合材料越厚，則相對于一方的電極輪的加壓方向位置的設(shè)定值的偏差也越大，另外由于接合材料的剛性，以上述偏差生成的量，向握持裝置的加壓力支承分擔(dān)量大幅增加。由此，存在上下電極輪的上下的按壓力之差顯著增加，按壓力低的一側(cè)的接合強度顯著降低的課題。以往，在壓薄滾焊中對接合厚度設(shè)置3.2mm以下最大也僅4.5mm以下的限制而進行接合的原因之一在于，沒有能夠容易地避免該接合條件的上下非對稱性的有效方式。第二技術(shù)方案中，通過將本發(fā)明適用于板厚為2mm以上的金屬板的接合，能夠抑制在接合材料厚度為2mm以上的剛性高的材料的情況下，尤其成為問題的伴隨接合部的非對稱性的強度降低，能夠使材料厚度厚的材料的接合部強度提高。另外，由于電極輪位置相對于接合部中心對稱化，因此對于金屬板的重合部的強制撓曲與以往金屬板的厚度相當(dāng)?shù)那闆r，能夠使其成為金屬板的厚度的二分之一，能夠大幅減少作用于第一以及第二握持裝置的金屬板的彎曲反作用力。根據(jù)第三以及第四技術(shù)方案能夠獲得如下效果。出于避免接合條件的上下非對稱性的目的，作為課題假設(shè)了以下情況，即以作用于重合部的上下的按壓力相等的方式進行加壓力控制，若在接合開始時刻通過上下電極輪對未接合的材料進行加壓，則上下方向的電極輪位置不確定，會產(chǎn)生接合材料翹起，無法開始接合的情況。該問題在剛性低的薄材料的情況下尤為顯著。第三以及第四技術(shù)方案中，針對這一課題，在接合端面被焊接，得到所希望的材料剛性為止，通過對一方的電極輪進行位置控制，由此能夠沒有材料翹起地開始接合，在接合端面被焊接，兩張金屬板的一部分被接合后，由于十分需要電極輪垂直方向的剛性，因此通過對上下電極輪一同進行加壓力控制并進行接合，能夠從接合開始到結(jié)束穩(wěn)定地進行高品質(zhì)的接合。另外，第四技術(shù)方案中，在以將電極輪的支承部按壓于機械固定端的方式進行加壓的狀態(tài)下開始接合，由此，能夠?qū)﹄姌O輪付與初始負載，因此與上下電極輪夾入重合部的金屬板、按壓力作用于重合部前后地，能夠通過基于加壓力的位置控制對電極輪的作用于重合部負載變動大幅度地進行抑制，能夠確保焊接開始時刻的電極輪位置設(shè)定精度。而且，通過上下的電極輪握持了重合部之后，在上下電極輪加壓力平衡的時刻，被推抵于機械固定端的電極輪的支承部，由于力的平衡，離開機械固定端，上下電極輪加壓力進行自動調(diào)整，由此接合開始端面的焊接結(jié)束后，能夠使從焊接開始時刻起作用于重合部的上下的按壓力均等化，提高接合強度，并且提高接合部的可靠性。 根據(jù)第五以及第十技術(shù)方案能夠獲得如下效果。在重合部與第一以及第二握持裝置間的距離不同的情況下，一方的握持裝置與另一方的握持裝置的力矩臂不同，重合部分的接觸角即金屬板的撓曲角不同，重合部的間隙大，會產(chǎn)生容易產(chǎn)生焊接噴濺的問題。在將二者均為剛性高且厚度厚的材料重疊的情況下，若將下電極輪的加壓方向位置設(shè)定于軋制線則上金屬板承受與材料厚度相當(dāng)?shù)某C正位移。在將上下電極輪的加壓方向位置相對于接合部中心對稱地配置的情況下，能夠減少材料厚度的二分之一的強制位移，但由于與握持裝置的距離，存在從夾持根部分發(fā)生塑性變形的問題。另外，即使在不發(fā)生塑性變形的情況下，也存在當(dāng)電極輪按壓時，重合部的傾斜角度大、通過邊緣對電極輪造成損傷的課題，或者存在即使想通過電極輪的按壓力使接合部上下表面平行化，但由于材料剛性無法平行化的問題。在第五以及第十技術(shù)方案中，令重合部與第一以及第二握持裝置間的各自的距離相同，通過根據(jù)金屬板的厚度調(diào)整上述距離，能夠使重疊部的形狀對稱化，另外，即使在對2mm以上的剛性高且厚度厚的兩張金屬板進行重疊時，也能夠以相對于基于重合的材料的強制位移不會引起塑性變形的方式進行設(shè)定。另外，能夠以較小的向電極輪的按壓力使接合部上下表面平行化。由此，能夠使接合強度穩(wěn)定化，減少接合部的層差錐度，確保高接合強度。根據(jù)第六技術(shù)方案能夠獲得下述效果。在金屬板的厚度變厚的情況下，由于上下電極輪的壓下量增加，因此，電極輪所需的驅(qū)動扭矩與金屬板的厚度相應(yīng)地增加。通常，通過基于空氣馬達等的扭矩驅(qū)動，對電極輪輔助性地供給恒定的扭矩。然而，在接合的金屬板的板厚范圍廣的情況下，若不根據(jù)板厚變更供給的扭矩，則會產(chǎn)生接合所需的電極輪驅(qū)動扭矩的過量或不足。第六技術(shù)方案中，積極地驅(qū)動上下一對電極輪，根據(jù)金屬板的厚度控制電極輪的驅(qū)動扭矩。由此能夠?qū)雍喜可舷卤砻娼o予所希望的軋制動力，解決基于驅(qū)動力不足造成的接合不良或接合部強度降低的問題，使接合部的可靠性提高。另外，能夠解決電極輪的磨損等的問題。根據(jù)第七以及第十一技術(shù)方案能夠獲得下述效果。隨著接合的金屬板的厚度變厚，接合部與母材間的層差變大。隨著層差尺寸變大，這些層差成為應(yīng)力集中位置，存在焊接接頭強度弱的課題。 第七以及第十一技術(shù)方案中，使上下一對加壓輥的軸芯在焊接后的接合部上相對于與接合線正交的直線在水平面內(nèi)傾斜，積極地驅(qū)動一對加壓輥并且對接合部的層差進行軋制，因此，能夠減少因接合線直角方向上剪斷變形而造成的接合部的增厚量，并且使層差平滑化或減少層差錐度，確保高接合強度。另外，通過使金屬板的接合部的層差平滑化或減少層差錐度，能夠減少接合部的應(yīng)力集中系數(shù)，確保高接合強度。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的壓薄滾焊裝置的構(gòu)成的概要的圖。圖2是對第一以及第二握持裝置從接合進行方向觀察的側(cè)視圖。圖3是表示圖1所示的壓薄滾焊裝置的控制系統(tǒng)的概要的圖。圖4A是表示利用以往的壓薄滾焊方法對兩張金屬板進行焊接的情況的接合工序的圖，是表示電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖4B同樣地，是表示當(dāng)電極輪到達接合開始端面，重合部的金屬板被下電極輪推動而上升的狀態(tài)下的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖4C同樣地，是表示接合開始之后的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖4D同樣地，是表示接合完成時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖5A是表示利用本發(fā)明的壓薄滾焊方法對兩張金屬板進行焊接的情況的接合工序的圖，是表示電極輪夾入重合部的金屬板的焊接開始前的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖5B同樣地，是表示焊接開始之后的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖5C同樣地，是表示焊接中的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖是表示該焊接剛剛完成之后的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖5E同樣地，是表示被接合的金屬板的接合部的狀態(tài)的圖。圖6是對本發(fā)明的第一實施例的壓薄滾焊方法的從電極輪待機位置到接合完成的一系列的工序進行表不的工序圖。圖7同樣地，是表示該一系列的工序的流程圖。圖8A同樣地，是表示當(dāng)上下電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖SB同樣地，是表示當(dāng)上電極輪下降至基準位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖9是對本發(fā)明的第二實施例的壓薄滾焊方法的從電極輪待機位置到接合完成的一系列的工序進行表不的工序圖。圖10同樣地，是表示該一系列的工序的流程圖。圖1lA同樣地，是表示當(dāng)上下電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖1lB同樣地，是表示當(dāng)上下電極輪下降至與金屬板的接合開始端面的接觸位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖1lC同樣地，是表示當(dāng)上下電極輪按壓金屬板的接合開始端面后的焊接開始之前的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖12是對本發(fā)明的第三實施例的壓薄滾焊方法的從電極輪待機位置到接合完成的一系列的工序進行表不的工序圖。圖13同樣地，是表示該一系列的工序的流程圖。圖14A同樣地，是表示當(dāng)上下電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。
圖14B同樣地，是表示當(dāng)上電極輪下降至基準位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖14C同樣地，是表示當(dāng)上下電極輪按壓金屬板的接合開始端面后的焊接開始之前的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖。圖15A表不將本發(fā)明的第三實施例適用于金屬板的板厚為2mm以下的剛性較低的薄板的情況的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，是表示當(dāng)上下的電極輪1、2位于待機位置時的位置關(guān)系的圖。圖15B同樣地，是表示當(dāng)上下的電極輪1、2位于與金屬板的接觸位置時的位置關(guān)系的圖。圖16A是表示將第一實施例的接合方法適用于薄板的金屬板的接合的情況的與圖15A相同的圖。圖16B同樣地，是與圖15B相同的圖。圖16C同樣地，是與圖5C相同的圖。圖16D同樣地，是與圖相同的圖。圖16E同樣地，是與圖5E相同的圖。圖17是表示假定金屬板的材質(zhì)為軟鋼、材料不屈服的接合板厚與第一以及第二握持裝置間的距離L的相關(guān)的圖。圖18是表示能夠?qū)⒓訅狠伒妮S芯的傾斜角度變更為任意的角度的加壓輥傾斜機構(gòu)的圖。圖19是表示將加壓輥的軸芯傾斜而對接合部進行軋制的情況的在接觸弧長內(nèi)的金屬流動的圖，是作為一個例子表示上加壓輥的情況的圖。圖20A是表示一對加壓輥的進行方向部分在水平面內(nèi)，以朝向與加壓輥最初接觸的金屬材料所涉及的金屬板的存在方向相反方向的方式，使一對加壓輥的軸芯相對于與焊接線正交的直線分別傾斜，并進行軋制的情況的加壓輥軋制初始狀態(tài)的圖。圖20B是表示如圖20A那樣軋制后的情況的加壓輥軋制結(jié)束狀態(tài)的圖。圖21A是表示在與圖20A相比使加壓輥反向傾斜的情況下，即一對加壓輥的進行方向部分在水平面內(nèi)，以朝向與加壓輥最初接觸的金屬材料所涉及的金屬板的存在方向的方式，使一對加壓輥的軸芯相對于與焊接線正交的直線分別傾斜，并進行軋制的情況下的加壓輥軋制初始狀態(tài)的圖。圖2IB是表示如圖2IA那樣軋制后的情況的加壓輥軋制結(jié)束狀態(tài)的圖。
具體實施例方式接下來，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的金屬板的壓薄滾焊裝置的構(gòu)成的概要的圖。圖1中，本實施方式的壓薄滾焊裝置具備:上下一對電極輪1、2 ;上下一對加壓輥3、4 ;第一以及第二握持裝置7、8 ;承載架9 ;上下電極輪加壓裝置10a、10b ;以及上下加壓輥加壓裝置I la、I lb。上下電極輪加壓裝置10a、10b以及上下加壓輥加壓裝置IlaUlb例如是液壓或氣壓的缸裝置。上電極輪I和上加壓輥3分別經(jīng)由上電極輪加壓裝置IOa以及加壓輥加壓裝置Ila支承于承載架9的上水平架9a，下電極輪2和下加壓輥4分別經(jīng)由上電極輪加壓裝置IOb以及加壓輥加壓裝置Ilb支承于承載架9的下水平架％。上下一對加壓輥3、4在承載架9內(nèi)與上下一對電極輪1、2相鄰地配置。上下電極輪加壓裝置10a、10b分別使上下電極輪1、2上下可動，當(dāng)對兩張重合的金屬板5、6進行壓薄滾焊時，對重合部L施加所需的按壓力。上下電極輪加壓裝置10a、10b，通過加壓裝置控制系統(tǒng)200 (后述)，對電極輪的位置以及壓薄滾焊所需的對金屬板施加的按壓力進行控制。加壓裝置10a、10b、lla、llb，在本實施方式中，采用液壓或者氣壓的缸裝置，但也可以是電動伺服馬達等。另一方面，對于下電極輪2而言，為了抑制因焊接對電極輪表面造成的損傷以及因電極輪表面的偏磨損造成的接合不良，而定期地進行修整，直至電極輪使用極限。通過該修整，電極輪直徑變小，由此，下電極輪2的上表面位置不同于未修整時的上表面位置而下降。為了使該下降后的上表面位置與未修整時的上表面位置一致，在下電極輪加壓裝置IOb的下部配置有進行高度調(diào)整的蝸桿120。另外，下加壓輥4也同樣，為了抑制因焊接后的接合部的層差的平滑化對表面造成的損傷以及因表面的偏磨損造成的層差的平滑化不良，而定期進行修整。其結(jié)果是，為了應(yīng)對所產(chǎn)生的下加壓輥的上表面位置的變化，與電極輪相同地，在下加壓輥加壓裝置Ilb的下部配置有進行高度調(diào)整的蝸桿121。該蝸桿120、121的高度調(diào)整(蝸軸的旋轉(zhuǎn))，以手動或電動馬達、氣動馬達(未圖示)等作為驅(qū)動源而進行。承載架9在底部具備支承輥54，能夠經(jīng)由支承輥54而在與臺板55上進行接合的兩張金屬板5、6正交的方向(焊接方向)移動。第一以及第二握持裝置7、8分別具有:上下一對夾持板7a，7b ;8a、8b ;上下的按壓缸裝置7c、7d ;8c、8d ;支承架7e ;8e，夾持板7a、7b ;8a、8b在支承架7e ；8e內(nèi)經(jīng)由上下的按壓缸裝置7c、7d ;8c、8d而被支承，支承架7e ；8e支承在臺板55上。金屬板的接合裝置另外具備:上下一對電極輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用的電動馬達61、62 ;上下一對加壓棍旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用的電動馬達63、64。上下一對電極輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用的電動馬達61、62，分別安裝于電極輪用加壓裝置10a、10b的側(cè)面，通過例如鏈以及鏈輪機構(gòu)67連結(jié)于電極輪1、2的旋轉(zhuǎn)軸，電動馬達61、62的旋轉(zhuǎn)動力傳遞至電極輪1、2。上下一對加壓輥旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用的電動馬達63、64也同樣地，分別安裝于加壓輥用加壓裝置IlaUlb的側(cè)面，通過例如鏈以及鏈輪機構(gòu)68連結(jié)于加壓輥3、4的旋轉(zhuǎn)軸，電動馬達63、64的旋轉(zhuǎn)動力傳遞至加壓輥3、4。圖2是對第一以及第二握持裝置7、8從接合進行方向觀察的圖。第一以及第二握持裝置7、8中的一方，例如第二握持裝置8具備握持裝置傾斜裝置110，該握持裝置傾斜裝置110為了使由夾持板8a、8b握持的金屬板6的前端在上下方向上可動而以握持裝置8的支點即銷101為中心在上下方向上轉(zhuǎn)動。另外，第一以及第二握持裝置7、8具備握持裝置移動裝置11 la、111b，該握持裝置移動裝置11 la、11 Ib為了對由夾持板7a，7b ;8a、8b握持的金屬板5、6的前端的重合部L的長度進行調(diào)整，而使由夾持板7a、7b ;8a、8b握持的金屬板5、6的前端沿與接合進行方向呈直角的方向移動。握持裝置傾斜裝置110具有設(shè)置于架臺102b并使支承下夾持板8b的支架103b以銷101為中心轉(zhuǎn)動的液壓或者氣壓的缸裝置104。握持裝置移動裝置Illb具有設(shè)置于基部105b并對架臺102b向與接合進行方向呈直角的方向驅(qū)動的液壓或者氣壓的缸裝置106b，握持裝置移動裝置Illa也同樣地具有設(shè)置于基部105a并對與支承下夾持板7b的支架103a—體的架臺102a沿與接合進行方向呈直角的方向驅(qū)動的液壓或者氣壓的缸裝置106ao這里，握持裝置移動裝置IllaUllb兼作為對夾持板7a，7b ;8a、8b的接合進行方向與直角方向的位置進行調(diào)整從而調(diào)整重合部L與夾持板7a，7b ;8a、8b間的各自的距離的距離調(diào)整機構(gòu)。如后述那樣，重合部L與夾持板7a，7b ;8a、8b間的各自的距離設(shè)定為相同，并且該距離根據(jù)金屬板5、6的厚度進行調(diào)整。圖3是表示圖1所示的壓薄滾焊裝置的控制系統(tǒng)的概要的圖。金屬板接合裝置的控制裝置具有上位控制裝置71、承載架驅(qū)動控制裝置72、滾壓(壓薄滾焊)控制裝置73以及加壓輥控制裝置74、夾持控制裝置76。上位控制裝置71統(tǒng)一進行承載架驅(qū)動控制裝置72、滾壓控制裝置73以及加壓輥控制裝置74、夾持控制裝置76的控制。承載架驅(qū)動控制裝置72對承載架9的驅(qū)動用的缸裝置57的液壓電路(未圖示)發(fā)出工作指令，控制缸裝置57的驅(qū)動。滾壓控制裝置73對電極輪用加壓裝置(缸裝置)10a、IOb的液壓電路(未圖示)以及電動馬達61、62發(fā)出工作指令，控制這些裝置的驅(qū)動。加壓輥控制裝置74對加壓輥用加壓裝置(缸裝置)IlaUlb的液壓電路(未圖示)以及電動馬達63、64發(fā)出工作指令，控制這些裝置的驅(qū)動。夾持控制裝置76對第一以及第二握持裝置7、8的驅(qū)動用的缸裝置104、106a、106b的液壓電路(未圖示)發(fā)出工作指令，控制缸裝置104、106a、106b的驅(qū)動。另外，在承載架9的上水平架9a上與上電極輪I相鄰地設(shè)有激光測距儀75，滾壓控制裝置73以及加壓輥控制裝置74輸入激光測距儀75的檢測信號，并根據(jù)該信號檢測金屬板5、6的重合部分的端部到達激光測距儀75的正下方的時刻。另外，在滾壓控制裝置73以及加壓輥控制裝置74中預(yù)先輸入有激光測距儀與電極輪1、2以及加壓輥3、4間的距離、和承載架9的移動速度，根據(jù)金屬板5、6的重合部分的端部到達激光測距儀75的正下方的時刻和它們的距離以及移動速度運算電極輪1、2以及加壓輥3、4夾住金屬板5、6的重合部分的端部的時刻，在該時刻的前后，根據(jù)與上下加壓輥3、4的接觸相關(guān)的上述設(shè)定狀態(tài)(第一設(shè)定或第二設(shè)定)適當(dāng)?shù)乜刂齐姌O輪用加壓裝置10a、10b以及電動馬達61、62以及加壓輥用加壓裝置IlaUlb以及電動馬達63、64。圖4A 圖4D中表示利用以往的壓薄滾焊方法對兩張金屬板進行焊接的情況的接合工序。圖4A表示當(dāng)電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖4B表示當(dāng)電極輪到達接合開始端面、重合部的金屬板被下電極輪推動而上升的狀態(tài)下的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖4C表示接合開始之后的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖4D表示接合完成時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系。如圖4A所示，通過第一以及第二握持裝置7、8對兩張金屬板5、6分別進行握持并使其重合。此時，下電極輪2的外周部的上端位置被設(shè)定在軋制線(握持裝置的材料握持部下表面的延長線)上，并固定于與重合的金屬板5、6的下表面接觸的位置。因此，如圖4B所不，當(dāng)電極輪1、2移動至金屬板5、6的接合開始端面并與金屬板5、6接觸時,金屬板5、6被推起，在上金屬板6的角部E2與下金屬板5之間形成較大的間隙G。上電極輪I是當(dāng)對重合部L進行焊接時通過上電極輪加壓裝置IOa而下降并對重合部L作用所希望的按壓力的構(gòu)造。即，焊接中，將僅由上電極輪I的加壓裝置IOa作用于重合部L的按壓力控制為接合所需的所希望的值。然而，在金屬板的厚度為例如2mm以下的比較薄的情況下，即使如上述那樣將下電極輪外周部的上端位置設(shè)定于軋制線，由于被上電極輪I的加壓裝置IOa按壓則重合部L的金屬板5、6以平行化的方式撓曲變形，因此不會出現(xiàn)其他問題。但是，在對超過4.5mm那樣的板厚較厚的材料進行焊接的情況下，由于金屬板的剛性高，所以無法撓曲變形直至通過上電極輪I的按壓力使上下的金屬板5、6平行化。其結(jié)果是，在以該狀態(tài)接通焊接電流并進行焊接的情況下，產(chǎn)生無法獲得滿意的接合強度且接合部的層差增大的問題。S卩，在上下的金屬板5、6的重合部分L，在不發(fā)生撓曲變形直至上下的金屬板5、6平行化的情況下，在從重合部分L的電極輪通過開始到結(jié)束的焊接過程的初始階段，電流集中在與上金屬板6接觸的下金屬板角部E1。而且，在不撓曲變形直至上下的金屬板5、6平行化的情況下的金屬板5、6的重合部分L，由于在上金屬板的角部E2與下金屬板5之間形成有大的間隙G，因此重合部分L的熔融以及變形并不從重合部分L的中心開始，而是如圖4C中以NO表示的那樣，從下金屬板角部El所在的部分開始。該部分的接合后，上金屬板的角部E2與下金屬板5接觸，但由于如上述那樣，上金屬板的角部E2在接合開始時刻與下金屬板5之間具有間隙G，所以材料間的接觸阻力發(fā)熱延遲。而且，金屬板角部E2在進行了角部El側(cè)的熔融以及變形之后，與金屬板5接觸。因此，上金屬板角部E2附近的接合區(qū)域與下金屬板角部El附近的接合區(qū)域進行比較，相對來說熱量輸入少，以高溫被電極輪I按壓的時間也短。這里，壓薄滾焊中，在接合部中央部生成熔融凝固部(點焊熔核)N，在隔著點焊熔核N點對稱的位置，即在將下金屬板角部El與點焊熔核N、上金屬板角部E2與點焊熔核N連結(jié)的接合部邊界形成有固相接合部B1、B2。如圖4D所示，在金屬板的厚度較厚的情況下的焊接中，如前述那樣，先進行下金屬板角部El側(cè)的焊接，結(jié)果，下金屬板角部El側(cè)的固相接合部BI的長度短，并且被電極輪2按壓的時間長，因此固相接合強度高。而且，下金屬板角部El附近進行高溫下的變形，與上金屬板角部E2附近的接合相比較，接合部的層差變小。相反地，上金屬板角部E2側(cè)的固相接合部長度長，熱量輸入也低，因而接合強度低，并且，不進行高溫變形，接合部的層差變大。由于這些因素，接合部的形狀成為上下非對稱，并且，在上金屬板角部E2附近形成應(yīng)力集中系數(shù)高的大層差，另外，與該層差相連的固相接合部B2的接合強度低，成為焊接接頭的最弱部。壓薄滾焊中，一般，接合部的厚度增加至母材的110 160%左右，因此，具有金屬板的厚度越厚則增厚量絕對值也增加的傾向。因此，金屬板的厚度越厚，接合部的上下非對稱性越顯著，接合強度顯著降低。本發(fā)明的發(fā)明者等通過試驗確認了上述現(xiàn)象(由第一以及第二握持裝置握持的材料的中心位置與焊接時形成的點焊熔核的中心位置不一致，上下的固相接合部的長度不同因而接合強度出現(xiàn)差別，其結(jié)果是，出現(xiàn)接合狀態(tài)的不穩(wěn)定化以及接合強度的降低、以及接合部的上金屬板側(cè)的層差增大的情況)。另外，確認了該現(xiàn)象在材料的剛性高的情況下表現(xiàn)得顯著。
而且，一并確認了一直以來作為使接合強度降低的問題而列舉的金屬板的角部對電極輪表面造成的槽狀的損傷，也存在隨著材料的剛性提高而加深的傾向。這是由于重合的材料的變形在上下是非對稱的而產(chǎn)生的。為了消除該非對稱，如果不能使下電極輪的位置比材料握持基準位置低接合部增厚量的1/2的量，便不能消除。另外，通過試驗確認了上下的固相接合部B1、B2的非對稱性還起因于接合部與第一以及第二握持裝置間的距離。使用圖5A 圖5E對解決上述課題的本實施方式的特征進行說明。圖5A是表示電極輪夾住重合部的金屬板的焊接開始前的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖，圖5B是表示焊接開始之后的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖，圖5C是表示焊接中的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖，圖是表示焊接結(jié)束之后的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系的圖，圖5E是表示接合后的金屬板的接合部的狀態(tài)的圖。在本實施方式中，分別通過第一以及第二握持裝置7、8對兩張金屬板5、6進行握持，使兩張金屬板5、6的端部重合，并通過上下一對電極輪1、2對該重合部L進行加壓，接通焊接電流并連續(xù)進行焊接，從而將兩張金屬板5、6接合。而且，在對重合部L接通焊接電流并連續(xù)進行焊接期間，以作用于重合部L的上下的按壓力相等的方式對加壓裝置10a、IOb施加在上下的電極輪1、2上的加壓力進行控制。在金屬板的板厚為2mm以上的情況下，將重合部L與夾持板7a、7b ;8a、8b間的各自的距離相同地設(shè)定并將該距離調(diào)整為與金屬板5、6的厚度相應(yīng)的適當(dāng)?shù)闹?，由此，在重合部L處變形并接觸的上下的金屬板5、6因自身的剛性而上下對稱地變形。對于這樣的重合部L的上下的金屬板5、6，在本發(fā)明中如上述那樣以作用于重合部L的上下的按壓力相等的方式進行控制，因此，重合部L中的上下的金屬板5、6，如圖5A所示，通過電極輪1、2被加壓后仍會維持上下對稱的撓曲形狀。其結(jié)果是，上金屬板角部E2與下金屬板5的間隙變小，上下的金屬板5、6的接觸面積增大，電流密度減小。由此能夠抑制焊接噴濺的產(chǎn)生并增大焊接電流，增大熱量輸入。另外，由于重合部L的金屬板5、6的撓曲形狀是上下對稱的，因此如圖5B中通過NO表示的那樣，從重合部L的中央附近開始熔融，如圖5B 圖所示，該熔融點對稱地進行。由此如圖以及圖5E所示，在重合部L的中心附近形成點焊熔核N，固相接合部B1、B2也上下對稱地形成，上下的固相接合部B1、B2的長度也均等。通過這樣在上下使接合條件均等化，能夠使焊接電流增大從而使熱量輸入增大，并且能夠上下對稱地形成固相接合部B1、B2，能夠使固相接合強度穩(wěn)定化。另外，通過在上下使接合條件均等化，如圖5E所示，能夠使接合部J的層差形狀對稱化，減少接合部J的層差，抑制接合部層差部的應(yīng)力集中系數(shù)的增大。使用圖6 圖8B和圖5A 圖5E對解決前述課題的本發(fā)明的第一實施例的壓薄滾焊方法進行說明。圖6是表示第一實施例的壓薄滾焊方法的從電極輪待機位置到接合完成的一系列的工序的工序圖，圖7是表不該一系列的工序的流程圖。圖8A表不上下電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖8B表示上電極輪下降至基準位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系。兩張金屬板5、6分別被第一以及第二握持裝置7、8的夾持板7a、7b ;8a、8b握持。握持金屬板5、6后，通過握持裝置傾斜裝置110，將一方的金屬板6的前端向上方抬起，并維持該狀態(tài)不變地，以金屬板6的前端成為重合于另一方的金屬板5的前端的上表面的位置的方式通過握持裝置移動裝置Illa或Illb移動。移動結(jié)束后，通過握持裝置傾斜裝置110，使向上方抬起的金屬板6的前端下降，并重合于另一方的金屬板5的上表面。此時，使兩張金屬板5、6的前端部分重重合的量，根據(jù)金屬板的材料種類、板厚、板寬等，并通過來自上位控制裝置71的信息，由夾持控制裝置76預(yù)先決定。壓薄滾焊開始前，如圖6的步驟I以及圖8A所示，上下電極輪1、2位于待機位置(圖7的步驟I)。上電極輪I的待機位置是不與金屬板5、6接觸的位置。另一方面，下電極輪2的待機位置是使下電極輪2的外周部的上端(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為電極輪上表面)與軋制線一致的位置。根據(jù)上位控制裝置71的焊接開始的指令，通過承載架驅(qū)動控制裝置72，使承載架9向接合進行方向移動，由此使上下電極輪1、2向接合進行方向移動。上電極輪I與使承載架9向接合進行方向移動同時地，如圖6的步驟I至步驟2所示，使上電極輪I的外周部的下端(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為電極輪下表面)從待機位置下降至基準位置(圖7的步驟I 2)。此時，在接合開始端面中以上電極輪I的下表面與金屬板表面接觸的方式調(diào)整下降速度?；鶞饰恢酶鶕?jù)金屬板5、6的材料種類以及板厚由滾壓控制裝置73預(yù)先決定。該基準位置從下金屬板5的上表面位置被確定為以下范圍，從重合的上部的金屬板的板厚的1/2到接合部材料增厚量的1/2的范圍。在上電極輪I到達基準位置的時刻，電極輪1、2尚未與金屬板5、6的接合開始端面接觸。將此時的進給方向的位置稱為中間位置。另一方面，如圖8B所示，下電極輪2將電極輪2的上表面保持在與軋制線一致的位置。此時，上電極輪I的下表面與下電極輪2的上表面不接觸，存在間隙。另外，如圖6的步驟2所示，在上電極輪I到達基準位置后，切換為保持該基準位置的控制(圖7的步驟2)，在該狀態(tài)下，如圖6的步驟2 3所示，進一步將承載架9移動至接合開始端面(圖7的步驟2 3)。當(dāng)上下的電極輪1、2到達接合開始端面后，在下述的時刻向加壓力控制切換。如圖6的步驟3所示，上電極輪I的下表面與下電極輪2的上表面，在重合部L的金屬板5、6的接合部開始端面中，以夾住重合的金屬板5、6的形態(tài)接觸。對于上電極輪I而言，在電極輪I與金屬板5、6接觸的同時或在電極輪剛接觸所述接合端面之后，切換為對重合部L作用恒定的按壓力的加壓力控制(圖7的步驟3)。下電極輪2此時也將電極輪2的上表面保持在與軋制線一致的位置。在圖6的步驟3 4中，在重合部L上作用因加壓裝置IOa對上電極輪I進行加壓而產(chǎn)生的按壓力并且開始焊接(通電)，對接合開始端面進行焊接(圖7的步驟3 4)。其間，上電極輪I通過加壓力控制而向按壓力平衡位置移動。在圖6的步驟4中，當(dāng)接合開始端面的焊接結(jié)束后，下電極輪2也切換為對重合部L作用恒定的按壓力的加壓力控制(圖7的步驟4)。此時，通過滾壓控制裝置73，以向金屬板5、6的按壓力上下均等且成為壓薄滾焊所需的按壓力的方式，對加壓裝置10a、10b施加在上下的電極輪1、2上的加壓力進行控制。以后，如圖6的步驟4 5以及圖5A 圖5E所示，上下電極輪1、2，在加壓力控制的狀態(tài)下，繼續(xù)焊接(圖7的步驟4 5)直至接合部結(jié)束端面(壓薄滾焊結(jié)束位置)。其間的控制作為本實施方式的特征如前述那樣，上下的電極輪1、2取得按壓力平衡位置，并且對重合部L的金屬板5、6上下對稱地進行焊接。在圖6的步驟5中，在到達壓薄滾焊結(jié)束位置之前，切換成保持該時刻的上下電極輪的位置的位置保持控制，以使其通過壓薄滾焊結(jié)束位置的方式進行控制(圖7的步驟5)。由此，如前述那樣，能夠在接合部的上下使接合條件均等化，使接合部的形狀對稱化，抑制接合部層差部的應(yīng)力集中系數(shù)的增大。另外，能夠使向相對于接合部中心形成于點對稱位置上的固相接合部B1、B2的熱量輸入均等化，使接合強度提高，并且能夠提高接合部的可靠性。這里，如本發(fā)明這樣，不僅對上電極輪1，而且下電極輪2也通過加壓力控制而在上下方向上移動，以使向金屬板5、6的按壓力上下均等并且成為壓薄滾焊所需的按壓力的方式進行加壓力控制，由此產(chǎn)生新的課題。新的課題是，在相對于金屬板的剛性，設(shè)定的按壓力充分大的情況下，在接合開始時刻沒有確定上下電極輪加壓位置，接合材料翹起，無法開始接合。該課題尤其在金屬板的板厚薄的情況下顯著。本實施例中，為了解決這樣的新的課題，在接合開始端面的焊接時，對于下電極輪而言作為位置保持控制，在焊接結(jié)束并能夠獲得所希望的材料剛性之后，以使向金屬板的按壓力上下均等并且成為壓薄滾焊所需的按壓力的方式進行加壓力控制。由此能夠防止在接合開始時刻無法確定上下電極輪加壓位置、接合材料翹起從而無法開始接合的情況。另外，通過進行接合開始端面附近的焊接，由此，確定重合部L的金屬板5、6的上下方向位置，因此能夠穩(wěn)定地進行此后的焊接。對上述過程以如下方式簡要概括。對于上下一對電極輪1、2中的一方的電極輪2，將電極輪的外周部的上述重合部L側(cè)的端部位置設(shè)定于上述第一以及第二握持裝置的上述一方的電極輪2側(cè)的金屬板握持面的延長面附近的第一位置(軋制線位置)，對于另一方的電極輪1，將電極輪的外周部的上述重合部L側(cè)的端部位置設(shè)定于從上述第一以及第二握持裝置的上述另一方的電極輪I側(cè)的金屬板握持面的延長面離開的第二位置(待機位置)，上述上下一對電極輪1、2中的一方的電極輪2，通過保持上述第一位置的位置控制選給電極輪并使其與上述重合部L的接合端面接觸從而開始焊接，上述接合端面被焊接之后切換為加壓力控制，另一方的電極輪1，從上述第二位置通過位置控制將上述重合部L的金屬板移動并且進給至加壓可能的位置(基準位置)，進而通過保持其位置的位置控制進給電極輪并使其與上述重合部的接合端面接觸，和電極輪與上述接合端面接觸同時地或在電極輪剛接觸所述接合端面之后切換為加壓力控制并開始焊接，上述接合端面被焊接之后，將上述一方的電極輪2和上述另一方的電極輪I同步進給，并且在該進給期間，以作用于上述重合部的上下的按壓力相等的方式進行上述加壓力控制。使用圖9 圖1lC和圖5A 圖5E對解決前述課題的本發(fā)明的第二實施例的壓薄滾焊方法的焊接過程進行說明。圖9是表示第二實施例的壓薄滾焊方法的從電極輪待機位置到接合完成的一系列的工序的工序圖，圖10是表不該一系列的工序的流程圖。圖1lA表不上下電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖1lB表示上下電極輪下降至與金屬板的接合開始端面的接觸位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖1lC表示上下電極輪按壓金屬板的接合開始端面之后的焊接開始之前的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系。壓薄滾焊開始前，如圖9的步驟I以及圖1lA所示，上下電極輪1、2位于待機位置(圖10的步驟I)。上下電極輪1、2的待機位置都是不與金屬板5、6接觸的位置。雖未圖示，但下電極輪2的待機位置也可以為如下位置(基準位置)，即根據(jù)金屬板5、6的材料種類以及板厚，電極輪2的上表面從下金屬板5的下表面的以下范圍，即通過滾壓控制裝置73預(yù)先決定的、從重合的上部的金屬板的板厚的1/2到接合部材料增厚量的1/2的范圍。根據(jù)上位控制裝置71的焊接開始的指令，通過承載架驅(qū)動控制裝置72，使承載架9在接合進行方向上移動，由此使上下電極輪1、2向接合進行方向移動。上電極輪1，與向接合進行方向移動承載架9同時地，如圖9的步驟I 步驟2所示，使上電極輪I的下表面下降至待機位置，在金屬板5、6的接合開始端面以上電極輪I的下表面與金屬板表面接觸的方式調(diào)整下降速度(圖10的步驟I 2)。同時，下電極輪2使電極輪2的上表面從待機位置上升，在金屬板5、6的接合開始端面以下電極輪2的上表面與金屬板表面接觸的方式調(diào)整上升速度。該上下電極輪1、2的速度調(diào)整通過使基于加壓裝置10a、10b的加壓力變化并控制電極輪1、2的位置而進行。該狀態(tài)下，將承載架9從待機位置移動至接合開始端面。由此，能夠減少接合開始端面上的因金屬板對電極輪造成的損傷以及電極輪的磨損。當(dāng)上下的電極輪1、2到達接合開始端面后，在如下的時刻切換為加壓力控制。上電極輪I的下表面與下電極輪2的上表面，如圖9的步驟2以及圖1lB所示，在接合部開始端面，以夾住重合的金屬板5、6的方式接觸。上電極輪I與電極輪I和金屬板5、6接觸同時地或在電極輪剛接觸所述接合端面之后，切換至對重合部L作用恒定的按壓力的加壓力控制(圖10的步驟2)。此時，下電極輪2繼續(xù)位置控制，但以上升速度變慢的方式變更位置控制的增量。如圖9的步驟2 3以及圖1lC所示，使加壓裝置IOa對電極輪I加壓而產(chǎn)生的按壓力作用于重合部L，同時開始焊接(通電)，對接合開始端面進行焊接(圖10的步驟2 3)。其間，上電極輪I因加壓力控制而向按壓力平衡位置移動。下電極輪2向基準位置(從下金屬板5的下表面高出從重合的上部的金屬板的板厚的1/2到接合部材料增厚量的1/2的范圍內(nèi)的位置)移動。圖9的步驟3中，當(dāng)接合開始端面的焊接結(jié)束后，下電極輪2也切換至對重合部L作用恒定的按壓力的加壓力控制(圖10的步驟3)。此時，通過滾壓控制裝置73，以對金屬板5、6的按壓力上下均等并且達到壓薄滾焊所需的按壓力的方式，對加壓裝置10a、10b施加在上下的電極輪1、2上的加壓力進行控制。以后，如圖9的步驟3 4以及圖5A 圖5E所示，上下電極輪1、2，在加壓力控制的狀態(tài)下，繼續(xù)焊接(圖10的步驟3 4)直至接合部結(jié)束端面(壓薄滾焊結(jié)束位置)。其間的控制的詳細作為本實施方式的特征如前述那樣，上下的電極輪1、2取按壓力平衡位置，并且，對重合部L的金屬板5、6上下對稱地進行焊接。圖9的步驟4中，在到達壓薄滾焊結(jié)束位置之前，以切換至保持該時刻的上下電極輪的位置的位置保持控制、并使其通過壓薄滾焊結(jié)束位置的方式進行控制(圖10的步驟4)。由此，如前述那樣，能夠在接合部的上下使接合條件均等化，使接合部的形狀對稱化，抑制接合部層差部的應(yīng)力集中系數(shù)的增大。另外，能夠使向相對于接合部中心形成于點對稱位置的固相接合部B1、B2的熱量輸入均等化，使接合強度提高，并且，能夠提高接合部的可靠性。
另外，能夠防止下述情況:在接合開始時刻不決定上下電極輪加壓位置，接合材料翹起，無法開始接合，并且，由于通過進行接合開始端面附近的焊接而確定重合部L的金屬板5、6的上下方向位置，因此能夠穩(wěn)定地進行其后的焊接。如下述那樣對上述過程進行簡要概括。將上下一對電極輪1、2中的一方的電極輪2設(shè)定在第一位置(待機位置)，在該第一位置，電極輪的外周部的上述重合部L側(cè)的端部位置從上述第一以及第二握持裝置的上述一方的電極輪2側(cè)的金屬板握持面的延長面離開，將另一方的電極輪I設(shè)定在第二位置(待機位置)，在該第二位置，電極輪的外周部的上述重合部L側(cè)的端部位置從上述第一以及第二握持裝置的上述另一方的電極輪I側(cè)的金屬板握持面的延長面離開，上述上下一對電極輪1、2中的一方的電極輪2，使電極輪從上述第一位置向加壓方向移動并且通過位置控制進給電極輪并使其與上述重合部的接合端面接觸從而開始焊接，上述接合端面被焊接后，切換為加壓力控制，另一方的電極輪1，使電極輪從上述第一位置沿加壓方向移動并且通過位置控制進給電極輪并使其與上述重合部的接合端面接觸，在電極輪與上述接合端面接觸的同時或在電極輪剛接觸所述接合端面之后切換為加壓力控制從而開始焊接，上述接合端面被焊接后，對上述一方的電極輪2和上述另一方的電極輪I同步進給，并且在該進給期間，以作用于上述重合部的上下的按壓力相等的方式進行上述加壓力控制。使用圖12 圖14C及圖5A 圖5E對解決前述課題的本發(fā)明的第三實施例的壓薄滾焊方法的焊接過程進行說明。圖12是表示第三實施例的壓薄滾焊方法的從電極輪待機位置到接合完成的一系列的工序的工序圖，圖13是表不該一系列的工序的流程圖。圖14A表不上下電極輪位于待機位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖14B表示上電極輪下降至基準位置時的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖14C表示上下電極輪對金屬板的接合開始端面進行按壓后的焊接開始之前的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系。壓薄滾焊開始前，如圖12的步驟I以及圖14A所示，上下電極輪1、2位于待機位置(圖13的步驟I)。上電極輪I的待機位置是不與金屬板5、6接觸的位置。另一方面，下電極輪2的待機位置，是下電極輪2的支承部被下電極輪加壓裝置即缸裝置IOb的行程終點(機械固定端)按壓的位置。這里，下電極輪2的上表面位置根據(jù)下電極輪2的直徑而變化。電極輪為了抑制因焊接對電極輪表面造成的損傷以及電極輪表面的偏磨損造成的接合不良，要定期進行修整，直至達到電極輪使用極限為止。通過該修整電極輪直徑變小。圖示的例中，是下電極輪2的修整較少的情況，電極輪直徑比較大，其結(jié)果是，下電極輪2的上表面位置超過軋制線而向其上方突出。下電極輪2的上表面位置，通過將下電極輪2的支承部按壓于缸裝置IOb的行程終點(機械固定端)，從而保持在超過軋制線的位置。但是，也可以通過缸裝置IOb的下部所具備的蝸桿120 (參照圖1以及圖2)來對伴隨下電極輪2的修整的電極輪直徑的變化所導(dǎo)致的下電極輪2的上表面位置的變化進行常時修正，由此，在被缸裝置IOb的行程終點按壓的狀態(tài)下，能夠?qū)⑾码姌O輪2的上表面位置保持于所希望的位置，例如軋制線位置。根據(jù)上位控制裝置71的焊接開始的指令，通過承載架驅(qū)動控制裝置72，使承載架9向接合進行方向移動，由此，使上下電極輪1、2向接合進行方向移動。上電極輪I與向接合進行方向移動承載架9同時地，如圖12的步驟I 步驟2所示，使上電極輪I的下表面從待機位置下降至基準位置(圖13的步驟I 2)。此時，在接合開始端面以上電極輪I的下表面與金屬板表面接觸的方式調(diào)整下降速度。基準位置，如前述那樣，是從下金屬板5的上表面位置高出從重合的上部的金屬板的板厚的1/2到接合部材料增厚量的1/2的范圍內(nèi)的量的位置。在上電極輪I到達基準位置的時刻，電極輪1、2尚未與金屬板5、6的接合開始端面接觸。將此時的進給方向的位置稱為中間位置。另一方面，如圖14B所示，在下電極輪2中，通過加壓力控制并且通過將電極輪2的支承部推壓于機械固定端從而保持電極輪的上表面位置。另外，如圖12的步驟2所示，當(dāng)上電極輪I到達基準位置后，切換為保持該基準位置的控制(圖13的步驟2)，該狀態(tài)下，如圖12的步驟2 3所示，將承載架9進一步移動至接合開始端面(圖13的步驟2 3)。當(dāng)上下的電極輪1、2到達接合開始端面后，在如下時刻切換為加壓力控制。如圖12的步驟3所示，上電極輪I的下表面與下電極輪2的上表面，在重合部L的金屬板5、6的接合部開始端面中，以夾入重合的金屬板5、6的方式接觸。上電極輪I與電極輪I和金屬板5、6接觸同時地或在電極輪剛接觸所述接合端面之后，切換為對重合部L作用恒定的按壓力的加壓力控制(圖13的步驟3)。下電極輪2，此時被切換為下電極輪2的支承部從機械固定端被推下的位置控制。如圖12的步驟3 4以及圖14C所示，使加壓裝置IOa對上電極輪I進行加壓而產(chǎn)生的按壓力作用于重合部L且同時開始焊接(通電)，對接合開始端面進行焊接(圖13的步驟3 4)。其間，上電極輪I通過加壓力控制而向按壓力平衡位置移動。下電極輪2通過位置控制向基準位置(從下金屬板5的下表面高出從重合的上部的金屬板的板厚的1/2到接合部材料增厚量的1/2的范圍內(nèi)的值的位置)移動。圖12的步驟4中，當(dāng)接合開始端面的焊接結(jié)束后，下電極輪2也切換為使恒定的按壓力作用于重合部L的加壓力控制(圖13的步驟4)。此時，通過滾壓控制裝置73，以向金屬板5、6的按壓力上下均等并且成為壓薄滾焊所需的按壓力的方式，對加壓裝置10a、IOb施加在上下的電極輪1、2上的加壓力進行控制。以后，如圖12的步驟4 5以及圖5A 圖5E所示，上下電極輪1、2，在加壓力控制的狀態(tài)下，繼續(xù)焊接直至接合部結(jié)束端面(壓薄滾焊結(jié)束位置)(圖13的步驟4 5)。其間的控制的詳細作為本實施方式的特征如前述那樣，上下的電極輪1、2取按壓力平衡位置，并且，對重合部L的金屬板5、6上下對稱地焊接。圖12的步驟5中，在到達壓薄滾焊結(jié)束位置之前，切換為保持該時刻的上下電極輪的位置的位置保持控制，以使其通過壓薄滾焊結(jié)束位置的方式進行控制(圖13的步驟5)。由此，如前述那樣，能夠在接合部的上下使接合條件均等化，使接合部的形狀對稱化，并抑制接合部層差部的應(yīng)力集中系數(shù)的增大。另外，能夠使向相對于接合部中心形成于點對稱位置的固相接合部B1、B2的熱量輸入均等化，使接合強度提高，并且，能夠提高接合部的可靠性。另外，能夠防止下述情況:在接合開始時刻不確定上下電極輪加壓位置，接合材料翹起，從而無法開始接合，并且，通過進行接合開始端面附近的焊接，確定了重合部L的金屬板5、6的上下方向位置，因此能夠穩(wěn)定地進行其后的焊接。而且，在第三實施例中，在以將下電極輪2的支承部按壓于機械固定端(行程終點)的方式進行加壓的狀態(tài)下開始接合，由此，能夠?qū)﹄姌O輪2付與初始負載，因此，與上下電極輪1、2夾入重合部L的金屬板、來自上電極輪I的按壓力作用于重合部L前后地，能夠通過基于加壓力的位置控制大幅度地抑制下電極輪2的作用于重合部L的負載變動，能夠確保焊接開始時刻的電極輪位置設(shè)定精度。而且，在接合開始端面的焊接結(jié)束之后，下電極輪2側(cè)也切換為加壓力控制，被推壓在機械固定端的下電極輪2的支承部，由于力的平衡，離開機械固定端，上下電極輪加壓力進行自動調(diào)整，由此接合開始端面的焊接結(jié)束后，能夠使從焊接開始時刻起作用于重合部L的上下的按壓力均等化，提高接合強度，并且提高接合部的可靠性。接下來，使用圖15A以及圖15B對將本發(fā)明的壓薄滾焊方法適用于金屬板的板厚為2mm以下的剛性較低的薄板的情況進行說明。圖15A以及圖15B表示將上述第三實施例適用于金屬板的板厚為2mm以下的剛性較低的薄板的情況的電極輪與重合部的金屬板的位置關(guān)系，圖15A表不上下的電極輪1、2位于待機位置時，圖15B表不上下的電極輪1、2位于與金屬板的接觸位置時。如前述那樣，電極輪為了抑制因焊接導(dǎo)致的對電極輪表面的損傷以及因電極輪表面的偏磨損導(dǎo)致的接合不良而定期進行修整，直至達到電極輪使用極限。通過該修整電極輪直徑變小，與之相應(yīng)地下電極輪2的上表面的位置向下方移動。即使電極輪直徑變小，下電極輪2的上表面位置向下方移動，為了在焊接時能夠保持對金屬板付與按壓力的位置，因此需要將未修整時的下電極輪2的上表面位置置于從軋制線向金屬板側(cè)突出的位置。圖15A表示下電極輪2未修整或修整較少的情況下的上表面位置，通過下電極輪2的加壓力控制并且通過將電極輪2的支承部推壓于機械固定端，成為電極輪2的上表面的位置從金屬板握持面的延長面向金屬板側(cè)突出的構(gòu)成。在金屬板的剛性低(薄板)的情況下，在上述狀態(tài)下，若通過承載架驅(qū)動控制裝置72，將承載架9向接合進行方向移動，由此將上下電極輪1、2向接合進行方向移動，則如圖15B所示，接合開始端面上，會通過下電極輪2對金屬板付與翹起等的強制位移，金屬板的撓曲量大，無法充分獲得材料的重合量，因而成為產(chǎn)生接合不良的重要因素。因此，在接合的金屬板的板厚為2mm以下那樣剛性低(薄板)的情況下，優(yōu)選適用第三實施例以外的接合方法，特別是，優(yōu)選適用第一實施例的接合方法。其中，通過缸裝置IOb的下部所具備的蝸桿120 (參照圖1以及圖2)對伴隨下電極輪2的修整的電極輪直徑的變化所導(dǎo)致的下電極輪2的上表面位置的變化常時進行修正，在被按壓于缸裝置IOb的行程終點的狀態(tài)下，只要能夠?qū)⑾码姌O輪2的上表面位置保持于所希望的位置，例如軋制線位置，也可以適用第二實施例。圖16A 圖16E是表示將第一實施例的接合方法適用于薄板的金屬板的接合的情況的與圖15A、圖15B、圖5C 圖5E相同的圖。根據(jù)這些圖可知，即使在金屬板為薄板的情況下，也能夠適用本發(fā)明而良好地對金屬板進行接合。此外，在金屬板為薄板的情況下，對于下電極輪而言，在壓薄滾焊開始后仍為保持軋制線位置的位置控制的狀態(tài)下，即使使其通過壓薄滾焊結(jié)束位置，也能夠?qū)崿F(xiàn)壓薄滾焊。接下來，對兩張金屬板的板厚和接合部與第一以及第二握持裝置間的距離CL的關(guān)系進行說明。在將剛性高的厚度厚的材料彼此重合的情況下，若將下電極輪的加壓方向位置設(shè)定于軋制線，則上金屬板會接受與材料厚度相當(dāng)?shù)膹娭莆灰?。在將上下電極輪的加壓方向位置相對于接合部中心對稱地配置的情況下，能夠減少材料厚度的二分之一的強制位移，但由于與握持裝置之間的距離，存在從夾持根部分發(fā)生塑性變形的問題。另外，即使在不發(fā)生塑性變形的情況下，也存在當(dāng)電極輪按壓時，重合部的傾斜角度大且通過邊緣對電極輪造成損傷的課題，或者存在即使想通過電極輪的按壓力將接合部上下表面平行化，但由于材料剛性而無法平行化的問題。本發(fā)明的發(fā)明者等著眼于重合部與第一以及第二握持裝置間的距離，進行研究，通過數(shù)值解析以及試驗，確認了與兩張金屬板的板厚相應(yīng)的重合部與第一以及第二握持裝置間的距離，從而解決了上述課題。此外，本說明書中，“重合部與第一以及第二握持裝置間的距離”作為表示重合部L的中心與第一握持裝置7的夾持板7a、7b間的距離、以及重合部L的中心與第二握持裝置8的夾持板8a、8b間的距離的意思進行使用。通過懸臂梁對金屬板的握持狀態(tài)進行模型化并解析金屬板的板厚和重合部與第一以及第二握持裝置間距離的關(guān)系。圖17表示其結(jié)果，是表示假定金屬板的材質(zhì)為軟鋼、材料不屈服的金屬板的板厚和重合部與第一以及第二握持裝置間距離CL的關(guān)系的圖。如圖17所示，在進行壓薄滾焊直至板厚較厚的范圍的情況下，將重合部與握持裝置間的距離取得較長為好。由此當(dāng)將剛性高且厚度厚的金屬板彼此重合時，即使在受到金屬板的厚度的二分之一的強制位移的情況下，也不會從由握持裝置握持的部分發(fā)生塑性變形。其結(jié)果是，能夠使接合強度穩(wěn)定化，減少接合部的層差錐度，確保高接合強度。通過接合試驗進行了確認的結(jié)果為，優(yōu)選金屬板的厚度為2mm以上3mm以下,距離為60mm以上,或厚度為3_以上4mm以下且距離為90_以上,或厚度為4mm以上6_以下且距離為120_以上，若這樣則接合強度穩(wěn)定化。根據(jù)以上的研究結(jié)果，在本實施方式中，令重合部L與第一以及第二握持裝置7、8間的各自的距離CL相同，并根據(jù)金屬板5、6的厚度調(diào)整上述距離CL。由此能夠使重合部L的形狀對稱化，另外即使在對2_以上的剛性高厚度厚的金屬板彼此進行重合時，也能夠以相對于基于重合的材料的強制位移而不發(fā)生塑性變形的方式設(shè)定。另外，能夠以較小的對電極輪1、2的按壓力來使接合部上下表面平行化。由此，能夠使接合強度穩(wěn)定化，減少接合部的層差錐度，確保高接合強度。接下來，對兩張金屬板的板厚與電極輪的驅(qū)動扭矩的關(guān)系進行說明。在金屬板的厚度變厚的情況下，由于基于上下電極輪的壓下量增加，因此，電極輪所需的驅(qū)動扭矩與金屬板的厚度相應(yīng)地增加。通常，對電極輪，通過基于空氣馬達等的扭矩驅(qū)動，輔助性地供給恒定的扭矩。然而，在接合的金屬板的板厚范圍寬的情況下，若不根據(jù)板厚變更供給的扭矩，會產(chǎn)生接合所需的電極輪驅(qū)動扭矩過量或不足。在本實施方式中，通過電動馬達63、64對上下一對電極輪1、2積極地進行驅(qū)動，根據(jù)金屬板5、6的厚度控制電動馬達63、64的驅(qū)動扭矩。由此，能夠?qū)雍喜可舷卤砻媸┘铀Ｍ能堉苿恿Γ軌蚪鉀Q驅(qū)動力不足所導(dǎo)致的接合不良或接合部強度降低的問題，能夠使接合部的可靠性提高。另外，能夠解決電極輪的磨損等的問題。接下來，對使上下的加壓輥相互傾斜(交叉)并對接合部進行加壓的交叉軋制技術(shù)進行說明。隨著接合的金屬板的厚度變厚，接合部與母材間的層差變大。隨著層差尺寸變大，這些層差成為應(yīng)力集中位置，存在焊接接頭強度弱的問題。如前述那樣，本發(fā)明中，通過以作用于重合部的上下的按壓力相等的方式進行控制，能夠減少接合部的層差，確保高接合強度和可靠性。但是，隨著接合的金屬板的厚度變厚，在某種程度上，無法避免接合部的厚度變厚。在本實施方式中，通過使上下的加壓輥3、4相互傾斜(交叉)地對接合部進行加壓，能夠使接合部的層差平滑化，進一步減少層差。首先，對傾斜角度的設(shè)定進行說明。加壓輥3、4的軸芯的傾斜角度也可以固定，但優(yōu)選能夠變更為任意的角度。圖18是表示該情況的加壓輥的傾斜裝置的圖。此外，為了避免圖示的繁瑣，將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動加壓輥的電動馬達以及鏈及鏈輪機構(gòu)的圖示省略。圖18中，在加壓輥用加壓裝置IIa上設(shè)有傾斜裝置27，通過使傾斜裝置27工作能夠?qū)⒓訅狠?的軸芯的傾斜角度在水平面內(nèi)設(shè)定為任意的角度。傾斜裝置27可以采用各種方式，但在圖示的例中，是電動驅(qū)動方式。即，傾斜裝置27設(shè)置于加壓輥用加壓裝置Ila的上端，具備以能夠旋轉(zhuǎn)的方式插入承載架9的上水平架9a的旋轉(zhuǎn)軸81和經(jīng)由小齒輪82、83旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)軸81的電動馬達84，電動馬達84通過傾斜角度控制裝置85控制。雖未圖示，但傾斜裝置27具備用于保持設(shè)定后的傾斜角的鎖定裝置。另外，傾斜裝置27具備用于檢測加壓輥3的傾斜角度的角度傳感器86，傾斜角度控制裝置85在接合開始前從上位控制裝置71根據(jù)應(yīng)平滑化的層差量得到角度信息并設(shè)定，使用角度傳感器86的信號以加壓輥3的傾斜角度與設(shè)定角度一致的方式對電動馬達84進行驅(qū)動控制。該情況下，對于層差量與加壓輥3的傾斜角度的關(guān)系，預(yù)先根據(jù)接合的材料的厚度構(gòu)建控制模型，根據(jù)這些控制模型在上位控制裝置71中構(gòu)成數(shù)據(jù)庫，并從上位控制裝置71隨時給予應(yīng)設(shè)定的角度。由此根據(jù)層差量，能夠容易地設(shè)定最佳的傾斜角，并且，能夠提供接合材料的不同厚度范圍廣的接合裝置。角度傳感器86也可以是如圖示那樣檢測旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)角度的機構(gòu)，也可以是檢測電動馬達84的旋轉(zhuǎn)角度的編碼器。雖未圖示，但下加壓輥4的加壓裝置Ilb側(cè)也具備相同的構(gòu)成。此外，也可以是層差量在基于電極輪1、2的焊接后通過例如前述的激光測距儀75等的檢測機構(gòu)而計測，從該層差量的計測值根據(jù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)定信息給予應(yīng)設(shè)定的角度，實時控制傾斜角度。對于使上下一對加壓輥3、4的軸芯15、16傾斜從而促進焊接線直角方向的塑性流動(金屬流動)的作用的詳細，使用圖19進行說明。圖19是表示使加壓輥3、4的軸芯15、16傾斜并對接合部J進行軋制的情況的接觸弧長內(nèi)的金屬流動的圖，作為一個例子，表示上加壓輥3的情況。圖中，A是表示加壓輥3的進行方向(軋制方向)的箭頭，X是假想地表示進行方向A上的接合部J的焊接線(接合線)的直線，Y是與焊接線X正交的直線。另外，45是通過加壓輥3的軸芯直角方向的寬度方向中央部的直線，α是加壓輥3的傾斜角度(焊接線X與上加壓輥3的軸芯直角方向的直線45所成的角度)。而且，46是加壓輥3與接合部J接觸的接觸弧長部分，R是接觸弧長部分46的加壓輥3的速度矢量，Rl是速度矢量R的焊接線X的方向的成分，R2是速度矢量R的焊接線X直角方向的成分。若使圖19所示加壓輥3的軸芯15相對于與焊接線X正交的直線Y在水平面內(nèi)傾斜并將加壓輥3推壓于接合部J并且積極地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，則由于加壓輥3與接合部J間的按壓力以及摩擦系數(shù)，在與接合部J的接觸弧長部分46上作用有與焊接線X直角方向的速度矢量成分R2相對應(yīng)的摩擦力，在接合部J作用有與該摩擦力相對應(yīng)的與焊接線X正交的方向的剪切力14 (參照圖20A 26B)，在接合部J不僅產(chǎn)生速度矢量成分Rl的方向(與焊接線X平行的方向)的金屬流動，而且產(chǎn)生速度矢量成分R2的方向(與焊接線X呈直角方向)的金屬流動，即產(chǎn)生基于剪切力14的剪斷變形所導(dǎo)致的與焊接線X呈直角方向的塑性流動。通過與該焊接線X呈直角方向的剪斷變形以及塑性流動能夠使接合部J的層差S平滑化。使上下一對加壓輥3、4傾斜的角度α的朝向也可以為兩種設(shè)定。第一設(shè)定方法是，如圖20Α以及圖20Β所示，一對加壓輥3、4的進行方向部分3Α、4Α在水平面內(nèi)，以朝向與加壓輥3、4最初接觸的金屬材料的金屬板5、6的存在方向的相反方向的方式，使一對加壓輥3、4的軸芯15、16相對于與焊接線X正交的直線Y分別傾斜的情況。換言之，金屬板5、6的接合部J之中，以位于以接合部J的層差S作為起點厚度厚的一側(cè)(接合部J之中加壓輥3、4最初接觸的材料部分)的加壓輥3、4的軸端朝向接合部J的軋制方向A的方式,使加壓棍3、4的軸芯15、16傾斜。該情況下，從金屬板5、6的接合部J的層差S在加壓輥3、4最初接觸的金屬材料的金屬板5、6的存在方向上作用有與上述速度矢量成分R2對應(yīng)的剪切力14，在同方向的焊接線直角方向上付與剪斷變形并且對層差部進行軋制使其平滑化。此外，此時，作為推力13，從接合部J對加壓輥3、4作用有與剪切力14相反方向的力。換言之,作為剪切力14，對接合部J作用有推力13的反作用力。第二設(shè)定方法是，如圖21Α以及圖21Β所示，與第一設(shè)定方法相比使加壓輥3、4逆向傾斜。即，存在以下情況，以一對加壓輥3、4的進行方向部分3Α、4Α在水平面內(nèi)朝向加壓輥3、4最初接觸的金屬材料的金屬板5、6的存在方向的方式，使一對加壓輥3、4的軸芯15、16相對于與焊接線X正交的直線Y分別傾斜。換言之，金屬板5、6的接合部(壓薄滾焊部)J之內(nèi)，以位于以接合部J的層差S作為起點厚度薄的一側(cè)(接合部J中加壓輥3、4最初不接觸的材料部分)的加壓輥3、4的軸端朝向接合部J的軋制方向A的方式，使加壓輥3、4的軸芯15、16傾斜。該情況下，從金屬板5、6的接合部J的層差S在與加壓輥3、4最初接觸的金屬材料的金屬板5、6的存在方向相反的方向上作用有與上述速度矢量成分R2對應(yīng)的剪切力14，在該方向的焊接線直角方向上付與剪斷變形并且對層差部進行軋制使其平滑化。同樣在此時，作為推力13，從接合部J對加壓輥3、4作用有與剪切力14相反方向的力。在本實施方式中采用第一設(shè)定方法。其理由如下所述。即使通過第二設(shè)定方法使上下一對加壓輥3、4傾斜，層差S因剪切力14而發(fā)生塑性流動，能夠平滑化。但是，該情況下，圖21Β所示的層差S的部分被折入母材，產(chǎn)生層差S龜裂狀地埋設(shè)于母材的新的課題。適用在單純需要接合部J的表面性狀平滑、且不需要強度的部位上的情況下沒有問題，但是在適用在作用有應(yīng)力的部位上的情況下，以及如拼焊板(tailor welded blank ；TWB)那樣沖壓成形的塑性加工用途中,埋入的層差的前端部成為特異應(yīng)力場，從而成為破損的原因。因此，合適的是，使加壓輥3、4傾斜的朝向是如圖20A以及圖20B所示地，使一對加壓輥3、4的軸芯15、16相對于與焊接線X正交的直線Y分別傾斜的朝向，從而使得一對加壓輥3、4的行進方向部分3A、4A在水平面內(nèi)，朝向與加壓輥3、4最先接觸的金屬材料的金屬板5、6存在方向相反的方向，在該情況下，如圖20B所示地不會使層差S呈龜裂狀地埋入到母材中，并能夠使接合部層差平滑化，從而能夠使接合部的品質(zhì)提聞。加壓輥3、4的軸芯15、16的傾斜角度α根據(jù)層差S的大小(層差量)設(shè)定。定性地說，在層差量小的情況下將傾斜角度α設(shè)定得較小，層差量越大則越將傾斜角度α設(shè)定得大。如圖19所示，基于上加壓輥3的軸芯15的傾斜的剪斷變形在上加壓輥3與材料間的接觸弧長部分46內(nèi)受到傾斜角度α的支配，因此對與需平滑化的層差量相應(yīng)地設(shè)定的傾斜角度α適當(dāng)?shù)剡M行調(diào)整。在對金屬板5、6的厚度的不同材料進行接合的情況下，壓薄滾焊部J的層差量在表里面不同，但通過如上述那樣設(shè)定為與層差量相對應(yīng)的上加壓輥3的傾斜角度α，能夠使層差平滑化。雖然沒有使用圖進行說明，但由付與了傾斜角度α的下加壓輥4進行的軋制狀態(tài)也是相同的，根據(jù)下側(cè)的層差量設(shè)定下加壓輥4的傾斜角度α ο附圖標記的說明1:上電極輪2:下電極輪3:上加壓輥4:下加壓輥5:金屬板6:金屬板7:入側(cè)夾持裝置8:出側(cè)夾持裝置9:承載架10a、10b:電極輪加壓裝置lla、llb:加壓輥加壓裝置13:剪切力14:推力15:上加壓輥軸芯16:下加壓輥軸芯27:加壓輥傾斜裝置45:加壓棍軸芯直角方向直線46:接觸弧長部分54:支承輥55:臺板57:承載架驅(qū)動用的缸裝置61、62:電動馬達63、64:電動馬達67,68:鏈以及鏈輪機構(gòu)71:上位控制裝置72:承載架驅(qū)動控制裝置73:滾壓控制裝置
74:加壓輥控制裝置75:激光測距儀76:夾持控制裝置81:旋轉(zhuǎn)軸82、83:小齒輪84:電動馬達85:傾斜角度控制裝置86:角度傳感器101:銷(支點)102a、102b:架臺103a、103b:支架104:缸裝置105a、105b:基部106a、106b:缸裝置110:握持裝置傾斜裝置IllaUllb:握持裝置移動裝置120、121:蝸桿CL:重合部與第一以及第二握持裝置間距離G:間隙L:重合部J:接合部A:進行方向(軋制方向)X:焊接線(接合線)Y:焊接線直角方向R:接觸弧長部分的加壓棍的速度矢量Rl:速度矢量R的焊接線X的方向的成分R2:速度矢量R的與焊接線X直角方向的成分α:傾斜角度。
權(quán)利要求
1.一種壓薄滾焊方法，分別通過第一以及第二握持裝置(7、8)對兩張金屬板(5、6)進行握持，使所述兩張金屬板(5、6)的端部重合，通過上下一對電極輪(1、2)對其重合部(L)進行加壓，接通焊接電流并連續(xù)進行焊接，將所述兩張金屬板接合，其特征在于， 在對所述重合部(L)接通所述焊接電流并連續(xù)進行焊接期間，以作用于所述重合部的上下的按壓力相等的方式，對施加在所述上下的電極輪(1、2)上的加壓力進行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的壓薄滾焊方法，其特征在于，所述兩張金屬板(5、6)的厚度為2mm以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓薄滾焊方法，其特征在于， 所述上下一對電極輪(1、2)中的一方的電極輪(2)，通過位置控制進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸從而開始焊接，所述接合端面被焊接后切換為加壓力控制， 另一方的電極輪(I)，通過位置控制進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸，與電極輪接觸所述接合端面同時地或在電極輪剛接觸所述接合端面之后切換為加壓力控制并開始焊接， 所述接合端面被焊接后，將所述一方的電極輪(2)和所述另一方的電極輪(I)同步地進給，并且在其進給期間，以作用于所述重合部的上下的按壓力相等的方式進行所述加壓力控制。
4.如權(quán)利要求1或2所述的壓薄滾焊方法，其特征在于， 所述上下一對電極輪(1、2)中的一方的電極輪(2)，在通過加壓力控制并且通過將電極輪的支承部推壓于機械固定端而保持電極輪的位置的狀態(tài)下，進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸，當(dāng)電極輪接觸了所述接合端面之后，通過所述加壓力控制邊控制所述電極輪的位置邊開始焊接，所述接合端面被焊接后，切換為對所述重合部施加恒定的按壓力的加壓力控制 ， 另一方的電極輪(I)，通過位置控制進給電極輪并使其與所述重合部的接合端面接觸，與電極輪接觸所述接合端面同時地或在電極輪剛接觸所述接合端面之后切換為加壓力控制并開始焊接， 所述接合端面被焊接后，對所述一方的電極輪(2)和所述另一方的電極輪(I)同步地進給，并且在其進給期間，以作用于所述重合部的上下的按壓力相等的方式進行所述加壓力控制。
5.如權(quán)利要求1 4的任一項所述的壓薄滾焊方法，其特征在于， 使所述重合部(L)與所述第一以及第二握持裝置(7、8)之間的各自的距離相同，并根據(jù)所述金屬板(5、6)的厚度調(diào)整所述距離。
6.如權(quán)利要求1 5的任一項所述的壓薄滾焊方法，其特征在于， 積極地驅(qū)動所述上下一對電極輪(1、2)，并且進行根據(jù)所述金屬板(5、6)的厚度使所述電極輪(1、2)的驅(qū)動扭矩變化的扭矩控制。
7.如權(quán)利要求1 6的任一項所述的壓薄滾焊方法，其特征在于， 具備在接合了所述兩張金屬板(5、6)后，通過上下一對加壓輥(3、4)對所述金屬板的接合部(J)進行軋制的軋制工序， 所述軋制工序中，使所述一對加壓輥(3、4)的軸芯(15、16)相對于與所述接合部(J)的接合線(X)正交的直線(Y)在水平面內(nèi)傾斜，積極地驅(qū)動所述一對加壓輥并且在所述加壓輥(3、4)的進行方向(A)上對所述接合部的層差(S)進行軋制。
8.—種壓薄滾焊裝置，分別通過第一以及第二握持裝置(7、8)對兩張金屬板(5、6)進行握持，使所述兩張金屬板(5、6)的端部重合，通過上下一對電極輪(1、2)對該重合部(L)進行加壓，接通焊接電流并且連續(xù)進行焊接，從而將所述兩張金屬板接合，其特征在于， 具備: 上下的加壓裝置(10A、10B)，其對所述上下的電極輪(1、2)分別付與加壓力； 控制裝置(73)，其以作用于所述重合部(L)的上下的按壓力相等的方式對所述上下的加壓裝置付與所述上下的電極輪的加壓力進行控制。
9.如權(quán)利要求8所述的壓薄滾焊裝置，其特征在于，所述上下的加壓裝置(IOAUOB)是液壓或者氣壓缸裝置。
10.如權(quán)利要求8或9所述的壓薄滾焊裝置，其特征在于， 還具備對所述重合部(L)與所述第一以及第二握持裝置(7、8)間的各自的距離進行調(diào)整的距離調(diào)整機構(gòu)(IllaUllb)， 使所述重合部(L)與所述第一以及第二握持裝置(7、8)間的各自的距離相同，并根據(jù)所述金屬板(5、6)的厚度 調(diào)整所述距離。
11.如權(quán)利要求8 10所述的壓薄滾焊裝置，其特征在于， 具備加壓輥用加壓裝置(11)，將所述兩張金屬板(5、6)接合后，通過上下一對加壓輥(3,4)對所述金屬板的接合部(J)進行軋制， 使所述一對加壓輥(3、4)的軸芯(15、16)相對于與所述接合部(J)的接合線(X)正交的直線(Y)相互在水平面內(nèi)傾斜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓薄滾焊方法以及裝置，在板厚超過2mm的金屬板的壓薄滾焊中，使接合強度穩(wěn)定化，減少接合部的層差，確保高接合強度及可靠性，進而還能夠進行板厚超過4.5mm的金屬板的接合。分別通過第一以及第二握持裝置(7、8)對兩張金屬板(5、6)進行握持，使兩張金屬板(5、6)的端部重合，通過上下一對電極輪(1、2)對其重合部(L)進行加壓，接通焊接電流并連續(xù)進行焊接，將兩張金屬板接合。在對重合部(L)接通焊接電流并連續(xù)進行焊接的期間，以作用于重合部的上下的按壓力相等的方式，對付與上下的電極輪(1、2)的加壓力進行控制。
文檔編號B23K11/30GK103108719SQ20108006775
公開日2013年5月15日 申請日期2010年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者加賀慎一, 小野瀨滿, 富永憲明, 齋藤武彥, 芳村泰嗣, 田方浩智, 佐藤惠一 申請人:三菱日立制鐵機械株式會社