CN102883852B - 异种材料焊接用填充焊剂焊丝、异种材料激光焊接方法以及异种材料mig焊接方法 - Google Patents

异种材料焊接用填充焊剂焊丝、异种材料激光焊接方法以及异种材料mig焊接方法 Download PDF

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Abstract

提供一种填充焊剂焊丝(1)，其用在铝或铝合金材料(2)与镀锌钢材(3)的异种材料激光焊接或异种材料MIG焊接中。填充焊剂焊丝(1)具有筒状的皮材、焊剂，所述筒状的皮材由含有0.8～1.9质量％的Si、余量是铝以及不可避免杂质的铝合金形成，所述焊剂填充在所述皮材内，并含有20～60质量％的氟化铯。作为皮材中的不可避免杂质，有Mn、Mg或Fe，其含量分别是皮材的总质量的0.1质量％以下。焊剂的填充率是焊丝的总质量的5～20质量％。

Description

异种材料焊接用填充焊剂焊丝、异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法
技术领域
本发明涉及一种在对汽车等运送机械及建材等用的部件进行异种材料焊接时所使用的异种材料焊接用填充焊剂焊丝、使用该异种材料焊接用填充焊剂焊丝的异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法，尤其涉及一种适于用在铝或铝合金材料与镀锌钢板的焊接中的异种材料焊接用填充焊剂焊丝和异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法。
背景技术
目前，在汽车等运送机械中，使用钢材作为车身等的材料。作为运送机械等的部件使用的钢材由于在使用时会曝露于雨水等中，所以对表面实施防锈用的镀锌。由此，利用在镀锌表面形成的氧化被膜得到防水效果，并且在钢材表面存在瑕疵或气孔等的情况下，使锌优先于铁腐蚀(牺牲防腐蚀)。
最近，从保护环境的观点出发正急速开展混合动力汽车以及电动汽车等的研究开发，为了提高燃料利用率等，对这些汽车的车身等要求轻量化。而且，为了达成车身等的轻量化，正在研究由铝或铝合金材料(以下，将铝材料以及铝合金材料总称为铝合金材料)构成作为材料使用的钢材的一部分。
因此，在制造车身等时，需要对钢材和铝合金材料进行异种材料接合。作为对钢材和铝合金材料进行异种材料接合的技术，例如有如下方法：一边供给填充焊剂焊丝，一边通过MIG焊接或激光弧焊接对母材间进行接合(专利文献1)。
MIG(MetalInsertGas：MIG)焊接是一种向要接合的部位的周边供给作为保护气体的氩气或氦气等惰性气体，在焊接焊丝和所述部位之间产生电弧，从而对钢材和铝合金材料进行熔化接合的方法。该MIG焊接由于是在通过保护气体遮蔽大气的状态下进行焊接作业，所以具有不会受到空气中的氧的影响来进行焊接的特征。另一方面，激光焊接是在向接头部供给焊接焊丝的同时，对该焊接焊丝以及接头部照射激光，利用激光使焊接焊丝以及接头部加热熔化的方法。
专利文献1：JP特开2003-211270号公报
专利文献2：JP特开2008-68290号公报
但是，在所述的现有技术中存在以下问题。在汽车的车身等构造物中，在对接焊接钢材和铝合金材料的情况下，在对焊接接头部施加外力时，在母材间作用有拉伸应力以及剪切应力。另一方面，例如在重合焊接钢材和铝合金材料的情况下，在对焊接接头部施加外力时，不仅在母材间作用有拉伸应力以及剪切应力，并且在焊接部界面，有剥离应力作用在将两个母材相互拉开的方向。因此，在焊接异种材料之间时，要求焊接接头部不仅具备拉伸剪切强度，还要具备高的剥离强度(抗剥强度)。但是，目前，在通过焊接接合钢材和铝合金材料的情况下，在接合部生成脆性高的金属间化合物，与焊接同一种类的部件之间的情况相比，存在接合部的拉伸剪切强度以及剥离强度下降的问题。
另外，在使用专利文献1公开的填充焊剂焊丝进行异种材料激光焊接的情况下，存在着由于组成的不同而导致接合部周边的韧性下降，剥离强度下降的情况。
本申请发明人在引用文献2中提出了在对钢材和铝合金材料进行MIG焊接或激光弧焊接时所使用的填充焊剂焊丝以及异种材料接合方法。但是，即便是引用文献2公开的填充焊接焊丝也存在由于组成的不同而导致接合部的剥离强度下降的情况。
发明内容
本发明是鉴于所述问题而提出的，其目的在于提供一种在对铝或铝合金材料与镀锌钢材进行焊接时，能够提高焊接接头部的拉伸剪切强度以及焊接部界面的剥离强度的异种材料焊接用填充焊剂焊丝、异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法。
本发明的异种材料焊接用填充焊剂焊丝是一种用于铝或铝合金材料与镀锌钢材这两种异种材料焊接中的异种材料焊接用填充焊剂焊丝，其具有筒状的皮材、焊剂，
所述筒状的皮材由含有0.8～1.9质量％的Si、余量是铝以及不可避免杂质的铝合金形成，所述焊剂填充在所述皮材内，并含有20～60质量％的氟化铯，
作为所述皮材中的不可避免杂质，有Mn、Mg或Fe，其含量分别是皮材的总质量的0.10质量％以下，
所述焊剂的填充率是焊丝的总质量的5～20质量％。
优选的是，构成所述皮材的铝合金的Si的含量是0.8～1.4质量％。
本发明的异种材料激光焊接方法，使用所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝，由铝或铝合金材料与镀锌钢材构成接头部，对该接头部一边供应所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝一边照射激光，从而接合所述铝或铝合金材料与所述镀锌钢材。
此时，例如以所述铝或铝合金材料处于激光侧的方式将所述铝或铝合金材料与镀锌钢材重合配置，对所述铝或铝合金材料与镀锌钢材进行重合焊接。
另外，也可以使所述铝或铝合金材料与镀锌钢材对接配置，使所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝的供给位置及所述激光的照射位置相比于所述对接部分更靠铝或铝合金材料侧，对所述铝或铝合金材料与镀锌钢材进行对接焊接。
本发明的异种材料MIG焊接方法使用所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝，由铝或铝合金材料与镀锌钢材构成接头部，在所述接头部和所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝之间形成电弧，向电弧周边部供应惰性气体，同时接合所述铝或铝合金材料与所述镀锌钢材。
在该异种材料MIG焊接方法种，优选以所述铝或铝合金材料处于所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝侧的方式将所述铝或铝合金材料与镀锌钢材重合配置，对所述铝或铝合金材料与镀锌钢材进行重合焊接。
发明效果
本发明的异种材料焊接用填充焊剂焊丝由于适当规定焊剂中的氟化铯及皮材中的Si，所以若用于铝或铝合金材料和镀锌钢材的异种材料激光焊接或异种材料MIG焊接中，则可以提高焊接接头部的拉伸剪切强度以及焊接部界面的剥离强度。
另外，由于适当规定焊剂的填充率，所以可以有效得到基于焊剂的还原效果，可以进一步有效提高焊接接头部的拉伸剪切强度以及焊接部界面的剥离强度。而且，所谓焊剂的还原效果，认为是在铝或铝合金材料和镀锌钢材的异种材料激光焊接或异种材料MIG焊接中，铝的表面氧化膜及镀锌钢材的镀锌层以及表面氧化膜由于焊接热引起的焊剂的活性化而容易被还原除去。如此，在异种材料激光焊接或异种材料MIG焊接中，提高除去接合对象的母材的镀层以及表面氧化膜，在各个母材上，在最表面层出现金属的新生界面。因此，母材彼此被牢固接合，焊接接头部的拉伸剪切强度以及剥离强度提高。
根据本发明的异种材料激光焊接或异种材料MIG焊接，在铝或铝合金材料和镀锌钢材的异种材料接合中，可使焊接接头部的拉伸剪切强度以及焊接部界面的剥离强度提高。
附图说明
图1是表示基于本发明的异种材料激光焊接方法的重合焊接的模式图。
图2是表示基于本发明的异种材料激光焊接方法的对接焊接的模式图。
图3是表示基于本发明的异种材料MIG焊接方法的重合焊接的模式图。
图4是表示基于本发明的异种材料MIG焊接方法的对接焊接的模式图。
图5(a)～(d)是表示异种材料焊接用填充焊剂焊丝的一例的图。
图6是表示本发明的实施方式的接头部的拉伸剪切强度试验的图。
图7是表示本发明的实施方式的焊接部界面的剥离强度试验的图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示基于本发明的异种材料激光焊接方法的重合焊接的模式图，图2是表示基于本发明的异种材料激光焊接方法的对接焊接的模式图。图5是表示异种材料焊接用填充焊剂焊丝的一例的图。在通过本发明的异种材料激光焊接方法进行重合焊接的情况下，如图1所示，例如将铝合金材料2配置于激光一侧，重合板状的铝合金材料2和镀锌钢材3。然后，一边向铝合金材料2和镀锌钢材3的重合部4供给异种材料焊接用填充焊剂焊丝1，一边照射激光来进行激光焊接，从而接合铝合金材料2和镀锌钢材3。在通过本发明的异种材料激光焊接方法进行对接焊接的情况下，如图2所示，使板状的铝合金材料2和镀锌钢材3对接配置，相比于它们的对接部6更靠铝合金材料2一侧供给异种材料焊接用填充焊剂焊丝1，同时照射激光，进行激光焊接。作为激光的输出装置，可以使用YAG激光器、CO2激光器以及纤维激光器等各种设备。
作为铝合金材料2的材料，例如可以使用JISA1000系、A2000系(Al-Cu系合金)、A3000系(Al-Mn系合金)、A4000系(Al-Si系合金)、A5000系(Al-Mg系合金)、A6000系(Al-Mg-Si系合金)、A7000系(Al-Zn-Mg系合金、Al-Zn-Mg-Cu系合金)。另外，作为铝合金材料2，例如可以使用0.5～4.0mm的厚度的板材。
作为钢材，例如可以使用SPCC(冷轧低碳钢板)、高张力钢等各种钢材。在本发明中，对钢材实施镀熔化锌而作为镀锌钢板3构成。作为镀锌钢材3，例如可以使用0.5～4.0mm的厚度的板材，也可以使用厚度不同于铝合金材料2的板材。
异种材料焊接用填充焊剂焊丝1例如图5(a)～(d)所示，是一种在铝合金制的筒状的皮材1a内填充焊剂1b的结构，焊丝1的外径例如是0.8～1.6mm。在本发明中，焊丝1中的焊剂1b的填充率是焊丝的总质量的5～20质量％。另外，本发明的焊剂1b含有20～60质量％的氟化铯。皮材1a是由含有0.8～1.9质量％的Si、余量由铝以及不可避免杂质构成的铝合金成形的。作为该皮材1a中的不可避免杂质，例如有Mg、Mn以及Fe，但其含量分别是皮材的总质量的0.1质量％以下。
以下，对本发明的异种材料焊接用填充焊剂焊丝的组成中的数值限定的理由进行说明。
“焊剂中的氟化铯的含量：焊剂的总质量的20～60质量％”
氟化铯在激光焊接时具有抑制在铝合金材料和镀锌钢材之间生成高脆性的金属间化合物的作用。如果焊剂中的氟化铯的含量小于20质量％，则抑制高脆性的金属间化合物的生成的效果小，拉伸剪切强度以及剥离强度下降。
另一方面，如果焊剂中的氟化铯的含量超过60质量％，则高脆性的金属间化合物的生成抑制作用的提高效果饱和，另一方面，由于高价的铯的含量增加，导致异种材料焊接用填充焊剂焊丝的制造成本上升。因此，在本发明中，将焊剂中的氟化铯的含量规定为焊剂的总质量的20～60质量％。作为焊剂中的成分，除了氟化铯以外，例如还可以适当组合含有氟化铝、氟化钾、氟化钾铝以及氟化镧等。氟化铝、氟化钾及氟化钾铝是被称为氟化钾铝系化合物的物质，认为有除去铝氧化膜、促进焊丝在低熔点熔化、确保润湿性、抑制在钢材和铝材之间的界面的扩散用屏蔽等的作用。
“构成皮材的铝合金的Si的含量：0.8～1.9质量％”
构成皮材的铝合金含有的Si是为了提高焊接接头部的拉伸剪切强度所必需的成分。如果铝合金的Si的含量小于0.8质量％，则焊接接头部的拉伸剪切强度的提高效果不足。另一方面，如果铝合金的Si的含量超过1.9质量％，则由于接合部附近的韧性下降，剥离强度下降。因此，在本发明中，将构成皮材的铝合金的Si的含量规定为0.8～1.9质量％。另外，如果铝合金的Si含量超过1.4质量％，则焊接接头部的拉伸剪切强度开始下降，所以优选构成皮材的铝合金的Si的含量为0.8～1.4质量％。
“作为皮材中的不可避免杂质的Mn、Mg或Fe的含量：分别为皮材总质量的0.1质量％以下”
皮材中例如含有作为不可避免杂质的Mg、Mn或Fe，但若这些Mg、Mn或Fe的含量变得过剩，则Si的添加带来的焊接接头部的拉伸剪切强度的提高效果下降。如果Mg、Mn以及Fe的任一种的含量超过皮材总质量的0.1质量％，则焊接接头部的拉伸剪切强度下降。因此，构成皮材的铝合金的Mg、Mn以及Fe的含量分别在皮材的总质量的0.1质量％以下。
“焊剂填充率：焊丝的总质量的5～20质量％”
焊剂具有对铝合金材料以及镀锌钢材的还原效果。如果焊剂的填充率小于焊丝的总质量的5质量％，则焊剂的还原效果下降，拉伸剪切强度以及剥离强度下降。另一方面，如果焊剂的填充率超过焊丝的总质量的20质量％，则还原作用变得过大，反而使得拉伸剪切强度以及剥离强度下降。因此，在本发明中，将焊剂的填充率规定为焊丝的总质量的5～20质量％。
接着，对于使用本实施方式的异种材料焊接用填充焊剂焊丝的异种材料激光焊接方法进行说明。首先，由铝合金材料2和镀锌钢材3构成接头部。例如，在重合接头部进行焊接的情况下，如图1所示，重合板状的铝材料2和镀锌钢材3，例如将铝合金材料2配置在激光一侧。如此，通过将铝合金材料2配置在激光一侧，从而可使熔点低的铝合金材料2比镀锌钢板3先熔化，接着，可使配置于铝合金材料2的下方的镀锌钢材3部分熔化，因此与将镀锌钢材3配置于激光一侧而重合焊接的情况相比，可以防止熔化金属从熔化池垂下，可以顺利实施重合焊接。在对接焊接接头部的情况下，如图2所示，使铝材料2和镀锌钢材3对接配置。
接着，在使焊接接头部成为例如以氦气或氩气等作为保护气体的环境的状态下，调整激光的焦点位置，使激光集中到母材彼此的重合部4或对接部6周边。然后，向母材彼此的重合部4或对接部6周边供应异种材料焊接用填充焊剂焊丝1。在重合并焊接铝合金材料2和镀锌钢材3的情况下，由于将铝合金材料2配置于激光一侧，所以可以使铝合金材料2积极地熔化。而且，通过焊剂将镀锌钢材3表面的镀锌层以及表面氧化膜还原，使钢界面接触到铝合金的熔液中，通过钎接熔焊接合铝合金材料2和镀锌钢材3。需要说明的是，所谓铝合金材料2和镀锌钢材3的钎接熔焊是指，在使熔点低的铝合金材料2熔化的同时，以熔化的铝合金作为焊材，与镀锌钢材3接合。在使铝合金材料和镀锌钢材对接焊接的情况下，通过将异种材料焊接用填充焊剂焊丝1供应给对接部6，并且使激光的焦点位置与对接部6一致来照射激光，从而通过钎接熔焊来接合铝合金材料2和镀锌钢材3。由此，可以防止熔化金属的熔化垂落。
通过激光的照射，首先，熔点低的铝合金材料2熔化。接着，镀锌钢材3熔化，但首先是钢板上的镀锌层熔化，再接着钢部分局部熔化。然后，向这些熔化金属成分中供应同样通过激光的照射而熔化的异种材料焊接用填充焊剂焊丝1。
而且，当使激光的照射位置沿着焊接线移动时，在熔化的铝合金成分、镀锌成分以及钢成分与填充焊剂焊丝成分混合的状态下，顺次沿着焊接方向在后方侧凝固下去，形成焊道。此时，在接合对象的铝合金材料2和镀锌钢材3之间生成金属间化合物。本实施方式的异种材料焊接用填充焊剂焊丝1的焊丝中的氟化铯的含量被规定为适当的值。因此，在焊接部生成的金属间化合物，例如相比于脆性大的FeAl3或Fe2Al5等，脆性不会下降的FeAl、Fe3Al等的生成量变多，可以提高焊接接头部的拉伸剪切强度以及剥离强度。
另外，异种材料焊接用填充焊剂焊丝1的皮材1a中的Si的含量被规定在适当的范围，不会使焊接接头部的剥离强度下降，可以提高拉伸剪切强度。此时，如果使皮材1a中的Mg、Mn以及Fe的含量分别为皮材1a的总质量的0.1质量％以下，则可以进一步有效得到基于Si的添加而带来的拉伸剪切强度的提高。
进而，本实施方式的异种材料焊接用填充焊剂焊丝1的焊剂1b的填充率被规定在适当的范围，从而不会使拉伸剪切强度以及剥离强度下降，可以有效得到焊剂的还原作用。
此外，在本实施方式中，如前所述，在重合焊接铝合金材料2和镀锌钢材3的情况下，优选将铝合金材料2配置于激光一侧。但是，在本发明中，在母材彼此熔化且可使填充焊剂焊丝1熔化并适量供应到熔化金属的熔化池中的范围内，就不限定激光的照射位置以及填充焊剂焊丝1的供应位置。
接着，对于本发明的异种材料MIG焊接方法的实施方式进行说明。在MIG焊接中，使用的焊接焊丝也和在异种材料激光焊接方法中所使用的焊接焊丝1相同。另外，MIG焊接的条件等和通常的MIG焊接同样。图3是表示重合焊接的情况的焊接方法的模式图。首先，由铝合金材料2和镀锌钢材3构成接头部。在重合焊接接头部的情况下，如图3所示，使板状的铝合金材料2和镀锌钢材3重合，例如将铝合金材料2配置于焊炬7侧。如此，通过将铝合金材料2配置于焊炬7侧，从而可使熔点低的铝合金材料2先于镀锌钢材3熔化，接着，使在铝合金材料2的下方配置的镀锌钢材3的一部分熔化，因此，与将镀锌钢材3配置于焊炬7侧来重合焊接的情况相比，可以防止熔化金属从熔化池垂下，可以顺畅实施重合焊接。
在使接头部对接焊接的情况下，如图4所示，将铝合金材料2和镀锌钢材3对接配置。在图3和图4的情况下，都是供应从焊炬7向接头部馈送的焊接焊丝1和向熔化池的附近供应氩气或氦气等惰性气体，切断空气中的氧侵入熔化池，抑制熔化金属的氧化。
该使用本发明的异种材料焊接用填充焊剂焊丝的异种材料MIG焊接方法也可以起到与使用本发明的异种材料焊接用填充焊剂焊丝的异种材料激光焊接方法同样的效果。
(第一实施例)
以下，对于表示本发明的异种材料焊接用填充焊剂焊丝的效果的实施例，通过与其比较例比较的方式进行具体说明。作为铝合金材料2，使用的是由AA6022合金(JISA6000系合金)形成的板厚1.0mm的板材(例如，宽度100mm、长度300mm)。而且，对板厚1.2mm(例如，宽度100mm、长度300mm)的980MPa级冷轧钢板实施熔化镀锌，作为镀锌钢材3。而且，作为焊接对象的共试材料，使用的是保持板材原样的铝合金材料2以及镀锌钢材3与分别在从板材端部离开适当长度(对于铝合金材料2，从板材端部离开10mm；对于镀锌钢材3，从板材端部离开60mm)的位置进行了90度弯曲加工的弯曲板材。
然后，使这些铝合金材料2以及镀锌钢材3重合，如图1所示，将铝合金材料2配置于激光侧，将重合部4周边形成保护气体环境。而且，使用氩气作为保护气体。然后，向重合部4一边供应实施例及比较例的异种材料焊接用填充焊剂焊丝(直径1.2mm)，一边照射激光，进行重合激光焊接。作为向重合部4照射的激光，使用连续振荡方式的YAG(Yttrium-AluminumGarnet)激光(激光输出4.0kW)，将焊接速度设为1.2m/分。
而且，在使用板材作为焊接对象部件的情况下，如图6所示，将相互的部件的重合部4的长度配置为50mm。另外，在使用弯曲板材作为焊接对象部件的情况下，如图7所示，以使各个部件2、3的弯曲位置一致的方式配置，且使相互的部件的重合部4的长度为10mm。
对于在本实施例使用的实施例以及比较例的异种材料焊接用填充焊剂焊丝，将焊剂的组成、焊剂填充率以及皮材的组成表示在表1中。而且，使用这些实施例以及比较例的填充焊剂焊丝，对于图6所示的板材以及图7所示的弯曲板材，分别进行重合焊接。而且，测定重合焊接后的焊接部5的拉伸剪切强度以及剥离强度。
(拉伸剪切强度评价)
对于拉伸剪切强度评价，使用图6所示的重合焊接的板材来进行。
将焊接后的板材加工成JISZ2201-1998规定的JIS5号试验片。此时，进行调整使得焊接部5成为平行部的中央部。然后，使用拉伸试验机(岛沣制作所(ShimadzuCorporation)制、单轴试验机RS-2)，将各个板材向图6的箭头方向拉伸，测定焊接部5的拉伸剪切强度。对于使用各实施例以及比较例的填充焊剂焊丝来焊接的情况，在表1中表示焊接部5的拉伸剪切强度。
(剥离强度评价)
对于剥离强度评价，是使用图7所示的重合焊接后的弯曲板材来进行的。
将焊接后的板材加工成宽度25mm的短册片。然后，使用拉伸试验机(岛沣制作所制、单轴试验机RS-2)，将各个板材向图7的箭头方向拉伸，测定焊接部5的剥离强度。对于使用各实施例以及比较例的填充焊剂焊丝来焊接的情况，一起在表1中表示焊接部5的剥离强度。
对于各实施例以及比较例的试验片，将拉伸剪切强度为200[MPa]以上且剥离强度为50[MPa]以上的情况评价为◎，将拉伸剪切强度为200[MPa]以上且剥离强度为40[MPa]以上但小于50[MPa]的情况评价为○，将拉伸剪切强度为200[MPa]以上且剥离强度为10[MPa]以上但小于40[MPa]的情况评价为△，将拉伸剪切强度为200[MPa]以上且剥离强度小于10[MPa]的情况评价为×，进而，将拉伸剪切强度小于200[MPa]且剥离强度为15[MPa]以上的情况评价为△，将拉伸剪切强度小于200[MPa]且剥离强度小于15[MPa]以上的情况评价为×。
【表1】
如表1所示，实施例1乃至12由于焊剂中的氟化铯、焊剂的填充率、皮材中的Si以及作为杂质的Mn、Mg及Fe的组成满足本发明的范围，所以与不满足本发明范围的比较例1乃至10相比，拉伸剪切强度以及剥离强度提高。
另外，在满足本发明范围的实施例1乃至12之中，实施例10由于皮材中的Si含量超过本发明的权利要求2的范围(0.8～1.4质量％)，所以与皮材中的Si含量在本发明的权利要求2的范围内的实施例1乃至9、11及12相比，拉伸剪切强度稍微下降。
(第二实施例)
接着，对于使用本发明的异种材料焊接用填充焊剂焊丝的异种材料MIG焊接方法的实施例，通过与其比较例比较的方式进行具体说明。作为铝合金材料2，使用的是由AA6022合金(JISA6000系合金)形成的板厚2.0mm的板材(例如，宽度100mm、长度300mm)。而且，对板厚1.4mm(例如，宽度100mm、长度300mm)的980MPa级冷轧钢板实施熔化镀锌，作为镀锌钢材3。而且，作为焊接对象的共试材料，使用的是保持板材原样的铝合金材料2以及镀锌钢材3与分别在从板材端部离开适当长度(对于铝合金材料2，从板材端部离开10mm；对于镀锌钢材3，从板材端部离开60mm)的位置进行了90度弯曲加工的弯曲板材。
然后，使这些铝合金材料2以及镀锌钢材3重合，如图3所示，将铝合金材料2配置于焊炬7侧，将重合部4周边形成保护气体环境。而且，使用氩气作为保护气体。然后，对重合部4使用实施例及比较例的异种材料焊接用填充焊剂焊丝(直径1.2mm)并通电，进行重合MIG焊接。作为焊接重合部4的MIG焊接机，使用直流脉冲方式的MIG焊接电源(电流90A、电压16V)，将焊接速度设为0.5m/分。
而且，在使用板材作为焊接对象部件的情况下，如图6所示，将相互的部件的重合部4的长度配置为50mm。另外，在使用弯曲板材作为焊接对象部件的情况下，如图7所示，以使各个部件2、3的弯曲位置一致的方式配置，且使相互的部件的重合部4的长度为10mm。
对于在本实施例使用的实施例以及比较例的异种材料焊接用填充焊剂焊丝，将焊剂的组成、焊剂填充率以及皮材的组成表示在下述表2中。而且，在表2中，皮材的杂质即Fe的含量都是0.07质量％。而且，使用这些实施例以及比较例的填充焊剂焊丝，对于图6所示的板材以及图7所示的弯曲板材，分别进行重合焊接。而且，测定重合焊接后的焊接部5的拉伸剪切强度以及剥离强度。
(拉伸剪切强度评价)
对于拉伸剪切强度评价，使用图6所示的重合焊接的板材来进行。将焊接后的板材加工成JISZ2201-1998规定的JIS5号试验片。此时，进行调整使得焊接部5成为平行部的中央部。然后，使用拉伸试验机(岛沣制作所制、单轴试验机RS-2)，将各个板材向图4的箭头方向拉伸，测定焊接部5的拉伸剪切强度。对于使用各实施例以及比较例的填充焊剂焊丝来焊接的情况，在表1中表示焊接部5的拉伸剪切强度。
(剥离强度评价)
对于剥离强度评价，是使用图7所示的重合焊接后的弯曲板材来进行的。将焊接后的板材加工成宽度25mm的短册片。然后，使用拉伸试验机(岛沣制作所制、单轴试验机RS-2)，将各个板材向图7的箭头方向拉伸，测定焊接部5的剥离强度。对于使用各实施例以及比较例的填充焊剂焊丝来焊接的情况，一起在表2中表示焊接部5的剥离强度。
对于各实施例以及比较例的试验片，将拉伸剪切强度为160[MPa]以上且剥离强度为10[MPa]以上的情况评价为◎，将拉伸剪切强度为160[MPa]以上且剥离强度为7[MPa]以上但小于10[MPa]的情况评价为○，将拉伸剪切强度为160[MPa]以上且剥离强度小于7[MPa]的情况、或剥离强度为7[MPa]以上且拉伸剪切强度小于160[MPa]的情况评价为△，将拉伸剪切强度小于160[MPa]且剥离强度小于7[MPa]的情况评价为×。需要说明的是，在这些评价方法中，数值与激光焊接的情况不同。这是由于评价的铝材料的板厚不同(激光焊接的是1mm；MIG焊接的是2mm)所造成的。另外，尤其在剥离强度的情况下，由于拉伸试验时的塑性变形阻力以及拉伸试验方法不同，所以在MIG焊接中成为低值。
【表2】
如该表2所示，实施例1乃至12由于焊剂中的氟化铯、焊剂的填充率、皮材中的Si以及作为杂质的Mn、Mg及Fe的组成满足本发明的范围，所以与不满足本发明范围的比较例1乃至10相比，拉伸剪切强度以及剥离强度提高。另外，本发明的实施例1乃至12在剥离强度试验中没有产生界面剥离，除了比较例5以外，其他的比较例都产生了界面剥离。
符号说明
1异种材料焊接用填充焊剂焊丝
1a皮材
1b焊剂
2铝合金材料
3镀锌钢材
4重合部
5焊接部
6对接部
7焊炬

Claims (8)

1.一种异种材料焊接用填充焊剂焊丝，其用在铝或铝合金材料与镀锌钢材这两种异种材料焊接中，其特征在于，
其具有筒状的皮材、焊剂，
所述筒状的皮材由含有0.8～1.9质量％的Si、余量是铝以及不可避免杂质的铝合金形成，所述焊剂填充在所述皮材内，并含有20～60质量％的氟化铯，
作为所述皮材中的不可避免杂质，有Mn、Mg或Fe，其含量分别是皮材的总质量的0.1质量％以下，
所述焊剂的填充率是焊丝的总质量的5～20质量％。
2.如权利要求1所述的异种材料焊接用填充焊剂焊丝，其特征在于，
构成所述皮材的铝合金的Si的含量是0.8～1.4质量％。
3.一种异种材料激光焊接方法，其特征在于，
使用所述权利要求1或2记载的异种材料焊接用填充焊剂焊丝，
由铝或铝合金材料与镀锌钢材构成接头部，
对该接头部一边供应所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝一边照射激光，从而接合所述铝或铝合金材料与所述镀锌钢材。
4.如权利要求3所述的异种材料激光焊接方法，其特征在于，
以所述铝或铝合金材料处于激光侧的方式将所述铝或铝合金材料与镀锌钢材重合配置，对所述铝或铝合金材料与镀锌钢材进行重合焊接。
5.如权利要求3所述的异种材料激光焊接方法，其特征在于，
使所述铝或铝合金材料与镀锌钢材对接配置，使所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝的供给位置及所述激光的照射位置相比于所述对接部分更靠铝或铝合金材料侧，对所述铝或铝合金材料与镀锌钢材进行对接焊接。
6.一种异种材料MIG焊接方法，其特征在于，
使用所述权利要求1或2记载的异种材料焊接用填充焊剂焊丝，
由铝或铝合金材料与镀锌钢材构成接头部，
在所述接头部和所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝之间形成电弧，向电弧周边部供应惰性气体，同时接合所述铝或铝合金材料与所述镀锌钢材。
7.如权利要求6所述的异种材料MIG焊接方法，其特征在于，
以所述铝或铝合金材料处于所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝侧的方式将所述铝或铝合金材料与镀锌钢材重合配置，对所述铝或铝合金材料与镀锌钢材进行重合焊接。
8.如权利要求6所述的异种材料MIG焊接方法，其特征在于，
使所述铝或铝合金材料与镀锌钢材对接配置，使所述异种材料焊接用填充焊剂焊丝的供给位置相比于所述对接部分更靠铝或铝合金材料侧，对所述铝或铝合金材料与镀锌钢材进行对接焊接。
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