CN104955606B - 异种材料接合用填充金属及异种材料焊接结构体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在铝材或铝合金材与钢材的异种材料接合中，能够提高接头强度，并且能够抑制接合部的裂纹，此外在拉丝加工时难以发生断裂的异种材料接合用填充金属和异种材料焊接结构体的制造方法。由至少含有Si：1.0～6.0质量％，和Ti：0.01～0.30质量％，余量为铝和不可避免的杂质的铝合金形成填充金属。或者，在至少含有Si：1.0～6.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％，余量为铝和不可避免的杂质的铝合金所构成的皮材内，相对于焊丝总体的质量，以充填率为2.0～20.0质量％的方式填充焊剂而构成填充金属。然后，使用这些填充金属焊接铝材或铝合金材和钢材。

Description

异种材料接合用填充金属及异种材料焊接结构体的制造方法
技术领域
本发明涉及异种材料接合用填充金属和使用了该填充金属的异种材料焊接结构体的制造方法。更详细地说，是涉及铝材或铝合金材与钢材接合的异种材料接合用填充金属以及异种材料焊接结构体的制造方法。
背景技术
近年来，在汽车等的运输机械中，从轻量化的观点出发，在钢材上接合了铝材或铝合金材的异种材料焊接结构体被使用于车体零件等。一般来说，在形成铝材或铝合金材与钢材的异种材料焊接结构体时，采用的是铆钉与粘接并用的机械的接合方法，但该方法成本高，另外适用原材有所限制。
另一方面，也提出有使用由铝合金构成的填充金属，通过焊接和钎接等的手段，将铝材或铝合金材与钢材加以接合的方法，但这些接合方法中，存在接合界面生成脆的金属间化合物，接合强度降低这样的问题点。因此，一直以来，着眼于填充金属所含有的Si，提出有通过使铝合金中的Si含量处于特定的范围，从而实现接合强度提高的填充金属(例如，参照专利文献1～3)。
另外，以焊接接头部的拉伸剪切强度和焊接部界面的剥离强度的提高为目的，也提出有通过特定量调合有Si和Zr的铝合金形成皮材的异种材料焊接用药芯焊丝(参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-224147号公报
专利文献2：日本特开2010-201448号公报
专利文献3：日本特开2011-36918号公报
专利文献4：日本特开2012-71341号公报
前述专利文献1～3所述的现有的填充金属，虽然能够使接头的剥离强度提高，但有时接合部容易发生裂纹。另一方面，作为填充金属，若使用专利文献4所述的药芯焊丝，则熔融部得以微细化，能够抑制焊接金属部的微小裂纹的发生。但是，专利文献4所述的药芯焊丝，因为由含有Zr的铝合金形成皮材，所以在制造过程中，会有Zr的粗大化合物在铝合金中生成，根据加工条件不同，拉丝加工时焊丝会断裂。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于，提供一种在铝材或铝合金材与钢材的异种材料接合中，能够提高接头强度，并且能够抑制接合部的裂纹，此外在拉丝加工时难以发生断裂的异种材料接合用填充金属及异种材料焊接结构体的制造方法。
本发明的异种材料接合用填充金属，是在接合铝材或铝合金材与钢材时使用的异种材料接合用填充金属，由至少含有Si：1.0～6.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、余量是铝和不可避免的杂质的铝合金构成。
另外，本发明的其他异种材料接合用填充金属，是在接合铝材或铝合金材与钢材时使用的异种材料接合用填充金属，其由皮材和填充在所述皮材内的焊剂构成，皮材由至少含有Si：1.0～6.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、余量是铝和不可避免的杂质的铝合金构成，所述焊剂的充填率相对于焊丝总体的质量为2.0～20.0质量％。
这些填充金属，也可以使所述铝合金中的Si含量为1.0～3.0质量％。
另外，也可以使所述铝合金的Ti含量为0.05～0.25质量％。
另一方面，所述铝合金还可以含有0.01～0.30质量％的Zr。
另外，所述铝合金还可以含有从Mg：0.4质量％以下、Cu：0.8质量％以下、Fe：0.8质量％以下及Mn：0.4质量％以下所构成的群中选择的至少一种元素。
本发明的异种材料焊接结构体的制造方法，是制造由铝材或铝合金材与钢材构成的异种材料焊接结构体的方法，其中，具有如下工序：对于所述铝材或铝合金材和所述钢材中的至少一者，以涂布量为0.5～10mg/cm3的方式涂布焊剂的工序；由所述铝材或铝合金材和所述钢材形成接头部的工序；一边向所述接头供给填充金属，一边对于所述铝材或铝合金材与所述钢材进行焊接的工序，所述填充金属由至少含有Si：1.0～6.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、余量是铝和不可避免的杂质的铝合金构成。
另外，本发明的其他异种材料焊接结构体的制造方法，是制造由铝材或铝合金材和钢材构成的异种材料焊接结构体的方法，其中，具有如下工序：由所述铝材或铝合金材和所述钢材形成接头部的工序；一边向所述接头供给填充金属，一边对于所述铝材或铝合金材与所述钢材进行焊接的工序，所述填充金属由皮材，和填充在所述皮材内的焊剂构成，所述皮材由至少含有Si：1.0～6.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、余量是铝和不可避免的杂质的铝合金所构成，所述焊剂的充填率是焊丝总体的2.0～20.0质量％的。
在这些异种材料焊接结构体的制造方法中，也可以使用所述铝合金的Si含量为1.0～3.0质量％的填充金属。
另外，也可以使用所述铝合金中的Ti含量为0.05～0.25质量％的填充金属。
另一方面，还可以使用所述铝合金含有0.01～0.30质量％的Zr的填充金属。
另外，还可以使用所述铝合金含有从Mg：0.4质量％以下、Cu：0.8质量％以下、Fe：0.8质量％以下和Mn：0.4质量％以下所构成的群中选择的至少一种元素的填充金属。
根据本发明，因为由特定量含有Si和Ti的铝合金形成填充金属或其皮材，所以在填充金属制造时拉丝加工性优异，并且通过焊接接合铝材或铝合金材与钢材时，接头的强度高，能够得到焊接金属部难以发生裂纹的异种材料焊接结构体。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的第三实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法的一例的立体图。
图2是图1所示的沿A-A线的剖面图。
图3是示意性地表示异种材料焊接结构体的焊接金属部的拉伸剪切强度试验的方法的剖面图。
图4是示意性地表示异种材料焊接结构体的焊接金属部的剥离强度试验的方法的剖面图。
图5A是示意性地表示焊接金属部的形状的剖面图。
图5B是示意性地表示焊接金属部的形状的剖面图。
图5C是示意性地表示焊接金属部的形状的剖面图。
具体实施方式
以下，对于用于实施本发明的方式详细地加以说明。还有，本发明不受以下说明的实施方式限定。
(第一实施方式)
首先，对于本发明的第一实施方式的填充金属进行说明。本实施方式的填充金属，由至少含有Si：1.0～6.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、余量是铝和不可避免的杂质的铝合金形成。形成该填充金属的铝合金中，可根据需要，添加Zr、Mg、Cu、Fe和Mn等。而且，本实施方式的填充金属，例如以实芯焊丝的形态，在接合铝材或铝合金材与钢材时使用。
以下，说明形成本实施方式的填充金属的铝合金的各成分的数值限定理由。
[Si：1.0～6.0质量％]
Si具有使接头部的拉伸剪切强度和剥离强度提高的效果，但铝合金中的Si量低于1.0质量％时，该效果不充分。另外，铝合金中的Si量低于1.0质量％时，虽然在接合部界面难以发生断裂，但焊接金属部的裂纹敏感性高，作为被接合构件的铝合金材与钢材的热膨胀差大时，在焊接金属部容易发生微小裂纹。
另一方面，若使铝合金中的Si量增加，则拉伸剪切强度在一定程度上提高，但若铝合金的Si含量高于6.0质量％，则接合部邻域的韧性降低，剥离强度降低。因此，在本实施方式的填充金属中，使铝合金中的Si含量为1.0～6.0质量％。还有，优选Si含量为1.0～3.0质量％，由此，能够提高拉伸剪切强度和剥离强度这两者。
[Ti：0.01～0.3质量％]
Ti使焊接金属部的组织微细化，具有抑制焊接金属部发生微小裂纹(裂缝)的效果。但是，铝合金中的Ti量低于0.01质量％时，无法充分取得使焊接金属部的组织微细化的效果。另一方面，若铝合金中的Ti量高于0.3质量％，则熔融金属的粘度增加，填充金属的润湿铺展受到阻碍，因此焊接接头的强度，特别是剥离强度降低。
还有，Si含量高于10质量％时，由于来自Si的润湿性提高的作用，使Ti造成的熔融金属的粘度增加的影响不大。另一方面，Si含量比6质量％低时，特别是比2质量％低时，来自Si的润湿性提高的作用无法充分发挥，因此容易受到来自Ti的影响。
因此，在本实施方式的填充金属中，使铝合金的Ti含量为0.01～0.3质量％。另外，优选Ti含量为0.05～0.25质量％，由此，焊接金属部的微细化得到进一步促进，因此能够防止微细的裂缝的发生，能够维持高强度。
[Zr：0.01～0.30质量％]
Zr与Ti同样，也使焊接金属部的组织微细化，具有抑制焊接金属部发生裂纹(裂缝)的效果，因此能够根据需要进行添加。另外，若使Zr与Ti共同添加，则与来自Ti的微细化效果协同，能够实现焊接金属部的组织进一步微细化。
若要单独以Zr使焊接金属部的组织微细化，则需要大量添加Zr达到一定程度，但Zr容易形成Zr粗大化合物，若这样的粗大化合物生成，则在用于得到填充焊丝的拉丝加工时，存在以粗大化合物的邻域为基点而发生断裂的可能性。另一方面，若像本实施方式的填充金属这样，并用Zr和Ti，则能够降低Zr添加量，因此可以减少Zr粗大化合物的生成，抑制拉丝加工性的降低。
但是，铝合金中的Zr量低于0.01质量％时，使焊接金属部的组织微细化的效果，与只添加Ti的情况相比几乎没有变化。另一方面，若添加Zr高于0.30质量％，则在填充金属的制造过程中，Zr粗大化合物生成，填充金属的拉丝加工性降低。因此，在本实施方式的填充金属中，与Ti一起添加Zr时，使Zr含量处于0.01～0.30质量％。还有，从填充金属的润湿铺展性的观点出发，期望Zr添加量与Ti的合计为0.50质量％以下。
[Mg：0.4质量％以下、Cu：0.8质量％以下、Fe：0.8质量％以下、Mn：0.4质量％以下]
Mg、Cu、Fe和Mn在铝基体中固溶，具有提高填充金属的强度的效果。因此，除了前述的Si和Ti以外，通过添加这些元素之中的至少一种，填充金属自身的强度提高，例如能够使加工成焊丝状时的处理性提高。
但是，若使Mg含有高于0.4质量％，或使Cu含有高于0.8质量％，则焊接金属部发生裂缝，剥离强度显著降低。另外，若使Fe含有高于0.8质量％，或使Mn含有高于0.4质量％，则接合部的Al-Fe系金属间化合物的减少效果变低，因此剥离强度显著降低。
因此，在本实施方式的填充金属中，在铝合金中添加这些元素时，为Mg：0.4质量％以下，Cu：0.8质量％以下，Fe：0.8质量％以下，Mn：0.4质量％以下。另外，这些成分的含量，从剥离强度提高的观点出发，优选为Mg：0.1质量％以下，Cu：0.1质量％以下，Fe：0.3质量％以下，Mn：0.1质量％以下。
[余量：Al和不可避免的杂质]
形成本实施方式的填充金属的铝合金的余量，是Al和不可避免的杂质。还有，在此所说的不可避免的杂质中，可列举Cr、Zn和B等，它们的含量，例如为Cr：0.1质量％以下，Zn：0.1质量％以下，B：40ppm以下，其他的元素为0.05质量％以下，不可避免的杂质的总量在0.15质量％以下。
如以上详述，关于本实施方式的填充金属，因为由Si含量为1.0～6.0质量％且含有特定量的Ti的铝合金形成，所以能够使拉伸剪切强度和剥离强度提高，也能够抑制焊接金属部的微小裂纹。此外，形成本实施方式的填充金属的铝合金，因为Zr是任意添加成分，即使含有Zr的情况下也是少量，所以难以生成Zr的粗大粒，填充金属的拉丝加工性也优异。
另外，通过由含有Si还有特定量的Ti和Zr的铝合金形成本实施方式的填充金属，由此能够使焊接金属部的组织更进一步微细化，能够进一步提高焊接接头部的剥离强度。另一方面，在形成本实施方式的填充金属的铝合金中，通过使Mg、Cu、Fe和Mn之中至少一种在特定量以下含有，由此能够一边抑制焊接接头强度的降低，一边使焊丝加工时的处理性提高。
(第二实施方式)
其次，对于本发明的第二实施方式的填充金属进行说明。本实施方式的填充金属，例如是药芯焊丝，由形成前述的第一实施方式的填充金属的铝合金形成皮材。即，本实施方式的填充金属，由至少含有Si：1.0～6.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、余量是铝和不可避免的杂质的铝合金所构成的皮材，和填充在该皮材内的焊剂构成。
本实施方式的填充金属的焊剂的充填率，相对于焊丝总体的质量为2.0～20.0质量％。另外，在形成本实施方式的填充金属的铝合金中，能够根据需要添加Zr、Mg、Cu、Fe和Mn等。而后，本实施方式的填充金属，在接合铝材或铝合金材和钢材时使用。
以下说明本实施方式的填充金属的各构成的数值限定理由。还有，关于铝合金的成分组成，因为与前述的第一实施方式相同，所以省略说明。
[焊剂充填率：2.0～20.0质量％]
焊剂对于接合对象的铝或铝合金材和钢材，具有还原效果，并且具有促进熔融金属的润湿铺展的效果。但是，若焊剂的充填率低于2.0质量％，则前述的还原效果和熔融金属的润湿铺展效果不充分，因此接头强度降低。
另一方面，若焊剂的充填率高于20.0质量％，则还原效果饱和，熔融渣介入接合部，从而导致接头强度，特别是剥离强度降低。因此，在本实施方式的填充金属中，填充在皮材中的焊剂的量(焊剂充填率)，相对于焊丝总体的质量为2.0～20.0质量％。
还有，焊剂的种类没有特别限定，但从接合强度的观点出发，最好是以AlF3和氟化铯为主成分的焊剂。具体来说，最好是作为主成分含有AlF3：7～15质量％或氟化铯：20～60质量％，余量实质上由KAlF(氟化钾铝)系焊剂构成。
在此，所谓KAlF系焊剂，是指含有KAlF4、K2AlF5、K3AlF6、KF等的含K和/或Al的氟化物(除去AlF3)一种以上的焊剂。该KAlF系焊剂，如果在不损害本发明的效果的范围，也可以微量含有Al2O3等的氟化物以外的成分。
本实施方式的填充金属，皮材由Si含量为1.0～6.0质量％，且含有特定量的Ti的铝合金形成，因此能够提高拉伸剪切强度和剥离强度，也能够抑制焊接金属部的微小裂纹。另外，形成皮材的铝合金，因为Zr是任意添加成分，即使在含有Zr的情况下也是少量，所以难以形成Zr的粗大化合物，填充金属的拉丝加工性也优异。
此外，本实施方式的填充金属，因为使焊剂的充填率处于特定的范围，所以能够使焊剂的还原性能和熔融金属(铝熔液)的润湿性提高，即使Si含量低时，也能够提高铝材或铝合金材与钢材在进行异种材料接合时的接头强度。
(第三实施方式)
接着，对于本发明的第二实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法进行说明。在本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法中，使用前述的第一实施方式的填充金属或第二实施方式的填充金属，对于铝材或铝合金材与钢材进行异种材料接合。
例如，在使用第一实施方式的填充金属时，首先，在铝材或铝合金材和钢材中的至少一者的焊接部及其邻域涂布焊剂。这时，焊剂的涂布量为0.5～10mg/cm3。焊剂的涂布量低于0.5mg/cm3时，还原效果和熔融金属的润湿铺展的效果不充分，因此接头强度降低。另外，若焊剂的涂布量高于10mg/cm3，则还原效果饱和，熔融渣介入接合部，接头强度，特别是剥离强度降低。
还有，焊剂的涂布方法没有特别限定，能够以刷涂、喷涂等各种方法进行。另外，焊剂的种类也没有特别限定，但与前述的第二实施方式同样，从接合强度的观点出发，最好是以AlF3和氟化铯为主成分的焊剂。
另一方面，在使用第二实施方式的填充金属时，不涂布焊剂，而是一边直接向熔融部供给焊丝一边进行熔融焊接。
在此，构成异种材料焊接结构体的被接合材的种类没有特别限定，作为铝材，能够使用例如JIS A1000系等。另外，作为铝合金材，例如能够使用JIS 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)等。
另一方面，钢材能够使用SPCC(冷轧低碳钢材)、高张力钢材和不锈钢材等。另外，作为钢材，也可以使用在表面实施了熔融镀锌的镀锌钢材(GA钢材、GI钢材)和镀铝的镀铝钢材
此外，被接合材的厚度和形状也没有特别限定，但例如能够使用0.5～4.0mm的厚度的板材、挤出材、锻造材、压铸材等的铸件材料。还有，铝材或铝合金材与材可以是相同厚度，但也可以使用厚度不同的。
在本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法中，铝材或铝合金材与钢材的接合方法没有特别限定，例如能够应用使用了YAG激光器、CO2激光器、纤维激光器、盘形激光器和半导体激光器等的激光焊、MIG焊、TIG焊、并用激光焊和MIG焊的复合焊等。
图1是示意性地表示本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法的一例的立体图，图2是沿图1所示的A-A线的剖面图。如图1和图2所示，在本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法中，首先，将铝(合金)材2配置在焊炬4侧、即钢材1的上方，将其端部重叠在钢材1的端部上。
接着，在此重叠部3，在由焊炬4送给的填充金属、即焊接焊丝5，与被焊接材(钢材1和铝(合金)材2)之间发生交流电弧。由此，作为电极焊丝的焊丝5为阳极的周期中，借助电弧的清除作用，钢材1的表面氧化膜被除去，此外利用电弧热，钢材1和铝(合金)材2的端部熔融。
然后，一边使电弧发生，一边使焊炬4沿着钢材1和铝(合金)材2的端部移动，由此对于重叠部3进行搭角焊(原文：重ね隅肉溶接)，得到异种材料焊接结构体。如此，在本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法中，将利用清除作用除去了氧化膜的钢材1由电弧热熔融，因此熔融金属在钢材1的表面充分地润湿铺展。
另外，在钢材1与铝(合金)材2的焊接中，钢材1的熔融金属，和焊接焊丝5(Al-Si-Ti系填充金属、Al-Si-Ti-Zr系填充金属等)的熔融金属和由电弧熔融的铝(合金)材2被混合稀释，它们金属性地结合，并且生成金属间化合物。在本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法中，因为添加在填充金属中的成分处于特定的范围，所以能够抑制Al-Fe二元系这样脆的金属间化合物过度地生成，能够以大面积良好地接合钢材1和铝(合金)材2。
此外，通过使用适量的焊剂，能够促进熔融金属的润湿铺展，形成宽度宽阔的焊道(焊脚长度长的焊道)，因此，能够与形成填充金属的铝合金中添加Ti、Ti及Zr带来的焊接金属部6的微细化效果协同，得到焊接金属部6的韧性高，拉伸剪切强度和剥离强度高的异种材料焊接结构体。
还有，在本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法中，以使用前述的第一实施方式的填充金属或第二实施方式的填充金属进行MIG(ミゲ)电弧焊的情况为例进行说明，但接合方法不限定为MIG焊，只要是TIG焊、电弧焊、激光焊和电弧与激光并用的复合焊等使用填充金属的熔融焊接方法便能够适用。
另外，在本实施方式的异种材料焊接结构体的制造方法中，作为被焊接材，使用板状的钢材1和铝(合金)材2，但钢材1和铝(合金)材2的形状也可以总体不是板状，相互重叠的部分为板状即可，也能够适用于各种形状的型材和铸件等。此外，异种材料接头的形状也不限于搭接接头，对接接头、T字接头、卷边对接接头等任意的接头。
还有，本发明的异种材料焊接结构体的制造方法，不受前述的接合方法和接合条件限定，能够使用填充金属的各种接合方法。
【实施例】
以下，列举本发明的实施例和比较例，对于本发明的效果具体地加以说明。在本实施例中，使用下述表1和表2所示的成分组成的铝合金，制作与前述第一实施方式对应的实芯焊丝(实施例17～19、21)及其比较例(比较例12、13)，与第二实施方式对应的药芯焊丝(实施例1～16、20、22～29)及其比较例(比较例1～11)，并进行评价。还有下述表1和表2所示的铝合金组成的余量，是铝和不可避免的杂质。
(表1)
(表2)
关于评价，如图1所示，重叠铝合金材和钢材实施激光焊或MIG焊，对于所得到的异种材料焊接结构体，测量焊接部有无裂纹、拉伸剪切强度、剥离强度。这时，铝合金材为由AA6022合金(JIS A 6000系合金)所构成的板材，在MIG焊试验中使用板厚2.0mm的板材，在激光焊试验中使用板厚1.0mm的板材。
关于钢材，使用板厚1.4mm的980MPa级冷轧钢板或对于该钢板实施了合金化熔融镀锌的钢材(GA钢板)、不锈钢(SUS304)、对于590MPa级钢板实施了熔融镀锌的钢材(GI590钢板)和冷轧钢板(SPCC)。另外，焊剂在MIG焊接试验中，使用含有AlF3为12质量％、余量实质上由KAlF系焊剂(KAlF系焊剂中的KAlF4为72质量％，K3AlF6为28质量％)构成的焊剂，在激光焊中使用含有CsF为28质量％、余量实质上由KAlF系焊剂(KAlF系焊剂中的KAlF4为72质量％、K3AlF6为28质量％)构成的焊剂。
然后，在MIG焊接试验中，重叠铝板和钢板，将铝合金材配置在MIG焊炬侧，使重叠部周边为保护气体气氛。还有，作为保护气体，使用氩气。在此状态下，使用实施例和比较例的异种材料焊接用药芯焊丝(直径1.2mm)对于重叠部2通电并进行了搭接MIG焊。作为焊接重叠部的MIG焊机，使用交流脉冲方式的MIG焊接电源，电流90～110A，电压16～18V，焊接速度50cm/分钟。
另一方面，在激光焊试验中，重叠铝板和钢板，将铝合金板配置在激光器光侧，使重叠部周边为保护气体气氛。还有，作为保护气体，使用氩气。在此状态下，一边对于重叠部供给实施例和比较例的焊丝(直径1.2mm)一边照射激光，并进行了搭接激光焊。作为对重叠部进行照射的激光器，使用纤维激光器(激光输出功率：3.5kW)，焊接速度为150cm/分。
(焊接裂纹)
在焊接金属部的裂纹的评价中，以使焊接金属部6可见的方式切断焊接后的接头，对其剖面进行研磨和蚀刻后，以光学显微镜(倍率：100～400倍)观察，确认有无微小裂纹。
(拉伸剪切强度)
图3是示意性地表示拉伸剪切强度试验的方法的剖面图。如图3所示，拉伸剪切强度的评价，使用在前述方法中进行了搭焊的板材进行。具体来说，首先，将焊接后的板材加工成JIS Z 2201-1998所规定的JIS5号试验片。这时，按照使焊接金属部6成为平行部的中央部方式进行调整。而后，使用拉伸试验机(岛沣制作所制，单轴试验机RS-2)，将钢材1和铝(合金)材2分别朝图3所示的箭头的方向拉伸，测量焊接金属部6的拉伸剪切强度。另外还一并确认断裂位置。
(剥离强度评价)
图4是示意性地表示异种材料焊接结构体的焊接金属部的剥离强度试验的方法的剖面图。剥离强度的评价也使用前述方法中进行了搭焊的板材来进行。具体来说，首先，将焊接后的板材加工成宽25mm的狭条片。然后，如图4所示，弯曲钢材1和铝(合金)材2，使用拉伸试验机(岛沣制作所制，单轴试验机RS-2)，将钢材1和铝(合金)材2分别沿图4所示的箭头的方向拉伸，测量焊接金属部6的剥离强度。另外，也一并确认断裂位置。
(焊接金属部6的剖面形状)
图5A～图5C是示意性地表示焊接金属部6的形状的剖面图。焊接金属部6的剖面形状，是沿着与焊接线正交的剖面切断焊接后的接头，观察经研磨的剖面，将其结果按每个形状分类为3种。具体来说，如图5A所示，焊接金属部6没有隆起而是润湿铺展的为A(良好)，如图5B所示，焊接金属部6可见有一些隆起的为B(允许范围)，如图5C所示，焊接金属部6隆起的为C(不良)。
(综合评价)
关于综合评价，拉伸剪切强度在350N/mm以上且剥离强度高于35N/mm的为◎，拉伸剪切强度在200N/mm以上、低于350N/mm且剥离强度高于10N/mm的为○，其以外为×。
(拉丝加工性)
另外，与前述的接头评价一起，对于实施例和比较例的各填充金属，就拉丝加工性进行评价。具体来说，通过拉伸(冷拔)进行从直径6mm至直径1.2mm的拉丝加工，完全没有发生断裂的为○；发生断裂、或虽未达到断裂但线径不稳定、或线上有瑕疵的为×。
以上的结果显示在下述表3和表4中。
(表3)
(表4)
如上述表3和表4所示，用本发明的范围内制作的实施例1～29的焊丝制作的异种材料焊接结构体，焊接金属部均无裂纹，拉伸剪切强度和剥离强度双方均高。此外，实施例1～29的焊丝，在拉丝性加工中未发生断裂，焊接金属部的形状和拉丝加工性也优异。
相对于此，使用脱离本发明的范围的比较例1～19的焊丝制作的异种材料焊接结构体，可见在焊接金属部有微小裂纹发生，焊接金属部的形状劣化，拉伸剪切强度的降低等。特别是使用了比较例1～13的焊丝的，剥离强度低。另外，比较例5、6、18、19的焊丝，拉丝加工性也差。
根据以上的结果可确认，本发明的填充金属在拉丝加工时难以发生断裂，另外，通过使用本发明的填充金属，在铝材或铝合金材与钢材的异种材料接合中，能够提高接头强度，并且能够抑制焊接金属部的微小裂纹。
【符号的说明】
1 钢材
2 铝(合金)材
3 重叠部
4 焊炬
5 焊接焊丝(填充金属)
6 焊接金属部

Claims (4)

1.一种拉丝加工性优异的异种材料接合用填充金属，其为在接合铝材或铝合金材和钢材时使用的异种材料接合用填充金属，其中，
由皮材和填充在所述皮材内的焊剂构成，所述皮材由如下的铝合金构成：所述铝合金由Si：1.0～3.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、以及从Mg：0.4质量％以下、Cu：0.8质量％以下、Fe：0.8质量％以下和Mn：0.4质量％以下所构成的群中选择的至少一种元素构成，余量由铝和Cr：0.1质量％以下、Zn：0.1质量％以下、B：40ppm以下、其他的元素为0.05质量％以下，且总量在0.15质量％以下的不可避免的杂质构成，
所述焊剂的充填率相对于焊丝总体的质量为2.0～20.0质量％。
2.根据权利要求1所述的异种材料接合用填充金属，其特征在于，所述铝合金中，Ti含量为0.05～0.25质量％。
3.一种异种材料焊接结构体的制造方法，是制造由铝材或铝合金材和钢材构成的异种材料焊接结构体的方法，其中，具有如下工序：
由所述铝材或铝合金材和所述钢材形成接头部的工序；
一边向所述接头供给填充金属，一边对所述铝材或铝合金材与所述钢材进行焊接的工序，所述填充金属由皮材和填充在所述皮材内的焊剂构成，所述皮材由如下的铝合金构成：所述铝合金由Si：1.0～3.0质量％和Ti：0.01～0.30质量％、以及从Mg：0.4质量％以下、Cu：0.8质量％以下、Fe：0.8质量％以下和Mn：0.4质量％以下所构成的群中选择的至少一种元素构成，余量由铝和Cr：0.1质量％以下、Zn：0.1质量％以下、B：40ppm以下、其他的元素为0.05质量％以下，且总量在0.15质量％以下的不可避免的杂质构成，
所述焊剂的充填率相对于焊丝总体的质量为2.0～20.0质量％。
4.根据权利要求3所述的异种材料焊接结构体的制造方法，其特征在于，使用所述铝合金的Ti含量为0.05～0.25质量％的填充金属。
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