CN107824951A - 异种材料接合体及异种材料接合方法 - Google Patents

异种材料接合体及异种材料接合方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107824951A
CN107824951A CN201710827785.3A CN201710827785A CN107824951A CN 107824951 A CN107824951 A CN 107824951A CN 201710827785 A CN201710827785 A CN 201710827785A CN 107824951 A CN107824951 A CN 107824951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
hole
lamination
foreign material
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710827785.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107824951B (zh
Inventor
宫本和树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN107824951A publication Critical patent/CN107824951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107824951B publication Critical patent/CN107824951B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/20—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded of different metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B23K11/115—Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/34—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/027—Thermal properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/04—Punching, slitting or perforating
    • B32B2038/042—Punching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/144—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers using layers with different mechanical or chemical conditions or properties, e.g. layers with different thermal shrinkage, layers under tension during bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/04—Punching, slitting or perforating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322—Composite web or sheet
    • Y10T428/24331—Composite web or sheet including nonapertured component
    • Y10T428/24339—Keyed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

本发明提供一种异种材料接合体(10A)及异种材料接合方法。异种材料接合体(10A)通过用电极(38、40)对层积部(20)加压通电来进行接合而得到，其中，所述层积部(20)包括通过将第一板状部(16)和熔点比第一板状部(16)高的第二板状部(18)相互叠合而成的结构。在第一板状部(16)中的与第二板状部(18)相反的一侧的表面形成有凹部(22)，该凹部(22)为与电极(40)的外形形状相对应的形状，第一板状部(16)具有鼓出部(26)，该鼓出部(26)进入到形成于第二板状部(18)的通孔(24)内。异种材料接合方法进行孔形成工序、叠合工序、加压通电工序和固化工序。

Description

异种材料接合体及异种材料接合方法
技术领域
本发明涉及一种通过用电极对层积体加压通电来进行接合而形成的异种材料接合体及异种材料接合方法，其中，层积体通过将由彼此不同的材料构成的多个板状部相互叠合而成。
背景技术
例如，在日本发明专利公开公报特开2005-021946号中，公开了一种异种材料接合技术，通过将由铁基金属构成的网状的薄板设置在由铝构成的第一部件和由铁基金属构成的第二部件之间并且在炉中进行脉冲通电，来将这些部件相互接合。
发明内容
然而，在如上述那样的现有技术中，需要在炉中对被接合物(工件)进行脉冲通电，因此，会导致接合装置大型化，并且耗费非常多的接合工时。为了实现接合装置的小型化及接合工时的减少，而期望使用点焊机或者辊缝焊机等具有加压通电用的电极的接合机切实可靠地将异种材料相互接合。
本发明是考虑到这样的技术问题而作出的，其目的在于，提供一种异种材料接合体及异种材料接合方法，能够使用具有加压通电用的电极的接合机切实可靠地将异种材料相互接合。
为了达成上述目的，本发明所涉及的异种材料接合体是通过用电极对层积部加压通电来进行接合而得到的异种材料接合体，其中，所述层积部包括将第一板状部和熔点比所述第一板状部高的第二板状部相互叠合而成的结构，其特征在于，在所述第一板状部中的与所述第二板状部相反的一侧的表面形成有凹部，该凹部为与所述电极的外形形状相对应的形状，在所述第二板状部形成有通孔，所述第一板状部具有进入到所述通孔内的鼓出部。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：所述通孔在从所述层积部的层积方向俯视观察时，在与所述凹部重叠的位置设置有多个，所述鼓出部以进入各所述通孔的方式设置有多个。
根据这种结构，能够提高第一板状部和第二板状部的接合强度。尤其是能够有效地提高以鼓出部为中心的旋转方向的接合强度。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：多个所述通孔在所述俯视观察时以各所述通孔的中心线位于多边形的各顶点的方式配置。
根据这种结构，能够有效地提高异种材料的接合强度。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：所述层积部通过将熔点比所述第一板状部高的第三板状部叠合在所述第二板状部中的与所述第一板状部相反的一侧而构成，在所述第二板状部和所述第三板状部之间形成有熔核，在所述第二板状部，于相对于所述熔核的中心向与所述层积部的层积方向正交的面方向偏置的位置形成有通孔。
根据这种结构，能够用具有加压通电用的电极的接合机切实可靠地将第一板状部、第二板状部和第三板状部相互接合。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：所述通孔在从所述层积部的层积方向俯视观察时，以所述通孔的中心线位于多边形的各顶点的方式在与所述凹部重叠的位置设置有多个，所述鼓出部以进入各所述通孔的方式设置有多个，所述熔核的中心在所述俯视观察时位于所述多边形的内侧。
根据这种结构，由于通孔和鼓出部设置有多个，因此，能有效地提高第一板状部和第二板状部的接合强度。另外，由于在俯视观察时熔核的中心位于多边形的内侧，因此，能够抑制通电时从熔核传递给各通孔的热量的不均。据此，能够使各鼓出部的形成条件大致相同，因此，能够更有效地提高第一板状部和第二板状部的接合强度。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：在所述鼓出部的根部形成有弯曲面，该弯曲面与形成于所述通孔的开口缘部的塌角面接触。
根据这种结构，能够有效地提高鼓出部的根部的强度。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：各所述通孔整体位于所述凹部内，并且该通孔没有超出到所述凹部的外侧。
根据这种结构，能够快速地使第一板状部的鼓出部进入第二板状部的通孔内。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：所述通孔向与所述第一板状部的基部相反的一侧缩径成锥状。
根据这种结构，能够使第一板状部的鼓出部切实可靠地进入第二板状部的通孔内。
在上述异种材料接合体中，可以采用如下结构：所述通孔向所述第一板状部的基部缩径成锥状。
根据这种结构，能够有效地提高层积部的层积方向的接合强度。
本发明所涉及的异种材料接合方法是通过用电极对层积部加压通电来进行接合的异种材料接合方法，其中，所述层积部通过将第一板状部和熔点比所述第一板状部高的第二板状部相互叠合而成，其特征在于，进行如下工序：孔形成工序，在第二板状部形成通孔；叠合工序，在所述孔形成工序之后，将所述第一板状部和第二板状部相互叠合来形成所述层积部；加压通电工序，在所述叠合工序之后，通过用所述电极对所述层积部进行加压通电，来使所述第一板状部熔化而流入所述通孔内；固化工序，通过停止所述电极对所述层积部的通电，来使所述第一板状部固化而在所述通孔内形成鼓出部。
另外，本发明所涉及的异种材料接合方法是通过用电极对层积部加压通电来进行接合是异种材料接合方法，其中，所述层积部通过将第一板状部、熔点比所述第一板状部高的第二板状部和熔点比所述第一板状部高的第三板状部相互叠合而成，其特征在于，进行如下工序：孔形成工序，在所述第二板状部形成通孔；叠合工序，在所述孔形成工序之后，按照所述第一板状部、所述第二板状部和所述第三板状部的顺序进行叠合来形成所述层积部；加压通电工序，在所述叠合工序之后，以使所述电极的轴线相对于所述通孔向与所述层积部的层积方向正交的面方向偏置的方式用所述电极对所述层积部加压通电，由此使所述第一板状部熔化而流入所述通孔内，并且在所述第二板状部和所述第三板状部之间形成熔化部；固化工序，通过停止所述电极对所述层积部的通电，来使所述第一板状部固化而在所述通孔内形成鼓出部，并且使所述熔化部固化而形成熔核。
根据这种方法，能够使用具有加压通电用的电极的接合机切实可靠地将异种材料(第一板状部和第二板状部)相互接合。
在上述的异种材料接合方法中，可以采用如下结构：在所述孔形成工序中，通过对所述第二板状部实施冲孔加工来形成所述通孔，在所述叠合工序中，将第一板状部叠合在第二板状部中的在所述孔形成工序中于所述通孔的开口缘部形成的塌角面所处的一侧。
根据这种方法，能够抑制由于在孔形成工序中形成于通孔的开口缘部的毛刺与第一板状部接触而使第一板状部受到损伤。另外，能够在鼓出部的根部形成与塌角面接触的弯曲面，因此，能够有效地提高鼓出部的根部的强度。
根据本发明，由于第一板状部的鼓出部进入到第二板状部的通孔内，因此，能够使用具有加压通电用的电极的接合机切实可靠地将异种材料(第一板状部和第二板状部)相互接合。
上述的目的、技术方案和优点可从参照附图所说明的以下的实施方式的说明中容易地了解。
附图说明
图1A是本发明的第一实施方式所涉及的异种材料接合体的剖视图，图1B是图1A的俯视图。
图2A是说明本发明的第一实施方式所涉及的异种材料接合方法的孔形成工序的剖视图，图2B是说明所述异种材料接合方法的叠合工序的剖视图。
图3A是说明所述异种材料接合方法的加压通电工序的第一剖视图，图3B是说明该加压通电工序的第二剖视图。
图4A是表示图1A的异种材料接合体的第一变形例的剖视图，图4B是表示图1A的异种材料接合体的第二变形例的剖视图。
图5A是本发明的第二实施方式所涉及的异种材料接合体的剖视图，图5B是图5A的俯视图。
图6是说明本发明的第二实施方式所涉及的异种材料接合方法的叠合工序的剖视图。
图7A是说明本发明的第二实施方式所涉及的加压通电工序的第一剖视图，图7B是说明该加压通电工序的第二剖视图。
图8A是表示图5A的异种材料接合体的第一变形例的剖视图，图8B是表示图5A的异种材料接合体的第二变形例的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，以适当的实施方式为例对本发明所涉及的异种材料接合体及异种材料接合方法进行说明。
(第一实施方式)
如图1A所示，本发明的第一实施方式所涉及的异种材料接合体10A例如用于汽车的车身面板，是通过利用点焊机将第一部件12的第一板状部16和第二部件14的第二板状部18相互加压通电而得到的异种材料接合体。
第一部件12例如由铝或铝合金构成。第二部件14由熔点比第一部件12高的材料、例如钢等铁基金属构成。但是，第一部件12和第二部件14各自的构成材料并不局限于上述的例子，例如可以使用钛、钛合金、镁、镁合金、碳纤维增强塑料等具有导电性的树脂材料等。在使用这些材料的情况下，选择熔点较低的材料作为第一部件12，选择熔点较高的材料作为第二部件14。
第一部件12具有第一板状部16，该第一板状部16为薄板部。第一部件12中的第一板状部16以外的部分可以采用任意形状。第二部件14具有第二板状部18，该第二板状部18为薄板部。第二部件14中的第二板状部18以外的部分可以采用任意形状。第一板状部16和第二板状部18相互叠合而构成层积部20。
如图1A和图1B所示，在第一板状部16中的位于与第二板状部18相反一侧的表面形成有圆形的凹部22，该凹部22为点焊机37的电极40(参照图3B)的压痕。即，凹部22具有与电极40的外形形状相对应的形状。
在第二板状部18上，从层积部20的层积方向俯视观察时，在与凹部22重叠的位置形成有三个圆形的通孔24。具体而言，各通孔24在俯视观察时其整体位于凹部22内，没有超出到凹部22的外侧。各通孔24的直径例如优选为凹部22的直径的10％以上40％以下的范围内的大小，更优选为20％以上30％以下的大小。若采用这样的大小，则能够切实可靠地将各通孔24整体配置在凹部22内。
在各通孔24的位于第一板状部16侧(凹部22侧)的开口缘部设置有圆角状的塌角面34，该塌角面34在后述的第二板状部18的孔形成工序时通过使用冲头(punch)32的冲孔加工而成形(参照图2A)。三个通孔24在俯视观察时，以各通孔24的中心线CL位于等边三角形T(多边形)的各顶点的方式配置(参照图1B)。另外，各通孔24的中心线CL位于与凹部22的中心C1(打点中心)大致等距离的位置。
三个通孔24也可以以各通孔24的中心线CL位于等边三角形T以外的三角形、例如等腰三角形等的各顶点的方式配置。通孔24的大小、形状和数量可以任意变更。即，通孔24也可以形成为椭圆形或者多边形。另外，通孔24的直径可以为不到凹部22的直径的10％的大小，也可以大于凹部22的直径的40％。
另外，通孔24也可以设置一个、两个或者四个以上。在通孔24为四个的情况下，这些通孔24以各通孔24的中心线CL位于正方形或者长方形的各顶点的方式配置。即，在通孔24为三个以上的情况下，多个通孔24以各通孔24的中心线CL位于多边形的各顶点的方式配置。另外，各通孔24还可以在俯视观察时其一部分超出到凹部22的外侧。即，各通孔24在俯视观察时其至少一部分与凹部22重叠即可。
第一板状部16具有进入各通孔24的三个鼓出部26。即，各鼓出部26为从第一板状部16的基部28向与凹部22相反的方向突出的凸部。在各鼓出部26的根部形成有圆角状的弯曲面27，该弯曲面27与第二板状部18的塌角面34接触。各鼓出部26封闭各通孔24整体，与构成通孔24的壁面接触。但是，鼓出部26也可以以封闭各通孔24的一部分的方式形成。
本实施方式所涉及的异种材料接合体10A基本上如上述那样构成，接着，对异种材料接合方法进行说明。在本实施方式的异种材料接合方法中，依次进行孔形成工序、叠合工序、加压通电工序和固化工序。
如图2A所示，在孔形成工序中，通过对第二板状部18实施冲孔加工来形成多个(三个)通孔24。具体而言，通过使作为上模的冲头32打穿载置于作为下模的冲模30的第二板状部18来形成通孔24。在这样形成的通孔24中，于冲头32的打穿方向的上侧的开口缘部形成有圆角状的塌角面34，在冲头32的打穿方向的下侧的开口缘部形成有毛刺36。
如图2B所示，在叠合工序中，通过将第一板状部16叠合在第二板状部18的塌角面34所处的一侧来形成层积部20。在这种情况下，能够防止第一板状部16因毛刺36而受到损伤。
如图3A所示，在加压通电工序中，由点焊机37的两个电极38、40对层积部20从层积方向进行夹持、加压，其中，点焊机37为电阻焊机。即，将两个电极38、40向相互接近的方向推压。此时，各电极38、40的轴线Ax位于以各通孔24的中心线CL为顶点的上述等边三角形T的中心上。另外，在第二板状部18的孔形成工序中形成的毛刺36与电极38接触而被除去。
并且，点焊机37的未图示的控制部根据规定的接合条件向这些电极38、40供给电流，据此使层积部20上产生焦耳热。这样一来，如图3B所示，第一板状部16熔化，通过电极40，第一板状部16的熔化部42被压入各通孔24内。即，第一板状部16的熔化部42流入各通孔24内。
接着，在固化工序中，所述控制部停止向电极38、40供给电流。这样一来，第一板状部16的熔化部42固化，在各通孔24内形成第一板状部16的鼓出部26(参照图1A)。据此，实现异种材料接合体10A的形成。之后，所述控制部使各电极38、40离开层积部20。
根据本实施方式，第一板状部16的鼓出部26进入到第二板状部18的通孔24内，因此，能够使用具有加压通电用的电极38、40的点焊机37切实可靠地将异种材料(第一板状部16和第二板状部18)相互接合。
另外，由于设有多处通孔24和鼓出部26，因此，能够提高第一板状部16和第二板状部18的接合强度。尤其是能够有效地提高以鼓出部26为中心的旋转方向的接合强度。
另外，由于多个通孔24设置为在俯视观察时，各通孔24的中心线CL位于多边形(等边三角形T)的各顶点，因此，能够有效地提高第一板状部16和第二板状部18的接合强度。
另外，在叠合工序中，由于第一板状部16叠合在第二板状部18中的在孔形成工序中于通孔24的开口缘部形成的塌角面34所处的一侧，因此，能够抑制毛刺36与第一板状部16接触而使第一板状部16受到损伤。
另外，由于在各鼓出部26的根部形成有与塌角面34接触的弯曲面27，因此，能够有效地提高各鼓出部26的根部的强度。
另外，各通孔24整体位于凹部22内，并且，各通孔24没有超出到凹部22的外侧。因此，能够有效率地使第一板状部16的鼓出部26进入第二板状部18的通孔24内。
本实施方式并不局限于上述的结构和方法。例如，如图4A所示，在异种材料接合体10A的第二板状部18上，替代通孔24，也可以形成有向与第一板状部16的基部28相反的一侧缩径成锥状的多个通孔24a。在这种情况下，在加压通电工序中，能够容易使第一板状部16的熔化部42流入各通孔24a内。
另外，如图4B所示，在第二板状部18上，替代通孔24，也可以形成有向第一板状部16的基部28缩径成锥状的多个通孔24b。在这种情况下，能够有效地提高层积部20的层积方向的接合强度。
(第二实施方式)
接着，对本发明的第二实施方式所涉及的异种材料接合体10B及异种材料接合方法进行说明。另外，在第二实施方式所涉及的异种材料接合体10B中，对与第一实施方式所涉及的异种材料接合体10A相同的结构要素标注相同的附图标记，并且省略详细的说明。
如图5A所示，异种材料接合体10B具有第一部件12、第二部件14和第三部件44。第三部件44由熔点比第一部件12高的材料、例如钢等铁基金属构成。在本实施方式中，第三部件44由与第二部件14相同的材料构成，但是，也可以由与第二部件14不同的材料构成。第三部件44并不局限于上述的例子，例如可以使用钛、钛合金、镁、镁合金和碳纤维增强塑料等具有导电性的树脂材料等。
第三部件44具有第三板状部46，该第三板状部46为薄板部。第三部件44中的第三板状部46以外的部分可以采用任意形状。通过按照第一板状部16、第二板状部18和第三板状部46的顺序进行叠合来构成层积部48。即，第三板状部46叠合于第二板状部18的与第一板状部16相反的一侧。
在第二板状部18和第三板状部46之间形成有熔核(nugget)50。即，第二板状部18和第三板状部46通过熔核50相互焊接在一起。如图5A和图5B所示，优选熔核50在俯视观察时位于上述的等边三角形T的内侧，并且没有超出到等边三角形T的外侧。换言之，优选熔核50的中心C2在俯视观察时位于所述等边三角形T的内侧。
在第三板状部46中的与第二板状部18相反一侧的表面形成有圆形的凹部52，该凹部52为点焊机37的电极38(参照图7B)的压痕。即，凹部52具有与电极38的外形形状相对应的形状。
本实施方式所涉及的异种材料接合体10B基本上如上述那样构成，接着，对异种材料接合方法进行说明。在本实施方式的异种材料接合方法中，依次进行孔形成工序、叠合工序、加压通电工序和固化工序。另外，孔形成工序与图2A所示的第一实施方式所涉及的孔形成工序相同，因此，省略其说明。
如图6所示，在叠合工序中，通过按照第一板状部16、第二板状部18和第三板状部46的顺序进行叠合来形成层积部48。此时，将第一板状部16配置在第二板状部18的塌角面34所处的一侧，将第三板状部46配置在第二板状部18中的与第一板状部16相反的一侧。换言之，第二板状部18被夹入第一板状部16和第三板状部46之间。
如图7A所示，在加压通电工序中，由点焊机37的两个电极38、40对层积部48从层积方向进行夹持、加压。此时，各电极38、40的轴线Ax位于以各通孔24的中心线CL为顶点的上述的等边三角形T的中心上。
并且，点焊机37的未图示的控制部根据规定的接合条件向这些电极38、40供给电流，据此使层积部48上产生焦耳热。这样一来，如图7B所示，第一板状部16熔化，通过电极40，第一板状部16的熔化部42(以下称为第一熔化部42)被压入各通孔24内。即，第一熔化部42流入各通孔24内。另外，在第二板状部18和第三板状部46之间产生的熔化部54(以下称为第二熔化部54)扩大。
接着，在固化工序中，所述控制部停止向电极38、40供给电流。这样一来，第一熔化部42固化，而在各通孔24内形成第一板状部16的鼓出部26，第二熔化部54固化而在第二板状部18和第三板状部46之间形成熔核50(参照图5A)。据此，实现异种材料接合体10B的形成。之后，所述控制部使各电极38、40离开层积部48。
本实施方式所涉及的异种材料接合体10B通过用电极38、40对层积部48加压通电来进行接合而得到，其中，层积部48通过按照第一板状部16、第二板状部18和第三板状部46的顺序对第一板状部16、熔点比第一板状部16高的第二板状部18和熔点比第一板状部16高的第三板状部46进行叠合而成，在第一板状部16中的与第二板状部18相反一侧的表面形成有凹部22，该凹部22为与电极40的外形形状相对应的形状，在第二板状部18和第三板状部46之间形成有熔核50，在第二板状部18，于相对于熔核50的中心C2向与层积部48的层积方向正交的面方向偏置的位置形成有通孔24，第一板状部16具有进入到通孔24的鼓出部26。
根据本实施方式，能够得到与第一实施方式相同的作用效果。另外，能够使用具有加压通电用的电极的接合机切实可靠地将第一板状部、第二板状部和第三板状部相互接合。
另外，由于熔核50的中心C2在俯视观察时位于等边三角形T(多边形)的内侧，因此，能够抑制通电时从熔核50传递给各通孔24的热量的不均。据此，能够使各鼓出部26的形成条件大致相同，因此，能够更有效地提高第一板状部16和第二板状部18的接合强度。
本实施方式并不局限于上述的结构和方法。例如，如图8A所示，在异种材料接合体10B的第二板状部18，替代通孔24，也可以形成有向与第一板状部16的基部28相反的一侧缩径成锥状的多个通孔24a。在这种情况下，在加压通电工序中，能够容易使第一板状部16的熔化部42流入各通孔24a内。
另外，如图8B所示，在第二板状部18，替代通孔24，也可以形成有向第一板状部16的基部28缩径成锥状的多个通孔24b。在这种情况下，能够有效地提高层积部48的层积方向的接合强度。
在上述的第一实施方式和第二实施方式中，优选点焊机37为用两个电极38、40夹持层积部20、48的形式的两侧点焊机，例如，也可以为仅在第一板状部16侧具有电极的形式的单侧点焊机。另外，也可以通过使用具有对层积部20、48加压通电的辊电极的辊缝焊机进行接合来得到异种材料接合体。
本发明所涉及的异种材料接合体及异种材料接合方法并不局限于上述的实施方式，其不脱离本发明的主旨就可以得到各种结构是不言而喻的。

Claims (13)

1.一种异种材料接合体(10A、10B)，通过用电极(38、40)对层积部(20、48)加压通电来进行接合而得到，其中，所述层积部(20、48)包括将第一板状部(16)和熔点比所述第一板状部(16)高的第二板状部(18)相互叠合而成的结构，其特征在于，
在所述第一板状部(16)中的与所述第二板状部(18)相反的一侧的表面形成有凹部(22)，该凹部(22)为与所述电极(40)的外形形状相对应的形状，
在所述第二板状部(18)形成有通孔(24、24a、24b)，
所述第一板状部(16)具有进入到所述通孔(24、24a、24b)内的鼓出部(26)。
2.根据权利要求1所述的异种材料接合体(10A)，其特征在于，
所述通孔(24、24a、24b)在从所述层积部(20)的层积方向俯视观察时，在与所述凹部(22)重叠的位置设置有多个，
所述鼓出部(26)以进入各所述通孔(24、24a、24b)的方式设置有多个。
3.根据权利要求2所述的异种材料接合体(10A)，其特征在于，
多个所述通孔(24、24a、24b)在所述俯视观察时以各所述通孔(24、24a、24b)的中心线(CL)位于多边形的各顶点的方式配置。
4.根据权利要求1所述的异种材料接合体(10B)，其特征在于，
所述层积部(48)通过将熔点比所述第一板状部(16)高的第三板状部(46)叠合在所述第二板状部(18)中的与所述第一板状部(16)相反的一侧而构成，
在所述第二板状部(18)和所述第三板状部(46)之间形成有熔核(50)，
在所述第二板状部(18)，于相对于所述熔核(50)的中心(C2)向与所述层积部(20、48)的层积方向正交的面方向偏置的位置形成有通孔(24、24a、24b)。
5.根据权利要求4所述的异种材料接合体(10B)，其特征在于，
所述通孔(24、24a、24b)在从所述层积部(48)的层积方向俯视观察时，以所述通孔(24、24a、24b)的中心线(CL)位于多边形的各顶点的方式在与所述凹部(22)重叠的位置设置有多个，
所述鼓出部(26)以进入各所述通孔(24、24a、24b)的方式设置有多个，
所述熔核(50)的中心(C2)在所述俯视观察时位于所述多边形的内侧。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的异种材料接合体(10A、10B)，其特征在于，
在所述鼓出部(26)的根部形成有弯曲面(27)，该弯曲面(27)与形成于所述通孔(24、24a、24b)的开口缘部的塌角面(34)接触。
7.根据权利要求2、3、5中任一项所述的异种材料接合体(10A、10B)，其特征在于，
各所述通孔(24、24a、24b)整体位于所述凹部(22)内，并且该通孔(24、24a、24b)没有超出到所述凹部(22)的外侧。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的异种材料接合体(10A、10B)，其特征在于，
所述通孔(24a)向与所述第一板状部(16)的基部(28)相反的一侧缩径成锥状。
9.根据权利要求1～5中任一项所述的异种材料接合体(10A、10B)，其特征在于，
所述通孔(24b)向所述第一板状部(16)的基部(28)缩径成锥状。
10.一种异种材料接合方法，通过用电极(38、40)对层积部(20)加压通电来进行接合，其中，所述层积部(20)通过将第一板状部(16)和熔点比所述第一板状部(16)高的第二板状部(18)相互叠合而成，其特征在于，进行如下工序：
孔形成工序，在第二板状部(18)形成通孔(24、24a、24b)；
叠合工序，在所述孔形成工序之后，将所述第一板状部(16)和第二板状部(18)相互叠合来形成所述层积部(20)；
加压通电工序，在所述叠合工序之后，通过用所述电极(38、40)对所述层积部(20、48)进行加压通电，来使所述第一板状部(16)熔化而流入所述通孔(24、24a、24b)内；
固化工序，通过停止所述电极(38、40)对所述层积部(20)的通电，来使所述第一板状部(16)固化而在所述通孔(24、24a、24b)内形成鼓出部(26)。
11.根据权利要求10所述的异种材料接合方法，其特征在于，
在所述孔形成工序中，通过对所述第二板状部(18)实施冲孔加工来形成所述通孔(24、24a、24b)，
在所述叠合工序中，将第一板状部(16)叠合在第二板状部(18)中的在所述孔形成工序中于所述通孔(24、24a、24b)的开口缘部形成的塌角面(34)所处的一侧。
12.一种异种材料接合方法，通过用电极(38、40)对层积部(48)加压通电来进行接合，其中，所述层积部(48)通过将第一板状部(16)、熔点比所述第一板状部(16)高的第二板状部(18)和熔点比所述第一板状部(16)高的第三板状部(46)相互叠合而成，其特征在于，进行如下工序：
孔形成工序，在所述第二板状部(18)形成通孔(24、24a、24b)；
叠合工序，在所述孔形成工序之后，按照所述第一板状部(16)、所述第二板状部(18)和所述第三板状部(46)的顺序进行叠合来形成所述层积部(48)；
加压通电工序，在所述叠合工序之后，以使所述电极(38、40)的轴线(Ax)相对于所述通孔(24、24a、24b)向与所述层积部(48)的层积方向正交的面方向偏置的方式用所述电极(38、40)对所述层积部(20、48)加压通电，由此使所述第一板状部(16)熔化而流入所述通孔(24、24a、24b)内，并且在所述第二板状部(18)和所述第三板状部(46)之间形成熔化部(54)；
固化工序，通过停止所述电极(38、40)对所述层积部(48)的通电，来使所述第一板状部(16)固化而在所述通孔(24、24a、24b)内形成鼓出部(26)，并且使所述熔化部(54)固化而形成熔核(50)。
13.根据权利要求12所述的异种材料接合方法，其特征在于，
在所述孔形成工序中，通过对所述第二板状部(18)实施冲孔加工来形成所述通孔(24、24a、24b)，
在所述叠合工序中，将第一板状部(16)叠合在第二板状部(18)中的在所述孔形成工序中于所述通孔(24、24a、24b)的开口缘部形成的塌角面(34)所处的一侧。
CN201710827785.3A 2016-09-16 2017-09-14 异种材料接合体及异种材料接合方法 Active CN107824951B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016181146A JP6314192B2 (ja) 2016-09-16 2016-09-16 異材接合体及び異材接合方法
JP2016-181146 2016-09-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107824951A true CN107824951A (zh) 2018-03-23
CN107824951B CN107824951B (zh) 2020-10-16

Family

ID=61618216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710827785.3A Active CN107824951B (zh) 2016-09-16 2017-09-14 异种材料接合体及异种材料接合方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10717146B2 (zh)
JP (1) JP6314192B2 (zh)
CN (1) CN107824951B (zh)
CA (1) CA2979104C (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109048013A (zh) * 2018-08-03 2018-12-21 首钢集团有限公司 一种基于多足连接件的异种材料连接装置
CN111112813A (zh) * 2018-10-31 2020-05-08 丰田自动车株式会社 异种材料接合方法
CN113001001A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于电阻点焊的组合堆垛装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900010503A1 (it) * 2019-07-01 2021-01-01 Univ Degli Studi Dellaquila Metodo per realizzare una giunzione meccanica tra due materiali di cui almeno uno conduttore
WO2023036800A1 (en) * 2021-09-07 2023-03-16 Katholieke Universiteit Leuven Method for producing a resistance welded joint and joint thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4332730C2 (de) * 1993-09-25 1996-01-25 Rietbergwerke Gmbh & Co Kg Hohlwand und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP2005021946A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Masao Hondo 異種金属部材の接合方法
JP2010240678A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Seki Kogyo Kk プレート積層構造、プレート補強構造、プレート接続構造及びプレート積層方法
US20140079908A1 (en) * 2011-05-25 2014-03-20 Teijin Limited Joined Body
CN104973132A (zh) * 2014-04-10 2015-10-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 扁平构件装置、车辆车身和用于焊接的方法
JP2016059954A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 新日鐵住金株式会社 抵抗スポット溶接方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170361540A1 (en) * 2016-06-16 2017-12-21 GM Global Technology Operations LLC Ultrasonic welding of dissimilar sheet materials

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4332730C2 (de) * 1993-09-25 1996-01-25 Rietbergwerke Gmbh & Co Kg Hohlwand und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP2005021946A (ja) * 2003-07-03 2005-01-27 Masao Hondo 異種金属部材の接合方法
JP2010240678A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Seki Kogyo Kk プレート積層構造、プレート補強構造、プレート接続構造及びプレート積層方法
US20140079908A1 (en) * 2011-05-25 2014-03-20 Teijin Limited Joined Body
CN104973132A (zh) * 2014-04-10 2015-10-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 扁平构件装置、车辆车身和用于焊接的方法
JP2016059954A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 新日鐵住金株式会社 抵抗スポット溶接方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109048013A (zh) * 2018-08-03 2018-12-21 首钢集团有限公司 一种基于多足连接件的异种材料连接装置
CN109048013B (zh) * 2018-08-03 2021-08-17 首钢集团有限公司 一种基于多足连接件的异种材料连接装置
CN111112813A (zh) * 2018-10-31 2020-05-08 丰田自动车株式会社 异种材料接合方法
CN111112813B (zh) * 2018-10-31 2022-04-29 丰田自动车株式会社 异种材料接合方法
CN113001001A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于电阻点焊的组合堆垛装置
US11471972B2 (en) 2019-12-20 2022-10-18 GM Global Technology Operations LLC Combined stackup apparatus for resistance spot welding

Also Published As

Publication number Publication date
US10717146B2 (en) 2020-07-21
CN107824951B (zh) 2020-10-16
US20180079025A1 (en) 2018-03-22
JP6314192B2 (ja) 2018-04-18
CA2979104C (en) 2018-11-06
CA2979104A1 (en) 2018-03-26
JP2018043279A (ja) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107824951A (zh) 异种材料接合体及异种材料接合方法
CN109562474B (zh) 接合结构
JP5899938B2 (ja) 二次電池の製造方法、二次電池
JP7426564B2 (ja) 溶接方法
CN108778609B (zh) 接合结构
JP7407354B2 (ja) レーザ溶接方法
JP5612348B2 (ja) 抵抗溶接構造及び抵抗溶接方法並びに被溶接部材及びその製造方法
CN106181139A (zh) 结构部件和制造这种部件的方法
JP2010240678A (ja) プレート積層構造、プレート補強構造、プレート接続構造及びプレート積層方法
US20150060530A1 (en) Shear bonding device and shear bonding method of metal plates
JP4223515B2 (ja) 金属板接合構造
JP7010720B2 (ja) 抵抗スポット溶接方法
CN105531066A (zh) 电阻点焊方法以及焊接结构件
JP6288234B2 (ja) 抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法並びにプロジェクション溶接のための突起の形状
CN109996638A (zh) 薄片的叠层的磁脉冲钎焊方法
WO2018042471A1 (ja) 結合装置
WO2018042472A1 (ja) 結合装置
JPS6368279A (ja) 積層鋼板のスポツト溶接方法
JP2013240810A (ja) 抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法
JP6294073B2 (ja) 抵抗器の製造方法
US7053330B2 (en) Projection weld-bonding system and method
JP6815647B2 (ja) 金属樹脂接合体の製造方法
KR101296993B1 (ko) 초음파 접합 장치
JP6873777B2 (ja) 金属部材の接合方法
JPWO2019171659A1 (ja) 接合構造及び接合方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant