CN109641307A - 异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头 - Google Patents

异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头 Download PDF

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Abstract

异材焊接接头（1）具备铝合金或镁合金制的上板（10）、以及电弧点焊于上板（10）的钢制的下板（20）；上板（10）具有面向与下板（20）叠合的叠合面的孔（11）。异材焊接接头（1）还具备钢制的接合辅助部件（30），所述接合辅助部件（30）具有拥有向设在上板（10）的孔（11）插入的插入部（31）和非插入部（32）的带台阶的外形形状，并且形成将插入部（31）及非插入部（32）贯通的中空部（33）。接合辅助部件（30）的中空部（33）被用铁合金或Ni合金的焊接金属（40）填充，并且由焊接金属（40）和熔融的下板（20）及接合辅助部件（30）的一部分形成熔融部（W）。

Description

异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头
技术领域
本发明涉及异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头。
背景技术
在以汽车为代表的输送设备中，以（a）作为有限资源的石油燃料消耗、（b）随着燃烧发生的作为地球温暖化气体的CO2、（c）行驶成本这样的各种抑制为目的，总是要求行驶燃耗的改进。作为其手段，除了电驱动的利用等动力系统技术的改善以外，车体重量的轻量化也是改善对策之一。在轻量化中，有将成为目前的主要材料的钢置换为作为轻量坯材的铝合金、镁合金、碳纤维等的手段。但是，全部置换为这些轻量坯材有成为高成本化或强度不足这样的课题，作为解决对策，将钢和轻量坯材以合适坯材合适地方组合的被称作所谓多材料（multi-material）的设计方法受到关注。
为了将钢与上述轻量坯材组合，必然出现将它们接合的部位。已知在钢彼此或铝合金彼此、镁合金彼此间较容易的焊接在异材间是很困难的。其理由在于，在钢与铝或镁的熔融混合部生成很脆的性质的金属间化合物（IMC），在拉伸或冲击这样的外部应力下熔融混合部容易破坏。因此，在异材接合中不能采用电阻点焊法或电弧焊接法这样的焊接法，而一般使用其他的接合法。钢与碳纤维的接合也由于后者不是金属，所以不能使用焊接。
作为以往的异材接合技术的例子，可以举出在钢坯材和轻量坯材的两者设置贯通孔而用螺栓和螺母从上下约束的手段。此外，作为另一例，已知有将铆接部件施加强力的压力而从单侧插入、借助铆接效果进行约束的手段（例如，参照专利文献1）。
进而，作为另一例，提出了以下的手段：通过将钢制的接合部件作为冲头压入到铝合金坯材中，将开孔和接合部件临时约束，接着与钢坯材叠合，从上下两方用铜电极夹入，瞬间性地施加压力和高电流，将钢坯材和接合部件电阻焊接（例如，参照专利文献2）。
此外，作为另一例，还开发了使用摩擦搅拌接合工具将铝合金与钢的坯材彼此直接接合的手段（例如，参照专利文献3）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－174219号公报
专利文献2：日本特开2009－285678号公报
专利文献3：日本特许第5044128号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是，借助螺栓和螺母的接合法在钢坯材和轻量坯材构成闭截面构造那样的情况下（参照17A），不能装入螺母而不能应用。此外，在能够应用的开截面构造的接头的情况下（参照图17B、图17C），也有为了将螺母转动装入而需要时间、效率较差的课题。
此外，专利文献1所记载的接合法虽然是比较容易的方法，但在钢的强度较高的情况下有不能插入的问题，并且由于接合强度依存于摩擦力和铆接部件的刚性，所以有不能得到较高的接合强度的问题。此外，由于在插入时需要从表、背两侧用夹具推入，所以还有不能应用于闭截面构造的课题。
进而，专利文献2所记载的接合法也不能应用于闭截面构造，此外，电阻焊接法有设备非常昂贵的课题。
专利文献3所记载的接合法还有以下的研究成果：通过一边使铝合金坯材在低温区域塑性流动一边向钢坯材面施加压力，两坯材不会相互熔融，能够在防止金属间化合物的生成的同时得到金属结合力，钢与碳纤维也能够接合。但是，本接合法也不能应用于闭截面构造，此外，由于需要较高的压力，所以在机械上变得大型，有较昂贵的问题。此外，作为接合力也不怎么高。
因而，已有的异材接合技术有（i）部件或坡口形状限定于开截面构造、（ii）接合强度较低、（iii）设备成本较昂贵这样的一个以上的问题。因此，为了使将各种坯材组合的多材料设计普及，要求兼具备（i’）能够应用于开截面构造和闭截面构造的两者、（ii’）接合强度足够高、并且可靠性也较高、（iii’）较低成本的全部要素的容易使用的新技术。
本发明是鉴于前述课题而做出的，其目的在于提供能够将铝合金（以下也称作“Al合金”）或镁合金（以下也称作“Mg合金”）与钢这样的异材使用已经在世界普及的便宜的电弧焊接设备牢固且以可靠性较高的品质接合、并且对于开截面构造及闭截面构造都能够没有限制地应用的异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头。
用来解决课题的手段
这里，如果要使Al合金或Mg合金与钢熔融接合，则如上述那样不能避免金属间化合物（IMC）的生成。另一方面，钢彼此的焊接呈现最高的接合强度和可靠性在科学上及实际成绩中都是显而易见的。
所以，本发明者们设计了使用钢彼此的焊接作为结合力、另一方面不使Al合金或Mg合金熔融、以约束力达成与钢的接合的手段。
因而，本发明的上述目的通过下述的结构达成。
（1）一种异材接合用电弧点焊法，将铝合金或镁合金制的第1板与钢制的第2板接合，具备：在前述第1板开设孔的工序；将前述第1板与前述第2板叠合的工序；将钢制的接合辅助部件向设在前述第1板的孔插入的工序，所述接合辅助部件具有拥有插入部和非插入部的带台阶的外形形状并且形成有将前述插入部及前述非插入部贯通的中空部；以及通过以下的（a）～（e）的任一种方法将前述接合辅助部件的中空部用焊接金属填充、并将前述第2板及前述接合辅助部件焊接的工序，
（a）使用能得到铁合金或Ni合金的前述焊接金属的焊丝作为熔极的气体保护电弧焊接法，
（b）使用前述焊丝作为熔极的无气体保护电弧焊接法，
（c）使用前述焊丝作为非熔极填料的气体保护钨极电弧焊接法，
（d）使用前述焊丝作为非熔极填料的等离子电弧焊接法，
（e）使用能得到铁合金或Ni合金的前述焊接金属的涂药电弧焊条作为熔极的涂药电弧焊接法。
（2）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述第2板，通过拉深加工而形成隆起部；在前述叠合工序中，将前述第2板的隆起部配置到前述第1板的孔内。
（3）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述叠合工序之前，还具备在前述第1板与前述第2板的至少一方的叠合面在前述孔的周围遍及整周涂敷粘接剂的工序。
（4）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述插入工序中，向前述接合辅助部件的非插入部与对置于该非插入部的前述第1板之间的至少一方的对置面涂敷粘接剂。
（5）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述插入工序时或前述填充焊接工序后，向前述接合辅助部件的非插入部与前述第1板的表面的边界部涂敷粘接剂。
（6）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的插入部的高度PH1为前述第1板的板厚BH的10%以上100%以下。
（7）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的插入部的直径PD1相对于前述第1板的孔的直径BD为80%以上105%以下。
（8）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的非插入部的直径PD2相对于前述第1板的孔的直径BD为105%以上。
（9）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的非插入部的高度PH2为前述第1板的板厚BH的50%以上150%以下。
（10）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述填充焊接工序中，在前述接合辅助部件的表面上形成堆高，并且前述堆高的直径WD相对于前述接合辅助部件的中空部的直径PS成为105%以上。
（11）一种接合辅助部件，在（1）～（10）中任一项所述的异材接合用电弧点焊法中使用；为钢制且具有拥有插入部和非插入部的带台阶的外形形状，并且形成有将前述插入部及前述非插入部贯通的中空部。
（12）一种异材焊接接头，具备铝合金或镁合金制的第1板和电弧点焊于该第1板的钢制的第2板，前述第1板具有面向与前述第2板叠合的叠合面的孔；还具备钢制的接合辅助部件，所述接合辅助部件具有拥有向设在前述第1板的孔插入的插入部和非插入部的带台阶的外形形状并且形成有将前述插入部及前述非插入部贯通的中空部；前述接合辅助部件的中空部被用铁合金或Ni合金的焊接金属填充，并且由前述焊接金属和熔融的前述第2板及前述接合辅助部件的一部分形成熔融部。
（13）如（12）所述的异材焊接接头，形成于前述第2板的隆起部被配置在前述第1板的孔内。
（14）如（12）所述的异材焊接接头，具备在前述第1板和前述第2板的至少一方的前述叠合面在前述孔的周围遍及整周设置的粘接剂。
（15）如（12）所述的异材焊接接头，具备设置在前述接合辅助部件的非插入部与对置于该非插入部的前述第1板之间的至少一方的对置面的粘接剂。
（16）如（12）所述的异材焊接接头，具备设置在前述接合辅助部件的非插入部与前述第1板的表面的边界部的粘接剂。
（17）如（12）所述的异材焊接接头，前述接合辅助部件的插入部的高度PH1为前述第1板的板厚BH的10%以上100%以下。
（18）如（12）所述的异材焊接接头，前述接合辅助部件的插入部的直径PD1相对于前述第1板的孔的直径BD为80%以上105%以下。
（19）如（12）所述的异材焊接接头，前述接合辅助部件的非插入部的直径PD2相对于前述第1板的孔的直径BD为105%以上。
（20）如（12）所述的异材焊接接头，前述接合辅助部件的非插入部的高度PH2为前述第1板的板厚BH的50%以上150%以下。
（21）如（12）所述的异材焊接接头，在前述接合辅助部件的表面上形成堆高，并且前述堆高的直径WD相对于前述接合辅助部件的中空部的直径PS成为105%以上。
发明效果
根据本发明，能够将铝合金或镁合金与钢这样的异材使用便宜的电弧焊接设备牢固且以可靠性较高的品质接合，并且对于开截面构造及闭截面构造都能够没有限制地应用。
附图说明
图1A是有关本发明的一实施方式的异材焊接接头的立体图。
图1B是沿着图1A的I－I线的异材焊接接头的剖视图。
图2A是表示本实施方式的异材接合用电弧点焊法的开孔作业的图。
图2B是表示本实施方式的异材接合用电弧点焊法的叠合作业的图。
图2C是表示本实施方式的异材接合用电弧点焊法的插入作业的图。
图2D是表示本实施方式的异材接合用电弧点焊法的焊接作业的图。
图3A是表示开孔作业的一例的第1工序的图。
图3B是表示开孔作业的一例的第2工序的图。
图3C是表示开孔作业的一例的第3工序的图。
图3D是表示开孔作业的一例的第4工序的图。
图4A是用来说明焊接金属的熔深的异材焊接接头的剖视图。
图4B是用来说明焊接金属的熔深的异材焊接接头的剖视图。
图5A是表示相互离开的板宽方向的外力作用于上板和下板的状态的异材焊接接头的剖视图。
图5B是表示在形成有金属间化合物的情况下、相互离开的板宽方向的外力作用于上板和下板的状态的异材焊接接头的剖视图。
图6是表示相互离开的板厚方向的外力作用于上板和下板的状态的异材焊接接头的剖视图。
图7A是表示在上板与下板之间存在空隙的电弧焊接前的状态的上板、下板及接合辅助部件的剖视图。
图7B是将电弧焊接后的状态与热收缩力一起表示的异材焊接接头的剖视图。
图8是用来说明接合辅助部件的尺寸关系的上板、下板及接合辅助部件的剖视图。
图9A是用来说明异材接合用电弧点焊法的第1变形例的上板和下板的立体图。
图9B是用来说明异材接合用电弧点焊法的第1变形例的上板和下板的剖视图。
图10A是用来说明异材接合用电弧点焊法的第2变形例的上板和下板的立体图。
图10B是用来说明异材接合用电弧点焊法的第2变形例的上板和下板的剖视图。
图11A是用来说明异材接合用电弧点焊法的第3变形例的上板、下板及接合辅助部件的立体图。
图11B是用来说明异材接合用电弧点焊法的第3变形例的上板、下板及接合辅助部件的剖视图。
图12是表示在第3变形例中以横向姿势实施电弧焊接的状态的图。
图13A是用来说明异材接合用电弧点焊法的第4变形例的异材焊接接头的立体图。
图13B是用来说明异材接合用电弧点焊法的第4变形例的异材焊接接头的剖视图。
图14A是表示图1的接合辅助部件的俯视图、侧视图及仰视图。
图14B是表示接合辅助部件的变形例的俯视图、侧视图及仰视图。
图14C是表示接合辅助部件的其他变形例的俯视图、侧视图及仰视图。
图15是用来说明异材接合用电弧点焊法及异材焊接接头的第5变形例的剖视图。
图16A是表示在第5变形例的异材接合用电弧点焊法中、在通过拉深加工而形成了隆起部的下板叠合上板的工序的剖视图。
图16B是表示在第5变形例的异材接合用电弧点焊法中、向叠合于通过拉深加工而形成了隆起部的下板的上板的孔插入接合辅助部件的工序的剖视图。
图16C是表示在第5变形例的异材接合用电弧点焊法中、下板的隆起部和接合辅助部件的隆起部被配置在上板的孔内的状态的剖视图。
图17A是表示应用了本实施方式的异材焊接接头的闭截面构造的立体图。
图17B是表示应用了本实施方式的异材焊接接头的、由L字板和平板形成的开截面构造的立体图。
图17C是表示应用了本实施方式的异材焊接接头的、由两片平板形成的开截面构造的立体图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明有关本发明的一实施方式的异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头。
本实施方式的异材接合用电弧点焊法，是通过将相互叠合的铝合金或镁合金制的上板10（第1板）与钢制的下板20（第2板）经由钢制的接合辅助部件30借助后述的电弧点焊法接合、来得到图1A及图1B所示那样的异材焊接接头1的方法。
在上板10，设置有沿板厚方向贯通并面向下板20的叠合面的孔11，向该孔11插入接合辅助部件30。
接合辅助部件30具有拥有向上板10的孔11插入的插入部31和向上板10的上表面配置的凸缘形状的非插入部32的带台阶的外形形状。此外，在接合辅助部件30，形成有将插入部31及非插入部32贯通的中空部33。另外，非插入部32的外形形状并不限定于图1A所示那样的圆形，可以做成任意的形状。此外，中空部33的形状也并不限定于圆形，可以做成任意的形状。
进而，在接合辅助部件30的中空部33，填充通过电弧点焊而填料材（焊接材料）熔融的铁合金或Ni合金的焊接金属40，并且由焊接金属40和熔融的下板20及接合辅助部件30的一部分形成熔融部W。
以下，参照图2A～图2D对构成异材焊接接头1的异材接合用电弧点焊法进行说明。
首先，如图2A所示，进行在上板10开设孔11的开孔作业（步骤S1）。接着，如图2B所示，进行将上板10与下板20叠合的叠合作业（步骤S2）。进而，图2C所示，将接合辅助部件30的插入部31从上板10的上表面向上板10的孔11插入（步骤S3）。然后，如图2D所示，通过进行以下详述的（a）熔极式气体保护电弧焊接法、（b）无气体保护电弧焊接法、（c）气体保护钨极电弧焊接法、（d）等离子电弧焊接法、（e）涂药电弧焊接法的任一种的电弧焊接作业，将上板10与下板20接合（步骤S4）。另外，图2D表示使用（a）熔极式气体保护电弧焊接法进行电弧焊接作业的情况。
作为步骤S1的开孔作业的具体的方法，可以举出a）使用电钻或钻床这样的旋转工具的切削、b）使用冲头的冲切、c）使用金属模的压模冲压。
此外，作为特殊的方法，如图3A～图3D所示，将接合辅助部件30自身作为冲头，使固定着接合辅助部件30的上台座51相对于配置有上板10的下台座50接近并实施冲切加工，从而同时进行步骤S1的开孔作业和步骤S3的接合辅助部件30的插入作业。但是，在此情况下，母材片M为进入中空部33的原状的情况少有，而会成为电弧焊接时的妨碍，所以需要将母材片M去除。
因而，在该方法的情况下，将步骤S2的叠合作业和步骤S3的接合辅助部件30的插入作业在工序顺序上调换。
此外，步骤S4的电弧焊接作业为了将接合辅助部件30与下板20接合并将设置于接合辅助部件30的中空部33填充而需要。因而，在电弧焊接中成为填充材的填料材（焊接材料）的插入为不可或缺的。具体而言，通过以下的4个电弧焊接法，填料材熔融而形成焊接金属40。
（a）熔极式气体保护电弧焊接法是一般被称作MAG（熔化极活性气体保护焊）或MIG（熔化极惰性气体保护焊）的焊接法，是使用实芯焊丝或填充焊剂的焊丝作为填料兼电弧发生熔极、用CO2、Ar、He这样的保护气体将焊接部从大气遮断来形成健全的焊接部的方法。
（b）无气体保护电弧焊接法也被称作自保护电弧焊接法，是使用特殊的填充焊剂的焊丝作为填料兼电弧发生熔极、另一方面不需要保护气体而形成健全的焊接部的手段。
（c）气体保护钨极电弧焊接法是气体保护电弧焊接法的一种，但为非熔极式，一般也被称作TIG（钨极惰性气体保护焊）。保护气体使用Ar或He的非活性气体。在钨电极与母材之间发生电弧，将填料丝从横向向电弧进给。
一般，填料丝不被通电，但也有使其通电来提高熔融速度的热丝方式TIG。在此情况下，在填料丝不发生电弧。
（d）等离子电弧焊接法与TIG原理相同，但为通过气体的二重系统化和高速化使电弧紧缩而提高了电弧力的焊接法。
（e）涂药电弧焊接法是使用在金属的芯线涂敷有焊剂的涂药电弧焊条作为填料的电弧焊接法，不需要保护气体。
关于填料材（焊接材料）的材质，如果焊接金属40为Fe合金，则可以应用一般使用的焊接用丝。另外，即使是Ni合金，在与铁的焊接中也不发生不良状况，所以可以应用。
具体而言，作为JIS，流通有（a）Z3312、Z3313、Z3317、Z3318、Z3321、Z3323、Z3334，（b）Z3313，（c）Z3316、Z3321、Z3334，（d）Z3211、Z3221、Z3223、Z3224；作为AWS（AmericanWelding Society；美国焊接学会），流通有（a）A5.9、A5.14、A5.18、A5.20、A5.22、A5.28、A5.29、A5.34，（b）A5.20，（c）A5.9、A5.14、A5.18、A5.28，（d）A5.1、A5.4、A5.5、A5.11这样的规格材。
使用这些电弧焊接法将接合辅助部件30的中空部33用填料材填充，但一般不需要使填料丝或焊条的目标位置移动，只要经过适当的进给时间将电弧切断而使焊接结束就可以。但是，在中空部33的面积较大的情况下，也可以使填料丝或焊条的目标位置以在中空部内描绘圆的方式移动。
焊接金属40优选的是将接合辅助部件30的中空部33填充，再在接合辅助部件30的表面形成堆高Wa（参照图1B）。这是因为，如果为没有形成堆高即中空部33在焊接后在外观上残留的状态，则接合强度有可能成为不足。特别是，对于板厚方向（三维方向）的外部应力，形成堆高能得到较高的强度。
另一方面，关于与堆高侧相反侧的熔深，如图4A所示，需要将下板20适度地熔融。另外，即使如图4B所示熔化直到越过下板20的板厚而形成焊接金属40的出现所谓背面波形的状态也没有问题。
但是，如果下板20不熔化，而只是焊接金属40搭载，则不能得到较高的强度。此外，需要以焊接金属40不过深地熔透、焊接金属40和下板20不熔掉的方式进行焊接。
借助以上的作业，将Al合金或Mg合金制的上板10与钢制的下板20以较高的强度接合。
此外，在上述电弧点焊法中使用的钢制的接合辅助部件30起到以下的4个作用。
第1效果是用来避免Al合金或Mg合金的熔融的防护壁作用。在Al合金或Mg合金的接合部最容易熔融的部位是孔11的内表面或该内表面的周围的表面。通过将这些面用接合辅助部件30覆盖，防止电弧焊接的热直接传递给Al合金或Mg合金，防止与钢混合而形成金属间化合物（IMC）。如果电弧焊接的熔深范围仅为接合辅助部件30和下板20，则Al或Mg向焊接金属40的稀释成为零，完全防止IMC。
因而，只要焊接金属40具有延展性和适度的强度，如图5A所示，焊接金属40就作为对于板宽方向（二维方向）的外部应力的阻力作用发挥作用。
另一方面，在本实施方式中不需要IMC的发生为零，而容许IMC的稍稍的形成。这是因为，即使如图5B所示在孔11的内表面形成IMC，只要焊接金属40具有延展性和适度的强度，焊接金属40就作为对于向板宽方向（二维方向）的外部应力的阻力作用发挥作用，所以在焊接金属40的周围形成的IMC层的影响较小。此外，虽然IMC是脆性的，但即使作为构造体作用拉伸应力，在接合部也成为同时作用压缩应力和拉伸应力的结构，对于压缩力，IMC维持充分的强度，所以IMC层的形成不带来破坏传播。因而，接合辅助部件30的插入部31并不需要一定与上板10的板厚相同。
作为第2效果，接合辅助部件30当板厚方向的外部应力换言之剥下的应力作用时起到带来阻力的主体性作用。如上述那样，相对于板宽方向（二维方向），焊接金属40作为阻力体发挥作用，但对于与板厚方向（三维方向）对应的应力，容易发生焊接金属40与上板10的界面剥离而掉落的所谓“脱落”。
另一方面，在本实施方式中，接合辅助部件30将具有比孔11大的面积的非插入部32配置在上板10的上表面，所以即使是图6的箭头所示那样的向板厚方向的外力作用的情况，也能防止脱落。因此，接合辅助部件30的外形形状需要做成直径不同的两台阶构造。
此外，通过电弧焊接工序，将接合辅助部件30、焊接金属40及下板20借助牢固的金属结合接合，结果，接合辅助部件30的非插入部32对于向板厚方向的外部应力成为阻力体。
详细情况后述，但非插入部32直径越大且厚度越大则对于板厚方向（三维方向）的外部应力越增加强度，所以是优选的。但是，如果非插入部32大到所需以上，则产生重量增加主要原因，或因从上板10的表面的伸出过多而美的外观劣化或与接近的其他部件的干涉。因此，非插入部32的尺寸根据所需设计而决定。
作为第3效果，是当将作为Al合金或Mg合金的上板19与作为钢的下板20叠合时、在叠合面发生的空隙（缝隙）g1的最小化（参照图7A）。在电弧焊接工序中，由于焊接金属40热收缩，所以此时向下板20和接合辅助部件30的非插入部32一起接近的方向作用力。由此，即使在焊接前有稍微的空隙g1，如图7B所示，在焊接后空隙g1也减小，接合部的设计精度提高。
作为第4效果，接合辅助部件30具有帮助定位的作用。期待上述3个力学性效果而将接合辅助部件30向上板10的孔11插入，但接合辅助部件30的插入部31除了在第1个中叙述的防止上板10的熔融以外，还有成为可靠地决定插入位置而安设的指标的作用。如果没有插入部31，就没有了将接合辅助部件30与孔11同轴地配置的基准。假如将接合辅助部件30配置到从孔11偏离的地方并进行电弧焊接，则有下述可能性：接合辅助部件30、焊接金属40及下板20的一体化接合变得不完全，或者，进而将Al合金或Mg合金的上板10熔融，焊接金属40发生IMC化而成为脆性，接头结合力显著地不足。
另外，钢制的接合辅助部件30的材质只要是纯铁及铁合金就可以，没有被特别限制，例如可以举出软钢、碳素钢、不锈钢等。
此外，接合辅助部件30的各种尺寸如图8所示，通过与上板10的关系而如以下这样设定。
･插入部高度PH1
将插入部高度PH1设计为上板10的板厚BH的10%以上100%以下。接合辅助部件30的插入部31有上述的接合辅助部件30的第1效果（Al、Mg的上板10的焊接工序时的熔融量减少）及第4效果（定位帮助效果）。插入部高度PH1越大，越防止电弧热向上板10的传递，所以第1个效果变高，是优选的。但是，如果插入部高度PH1超过上板10的板厚BH而变大，则在上板10和下板20间出现缝隙，所以不优选。因而，插入部高度PH1的上限相对于板厚BH为100%。另一方面，如果比10%小，则不能得到第1效果，由上板10的熔融造成的焊接金属40的脆化变得显著。此外，也不能得到第4效果。因而，插入部高度PH1的下限为10%。
･插入部直径PD1
将插入部直径PD1设计为相对于上板10的孔11的直径BD为80%以上105%以下。关于向上板10的横向（二维方向）的移动的阻力，作为第3效果的伴随着接合辅助部件30与下板20的焊接的热收缩力也发挥辅助性作用，但在主体上，借助设置于上板10的孔11的壁面与接合辅助部件30的插入部31的物理的接触（第1效果），成为向上板10的横向（二维方向）的移动的较大的阻力。在后者的情况下，在接合状态下在接合辅助部件30的插入部31与上板10的孔11间没有间隙的状态是最优的。因而，插入部直径PD1与孔11的直径BD相同（100%）为理想的。但是，即使接合辅助部件30的插入部31的直径稍大，由于能够将上板10的孔11周围的弹性变形量强制地压入，所以也没有问题。插入部直径PD1的实用性的上限相对于孔11的直径BD为105%。另一方面，如果发生间隙，则容易相对于横向的力发生偏移，所以是不优选的，但在移动了间隙量之后，双方接触而发挥较大的阻力。此外，如后述那样，如果接近而对多个部位应用本实施方式的焊接法，则各个焊接部的间隙几乎不会拥有一样的方向性，在概率论上讲，数量越增加则间隙的方向越被分散，其中某个对于某个方向的拉伸应力成为阻力，不会容易地偏移。因而，一般与设计精度对应而容许某种程度的间隙。插入部直径PD1的下限相对于孔11的直径BD为80%，但在精度的观点，下限更优选的是90%。
･非插入部直径PD2
将非插入部直径PD2设计为相对于上板10的孔11的直径BD为105%以上。接合辅助部件30的非插入部32如在上述的接合辅助部件30的第2效果中叙述那样，起到作为向板厚方向的外部应力换言之剥下的应力作用时的阻力的主体性作用。非插入部32直径PD2越大且厚度越大，则对于板厚方向（三维方向）的外部应力越增加强度，所以是优选的。在非插入部直径PD2相对于孔11的直径BD不到105%时，在非插入部32的外周部相对于向板厚方向的外部应力弹塑性变形的情况下，容易成为上板10的孔11的直径BD以下的表观直径，如果摩擦则上板10容易掉落。即，非插入部32不呈现较高的阻力。因而，非插入部直径PD2以孔11的直径BD的105%为下限。更优选的是，非插入部直径PD2以孔11的直径BD的120%为下限。另一方面，在接合部强度的观点，不需要设置上限。
･非插入部高度PH2
将非插入部高度PH2设计为上板10的板厚BH的50%以上150%以下。如在上述中叙述那样，非插入部32直径越大且高度（厚度）PH2越大，则对于板厚方向（三维方向）的外部应力越增加强度，所以是优选的。通过将该非插入部高度PH2对应于接头的上板10的板厚BH而增大，发挥较高的阻力。在非插入部高度PH2不到上板10的板厚BH的50%时，非插入部32的外周部相对于向板厚方向的外部应力容易发生弹塑性变形，如果成为上板10的孔11的直径BD以下的表观直径，则容易掉落。即，非插入部32不呈现较高的阻力。因而，非插入部高度PH2以上板10的板厚BH的50%为下限。另一方面，如果将非插入部高度PH2超过上板10的板厚BH的150%而设得大，则虽然在接头强度上没有问题，但成为过剩地伸出的形状，不仅外观较差，重量也变重。因而，非插入部高度PH2需要设为上板10的板厚BH的150%以下。
此外，如图1所示，在通过电弧进行的填充焊接工序中，在接合辅助部件30的表面上形成堆高Wa时，堆高Wa的直径WD被设定为接合辅助部件30的中空部33的直径PS的105%以上。
如上述那样，接合辅助部件30有对于板厚方向（三维方向）的外部应力发挥阻力的作用，但如果不将中空部33完全填埋，就不发挥较高的阻力。如果中空部33没有完全填埋而是中空部33的内侧面残留的状态，则有接合辅助部件30和焊接金属40的结合面积不足而容易脱落的情况。为了提高接合辅助部件30与焊接金属40的结合面积，优选的是完全填充并形成堆高Wa。如果形成堆高Wa，则其直径WD超过接合辅助部件30的中空部33的直径PS。如果堆高Wa的直径WD为接合辅助部件30的中空部33的直径PS的105%以上，则可靠地形成堆高，所以将其作为下限值。
另外，关于上板10及下板20的板厚不是一定需要限定的，但如果考虑施工效率和作为重叠焊接的形状，则上板10的板厚优选的是4.0mm以下。另一方面，如果考虑到电弧焊接的热量输入，则若板厚过薄，则在焊接时熔掉，焊接较困难，所以优选的是上板10、下板20都为0.5mm以上。
通过以上的结构，能够将上板10为铝合金或镁合金、下板20为钢的坯材牢固地接合。
这里，作为将不同种金属彼此直接接合的情况下的课题，在IMC的形成的课题以外，已知有另一个课题。如果不同种金属彼此接触，则形成伽伐尼（galvanic）电池，所以其成为将腐蚀加速的原因。由该原因（电池的阳极反应）带来的腐蚀被称作电蚀。如果在不同种金属彼此接触的面有水则腐蚀发展，所以在作为接合部位而水容易进入的场所应用本实施方式的情况下，以防止电蚀为目的，需要实施用来防止水的浸入的密封处理。在本接合法中，也由于Al合金或Mg合金与钢接触的面形成有多个，所以优选的是将由树脂类的粘接剂不仅用于进一步的接头强度提高的目的、还作为密封材使用。
例如，也可以如图9A及图9B所示的第1变形例那样，在上板10及下板20的接合面，在焊接部周围遍及整周以环状涂敷粘接剂60。另外，作为将粘接剂60在上板10及下板20的接合面在焊接部周围遍及整周涂敷的方法，也包括如图10A及图10B所示的第2变形例那样向除了焊接部位以外的接合面的整面涂敷的情况，由此，能够降低上板10、下板20及焊接金属40的电蚀速度。
此外，也可以如图11A及图11B所示的第3变形例那样，在上板10的孔11的周围与接合辅助部件30的非插入部32的下表面之间涂敷粘接剂60。由此，能够降低上板10、接合辅助部件30及焊接金属40的电蚀速度。
在此情况下，作为次要效果，有在电弧焊接前将接合辅助部件30临时固定于上板10的作用。特别是，如图12所示，在电弧焊接成为横向或向上姿势的情况下，通过涂敷粘接剂60，能够防止接合辅助部件30因重力而落下，能够将焊接适当地施工。
进而，也可以如图13A及图13B所示的第4变形例那样，在接合辅助部件30的非插入部32与上板10的表面的边界部涂敷粘接剂60。由此，能得到电蚀速度下降的效果，并且只要在电弧焊接前进行粘接剂涂敷，就能得到将接合辅助部件30临时固定于上板10的作用。另外，在图11A及图11B所示的第3变形例中，涂敷仅能够在焊接工序前实施，但在图13A及图13B所示的第4变形例中，涂敷既可以在焊接工序前也可以在焊接工序后进行。
另外，在接合辅助部件30中，非插入部32的与上板10接触的接触面如图14A所示，并不需要一定是平坦的面。即，非插入部32的与上板10接触的接触面也可以如图14B及图14C所示那样，根据需要而设置狭缝34a、34b。特别是，如果在与上板10接触的接触面侧设置圆周状的狭缝34a或放射状的狭缝34b，则粘接剂60的涂敷进入狭缝34a、34b的间隙而不再逃逸，所以进行稳定的粘接，密封的效果也变得可靠。这样的不是平坦的面的情况下的非插入部高度PH2的定义为高度最大的部分。
进而，也可以如图15及图16A～图16C所示的第5变形例那样，在下板20设置隆起部21。
典型地，有Al或Mg合金制上板10的板厚较大的情况。如果上板10的板厚较大，则在焊接工序中需要将焊丝大量熔融而将接合辅助部件30的中空部33填埋，热量成为过大，在填充完成之前，下板20的钢板容易熔掉。因此，如果对下板20以拉深加工设置隆起部21，则中空部33的体积变小，所以能够在防止熔掉缺陷的同时进行填充。
此外，在第5变形例中，下板20的隆起部21为用来将上板10和下板20进行对位的标记，能够将下板20的隆起部21和上板10的孔11容易地对准，带来叠合作业的效率提高。
此外，本实施方式的焊接法可以说是接合面积较小的点焊，所以在将具有某种程度的接合面积的实用部件彼此的叠合部分J接合的情况下，只要将本焊接法如图17A～图17C所示那样实施多次就可以。由此，在叠合部分J进行牢固的接合。本实施方式也能够用于图17B及图17C所示那样的开截面构造，但特别在图17A所示那样的闭截面构造中能够适当地使用。
如以上说明，根据本实施方式的异材接合用电弧点焊法，具备：在上板10开设孔11的工序；将上板10与下板20叠合的工序；将钢制的接合辅助部件30向设置在上板10的孔11插入的工序，所述接合辅助部件30具有拥有插入部31和非插入部32的带台阶的外形形状且形成将插入部31及非插入部32贯通的中空部33；以及通过以下的（a）～（e）的任一种方法将接合辅助部件30的中空部33用焊接金属40填充并将下板20及接合辅助部件30焊接的工序。
（a）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属40的焊丝作为熔极的气体保护电弧焊接法。
（b）使用前述焊丝作为熔极的无气体保护电弧焊接法。
（c）使用前述焊丝作为非熔极填料的气体保护钨极电弧焊接法。
（d）使用前述焊丝作为非熔极填料的等离子电弧焊接法。
（e）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属40的涂药电弧焊条作为熔极的涂药电弧焊接法。
由此，能够将Al合金或Mg合金的上板10与钢的下板20使用便宜的电弧焊接设备牢固且以可靠性较高的品质接合，并且对于开截面构造及闭截面构造都能够没有限制地应用。
此外，在叠合工序之前，还具备在上板10和下板20的至少一方的叠合面、在孔11的周围遍及整周涂敷粘接剂60的工序。由此，粘接剂除了接头强度提高以外，也作为密封材发挥作用，能够降低上板10、下板20及焊接金属40的电蚀速度。
此外，在插入工序中，向接合辅助部件30的非插入部32和与该非插入部32对置的上板10之间的至少一方的对置面涂敷粘接剂60。由此，能够降低上板10、接合辅助部件30及焊接金属40的电蚀速度。
此外，在插入工序时或填充焊接工序后，向接合辅助部件30的非插入部32与上板10的表面的边界部涂敷粘接剂60。由此，能够提高上板10和接合辅助部件30的接合强度。另外，在插入工序时，如果涂敷粘接剂60，则得到能够将接合辅助部件30临时固定的作用。
此外，由于接合辅助部件30的插入部32的高度PH1为上板10的板厚BH的10%以上100%以下，所以能够得到焊接工序时的向上板10的传热防止及定位帮助效果。
此外，由于接合辅助部件30的插入部31的直径PD1相对于上板10的孔11的直径BD为80%以上105%以下，所以能够兼顾向上板10的板宽方向的外部应力的阻力及接合辅助部件30的插入性。
此外，由于接合辅助部件30的非插入部32的直径PD2相对于上板10的孔11的直径BD为105%以上，所以非插入部32能够作为向板厚方向的外部应力的阻力发挥功能。
此外，由于接合辅助部件30的非插入部32的高度PH2为前述第1板的板厚BH的50%以上150%以下，所以非插入部32能够在考虑外观性及重量增加的同时作为向板厚方向的外部应力的阻力发挥功能。
此外，由于在接合辅助部件的表面上形成堆高Wa，并且堆高Wa的直径WD相对于接合辅助部件30的中空部33的直径PS成为105%以上，所以堆高Wa能够作为向板厚方向的外部应力的阻力发挥功能。
此外，本实施方式的接合辅助部件30是钢制，具有拥有插入部31和非插入部32的带台阶的外形形状，并且形成将插入部31及非插入部32贯通的中空部33。由此，接合辅助部件30可适当地用于上述的异材接合用电弧点焊法。
此外，本实施方式的异材焊接接头1具备铝合金或镁合金制的上板10和电弧点焊于上板10的钢制的下板20；上板10具有面向与下板20叠合的叠合面的孔11；还具备钢制的接合辅助部件30，所述接合辅助部件30具有拥有向设置在上板10的孔11插入的插入部31和非插入部32的带台阶的外形形状并且形成将插入部31及非插入部32贯通的中空部33；接合辅助部件30的中空部33被用铁合金或Ni合金的焊接金属40填充，并且由焊接金属40和熔融的下板20及接合辅助部件30的一部分形成熔融部W。
由此，将具备Al合金或Mg合金的上板10和钢的下板20的异材焊接接头1使用便宜的电弧焊接设备牢固且以可靠性较高的品质接合，并且对于开截面构造及闭截面构造都能够没有限制地应用。
另外，本发明并不限定于前述的实施方式及实施例，能够适当变形、改良等。
实施例
这里，使用以下的实施例A～E，确认了本实施方式的有效性。
<实施例A>
在实施例A中，使用使上板10为板厚1.6mm的铝合金A5083、使下板20为板厚1.4mm的590MPa级高强度钢板的组合的重叠接头。此外，将该重叠接头使用直径1.2mm的JIS Z3312YGW16的钢制焊丝，通过以Ar80%+CO220%的混合气体为保护气体的MAG焊接法，进行一定时间定点的电弧焊接而接合。
对于该焊接接头1，按照JIS Z3136“对于电阻点及凸焊接头的剪切试验的试验片尺寸及试验方法”及JIS Z3137“电阻点及凸焊接头的十字拉伸试验”进行破坏试验。这里，将Z3136的拉伸强度表示为TSS，将Z3137的拉伸强度表示为CTS。作为合格与否判定值，设为TSS≥8kN，CTS≥5kN。
进而，虽然不是必须的，但作为优选的性能值，对于焊接接头实施以盐水喷雾、干燥、湿润的顺序反复而加速腐蚀的JASO－CCT（Japanese Automobile StandardsOrganization Cyclic Corrosion Test；日本汽车标准组织循环腐蚀试验）28天，然后同样地实施破坏试验，取得腐蚀后TSS及腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值相对于无腐蚀试验的值设为80%以上。
在表1中，将比较例表示在No.A1～A5，将本实施例表示在No.A6～A14。
No.A1是不使用接合辅助部件、在上板10也不开设孔、对于上板10直接实施了电弧焊接的试验。此外，也不使用粘接剂。由于钢制焊丝与铝母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，成为较低的TSS、CTS。
No.A2是在上板10设置直径7.0mm的孔11、但不使用接合辅助部件30而实施了电弧焊接的试验。与No.A1相比，焊接金属的铝混合量下降，所以金属间化合物量较少，脆化程度也较低，但即便这样也还是较低的TSS、CTS。
No.A3是在没有开孔的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。接合辅助部件30的材质是JIS G3106 SM490C（以后，实施例A的材质相同）。另外，这里对于接合辅助部件30不进行开孔。结果，不能将接合辅助部件30和上板10贯通而熔透到下板20，不能焊接。
No.A4是在开设有直径7.0mm的孔11的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。另外，这里对于接合辅助部件30不进行开孔。结果，虽然勉强能够将接合辅助部件30贯通而熔透到下板20，但下板20的熔深幅度非常小，如果进行破坏试验则容易地断裂。
No.A5是在没有开孔的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30开设了直径5.0mm的孔。结果，焊接金属与No.A1同样为钢制焊丝与铝母材熔融混合的结构，所以形成的焊接金属成为很脆的金属间化合物，成为较低的TSS、CTS。
另一方面，No.A6～A14是在开孔有直径7.0mm的孔11的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30实施直径5.0mm的孔的开设，成为加工为插入部31收容在上板10的孔11中的两个台阶形状。在这些试验体中形成的焊接金属40的铝流入因接合辅助部件30的存在而被抑制为零或很低，形成高品质的焊接金属。进而，下板20的熔深也变得足够大，此外成为接合辅助部件30的非插入部相对于上板10的孔11具有较大的面积的构造，所以在十字拉伸试验中防止了脱落，也得到了较高的CTS。进而，在将金属用常温速固化型二液混合粘接材涂敷于适当的部位的试验体（A7～A9、A12～A14）中，有防止铝和钢界面的电蚀的作用，抑制了因腐蚀造成的CTS或TSS的下降，呈现出较高的腐蚀后CTS、TSS。具体而言，可知相对于No.A6，随着以No.A7、No.A8、No.A9增加粘接剂涂敷部位，腐蚀后TSS及腐蚀后CTS依次变高。
<实施例B>
在实施例B中，使用使上板10为板厚0.8mm的镁合金ASTM AZ31B、使下板20为板厚1.0mm的780MPa级高强度钢板的组合的重叠接头。此外，该重叠接头通过使用Ar100%气体作为保护气体的交流TIG焊接法，一边将直径1.0mm的JIS Z3316 YGT50的钢制焊丝作为非通电填料插入，一边进行一定时间定点的电弧焊接而接合。
对于该焊接接头1，按照JIS Z3136及JIS Z3137进行破坏试验。这里，将Z3136的拉伸强度表示为TSS，将Z3137的拉伸强度表示为CTS。作为合格与否判定值，设为TSS≥4kN、CTS≥3kN。
进而，虽然不是必须，但作为优选的性能值，与实施例A同样，对于焊接接头1将JASO－CCT实施28天，然后同样实施破坏试验，取得腐蚀后TSS及腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值相对于无腐蚀试验的值设为80%以上。
在表2中，将比较例表示在No.B1～B5，将本实施例表示在No.B6～B14。
No.B1是不使用接合辅助部件、在上板10也不开设孔、对于上板10直接实施了电弧焊接的试验。也不使用粘接剂。由于钢制焊丝与镁母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，成为较低的TSS、CTS。
No.B2是在上板10设置直径5.0mm的孔11、但不使用接合辅助部件而实施了电弧焊接的试验。与No.B1相比，焊接金属的镁合金混合量下降，所以金属间化合物量较少，脆化程度也较低，但即便这样也还是较低的TSS、CTS。
No.B3是在没有开孔的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。接合辅助部件30的材质是JIS G3101 SS400（以后，实施例B的材质相同）。另外，这里对于接合辅助部件30不进行开孔。结果，虽然勉强能够将接合辅助部件30和上板10贯通而熔透到下板20，但下板20的熔深幅度非常小，如果进行破坏试验则容易地断裂。
No.B4是在开设有直径5.0mm的孔11的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。另外，这里对于接合辅助部件30不进行开孔。结果，虽然勉强能够将接合辅助部件30贯通而熔透到下板20，但下板20的熔深幅度非常小，如果进行破坏试验则容易地断裂。
No.B5是在没有开孔的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30开设了直径3.8mm的孔。结果，焊接金属与No.B1同样成为钢制焊丝与镁合金母材熔融混合的结构，所以形成的焊接金属成为很脆的金属间化合物，成为较低的TSS、CTS。
另一方面，No.B6～B14是在开设有直径5.0mm的孔的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30实施直径3.8mm的孔的开设，成为加工为插入部31收容在上板10的孔11中的两个台阶形状。在这些试验体中形成的焊接金属40的镁流入因接合辅助部件30的存在而被抑制为零或很低，形成高品质的焊接金属40。进而，下板20的熔深也变得足够大，此外成为接合辅助部件30的非插入部相对于上板10的孔11具有较大的面积的构造，所以在十字拉伸试验中防止了脱落，也得到了较高的CTS。进而，在将粘接材涂敷于适当的部位的试验体（B7～B14）中，有防止镁合金和钢界面的电蚀的作用，抑制了因腐蚀造成的CTS或TSS的下降，呈现出较高的腐蚀后CTS、TSS。具体而言，可知相对于No.B6，随着以No.B7、No.B8、No.B9增加粘接剂涂敷部位，腐蚀后TSS及腐蚀后CTS依次变高。
<实施例C>
在实施例C中，使用使上板10为板厚2.6mm的铝合金A6061、使下板20为板厚2.2mm的400MPa级钢板的组合的重叠接头。此外，重叠接头通过使用直径4.0mm的JIS Z3252 ECNi－C1的Ni合金涂药电弧焊条的涂药电弧焊接法进行一定时间定点的电弧焊接而接合。
对于该焊接接头1，按照JIS Z3136及JIS Z3137进行破坏试验。这里，将Z3136的拉伸强度表示为TSS，将Z3137的拉伸强度表示为CTS。作为合格与否判定值，设为TSS≥9kN、CTS≥6kN。
进而，虽然不是必须，但作为优选的性能值，与实施例A、B同样，对于焊接接头1将JASO－CCT实施28天，然后同样实施破坏试验，取得腐蚀后TSS及腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值相对于无腐蚀试验的值设为80%以上。
在表3中，将比较例表示在No.C1～C5，将本实施例表示在No.C6～C13。
No.C1是不使用接合辅助部件、在上板10也不开设孔、对于上板10直接实施了电弧焊接的试验。也不使用粘接剂。由于Ni合金焊条与铝母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，成为较低的TSS、CTS。
No.C2是在上板10设置直径9.0mm的孔11、但不使用接合辅助部件30而实施了电弧焊接的试验。与No.C1相比，焊接金属的铝合金混合量下降，所以金属间化合物量较少，脆化程度也较低，但即便这样也还是较低的TSS、CTS。
No.C3是在没有开孔的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。接合辅助部件30的材质是JIS G4051 S12C（以后，实施例C的材质相同）。另外，这里对于接合辅助部件30不进行开孔。结果，不能将接合辅助部件30和上板10贯通而熔透到下板20，不能焊接。
No.C4是在开设有直径9.0mm的孔11的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。另外，这里对于接合辅助部件30不进行开孔。结果，虽然勉强能够将接合辅助部件30贯通而熔透到下板20，但是下板20的熔深幅度非常小，如果进行破坏试验则容易地断裂。
No.C5是在没有开孔的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30进行了直径7.0mm的开孔。结果，焊接金属与No.C1同样成为Ni合金焊条与镁合金母材熔融混合的结构，所以形成的焊接金属成为很脆的金属间化合物，成为较低的TSS、CTS。
另一方面，No.C6～C12是在开设有直径9.0mm的孔11的上板10之上载置接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30实施直径7.0mm的孔的开设，成为加工为插入部31收容在上板10的孔11中的两个台阶形状。在这些试验体中形成的焊接金属的铝流入因接合辅助部件30的存在而被抑制为零或很低，形成高品质的焊接金属。进而，下板20的熔深也变得足够大，此外成为接合辅助部件30的非插入部32相对于上板10的孔11具有较大的面积的构造，所以在十字拉伸试验中防止了脱落，也得到了较高的CTS。进而，在将粘接材涂敷于适当的部位的试验体（No.C7～C11）中，有防止铝和钢界面的电蚀的作用，抑制了因腐蚀造成的CTS或TSS的下降，呈现出较高的腐蚀后CTS、TSS。
<实施例D>
在实施例D中，使用使上板10为板厚1.2mm的铝合金A6N01、使下板20为板厚1.2mm的SPCC钢板的组合的重叠接头。此外，将重叠接头通过使用直径1.2mm的JIS Z3313 T49T14－0NS－G的钢制填充焊剂的焊丝的自保护电弧焊接法，进行一定时间定点的电弧焊接而接合。
对于该焊接接头1，按照JIS Z3136及JIS Z3137进行破坏试验。这里，将Z3136的拉伸强度表示为TSS，将Z3137的拉伸强度表示为CTS。作为合格与否判定值，设为TSS≥6kN、CTS≥4kN。
进而，虽然不是必须，但作为优选的性能值，与实施例A、B、C同样，对于焊接接头1将JASO－CCT实施28天，然后同样实施破坏试验，取得腐蚀后TSS及腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值相对于无腐蚀试验的值设为80%以上。
在表4中，将比较例表示在No.D1～D2，将本实施例表示在No.D3～D4。
No.D1是不使用接合辅助部件、在上板10也不开设孔、对于上板10直接实施了电弧焊接的试验。也不使用粘接剂。由于钢制焊丝与铝母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，成为较低的TSS、CTS。
No.D2是在上板10设置直径6.0mm的孔11、但不使用接合辅助部件30而实施了电弧焊接的试验。与No.D1相比，焊接金属的铝合金混合量下降，所以金属间化合物量较少，脆化程度也较低，但即便这样也还是较低的TSS、CTS。
另一方面，No.D3～D4是在开设了直径6.0mm的孔11的上板10之上载置将JISG3106 SM490A材加工成的接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30实施直径4.4mm的孔的开设，成为进行加工以使插入部31收容在上板10的孔11中的两个台阶形状。在这些试验体中形成的焊接金属40的铝流入因接合辅助部件30的存在而被抑制为零或很低，形成高品质的焊接金属40。进而，下板20的熔深也变得足够大，此外成为接合辅助部件30的非插入部相对于上板10的孔11具有较大的面积的构造，所以在十字拉伸试验中防止了脱落，也得到了较高的CTS。进而，在将粘接材涂敷于适当的部位的试验体No.D4中，有防止铝和钢界面的电蚀的作用，抑制了因腐蚀造成的CTS或TSS的下降，与无粘接材的试验体No.D3相比呈现出较高的腐蚀后CTS、TSS。
<实施例E>
在实施例E中，使用使上板10为板厚4.0mm的铝合金A7N01、使下板20为板厚3.0mm的1180MPa级高强度钢板的组合的重叠接头。在下板20的应焊接的部位，通过拉深加工形成了高度1.5mm的隆起部21。此外，该重叠接头使用直径1.2mm的JIS Z3321 YS309L的不锈钢制焊丝，通过保护气体：Ar99%+H 21%，等离子气体：Ar100%的等离子电弧焊接法，进行一定时间定点的电弧焊接而接合。
对于该焊接接头1，按照JIS Z3136“对于电阻点及凸焊接头的剪切试验的试验片尺寸及试验方法”及JIS Z3137“电阻点及凸焊接头的十字拉伸试验”，进行破坏试验。这里，将Z3136的拉伸强度表示为TSS，将Z3137的拉伸强度表示为CTS。作为合格与否判定值，设为TSS≥10kN、CTS≥8kN。
进而，虽然不是必须，但作为优选的性能值，与实施例A～D同样，对于焊接接头1将JASO－CCT实施28天，然后同样实施破坏试验，取得腐蚀后TSS及腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值相对于无腐蚀试验的值设为80%以上。
在表5中，将本实施例表示在No.E1～E3。
No.E1～E3是在开设了10.0mm的孔的上板10之上载置孔径8.0mm的接合辅助部件30、从其上进行电弧焊接的试验。对于接合辅助部件30实施开孔，成为被加工为插入部31收容在上板10的孔11中的两个台阶形状。向在这些试验体中形成的焊接金属40的铝流入因接合辅助部件30的存在而被抑制为零或很低，形成高品质的焊接金属。进而，下板20的熔深也变得足够大，此外成为接合辅助部件30的非插入部32相对于上板10的孔11具有较大的面积的构造，所以在十字拉伸试验中防止了脱落，也得到了较高的CTS。进而，在将金属用常温速固化型二液混合粘接材涂敷于适当的部位的试验体（E1、E3）中，有防止铝和钢界面的电蚀的作用，抑制了因腐蚀造成的CTS或TSS的下降，呈现出较高的腐蚀后CTS、TSS。具体而言，相对于No.E2，No.E3涂敷着粘接剂，可知腐蚀后TSS及腐蚀后CTS变高。
本申请基于2016年8月29日提出申请的日本专利申请第2016－166838，其内容在这里作为参照而被取入。
附图标记说明
10 上板
11 孔
20 下板
30 接合辅助部件
31 插入部
32 非插入部
33 中空部
40 焊接金属
W 熔融部
Wa 堆高。

Claims (21)

1.一种异材接合用电弧点焊法，将铝合金或镁合金制的第1板与钢制的第2板接合，其特征在于，
具备：
在前述第1板开设孔的工序；
将前述第1板与前述第2板叠合的工序；
将钢制的接合辅助部件向设在前述第1板的孔插入的工序，所述接合辅助部件具有拥有插入部和非插入部的带台阶的外形形状并且形成有将前述插入部及前述非插入部贯通的中空部；以及
通过以下的（a）～（e）的任一种方法将前述接合辅助部件的中空部用焊接金属填充、并将前述第2板及前述接合辅助部件焊接的工序，
（a）使用能得到铁合金或Ni合金的前述焊接金属的焊丝作为熔极的气体保护电弧焊接法，
（b）使用前述焊丝作为熔极的无气体保护电弧焊接法，
（c）使用前述焊丝作为非熔极填料的气体保护钨极电弧焊接法，
（d）使用前述焊丝作为非熔极填料的等离子电弧焊接法，
（e）使用能得到铁合金或Ni合金的前述焊接金属的涂药电弧焊条作为熔极的涂药电弧焊接法。
2.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
在前述第2板，通过拉深加工而形成隆起部；
在前述叠合工序中，将前述第2板的隆起部配置到前述第1板的孔内。
3.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
在前述叠合工序之前，还具备在前述第1板与前述第2板的至少一方的叠合面在前述孔的周围遍及整周涂敷粘接剂的工序。
4.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
在前述插入工序中，向前述接合辅助部件的非插入部与对置于该非插入部的前述第1板之间的至少一方的对置面涂敷粘接剂。
5.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
在前述插入工序时或前述填充焊接工序后，向前述接合辅助部件的非插入部与前述第1板的表面的边界部涂敷粘接剂。
6.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
前述接合辅助部件的插入部的高度PH1为前述第1板的板厚BH的10%以上100%以下。
7.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
前述接合辅助部件的插入部的直径PD1相对于前述第1板的孔的直径BD为80%以上105%以下。
8.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
前述接合辅助部件的非插入部的直径PD2相对于前述第1板的孔的直径BD为105%以上。
9.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
前述接合辅助部件的非插入部的高度PH2为前述第1板的板厚BH的50%以上150%以下。
10.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，
在前述填充焊接工序中，在前述接合辅助部件的表面上形成堆高，并且前述堆高的直径WD相对于前述接合辅助部件的中空部的直径PS成为105%以上。
11.一种接合辅助部件，其特征在于，
在权利要求1～10中任一项所述的异材接合用电弧点焊法中使用；
为钢制且具有拥有插入部和非插入部的带台阶的外形形状，并且形成有将前述插入部及前述非插入部贯通的中空部。
12.一种异材焊接接头，具备铝合金或镁合金制的第1板和电弧点焊于该第1板的钢制的第2板，其特征在于，
前述第1板具有面向与前述第2板叠合的叠合面的孔；
还具备钢制的接合辅助部件，所述接合辅助部件具有拥有向设在前述第1板的孔插入的插入部和非插入部的带台阶的外形形状并且形成有将前述插入部及前述非插入部贯通的中空部；
前述接合辅助部件的中空部被用铁合金或Ni合金的焊接金属填充，并且由前述焊接金属和熔融的前述第2板及前述接合辅助部件的一部分形成熔融部。
13.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
形成于前述第2板的隆起部被配置在前述第1板的孔内。
14.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
具备在前述第1板和前述第2板的至少一方的前述叠合面在前述孔的周围遍及整周设置的粘接剂。
15.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
具备设置在前述接合辅助部件的非插入部与对置于该非插入部的前述第1板之间的至少一方的对置面的粘接剂。
16.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
具备设置在前述接合辅助部件的非插入部与前述第1板的表面的边界部的粘接剂。
17.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
前述接合辅助部件的插入部的高度PH1为前述第1板的板厚BH的10%以上100%以下。
18.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
前述接合辅助部件的插入部的直径PD1相对于前述第1板的孔的直径BD为80%以上105%以下。
19.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
前述接合辅助部件的非插入部的直径PD2相对于前述第1板的孔的直径BD为105%以上。
20.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
前述接合辅助部件的非插入部的高度PH2为前述第1板的板厚BH的50%以上150%以下。
21.如权利要求12所述的异材焊接接头，其特征在于，
在前述接合辅助部件的表面上形成堆高，并且前述堆高的直径WD相对于前述接合辅助部件的中空部的直径PS成为105%以上。
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