CN109982804A - 接合结构体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

在由多个板材重叠而成的板组的外侧面重叠配置薄板材并焊接起来，该薄板材比板材薄且安装有插装件。板组的各板材、薄板材、插装件由铝或者铝合金构成。板组和薄板材的合计板厚相对于薄板材的板厚的比为4以上。插装件具有轴部和从薄板材的外侧板面突出的头部。在从轴部的前端至板材的板厚内的范围形成熔核。存在于薄板材的板厚内的熔核(23)的厚度相对于薄板材的板厚的比率为10％以上。

Description

接合结构体及其制造方法

技术领域

本发明涉及接合结构体及其制造方法。

背景技术

通过将金属板材重叠而成的板组夹入一对电极之间并进行加压通电而在金属板材间形成熔核来进行焊接的点焊被广泛使用。然而，在对在厚板的外侧面重叠有薄板的板组进行点焊的情况下，熔核的形成位置偏向厚板侧，而难以确保薄板与厚板之间的焊接强度。

作为消除这种不良情况的技术，已知有以使薄板侧电极的加压力比厚板侧电极的加压力小并使薄板侧的电极与板之间的接触电阻值比厚板侧大的方式进行控制的焊接方法(专利文献1)。另外，还已知有如下焊接方法：将点焊设定为由两步构成的焊接，在实施了第一步焊接之后，以比第一步焊接大的加压力且比第一步焊接小的电流实施第二步焊接(专利文献2)。而且还已知有如下焊接方法：将点焊设为以恒定加压力进行多步通电的焊接，利用第一步的电流在薄板-厚板界面形成熔核，利用第二步以后的脉动电流，使厚板-厚板界面的熔核成长(专利文献3)。

专利文献1：日本特开2003-251469号公报

专利文献2：日本特开2005-262259号公报

专利文献3：日本特开2008-93726号公报

采用上述专利文献1～3中记载的焊接方法，促进在薄板与厚板的界面形成熔核，从而提高薄板与厚板之间的焊接强度。但是，在专利文献1中记载的焊接方法中，需要装备有用于对薄板侧电极的加压力进行控制的伺服机构和控制器的特殊点焊装置，存在焊接成本增加的不利方面。在专利文献2中记载的焊接方法中，需要具备能够以短时间变更加压力的可变加压控制功能的特殊的点焊装置。因此，难以避免焊接成本的增加。另外，在专利文献3中记载的焊接方法中，因为需要在脉动通电期间设置冷却时间，因此存在生产节拍时间增加的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种高质量的接合结构体及其制造方法，即使是板厚比较大的板组，也无需另行对焊接装置附加特殊功能，并且无需实施特殊的加压、通电控制，便能使熔核的板厚方向上的形成位置合理化，从而得到足够的熔核直径、熔透率。

本发明由下述结构构成。

(1)一种接合结构体，其通过在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接来构成，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述板组与所述薄板材的合计板厚相对于所述薄板材的板厚的比为4以上，

所述插装件具有：轴部，其朝向所述板组而嵌入于所述薄板材；和头部，其从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出，

在从所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核，

存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率为10％以上。

(2)一种接合结构体，其通过在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接来构成，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述插装件具有：轴部，其朝向所述板组嵌入于所述薄板材；和头部，其从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出，

将所述板组的全板厚和外侧突出长度的全部进行合计而得到的长度相对于将所述外侧突出长度和所述薄板材的板厚进行合计而得到的部件突出长度的比为4以下，所述外侧突出长度是从所述薄板材的外侧板面至所述插装件的所述头部的顶面为止的长度，

在从所述薄板材的板厚内的所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核，

存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率为10％以上。

(3)一种接合结构体的制造方法，在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述接合结构体的制造方法具备：

使所述板组与所述薄板材的合计板厚相对于所述薄板材的板厚的比为4以上的工序；

将具有头部和轴部的所述插装件的所述轴部嵌入于所述薄板材，并使所述头部从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出的工序；以及

将所述插装件和所述板组夹入一对电极之间，并使焊接电流流至所述电极之间，由此在从所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核的工序，

将存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率设为10％以上。

(4)一种接合结构体的制造方法，在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材、所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述接合结构体的制造方法具有：

将具有头部和轴部的所述插装件的所述轴部嵌入于所述薄板材，并使所述头部从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出的工序；

将所述板组的全板厚和外侧突出长度的全部进行合计而得到的长度相对于将所述外侧突出长度和所述薄板材的板厚进行合计而得到的部件突出长度的比设为4以下的工序，所述外侧突出长度是从所述薄板材的外侧板面至所述插装件的所述头部的顶面为止的长度；以及

将所述插装件和所述板组夹入一对电极之间，并使焊接电流流至所述电极之间，由此在从所述薄板材的板厚内的所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个最外侧相反一侧的板材的板厚内的范围形成熔核的工序，

将存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率设为10％以上。

发明的效果

采用本发明，即使是板厚比较大的板组，也无需另外对焊接装置附加特殊功能，并且无需实施特殊的加压、通电控制，便能将熔核的板厚方向上的形成位置合理化，从而得到足够的熔核直径、熔透率。由此，能够得到高质量的接合结构体。

附图说明

图1是接合结构体的第一构成例的示意剖视图。

图2A是示出制造图1所示的接合结构体的一工序的工序说明图。

图2B是示出图2A的工序之后的一工序的主要部分剖视图。

图3是示出图1所示的接合结构体的焊接工序的工序说明图。

图4是示出接合结构体的第二构成例的示意剖视图。

图5是接合结构体的第三构成例的示意剖视图。

图6是接合结构体的第四构成例的示意剖视图。

图7是接合结构体的第五构成例的示意剖视图。

图8是接合结构体的第六构成例的示意剖视图。

图9是接合结构体的变形例的示意局部放大剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1示出接合结构体的第一构成例。

该接合结构体100具有：板组15，其由多个(图示例中为2个)板材11、13重叠而成；薄板材17，其比各板材11、13中的任一个都薄；以及插装件21，其安装于薄板材17。薄板材17重叠配置于板组15的一个外侧面15a。由此，构成由板材11、13以及薄板材17构成的组装体19。以下，将板材11、13称为厚板材。

此外，由于是示意性地示出图1所示的接合结构体100的厚度尺寸、各部分的长度，因此与实际的尺寸关系未必一致。另外，在以下说明的各图中亦同。

厚板材11、13、薄板材17、插装件21由铝或者铝合金构成，例如可以是1000系列、2000系列、3000系列、4000系列、5000系列、6000系列、7000系列或者将它们组合而成的复合(金属包层)材料。

在本构成的薄板材17上安装有铆钉21作为插装件，该铆钉21在一端部具有头部21a，在另一端部具有轴部21b。铆钉21的头部21a从与板组15相反一侧的外侧板面17c突出，并且，轴部21b在薄板材17的板厚方向上向板组15嵌入。该铆钉21由钢材构成。

如下式(1)所示，假设将厚板材11、13和薄板材17的合计板厚与薄板材17的板厚ta之比设为Rt，则上述组装体19以比值Rt为4以上的方式选定各板材。

Rt＝(ta+tb+tc)/ta……(1)

以下，将比值Rt称为板厚比Rt。该板厚比Rt的上限值并不特别限定，但若从实际的结构体的尺寸看，例如为15左右。此外，厚板材11、13和薄板材17的板厚从0.5～3.0mm的范围中任意选定。另外，板厚比Rt是以利用电阻点焊用电极加压前的板厚或者加压部以外的部位的厚度为基准求取的值。

在图1所示的接合结构体100，通过电阻点焊形成熔核23，组装体19和铆钉21的轴部21b通过熔核23而接合。熔核23在从薄板材17的板厚ta内的铆钉21的轴部21b(轴部前端的非熔融部)至配置于板组15的另一个外侧面的厚板材13的板厚tc内的范围形成。

熔核23的下式(2)中定义的熔透率Rm，也就是存在于薄板材17内的熔核23的厚度tn与薄板材17的板厚ta的比率即熔透率Rm设定为10％以上。在通常的点焊中，即使变更焊接条件，也难以将熔透率设为10％以上，但若设定为上述板厚比Rt的条件，则存在熔透率达到10％以上的焊接条件(加压力、电流值、通电时间)。即，通过设定为上述板厚比Rt的条件，由此能够形成熔透率10％以上的熔核。

Rm＝tn/ta……(2)

熔透率Rm如上所述为10％以上，但优选为20％以上。另外，以下的说明亦同，熔透率优选为20％以上。

熔核23的直径大于铆钉21的轴径。由此，薄板材17和插装件通过熔核23而成为一体，从而得到较高的焊接强度。此外，熔核23的直径例如能够设定为依据JIS Z3139而测定的值。

<铆钉的铆接固定>

在图2A和图2B中，例示出向薄板材上安装铆钉的安装方法。

上述各构成例中的铆钉通过打入薄板材17，从而简单且以短时间便固定于薄板材17上。

具体而言，如图2A所示，在下模即圆筒状的冲模41之上支承有薄板材17的状态下，在薄板材17之上载置铆钉21。而且，利用上模即冲头43将铆钉21打入薄板材17中。于是，如图2B所示，薄板材17被铆钉21的轴部21b冲穿，冲裁废料45落到冲模41内。此时，薄板材17的冲孔周围的材料夹入铆钉21的头部21a与冲模41之间，向形成于铆钉21的头部21a处的环状凹槽21c塑性流动。其结果是，薄板材17的冲孔周围的材料进入环状凹槽21c中，紧贴轴部21b的周围。通过该打入，铆钉21铆接固定于薄板材17。

如上所述，通过将铆钉21铆接固定于薄板材17上，即使在所形成的熔核23的直径较小的情况下，也能稳定地确保各零件的接合强度。

另外，也可以通过在薄板材17上在板厚方向上事先形成贯通孔17a，并将轴部21b嵌入于该贯通孔17a中来安装铆钉21。此外，铆接固定并不局限于铆钉21的头部21a铆接于薄板材17上的结构，也可以是铆钉21的轴部21b铆接于薄板材17的结构。

在图3中示出图1所示的接合结构体100的焊接工序。

在焊接工序中，将安装有铆钉21的薄板材17重叠于由厚板材11、13构成的板组15上，将由此得到的组装体19夹入一对电极25、27间。通过使焊接电流流到夹持组装体19的一对电极25、27间，由此在从铆钉21的轴部21b至厚板材13的板厚内的区域形成熔核23。

厚板材11、厚板材13以及薄板材17在相互重叠了时，有时因各板材的翘曲等而在板面间产生间隙。该间隙只要为3mm以下，优选为1mm以下，就不会对上述焊接工序产生任何影响。

通常在电阻点焊用电极25、27设置供冷却介质流动的未图示的冷却用管路，来对电极25、27进行强制冷却。因此，在接近与电极25、27的接触部的位置处，加热温度不会升高，存在不易形成熔核23的趋势。

在本构成中，通过使一个电极25与铆钉21的头部21a抵接，而将电极25与薄板材17分离配置。因此，由电极25冷却的区域与薄板材17分离，电极25的冷却效果不易波及到对薄板材17与铆钉21的轴部21b的前端之间的加热。由此，在包括薄板材17在内的板厚内的区域稳定地形成熔核23。由此，熔核23在组装体19的板厚方向上的形成位置变得合理，在薄板材17的板厚ta内也形成熔核23。由此，在从薄板材17的板厚ta内至配置于板组15的另一个外侧面上的厚板材13的板厚tc内的范围形成熔核23。因此，薄板材17可靠地焊接于板组15侧的厚板材11上，厚板材11、13彼此也可靠地焊接起来。

而且，如上所述，通过将铆钉21和组装体19夹入一对电极25、27间进行焊接，由此存在于薄板材17内的熔核23相对于薄板材17的板厚ta的熔透率Rm达到10％以上。通过使熔透率Rm达到10％以上，由此能够充分确保薄板材17与厚板材11的焊接强度，从而整体上实现高强度的组装体19的焊接。

另外，通过适当地选择铆钉的合金成分、微观组织，由此有望获得附加效果。例如，在热处理型的铝合金中，有时在点焊时，焊接部软化，接头的强度变为母材的强度以下。因此，通过将铆钉设为非热处理型铝合金，由此抑制焊接部的软化，即使在为热处理型铝合金的情况下，也能抑制强度降低。

此外，还可以在厚板材11、13、薄板材17的板面上实施镀敷、化学转化处理、树脂薄膜形成等表面处理。通过在各板面上实施这些表面处理，由此能够提高防锈效果等。表面处理后的层的厚度只要为不影响点焊性的程度的实用水平即可。

<第二构成例>

在图4中示出接合结构体的第二构成例。

本构成的接合结构体200具有组装体33和插装件21，该组装体33将由3个厚板材11、13、29在板厚方向上重叠而成的板组31与在板组31的一个外侧面31a上配置的薄板材17重叠而成。其他结构与前述的第一构成例相同。在以下说明中，对与图1相同或者共用的构成要素标注同一附图标记，并适当地省略其说明。

在本构成的情况下，用式(3)表示板厚比Rt。即，板厚比Rt是组装体33所包含的全部厚板材11、13、29以及薄板材17的合计板厚与薄板材17的板厚ta之比。

Rt＝(ta+tb+tc+td)/ta……(3)

在本构成中，以板厚比Rt为4以上的方式，选定各板材。另外，将板厚比Rt的上限设为15左右。

图4所示的接合结构体200与图1所示的接合结构体100相同，通过电阻点焊而接合。本构成的熔核35从薄板材17的板厚ta内的铆钉21的轴部21b至配置于板组31的另一个外侧面上的厚板材29的板厚td内的范围形成。另外，熔核35的相对于薄板材17的板厚ta的熔透率Rm达到10％以上。

如上所述，通过将铆钉21和组装体33夹入一对电极之间并进行焊接，由此在薄板材17的板厚ta内也形成熔核35。其结果是，熔核35在组装体33的板厚方向上的形成位置变得合理，从而能够获得较高的焊接强度。

<第三构成例>

在图5中示出接合结构体的第三构成例。

本构成的接合结构体300具有：板组15，其由2个厚板材11、13重叠而成；和薄板材17、51，它们比厚板材11、13薄。薄板材17重叠于作为板组15的一个外侧面15a的厚板材11的外侧面，薄板材51重叠于作为板组15的另一个外侧面15b的厚板材13的外侧面。由此，构成由厚板材11、13和薄板材17、51构成的组装体53。

另外，本构成的接合结构体300在一对薄板材17、51上分别同轴地配置铆钉21、55。铆钉21、55的轴部21b、55b打入薄板材17、51中，铆钉21、55处于嵌入于通过该打入而形成的贯通孔17a、51a中的状态。其他结构与第一构成例相同。

这里，薄板材17、51具有相同的板厚ta，板厚比Rt由式(4)定义。

Rt＝(2ta+tb+tc)/ta……(4)

在上述组装体53中，以板厚比Rt为4以上的方式，选定各板材。另外，板厚比Rt的上限设定为15左右。

图5所示的接合结构体300与图1所示的接合结构体100相同，通过电阻点焊而接合。通过该电阻点焊，本构成的熔核57在从薄板材51的板厚ta内的铆钉55的轴部55b至配置于板组15的一个最外侧的厚板材11的板厚tb内的范围以及从薄板材17的板厚ta内的铆钉21的轴部21b至配置于板组31的另一个最外侧的厚板材13的板厚tc内的范围形成。即，在从一个铆钉21的轴部21b至另一个铆钉55的轴部55b的范围，熔核57成为一体地形成。

在该情况下，存在于薄板材17的板厚ta内的熔核57相对于薄板材17的板厚ta的熔透率Rm达到10％以上。同样地，存在于薄板材51的板厚ta内的熔核57相对于薄板材51的板厚ta的熔透率Rm也达到10％以上。

如上所述，通过将铆钉21、55和组装体53夹入一对电极之间，并进行焊接，由此在薄板材17、51的板厚ta内也形成熔核57。其结果是，熔核57在组装体53的板厚方向上的形成位置变得合理，厚板材11、13和薄板材17、51分别以较高的焊接强度相互接合。

此外，在上述例子中，将薄板材17、51设定为相同的板厚进行了说明，但薄板材17、51的厚度只要比厚板材11、13薄，也可以彼此不同。

<第四构成例>

图6中示出接合结构体的第四构成例。

该接合结构体400具有：板组15，其由2个厚板材11、13重叠而成；薄板材17，其比厚板材11、13薄；以及插装件21。薄板材17重叠配置于板组15的一个外侧面15a上。由此，构成由厚板材11、13和薄板材17构成的组装体71。

上述的接合结构体400为与图1所示的接合结构体100相同的构成，但组装体71的各板材的选定方法不同。

这里，将从薄板材17的外侧板面17c至铆钉21的头部21a中的顶面为止的外侧突出长度Lp和薄板材17的板厚ta进行合计而得到的长度作为部件突出长度La。如下式(5)所示，若将组装体19的全板厚(ta+tb+tc)和外侧突出长度Lp的全部进行合计而得到的长度与该部件突出长度La之比设为Rp，则上述的组装体19以比值Rp在4以下范围的方式选定各板材。

Rp＝(ta+tb+tc+Lp)/La……(5)

以下，将比值Rp称为突出厚度比Rp。此外，厚板材11、13和薄板材17的板厚从0.5～3.0mm的范围中任意选定。另外，突出厚度比Rp是以利用电阻点焊用电极加压前的板厚或者加压部以外的部位的厚度为基准求取的值。此外，作为突出厚度比Rp的下限，优选为1.5，更加优选为2.0。

在本构成的接合结构体400上通过电阻点焊形成熔核23，组装体19和铆钉21的轴部21b通过熔核23而接合。熔核23在从薄板材17的板厚ta内的铆钉21的轴部21b(轴部前端的非熔融部)至配置于板组15的另一个最外侧的厚板材13的板厚tc内的范围形成。

在该情况下，将熔核23的由前述式(2)定义的熔透率Rm设定为10％以上。其他作用效果与第一构成例的接合结构体100相同。

<第五构成例>

图7中示出接合结构体的第五构成例。

本构成的接合结构体500具有组装体73，该组装体73在由3个厚板材11、13、29在板厚方向上重叠而成的板组31的一个最外侧重叠有薄板材17。

上述的接合结构体500是与图4所示的接合结构体200相同的构成，但组装体73的各板材的选定方法不同。

在本构成的情况下，若将从薄板材17的外侧板面17c至铆钉21的头部21a中的顶面为止的外侧突出长度Lp和薄板材17的板厚ta进行合计而得到的长度设为部件突出长度La，则如式(6)所示，突出厚度比Rp为组装体33的全板厚(ta+tb+tc+td)和外侧突出长度Lp进行合计而得到的长度与部件突出长度La之比。

Rp＝(ta+tb+tc+td+Lp)/La……(6)

在本构成中，以突出厚度比Rp在4～15的范围的方式选定各板材。此外，作为突出厚度比Rp的下限，优选为1.5，更加优选为2.0。

本构成的接合结构体500与第二构成例的接合结构体200相同，通过电阻点焊而接合。本构成的熔核35在从薄板材17的板厚ta内的铆钉21的轴部21b至配置于板组31的另一个外侧面上的厚板材29的板厚td内的范围形成。另外，熔核35相对于薄板材17的板厚ta的熔透率Rm为10％以上。其他作用效果与第二构成例的接合结构体200相同。

<第六构成例>

图8示出接合结构体的第六构成例。

本构成的接合结构体600具有：板组15，其由2个厚板材11、13重叠而成；薄板材17、51，其比厚板材11、13薄；以及插装件21。薄板材17重叠于成为板组15的一个外侧面15a的厚板材11的外侧面上，薄板材51重叠于成为板组15的另一个外侧面15b的厚板材13的外侧面上。由此，构成由厚板材11、13和薄板材17、51构成的组装体75。

上述的接合结构体600是与图5所示的接合结构体300相同的构成，但组装体75的各板材的选定方法不同。

这里，薄板材17、51具有相同的板厚ta，突出厚度比Rp用式(7)表示。

Rp＝(2ta+tb+tc+2Lp)/La……(7)

即，若将从薄板材17的外侧板面17c至铆钉21的轴部21b的顶面为止的外侧突出长度Lp和薄板材17的板厚ta进行合计而得到的长度设为部件突出长度La，则突出厚度比Rp是将组装体53的全板厚(2ta+tb+tc)和外侧突出长度La、La的全部进行合计而得到的长度与部件突出长度La之比。

在上述组装体75中，以突出厚度比Rp在4以下范围的方式选定各板材。此外，作为突出厚度比Rp的下限，优选为1.5，更加优选为2.0。

本构成的接合结构体600与图5所示的接合结构体300相同，通过电阻点焊而接合。通过该电阻点焊，本构成的熔核57在从薄板材51的板厚ta内的铆钉55的轴部55b至配置于板组15的一个最外侧的厚板材11的板厚tb内的范围以及从薄板材17的板厚ta内的铆钉21的轴部21b至配置于板组31的另一个最外侧的厚板材29的板厚td内的范围形成。即，在从一个铆钉21的轴部21b至另一个铆钉55的轴部55b为止的范围形成成为了一体的熔核57。

在该情况下，存在于薄板材17的板厚ta内的熔核57相对于薄板材17的板厚ta的熔透率Rm也达到10％以上。同样地，存在于薄板材51的板厚ta内的熔核57相对于薄板材51的板厚ta的熔透率Rm达到10％以上。其他作用效果与第三构成例的接合结构体300相同。

此外，在上述例子中，将薄板材17、51设为相同的板厚进行了说明，但薄板材17、51的厚度只要比厚板材11、13薄，也可以相互不同。

<变形例>

图9示出接合结构体的变形例。

本变形例的接合结构体700在薄板材17的外侧面形成凹部17b。在该凹部17b嵌入有铆钉61的轴部61b。

本变形例的接合结构体700在将铆钉61安装于在薄板材17上形成的凹部17b之后，通过将铆钉61和组装体19夹入一对电极之间，进行焊接，由此形成熔核23。图中用虚线示出所形成的熔核23的外缘。

根据本变形例的接合结构体700，即使供铆钉61的轴部61b插入的孔不是贯通孔，凹部17b的底部也会在施加焊接电流时熔融，形成熔核23。另外，即使在该情况下，存在于薄板材17内的熔核23的厚度tn相对于熔核23的薄板材17的板厚ta的熔透率Rm也为10％以上。

本发明并不局限于上述实施方式，将实施方式的各构成相互组合、由本领域技术人员基于说明书的记载和公知技术进行变更和应用也属于本发明意图的范围，包含于所要求保护的范围。

例如，在上述各构成例中，铆钉的头部在板组焊接后仍然残存，但也可以在板组焊接结束后，去除从薄板材的外侧面突出的铆钉的头部。在该情况下，能够制成将板组的表面设定为平坦面的接合结构体。

另外，插装件并不局限于铆钉。例如，也可以在基材的一部分形成从基材表面突出的突出部，将该突出部嵌入于薄板材。另外，还可以在薄板材上重叠板状的插装件，在薄板材的下侧配置具有凹孔的冲模，在插装件的上侧配置冲头，从插装件的上侧进行冲头加压。由此，在薄板材和插装件上分别同时形成凹部，通过该凹部彼此紧贴，由此薄板材与插装件连结起来。在该情况下，板状的插装件塑性变形，成为了凹部的部分是轴部，其他板状部分是头部。

即，插装件只要是从薄板材向与厚板材相反一侧突出的部件即可。而且，可以在焊接时，在薄板材的外侧面配置满足前述的式(1)、式(3)、式(4)中的任一个的导电性的虚设板(插装件)，将虚设板以及包括厚板材和薄板材的板组夹入电极之间，进行焊接，在焊接后从板组取下虚设板。

在任一方式中，熔核在板组的板厚方向上的形成位置都变得合理，即使是薄板，也能够可靠地焊接。

另外，构成板组的厚板材的数量并不局限于各构成例中示出的2个或者3个，也可以是4个以上。进而，只要满足突出厚度比Rp的条件，还可以是5～8个或者其以上的数量。

进而，薄板材是厚板材的板组的一个面，也可以配置2个以上。在该情况下，也能够实施与厚板材的良好接合。

实施例

接下来，对本发明的实施例与比较例进行比较，说明本发明的效果。

将下表1所示的材质和板厚比不同的3个板材构成的两种板组样本(板组样本1、2)作为试验对象，使用相同的焊接装置实施了焊接。板厚比以原板厚(加压前的厚度或没有加压的部位的厚度)作为基准。对插装件(铆钉)的材料使用了A5083。

[表1]

在下述表2、表3所示的实施例1～6和比较例1～6的焊接条件下对各板组样本1、2实施焊接，实施拉伸试验，使拉力作用于焊接后的上板(薄板材)和中板(厚板材)，直至上板和中板断裂。并且在各条件下，确认了熔透率和焊接部的断裂形态(塞子断裂、界面断裂)。

[表2]

如表2所示，在实施例1～3中，熔透率都为100％(10％以上)，拉伸试验中的焊接部的断裂形态为“塞子断裂”，作为焊接强度的评价，得到了良好的结果。另一方面，在比较例1～3中，熔透率都小于0％(小于10％)，拉伸试验中的焊接部的断裂形态为“界面断裂”，作为焊接强度的评价，没有得到良好的结果。

另外，如表3所示，在突出厚度比为4以下的实施例4～6中，熔透率都为100％(10％以上)，拉伸试验中的焊接部的断裂形态为“塞子断裂”，作为焊接强度的评价，得到了良好的结果。另一方面，在比较例1～3中，熔透率都为0％(小于10％)，拉伸试验中的焊接部的断裂形态为“界面断裂”，作为焊接强度的评价，没有得到良好的结果。

[表3]

如上所述，在本说明书中公开了以下事项。

(1)一种接合结构体，其通过在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接来构成，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述板组与所述薄板材的合计板厚相对于所述薄板材的板厚的比为4以上，

所述插装件具有：轴部，其朝向所述板组而嵌入于所述薄板材；和头部，其从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出，

在从所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核，

存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率为10％以上。

(2)一种接合结构体，其通过在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接来构成，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述插装件具有：轴部，其朝向所述板组嵌入于所述薄板材；和头部，其从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出，

将所述板组的全板厚和外侧突出长度的全部进行合计而得到的长度相对于将所述外侧突出长度和所述薄板材的板厚进行合计而得到的部件突出长度的比为4以下，所述外侧突出长度是从所述薄板材的外侧板面至所述插装件的所述头部的顶面为止的长度，

在从所述薄板材的板厚内的所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核，

存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率为10％以上。

采用上述(1)、(2)的接合结构体，无需另外对焊接装置附加特殊功能，且无需实施特殊的加压、通电控制，便使熔核的板厚方向的形成位置变得合理，在薄板材内也可靠地形成熔核。由此，能够将接合结构体制成具有足够高的焊接强度的结构。

(3)根据(1)或(2)的接合结构体，

所述插装件为铆钉，

所述铆钉的所述头部和所述轴部中的至少一个铆接固定于所述薄板材。

采用该接合结构体，能够将插装件简单且可靠地固定于薄板材上。另外，即使在熔核较小的情况下，也能够得到稳定的接合强度。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的接合结构体，

所述熔核直径比所述插装件的所述轴径大。

采用该接合结构体，熔核直径比插装件的轴径大，因此薄板材与插装件通过熔核成为一体，从而得到更高的焊接强度。

(5)一种接合结构体的制造方法，在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述接合结构体的制造方法具备：

使所述板组与所述薄板材的合计板厚相对于所述薄板材的板厚的比为4以上的工序；

将具有头部和轴部的所述插装件的所述轴部嵌入于所述薄板材并使所述头部从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出的工序；以及

将所述插装件和所述板组夹入一对电极之间，并使焊接电流流至所述电极之间，由此在从所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核的工序，

将存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率设为10％以上。

(6)一种接合结构体的制造方法，在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材、所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述接合结构体的制造方法具有：

将具有头部和轴部的所述插装件的所述轴部嵌入于所述薄板材，并使所述头部从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出的工序；

将所述板组的全板厚和外侧突出长度的全部进行合计而得到的长度相对于将所述外侧突出长度和所述薄板材的板厚进行合计而得到的部件突出长度的比设为4以下的工序，所述外侧突出长度是从所述薄板材的外侧板面至所述插装件的所述头部的顶面为止的长度；以及

将所述插装件和所述板组夹入一对电极之间，并使焊接电流流至所述电极之间，由此在从所述薄板材的板厚内的所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个最外侧相反一侧的板材的板厚内的范围形成熔核的工序，

将存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率设为10％以上。

采用上述(5)、(6)的接合结构体的制造方法，无需另外对焊接装置附加特殊功能，且无需实施特殊的加压、通电控制，便使熔核在板组的板厚方向的形成位置变得合理，在薄板材内也可靠地形成熔核。由此，能够简单地制造高焊接品质的接合结构体。

(7)根据(5)或(6)所述的接合结构体的制造方法，所述插装件为铆钉。

采用该接合结构体的制造方法，使用通用的铆钉，能够低成本且简便地将薄板材与板组的板材焊接起来。

(8)根据(7)的接合结构体的制造方法，通过将所述头部和所述轴部中的至少一个铆接于所述薄板材来将所述插装件固定于所述薄板材。

采用该接合结构体，能够将插装件简单且可靠地固定于薄板材。另外，即使在熔核较小的情况下，也能得到稳定的接合强度。进而，通过在焊接前，将插装件铆接固定于薄板材上，由此能够更加简化焊接工序。

(9)根据(5)～(8)中任一个接合结构体的制造方法，

所述薄板材具有贯通孔，

通过将所述轴部嵌入于所述贯通孔来将所述插装件安装于所述薄板材。

根据该接合结构体，通过将插装件的轴部嵌入于贯通孔中，由此能够将插装件简单地安装于薄板材上。

(10)根据(5)至(8)中任一个接合结构体的制造方法，

所述薄板材具有凹部，

通过将所述轴部嵌入于所述凹部来将所述插装件安装于所述薄板材。

采用该接合结构体，只需在薄板材上形成凹部即可，并且能够将插装件简单地安装于凹部。由此，能够减少薄板材的加工时间、成本，焊接工序不会变得繁琐。

(11)根据(5)至(8)中任一项所述的接合结构体的制造方法，将板状的所述插装件与所述薄板材重叠在一起进行冲头加压，从而在所述插装件和所述薄板材这两者上同时形成凹部，将所述插装件与所述薄板材连结。

采用该接合结构体，只需对插装件和薄板材进行冲头加压，将两者连结起来即可。由此，能够减少薄板材的加工时间、成本，焊接工序不会变得繁琐。

本申请基于2016年11月14日申请的日本国专利申请(特愿2016-221366)，在此援引其内容以作参考。

附图标记说明

11、13、29 厚板材(板材)

15、31 板组

17、51 薄板材

17a、51a 贯通孔

17b 凹部

17c 外侧板面

19、33、53、71、73 组装体

21、55、61 铆钉(插装件)

21a、55a、61a 头部

21b、55b、61b 轴部

23、35、57 熔核

100、200、300、400、500、600、700 接合结构体

Claims (18)

1.一种接合结构体，其通过在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接来构成，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述板组与所述薄板材的合计板厚相对于所述薄板材的板厚的比为4以上，

所述插装件具有：轴部，其朝向所述板组而嵌入于所述薄板材；和头部，其从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出，

在从所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核，

存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率为10％以上。

2.一种接合结构体，其通过在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接来构成，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述插装件具有：轴部，其朝向所述板组嵌入于所述薄板材；和头部，其从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出，

将所述板组的全板厚和外侧突出长度的全部进行合计而得到的长度相对于将所述外侧突出长度和所述薄板材的板厚进行合计而得到的部件突出长度的比为4以下，所述外侧突出长度是从所述薄板材的外侧板面至所述插装件的所述头部的顶面为止的长度，

在从所述薄板材的板厚内的所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核，

存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率为10％以上。

3.根据权利要求1或2所述的接合结构体，其特征在于，

所述插装件为铆钉，

所述铆钉的所述头部和所述轴部中的至少一个铆接固定于所述薄板材。

4.根据权利要求1或2所述的接合结构体，其特征在于，

所述熔核的直径大于所述插装件的轴径。

5.根据权利要求3所述的接合结构体，其特征在于，

所述熔核的直径大于所述插装件的轴径。

6.一种接合结构体的制造方法，在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材以及所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述接合结构体的制造方法具备：

使所述板组与所述薄板材的合计板厚相对于所述薄板材的板厚的比为4以上的工序；

将具有头部和轴部的所述插装件的所述轴部嵌入于所述薄板材，并使所述头部从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出的工序；以及

将所述插装件和所述板组夹入一对电极之间，并使焊接电流流至所述电极之间，由此在从所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个外侧面相反一侧的所述板材的板厚内的范围形成熔核的工序，

将存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率设为10％以上。

7.一种接合结构体的制造方法，在由多个板材重叠而成的板组的至少一个外侧面重叠配置有薄板材并将所述薄板材与所述板组焊接，所述薄板材比所述板材薄，且安装有插装件，其特征在于，

所述板组的多个板材、所述薄板材、所述插装件由铝或者铝合金构成，

所述接合结构体的制造方法具有：

将具有头部和轴部的所述插装件的所述轴部嵌入于所述薄板材，并使所述头部从所述薄板材的与所述板组侧相反一侧的外侧板面突出的工序；

将所述板组的全板厚和外侧突出长度的全部进行合计而得到的长度相对于将所述外侧突出长度和所述薄板材的板厚进行合计而得到的部件突出长度的比设为4以下的工序，所述外侧突出长度是从所述薄板材的外侧板面至所述插装件的所述头部的顶面为止的长度；以及

将所述插装件和所述板组夹入一对电极之间，并使焊接电流流至所述电极之间，由此在从所述薄板材的板厚内的所述插装件的所述轴部的前端至配置于所述板组的与所述一个最外侧相反一侧的板材的板厚内的范围形成熔核的工序，

将存在于所述薄板材的板厚内的所述熔核的厚度相对于所述薄板材的板厚的比率设为10％以上。

8.根据权利要求6或7所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

所述插装件是铆钉。

9.根据权利要求8所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

通过将所述头部和所述轴部中的至少一个铆接于所述薄板材来将所述插装件固定于所述薄板材。

10.根据权利要求6或7所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

所述薄板材具有贯通孔，

通过将所述轴部嵌入于所述贯通孔来将所述插装件安装于所述薄板材。

11.根据权利要求8所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

所述薄板材具有贯通孔，

通过将所述轴部嵌入于所述贯通孔来将所述插装件安装于所述薄板材。

12.根据权利要求9所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

所述薄板材具有贯通孔，

通过将所述轴部嵌入于所述贯通孔来将所述插装件安装于所述薄板材。

13.根据权利要求6或7所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

所述薄板材具有凹部，

通过将所述轴部嵌入于所述凹部来将所述插装件安装于所述薄板材。

14.根据权利要求8所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

所述薄板材具有凹部，

通过将所述轴部嵌入于所述凹部来将所述插装件安装于所述薄板材。

15.根据权利要求9所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

所述薄板材具有凹部，

通过将所述轴部嵌入于所述凹部来将所述插装件安装于所述薄板材。

16.根据权利要求6或7所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

将板状的所述插装件与所述薄板材重叠在一起进行冲头加压，从而在所述插装件和所述薄板材这两者上同时形成凹部，将所述插装件与所述薄板材连结。

17.根据权利要求8所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

将板状的所述插装件与所述薄板材重叠在一起进行冲头加压，从而在所述插装件和所述薄板材这两者上同时形成凹部，将所述插装件与所述薄板材连结。

18.根据权利要求9所述的接合结构体的制造方法，其特征在于，

将板状的所述插装件与所述薄板材重叠在一起进行冲头加压，从而在所述插装件和所述薄板材这两者上同时形成凹部，将所述插装件与所述薄板材连结。