CN110214065A - 异种材料接合方法以及异种材料接合体 - Google Patents
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Abstract
钢板框架(2)和薄板(4)由不同的材料构成。在薄板(4)的与钢板框架(2)重合的部分上形成多个贯通孔(4c)。在辅助板(6)上形成能够分别插入到贯通孔(4c)的多个突起(6c)。在钢板框架(2)的与薄板(4)重合的部分涂布粘接剂(8)。将薄板(4)重合于钢板框架(2),通过粘接剂(8)将钢板框架(2)和薄板(4)相互粘接。以突起(6c)插入到贯通孔(4c)的方式将辅助板(6)与薄板(4)重合。将突起(6c)与钢板框架(2)焊接而形成多个焊接点(7)。
Description
技术领域
本发明涉及一种异种材料接合方法以及异种材料接合体。
背景技术
在专利文献1中公开有使用自冲铆钉将铝制的薄板接合于钢制的框架的方法。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2002-174219号公报。
在专利文献1所公开的使用铆钉的异种材料接合方法中,无法获得高接合强度。具体而言,因为仅借助铆钉接合钢制的框架和铝制薄板,所以在对薄板施加载荷时,在薄板的铆钉周边产生应力集中。该应力集中成为铆钉断裂、铆钉脱出、以及在邻接的铆钉打入部位之间产生的薄板破裂的原因。此外,若为了防止铆钉断裂和脱出而增加铆钉打入部位,则邻接的打入部位之间的距离狭窄,所以薄板的破裂变得容易产生。
发明内容
本发明的课题在于提高异种材料接合方法以及异种材料接合体中的接合强度。
本发明的第一技术方案提供一种异种材料接合方法,所述接合方法将第一金属部件与由不同于该第一金属部件的材料构成的第二金属部件重合的部分接合,其特征在于,在前述第二金属部件的与前述第一金属部件重合的部分上形成多个贯通孔,在辅助部件上形成能够分别插入到前述贯通孔的多个突起,在前述第一金属部件的与前述第二金属部件重合的部分、或者前述第二金属部件的与前述第一金属部件重合的部分涂布第一粘接剂,将前述第二金属部件与前述第一金属部件重合,借助前述第一粘接剂将前述第一金属部件与前述第二金属部件相互地粘接,以前述多个突起插入到前述贯通孔的方式将前述辅助部件与前述第二金属部件重合,将各个前述多个突起和前述第一金属部件焊接而形成多个焊接点。
在邻接的焊接点间,第二金属部件借助辅助部件而相对于第一金属部件连续地且大范围地被压紧。因此向各个焊接点周边的应力集中被缓和。
通过在邻接的焊接点间借助辅助部件而相对于第一金属部件连续地且大范围地被压紧,第二金属部件的面外变形得到抑制。此外,第二金属部件借助第一粘接剂与第一金属部件粘接。由此,向各个焊接点周边的应力集中被缓和。
通过以上的应力集中缓和,在相对于第二金属部件作用负载时不容易产生自向第一金属部件的接合部的破损,能够提高第一金属部件和第二金属部件的接合强度。
也可以在前述第二金属部件或前述辅助部件涂布第二粘接剂,借助该第二粘接剂将前述第二金属部件与前述辅助部件相互地粘接。
借助第二粘接剂将辅助部件粘接于第二金属部件,由此更有效地缓和向各个焊接点周边的应力集中,能够更加提高第一金属部件和第二金属部件的接合强度。
例如,前述第一金属部件是正交于长度方向的截面的形状为コ字形、帽子形、多边形、或者圆形的长条部件,前述第二金属部件是板状部件,前述辅助部件是带板状长条部件。
前述第一粘接剂在邻接的前述焊接点间粘接前述第一金属部件和前述第二金属部件。
作为本发明的另一技术方案,前述第二金属部件具备:与前述第一金属部件重合且形成有前述多个贯通孔并且与前述辅助部件重合的第一部分、以及设置为与前述第一部分非同一平面状且在不同于前述第一部分的部分与前述第一金属部件重合的第二部分,在前述第一金属部件的与前述第二部分重合的部分、或者前述第二部分的与前述第一金属部件重合的部分涂布前述第一粘接剂。
第二金属部件具备第一部分和设置为与第一部分非同一平面状的第二部分,通过第一粘接剂将未设置贯通孔的第二金属部件的第二部分与第一金属部件粘接。由此,能够将基于第一粘接剂的粘接面连续化而使粘接面积增大,因此更有效地缓和向各个焊接点周边的应力集中,能够更加提高第一金属部件和第二金属部件的接合强度。
例如,前述第一部分和前述第二部分都是平坦板状,前述第一部分和前述第二部分经由弯曲部被连接。
或者,前述第一金属部件的正交于长度方向的截面的形状为圆形,前述第二金属部件的前述第一部分是沿着前述第一金属部件的外形轮廓的弯曲板状,前述第二金属部件的前述第二部分是平板状。
第二金属部件的第一部分是弯曲板状,沿着作为圆形的第一金属部件的外形轮廓,因此能够有效地抑制向第二金属部件的第一部分与第一金属部件的间隙的水分的进入。其结果,能够抑制第一金属部件和第二金属部件之间的电接触。
前述辅助板的正交于长度方向的截面的形状也可以是沿着前述第二金属部件的前述第一部分的圆弧状。
能够有效地抑制向辅助部件与第二金属部件的第一部分之间的间隙的水分的进入。其结果,能够抑制辅助部件和第二金属部件之间的电接触。此外,辅助部件没有从第二金属部件的第二部分突出的锐利的边缘,因此安全性增加。
例如,前述第一金属部件为钢制,前述第二金属部件为铝或铝合金制,前述辅助部件为钢制。
前述第一金属部件与前述辅助部件的前述突起的焊接为电阻点焊、激光焊接、电弧焊、或者激光电弧焊。
前述辅助部件的前述突起的形成为深冲加工、扩形加工、锻造加工、或者切削加工。
本发明的第二技术方案提供一种异种材料接合体,其特征在于,具备,
至少两个的第一金属部件,是钢制且正交于长度方向的截面的形状为コ字形、帽子形、多边形、或圆形的长条部件;第二金属部件,是铝或铝合金制的薄板;辅助部件,为钢制,与前述第二金属部件中与前述第一金属部件重合的部分重合;粘接剂层,将前述第一金属部件和第二金属部件相互地粘接;多个突起焊接于前述第一金属部件的多个焊接点,所述多个突起设置于前述辅助部件,分别插入到设置于前述第二金属部件的多个贯通孔。
根据本发明所述的异种材料接合方法以及异种材料接合体,能够提高由相互不同的材料构成的第一金属部件和第二金属部件的接合强度。
附图说明
图1是由第一实施方式所述的异种材料接合方法制造的框架构造体的示意性的立体图。
图2是沿图1的II-II线的剖视图。
图3是沿图1的III-III线的剖视图。
图4是图1的框架构造体的分解立体图。
图5是辅助板的立体图。
图6是沿图5的VI-VI线的剖视图。
图7是表示突起的另一实施方式的与图6同样的剖视图。
图8是用于说明第一实施方式中的电阻点焊的剖视图。
图9是用于说明第一实施方式中的激光焊接的剖视图。
图10是表示第一实施方式的第一变形例所述的框架构造体的与图2同样的剖视图。
图11是表示第一实施方式的第一变形例所述的框架构造体的与图3同样的剖视图。
图12是表示第一实施方式的第二变形例所述的框架构造体的与图2同样的剖视图。
图13是表示第一实施方式的第二变形例所述的框架构造体的与图3同样的剖视图。
图14是用于说明第一实施方式的第二变形例中的电阻点焊的剖视图。
图15是表示第一实施方式的第三变形例所述的框架构造体的与图2同样的剖视图。
图16是表示第一实施方式的第三变形例所述的框架构造体的与图3同样的剖视图。
图17是用于说明第一实施方式的第三变形例的电阻点焊的剖视图。
图18是由第二实施方式所述的异种材料接合方法制造的框架构造体的示意性的立体图。
图19是沿图18的XIX-XIX线的剖视图。
图20是沿图18的XX-XX线的剖视图。
图21是图18的框架构造体的分解立体图。
图22是用于说明第二实施方式中的电阻点焊的剖视图。
图23是用于说明第二实施方式中的激光焊接的剖视图。
图24是表示第二实施方式的第一变形例所述的框架构造体的与图19同样的剖视图。
图25是表示第二实施方式的第一变形例所述的框架构造体的与图20同样的剖视图。
图26是表示第二实施方式的第二变形例所述的框架构造体的与图19同样的剖视图。
图27是表示第二实施方式的第二变形例所述的框架构造体的与图20同样的剖视图。
图28是表示第二实施方式的第三变形例所述的框架构造体的分解立体图。
图29是表示第二实施方式的第三变形例所述的框架构造体的与图19同样的剖视图。
图30是表示第二实施方式的第三变形例所述的框架构造体的与图20同样的剖视图。
图31是由第三实施方式所述的异种材料接合方法制造的框架构造体的示意性的立体图。
图32是沿图31的XXXII-XXII线的剖视图。
图33是沿图31的XXXIII-XXXIII线的剖视图。
图34是图31的框架构造体的分解立体图。
图35是用于说明第三实施方式中的电阻点焊的剖视图。
图36是用于说明第三实施方式中的激光焊接的剖视图。
图37是表示第三实施方式的变形例所述的框架构造体的分解立体图。
图38是表示第三实施方式的变形例所述的框架构造体的与图32同样的剖视图。
图39是表示第三实施方式的变形例所述的框架构造体的与图33同样的剖视图。
附图标记说明
1 框架构造体(异种材料接合体)
2 钢制框架(第一金属部件)
2a 顶壁
2b、2c 侧壁
2d、2e 凸缘部
3 钢管(第一金属部件)
3a 顶壁
3b、3c 侧壁
3d 底壁
4 薄板
4a、4b 表面
4c 贯通孔
5 薄板
5a 本体(第二部分)
5d、5e 表面
5b 端部(第一部分)
5f、5g 表面
5h 贯通孔
5c 弯曲部
6 辅助板(辅助部件)
6a、6b 表面
6c 突起
7 焊接点
8、9 粘接剂层
100、101 电极
102 光源
103 激光。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1至图4表示由本发明的第一实施方式所述的异种材料接合方法制造的框架构造体(异种材料接合体)1。该框架构造体1的用途没有特别地被限定,能够作为车辆用的座椅框架或地板等的面板构造体而使用。
框架构造体1具备:一对钢制框架(第一金属部件)2,为由高强度钢那样的钢材构成的长条部件;铝或铝合金制的薄板(第二金属部件)4。薄板4的在图1中的左右两端部与钢制框架2重合而被接合。辅助板(辅助部件)6分别与薄板4的左右的与钢制框架2重合的部分重合,所述辅助板为钢制的带状长条部件。在本实施方式中,辅助板6的正交于长度方向的截面的形状为细长的矩形,两表面6a、6b都是平坦面。除图1外的本实施方式相关的附图以及后述的第二以及第三实施方式相关的附图中,仅图示与图1中薄板4与右侧的钢制框架2的接合处相当的部分。
本实施方式中的钢制框架2中,正交于长度方向的截面的形状为コ字状,具备顶壁2a和从顶壁2a的两端向图中下方延伸的一对侧壁2b、2c。薄板4重合在顶壁2a之上。
若参照图2以及图4,则在薄板4的与钢制框架2的顶壁2a重合的部分上,相互隔开间隔而形成有多个(在本实施方式中是5个)贯通孔4c,所述贯通孔4c在图中分别从上侧的表面4a贯通到下侧的表面4b。在本实施方式中,多个贯通孔4c被配置在沿钢制框架2的长度方向的直线上。在本实施方式中,贯通孔4c为圆形孔,但只要能够插入后述的突起6c,则贯通孔4c的形状不特别地限定。
若一起参照图5,则在辅助板6上在长度方向隔开间隔而形成有多个(在本实施方式中是5个)突起6c,所述突起6c分别从与薄板4重合的表面6a突出。在本实施方式中,与贯通孔4c同样地,突起6c被配置在沿钢制框架2的长度方向的直线上。如图2所示,各个突起6c被插入到各个贯通孔4c。换言之,贯通孔4c和突起6c的个数与间隔以各个突起6c与各个贯通孔4c对应的方式被设定。各个突起6c的顶端到达钢制框架2的顶壁2a的外表面。在突起6c的顶端和钢制框架2的顶壁2a之间形成有焊接点7。换言之,辅助板6在与钢制框架2的顶壁2a之间夹入了薄板4的状态下通过焊接点7而被接合于钢制框架2的顶壁2a。
在本实施方式中,相对于沿钢制框架2的长度方向配置的5个贯通孔4c设置有共用的一个辅助板6。但也可以将辅助板6分割为两个以上。
若参照图3以及图4,则在钢制框架2的顶壁2a的外表面和薄板4的与钢制框架2的顶壁2a对置的表面4a之间形成有多个粘接剂层8。通过该粘接剂层8(第一粘接剂),薄板4的表面4a和钢制框架2的顶壁2a的外表面被相互地粘接。如图4所示,在本实施方式中,在相互地邻接的贯通孔4c之间配置有一个粘接剂层8。换言之,本实施方式中的粘接剂层8具有如下形态:被沿钢制框架2的长度方向连续地设置的一个细长的粘接剂层8在与贯通孔4c对应的位置被断开。
若继续参照图3及图4,则在薄板4的图中上侧的表面4a和辅助板6的突起6c突出的表面6a之间,形成有多个粘接剂层9。通过该粘接剂层9(第二粘接剂),辅助板6的表面6a和薄板4的表面4a被相互地粘接。如图4所示,在本实施方式中,在相互地邻接的贯通孔4c之间配置有一个粘接剂层9。换言之,本实施方式中的粘接剂层9具有如下形态:被沿钢制框架2的长度方向连续地设置的一个细长的粘接剂层9在与贯通孔4c对应的位置被断开。
本实施方式的框架构造体1具有如下特征。
在邻接的焊接点7之间,借助辅助板6,薄板4相对于钢制框架2被连续地且大范围地压紧。因此向各个焊接点7周边的应力集中被缓和。
通过在邻接的焊接点7之间借助辅助板6相对于钢制框架2连续地且大范围地被压紧,薄板4的面外变形得到抑制。此外,薄板4通过粘接剂层8被粘接于钢制框架2。由此,向各个焊接点7周边的应力集中被缓和。
通过以上的应力集中缓和,在对薄板4作用负载时不容易产生自向钢制框架2的接合部的破损,能够提高钢制框架2和薄板4的接合强度。即,框架构造体1通过将钢制框架2和铝或铝合金制的薄板4组合而实现了轻量化,也能够确保充分的刚性。
此外,在本实施方式中,通过粘接剂层9将辅助板6与薄板4粘接,由此更有效地缓和向各个焊接点7周边的应力集中,能够更加提高钢板框架2和薄板4的接合强度。
接着,说明本实施方式所述的异种材料接合方法。
在薄板4上形成贯通孔4c。贯通孔4c能够通过冲压加工而形成。详细而言,在将薄板4的两个表面4a、4b用模具和压边圈夹入的状态下,将薄板4用冲床穿孔,从而能够形成贯通孔4c。
在辅助板6上形成突起6c。在本实施方式中,通过深冲加工或者扩形加工而形成突起6c。由此,如图6所示,在辅助板6的与突起6c突出的表面6a相反一侧的表面6b上,在与突起6c相对应的位置形成有凹陷。深冲加工或者扩形加工在能够降低加工成本这点上是优选的,但也可以使用像锻造加工或者切削加工这样的其他手段来形成突起6a。在使用锻造加工或者切削加工形成突起6a的情况下,如图7所示在辅助板6的与突起6c突出的表面6a相反一侧的表面6b上不形成凹陷。
突起6c的外形尺寸需要以能够插入到薄板4的贯通孔4c的方式而设定。从辅助板6的表面6a到突起6c的顶端的尺寸(突起6c的高度)需要以如下方式设定:在相对于与钢制框架2的顶壁2a重合的薄板4进一步将辅助板6重合时,插入到贯通孔4c的突起6c的顶端到达顶壁2a的外表面。
在薄板4上形成贯通孔4c的工序和在辅助板6上形成突起6c的工序,任何一方的工序在另一方的工序之前进行均可。此外,这两个工序也可以同时或并行进行。
接着,在钢制框架2的顶壁2a的外表面的与薄板4重合的部分涂布粘接剂(第一粘接剂),设置粘接剂层8。作为用于粘接剂层8的粘接剂,例如可以使用环氧型、聚氨酯型或丙烯酸型的粘接剂。也可以在薄板4的附图中下侧的表面4b的与钢制框架2的顶壁2a的外表面重合的部分涂布粘接剂,从而设置粘接剂层8。
在设置粘接剂层8之后,将薄板4的附图中下侧的表面4b与钢制框架2的顶壁2a的外表面重合,通过粘接剂层8将钢制框架2与薄板4相互地粘接。
接着,在辅助板6的突起6c突出的表面6a涂布粘接剂(第二粘接剂),设置粘接剂层9。作为用于粘接剂层9的粘接剂,例如可以使用环氧型、聚氨酯型或丙烯酸型的粘接剂。也可以在薄板4的附图中上侧的表面4a的与辅助板6重合的部分涂布粘接剂,由此设置粘接剂层9。
在设置粘接剂层9之后,将辅助板6的表面6a与薄板4的附图中上侧的表面4a重合,通过粘接剂层9将薄板4和辅助板6相互地粘接。在将辅助板6与薄板4重合时,将辅助板6的各个突起6c插入到薄板4的各个贯通孔4c。
接着,将辅助板6的突起6a与钢制框架2的顶壁2a焊接。该焊接可以借助例如电阻点焊、激光焊接、电弧焊、或者激光电弧焊实施。如图8中示意性地示出的那样,在电阻点焊的情况下,利用电极100、101将突起6a的部分的辅助板6和钢制框架2的顶壁2a的与突起6a对置的部分夹入。利用电极100、101在加压下通电,利用基于接触电阻的发热使通电部分局部地熔融,在此之后,使其凝固而形成焊接点7。如图9中示意性地示出的那样,在激光焊接的情况下,从光源102照射激光103而使照射部分局部地熔融,在此之后,使其凝固而形成焊接点7。
若将以上的工序完成,则图1的框架构造体1完成。
图10至图17表示第一实施方式的各种变形例。
在图10以及图11所表示的第一变形例中,钢板框架2的正交于长度方向的截面的形状为帽子形。即,钢板框架2在顶壁2a和侧壁2b、2c之外还具备凸缘部2d、2e,所述凸缘部从侧壁2b、2c的附图中的下端向横向延伸。
在图12以及图13所表示的第二变形例中,代替钢板框架2,薄板4被相对于钢管3(多边形钢管)接合,所述钢管3的正交于长度方向的截面的形状为多边形。钢管3具备顶壁3a、从该顶壁3a的两端向附图中下方延伸的侧壁3b、3c、将侧壁3b、3c的附图中的下端连接的底壁3d。在辅助板6的突起6c和钢管3的顶壁3a之间形成焊接点7。此外,薄板4的附图中下侧的表面4b和钢管3的顶壁3a通过粘接剂层8被相互地粘接。如图14示意性地示出的那样,在借助点电阻焊接而形成焊接点7时,一方的电极100被配置在辅助板6的表面6b的与突起6c对应的部位,另一方的电极101被配置在钢管3的底壁3d的与突起6c对置的部位。
在图15以及图16所表示的第三变形例中,代替钢板框架2,薄板4被相对于钢管3(圆形钢管)接合,所述钢管3的正交于长度方向的截面的形状为圆形。在辅助板6的突起6c和钢管3的外周面的一部分之间形成焊接点7。此外,薄板4的附图中下侧的表面4b和钢管3的外周面的一部分通过粘接剂层8被相互地粘接。如图17示意性地示出的那样,在借助点电阻焊接而形成焊接点7时,一方的电极100被配置在辅助板6的表面6b的与突起6c对应的部位,另一方的电极101被配置在钢管3的外周面的与突起6c对置的部位。
以下说明本发明的第二以及第三实施方式。在与这些实施方式相关的附图中,对与第一实施方式相同或相同的要素标注相同的附图标记。此外,关于这些实施方式中的框架构造体1以及用于制造框架构造体1的异种材料接合方法,没有特别说明之处都与第一实施方式是同样的。
(第二实施方式)
图18至图21表示由本发明的第二实施方式所述的异种材料接合方法制造的框架构造体1。
在本实施方式中,铝或者铝合金制的薄板5被相对于钢管3(多边形钢管)接合,所述钢管3正交于长度方向的截面是多边形。钢管3具备顶壁3a、侧壁3b、3c以及底壁3d。
在第一实施方式中的薄板4是简单的平板状(例如参照图1)。相对于此,本实施方式中的薄板5具有将平板状的薄板的端部弯折的形态。具体地,薄板5具备平板状的本体5a(第二部分)和经由弯曲部5c与本体5a连接的平坦的带状的端部5b。包含本体5a的假想面和包含端部5b的假想面不同。即,本体5a和端部5b在不同的假想面上扩展。换言之,本体5a和端部5b被设置为相互非同一平面。
薄板5的本体5a为,与弯曲部5c邻接的部分与钢管3的顶壁3a的外表面重合。此外,薄板5的端部5b与钢管3的侧壁3b的外表面重合。进而,辅助板6与薄板5的端部5b的外侧的表面5f重合。
在薄板5的端部5b上相互地隔开间隔而形成有多个(在本实施方式中是5个)贯通孔5h,所述贯通孔从一方的表面5f贯通到另一方的表面5g。这些贯通孔5h被配置在沿钢管3的长度方向的直线上。在薄板5的本体5a上未设置贯通两表面5d、5e的贯通孔。
在辅助板6上在长度方向上隔开间隔而形成有多个(在本实施方式中是5个)突起6c,所述突起分别从与薄板5的端部5重合的表面6a突出。各个突起6c插入到各个贯通孔5h,突起6c的顶端到达钢管3的侧壁3b的外表面。在突起6c的顶端和钢管3的侧壁3b之间形成焊接点7。换言之,辅助板6在与钢管3的侧壁3b之间夹入薄板5的端部5b的状态下通过焊接点7被与钢管3的侧壁3b接合。
若参照图19至图21,则在钢管3的顶壁3a的外表面和薄板5的本体5b的附图中下侧的表面5e之间形成有粘接剂层8。通过该粘接剂层8(第一粘接剂),薄板5的本体5b的表面5e和钢管3的顶壁3a的外表面被相互地粘接。若参照图21,则如前所述地在薄板5的本体5a上没有设置贯通孔,因此粘接剂层8没有被断开,沿钢管3的长度方向被连续地设置。
本实施方式的框架构造体1具有以下特征。
在邻接的焊接点7之间,借助辅助板6,薄板5的端部5b相对于钢管3连续地且大范围地被压紧。因此,向各个焊接点7周边的应力集中被缓和。
通过在邻接的焊接点7之间借助辅助板6而端部5b相对于钢管3连续地且大范围地被压紧,薄板5的面外变形得到抑制。此外,薄板5的本体5a通过粘接剂层8与钢管3粘接。由此,向各个焊接点7周边的应力集中被缓和。
通过以上的应力集中缓和,在相对于薄板5作用负载时不容易产生自向钢制框架2的接合部的破损,能够提高钢管3和薄板5的接合强度。即,框架构造体1通过将钢管3和铝或铝合金制的薄板5组合而实现了轻量化,也能够确保充分的刚性。
薄板5具备端部5b和与端部5b非同一平面状地设置的本体5a,没有设置贯通孔的本体5a通过粘接剂层8与钢管3粘接。因此,能够将基于粘接剂层8的粘接面连续化而使粘接面积增大,因此能够更有效地缓和向各个焊接点7周边的应力集中、进一步提高钢管3和薄板5的接合强度。
与第一实施方式同样地,也可以在薄板5的端部5b的外侧的表面5f和辅助板6的设置有突起6c的表面6a之间设置粘接剂层(例如参照图3的附图标记9)。通过借助该粘接剂层将辅助板6与薄板5的端部5b粘接,能够更有效地缓和向各个焊接点7周边的应力集中、进一步提高钢管3和薄板5的接合强度。
接着,说明本实施方式所述的异种材料接合方法。
在形成弯曲部5c前的整体为平坦的板状的薄板5的相当于端部5b的部分,借助如冲压加工的手段形成贯通孔5h。形成贯通孔5h后,通过实施弯曲加工而将薄板5形成为具有本体5a、弯曲部5c、以及端部5b的形状。
在辅助板6形成突起6c。如第一实施方式所述的那样,突起6c的形成可以通过深冲加工或扩形加工进行,也可以使用像锻造加工、或者切削加工这样其他的方法进行。
加工薄板5的工序和在辅助板6形成突起6c的工序任何一方的工序在另一方的工序之前进行均可。此外,这两个工序也可以同时或并行进行。
接着,在钢管3的顶壁3a的外表面涂布粘接剂(第一粘接剂),设置粘接剂层8。也可以在薄板5的本体5a的附图中下侧的表面5e的与钢管3的顶壁3a的外表面重合的部分涂布粘接剂从而设置粘接剂层8。
在设置粘接剂层8后,将薄板5与钢管3重合。具体地,将薄板5的本体5a的与弯曲部5c邻接的部分与钢管3的顶壁3a的外表面重合,通过粘接剂层8将钢管3与薄板5的本体5a相互地粘接。此外,将薄板5的端部5b与钢管3的侧壁3b重合。
接着,将辅助板6的表面6a与薄板5的端部5b的外侧的表面5f重合,所述薄板5的端部5b的外侧的表面5f与钢管3的侧壁3a重合。此时,将辅助板6的各个突起6c插入到薄板5的端部5b的各个贯通孔5h。
接着,将辅助板6的突起6a与钢管3的侧壁3b焊接。该焊接可以通过例如电阻点焊(参照图22)、激光焊接(参照图23)、电弧焊、或者激光电弧焊实施。若参照图22,则在电阻点焊的情况下,利用电极100、101夹入突起6a的部分的辅助板6和钢管3的底壁3d的与突起6a对置的部分。
若完成了以上的工序,则图18的框架构造体1完成。
图24至图30表示第二实施方式的变形例。
在图24以及图25所示的第一变形例中,薄板5与コ字形的钢板框架2接合。薄板5的本体5a与钢板框架2的顶壁2a重合,通过粘接剂层8与顶壁2a粘接。薄板5的端部5b与钢板框架5的侧壁2b重合。在与薄板5的端部5b重合的辅助板6的突起6a与钢板框架5的侧壁2b之间形成焊接点7,由此将薄板5的端部5b夹入而保持在钢板框架5的侧壁2b与辅助板6之间。
在图26以及图27所示的第二变形例中,薄板5与帽子形的钢板框架2接合。该变形例除了钢板框架2的截面形状外,与第一变形例(图24以及图25)是同样的。
在图28至图30所示的第三变形例中,薄板5与圆形的钢管3接合。薄板5的本体5a与钢管3的一部分重合,通过粘接剂层8相对于钢管3粘接。薄板5的端部5b在与设置有粘接剂层8的部位不同的部位与钢管3的一部分重合。在与薄板5的端部5b重合的辅助板6的突起6a与钢管3之间形成焊接点7,由此将薄板5的端部5b夹入而保持在钢管3与辅助板6之间。
(第三实施方式)
图31至图34表示由本发明的第二实施方式所述的异种材料接合方法制造的框架构造体1。
在本实施方式中,铝或铝合金制的薄板5相对于正交于长度方向的截面的形状为圆形的钢管3(圆形钢管)被接合。
本实施方式的薄板5具有使平板状的薄板的端部弯曲的形状。具体地,薄板5具备平板状的本体5a(第二部分)和与本体5a连接的弯曲板状的端部5b(第一部分)。与第二实施方式同样地,换言之,本体5a和端部5b被设置为相互非同一平面。端部5形成为至少内侧的表面5g呈具有沿钢管3的外形轮廓的曲率的曲面。
薄板5的本体5a的与弯曲的端部5b邻接的部分与钢管3的外表面的附图中上侧的部分重合。此外,薄板5的端部5b与钢管3的外表面的附图中右侧的部分重合。进而,辅助板6与薄板5的端部5b的外侧的表面5f重合。
本实施方式的辅助板6不是简单的平坦的带板状。具体地,辅助板6形成为至少形成有突起6c的表面6a的正交于长度方向的截面的形状呈具有沿薄板5的端部5b的曲率的圆弧状。
辅助板6的各个突起6c插入到薄板5的端部5b的各个贯通孔5h,突起6c的顶端到达钢管3的外表面。在突起6c的顶端与钢管3的外表面之间形成焊接点7。换言之,辅助板6在与钢管3之间夹入薄板5的端部5b的状态下通过焊接点7被与钢管3的侧壁3b接合。此外,借助粘接剂层8,钢管3的外表面与薄板5的本体5b的附图中下侧的表面5e相互地粘接。
本实施方式的框架构造体1在与第二实施方式同样的特征之外,还具有如下特征。
薄板5的端部为弯曲板状,沿着为圆形的钢管3的外形轮廓,因此能够有效地抑制水分进入到薄板5的端部5b与钢管3之间的间隙。其结果,能够抑制钢管3和薄板5之间的电接触。
辅助板6的正交于长度方向的截面的形状在薄板5的端部5b为圆弧状,因此能够有效地抑制水分进入到辅助板6与薄板5的端部5b之间的间隙。其结果,能够抑制辅助板6和薄板5之间的电接触。此外,辅助板6没有从薄板5的端部5b突出的锐利的边缘,因此安全性增加。
与第一实施方式同样地,也可以在薄板5的端部5b的外侧的表面5f和辅助板6的设置有突起6c的表面6a之间设置粘接剂层(例如参照图3的附图标记9)。通过利用该粘接剂层将辅助板6与薄板5的端部5b粘接,能够更有效地缓和向各个焊接点7周边的应力集中、进一步提高钢板框架2和薄板4的接合强度。
本实施方式所述的异种材料接合方法除以下点之外与第二实施方式相同:代替弯曲部5c以及平坦的端部5b(例如参照图21)的形成而在薄板5上形成弯曲状的端部5b这一点,以及将辅助板6加工为具有圆弧状的截面这一点。例如,辅助板6的突起6c向钢管3的焊接和第二实施方式同样,能够通过电阻点焊(参照图35)、激光焊接(参照图36)、电弧焊、或者激光电弧焊而实施。
参照图37至图39,在第三实施方式的变形例中,辅助板6的正交于长度方向的截面的形状不是圆弧状。即,例如与第一实施方式同样地,该变形例中的辅助板6的正交于长度方向的截面的形状为细长的矩形。
以钢制框架或者钢管与铝或铝合金制薄板接合的情况为例将本发明接合,但本发明也能够适用于钢和铝或铝合金的组合之外的异种材料接合。
Claims (12)
1.一种异种材料接合方法,所述接合方法将第一金属部件与第二金属部件重合的部分接合,所述第二金属部件由不同于该第一金属部件的材料构成,其中,
在前述第二金属部件的与前述第一金属部件重合的部分上形成多个贯通孔,
在辅助部件上形成能够分别插入于前述贯通孔的多个突起,
在前述第一金属部件的前述第二金属部件重合的部分、或者前述第二金属部件的与前述第一金属部件重合的部分涂布第一粘接剂,
将前述第二金属部件与前述第一金属部件重合,通过前述第一粘接剂将前述第一金属部件与前述第二金属部件相互粘接,
以前述多个突起插入于前述贯通孔的方式,将前述辅助部件与前述第二金属部件重合,
将前述多个突起的各自与前述第一金属部件焊接而形成多个焊接点。
2.如权利要求1所述的异种材料接合方法,其特征在于,
在前述第二金属部件或前述辅助部件涂布第二粘接剂,通过该第二粘接剂将前述第二金属部件与前述辅助部件相互粘接。
3.如权利要求1或2所述的异种材料结合方法,其特征在于,
前述第一金属部件为正交于长度方向的截面的形状为コ字形、帽子形、多边形、或圆形的长条部件,
前述第二金属部件是板状部件,
前述辅助部件是带板状长条部件。
4.如权利要求3所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述第一粘接剂以在邻接的前述焊接点间前述第一金属部件和前述第二金属部件被粘接的方式涂布。
5.如权利要求3所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述第二金属部件具备:
第一部分,与前述第一金属部件重合,形成有前述多个贯通孔,并且与前述辅助部件重合,以及
第二部分,与前述第一部分非同一平面状地设置,以不同于前述第一部分的部分与前述第一金属部件重合,
在前述第一金属部件的与前述第二部分重合的部分、或者前述第二部分的与前述第一金属部件重合的部分涂布前述第一粘接剂。
6.如权利要求5所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述第一部分和前述第二部分都是平坦板状,
前述第一部分和前述第二部分经由弯曲部连接。
7.如权利要求5所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述第一金属部件的正交于长度方向的截面的形状为圆形,
前述第二金属部件的前述第一部分是沿前述第一金属部件的外形轮廓的弯曲板状,
前述第二金属部件的前述第二部分是平板状。
8.如权利要求7所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述辅助板的正交于长度方向的截面的形状是沿前述第二金属部件的前述第一部分的圆弧状。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述第一金属部件是钢制,
前述第二金属部件是铝或铝合金制,
前述辅助部件是钢制。
10.如权利要求1或2所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述第一金属部件和前述辅助部件的前述突起的焊接是电阻点焊、激光焊接、电弧焊、或激光电弧焊。
11.如权利要求1或2所述的异种材料接合方法,其特征在于,
前述辅助部件的前述突起的形成为深冲加工、扩形加工、锻造加工、或者切削加工。
12.一种异种材料接合体,其特征在于,具备,
至少两个的第一金属部件,为钢制,并且是正交于长度方向的截面的形状为コ字形、帽子形、多边形、或圆形的长条部件;
第二金属部件,是铝或铝合金制的薄板,与前述第一金属部件重合;
辅助部件,为钢制,与前述第二部件中与前述第一金属部件重合的部分重合;
粘接剂层,将前述第一金属部件与第二金属部件相互粘接;
多个突起焊接于前述第一金属部件的多个焊接点,所述多个突起设置于前述辅助部件,分别插入到设置于前述第二金属部件的多个贯通孔。
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