CN110382156A - 异种材料接合体的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种异种材料接合体的制造方法，其具有如下工序：将钢制的铆钉的轴部冲入在至少一个表面具备固体树脂层的轻合金材料，并使铆钉的轴部前端从轻合金材料上的固体树脂层突出；使钢材隔着固体树脂层重叠于轻合金材料中铆钉的轴部前端突出一侧的表面；以及对铆钉的轴部与钢材进行焊接。也可以取代铆钉的冲入，将具备固体树脂层的轻合金材料与固体树脂层一起进行穿孔，使钢材隔着固体树脂层重叠，并将钢制的铆钉的轴部插入穿孔部。

Description

异种材料接合体的制造方法

技术领域

本发明涉及异种材料接合体的制造方法。

背景技术

近年，针对废气等导致的地球环境问题，采取了通过汽车等运输设备的车身的轻型化来实现提高燃料利用率的对策。为了在尽可能不阻碍这种轻型化的情况下提高汽车的车身碰撞时的安全性，针对汽车的车身结构，将以往所使用的钢材的一部分替换为更轻型且能量吸收性也优异的铝合金材料以及镁材料等轻合金材料，这样的应用例逐步增加。

用于汽车的车身等的铝合金材料具有压延板材料、挤压材料或者锻造材料等形式。作为汽车的车顶、车盖、翼子板、车门、后备箱盖等大型的面板结构体的外部面板以及内部面板等，正在研究AA(铝协会)或者JIS规格的6000系(Al-Mg-Si系)、以及5000系(Al-Mg系)等铝合金板的使用。

除非由铝合金材料构成车身的所有部分，否则这些铝合金材料需要与通常使用的钢板等钢材(钢构件)组合使用，这必然需要对铝合金材料与钢构件进行接合。

在铝合金材料与钢构件之间，为了防止因两者的电位差导致的腐蚀(电蚀)、进而为了确保接合强度，有时设置有粘接剂层。形成该粘接剂层的粘接剂以液体或者具有粘性的状态涂敷于铝合金材料或者钢构件，从而将两者接合。即使在利用钢制的铆钉将铝合金板与钢板焊接的方法中，也有时采用借助于粘接剂层来进行接合的工序(专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第5983884号公报

发明内容

发明要解决的课题

在铝合金板与钢板的接合中，通常在这些被接合材料的表面涂敷粘接剂。如果是上述的点焊，则为了在焊接部位产生新生面，采用通过来自点焊电极的加压与通电得到的热来一边排除粘接剂一边进行焊接的方法。然而，粘接剂的涂敷量存在偏差，在粘接剂与电极接触的区域中，无法避免产生粘接剂层的厚度分布。这样的话，根据与电极接触的粘接剂层的厚度，有可能局部产生电阻较高的部分和电阻较低的部分，从而电流集中流经电阻较低的部分。其结果是，存在通电状态变得不稳定而难以得到稳定的尺寸的熔核(熔融凝固部)的问题。也考虑仅在焊接区域部分地去除临时涂敷的粘接剂来进行焊接的方法，但难以通过部分地去除固化前的具有流动性的粘接剂来产生干净的焊接面(金属表面)。因此，存在如下问题：由于在焊接部残留有粘接剂的状态下进行焊接，因此难以稳定地形成确保焊接强度所需要的熔融凝固部。

本发明的目的在于，提供一种能够在可靠地防止具有电位差的材料接合而成的异种材料接合体的电蚀的同时、稳定地形成熔融凝固部的异种材料接合体的制造方法。

用于解决课题的方案

本发明包括下述结构。

(1)一种异种材料接合体的制造方法，具有如下工序：

利用具有头部和轴部的钢制的铆钉的所述轴部对在至少一个表面具备固体树脂层的轻合金材料进行冲裁，使所述铆钉的轴部前端从所述固体树脂层突出；

使钢材隔着所述固体树脂层重叠于所述轻合金材料中所述铆钉的所述轴部前端突出一侧的表面；以及

对所述铆钉的所述轴部与所述钢材进行焊接。

根据该异种材料接合体的制造方法，由于轻合金材料与钢材隔着固体树脂层而接合，因此轻合金材料与钢材的分界面被固体树脂层覆盖，能够可靠地防止电蚀。由于没有由液状的树脂层、具有粘性的树脂层产生的树脂向焊接部的移动，因此能够稳定地确保焊接部的焊接面积且形成稳定的尺寸的熔融凝固部。因此，铆钉的轴部前端与钢材以铆钉的轴线为中心良好地焊接。此外，由于利用铆钉的轴部对轻合金材料进行穿孔，因此一次进行铆钉向轻合金材料的配置与固定，从而能够使工序简单化。

(2)一种异种材料接合体的制造方法，具有如下工序：

将在至少一个表面具备固体树脂层的轻合金材料与所述固体树脂层一起进行穿孔；

使钢材隔着所述固体树脂层重叠于所述轻合金材料；

将具有头部和轴部的钢制的铆钉插入在所述轻合金材料中穿孔形成的穿孔部并使所述轴部的前端从所述穿孔部突出；以及

对所述铆钉的所述轴部与所述钢材进行焊接。

根据该异种材料接合体的制造方法，由于轻合金材料与钢材隔着固体树脂层而接合，因此轻合金材料与钢材的分界面被固体树脂层覆盖，能够可靠地防止电蚀。由于没有由液状的树脂层、具有粘性的树脂层产生的树脂的移动，因此能够稳定地确保焊接部的焊接面积且形成稳定的尺寸的熔融凝固部。因此，铆钉的轴部前端与钢材以铆钉的轴线为中心良好地焊接。此外，由于将铆钉配置于对轻合金材料进行穿孔后而得的穿孔部，因此在铆钉配置时不会使轻合金材料较大变形，能够高精度地将铆钉固定于轻合金材料。

(3)在(1)或(2)所述的异种材料接合体的制造方法中，在所述焊接之前，使所述铆钉与所述轻合金材料彼此铆接。

根据该异种材料接合体的制造方法，通过将铆钉与轻合金材料铆接，从而安装了铆钉的轻合金材料的处理性提高，可避免焊接工序前的铆钉脱落。

(4)在(3)所述的异种材料接合体的制造方法中，通过所述轻合金材料的塑性流动来进行所述铆接。

根据该异种材料接合体的制造方法，能够通过轻合金材料进行塑性流动来将铆钉牢固地固定于轻合金材料。

(5)在(3)所述的异种材料接合体的制造方法中，通过所述铆钉的所述轴部的塑性变形来进行所述铆接。

根据该异种材料接合体的制造方法，能够通过塑性变形来将铆钉牢固地固定于轻合金材料的穿孔部。

(6)在(1)～(5)中任一项所述的异种材料接合体的制造方法中，通过所述固体树脂层将所述轻合金材料的端面覆盖。

根据该异种材料接合体的制造方法，通过由固体树脂层将轻合金材料的端面覆盖，从而能够阻止来自端面的水分的浸入，更可靠地防止电蚀。

(7)在(1)～(6)中任一项所述的异种材料接合体的制造方法中，所述焊接为电阻点焊。

根据该异种材料接合体的制造方法，通过电阻点焊，能够抑制热变形，即使是薄板的钢材也能够容易地进行接合。

(8)在(1)～(6)中任一项所述的异种材料接合体的制造方法中，所述焊接为激光焊接、TIG焊接、等离子弧焊、以及MIG焊接中的任一种。

根据该异种材料接合体的制造方法，无需像点焊那样利用电极夹住被接合材料，而能够从单面进行施工，因此还能够进行难以配置点焊的电极的场所的接合。此外，没有点焊中产生那样的分流，因此能够缩窄焊接点的间隔。

发明效果

根据本发明的异种材料接合体的制造方法，能够在可靠地防止电蚀的同时稳定地形成熔融凝固部。

附图说明

图1是通过本发明的异种材料接合体的制造方法所制作出的异种材料接合体的示意剖视图。

图2A是阶段性示出异种材料接合体的第一制造方法的工序说明图。

图2B是阶段性示出异种材料接合体的第一制造方法的工序说明图。

图2C是阶段性示出异种材料接合体的第一制造方法的工序说明图。

图2D是阶段性示出异种材料接合体的第一制造方法的工序说明图。

图3A是示意性示出对轻合金材料与钢材进行电阻点焊的情形的剖视图。

图3B是示意性示出对轻合金材料与钢材进行电阻点焊的情形的剖视图。

图4A是阶段性示出异种材料接合体的第二制造方法的工序说明图。

图4B是阶段性示出异种材料接合体的第二制造方法的工序说明图。

图4C是阶段性示出异种材料接合体的第二制造方法的工序说明图。

图5是通过第三制造方法所制作出的异种材料接合体的示意剖视图。

图6是示出安装于轻合金材料的铆钉的其他示例的示意剖视图。

图7是将铆钉激光焊接于钢材的情况的异种材料接合体的示意剖视图。

图8A是将铆钉MIG焊接于钢材的情况的异种材料接合体的示意剖视图。

图8B是将铆钉等离子弧焊于钢材的情况的异种材料接合体的示意剖视图。

图9是汽车车身的立体图。

图10是概略示出将顶板安装于上边梁的安装结构的一方式例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是通过本发明的异种材料接合体的制造方法所制作出的异种材料接合体100的示意剖视图。

<异种材料接合体的基本结构>

本结构例的异种材料接合体100具有钢材11、在至少一侧具备具有电气绝缘性的固体树脂层15的轻合金材料13、以及钢制的铆钉17。钢材11与轻合金材料13在除了铆钉17的轴部17a之外的位置隔着固体树脂层15而重叠。铆钉17以夹着轻合金材料13的方式在轴部17a的前端与钢材11进行点焊，在焊接部位形成熔融凝固部(点焊的情况下为熔核)19。钢材11与轻合金材料13之间的固体树脂层15防止因钢材11与轻合金材料13的电位差而产生的电蚀。

<铆钉>

铆钉17具有轴部17a、以及直径比轴部17a大的头部17b。在铆钉17的表面形成有电阻率(电阻)比钢材11高的绝缘层。绝缘层例如可以是DISGO(注册商标)、LAFRE(注册商标)、GEOMET(注册商标)、聚酯系树脂预涂覆、硅酮弹性体等，此外也可以是镍镀覆、锌镍镀覆、锌等镀覆层，此外还可以是其他绝缘被膜等。绝缘层也可以仅形成于铆钉17的除了头部17b的外侧端面、轴部17a的前端面以外的部位。绝缘层只要至少在铆钉17装填于后述的轻合金材料13的穿孔时形成于铆钉17与轻合金材料13接触的位置即可。

在铆钉17的头部17b中，可以在与轻合金材料13接触的面与轴部17a的基端侧的圆周面之间设置有环状槽17c。通过在铆钉17设置环状槽17c，从而能够使轻合金材料13的一部分向环状槽17c内塑性流动，能够进一步提高铆钉17与轻合金材料13的铆接紧固力。

此外，如后述的图2B所示，在铆钉17的轴部17a的前端也可以具有向轴向突出的突起(突出部)17d。

<钢材>

钢材11使用高张力钢材、镀锌钢板、不锈钢等。作为钢材11的形式，可列举板材、形材、铸材、板材的冲压成形品或热压制品等。

<轻合金材料>

轻合金材料13的材质不受特别限定，具体而言可列举铝、铝合金(JIS规格的2000系、3000系、4000系、5000系、6000系或者7000系、8000系)、镁、镁合金等。作为轻合金材料13的形式，可列举板材(包括覆铝材)、型材、压铸材、铸材、或者板材及挤压材的冲压成形品等。

<固体树脂层>

如上所述，固体树脂层15具有电气绝缘性，并设置于轻合金材料13的至少一个表面13a。本结构的固体树脂层15在轻合金材料13的表面上且在包围铆钉17的至少轴部17a的区域中形成于与钢材11相对的表面。固体树脂层15优选剪切性优异的材料，且只要是能够与轻合金材料13一起进行穿孔的材料即可。具体而言，优选将树脂粘接带、对聚酯树脂膜热压接而成的层压被膜用作固体树脂层15。

更优选的是，固体树脂层15能够设为树脂粘接带(膜带)。关于树脂粘接带的材质，带的基材能够使用聚氨酯、聚酯、离聚物、PET等各种树脂材料。作为树脂粘接带，从耐候性、耐热性、耐水性、冲裁性的观点来看，优选使用离聚物。固体树脂层15配置于轻合金材料13的与钢材11配合的配合面一侧，但也可以仅绕着铆钉17的轴配置固体树脂层15，将固体树脂层15以外的部分设为粘接剂层。

固体树脂层15能够由树脂粘接带、层压皮膜构成。固体树脂层15也可以是利用辊涂机、棒涂机涂敷涂层树脂之后进行烘烤而得的干燥涂膜。树脂粘接带能够在任意部位局部地配置固体树脂层15，在层压皮膜、涂层树脂的干燥皮膜的情况下，适合于以较大面积来形成固体树脂层15。固体树脂层15的优选厚度为0.01～0.6mm左右，更优选为0.2～0.5mm。如果为该厚度的范围内，则能够在确保轻合金材料与钢材的电气绝缘的同时，通过冲裁等剪切将轻合金材料13与固体树脂层15一体地穿孔。

<异种材料接合体的制造方法>

(第一制造方法)

接下来，对异种材料接合体100的第一制造方法进行说明。

图2A、图2B、图2C、图2D是阶段性示出图1所示的异种材料接合体100的第一制造方法(开孔方式)的工序说明图。

首先，如图2A所示，在轻合金材料13设置固体树脂层15。在图示例子中，将固体树脂层15设置于轻合金材料13的图中下方的表面13a，但也可以还设置于图中上方的表面13b。

接下来，如图2B所示，将具有固体树脂层15的轻合金材料13载置于圆筒状的下模21之上，将铆钉17配置于下模21与上模(冲头)23之间。此时，将轻合金材料13的具有固体树脂层15的表面13a配置为朝向下模21。

然后，如图2C所示，使下模21与上模23相对移动，将铆钉17冲入轻合金材料13。这样的话，如图2D所示，轻合金材料13被铆钉17的轴部17a冲裁，冲裁废料(坯块)25向下模21内落下。铆钉17的轴部17a的前端沿厚度方向贯通轻合金材料13，并向轻合金材料13的外侧突出。在该状态下，在轻合金材料13上形成不存在固体树脂层15的穿孔部27。

与上述的冲裁废料25的冲裁同时地，轻合金材料13的穿孔部27周围的材料被夹在铆钉17的头部17b与下模21之间而塑性流动，并进入形成于铆钉17的头部17b的环状槽17c内。由此，塑性流动了的轻合金材料13d紧贴于铆钉17的环状槽17c，铆钉17铆接于轻合金材料13。

接下来，对铆接有铆钉17的轻合金材料13与钢材11进行电阻点焊。

图3A、图3B是示意性示出对轻合金材料13与钢材11进行电阻点焊的情形的剖视图。

首先，如图3A所示，以使铆接有铆钉17的轻合金材料13的铆钉17的轴部17a突出一侧的表面13a面向钢材11的方式，使该轻合金材料13与钢材11重叠。换句话说，轻合金材料13隔着形成于一对对置的表面13a、13b中的一个表面13a的固体树脂层15重叠于钢材11。

然后，由电阻点焊装置的点焊电极31、33夹住铆钉17的头部17b和钢材11，并使点焊电极31、33之间作用加压力。之后，如图3B所示，在点焊电极31、33之间施加焊接电流，从而对铆钉17与钢材11进行电阻点焊。由此，在铆钉17的轴部17a的前端与钢材11之间形成熔融凝固部19。

在进行点焊时，在铆钉17的与钢材11接触的表面(焊接面)不存在固体树脂层15。另外，不会因焊接时的加压、热而导致固体树脂层15流入接合面。此外，在铆钉17的与轻合金材料13接触的表面、即铆钉17的轴部17a的外周面和头部17b的下侧面，形成于铆钉17的表面的绝缘层没有剥离而存在。

因此，点焊电极31、33之间的电流的通电不会被固体树脂层15阻碍，且以不从铆钉17向轻合金材料13分流的方式在铆钉17内流动而去向钢材11。由此，焊接电流集中于以铆钉17的轴部17a为中心的区域，从而在轴部17a的中心以所期望的大小形成熔融凝固部19。

在铆钉17的轴部17a的前端具有突起17d的情况下，轴部17a的中心位置的突起17d与钢材11更可靠地接触，因此铆钉17的通电电流容易在以突起17d为中心的区域流动。由此，能够更稳定地形成以轴部17a为中心的适当的熔融凝固部19。

如图3B所示，轻合金材料13通过图2D所示的与下模21的冲裁，从一个表面13a侧朝向另一个表面13b侧变形。其结果是，在轻合金材料13的表面13a形成向图中上方凹陷的凹部35。

凹部35成为使轻合金材料13从铆钉17的轴部17a的前端与钢材11之间的形成有熔融凝固部19的部分分开的隔热空间，从而来自熔融凝固部19的热不容易向轻合金材料13传递。来自熔融凝固部19的热也不容易向形成于轻合金材料13的固体树脂层15传递，能够抑制固体树脂层15受到热损伤。因此，通过铆钉17与钢材11的点焊适当形成熔融凝固部19。

根据本结构的异种材料接合体100，在点焊时，由于在铆钉17的轴部17a的前端面与钢材11之间的焊接部(焊接区域)没有配置固体树脂层15，因此能够使焊接电流稳定。因而，能够在可靠地防止轻合金材料13与钢材11的电蚀的同时形成稳定的尺寸的熔融凝固部。

另一方面，在以往焊接之前使用液状的粘接剂或者具有粘性的粘接剂来将轻合金材料13与钢材11临时接合的情况下，粘接剂的除去不完全，在焊接部残留粘接剂。若在涂敷于轻合金材料13的粘接剂的固化之前且在粘接剂具有流动性的状态下对被接合体进行穿孔，则在刚穿孔后粘接剂流入焊接部。在上述那样的情况下，铆钉17的轴部17a的前端面、面向该前端面的钢材11的表面的至少一部分被粘接剂覆盖，因此难以得到适当的尺寸的熔融凝固部。

因此，形成于轻合金材料13的树脂层需要在与轻合金材料13一起进行穿孔时为固体状。通过树脂层为固体状，从而树脂本身不会流动，在进行穿孔时，可确保与铆钉17的轴部17a的截面(与轴向呈直角的截面)相当的接合面(接合区域)。

在作为固体树脂层15而使用树脂粘接带、聚酯树脂膜的情况下，通过带、膜的简单的粘贴作业，从而能够无需熟练就可高效地形成厚度均匀的固体树脂层15。因此，自动化也变得容易，实现异种材料接合体的制造工序的简单化、效率化。

点焊的条件能够保持原样地应用在通常的钢材-钢材的同种材料彼此的接合中所通用的条件。换句话说，根据本结构，尽管是轻合金材料13与钢材11的异种材料接合，也能够应用在通常的钢板-钢板的同种材料彼此的点接合中所通用的条件。关于点焊的条件，优选将一对点焊电极之间的加压力设为1.0～7.0kN的范围内。另外，将电极间电流设为5～15kA的范围内、优选为7～8kA的范围内，基于焊接部处的与轻合金材料13的厚度t(mm)的关系，优选通电200×t(msec)以下的时间。

(第二制造方法)

接下来，对异种材料接合体100的第二制造方法进行说明。

图4A、图4B、图4C是阶段性示出异种材料接合体100的第二制造方法的工序说明图。

如图4A所示，将在至少一个表面具备固体树脂层15的轻合金材料13配置于圆筒状的下模37与圆柱状的上模39之间，使上模39与下模37相对地接近移动。这样的话，如图4B所示，轻合金材料13与固体树脂层15一起被冲裁，冲裁废料(坯块)41向下模37内落下。由此，在轻合金材料13形成作为预钻孔的穿孔部43。

接下来，如图4C所示，将铆钉17的轴部17a向形成于轻合金材料13的穿孔部43嵌入。铆钉17从与形成有直径比穿孔部43稍大的固体树脂层15的表面13a相反一侧的表面13b嵌入预钻孔即穿孔部43。由此，铆钉17伴随着上述的轻合金材料13的塑性流动而铆接于轻合金材料13。铆钉17既可以简单地由轴部17a将轻合金材料13的穿孔部43扩径，并以压入的状态固定于轻合金材料13，也可以简单地为将铆钉17的轴部17a插入的状态。

之后的工序与上述的图3A、图3B所示的基于电阻点焊装置的电阻点焊相同，因此省略说明。

根据该制造方法，仅将铆钉17的轴部17a嵌入轻合金材料13中穿孔的穿孔部43，便结束铆钉17的装填。因此，在冲入铆钉17时不需要较大的加压力，能够降低安装铆钉的C框架的刚性，因此能够使铆钉安装装置的尺寸变得紧凑。

(第三制造方法)

接下来，对异种材料接合体的第三制造方法进行说明。

图5是通过第三制造方法所制作出的异种材料接合体200的示意剖视图。

在该情况下的异种材料接合体200中，固体树脂层15在轻合金材料13的一个表面13a、与表面13a连接的端面13c、与端面13c连接的另一个表面13b上连续地形成。其他结构与上述的图1所示的异种材料接合体100相同。

根据本结构的异种材料接合体200，由于轻合金材料13的包含端面13c的端部被固体树脂层15覆盖，因此能够可靠地阻止因来自端面13c的水分浸入等导致的电蚀的进展。如图示例子那样，除了将端面13c与表面13a、13b一起覆盖的方式以外，还可以是覆盖表面13a、端面13c的方式。在该情况下，也提高来自端面13c的电蚀的防止效果。

(变形例)

接下来，对异种材料接合体的制造方法的其他例子进行说明。

上述的铆钉17与轻合金材料13的铆接方式为伴随着轻合金材料13的塑性流动的方式、嵌入的方式，但也可以是其他铆接方式。

图6是示出安装于轻合金材料13的铆钉的其他例子的示意剖视图。

在此，将图中用虚线示出的铆接前的铆钉17A的轴部17a向形成于轻合金材料13的穿孔部43插入。然后，通过轴向地对铆钉17A的头部17b加压，使轴部17a因塑性变形而鼓出并紧贴于穿孔部43的内壁面。

可以像这样，通过轴部17a的因塑性变形的鼓出，来将铆钉17A铆接于轻合金材料13。上述例子为简单的铆钉形状，但铆钉17A的轴部17a除了圆柱状之外，其外周面也可以是锥状、桶状。

在本结构的情况下，能够在轻合金材料13中不产生塑性流动的情况下将铆钉17A铆接于穿孔部27。因而，能够在抑制轻合金材料13的较大的变形(例如翘曲等)的同时将铆钉17A牢固地固定于轻合金材料13。

在上述各结构例中，对将铆钉17、17A电阻点焊于钢材11的方式进行了说明，但焊接方法并不局限于此。例如，也可以是激光焊接、MIG焊接、TIG焊接、等离子弧焊。

图7是将铆钉17B激光焊接于钢材11的情况下的异种材料接合体300的示意剖视图。

在激光焊接的情况下，通过从激光振荡器45输出的激光束LB，将铆钉17B贯通，并形成将铆钉17B与钢材11接合的熔融凝固部47。

图8A是将铆钉17CMIG焊接于钢材11的情况下的异种材料接合体400的剖视图。

在MIG焊接的情况下，通过在保护气体气氛下利用来自焊炬48的电弧来将母材与填充金属熔融，从而在形成于铆钉17C的开口部17e堆积熔融凝固部47。

图8B是将铆钉17D等离子弧焊于钢材11的情况下的异种材料接合体500的剖视图。

在等离子弧焊中，在焊炬49中，利用等离子气体与约束喷嘴的热收缩效应来产生缩窄的等离子弧。通过等离子弧将铆钉17D贯通，形成将铆钉17D与钢材11接合的熔融凝固部47。虽未图示，但通过使用TIG焊接也可得到与等离子弧焊同样的效果。

根据激光焊接、TIG焊接、等离子弧焊、MIG焊接，无需像点焊那样利用电极夹住被接合材料，而能够从单面进行施工，因此还能够进行难以配置点焊的电极的场所的接合。此外，没有像点焊那样的情况下的分流，因此能够缩窄焊接点的间隔。

<异种材料接合体的应用例>

接下来，对将上述的异种材料接合体的各结构应用于汽车车顶安装结构的一例进行说明。

图9是汽车车身的立体图。

如图示例子那样，作为前提的汽车车身51的基本结构本身与以往结构相同。即，在前柱53、中柱55以及后柱57的上方侧的车辆上部的两侧，设置有沿着车辆前后方向延伸的一对上边梁59。在车辆上部设置有架设于一对上边梁59之间的顶板61。

本结构的顶板61为铝合金(板)制，上边梁59为钢制。

图10是概略示出将顶板61安装于上边梁59的安装构造的一方式例的剖视图。

图示例的剖视图相当于，图9的汽车车身51的立体图中的、顶板61的车辆宽度方向的两肋侧的前柱53与中柱55之间的A-A部、中柱55与后柱57之间的B-B部的剖视图。在此，作为上边梁59，例示了具有侧板外侧件63和上梁内侧件65的结构，但并不局限于此，也可以是在上梁内侧件65还接合有其他构件的复合构件。

铆钉17由与构成侧板外侧件63和上梁内侧件65的材料相同的钢制成，并具有轴部17a和头部17b。

在顶板61的周缘形成有用于与上边梁59侧连接的凸缘部61a。在该凸缘部61a的与侧板外侧件63相向一侧形成有固体树脂层15。在凸缘部61a形成有供铆钉17的轴部17a插通的穿孔部67。穿孔部67既可以通过冲入铆钉17的轴部17a来形成，也可以是预先穿孔而成的预钻孔。

在侧板外侧件63的周缘也形成有凸缘部63a。侧板外侧件63的凸缘部63a、上梁内侧件65、顶板61的凸缘部61a分别重叠配置。

铆钉17的头部17b与顶板61的上表面接触，轴部17a的前端通过穿孔部67而与侧板外侧件63接触。如上述那样，铆钉17的轴部17a或者头部17b铆接于顶板61。并且，铆钉17的头部17b与上边梁59的上梁内侧件65之间被电阻点焊装置的一对点焊电极夹着而被通电。由此，在铆钉17的轴部17a与侧板外侧件63及上梁内侧件65之间形成熔融凝固部19。

换句话说，通过将由钢材构成的上边梁59与钢制的铆钉17焊接，从而上边梁59与轻合金材料的顶板61接合。

在上边梁59与顶板61之间，由于配置有固体树脂层15，因此可靠地防止电蚀的发生。由于铆钉17的轴部17a的前端与上边梁59直接接触，因此不存在粘接剂的流动的问题，能够形成稳定的尺寸的熔融凝固部。

上述的异种材料接合体的应用例为一例，本发明并不局限于此。例如，也能够应用于车盖、翼子板、车门、后备箱盖等其他的接合部。此外，对于铁道车辆、飞机、船舶等各种运输设备的接合部，也能够应用本发明的异种材料接合体的结构。

如上所述，本发明并不限定于上述的实施方式，将实施方式的各结构彼此组合的情况、本领域技术人员基于说明书的记载以及公知的技术进行变更、应用的情况也是本发明所预定的内容，并包含于请求保护的范围内。

本申请基于2017年6月19日申请的日本国专利申请(特愿2017-119899)，其内容作为参照并入于此。

附图标记说明：

11 钢材

13 轻合金材料

13a 表面(铆钉冲入侧)

15 固体树脂层

17 铆钉

17a 轴部

27 穿孔部

100、200、300、400 异种材料接合体

Claims (13)

1.一种异种材料接合体的制造方法，其中，

所述异种材料接合体的制造方法具有如下工序：

利用具有头部和轴部的钢制的铆钉的所述轴部对在至少一个表面具备固体树脂层的轻合金材料进行冲裁，使所述铆钉的轴部前端从所述固体树脂层突出；

使钢材隔着所述固体树脂层重叠于所述轻合金材料中所述铆钉的所述轴部前端突出一侧的表面；以及

对所述铆钉的所述轴部与所述钢材进行焊接。

2.一种异种材料接合体的制造方法，其中，

所述异种材料接合体的制造方法具有如下工序：

将在至少一个表面具备固体树脂层的轻合金材料与所述固体树脂层一起进行穿孔；

使钢材隔着所述固体树脂层重叠于所述轻合金材料；

将具有头部和轴部的钢制的铆钉插入在所述轻合金材料中穿孔形成的穿孔部并使所述轴部的前端从所述穿孔部突出；以及

对所述铆钉的所述轴部与所述钢材进行焊接。

3.根据权利要求1所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

在所述焊接之前，使所述铆钉与所述轻合金材料彼此铆接。

4.根据权利要求2所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

在所述焊接之前，使所述铆钉与所述轻合金材料彼此铆接。

5.根据权利要求3所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

通过所述轻合金材料的塑性流动来进行所述铆接。

6.根据权利要求4所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

通过所述轻合金材料的塑性流动来进行所述铆接。

7.根据权利要求3所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

通过所述铆钉的所述轴部的塑性变形来进行所述铆接。

8.根据权利要求4所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

通过所述铆钉的所述轴部的塑性变形来进行所述铆接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

通过所述固体树脂层将所述轻合金材料的端面覆盖。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

所述焊接为电阻点焊。

11.根据权利要求9所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

所述焊接为电阻点焊。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

所述焊接为激光焊接、TIG焊接、等离子弧焊、以及MIG焊接中的任一种。

13.根据权利要求9所述的异种材料接合体的制造方法，其中，

所述焊接为激光焊接、TIG焊接、等离子弧焊、以及MIG焊接中的任一种。