CN111801189A

CN111801189A - 异种材料接合用电弧焊接法

Info

Publication number: CN111801189A
Application number: CN201980015962.5A
Authority: CN
Inventors: 铃木励一
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-10-20
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: EP3744465A1; WO2019167502A1; JP2019150831A; JP6829218B2; EP3744465A4; US20200384567A1; CN111801189B

Abstract

本发明提供一种异种材料接合用电弧焊接法，其使用廉价的电弧焊接设备，能够以牢固且可靠性高的品质接合铝合金或镁合金与钢的异种材料，并且能够无限制地适用于开放截面结构和闭合截面结构。异种材料焊接接头(1)具备铝合金或镁合金制的上板(10)、与上板(10)电弧焊接的钢制的下板(20)、以及钢制的接合辅助构件(30)。接合辅助构件(30)具有带有大径部(32)和小径部(31)的带阶梯的外形形状，形成贯通大径部(32)和小径部(31)的中空部(33)。接合辅助构件(30)被压入通过将上板(10)穿孔而形成的孔(11)，中空部(33)被Fe合金或Ni合金的焊接金属(40)填充。

Description

异种材料接合用电弧焊接法

技术领域

本发明涉及一种异种材料接合用电弧焊接法。

背景技术

对于以机动车为代表的输送设备，以如下各种抑制为目的而通常要求行驶燃油效率的提高：(a)作为有限资源的石油燃料消费，(b)伴随燃烧而产生的作为地球温暖化气体的CO₂，(c)行驶成本。作为其方案，除了利用电驱动等动力系技术的改善以外，车身重量的轻量化也是改善对策之一。在轻量化中，由将当前的作为主要材料的钢置换为轻量原材料即铝合金、镁合金、碳纤维等的方案。但是，如果全部置换成这些轻量原材料，则有导致高成本化、强度不足这样的课题，作为解决对策，使钢与轻量原材料尽其用地加以组合，被称为所谓的多种材料的设计方法受到注目。

在钢与上述轻量原材料的组合中，必然会出现对它们进行接合的部位。可知钢之间、铝合金之间和镁合金之间的焊接容易，但在异种材料中却极其困难。其理由在于，在钢与铝或者镁的熔融混合部会生成性质极脆的金属间化合物(IMC)，在拉伸、冲击这样的外部应力下，熔融混合部容易破坏。因此，电阻点焊法、电弧焊接法这样的焊接法不能在异种材料接合中采用，通常使用其他接合法。钢与碳纤维的接合，由于后者不是金属，因此也不能使用焊接。

作为现有的异种材料接合技术的例子，可列举在钢原材料与轻量原材料这双方设置贯通孔，用螺栓和螺母从上下进行约束的方案。另外，作为另一例，已知有施加强大的压力从单侧插入铆接构件，利用铆接效果进行约束的方案(例如，参照专利文献1)。

并且，作为另一例，提出有如下方案，即将钢制的接合构件作为冲头压入到铝合金原材料中，暂时约束冲孔和接合构件，接着使之与钢原材料重叠，用铜电极从上下两方夹持，瞬间性地施加压力和高电流而对钢原材料与接合构件进行电阻焊(例如，参照专利文献2)。

另外，作为另一例，还开发出使用摩擦搅拌接合工具直接接合铝合金与钢的原材料彼此的方案(例如，参照专利文献3)。

在先技术文献

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：日本专利第5044128号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，利用螺栓和螺母的接合法，在钢原材料与轻量原材料构成闭合截面结构的情况下(参照图39A)，不能放入螺母而不能适用。另外，在可适用的开放截面结构的接头的情况下(参照图39B、图39C)，也有拧紧螺母需要时间而效率差这样的课题。

另外，专利文献1所记载的接合法是比较容易的方法，但在钢的强度高的情况下，由不能插入的问题，并且，由于接合强度依赖于摩擦力和铆接构件的刚性，因此存在得不到高接合强度这样的问题。另外，在插入时需要从正、反两侧用夹具压入，因此也有不能适用于闭合截面结构这样的课题。

并且，专利文献2所记载的接合法，也不能适用于闭合截面结构，另外，电阻焊法有设备非常昂贵这样的课题。

专利文献3所记载的接合法一边使铝合金原材料在低温区域进行塑性流动，一边对钢原材料面施加压力，两原材料不会熔融在一起，能够一边防止金属间化合物的生成一边得到金属结合力，还有也可以接合钢和碳纤维这样的研究成果。但是，本接合法也不能适用于闭合截面结构，另外，由于需要高压力，因此存在机械上大型且高价这样的问题。另外，作为接合力也不那么高。

因此，现有的异种材料接合技术具有如下一个以上的问题：(i)构件、坡口形状被限定为开放截面结构，(ii)接合强度低，(iii)设备成本高价。因此，为了使各种原材料组合的多种材料设计普及，要求有一种兼备如下全部要素并容易使用的新技术：(i’)能够适用于开放截面结构和闭合截面结构这两方，(ii’)接合强度足够高，且可靠性也高，(iii’)低成本。

本发明是鉴于前述的课题而做出的，其目的在于，提供一种使用已经当世普及的电弧焊接设备，能够以牢固且可靠性高的品质对铝合金(以下也称为“Al合金”)或镁合金(以下，也称为“Mg合金”)与钢的异种材料加以接合，并且无论是开放截面结构还是闭合截面结构都能够无限制地适用的异种材料接合用电弧焊接法。

用于解决课题的方案

在此，若想使Al合金或Mg合金与钢熔融接合，则如上所述，金属间化合物(IMC)的生成不可避免。另一方面，钢之间的焊接显示出最高的接合强度和可靠性，这无论在科学上还是实践上都是显而易见的。

因此，本发明人考虑的方法是，将钢之间的焊接作为结合力使用，再利用约束力达成异种材料的接合。

因此，本发明的上述目的通过下述(1)的结构达成。

(1)一种异种材料接合用电弧焊接法，其是将铝合金或镁合金制的第一板和钢制的第二板接合的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

所述异种材料接合用电弧焊接法包括：

对钢制的接合辅助构件施加压力而将所述第一板穿孔的穿孔工序，所述接合辅助构件具有带有大径部和最大外径比该大径部小的小径部的带阶梯的外形形状，并且形成有贯通该大径部及该小径部的中空部，该大径部及该小径部的合计高度为所述第一板的板厚以上，在所述穿孔工序中，使所述接合辅助构件以所述小径部面向所述第一板的方式配置，对所述接合辅助构件施加压力而将所述第一板穿孔；

重叠工序，在所述重叠工序中，将所述第一板与所述第二板重叠；以及

填充焊接工序，在所述填充焊接工序中，通过以下的(a)～(e)中的任一种方法，用焊接金属填充所述接合辅助构件的中空部，并且使所述焊接金属熔入直至所述第二板出现背高的状态为止，对所述第二板和所述接合辅助构件进行焊接，

(a)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的焊丝作为熔化电极使用的气体保护电弧焊接法，

(b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊接法，

(c)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的钨极气体保护电弧焊接法，

(d)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的等离子电弧焊接法，

(e)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的涂药电弧焊条作为熔化电极使用的涂药电弧焊接法。

另外，本发明的优选实施方式涉及以下的(2)～(11)。

(2)根据上述(1)所述的异种材料接合用电弧焊接法，在所述小径部的外周面设置有至少一个压入用突起部。

(3)根据上述(1)所述的异种材料接合用电弧焊接法，在所述小径部的外周面上，不与所述大径部接触且沿着该外周面连续或断续地设置比所述大径部的最大外径小的中径部。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，在所述重叠工序之前，还具备如下工序：对所述第一板和所述第二板中的至少一方的重叠面，在通过所述穿孔工序形成的所述第一板中的孔的周围整周地涂敷粘接剂。

(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，在所述穿孔工序中，对所述接合辅助构件和与该接合辅助构件对置的所述第一板之间的至少一方的对置面涂敷粘接剂。

(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，在所述穿孔工序时、或所述填充焊接工序之后，至少对所述接合辅助构件与所述第一板的表面的边界部涂敷粘接剂。

(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，所述接合辅助构件的小径部的从所述第一板伸出的伸出量相对于所述第一板的板厚为25％以下。

(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，在所述填充焊接工序中，具有能够向所述第一板及所述第二板相互密接的方向按压的加压机构，

一边所述加压机构以所述第一板及所述第二板相互密接的方式按压，一边对所述第二板及所述接合辅助构件进行焊接。

(9)根据上述(8)所述的异种材料接合用电弧焊接法，所述加压机构具有按压部，所述按压部设置在所述填充焊接工序中使用的焊炬上，与所述第一板及所述接合辅助构件中的至少一方抵接。

(10)根据上述(1)～(9)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，以所述接合辅助构件的大径部的露出面位于与所述第一板的表面大致相同或位于外侧的方式将所述第一板穿孔。

(11)根据上述(1)～(10)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，在所述填充焊接工序中，在用焊接金属填充所述接合辅助构件的中空部时，在所述接合辅助构件的表面上形成余高。

发明效果

根据本发明，使用廉价的电弧焊接设备，能够以牢固且可靠性高的品质接合铝合金或镁合金与钢的异种材料，并且能够无限制地适用于开放截面结构和闭合截面结构。

附图说明

图1A是本发明的一个实施方式的异种材料焊接接头的立体图。

图1B是沿图1A的I－I线的异种材料焊接接头的剖视图。

图2是本实施方式的接合辅助构件的立体图及剖视图。

图3A是表示本实施方式的异种材料接合用电弧焊接法的穿孔作业(步骤S1)的图。

图3B是表示穿孔作业的一例的第一工序的图。

图3C是表示穿孔作业的一例的第二工序的图。

图3D是表示穿孔作业的一例的第三工序的图。

图3E是表示穿孔作业的一例的第四工序的图。

图3F是表示本实施方式的异种材料接合用电弧焊接法的重叠作业(步骤S2)的图。

图3G是表示本实施方式的异种材料接合用电弧焊接法的焊接作业(步骤S3)的图。

图4A是作为将铝制的上板和钢制的下板重叠并贯通焊接的比较例的异种材料焊接接头的立体图。

图4B是图4A的异种材料焊接接头的剖视图。

图5A是表示在图4A的异种材料焊接接头作用有剪切拉伸的状态的剖视图。

图5B是表示图5A的异种材料焊接接头的立体图。

图6A是表示在图4A的异种材料焊接接头作用有上下剥离拉伸的状态的剖视图。

图6B是表示图6A的异种材料焊接接头的立体图。

图7A是作为将具有孔的铝制的上板和钢制的下板重叠并贯通焊接的比较例的异种材料焊接接头的立体图。

图7B是图7A的异种材料焊接接头的剖视图。

图8A是表示在图7A的异种材料焊接接头作用有剪切拉伸的状态的剖视图。

图8B是表示在图7A的异种材料焊接接头作用剪切拉伸且接合部偏离90°的状态的立体图。

图9A是表示在图7A的异种材料焊接接头作用有上下剥离拉伸的状态的剖视图。

图9B是表示图9A的异种材料焊接接头的立体图。

图10A是表示使用了由上底座、下底座及加压机构构成的压入装置的穿孔作业的一例的图。

图10B是表示使用了由上底座、下底座及加压机构构成的压入装置的穿孔作业的另一例的图。

图10C是表示通过穿孔作业压入接合辅助构件的状态的铝制的上板的图。

图11是用于说明在将压入有接合辅助构件的上板重叠于下板的状态下的间隙G的剖视图。

图12A是表示在填充焊接工序中用于对上板和下板进行加压的加压机构的第一例的立体图。

图12B是表示在填充焊接工序中用于对上板和下板进行加压的加压机构的第二例的立体图。

图12C是表示在填充焊接工序中用于对上板和下板进行加压的加压机构的第三例的立体图。

图12D是表示在填充焊接工序中用于对上板和下板进行加压的加压机构的第四例的立体图。

图13是用于说明在将压入有接合辅助构件的上板重叠于下板的状态下的伸出量P的剖视图。

图14A是本实施方式的异种材料焊接接头的剖视图。

图14B是表示在图14A的异种材料焊接接头作用有上下剥离拉伸的状态的立体图。

图15A是本实施方式的接合辅助构件的主视图。

图15B是表示接合辅助构件的第一变形例的主视图。

图15C是表示接合辅助构件的第二变形例的主视图。

图15D是表示接合辅助构件的第三变形例的主视图。

图15E是表示接合辅助构件的第四变形例的主视图。

图16A是表示接合辅助构件的第五变形例的侧视图。

图16B是表示接合辅助构件的第六变形例的侧视图。

图16C是表示接合辅助构件的第七变形例的侧视图。

图17是用于说明接合辅助构件的其他作用的本实施方式的异种材料焊接接头的剖视图。

图18A是表示用于说明接合辅助构件向上板的压入量的第一例的图。

图18B是表示用于说明接合辅助构件向上板的压入量的第二例的图。

图18C是表示用于说明接合辅助构件向上板的压入量的第三例的图。

图18D是表示用于说明接合辅助构件向上板的压入量的第四例的图。

图19A是表示接合辅助构件的第八变形例的主视图。

图19B是表示接合辅助构件的第九变形例的主视图。

图19C是表示接合辅助构件的第十变形例的主视图。

图19D是表示接合辅助构件的第十一变形例的主视图。

图19E是表示接合辅助构件的第十二变形例的主视图。

图19F是表示接合辅助构件的第十三变形例的主视图。

图19G是表示接合辅助构件的第十四变形例的主视图。

图20是表示接合辅助构件的第十五变形例的立体图。

图21是表示接合辅助构件的第十六变形例的侧视图。

图22A是表示未形成余高的异种材料焊接接头的剖视图。

图22B是表示在图22A的异种材料焊接接头作用有板厚方向(三维方向)的外部应力的状态的剖视图。

图23是表示在形成有余高的异种材料焊接接头作用有板厚方向(三维方向)的外部应力的状态的剖视图。

图24A是用于说明焊接金属的熔深的异种材料焊接接头的剖视图(具有背高的情况)。

图24B是用于说明焊接金属的熔深的异种材料焊接接头的剖视图(不具有背高的情况)。

图25是表示以横向姿态实施了电弧焊接的状态的图。

图26A是表示本实施方式的具有压入用突起部的接合辅助构件的立体图。

图26B是具有压入用突起部的接合辅助构件的侧视图及沿II－II线的剖视图。

图27是用于说明具有压入用突起部的接合辅助构件被压入上板的情况下的保持机构的图。

图28A是具有压入用突起部的接合辅助构件的第一变形例的主要部分侧视图。

图28B是具有压入用突起部的接合辅助构件的第二变形例的主要部分侧视图。

图28C是具有压入用突起部的接合辅助构件的第三变形例的主要部分侧视图。

图28D是具有压入用突起部的接合辅助构件的第四变形例的主要部分侧视图。

图28E是具有压入用突起部的接合辅助构件的第五变形例的主要部分侧视图。

图28F是具有压入用突起部的接合辅助构件的第六变形例的主要部分侧视图。

图28G是具有压入用突起部的接合辅助构件的第七变形例的主要部分侧视图。

图28H是具有压入用突起部的接合辅助构件的第八变形例的主要部分侧视图。

图28I是具有压入用突起部的接合辅助构件的第九变形例的主要部分侧视图。

图28J是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十变形例的主要部分侧视图。

图28K是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十一变形例的主要部分侧视图。

图29A是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十二变形例的立体图。

图29B是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十三变形例的立体图。

图29C是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十四变形例的立体图。

图30A是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十四变形例的侧视图及沿XXXa－XXXa线的剖视图。

图30B是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十五变形例的侧视图及沿XXXb－XXXb线的剖视图。

图30C是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十六变形例的侧视图及沿XXXc－XXXc线的剖视图。

图30D是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十七变形例的侧视图及沿XXXd－XXXd线的剖视图。

图30E是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十八变形例的侧视图及沿XXXe－XXXe线的剖视图。

图31A是本实施方式的异种材料焊接接头的剖视图。

图31B是沿图31A的XXXI－XXXI线的剖视图。

图32A是具有压入用突起部的接合辅助构件的第十九变形例的主要部分侧视图。

图32B是具有压入用突起部的接合辅助构件的第二十变形例的主要部分侧视图。

图32C是具有压入用突起部的接合辅助构件的第二十一变形例的主要部分侧视图。

图32D是具有压入用突起部的接合辅助构件的第二十二变形例的主要部分侧视图。

图32E是具有压入用突起部的接合辅助构件的第二十三变形例的主要部分侧视图。

图33A是本实施方式的具有中径部的接合辅助构件的立体图及侧视图。

图33B是具有中径部的接合辅助构件的第一变形例的立体图及侧视图。

图33C是具有中径部的接合辅助构件的第二变形例的立体图及侧视图。

图33D是具有中径部的接合辅助构件的第三变形例的立体图及侧视图。

图33E是具有中径部的接合辅助构件的第四变形例的立体图及侧视图。

图33F是具有中径部的接合辅助构件的第五变形例的立体图及侧视图。

图33G是具有中径部的接合辅助构件的第六变形例的立体图及侧视图。

图33H是具有中径部的接合辅助构件的第七变形例的立体图及侧视图。

图34A是具有中径部的接合辅助构件的第八变形例的立体图及侧视图。

图34B是具有中径部的接合辅助构件的第九变形例的立体图及侧视图。

图34C是具有中径部的接合辅助构件的第十变形例的立体图及侧视图。

图34D是具有中径部的接合辅助构件的第十一变形例的立体图及侧视图。

图35A是表示接合辅助构件的第二十四变形例的侧视图。

图35B是表示用于说明不影响接头强度的接合辅助构件的突出部的第一例的图。

图35C是表示用于说明不影响接头强度的接合辅助构件的突出部的第二例的图。

图35D是表示用于说明不影响接头强度的接合辅助构件的突出部的第三例的图。

图35E是表示用于说明不影响接头强度的接合辅助构件的突出部的第四例的图。

图35F是表示用于说明不影响接头强度的接合辅助构件的突出部的第五例的图。

图35G是表示用于说明不影响接头强度的接合辅助构件的突出部的第六例的图。

图36A是用于说明异种材料接合用电弧焊接法的第一变形例的上板和下板的立体图。

图36B是用于说明异种材料接合用电弧焊接法的第一变形例的上板和下板的剖视图。

图37A是用于说明异种材料接合用电弧焊接法的第二变形例的上板和下板的立体图。

图37B是用于说明异种材料接合用电弧焊接法的第二变形例的上板和下板的剖视图。

图38A是用于说明异种材料接合用电弧焊接法的第三变形例的异种材料焊接接头的立体图。

图38B是用于说明异种材料接合用电弧焊接法的第三变形例的异种材料焊接接头的剖视图。

图38C是用于说明异种材料接合用电弧焊接法的第四变形例的异种材料焊接接头的剖视图。

图39A是表示应用了本实施方式的异种材料焊接接头的闭合截面结构的立体图。

图39B是表示应用了本实施方式的异种材料焊接接头的由L字板和平板形成的开放截面结构的立体图。

图39C是表示应用了本实施方式的异种材料焊接接头的由两张平板形成的开放截面结构的立体图。

图40是表示异种材料接合用电弧焊接法的第五变形例(开放截面构件的制造方法)的图。

图41是表示异种材料接合用电弧焊接法的第六变形例(闭合截面构件的制造方法)的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式的异种材料接合用电弧焊接法进行详细说明。

本实施方式的异种材料接合用电弧焊接法是如下方法：将相互重叠的Al合金或Mg合金制的上板10(第一板)和钢制的下板20(第二板)借助钢制的接合辅助构件30通过后述的电弧焊接法进行接合，从而得到图Al和图1B所示的异种材料焊接接头1。

将具有上板10的板厚以上的高度的接合辅助构件30配置在上板10上，对接合辅助构件30施加压力而将上板10穿孔，从而在上板10形成孔11。通过穿孔加工压入的接合辅助构件30受到来自孔11的周围的Al合金或Mg合金材料的压力，成为被轻微约束的状态而被固定。

如图2所示，接合辅助构件30具有带阶梯的外形形状，该带阶梯的外形形状具有大径部32、以及最大外径比大径部32小的小径部31。另外，在接合辅助构件30形成有贯通小径部31及大径部32的中空部33。需要说明的是，大径部32的外形形状并不限定于图2、图15A所示的圆形，只要在电弧焊接后堵塞通过接合辅助构件30的压入而形成的贯通部(孔11)，就能够形成任意的形状。也就是说，也可以是图15B～图15E所示的四边形以上的多边形。另外，如图15C所示，也可以使多边形的角部变圆。

并且，在接合辅助构件30的中空部33中填充有通过电弧焊接使填料材料(焊接材料)熔融的Fe合金或Ni合金的焊接金属40，并且通过焊接金属40、熔融的下板20及接合辅助构件30的一部分形成熔融部W。

以下，参照图3A～图3G对构成异种材料焊接接头1的异种材料接合用电弧焊接法进行说明。

首先，如图3A所示，将具有上板(第一板)10的板厚以上的高度的接合辅助构件30配置在上板10上，对接合辅助构件30施加压力而将上板10穿孔，从而在上板10形成孔11的同时，将接合辅助构件30压入上板10(步骤S1)。

接着，如图3F所示，进行使压入有接合辅助构件30的上板10与下板20重叠的重叠作业(步骤S2)。并且，如图3G所示，通过进行以下详细说明的(a)熔化电极式气体保护电弧焊接法、(b)无气体保护电弧焊接法、(c)钨极气体保护电弧焊接法、(d)等离子电弧焊接法、(e)涂药电弧焊接法中的任一种电弧焊接作业，从而将上板10和下板20接合(步骤S3)。需要说明的是，图3G示出使用(a)熔化电极式气体保护电弧焊接法进行电弧焊接作业的情况。

在进行步骤S1的穿孔作业时，接合辅助构件30具有大径部32及小径部31，大径部32及小径部31的合计高度为上板10的板厚以上。另外，接合辅助构件30的小径部31以面对上板10的方式配置。

作为步骤S1的穿孔作业的具体方法，如图3B～图3E所示，可以列举：将接合辅助构件30自身作为冲头，使固定有接合辅助构件30的上底座51接近配置有上板10的下底座50，实施穿孔加工。在该情况下，母材片M进入中空部33的情况较少，成为电弧焊接时的障碍，因此在该情况下需要去除母材片M。

另外，步骤S3的电弧焊接作业是为了经由上板10的孔11内的焊接金属40将接合辅助构件30和下板20接合，并且填充设置于接合辅助构件30的中空部33而需要的。因此，在电弧焊接中，作为填充材料的填料材料(焊接材料)的插入是不可缺少的。具体而言通过以下的四个电弧焊接法，使填料材料熔融而形成焊接金属40。

(a)熔化电极式气体保护电弧焊接法通常是被称为MAG(MAG焊)、MIG(MIG焊)的焊接法，是将实心焊丝或药芯焊丝作为填料兼电弧产生熔化电极使用，用CO₂、Ar、He这样的保护气体将焊接部与大气隔断，形成健全的焊接部的方法。

(b)无气体保护电弧焊接法也称为自保护电弧焊接法，是使用特殊的药芯焊丝用作填料兼电弧产生熔化电极而另一方面不需要保护气体且能够形成健全的焊接部分的方法。

(c)钨极气体保护电弧焊接法为气体保护电弧焊接法的一种，但是不熔化电极式，通常也称为TIG(TIG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产生电弧，填料焊丝从横向送给电弧。

通常，填料焊丝不通电，但也有使其通电而能够提高熔融速度的热丝方式TIG。在该情况下，在填料焊丝中不产生电弧。

(d)等离子电弧焊接法的原理与TIG相同，是通过气体的双重系统化和高速化使电弧紧缩，提高电弧力的焊接法。

(e)涂药电弧焊接法是使用在金属的芯线涂敷助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。

关于填料材料(焊接材料)的材质，只要是焊接金属40为Fe合金的材质，则可以适用一般使用的焊接用焊丝或焊条。需要说明的是，即使是Ni合金，在与铁的焊接中也不会产生不良情况，因此能够适用。

具体而言，作为JIS，通用的有(a)Z3312、Z3313、Z3317、Z3318、Z3321、Z3323、Z3334、(b)Z3313、(c)Z3316、Z3321、Z3334、(d)Z3211、Z3221、Z3223、Z3224这样的标准材料，作为AWS(American Welding Society)，通用的有(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这样的标准材料。

使用这些电弧焊接法，用填料材料填充接合辅助构件30的中空部33，但一般不需要移动填料焊丝或焊条的目标位置，只要经过适当的进给时间切断电弧而使焊接结束即可。但是，在中空部33的面积大的情况下，也可以使填料焊丝或焊条的目标位置在中空部33内以描绘圆的方式移动。

通过以上的作业，Al合金、Mg合金制的上板10与钢制的下板20以高强度接合。

以下，对上述电弧焊接法中使用的钢制的接合辅助构件30的作用进行说明。

首先，不使用接合辅助构件，如图4A及图4B所示，在单纯地将铝制的上板10和钢制的下板20重叠，从上板侧进行将使用钢或镍合金制焊丝的电弧焊接以定点保持一定时间的电弧点焊的情况下，形成的焊接金属40a成为铝和钢、或铝、钢和镍的合金。该合金由于铝含量多，因此呈现作为脆性的特性的金属间化合物(IMC)。

这样的异种材料焊接接头100a即使乍看起来是被接合的样子，但若在横向上施加拉伸应力(剪切拉伸)，则如图5A及图5B所示，焊接金属40a容易破坏而脱落。另外，即使在纵向上施加拉伸应力(剥离拉伸)的情况下，如图6A及图6B所示，焊接金属40a断裂、或者焊接金属40a与上板10的边界部或者焊接金属40a与下板20的边界部断裂，上板10脱落而导致接合脱离。

这样，即使单纯地将铝制的上板10和钢制的下板20重叠，进行贯通焊接，由于焊接金属40a的全部部分成为金属间化合物，因此无论是剪切拉伸还是剥离拉伸都很脆弱，作为焊接接头不实用。

另外，如图7A及图7B所示，考虑了如下方法：在上板10预先开设适当尺寸的孔11，以填埋该孔11的方式使钢或Ni合金的焊接材料熔化。

在该情况下，成为在焊接初始形成的下板20的钢和由焊接材料形成的焊接金属40b不熔化铝，因此不生成金属间化合物，具有高强度和韧性，与下板20牢固地结合。另外，对于在开设于上板10的孔11的内部形成的焊接金属40b，铝熔融的比例非常少，金属间化合物的生成被大幅抑制，特别是中心部具有健全性。

但是，若限定设置于上板10的孔11的附近，则形成铝和钢、或者铝和镍的金属化合物层。如图8A所示，在对这样的异种材料焊接接头100b施加剪切拉伸应力的情况下，由于下板侧牢固地金属结合，因此能够耐受较高的应力。另一方面，虽然上板侧在孔周围形成金属间化合物，但由于其剥离而移动的情况无法形成为形状，因此在初始期上板10、下板20的母材发生变形。

因此，与几乎不变形而发生脆性断裂的图5A及图5B的异种材料焊接接头100a相比，可看到变形能力的提高。但是，若母材的变形进展，如图8B所示，接合部倾斜接近90°，则成为与上下剥离拉伸相同的状态。这样，在孔11的周围部形成的金属间化合物剥离，上板10容易从焊接部脱落。也就是说，改善不充分。

其结果是，如图9A及图9B所示，在上下拉伸方向试验中当然也是相同的。

从上述两个异种材料焊接接头100a、100b的课题出发，本实施方式进一步进行了改良以耐受剪切方向及上下剥离方向的应力。

即，如图3A～图3D所示，相对于成为上板10的铝板，压入在中心开设有孔的钢制的接合辅助构件30。由于接合辅助构件30具有上板10的板厚以上的高度，因此压入接合辅助构件30的部位的该部位处的铝板脱落(步骤S1：穿孔工序)。并且，接合辅助构件30从周围的铝板受到压力，成为被轻微约束的状态而被固定(参照图10C)。

作为用于将接合辅助构件30压入上板10的压入装置，例如，如图10A或图10B所示，由用于将接合辅助构件30压入上板10的上底座51、用于使其移动的加压机构80、以及用于承接上板10的背侧的下底座50构成。需要说明的是，图10A表示用于逐个压入接合辅助构件30的压入装置，图10B表示用于同时压入多个接合辅助构件30的压入装置。

上底座51和接合辅助构件30例如通过磁力、机械机构暂时保持，在压入完成后，通过向与加压方向(图10A或图10B中的箭头)相反的方向提起上底座51，从而能够使接合辅助构件30脱离。在此，如图3B及图3C所示，下底座50具有接合辅助构件30的插入直径以上的中空部，能够蓄积或排除通过压入而被拔出的Al合金或Mg合金的不需要部分。需要说明的是，也可以设置基于负压的吸引机构。

另外，上述一对机构(上底座51、下底座50)可以是单独的装置，也可以是具有同时驱动的多个机构的装置。另外，它们既可以是固定式，也可以使工业用多关节机器人具有，能够自由地移动场所。

作为接下来的步骤，将临时固定有接合辅助构件30的Al合金或Mg合金制的上板10和钢制的下板20与应接合的位置对应地重叠(步骤S2：重叠工序)。此时，优选将临时固定有接合辅助构件30的上板10和下板20尽可能地彼此密接。

如图11所示，这是因为，在上板10与下板20之间存在间隙G的情况下，即使在之后的工序中焊接上板10和下板20，上板10也成为能够与下板20的间隙相应地自由移动的状态，接合制度变差(产生晃动)。

即使不加压，在确保上板10和下板20的密接性的情况下，未必需要填充焊接工序时的加压机构，但优选上板10和下板20在填充焊接工序时被向相互密接的方向加压。

具体而言，作为例子，可以列举使用作为加压机构80的夹紧机构从上下加压的情况(参照图12A)，或者从单侧加压的情况(参照图12B)。另外，作为例子，可以列举在焊炬90设置加压用腿92，利用机器人等的力进行加压的情况(参照图12C或图12D)。

根据与在上板10与下板20之间存在间隙G的情况相同的观点，如图13所示，当通过接合辅助构件30将上板10穿孔时，接合辅助构件30的小径部31的从上板10伸出的伸出量P越少越好。伸出量P越多，在填充焊接后，越可能成为产生晃动的原因。具体而言，伸出量P优选相对于上板10的板厚BH为25％以下(但是，为了可靠地将上板10穿孔，设为0％以上)。需要说明的是，更优选为10％以下，进一步优选为5％以下。

这样完成焊接前准备后，以填充接合辅助构件30的中空部33内的方式通过电弧焊接形成焊接金属40。需要说明的是，电弧焊接用焊丝、焊条前端的目标位置不是接合辅助构件30，而是与上板10的孔11的下表面接触的钢制的下板20。换言之，接合辅助构件30的中空部33内的壁和由下板20包围的“坩埚”状的空间成为通过电弧焊接铸造的状态。

这样，作为截面，成为接合辅助构件30、焊接金属40、下板20通过牢固的金属结合而被焊接接合的状态。

比通过由接合辅助构件30的前端部(小径部31)进行的穿孔加工形成的孔径宽的接合辅助构件30的大径部32与上板10表面配置在同一面或外侧。该大径部32的最大作用是对上下剥离应力的阻力。如图14A所示，通过应用在外侧具有大径部32的接合辅助构件30，能够防止上板10与焊接金属40的界面剥离而脱落的现象。通常，如图14B所示，焊接金属40在充分塑性变形后断裂。需要说明的是，即使相对于剪切方向的拉伸应力，接合辅助构件30也不会对初始应力产生任何不良影响是显而易见的。

接合辅助构件30中的大径部32的外形形状在其机理上，只要在焊接后堵塞通过基于压入的穿孔而形成的孔11，就能够形成任意的形状。例如，最普通的形状是图15A所示的圆形，但也可以是图15B～图15E所示的四边形以上的多边形。另外，如图15C所示，也可以使多边形的角部变圆。

另外，接合辅助构件30中的大径部32的截面形状不仅可以是图16A所示的平坦的圆柱状，也可以是图16B所示的在上侧(与小径部31侧相反的一侧)带有锥形的形状，或者图16C所示的在上侧带有圆角的形状等，没有特别限定。

接合辅助构件30的面积越大，且厚度越大，相对于板厚方向(三维方向)的外部应力强度越增加，因此优选。但是，如果大于需要以上，则重量增加的要因或从上板10表面伸出的伸出量变得过剩，从而产生美观劣化或与接近的其他构件的干渉，因此优选根据需要的设计来决定尺寸。

接合辅助构件30还具有其他几个作用。其中之一是用于避免作为上板10的材料的Al合金、Mg合金的熔融的防护壁作用。熔点低的Al合金、Mg合金由于电弧碰撞而在其高热下熔融。但是，通过夹设接合辅助构件30，能够物理防止电弧与Al合金、Mg合金接触，能够防止熔融。

另外，由电弧形成的熔融金属40为高温，有时会侵蚀接触的Al合金、Mg合金，因此优选在电弧焊接中也存在夹设接合辅助构件30的情况。即，优选在电弧焊接结束后，接合辅助构件30的小径部31残留在焊接金属40与上板10之间。

若电弧焊接的熔深范围仅为接合辅助构件30和下板20，则Al、Mg向焊接金属40的稀释为零，完全防止IMC。需要说明的是，如图17所示，若接合辅助构件30的径向上的厚度过薄，则由于电弧焊接时的输入热量，接合辅助构件30有可能达到熔点而熔化。在该情况下，还有可能熔化Al合金、Mg合金，因此鉴于焊接输入热量，需要设计适当的厚度。

接合辅助构件30对上板10的压入量没有特别限制。但是，如图18A所示，若接合部相对于上板10的表面凹陷，则在对焊接后的接头施加应力时，焊接金属40成为应力集中部，有可能以低强度破坏。因此，如图18B所示，至少上板10的表面与接合辅助构件30的表面为同一平面，或者优选如图18C所示，接合辅助构件30的大径部32相对于上板10的表面局部突出的状态。进而，如图18D所示，最优选接合辅助构件30的大径部32相对于上板10的表面完全突出。

接合辅助构件30的小径部31的截面形状如图2所示，作为最普通的形状使用正圆形，但没有特别限制，可以为任意的形状。例如，也可以是图19A～图19F所示的四边形以上的多边形。另外，如图19B所示，也可以使多边形的角部变圆。进而，对于接合辅助构件30中的中空部33的内表面形状，也与上述同样，不需要为正圆形，如图19A～图19E或图19G所示，可以为任意的形状。需要说明的是，如图19A～图19D所示，小径部31的截面形状和中空部的内表面形状不需要相同，如图19F、图19G那样，也可以不同。

另外，在将接合辅助构件30压入上板10进行穿孔时，也可以一边转动接合辅助构件30一边施加压力。在使用这样的机构的情况下，如图20所示，若在大径部32的上表面设置螺钉转动用螺丝刀配合的切口37，则能够容易地将接合辅助构件30转动到上板10。

在接合辅助构件30上空出的中空部33的面可以是平坦的，但如图21所示，也可以形成螺纹槽33a。在本方法中未使用阳螺纹，但由于具有螺纹槽33a，因此在电弧焊接时与熔池的接触表面积增加，焊接金属40和接合辅助构件30更牢固地结合。在螺纹槽33a等不是圆筒面时的孔的直径PS定义为最宽的对面间距离。

接合辅助构件30的材质只要是纯铁及铁合金就没有限制，详细地可举出软钢、碳钢、不锈钢等。

焊接金属40填充接合辅助构件30的中空部33，进而优选在接合辅助构件30的表面、更具体而言大径部32的表面形成余高Wa(参照图1B)。若不形成余高Wa、即如图22A所示，中空部33在焊接后残留在外观上的状态，特别是对于板厚方向(三维方向)的外部应力，接合强度有可能不足(参照图22B)。因此，通过形成余高Wa，如图23所示，对于板厚方向(三维方向)的外部应力，能够抑制接合辅助构件30的变形，得到高的接合强度。需要说明的是，为了相对于板厚方向的拉伸应力而将接合辅助构件30可靠地固定于上板10，优选使从板厚方提高侧(上板10侧)观察余高Wa时的余高Wa的最大外径大于设置于上板10的孔11的最大外径。

另一方面，关于与余高侧相反的一侧的熔深，如图24A所示，需要成为超过下板20的板厚而形成焊接金属40的所谓的产生背高的状态。其理由如下。

由于焊接条件的设定不良或者焊接设备的动作不良等，熔深变浅，尽管形成于接合辅助构件30的表侧的余高Wa在外观上正常，但有时下板20不熔化，成为仅搭接有焊接金属40的状态。这样的情况下，接合辅助构件30和下板20未被接合，也就是说下板20和上板10也未被接合。

另一方面，在下板20产生背高的情况下，这是指焊接金属40从上板10侧通过会合面到达下板20侧，因此能够保证接合辅助构件30与下板20金属结合。进而，它保证了上板10与下板20间接接合。即，若在下板20产生背高，则能够在焊接工序之后立即以目视或者传感器等容易地确认，能够防止使接合不良保持原样而进入后续工序。

进而，根据形成于下板20的背高的尺寸，能够大致预测接合辅助构件30与下板20的接合强度。在使所使用的材质恒定的情况下，它们之间的接合强度与形成于上板10与下板20的界面的焊接金属40的截面积、所谓的熔核直径的大小成比例。若设置于接合辅助构件30的中空部33被焊接金属40充满，则熔核直径能够推定为以形成于中空部33的上表面侧(大径部32侧)的焊接金属40的直径(最大外径)为上底，以背高的直径(最大外径)为下底的左右对称的梯形截面。即，熔核直径与背高的直径大致成比例。利用该关系性，不是简单地进行是否接合的两种选择理论而是能够根据下板20的背高尺寸的测定实施是否满足必要强度而接合的水平高的品质保证。从这样的品质保证性的观点出发，必须使焊接金属40熔化到在下板20的外侧出现背高的状态为止，焊接下板20和接合辅助构件30。

但是，需要进行焊接，以避免焊接金属40熔入过深，焊接金属40和下板20焊穿。

需要说明的是，如图24B所示，焊接金属40适度地熔入至下板20，但在下板20未产生背高的情况下，由于无法进行用于上述的品质保证的检测，故不优选。

接下来，对上述电弧焊接法中使用的接合辅助构件30的优选实施方式进行说明。

如上述那样，在上述穿孔工序(步骤S1)中，对接合辅助构件30加压，在将上板10穿孔的同时，能够将接合辅助构件30暂时约束地保持于上板10。但是，很少在焊接工序前施加振动，或者成为向上姿态时(参照图25)，有时由于约束保持力的弱度而脱落。

为了防止该问题，可靠地将接合辅助构件30保持在上板10直到保持电弧焊接工序(步骤S3)，提高接合辅助构件30的保持力的方法是有效的。具体而言，在接合辅助构件30中，通过形成在压入后使铆接机构发挥作用的外观形状来实现。作为该方法之一，如图26A及图26B所示，在接合辅助构件30中的小径部31的外周面设置形成为叶片状的至少一个(在本实施方式中为四个)的压入用突起部39。

图27是用于说明具有压入用突起部39的接合辅助构件30被压入上板10时的保持机构的图。如图27所示，在将接合辅助构件30压入上板10时，与接合辅助构件30接触的上板10向扩展的方向弹性变形，进而发发生塑性变形。在压入用突起部39的前端部通过后，弹性变形部分恢复到原来的位置，即引起作为上板10的材料的Al合金或Mg合金的流入，对于接合辅助构件30被推回的力成为障碍要因。因此，接合辅助构件30不会容易脱落。

压入用突起部39的形状可以是图28A所示的等腰三角形，但如图28B～图28K所示，典型的是变形三角形、直角三角形、长方形、不定形状、锯齿状、半圆、1/4圆、对称梯形、非对称梯形、钩状等，其形状没有限制。另外，压入用突起部39也与大径部32的下表面连接，由此能够提高压入用突起部39的强度。并且，压入用突起部39可以如图29A所示与小径部31的轴向平行，也可以如图29B所示相对于轴向具有倾斜度。在该情况下，优选一边使接合辅助构件30旋转一边压入。另外，如图29C所示，压入用突起部39也可以是从基部朝向前端部圆周方向宽度变窄的山形状。另外，压入用突起部39的位置为了设置使金属流入的空间，优选远离大径部32。

压入用突起部39的数量不限于图26B所示的4片，只要至少1片即可，上限不需要特别设置。即，如图30A～图30E所示，也可以具有1片、2片、3片、6片、8片的压入用突起部39。但是，若压入用突起部39的片数增加，则由于使用接合辅助构件30将上板10穿孔所需的压力上升，因此不应该将压入用突起部39的数量增加到所需以上。压入用突起部39的数量优选为8片以下。

另外，如图26B、图30B～图30E所示，与至少两个压入用突起部39的最大外径部接触的最大圆C的直径，或者如图30A所示的，即使一个压入用突起部39的最大外径部与小径部31的外周面接触的圆C的直径过大时，将上板10穿孔所需的压力也会上升，因此不应该将压入用突起部39从小径部31的外周面突出的突出量增加到所需以上。

在接合辅助构件30的小径部31设置压入用突起部39，除此之外也具有优点。第二效果是作为接合对象的上板10和下板20难以相互旋转。接合辅助构件30的小径部31的截面形状为正圆形时，在被接合构件(上板10及下板20)仅通过本接合法接合的情况下，例如若对上板10施加较强的水平方向的旋转力F_R，则有可能上板10以接合辅助构件30为中心转动的方式旋转。但是，如图31A及图31B所示，在接合辅助构件30设置有压入用突起部39，压入用突起部39咬入上板10的孔11的周围，由此能够容易防止旋转。

需要说明的是，如图32A～图32E分别所示的直角三角形、长方形、1/4圆、凹陷、非对称梯形的压入用突起部39那样，压入用突起部39与大径部32连续，即使不具有缩颈部位，也允许适用。但是，如上所述，由于无法确保将接合辅助构件30压入上板10时的金属流入部位，因此无法期待暂时约束性提高的效果。但是，由于能够期待上述的旋转抑制效果，因此即使是这样的方式，也优选在小径部31的外周面具有压入用突起部39。

进而，对上述电弧焊接法中使用的接合辅助构件30的另一优选实施方式进行说明。

与上述说明同样地，作为用于可靠地将接合辅助构件30保持于上板10直至电弧焊接工序(步骤S3)为止的另一方法，不在小径部31设置压入用突起部39，而是将小径部31的主体直径多级化，局部地设置“缩颈”的对策也是有效的。

具体而言，如图33A～图33H所示，在接合辅助构件30中的小径部31的外周面设置比大径部32的最大外径小的中径部34。需要说明的是，中径部34不与大径部32接触，且沿着小径部31的外周面连续地(图33A、图33C、图33E～图33H)或断续地(图33B或图33D)设置。

通过在小径部31的外周面设置满足上述要件的中径部34，在压入上板10的接合辅助构件30的一部分存在缩颈部38。

在这些例子中共同的是，[1]在小径部31的前端侧具有中径部34，[2]在中径部34与大径部32之间具有小径部31，[3]在非插入侧具有大径部32这样的相对关系成立。需要说明的是，如图33F所示，也可以考虑分别存在多个中径部34和小径部31的情况，但这从上述各要件中忽略而没有问题，只要在接合辅助构件30的长度方向(插入方向)存在1个以上的大径－小径－中径的关系成立的排列，就满足上述要件。

若成为这样的状态，则通过与在接合辅助构件30设置压入用突起部39时的实施方式中说明的内容相同的原理，接合辅助构件30不会容易地脱离。即，在压入接合辅助构件30时，在中径部34通过时，Al合金或Mg合金发生弹性变形，进而发生塑性变形，进一步进行压入而成为小径部31时，弹性变形部分恢复。由此，引起金属流入，对于接合辅助构件30被推回的力成为障碍要因。

需要说明的是，也可以不是在小径部31的整周范围内设置中径部34，而是如图33B、图33D所示，仅局部地设置中径部34，即断续状。若形成为断续状，则与设置压入用突起部39的情况相同，在作为接合辅助构件30的插入部分的小径部31为正圆形状的情况下，能够期待防止上板10和下板20在焊接后也相对容易地旋转的效果。

需要说明的是，如图34A～图34D所示，即使是大径部32和中径部34从接合辅助构件30的长度方向(插入方向)观察成为连续的接合辅助构件30，也允许适用。但是，如上所述，由于无法确保接合辅助构件30压入上板10时的金属流入部位，因此无法期待暂时约束性提高的效果、旋转抑制效果。但是，若中径部34为断续状，则得到旋转抑制效果。

但是，如图35A所示，本实施方式的接合辅助构件30也可以形成为在大径部32的上侧层叠小径部31的形状。但是，在从大径部32观察被注入到Al合金、Mg合金的插入方向相反侧位于比上板10的表面高的位置的情况下(在图35B、图35C中，定义为突出部35)，不会对接头强度产生影响。

另一方面，如图35D～图35G所示，在设置于大径部32的上侧的小径部31或中径部34的至少一部分位于比上板10的表面低的位置的情况下，该部位对接头强度产生不少影响。

需要说明的是，关于上板10及下板20的板厚，未必需要限定，但考虑施工效率和作为重叠焊接的形状，上板10的板厚优选为5.0mm以下。另一方面，若考虑到电弧焊接的输入热量，板厚过薄，则焊接时发生焊穿，难以焊接，因此优选上板10、下板20均为0.5mm以上。

通过以上的结构，上板10能够牢固地接合Al合金或Mg合金、下板20能够牢固地接合钢的原材料。

在此，作为将异种金属彼此直接接合的情况下的课题，除了IMC的形成的课题以外，还已知有另一课题。其原因是，当异种金属彼此接触时，为了形成伽伐尼电池而加速腐蚀。由该原因(电池的阳极反应)引起的腐蚀被称为电蚀。在异种金属彼此接触的面有水，则腐蚀进展，因此在作为接合部位，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，需要实施用于防止水的浸入的密封处理。在本接合法中也形成多个Al合金、Mg合金与钢接触的面，因此不仅以进一步提高接头强度为目的，还优选使用树脂系的粘接剂作为密封材料。

例如，如图36A及图36B所示的变形例那样，在上板10和下板20的重叠工序之前，在上板10及下板20的接合面，可以在焊接部周围整周地呈环状涂敷粘接剂60。需要说明的是，作为在上板10及下板20的接合面，在焊接部周围整周地涂敷粘接剂60的方法，也包括如图37A及图37B所示的变形例那样，在除了焊接部位以外的接合面的整个面上涂敷的情况。由此，能够降低上板10、下板20及焊接金属40的电蚀速度。

另外，在上述的穿孔工序中，也可以在接合辅助构件30和与接合辅助构件30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、接合辅助构件30及焊接金属40的电蚀速度。

在该情况下，作为辅助效果，具有在电弧焊接前将接合辅助构件30临时固定于上板10的作用。特别是，如图25所示，在电弧焊接成为横向、向上姿态的情况下，通过预先涂敷粘接剂60，能够防止接合辅助构件30因重力而落下，能够适当地进行焊接。

并且，如图38A及图38B所示的变形例那样，也可以在接合辅助构件30的大径部32与上板10的表面的边界部涂敷粘接剂60。另外，如图38C所示，也可以以覆盖隐藏大径部32整体的方式涂敷粘接剂60。由此，在接合辅助构件30与Al合金或Mg合金接触的露出面侧的表面、接合辅助构件30中的大径部32之下的隐藏面、以及接合辅助构件30的穿孔端面中，得到电蚀速度降低的效果。另外，若在电弧焊接前进行粘接剂涂敷，则还能够得到预先将接合辅助构件30临时固定于上板10的效果。需要说明的是，在本变形例中，粘接剂的涂敷既可以在焊接工序前(穿孔工序时)也可以在填充焊接工序后进行。

需要说明的是，对于接合辅助构件30，不仅是利用粘接剂、密封材料的电蚀抑制方案，为了防止自身的锈、防止在与铝板之间产生的电蚀，更优选实施形成电贱元素、加工物、绝缘性物质、钝态的被膜的表面处理。例如可举出镀锌、镀铬、镀镍、镀铝、镀锡(锡)、树脂涂敷、陶瓷涂敷等。

通过以上的结构，上板10能够将Al合金或Mg合金牢固地接合，下板20能够将钢的原材料与开放截面结构、闭合截面结构无关地牢固地接合。进而，通过并用粘接剂，能够在提高接合强度的同时防止腐蚀。

另外，本实施方式的焊接法可以说是接合面积小的点焊接，因此在接合具有某种程度的接合面积的实用构件彼此的重叠部分J的情况下，如图39A～图39C所示，实施多个本焊接法即可。由此，在重叠部分J进行牢固的接合。本实施方式也可以用于图39B及图39C所示的开放截面结构，特别是可以适用于图39A所示的闭合截面结构。

另外，如图40所示的开放截面构件的制造工艺及如图41所示的闭合截面构件的制造工艺那样，在本接合法中，作为焊接前工序，也可以将接合辅助构件30埋入上板10内。嵌入上板10内的接合辅助构件30不突出到上板10的表面上，因此在埋入之后容易使用模具等对Al、Mg母材进行冲压成形，作为其后的工序，能够与下板20一起接合。本焊接法当然可以在不分开开放截面构件、闭合截面构件的情况下进行任意制造。

以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然不限定于上述例。只要是本领域技术人员，就能在技术方案所记载的范畴内想到各种变更例或修正例，这一点是明确的，关于这些，也应了解当然是属于本发明的技术范围的。另外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以任意地组合上述实施方式中的各构成要素。

需要说明的是，本申请给予2018年2月28日提出的日本专利申请(特愿2018－035397)，其内容援引于本申请中作为参照。

附图标记说明：

1 异种材料焊接接头

10 上板(第一板)

11 孔

20 下板(第二板)

30 接合辅助构件

31 小径部

32 大径部

33 中空部

34 中径部

35 突出部

37 切口

38 缩颈部

39 压入用突起部

40 焊接金属

50 下底座

51 上底座

60 粘接剂

80 加压机构

90 焊炬

92 加压用腿

W 熔融部

Wa 余高

M 母材片

G 间隙

P 伸出量

J 重叠部分。

Claims

1.一种异种材料接合用电弧焊接法，其是将铝合金或镁合金制的第一板和钢制的第二板接合的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

所述异种材料接合用电弧焊接法包括：

(b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊接法，

2.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

在所述小径部的外周面设置有至少一个压入用突起部。

3.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

在所述小径部的外周面上，不与所述大径部接触且沿着该外周面连续或断续地设置比所述大径部的最大外径小的中径部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

在所述重叠工序之前，还具备如下工序：对所述第一板和所述第二板中的至少一方的重叠面，在通过所述穿孔工序形成的所述第一板中的孔的周围整周地涂敷粘接剂。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

在所述穿孔工序中，对所述接合辅助构件和与该接合辅助构件对置的所述第一板之间的至少一方的对置面涂敷粘接剂。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

在所述穿孔工序时、或所述填充焊接工序之后，至少对所述接合辅助构件与所述第一板的表面的边界部涂敷粘接剂。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

所述接合辅助构件的小径部的从所述第一板伸出的伸出量相对于所述第一板的板厚为25％以下。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

在所述填充焊接工序中，具有能够向所述第一板与所述第二板相互密接的方向按压的加压机构，

一边所述加压机构以所述第一板和所述第二板相互密接的方式按压，一边对所述第二板及所述接合辅助构件进行焊接。

9.根据权利要求8所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

所述加压机构具有按压部，所述按压部设置在所述填充焊接工序中使用的焊炬上，与所述第一板和所述接合辅助构件中的至少一方抵接。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

以所述接合辅助构件的大径部的露出面位于与所述第一板的表面大致相同的位置或位于外侧的方式将所述第一板穿孔。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的异种材料接合用电弧焊接法，其中，

在所述填充焊接工序中，在用焊接金属填充所述接合辅助构件的中空部时，在所述接合辅助构件的表面上形成余高。