CN114055044A - 接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件 - Google Patents

接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件 Download PDF

Info

Publication number
CN114055044A
CN114055044A CN202110875982.9A CN202110875982A CN114055044A CN 114055044 A CN114055044 A CN 114055044A CN 202110875982 A CN202110875982 A CN 202110875982A CN 114055044 A CN114055044 A CN 114055044A
Authority
CN
China
Prior art keywords
joint
metal material
nonferrous metal
imaginary axis
press
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110875982.9A
Other languages
English (en)
Inventor
青山俊三
近藤吉辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ahresty Corp
Original Assignee
Ahresty Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ahresty Corp filed Critical Ahresty Corp
Publication of CN114055044A publication Critical patent/CN114055044A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11Spot welding
    • B23K11/115Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426Fixtures for other work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/02Riveting procedures
    • B21J15/025Setting self-piercing rivets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/20Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded of different metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/34Preliminary treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18Dissimilar materials
    • B23K2103/20Ferrous alloys and aluminium or alloys thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

本发明提供接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件,其能够降低电偶腐蚀。一种制造接合体的方法,该接合体是将铁系金属制的对方部件与包括面向对方部件的规定面的非铁金属材料接合而得到的,该方法具备:压入工序,将铁系金属制的接合件压入非铁金属材料的规定面;以及焊接工序,在压入到了非铁金属材料的接合件的露出部分与对方部件之间形成熔融部。在压入工序后,接合件的一部分从规定面露出,接合件的剩余部分被非铁金属材料填埋而不露出,接合件的剩余部分具备钩挂部,该钩挂部包括朝向规定面的面。

Description

接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件
技术领域
本发明涉及能够降低电偶腐蚀的接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件。
背景技术
直接焊接例如铝、镁、锌等非铁金属材料与由铁系金属材料(钢铁)形成的对方部件较难。因此,现有已知在非铁金属材料上以焊接以外的方法接合铁系金属制的接合件,并焊接该接合件与对方部件的施工方法。在这种施工方法中存在如下施工方法:使铁系金属制的接合件冲入并挤进非铁金属材料中与面向对方部件的表面相反一侧的背面,并将贯穿至非铁金属材料的表面的接合件电阻点焊在对方部件上(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2017-87281号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在上述现有的施工方法中,铁系金属制的接合件中与焊接于对方部件的部位相反一侧的部位从非铁金属材料的背面露出。为此,需要在非铁金属材料的背面侧采取非铁金属材料与接合件之间的电偶腐蚀的对策,随着该对策,存在导致作业工序增加、成本上升的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供能够降低电偶腐蚀(galvanic corrosion)的接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件。
用于解决技术问题的技术方案
为了实现该目的,本发明的接合体的制造方法是用于制造接合体的方法,接合体是将铁系金属制的对方部件与非铁金属材料接合而得到的,非铁金属材料包括面向对方部件的规定面。接合体的制造方法具备:压入工序,将铁系金属制的接合件压入非铁金属材料的规定面;以及焊接工序,在压入到了非铁金属材料的接合件的露出部分与对方部件之间形成熔融部。在压入工序后,接合件的一部分从规定面露出,接合件的剩余部分被非铁金属材料填埋而不露出。接合件的剩余部分具备钩挂部,钩挂部包括朝向规定面的面。
本发明的焊接用金属体具备:非铁金属材料,包括规定面;以及低碳钢制的接合件,低碳钢的碳含量在0.4质量%以下。接合件以接合件的一部分从规定面露出,且接合件的剩余部分被非铁金属材料填埋而不露出的方式被压入规定面。接合件的剩余部分具备钩挂部,钩挂部包括朝向规定面的面。
本发明的接合件由铁系金属制得,接合件被压入非铁金属材料的规定面,并被焊接于铁系金属制的对方部件。接合件具备主体部和脚部,主体部包括接合面和外周面,接合面形成为与假想轴线正交的平面状,外周面与接合面的外周缘相连并包围假想轴线,脚部包括与外周面相连的外表面,并以位于假想轴线的周围的方式从主体部中与接合面相反的一侧突出。外周面由平行部和倾斜部中的至少一方形成,平行部在包括假想轴线的截面中与假想轴线平行,倾斜部随着远离接合面而远离假想轴线。
发明效果
根据第一方案的接合体的制造方法,在压入工序中,将接合件压入非铁金属材料的规定面。在接合件中被非铁金属材料填埋的部分由于钩挂部包括朝向规定面的面,所以能够使接合件难以从非铁金属材料脱落。
在压入工序后接合件的一部分从规定面露出,进行在该部分与对方部件之间形成熔融部的焊接工序,来制造接合体。由于接合件的剩余部分被非铁金属材料填埋而不露出,所以能够降低电偶腐蚀。
根据第二方案的接合体的制造方法,在加热工序中,对压入工序前的非铁金属材料中供接合件通过压入工序压入的部分进行加热。由此,由于将接合件压入非铁金属材料中通过加热工序而提高了延性的部分,所以除了第一方案的效果之外,还能够使被压入接合件后的非铁金属材料难以破裂。
根据第三方案的焊接用金属体,接合件被压入非铁金属材料的规定面。在接合件中被非铁金属材料填埋的部分由于钩挂部包括朝向规定面的面,所以能够使接合件难以从非铁金属材料脱落。由于接合件的一部分从非铁金属材料的规定面露出,所以能够将对方部件焊接在该部分上。由于接合件的剩余部分被非铁金属材料填埋而不露出,所以能够降低电偶腐蚀。
进而,接合件由碳含量在0.4质量%以下的低碳钢等适合焊接的原材料形成。由此,能够避免随着对方部件与接合件的焊接所产生的热影响使接合件变得过硬过脆。其结果,由于能够抑制随着焊接时的硬化所产生的接合件的焊接裂纹、韧性降低,所以能够确保通过接合件接合对方部件与非铁金属材料的接合强度。
根据第四方案的接合件,从主体部中与接合面相反的一侧突出的脚部位于与接合面正交的假想轴线的周围。虽然也取决于接合件、非铁金属材料的尺寸设定等,但通过按压接合面而将接合件从脚部压入非铁金属材料的规定面,接合件被压入非铁金属材料,而未使接合件冲裁非铁金属材料。由此,能够一面使焊接于对方部件的接合面从非铁金属材料露出,而一面使脚部、主体部的背面不从非铁金属材料露出。为此,在将接合件压入非铁金属材料而得的部件中,能够降低电偶腐蚀。
外周面由在包括假想轴线的截面中与假想轴线平行的平行部和随着远离接合面而远离假想轴线的倾斜部中的至少一方形成。包括与该外周面相连的外表面的脚部从主体部突出。相比从脚部的外周面向外侧扩展的凸缘位于主体部的情况,能够容易地将接合件压入非铁金属材料的规定面直至主体部为止。
根据第五方案的接合件,脚部的外表面连接的位置的外周面包括与接合面的外周缘相连的倾斜部。由此,在按压接合面而将接合件从脚部压入非铁金属材料时,能够通过倾斜部与接合面近乎齐平的变形来吸收主体部被脚部按压而欲隆起的变形。其结果,由于能够更容易地使压入到了非铁金属材料的接合件的接合面与对方部件面接触,所以除了第四方案的效果之外,还能够提高接合件与对方部件的焊接强度。
根据第六方案的接合件,主体部包括背面,背面是与接合面相反一侧的面,并从脚部向假想轴线一侧延伸。倾斜部与接合面的边界位于比主体部的背面与脚部的边界更远离假想轴线的位置。由此,在按压接合面而将接合件从脚部压入非铁金属材料时,能够在使脚部沿假想轴线的轴向延长后的位置按压接合面。其结果,除了第五方案的效果之外,还能够使压入到了非铁金属材料的接合件的主体部难以在脚部的内侧陷落。
根据第七方案的接合件,脚部形成为整周包围假想轴线的筒状。为此,在将接合件从脚部压入到了非铁金属材料时,有时会在脚部内侧处的主体部与非铁金属材料之间残留空气。但是,由于在主体部的接合面、外周面或脚部的外表面开口的贯穿孔与脚部的内侧连通,所以压入后,在主体部与非铁金属材料之间变得难以残留空气。由此,在焊接抵靠于接合面的对方部件与接合件时,从接合件向非铁金属材料的热移动变得难以被主体部与非铁金属材料之间的空气妨碍。由此,焊接时的接合件的冷却稳定,接合件与对方部件之间的熔融部的形状、大小稳定。其结果,除了第四方案的效果之外,还能够提高接合件与对方部件的焊接强度。
根据第八方案的接合件,脚部形成为整周包围假想轴线的筒状,作为与接合面相反一侧的面的主体部的背面从脚部向假想轴线侧延伸。为此,在将接合件从脚部压入到了非铁金属材料时,有时会在脚部内侧处的主体部的背面与非铁金属材料之间残留空气。但是,由于主体部的背面的至少一部分形成为凸状,所以空气聚集在该凸起的周缘部与非铁金属材料之间,凸起的中央部变得容易与非铁金属材料贴紧。由此,在焊接抵靠于接合面的对方部件与接合件时,能够使热容易从接合件向非铁金属材料移动。因此,焊接时的接合件的冷却稳定,接合件与对方部件之间的熔融部的形状、大小稳定。其结果,除了第四方案的效果之外,还能够提高接合件与对方部件的焊接强度。
根据第九方案的接合件,由于脚部为包围假想轴线的圆筒状,所以能够一面使脚部的刚性在周向上大致均匀,一面确保假想轴线的轴向上的脚部的刚性。由此,在按压接合面而将接合件从脚部压入非铁金属材料时,能够使脚部难以压曲、断裂,能够使脚部可靠地咬入非铁金属材料。因此,除了第四方案至第八方案中任一方案的效果之外,还能够确保非铁金属材料与接合件的接合强度。
附图说明
图1是第一实施方式中的接合件及非铁金属材料的截面图。
图2是将接合件压入非铁金属材料而得的焊接用金属体的截面图。
图3是将对方部件焊接于焊接用金属体而得的接合体的截面图。
图4A是第二实施方式中的接合件的截面图。
图4B是接合体的截面图。
图5是第三实施方式中的接合体的截面图。
图6是第四实施方式中的接合体的截面图。
图7A是第五实施方式中的接合件的截面图。
图7B是接合体的截面图。
图8A是第六实施方式中的接合件的截面图。
图8B是接合体的截面图。
图9A是第七实施方式中的接合件的截面图。
图9B是接合体的截面图。
图10是示出变形例的接合件的截面图。
附图标记说明
1、40、50、60、70、90、100接合体;2对方部件;4熔融部;10、30、52、62、80、92、102、110接合件;11、31、63、81、93主体部;12接合面;13、103背面;14平行部;15、32倾斜部;16、34、83脚部(钩挂部);17、35外周面(外表面);20、41、51、61、71、91、101焊接用金属体;21、42非铁金属材料;22表面(规定面);54脚部;55第一外表面(外表面的一部分);56第二外表面(外表面的一部分);57、65钩挂部;82、94、111贯穿孔;A假想轴线;B1、B2边界。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。首先,参照图1对接合件10和供接合件10压入的非铁金属材料21进行说明。图1是接合件10及非铁金属材料21的截面图。接合件10是用于接合由种类互不相同的金属构成的非铁金属材料21和对方部件2(参照图3)的部件。接合件10在被压入非铁金属材料21后,通过焊接在对方部件2上而形成接合体1,详情参照图3在后叙述。
接合件10为铁系金属制。在本实施方式中,由低碳钢形成接合件10。低碳钢是碳含量在0.4质量%以下的钢。低碳钢的碳含量优选在0.2质量%以下。作为低碳钢,举例示出S15C钢、SS400钢。
接合件10具备圆板状的主体部11和从该主体部11突出的圆筒状的脚部16,它们一体成形。接合件10形成为关于假想轴线A轴对称。图1中示出了包括该假想轴线A的截面。
主体部11包括接合面12、与接合面12相反一侧的背面13、以及与接合面12的外周缘相连并包围背面13的外周面。假想轴线A通过圆形的接合面12的中心,接合面12形成为与假想轴线A正交的平面状。主体部11的外周面包围假想轴线A。背面13形成为随着朝向径向中央(假想轴线A)而向接合面12侧凹陷的凹状。
主体部11的外周面由平行部14和倾斜部15形成,平行部14在包括假想轴线A的截面中与假想轴线A平行,倾斜部15随着远离接合面12而远离假想轴线A。倾斜部15与接合面12的外周缘的整周相连。平行部14与倾斜部15的背面13侧的端缘的整周相连。
脚部16是从主体部11的背面13的外周侧突出的部位,形成为以假想轴线A为中心的圆筒状。背面13从该脚部16的上端向径向内侧(假想轴线A侧)延伸。由于脚部16为圆筒状,所以能够通过镦锻容易地形成接合件10。由于脚部16的内侧为空腔,所以即使增大接合面12,相比脚部16的内侧填实的情况,也能够使接合件10变轻。脚部16的外周面(外表面)17与主体部11的平行部14(外周面)整周相连。外周面17在包括假想轴线A的截面中与假想轴线A平行,与平行部14一起形成为直线状。
脚部16的内周面随着朝向远离主体部11的脚部16的前端19而逐渐扩径。脚部16的内周面包括前端内表面18a和基端内表面18b,前端内表面18a与环状的前端19整周相连,基端内表面18b将前端内表面18a的整周与主体部11的背面13连结。在包括假想轴线A的截面中,前端内表面18a相对于假想轴线A的倾斜角度比基端内表面18b相对于假想轴线A的倾斜角度大。
需要指出,在包括假想轴线A的截面中,脚部16的内周面(基端内表面18b)与背面13通过曲线连接的情况下,将该曲线的切线和假想轴线A所成的角度为45度的位置设为脚部16与主体部11的背面13的边界B1。倾斜部15与接合面12的边界B2(接合面12的外周缘)位于比该边界B1更远离假想轴线A的位置。即,接合面12的一部分位于使脚部16沿假想轴线A方向延长后的位置。
非铁金属材料21是铝、镁、锌、以它们为主成分的合金等特别是难以与铁系金属焊接的非铁金属制的部件。在本实施方式中,非铁金属材料21是铝合金制的铸造品,供接合件10压入的部分形成为板状。非铁金属材料21包括供接合件10压入的表面(规定面)22和在板厚方向上与表面22相反一侧的背面23。接合件10被压入前的非铁金属材料21的厚度形成为大致一定。
参照图1及图2,对将接合件10压入非铁金属材料21而形成焊接用金属体20的工序进行说明。图2是焊接用金属体20的截面图。在图2中,与图1同样地,示出了包括假想轴线A的截面。通过将图1所示的接合件10压入非铁金属材料21的表面22,形成图2所示的焊接用金属体20。
为了压入接合件10,具体地,首先,利用与背面23相接的锻模(未图示)和与表面22相接的圆筒状的夹具(材料压紧件,未图示)夹着非铁金属材料21。接着,将接合件10设置在夹具内,以使接合件10的平行部14及外周面17在夹具的内周面滑动,且接合件10的脚部16的前端19抵靠于表面22。
在该状态下,表面22是与假想轴线A垂直的平面,夹具是以假想轴线A为中心的圆筒状。通过利用在夹具内沿假想轴线A方向滑动的冲头(未图示)按压接合面12,接合件10从脚部16被压入非铁金属材料21,而未使接合件10冲裁非铁金属材料21。以包括接合面12的接合件10的一部分从非铁金属材料21露出,而接合件10的剩余部分(接合件10中从非铁金属材料21露出的一部分以外的部位)未从非铁金属材料21露出的方式填埋,形成焊接用金属体20。
需要指出,根据非铁金属材料21的原材料,在将接合件10压入非铁金属材料21时,非铁金属材料21有时会破裂。为了减少该破裂,一般通过对非铁金属材料21整体实施热处理,使金属组织等变化,提高非铁金属材料21的延性。另外,即使不进行热处理,通过将压入时难以发生破裂的原材料用于非铁金属材料21,也减少压入时的破裂。
相对于这些方法,在本实施方式中,预先对接合件10被压入前的非铁金属材料21中供接合件10压入的部分进行加热,形成高延性部21a。由此,即使不对非铁金属材料21整体实施热处理,也能够在压入接合件10时使非铁金属材料21难以破裂。比图1的双点划线更靠假想轴线A侧的部分为高延性部21a。
例如为了形成高延性部21a,首先,在使接合件10的前端19抵靠于非铁金属材料21的表面22的状态下,将连到电源25的电极26、27分别与接合件10及非铁金属材料21连接。使电极26、27之间通电,在前端19附近产生集中电阻,利用该集中电阻对非铁金属材料21的一部分进行电阻加热。通过电阻加热至使非铁金属材料21的一部分软化的温度,形成高延性部21a。通过使利用锻模及夹具夹着的非铁金属材料21的一部分软化而形成高延性部21a,并将接合件10压入该高延性部21a,能够使高延性部21a难以破裂。
需要指出,非铁金属材料21的一部分的加热方法中,除了电阻加热以外,还可列举激光加热、电磁感应加热、使用卤素光等的光加热、通过高温介质的接触而进行的接触加热等。另外,高延性部21a并不限于在高温状态下软化的部位,也可以是通过随着加热及冷却而产生的金属组织的变化从而延性提高的部位。通过根据非铁金属材料21的原材料,以适当的温度加热供接合件10压入的部分,或者在加热后冷却而形成高延性部21a,能够提高非铁金属材料21的原材料的自由度。
如图2所示,在焊接用金属体20中,接合件10以接合面12与表面22变为齐平的方式被压入非铁金属材料21。需要指出,在本说明书中,接合面12与表面22齐平表示接合面12从表面22的突起在1mm以内。
在焊接用金属体20中,压入有接合件10的位置的非铁金属材料21的背面23相对于周围隆起,通过该隆起的部分在非铁金属材料21上形成覆盖部24。在锻模上形成有直径比接合件10的外径大的凹陷,由于接合件10的压入而被顶出的非铁金属材料21填埋凹陷,从而形成覆盖部24。覆盖部24以使包括接合面12的接合件10的一部分从非铁金属材料21的表面22露出,而接合件10的剩余部分不从非铁金属材料21的背面23露出的方式覆盖接合件10的背面13、脚部16。覆盖部24处的背面23是与假想轴线A垂直的平面,即与接合面12、表面22平行的平面。
由于图1所示的压入前的脚部16的前端内表面18a及基端内表面18b随着朝向前端19而逐渐扩径,所以在压入接合件10时,从非铁金属材料21向脚部16施加径向外侧的力。为此,在图2所示的焊接用金属体20中,被非铁金属材料21填埋的脚部16以随着朝向前端19而外周面17向径向外侧弯曲(倾斜)的方式发生塑性变形。由于通过该脚部16形成钩挂部,且该钩挂部包括朝向非铁金属材料21的表面22的外周面17,所以能够使接合件10难以从非铁金属材料21脱落。需要指出,钩挂部处的朝向表面22的外周面17只要以在想要从非铁金属材料21的表面22侧拔出接合件10时钩挂在非铁金属材料21上的方式稍微朝向表面22即可。例如,在包括假想轴线A的截面中,即使外周面17相对于假想轴线A的倾斜角度为1°左右,也可以说该外周面17朝向表面22。
另外,在包括假想轴线A的截面中,前端内表面18a相对于假想轴线A的倾斜角度比基端内表面18b相对于假想轴线A的倾斜角度大。为此,能够一面确保基端内表面18b处的脚部16的壁厚而确保脚部16的刚性,一面使通过前端内表面18a而越往头儿越细的脚部16的前端19容易地咬入非铁金属材料21。进而,由于脚部16为包围假想轴线A的圆筒状,所以能够一面使脚部16的刚性在周向上大致均匀,一面确保假想轴线A方向上的脚部16的刚性。由此,在按压接合面12而将接合件10从脚部16压入非铁金属材料21时,能够使脚部16难以压曲、断裂,能够使脚部16可靠地咬入非铁金属材料21。其结果,能够确保非铁金属材料21与接合件10的接合强度。
需要指出,依据JISZ 2244:2009(ISO6507-1及ISO6507-4)的接合件10的原材料的维氏硬度设定在对于压入铝合金制的非铁金属材料21为最佳的310~370HV10。如果接合件10的维氏硬度在该范围内,则能够使脚部16咬入铝合金制铸造品的非铁金属材料21而不使脚部16压曲,并且能够在压入时使脚部16在非铁金属材料21内向径向外侧充分地塑性变形。
接合件10的脚部16的内侧的空间几乎被非铁金属材料21填满。由此,向径向外侧发生了塑性变形的脚部16变得难以向径向内侧变形而复原。为此,能够确保由向径向外侧扩展的脚部16所带来的非铁金属材料21与接合件10的接合强度。
图1所示的压入前的接合件10的主体部11的外周面由平行部14及倾斜部15形成,没有随着远离接合面12而朝向假想轴线A侧的倾斜面。另外,包括与该主体部11的外周面(平行部14)相连的外周面17的脚部16从主体部11的背面13突出。其结果,相比从脚部16的外周面17向外侧扩展的凸缘位于主体部11的情况,能够容易地将接合件10压入非铁金属材料21的表面22直至主体部11为止。
在按压接合面12而将接合件10从脚部16压入非铁金属材料21时,来自脚部16的假想轴线A方向的反作用力施加在主体部11上。为此,主体部11被脚部16按压,接合面12的外周缘欲以钻进冲头与夹具之间的方式隆起。但是,脚部16的外周面17连接的位置的主体部11的外周面包括与接合面12的外周缘相连的倾斜部15。由此,能够通过倾斜部15与接合面12近乎齐平的变形来吸收主体部11被脚部16按压而欲隆起的变形。其结果,能够将压入到了非铁金属材料21的接合件10的接合面12保持为平面状。特别是,即使接合件10为310~370HV10的比较柔软的原材料,也能够利用倾斜部15将压入到了非铁金属材料21的接合件10的接合面12保持为平面状。需要指出,与接合面12变为齐平的倾斜部15成为接合面12的一部分。
倾斜部15与接合面12的边界B2(接合面12的外周缘)位于比脚部16与主体部11的背面13的边界B1更远离假想轴线A的位置。由此,在按压接合面12而将接合件10从脚部16压入非铁金属材料21时,能够在使脚部16沿假想轴线A方向延长后的位置按压接合面12。其结果,能够使压入到了非铁金属材料21的接合件10的主体部11难以在脚部16的内侧陷落。
下面,参照图3对在焊接用金属体20上接合有对方部件2的接合体1进行说明。图3是接合体1的截面图。在图3中,与图1、2同样地,示出了包括假想轴线A的截面。对方部件2是铁系金属制的部件,焊接于焊接用金属体20的部分形成为板状。
为了形成接合体1,首先,在与对方部件2重叠的非铁金属材料21的表面22、接合件10的接合面12上涂布防锈用的密封剂(未图示)。该密封剂用于在接合件10与非铁金属材料21之间、非铁金属材料21与对方部件2之间降低电偶腐蚀。
接着,将对方部件2与非铁金属材料21的表面22重叠。通过对从表面22露出的接合件10与对方部件2进行点焊,在相互为同种金属的接合件10与对方部件2之间形成熔融部4。如此,形成通过接合件10将非铁金属材料21与对方部件2接合而得的接合体1。
在本实施方式中,将直接式的电阻点焊用于对方部件2与接合件10的焊接,在该直接式的电阻点焊中,使电流流过从接合面12的假想轴线A方向的两侧夹着焊接用金属体20及对方部件2的一对电极28、29之间。抵靠于对方部件2的电极28的前端形成为平坦的。因此,能够使由电极28产生的压痕难以残留在对方部件2上。
由于电极29抵靠的覆盖部24的背面23是与假想轴线A垂直的平面,所以容易控制由电极29产生的加压、电极29与背面23的接地面积。由于背面23中覆盖部24相对于周围的部位隆起,所以覆盖部24成为供电极29抵靠的位置的标识。
抵靠于覆盖部24的背面23的电极29的前端形成为圆顶状。由于能够利用电极29按压非铁金属材料21中脚部16内侧的部位,所以能够容易地使非铁金属材料21与接合件10的主体部11的背面13贴紧。由此,能够容易地从电极29经由非铁金属材料21向接合件10供电,所以能够使电阻点焊稳定。
需要指出,也可以通过间接式、串联式、并联式的电阻点焊来焊接接合件10与对方部件2。另外,也可以通过激光焊、电弧焊、气焊来焊接接合件10与对方部件2。也可以在接合面12的一部分上设置突起,或者在对方部件2上设置抵靠于接合面12的突起,对接合件10与对方部件2进行凸焊。
根据如上所述的接合体1,在从非铁金属材料21的表面22露出的接合件10的一部分上焊接对方部件2,接合件10的剩余部分未从非铁金属材料21露出而被非铁金属材料21填埋。由此,能够降低非铁金属材料21与接合件10之间的电偶腐蚀。因此,能够抑制随着该非铁金属材料21的背面23侧的电偶腐蚀的对策而产生的作业工序增加、成本上升。
如上所述,由于能够通过与接合面12的外周缘相连的倾斜部15减少接合面12的一部分的隆起,所以能够容易地使接合面12与对方部件2面接触。其结果,能够提高接合件10与对方部件2的焊接强度。进而,由于接合面12与非铁金属材料21的表面22大致齐平,所以在对重叠于接合面12的对方部件2与接合件10进行了焊接时,能够在非铁金属材料21的表面22与对方部件2之间几乎不产生间隙。由于能够使接合件10难以因水分等从该间隙进入而发生腐蚀,所以能够提高接合件10的耐久性。其结果,能够提高通过接合件10接合对方部件2与非铁金属材料21的接合强度。进而,通过在非铁金属材料21的表面22与对方部件2之间涂布密封剂,使水分难以从它们之间进入接合件10侧,能够使接合件10更难以腐蚀。
形成熔融部4的区域中的接合件10的厚度T1优选为该区域中的对方部件2的厚度T2的0.8~2倍。需要指出,形成熔融部4的区域中的各部的厚度T1、T2表示形成熔融部4前的各部的厚度。特别是,由于熔融部4容易在中央部分变得最大,所以在形成熔融部4的区域的中央部分处,优选接合件10的厚度T1为对方部件2的厚度T2的0.8~2倍。在图3中,用双点划线表示形成熔融部4前的接合件10与对方部件2的接触面,用虚线表示形成由电极28产生的压痕前的对方部件2的表面。
如果厚度T1在厚度T2的0.8倍以上,则能够适当地调整形成于接合件10与对方部件2之间的熔融部4的位置、尺寸,能够使熔融部4难以到达至非铁金属材料21。由此,能够确保接合件10的强度、接合件10与非铁金属材料21的接合强度。另外,如果厚度T1在厚度T2的2倍以下,则能够降低将接合件10压入非铁金属材料21直至接合件10的接合面12与非铁金属材料21的表面22变得大致齐平时的力,并且能够使接合件10变轻。
接合件10由于如上所述由碳含量在0.4质量%以下的低碳钢形成,所以能够避免随着对方部件2与接合件10的焊接所产生的热影响使接合件10变得过硬过脆。如果低碳钢的碳含量在0.2质量%以下,则能够充分地抑制由焊接的热影响所引起的接合件10的硬化。其结果,由于能够抑制随着焊接时的硬化所产生的接合件10的焊接裂纹、韧性降低,所以能够确保通过接合件10接合对方部件2与非铁金属材料21的接合强度。
下面,参照图4A及图4B对第二实施方式进行说明。在第一实施方式中,对接合件10的主体部11的外周面由平行部14及倾斜部15形成,且脚部16的外周面17沿着假想轴线A的情况进行了说明。与此相对,在第二实施方式中,对接合件30的主体部31的外周面由倾斜部32形成,且脚部34的外周面17相对于假想轴线A倾斜的情况进行说明。需要指出,对于与第一实施方式相同的部分,标注相同的附图标记并在以下省略说明。
图4A是第二实施方式中的接合件30的截面图。图4B是通过接合件30接合对方部件2与非铁金属材料42而得的接合体40的截面图。需要指出,在图4B中,省略了由电极28、29(参照图3)所产生的压痕的图示。
如图4A所示,接合件30具备圆板状的主体部31和从该主体部31突出的筒状的脚部34,它们由碳含量在0.4质量%以下的低碳钢一体成形。接合件30形成为关于假想轴线A轴对称。图4A及图4B中示出了包括该假想轴线A的截面。
主体部31包括接合面12、与接合面12相反一侧的背面13、以及与接合面12的外周缘相连并包围背面13的外周面。主体部31的外周面由随着远离接合面12而远离假想轴线A的倾斜部32形成。倾斜部32与接合面12的外周缘的整周相连。
脚部34是从主体部31的背面13的外周侧突出的筒状的部位。脚部34的外周面(外表面)35与主体部31的倾斜部32整周相连。脚部34的外周面35及内周面36是随着远离接合面12而远离假想轴线A的面,随着朝向远离主体部31的脚部34的前端37而逐渐扩径。脚部34随着朝向前端37而壁厚变薄。外周面35在包括假想轴线A的截面中,与倾斜部32一起形成为直线状。
如图4B所示,通过将接合件30压入非铁金属材料42而形成焊接用金属体41,并利用焊接在焊接用金属体41的接合件30与对方部件2之间形成熔融部4,来制造接合体40。非铁金属材料42相对于第一实施方式中的非铁金属材料21形成得较厚,除这点以外的结构与非铁金属材料21相同。非铁金属材料42的厚度为从接合件30的接合面12起到前端37为止的假想轴线A方向上的尺寸的2倍以上。为此,即使将接合件30压入非铁金属材料42,非铁金属材料42的背面23也几乎不隆起。
由于图4A所示的压入前的脚部34的内周面36随着朝向前端37而逐渐扩径,所以在压入接合件30时,从非铁金属材料42向脚部34施加径向外侧的力。为此,在图4B所示的焊接用金属体41中,被非铁金属材料42填埋的脚部34以随着朝向前端37而向径向外侧弯曲的方式发生塑性变形。由于通过该脚部34形成钩挂部,且该钩挂部包括朝向非铁金属材料42的表面22的外周面35,所以能够使接合件30难以从非铁金属材料42脱落。
压入前的脚部34的外周面35随着朝向前端37而逐渐扩径,接合件30从其脚部34被压入非铁金属材料42。此时,通过扩径的外周面35,能够降低脚部34从非铁金属材料42受到的反作用力中欲帮助主体部31的接合面12隆起的假想轴线A方向的分量。其结果,能够容易地将接合面12保持为平面状。
下面,参照图5对第三实施方式进行说明。在第一实施方式中,对形成有钩挂部的接合体1进行了说明,通过随着接合件10被压入非铁金属材料21而脚部16发生塑性变形,从而形成包括朝向非铁金属材料21的表面22的面的上述钩挂部。与此相对,在第三实施方式中,对通过在压入前后脚部54几乎不发生塑性变形的接合件52将对方部件2与非铁金属材料42接合而得的接合体50进行说明。需要指出,对于与第一、第二实施方式相同的部分,标注相同的附图标记并在以下省略说明。
图5是第三实施方式中的接合体50的截面图。在图5中,省略了由电极28、29(参照图3)所产生的压痕的图示。接合体50具备对方部件2和将接合件52压入非铁金属材料42而得的焊接用金属体51。通过在焊接用金属体51的接合件52上焊接对方部件2而形成熔融部4,来制造接合体50。
接合件52具备圆板状的主体部11和从该主体部11的背面13的外周侧突出的圆筒状的脚部54,它们由碳含量在0.4质量%以下的低碳钢一体成形。接合件52形成为关于假想轴线A轴对称。图5中示出了包括该假想轴线A的截面。
脚部54的内周面58在包括假想轴线A的截面中,从背面13到脚部的前端59与假想轴线A平行地形成。为此,在将接合件52压入非铁金属材料42时,能够使脚部54难以向径向外侧扩展。由于在压入前后脚部54难以发生塑性变形,所以能够抑制随着塑性变形而产生的微观的金属组织的剪切等,能够确保脚部54的耐久性。
脚部54的外表面具备第一外表面55和第二外表面56,第一外表面55与主体部11的平行部14整周相连,第二外表面56与脚部54的前端59整周相连。第一外表面55在包括假想轴线A的截面中与假想轴线A平行地形成。第二外表面56随着远离前端59而远离假想轴线A,即随着远离前端59而逐渐扩径。第一外表面55与第二外表面56通过从第一外表面55的前端59侧的端缘垂直地呈台阶状伸出的面连接。包括该台阶状的面的部位为钩挂部57。
在将这样的接合件52压入非铁金属材料42时,第二外表面56从非铁金属材料42受到朝向圆筒状的脚部54的径向内侧的反作用力。由此,能够在压入前后使脚部54更难以发生塑性变形,所以能够确保脚部54的耐久性。另外,由于脚部54具备钩挂部57,且该钩挂部57包括朝向非铁金属材料42的表面22的面,所以能够使接合件52难以从非铁金属材料42脱落。
下面,参照图6对第四实施方式进行说明。在第一实施方式中,对使用脚部16从主体部11的背面13的外周侧突出的接合件10的接合体1进行了说明。与此相对,在第四实施方式中,对使用不具有脚部的接合件62的接合体60进行说明。需要指出,对于与第一、第二实施方式相同的部分,标注相同的附图标记并在以下省略说明。
图6是第四实施方式中的接合体60的截面图。在图6中,省略了由电极28、29(参照图3)所产生的压痕的图示。接合体60具备对方部件2和将接合件62压入非铁金属材料42而得的焊接用金属体61。通过在焊接用金属体61的接合件62上焊接对方部件2而形成熔融部4,来制造接合体60。
接合件62具备圆柱状的主体部63和从作为该主体部63的外周面的平行部14突出的多个钩挂部65,它们由碳含量在0.4质量%以下的低碳钢一体成形。接合件62形成为关于与主体部63的接合面12正交的假想轴线A轴对称。图6中示出了包括该假想轴线A的截面。
主体部63相对于第一实施方式中的主体部11形成得较厚,除这点以外与主体部11相同地构成。需要指出,图6示出了位于接合面12与主体部63的外周面的拐角的倾斜部15(参照图1)随着将接合件62压入非铁金属材料42而变形并与接合面12变为齐平的状态。
钩挂部65形成在接合件62中被非铁金属材料42填埋的部分。在接合件62被非铁金属材料42填埋的状态下,钩挂部65由于包括朝向非铁金属材料42的表面22的面,所以能够使接合件62难以从非铁金属材料42脱落。
相对于第一~第三实施方式中具备脚部16、34、54的接合件10、30、52,接合件62为圆柱状等简单的形状。为此,能够容易地制造接合件62。另外,接合件62能够不需要考虑到脚部的压曲的设计。
下面,参照图7A及图7B对第五实施方式进行说明。在第一实施方式中,对接合件10的主体部11为圆板状的情况进行了说明。与此相对,在第五实施方式中,对在接合件80的主体部81的径向中央形成有贯穿孔82而使主体部81成为圆环板状的情况进行说明。需要指出,对于与第一实施方式相同的部分,标注相同的附图标记并在以下省略说明。图7A是第五实施方式中的接合件80的截面图。图7B是接合体70的截面图。在图7B中,省略了由电极28、29(参照图3)所产生的压痕的图示。
如图7A所示,接合件80具备圆环板状的主体部81和圆筒状的脚部83,主体部81在径向中央形成有贯穿孔82,脚部83从该主体部81突出,它们由碳含量在0.4质量%以下的低碳钢一体成形。接合件80形成为关于假想轴线A轴对称。图7A及图7B中示出了包括该假想轴线A的截面。另外,在图7A及图7B中,用双点划线表示主体部81与脚部83的边界87。
主体部81包括接合面12和与接合面12的外周缘相连并包围假想轴线A的作为外周面的平行部14。贯穿孔82在接合面12开口,并与脚部83的内侧(假想轴线A侧)连通。
脚部83是从主体部81中与接合面12相反的一侧突出的圆筒状的部位。脚部83的外周面(外表面)17与主体部81的平行部14整周相连。面向假想轴线A的脚部83的内周面随着朝向远离主体部81的脚部83的前端19而逐渐扩径。脚部83的内周面包括:与环状的前端19整周相连的第一内表面84、从第一内表面84的整周向主体部81侧延伸的第二内表面85、以及将第二内表面85的整周与主体部81的贯穿孔82的内壁面的整周连结的第三内表面86。
如图7B所示,通过将接合件80压入非铁金属材料21而形成焊接用金属体71,并利用焊接在焊接用金属体71的接合件80与对方部件2之间形成熔融部4,来制造接合体70。由于图7A所示的压入前的脚部83的第一内表面84、第二内表面85及第三内表面86随着朝向前端19而逐渐扩径,所以在压入接合件80时从非铁金属材料21向脚部83施加径向外侧的力。为此,在图7B所示的焊接用金属体71中,被非铁金属材料21填埋的脚部83以随着朝向前端19而外周面17向径向外侧弯曲的方式发生塑性变形。由于通过该脚部83形成钩挂部,且该钩挂部包括朝向非铁金属材料21的表面22的外周面17,所以能够使接合件80难以从非铁金属材料21脱落。
关于图7A所示的压入前的脚部83,在包括假想轴线A的截面中,相对于假想轴线A的倾斜角度按照第二内表面85、第三内表面86、第一内表面84的顺序增大。进而,第三内表面86的轴向尺寸大于第一内表面84的轴向尺寸与第二内表面85的轴向尺寸之和。如此,由于脚部83中通过第三内表面86确保了壁厚增大的部分的轴向尺寸,所以能够在压入时使脚部83难以压曲。另外,能够使通过第一内表面84而越往头儿越细的脚部83的前端19容易地咬入非铁金属材料21。进而,由于倾斜角度的关系,第二内表面85处的脚部83相对于第三内表面86处的脚部83容易向径向外侧弯曲,所以能够使脚部83难以从非铁金属材料21脱落。
由于脚部83形成为整周包围假想轴线A的筒状,所以在将接合件80从脚部83压入到了非铁金属材料21时,如果在主体部81上没有贯穿孔82,则有时会在脚部83内侧处的主体部81与非铁金属材料21之间残留空气。需要指出,即使没有贯穿孔82,如果在真空中将接合件80压入非铁金属材料21,则能够使压入后在主体部81与非铁金属材料21之间不残留空气。
在本实施方式中,由于在接合面12开口的贯穿孔82与脚部83的内侧连通,所以即使不在真空中进行将接合件80压入非铁金属材料21,也变得难以在压入后使空气残留在主体部81与非铁金属材料21之间。由此,在焊接抵靠于接合面12的对方部件2与接合件80时,从接合件80向非铁金属材料21的热移动变得难以被主体部81与非铁金属材料21之间的空气妨碍。由此,焊接时的接合件80的冷却稳定,接合件80与对方部件2之间的熔融部4的形状、大小稳定。其结果,能够提高接合件80与对方部件2的焊接强度。
由于贯穿孔82的内壁面与脚部83的第三内表面86整周相连,所以在将接合件80压入非铁金属材料21时,贯穿孔82周围的主体部81变得难以被脚部83内侧的非铁金属材料21按压,能够使接合面12的一部分难以隆起。其结果,能够容易地使压入到了非铁金属材料21的接合件80的接合面12与对方部件2面接触,所以能够提高接合件80与对方部件2的焊接强度。
贯穿孔82的内壁面在包括假想轴线A的截面中与假想轴线A平行。由此,在用冲头等按压接合面12而将接合件80压入非铁金属材料21时,能够使从脚部83经由主体部81向冲头等施加的假想轴线A的轴向的力在整个接合面12近乎均匀。其结果,能够在压入时使接合件80难以压曲。进而,由于与假想轴线A平行的贯穿孔82的内壁面难以从非铁金属材料21受到假想轴线A的轴向的力,所以接合面12的一部分变得难以隆起。
下面,参照图8A及图8B对第六实施方式进行说明。在第五实施方式中,对贯穿孔82的内壁面在包括假想轴线A的截面中与假想轴线A平行的情况进行了说明。与此相对,在第六实施方式中,对贯穿孔94的内壁面在包括假想轴线A的截面中随着朝向脚部83而向假想轴线A侧倾斜的情况进行说明。需要指出,对于与第一、第五实施方式相同的部分,标注相同的附图标记并在以下省略说明。图8A是第六实施方式中的接合件92的截面图。图8B是接合体90的截面图。在图8B中,省略了由电极28、29(参照图3)所产生的压痕的图示。
如图8A所示,接合件92具备圆环板状的主体部93和圆筒状的脚部83,主体部93在径向中央形成有贯穿孔94,脚部83从该主体部93突出,它们由碳含量在0.4质量%以下的低碳钢一体成形。接合件92形成为关于假想轴线A轴对称。图8A及图8B中示出了包括该假想轴线A的截面。另外,在图8A及图8B中,用双点划线表示主体部93与脚部83的边界95。
主体部93包括接合面12、与接合面12的外周缘相连的倾斜部15、以及将倾斜部15与脚部83的外周面17连结的平行部14。贯穿孔94在接合面12开口,并与脚部83的内侧(假想轴线A侧)连通。
贯穿孔94的内壁面在包括假想轴线A的截面中与假想轴线A不平行,随着朝向脚部83而向假想轴线A侧倾斜。贯穿孔94的内壁面的下端与脚部83的第三内表面86整周相连。贯穿孔94的内壁面的上端与接合面12的外周缘相连。由此,形成有贯穿孔94的接合面12残留有由外周缘形成的线状的部位。
如图8B所示,通过将接合件92压入非铁金属材料21而形成焊接用金属体91,并利用焊接在焊接用金属体91的接合件92与对方部件2之间形成熔融部4,来制造接合体90。与第五实施方式同样地,由于被非铁金属材料21填埋的脚部83形成钩挂部,所以能够使接合件92难以从非铁金属材料21脱落。进而,通过形成于主体部93的贯穿孔94,在压入后空气变得难以残留在主体部93与非铁金属材料21之间。
在将接合件92压入非铁金属材料21时,因形成贯穿孔94而线状残留的接合面12附近被压扁,接合面12的宽度稍微扩大。尽管如此,接合面12的宽度也足够窄,所以在点焊时,如凸焊那样,电流集中于与对方部件2接触的窄的接合面12。为此,在焊接时,径向的发热的中心位置稳定,并且发热量在整个周向上近乎均匀。其结果,由于能够使接合件92与对方部件2之间的熔融部4在整个周向上均质化,所以能够提高接合件92与对方部件2的接合强度。
下面,参照图9A及图9B对第七实施方式进行说明。在第一实施方式中,对主体部11的背面13为凹状的情况进行了说明。与此相对,在第七实施方式中,对主体部11的背面103为凸状的情况进行说明。需要指出,对于与第一实施方式相同的部分,标注相同的附图标记并在以下省略说明。图9A是第七实施方式中的接合件102的截面图。图9B是接合体100的截面图。在图9B中,省略了由电极28、29(参照图3)所产生的压痕的图示。
如图9A所示,接合件102的主体部11的背面103整体形成为随着朝向径向中央(假想轴线A)而向与接合面12相反的一侧鼓起的凸状。接合件102除了背面103的形状以外,与第一实施方式中的接合件10相同地构成。
如图9B所示,通过将接合件102压入非铁金属材料21而形成焊接用金属体101,并利用焊接在焊接用金属体101的接合件102与对方部件2之间形成熔融部4,来制造接合体100。由于脚部16形成为整周包围假想轴线A的筒状,所以在将接合件102压入非铁金属材料21之后,有时会在脚部16内侧处的主体部11的背面103与非铁金属材料21之间残留空气。
但是,由于背面103形成为凸状,所以空气聚集在该凸起的周缘部(脚部16侧)与非铁金属材料21之间,凸起的中央部(背面103的径向中央部)变得容易与非铁金属材料21贴紧。由此,在焊接抵靠于接合面12的对方部件2与接合件102时,能够使热容易从接合件102向非铁金属材料21移动。因此,焊接时的接合件102的冷却稳定,接合件102与对方部件2之间的熔融部4的形状、大小稳定。其结果,能够提高接合件102与对方部件2的焊接强度。
进而,在接合件102中,由于未像第五、第六实施方式那样使贯穿孔82、94在接合面12开口,所以相比具有贯穿孔82、94的情况,容易增大熔融部4。由此,能够提高接合件102与对方部件2的焊接强度。
优选将背面103的凸形形状、焊接条件等设定为使得熔融部4位于比接合件102的背面103与非铁金属材料21的接触部分的周缘更靠径向内侧的位置。由此,能够使焊接接合件102与对方部件2时发热量变为最大的欲形成熔融部4的部分(接合件102的径向中央部分)的热容易向非铁金属材料21移动。其结果,焊接时的接合件102的冷却更加稳定,接合件102与对方部件2之间的熔融部4的形状、大小更加稳定。
以上,基于实施方式对本发明进行了说明,但本发明并非就是限定于上述方式,可容易地理解,能够在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种改良变形。例如,并不限于对方部件2中与接合件10、30、52、62、80、92、102焊接的部分为板状的情况。如果能够与接合件10、30、52、62、80、92、102焊接,则也可以自由设定对方部件2的形状。另外,并不限于非铁金属材料21、42中供接合件10、30、52、62、80、92、102压入的部分为板状的情况。如果在形成了接合体1、40、50、60、70、90、100时包括面向对方部件2的规定面,则也可以自由设定非铁金属材料21、42的形状。也可以将接合件10、30、52、62、80、92、102压入重叠两张以上的非铁金属材料而得的部分。
在上述方式中,对由具有适合压入铝合金制的非铁金属材料21的维氏硬度的原材料形成接合件10的情况进行了说明。但是,也可以根据形成非铁金属材料21的金属的原材料,适当变更接合件10的原材料的维氏硬度。另外,对由焊接比较简单的低碳钢形成接合件10的情况进行了说明,但未必限定于此。根据焊接方法等,也可以由碳含量比0.4质量%多的钢形成接合件10。
在上述方式中,对接合面12为平面状的情况进行了说明,但未必限定于此。根据与对方部件2的关系,也可以将接合面形成为弯曲面状等。接合面为弯曲面状的情况下的假想轴线A是与该弯曲面的规定位置的切平面正交的轴。另外,也可以在接合面12的一部分设置突起、凹陷。
接合件10、30、52、62、80、92、102如果在被压入到了非铁金属材料21、42时具备钩挂部,且该钩挂部包括朝向非铁金属材料21、42的表面(规定面)22的面,则也可以适当变更主体部11、31、63、81、93、脚部16、34、54、83的形状。例如,也可以将四方平板状的主体部的表面作为接合面12,并在从主体部的背面的中心突出的脚部的前端设置钩挂部而形成接合件。
在上述第一~第三、第五~第七实施方式中,对接合件10、30、52、80、92、102的脚部16、34、54、83为以假想轴线A为中心的筒状的情况进行了说明,但未必限定于此。也可以绕假想轴线A断续地设置脚部16、34、54。在该情况下,即使没有贯穿孔82、94,也能够从断续地设置的脚部16、34、54之间排除主体部11、31、81、93与非铁金属材料21之间的空气。
另外,也可以将脚部16、34、54、83形成为角筒状。也可以将板状的脚部16、34、54设置在隔着假想轴线A的两侧。优选在该脚部16、34、54、83的外周面17、35(第一外表面55)连接的位置处的主体部11、31、81、93的外周面上具有与接合面12相连的倾斜部15、32。由此,在将接合件压入非铁金属材料21、42时,能够通过倾斜部15、32的变形吸收主体部11、31、81、93被脚部16、34、54、83按压而欲隆起的变形。
也可以不管有无脚部16、34、54都不设置与接合面12相连的倾斜部15、32。另外,也可以在主体部11、31、81、93上设置相对于脚部16、34、54、83向径向外侧伸出的凸缘。在该情况下,由于在主体部11、31、81、93中在压入时被脚部16、34、54、83按压的部分的外侧具有凸缘,所以能够使接合面12的外周缘难以钻进冲头与夹具之间。
在上述方式中,对将接合件10、30、52、62、80、92、102压入非铁金属材料21、42直至接合面12与非铁金属材料21、42的表面22变为齐平的情况进行了说明,但未必限定于此。接合件10、30、52、62、80、92、102也可以从表面22突出1mm以上。
在上述第五、第六实施方式中,对设置于主体部81、93的贯穿孔82、94的内壁面与脚部83的内表面(第三内表面86)整周相连,且在脚部83的内侧未残留有背面13(参照图1等)的情况进行了说明,但未必限定于此。也可以以贯穿孔的内壁面不与脚部83的内表面相连、且在脚部83的内侧残留有背面13的方式,在主体部81、93上形成贯穿孔。在该情况下,也可以在主体部81、93上形成多个贯穿孔。另外,也可以在第一~第四实施方式中的接合件10、30、52、62的主体部11、31、63上形成贯穿孔。
例如,如图10所示,也可以形成在主体部11的径向中央设置有贯穿孔111的接合件110。接合件110除了在主体部11上形成有贯穿孔111这一点以外,与第一实施方式中的接合件10相同地构成。贯穿孔111在接合面12开口,并以与脚部16的内侧连通的方式在背面13开口。贯穿孔111的内径在假想轴线A的整个轴向上为一定,比脚部16的内径小。该贯穿孔111的内径被设定为在镦锻接合件110时能够形成的最小尺寸(例如2mm左右)。由此,能够通过镦锻形成设置有贯穿孔111的接合件110,并且在将设置有贯穿孔111的接合件110焊接在对方部件2上时,能够将贯穿孔111对形成熔融部4的影响抑制在最小限度。
另外,并不限于贯穿孔82、94、111在接合面12开口的情况,也可以使贯穿孔在主体部11、31、63、81、93的外周面(平行部14、倾斜部15、32)或脚部16、34、54、83的外周面17、35开口。该开口位置越接近接合面12,越能够使压入后空气难以残留在主体部11、31、63、81、93与非铁金属材料21之间。
进而,如果贯穿孔与脚部16、34、54、83的内侧连通,则也可以使贯穿孔在脚部16、34、54、83的内周面(前端内表面18a、基端内表面18b、第一内表面84等)开口。需要指出,该开口位置越接近背面13、边界87、95,越能够使压入后空气难以残留在主体部11、31、63、81、93与非铁金属材料21之间。
在上述第七实施方式中,对主体部11的背面103整体形成为随着朝向径向中央(假想轴线A)而向与接合面12相反的一侧鼓起的凸状的情况进行了说明,但未必限定于此。也可以在第二实施方式中的主体部31等上设置凸状的背面103。另外,只要主体部11、31的背面的一部分相对于其周围的部位向与接合面12相反的一侧鼓起即可。例如,也可以通过使主体部11、31的背面的一部分呈台阶状鼓起而形成包括与假想轴线A垂直的平坦面的凸部。

Claims (9)

1.一种接合体的制造方法,用于制造接合体,所述接合体是将铁系金属制的对方部件与非铁金属材料接合而得到的,所述非铁金属材料包括面向所述对方部件的规定面,所述制造方法其特征在于,具备:
压入工序,将铁系金属制的接合件压入所述非铁金属材料的所述规定面;以及
焊接工序,在压入到了所述非铁金属材料的所述接合件的露出部分与所述对方部件之间形成熔融部,
在所述压入工序后,所述接合件的一部分从所述规定面露出,所述接合件的剩余部分被所述非铁金属材料填埋而不露出,
所述接合件的所述剩余部分具备钩挂部,所述钩挂部包括朝向所述规定面的面。
2.根据权利要求1所述的接合体的制造方法,其特征在于,
所述制造方法具备加热工序,在所述加热工序中,对所述压入工序前的所述非铁金属材料中供所述接合件通过所述压入工序压入的部分进行加热。
3.一种焊接用金属体,其特征在于,具备:
非铁金属材料,包括规定面;以及
低碳钢制的接合件,所述低碳钢的碳含量在0.4质量%以下,
所述接合件以所述接合件的一部分从所述规定面露出,且所述接合件的剩余部分被所述非铁金属材料填埋而不露出的方式被压入所述规定面,
所述接合件的所述剩余部分具备钩挂部,所述钩挂部包括朝向所述规定面的面。
4.一种接合件,由铁系金属制得,所述接合件被压入非铁金属材料的规定面,并被焊接于铁系金属制的对方部件,所述接合件其特征在于,具备主体部和脚部,
所述主体部包括接合面和外周面,所述接合面形成为与假想轴线正交的平面状,所述外周面与所述接合面的外周缘相连并包围所述假想轴线,
所述脚部包括与所述外周面相连的外表面,并以位于所述假想轴线的周围的方式从所述主体部中与所述接合面相反的一侧突出,
所述外周面由平行部和倾斜部中的至少一方形成,所述平行部在包括所述假想轴线的截面中与所述假想轴线平行,所述倾斜部随着远离所述接合面而远离所述假想轴线。
5.根据权利要求4所述的接合件,其特征在于,
所述脚部的所述外表面连接的位置的所述外周面包括与所述接合面的外周缘相连的所述倾斜部。
6.根据权利要求5所述的接合件,其特征在于,
所述主体部包括背面,所述背面是与所述接合面相反一侧的面,并从所述脚部向所述假想轴线一侧延伸,
所述倾斜部与所述接合面的边界位于比所述背面与所述脚部的边界更远离所述假想轴线的位置。
7.根据权利要求4所述的接合件,其特征在于,
所述脚部形成为整周包围所述假想轴线的筒状,
在所述接合面、所述外周面或所述外表面开口的贯穿孔与所述脚部的内侧连通。
8.根据权利要求4所述的接合件,其特征在于,
所述脚部形成为整周包围所述假想轴线的筒状,
所述主体部包括背面,所述背面是与所述接合面相反一侧的面,并从所述脚部向所述假想轴线一侧延伸,
所述背面的至少一部分形成为凸状。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的接合件,其特征在于,
所述脚部为包围所述假想轴线的圆筒状。
CN202110875982.9A 2020-08-07 2021-07-30 接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件 Pending CN114055044A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020134665A JP7448439B2 (ja) 2020-08-07 2020-08-07 接合体の製造方法、溶接用金属体および接合子
JP2020-134665 2020-08-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114055044A true CN114055044A (zh) 2022-02-18

Family

ID=79686518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110875982.9A Pending CN114055044A (zh) 2020-08-07 2021-07-30 接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220040781A1 (zh)
JP (1) JP7448439B2 (zh)
CN (1) CN114055044A (zh)
DE (1) DE102021208500A1 (zh)
MX (1) MX2021009512A (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014011599A1 (de) 2014-08-02 2016-02-04 Audi Ag Verfahren zum Fügen zumindest zweier Bauteile
US10384296B2 (en) * 2014-12-15 2019-08-20 Arconic Inc. Resistance welding fastener, apparatus and methods for joining similar and dissimilar materials
KR20180044622A (ko) 2016-10-24 2018-05-03 현대자동차주식회사 이종소재 접합 구조체 및 접합 방법
JP6900692B2 (ja) 2017-02-07 2021-07-07 日本製鉄株式会社 リベットを用いた接合方法とその実施に使用する装置

Also Published As

Publication number Publication date
MX2021009512A (es) 2022-02-08
US20220040781A1 (en) 2022-02-10
JP2022030565A (ja) 2022-02-18
JP7448439B2 (ja) 2024-03-12
DE102021208500A1 (de) 2022-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015012058A1 (ja) 異材接合用リベット、異材接合用部材、異材接合体の製造方法及び異材接合体
JP6148136B2 (ja) 異材接合体の製造方法
US20090208772A1 (en) Method of welding three metal sheets and apparatus with three stacked metal sheets
JP2016161078A (ja) 異材接合用リベット及び異材接合方法
JPH10103392A (ja) ブレーキシューアセンブリおよびその製造方法
JP2005288525A (ja) 異種金属部材の点接合方法
CN114055044A (zh) 接合体的制造方法、焊接用金属体及接合件
US11590601B2 (en) Method of joining steel work-pieces having different gauge ratios
WO2023047840A1 (ja) リベット継手の製造方法、リベット継手、及び自動車部品
JP6574884B2 (ja) 異材接合用リベット、異材接合体、及び異材接合方法
JP6793042B2 (ja) 継手
JP2016175128A (ja) 異材接合体
CN115605312A (zh) 异种材料接合方法及用于异种材料接合方法的铆钉
JP2004114146A (ja) 圧入接合構造及び圧入接合方法
JP6426043B2 (ja) 異材接合用リベット、異材接合体、及び異材接合方法
US20220176486A1 (en) Joint structure, automotive component, and joint structure manufacturing method
CN111819026B (zh) 接合结构以及接合方法
JP7295487B2 (ja) リベット継手の製造方法、リベット継手、自動車部品、及び通電加熱用リベット
CN110582650B (zh) 接合体、汽车用座椅框架以及接合方法
WO2023167264A1 (ja) 異種材料接合体及び異種材料接合体の製造方法、並びにスタッド付きアルミニウム部材
CN114555259B (zh) 铝合金压铸件、压铸件单元及其制造方法
JP2009101399A (ja) スポット溶接法
WO2022050089A1 (ja) 異材接合方法、及びこれに用いるリベット
JP2024103144A (ja) 異種材料同士の接合方法、及び異種材料接合体
JP4857110B2 (ja) 圧入接合用のナット、その圧入接合構造及びその圧入接合方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination