JP2006326631A - 異種金属板の接合構造及びその接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接合時の熱による影響を抑制して外表面に歪みが生じ難い異種金属板の接合構造を提供する。
【解決手段】 鋼板１と非鉄金属板２とを接合してなる異種金属板の接合構造において、鋼板１と非鉄金属板２の接合面２Ａの一部に、当該鋼板１と非鉄金属板２の何れかを他方の鋼板１または非鉄金属板２に対して非接触となる突条部４を設け、さらに接合面２Ａと外表面２Ｂとの間に段差部３を設けた。この段差部３と突条部４を設けたことで、溶接時の熱歪みがこれら段差部３と突条部４で吸収できるため、非鉄金属板２の外表面２Ｂに歪みが発生せずしわが形成されるのを防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、物性の異なる２枚の異種金属板を接合する異種金属板の接合構造及びその接合方法に関し、詳細には、熱膨張率の違いによって発生する歪みを抑制するための技術に関する。

例えば、自動車の車体は、プレス成型された鋼板を接合して組み立てられているのが主流である。しかし、近年、燃費向上のニーズが高まる中、車体の軽量化を推進するため、従来のオール鋼板製車体から部分的にアルミニウムなどの材料に置換する車体構造が検討されつつある。

鉄などの鋼板にアルミニウムなどの非鉄金属を接合するには、レーザを照射しながらろう材を溶融させて接合するレーザブレージング接合法が採用されている（例えば、特許文献１など参照）。
特開２００５−５９００９号公報

しかし、レーザブレージング法によって隅肉接合すると、接合時のレーザによる発熱でパネル外表面に歪みが発生する恐れがある。また、異種材料による鉄とアルミニウムの熱膨張率の違いによって、周長差が生じ外表面に歪みが発生し易い。

そこで、本発明は、接合時の熱による影響を抑制して外表面に歪みが生じ難い異種金属板の接合構造及びその接合方法を提供することを目的とする。

本発明は、鋼板と非鉄金属板とを接合してなる異種金属板の接合構造である。かかる接合構造では、鋼板と非鉄金属板の接合面の一部に、当該鋼板と非鉄金属板の何れかを他方の鋼板または非鉄金属板に対して非接触となる突条部を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、鋼板と非鉄金属板の接合面の一部に、該鋼板と非鉄金属板の何れかを他方の鋼板または非鉄金属板に対して非接触となる突条部を設けたので、接合時の熱でこの突条部が変形して歪みを吸収することになり、外表面への歪みの発生を防止できる。

以下、本発明を適用した具体的な異種金属板の接合構造及びその製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本実施の形態の鋼板と非鉄金属板とを接合してなる異種金属板の接合構造を示す斜視図、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図４は従来の異種金属板の接合構造を示す斜視図、図５は図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

本実施の形態の異種金属板の接合構造は、物性（材質など）の異なる２種類の金属板からなる鋼板１と非鉄金属板２とをレーザブレージング法によって隅肉溶接することで形成される。鋼板１は、例えば鉄系材料からなり、凹凸がない平板とされている。一方、非鉄金属板２は、鋼板１とは異なるアルミニウムなどの非鉄金属材料からなり、前記鋼板１と接合される接合面２Ａとそれ以外の外表面２Ｂとの間に段差部３を有している。

段差部３は、接合面２Ａに対して垂直に起立する第１垂直部３Ａと、この第１垂直部３Ａの先端に連接される水平部３Ｂと、この水平部３Ｂの一側縁から垂直に起立して外表面２Ｂに連接される第２垂直部３Ｃとからなる。かかる段差部３は、第１垂直部３Ａ、水平部３Ｂ及び第２垂直部３Ｃによって階段形状とされており、前記接合面２Ａに沿って非鉄金属板２の幅方向に連続して形成されている。

また、前記接合面２Ａの一部には、鋼板１に対して非接触となる突条部４が当該接合面２Ａに沿って所定間隔で複数形成されている。かかる突条部４は、接合面２Ａから斜め上方に傾斜する第１傾斜部４Ａ及び第２傾斜部４Ｂと、これら第１傾斜部４Ａと第２傾斜部４Ｂの先端同士を連接する水平部４Ｃとからなり、断面視略コ字状の突起として形成されている。この突条部４が複数形成されることにより接合面２Ａは、連続した接合面ではなく不連続な接合面となっている。

このような形状とされた鋼板１と非鉄金属板２とを接合するには、鋼板１に面接触された非鉄金属板２の接合面２Ａの隅肉部にレーザを照射しながらろう材を溶融させて溶接する。かかるレーザブレージング法で溶接を行うと、非鉄金属板２の隅肉部にはブレージング接合部５が形成され、これら鋼板１と非鉄金属板２とが接合一体化される。

溶接時において、図４及び図５のように、非鉄金属板２に突条部４も段差部３も形成しなかった場合には、熱歪みが接合面２Ａだけでなく外表面２Ｂにも及んでしわが発生する。しかし、本実施の形態のように、非鉄金属板２に段差部３と突条部４を設ければ、接合部分にレーザを照射した場合、接合時に発生する熱の影響で突条部４が変形し、該突条部４の変形によって前記非鉄金属板２の外表面２Ｂへの歪みが吸収される。また、突条部４は、所定間隔をおいて接合面２Ａに沿って複数設けられているので、当該接合面２Ａの歪みを確実に無くすことができる。また、接合面２Ａと外表面２Ｂとの間に段差部３を設けたことによって、前記接合時の熱による歪みがこの段差部３で吸収される。

したがって、本実施の形態によれば、突条部４と段差部３の両方を設けたことによる相乗効果で非鉄金属板２の外表面２Ｂには、鉄とアルミニウムの熱膨張率の違いから生じる歪みの影響が及ぶことがなく、残留歪みとしてその表面にしわとなって発生するのを防止できる。また、その後に行われる塗装工程で、接合された鋼板１と非鉄金属板２をオーブンなどに入れて焼き付け塗装するが、その時の入熱による熱歪みも防止できる。

また、本実施の形態によれば、段差部３を設けたことで非鉄金属板２の剛性が向上し、強度の高い車体用パネルとすることができる。

また、本実施の形態において、レーザブレージング法による溶接時に突条部４を鋼板１側へピンなどで押さえて加圧することで、これら鋼板１と非鉄金属板２との隙間を寸法精度良くコントロールすることが可能となる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。

例えば、上述した実施の形態では、突条部４を断面視コ字状としたが、図６に示すように、断面視半円弧状の突条部６、７としても同様の効果が得られる。また、この半円弧状とした突条部６、７は、接合面２Ａ全体に亘って図６（Ａ）に示すように形成されていてもよく、或いは接合面２Ａの全体でなくその一部に亘って図６（Ｂ）に示すように形成されていてもよい。

また、上述の実施の形態では、非鉄金属板２に段差部３と突条部４の両方を形成したが、本発明においては何れか一方でも本発明の効果を得ることができる。また、非鉄金属板２に段差部３と突条部４を形成したが、非鉄金属板２には何も形成せずに、鋼板１にのみ段差部３及び／又は突条部４を形成してもよい。或いは、鋼板１と非鉄金属板２の両方に段差部３及び／又は突条部４を形成しても構わない。

本実施の形態の鋼板と非鉄金属板とを接合してなる異種金属板の接合構造を示す斜視図である。 図１のＩ−Ｉ線断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 従来の異種金属板の接合構造を示す斜視図である。 図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本実施の形態の異種金属板の接合構造を示す斜視図であり、突条部の変形例を示す。

符号の説明

１…鋼板
２…非鉄金属板
２Ａ…接合面
２Ｂ…外表面
３…段差部
４，６，７…突条部
５…ブレージング接合部

Claims (4)

1. 鋼板と非鉄金属板とを接合してなる異種金属板の接合構造において、
   前記鋼板と前記非鉄金属板の接合面の一部に、当該鋼板と非鉄金属板の何れかを他方の鋼板または非鉄金属板に対して非接触となる突条部を設けた
   ことを特徴とする異種金属板の接合構造。
2. 請求項１に記載の異種金属板の接合構造であって、
   前記鋼板と前記非鉄金属板の何れか一方の接合面と外表面との間に、階段形状の段差部を前記接合面に沿って形成した
   ことを特徴とする異種金属板の接合構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の異種金属板の接合構造であって、
   前記突条部を、前記接合面に沿って所定間隔で複数設けた
   ことを特徴とする異種金属板の接合構造。
4. 鋼板と非鉄金属板とからなる異種金属板を接合する異種金属板の接合方法において、
   前記鋼板と前記非鉄金属板の何れか一方の接合面に、他方の鋼板または非鉄金属板に対して非接触となる突条部を設け、互いの鋼板と非鉄金属板とを重ね合わせた後、これら鋼板と非鉄金属板とを接合する
   ことを特徴とする異種金属板の接合方法。

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