JP2019177406A - Welded structure and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抵抗スポット溶接により異材接合された接合構造体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a bonded structure bonded to different materials by resistance spot welding and a method for manufacturing the bonded structure.
アルミニウム、アルミニウム合金等のアルミニウム系材料(以下、アルミニウム材と称する)は、軽量かつ耐食性に優れていることから、種々の分野で使用されている。例えば、自動車分野では、車体軽量化のためにアルミニウム材が車体の構造材として使用されることがある。 Aluminum-based materials such as aluminum and aluminum alloys (hereinafter referred to as aluminum materials) are used in various fields because they are lightweight and excellent in corrosion resistance. For example, in the automobile field, an aluminum material may be used as a structural material of a vehicle body to reduce the weight of the vehicle body.
アルミニウム材は、製造コスト、生産性等の観点から、車体の一部のみに使用される場合があり、例えば強度があまり必要でない部分(ルーフ等)に使用される。この場合、車体の一部を構成するアルミニウム材と、他の部分を構成する鋼材とを互いに異材接合することを要する。 The aluminum material may be used only for a part of the vehicle body from the viewpoint of manufacturing cost, productivity, and the like. For example, the aluminum material is used for a part (roof or the like) that does not require much strength. In this case, it is necessary to join the aluminum material constituting a part of the vehicle body and the steel material constituting the other part to each other.
一般に、異材接合に用いられる各種の方法の中で、抵抗スポット溶接法は、機械的結合法に比べて、接合部の軽量化ができる、生産性が高い、等の利点を有している。しかし、通常、アルミニウム材と鋼材とを単純にスポット溶接すると、それらの接合界面に脆弱な金属間化合物が生成することにより継手強度が低下し得るという問題がある。 In general, among various methods used for joining different materials, the resistance spot welding method has advantages such as a reduction in the weight of the joint and high productivity as compared with the mechanical joining method. However, usually, when spot welding is performed on an aluminum material and a steel material, there is a problem in that joint strength may be reduced due to formation of a brittle intermetallic compound at the joint interface between them.
特許文献1には、板厚の異なる複数の鋼板の接合強度を高めるスポット溶接方法が記載されている。この方法では、互いに材質の異なる電極を用いてスポット溶接を行い、鋼板同士の界面付近にナゲットを形成することにより接合強度を高めている。 Patent Document 1 describes a spot welding method for increasing the bonding strength of a plurality of steel plates having different plate thicknesses. In this method, spot welding is performed using electrodes of different materials, and the nugget is formed in the vicinity of the interface between the steel plates to increase the bonding strength.
しかしながら、一般に、アルミニウム材は種々の理由から鋼に比べてスポット溶接することが難しい材料であるため、特許文献1に記載の方法をアルミニウム材と鋼材とのスポット溶接にそのまま適用することはできない。 However, in general, an aluminum material is a material that is difficult to spot weld compared to steel for various reasons. Therefore, the method described in Patent Document 1 cannot be directly applied to spot welding of an aluminum material and a steel material.
ところで、スポット溶接の方式としては、単相交流方式が広く用いられている。一方で、アルミニウム材をスポット溶接する場合、大きな溶接電流を要することから、単相交流方式が用いられることは少ない。 By the way, as a spot welding method, a single-phase alternating current method is widely used. On the other hand, when spot welding an aluminum material, since a large welding current is required, a single-phase AC method is rarely used.
単相交流方式にてアルミニウム材と鋼材とをスポット溶接することにより接合構造体を製造することができれば、製造コストを低減し得る。これは、設備が比較的安価であるとともに、既存の設備を使用できるためである。 If a bonded structure can be manufactured by spot welding an aluminum material and a steel material by a single-phase alternating current method, the manufacturing cost can be reduced. This is because the equipment is relatively inexpensive and the existing equipment can be used.
このような接合構造体の接合強度を高くするためには、アルミニウム材が溶融してなる溶融ナゲット(以下、アルミニウム材の溶融ナゲットと称することがある)を大きくすることを要する。スポット溶接時の溶接電流を大きくすると、入熱が増大することによりアルミニウム材の溶融ナゲットを大きくすることができる。その一方で、アルミニウム材の溶融ナゲットが該アルミニウム材の表層に達することがあり、この場合、接合構造体の耐食性が低下する。 In order to increase the bonding strength of such a bonded structure, it is necessary to increase a molten nugget formed by melting an aluminum material (hereinafter sometimes referred to as an aluminum material molten nugget). When the welding current at the time of spot welding is increased, the heat input increases, so that the molten nugget of the aluminum material can be increased. On the other hand, the molten nugget of the aluminum material may reach the surface layer of the aluminum material, and in this case, the corrosion resistance of the bonded structure is lowered.
本発明の一態様は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、アルミニウム材と鋼材とが単相交流方式の抵抗スポット溶接法により異材接合された接合構造体であって、耐食性に優れる接合構造体を提供することにある。 One aspect of the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is a joined structure in which an aluminum material and a steel material are joined to each other by a single-phase alternating current resistance spot welding method, and is resistant to corrosion. The object is to provide an excellent bonded structure.
本発明の一態様における接合構造体は、アルミニウム材と溶融アルミニウム系めっき鋼板とをスポット溶接することにより接合された接合構造体であって、前記アルミニウム材と前記溶融アルミニウム系めっき鋼板との境界部にアルミニウムの溶融ナゲットが形成されており、前記アルミニウム材の前記溶融アルミニウム系めっき鋼板と対向する側の面とは反対側の面を第1表面とし、前記溶融ナゲットの外縁部と、前記アルミニウム材の第1表面との間の最短距離が0.01mm以上であることを特徴としている。 The bonded structure in one aspect of the present invention is a bonded structure bonded by spot welding an aluminum material and a molten aluminum-based plated steel plate, and is a boundary portion between the aluminum material and the molten aluminum-based plated steel plate A molten nugget of aluminum is formed on the surface of the aluminum material opposite to the surface facing the molten aluminum-based plated steel sheet, the outer surface of the molten nugget, and the aluminum material The shortest distance from the first surface is 0.01 mm or more.
また、本発明の一態様における接合構造体は、前記アルミニウム材および前記溶融アルミニウム系めっき鋼板が、鋼材に対してこの順に積層されてスポット溶接されることにより、前記鋼材と前記溶融アルミニウム系めっき鋼板と前記アルミニウム材とが接合されており、前記溶融ナゲットを第1ナゲットとし、前記溶融アルミニウム系めっき鋼板と前記鋼材との境界部に形成されるナゲットを第2ナゲットとすると、前記第2ナゲットのナゲット径に対する前記第1ナゲットのナゲット径の比が1.1以上2.0以下であることが好ましい。 Further, in the bonded structure according to one aspect of the present invention, the aluminum material and the molten aluminum-based plated steel plate are laminated in this order on the steel material and spot-welded, whereby the steel material and the molten aluminum-based plated steel plate And the aluminum material are joined, the molten nugget is the first nugget, and the nugget formed at the boundary between the molten aluminum-based plated steel sheet and the steel material is the second nugget, the second nugget The ratio of the nugget diameter of the first nugget to the nugget diameter is preferably 1.1 or more and 2.0 or less.
本発明の一態様における接合構造体の製造方法は、アルミニウム材と溶融アルミニウム系めっき鋼板とをスポット溶接するスポット溶接工程を含む接合構造体の製造方法であって、前記アルミニウム材の、前記溶融アルミニウム系めっき鋼板と対向する側の面とは反対側の面を第1表面とし、前記スポット溶接工程では、電極の加圧力が1.4kN以上4.9kN以下であり、溶接電流と通電時間との積で表される値が54以上240以下の範囲内であり、前記アルミニウム材と前記溶融アルミニウム系めっき鋼板との境界部に形成される溶融ナゲットの外縁部と、前記アルミニウム材の第1表面との間の最短距離が0.01mm以上となるように、単相交流方式にて、前記アルミニウム材と前記溶融アルミニウム系めっき鋼板とをスポット溶接することを特徴としている。 The manufacturing method of the joining structure in one mode of the present invention is a manufacturing method of a joining structure including the spot welding process of carrying out spot welding of an aluminum material and a molten aluminum system plating steel plate, and is the above-mentioned molten aluminum of the above-mentioned aluminum material. The surface opposite to the surface facing the plated steel sheet is the first surface, and in the spot welding step, the applied pressure of the electrode is 1.4 kN or more and 4.9 kN or less, and the welding current and energization time are A value represented by a product is in a range of 54 to 240, an outer edge portion of a molten nugget formed at a boundary portion between the aluminum material and the molten aluminum-based plated steel sheet, and a first surface of the aluminum material; Spot the aluminum material and the molten aluminum-based plated steel sheet in a single-phase alternating current method so that the shortest distance between them is 0.01 mm or more. It is characterized in that contact.
また、発明の一態様における接合構造体の製造方法は、前記スポット溶接工程にて形成される前記接合構造体の十字引張試験の測定結果として、接合強度が0.8kN以上であることが好ましい。 Moreover, the manufacturing method of the junction structure in one aspect of the invention preferably has a joint strength of 0.8 kN or more as a measurement result of a cross tensile test of the junction structure formed in the spot welding process.
アルミニウム材と鋼材とが単相交流方式の抵抗スポット溶接法により異材接合された接合構造体であって、耐食性に優れる接合構造体を提供することができる。 A bonded structure in which an aluminum material and a steel material are bonded to each other by a single-phase alternating current type resistance spot welding method, which is excellent in corrosion resistance, can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意味する。本出願における各図面に記載した構成の形状および寸法(長さ、奥行き、幅等)は、実際の形状および寸法を必ずしも反映させたものではなく、図面の明瞭化および簡略化のために適宜変更している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description is for better understanding of the gist of the invention and does not limit the present invention unless otherwise specified. Unless otherwise specified, “A to B” representing a numerical range means “A or more (including A and greater than A) and B or less (including B and less than B)”. The shape and dimensions (length, depth, width, etc.) of the configuration described in each drawing in the present application do not necessarily reflect the actual shape and dimensions, and are appropriately changed for clarity and simplification of the drawings. is doing.
本発明の実施の形態における接合構造体は、例えば、自動車分野における車体のルーフパネルとルーフサイド部とを接合して形成される車両用部品である。ただし、本発明の接合構造体としては必ずしもこれに限定されない。本発明は、単相交流方式の抵抗スポット溶接法によりアルミニウム材と鋼材とを異材接合することに需要がある用途の接合構造体に適宜適用することができる。 The joint structure in the embodiment of the present invention is, for example, a vehicle component formed by joining a roof panel and a roof side portion of a vehicle body in the automobile field. However, the bonded structure of the present invention is not necessarily limited to this. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be appropriately applied to a joining structure for use in which there is a demand for joining different materials of an aluminum material and a steel material by a single-phase alternating current type resistance spot welding method.
なお、以下では、説明の簡略化のために、接合構造体における、スポット溶接により形成される1つの接合部に着目して説明する。しかし、接合部を複数個備える接合構造体も本発明の範疇に含まれることは勿論である。 In the following description, for simplification of description, description will be given focusing on one joint portion formed by spot welding in the joint structure. However, it goes without saying that a joined structure including a plurality of joined portions is also included in the scope of the present invention.
また、溶融アルミニウム系めっき鋼板は、基材鋼板の表面にめっき層が形成されたものであることから、本明細書において鋼材の一種として扱うことがある。 Moreover, since a plated layer is formed in the surface of a base-material steel plate, a molten aluminum type plated steel plate may be handled as a kind of steel materials in this specification.
<本発明の知見>
従来、自動車分野では、前述のようにルーフ等へのアルミニウム材の使用が推進されている。一方で、アルミニウム材と鋼材とを単純にスポット溶接すると、接合界面に脆弱なFe−Al二元合金層が生じる。該Fe−Al二元合金層の部分での剥離が生じることにより、接合構造体の接合強度が低下するという問題がある。
<Knowledge of the present invention>
Conventionally, in the automobile field, the use of aluminum materials for roofs and the like has been promoted as described above. On the other hand, when spot welding is performed on an aluminum material and a steel material, a fragile Fe—Al binary alloy layer is generated at the joint interface. There is a problem in that the bonding strength of the bonded structure decreases due to the occurrence of peeling at the Fe-Al binary alloy layer.
これまで、アルミニウム材と溶融アルミニウムめっき鋼板とを接合した接合構造体に関する技術が報告されている(特許第4280671号公報等を参照)。この種の従来技術では、接合界面におけるFe−Al二元合金層の生成を抑制して接合構造体の接合強度を高めることを主な目的としている。そのため、スポット溶接の際に、溶接部への入熱が過大となって、アルミニウム材の溶融ナゲットが該アルミニウム材の表層に達することにより接合構造体の耐食性が低下する可能性がある。 Until now, the technique regarding the joining structure which joined the aluminum material and the hot dip galvanized steel sheet has been reported (refer to patent 4280671 etc.). This type of prior art mainly aims to increase the bonding strength of the bonded structure by suppressing the formation of the Fe—Al binary alloy layer at the bonded interface. Therefore, during spot welding, the heat input to the welded portion becomes excessive, and the molten nugget of the aluminum material reaches the surface layer of the aluminum material, which may reduce the corrosion resistance of the bonded structure.
本発明者らは、鋭意検討を行い、アルミニウム材と鋼材とを単相交流方式の抵抗スポット溶接法により異材接合するにあたって、耐食性を維持しつつ接合強度に優れる接合構造体を製造することを試みた。そして、接合構造体としてどのような構造となっていれば耐食性および接合強度に優れる接合構造体が得られるのかという条件を見出し、本発明を実現するに至った。 The inventors of the present invention have intensively studied and tried to produce a joint structure having excellent joint strength while maintaining corrosion resistance when joining aluminum materials and steel materials to each other by a single-phase alternating current resistance spot welding method. It was. Then, the present inventors have found a condition as to what kind of structure as a bonded structure can provide a bonded structure excellent in corrosion resistance and bonding strength, and have achieved the present invention.
〔実施形態1〕
本発明の一実施形態について図1〜図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[Embodiment 1]
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施形態では、本発明の接合構造体の一例としての、アルミニウム材と溶融アルミニウムめっき鋼板とを接合した接合構造体(以下、2枚組の接合構造体と称することがある)について説明する。 In the present embodiment, a bonded structure (hereinafter sometimes referred to as a two-piece bonded structure) in which an aluminum material and a hot-dip aluminum-plated steel sheet are bonded will be described as an example of the bonded structure of the present invention.
始めに、図1および図2を用いて、本実施形態の接合構造体の製造に用いられるスポット溶接機について説明する。図1は、本実施形態における接合構造体1A(図3参照)の製造に用いられる単相交流方式のスポット溶接機100の構成を示す概略図である。図2は、スポット溶接機100が備える電極120を示す概略図である。
First, a spot welder used for manufacturing the joint structure of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a single-phase alternating current
なお、スポット溶接機100が備える各部材は、以下に格別に記載することを除いて、公知の機器を使用することができる。そのため、図1および図2では、記載の冗長化を避けるために、スポット溶接機100および電極120の各部の図示を適宜省略している。図示および説明を省略する部材は、公知のものと同様であると理解されてよい。
In addition, a well-known apparatus can be used for each member with which the
(スポット溶接機)
図1に示すように、スポット溶接機100は、溶接制御装置110、および該溶接制御装置110と通電可能に接続された一対の電極120を備えている。溶接制御装置110は、単相交流式電源111と制御部112とを備えている。
(Spot welder)
As shown in FIG. 1, the
一対の電極120の間に、溶融アルミニウム系めっき鋼板30およびアルミニウム材10を重ねて配置する。電極120を用いてこれらの板材に通電して抵抗スポット溶接することにより接合構造体1A(図3参照)が形成される。
Between the pair of
スポット溶接機100は、例えばアーム(図示省略)にて電極120が支持されており、電極120を溶融アルミニウム系めっき鋼板30またはアルミニウム材10に押圧するための電極加圧機構(図示省略)を備えている。
The
単相交流式電源111は、例えば商用の3相電源のうちの1相がサイリスタを介して溶接トランスに接続されて形成されたものであって、電極120に電力を供給する。
The single-phase
制御部112は、ユーザが設定した溶接条件に基づいて、スポット溶接機100の各部を統括的に制御する。制御部112は、例えば、電極の加圧力、加圧時間、電流、通電時間、等を制御することにより、溶融アルミニウム系めっき鋼板30とアルミニウム材10とのスポット溶接を制御する。
The
(電極)
本実施形態のスポット溶接機100が備える電極120の形状について、図2を用いて概略的に説明する。図2は、電極120の形状を示す概略図である。
(electrode)
The shape of the
図2に示すように、電極120は、DR(ドーム・ラジアス)形の電極チップである。DR形の電極チップとは、D形の電極チップ(電極先端が曲面であって該曲面の曲率半径が電極外径の1/2)の先端に、ラジアス形状(上記曲面よりも大きい曲率半径の曲面)が形成されたものである。DR形の電極チップは、チップドレッサ(電極研磨用工具)による整形性が良好であり、自動車産業で広く使用されている。
As shown in FIG. 2, the
電極120は、胴体部の外径D1が16mmである。電極120の先端部は先端径D2が6mmであり、曲率半径が40mmの曲面となっている。また、電極120の胴体部と上記先端部との間である肩部の表面は曲率半径が8mmの曲面となっている。
The
電極120の材質は、0.4質量%〜1.2質量%のCrを含有するクロム銅合金(Cr−Cu合金)である。上記クロム銅合金は、1質量%程度のCrを含有するものであってもよく、例えば0.8質量%〜1.1質量%のCrを含有するものであってもよい。
The material of the
なお、電極120は、DR形の電極チップであれば、上記の寸法および材質に限定されない。電極120の外径D1は16mmに限定されず、先端部の形状に応じて適宜設計された外径となっていてもよい。電極120の先端部の先端径D2は5mm〜7mmであることが好ましい。また、電極120の先端部の曲率半径、および上記肩部の表面の曲率半径については特に限定されず、外径D1および先端部の先端径D2の値に応じて適宜設計された値となっていてよい。
The
(アルミニウム材)
本明細書において、アルミニウム材との用語は、純アルミニウム(但し不可避不純物を含有することを許容する)およびアルミニウム合金の両方を含む意味で用いる。
(Aluminum material)
In this specification, the term aluminum material is used to include both pure aluminum (however, it is allowed to contain inevitable impurities) and an aluminum alloy.
アルミニウム材10は、展伸材であればよく、材質は特に限定されない。アルミニウム材10として種々のアルミニウム合金を用いることができる。例えば、1000系、3000系、5000系、6000系、7000系の各種のアルミニウム合金を用いてよい。
The
アルミニウム材10は、耐食性、加工性、等を考慮してFe濃度が1.0質量%以下であることが好ましい。また、アルミニウム材10は、1.0質量%前後のSiおよび0.01〜1.5質量%のMgを添加するとともに時効処理等の熱処理によって微細なMg2Siが析出していることが好ましい。この場合、アルミニウム材10の強度が向上する。この観点から、Si含有量の下限を0.1質量%に設定することが好ましい。また、1.5〜6.0質量%のMgを添加すると、固溶強化によって高い強度が得られる。
The
一方で、アルミニウム材10は、6.0質量%を超える過剰量のMgが含まれるとスポット溶接時に欠陥が発生しやすくなる。また、3.0質量%を超える過剰量のSiが含まれるとアルミニウム材10の内部に粗大な析出物または晶出物が生成して接合強度が低下する場合がある。よって、アルミニウム材10は、Mg濃度が0.01〜6.0質量%、Si濃度が3.0質量%以下となっていることが好ましい。
On the other hand, when the
アルミニウム材10は、例えば、アルミニウム合金6022であってよい。アルミニウム合金6022は、質量%で、Si:0.90%以上1.20%以下、Fe:0.20%以下、Cu:0.05%以下、Mn:0.04%以上0.12%以下、Cr:0.05%以下、Zn:0.05%以下、Mg:0.45%以上0.70%以下、Ti:0.05%以下、を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなる組成である。
The
また、アルミニウム材10は、例えば、アルミニウム合金5052であってよい。アルミニウム合金5052は、質量%で、Si:0.25%以下、Fe:0.4%以下、Cu:0.1%以下、Mn:0.1%以下、Cr:0.15%以上0.35%以下、Zn:0.1%以下、Mg:2.2%以上2.8%以下、を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなる組成である。
The
アルミニウム材10の板厚は、アルミニウム材10として求められる強度に応じて適宜設定されてよく、特に限定されないが、例えば、0.6mm〜1.4mmであってよい。一般に、自動車のルーフパネルにアルミニウム材を使用する場合、この程度の板厚となる。また、アルミニウム材10の板厚は、0.8mm〜1.3mmであってもよく、1.0mm〜1.3mmであってもよい。
The plate | board thickness of the
(溶融アルミニウム系めっき鋼板)
溶融アルミニウム系めっき鋼板30について、図1および図3を用いて説明する。図3は、図1に示した断面図の一部(A1)の拡大図である。
(Molten aluminum-based plated steel sheet)
The molten aluminum-based plated
図1および図3に示すように、溶融アルミニウム系めっき鋼板30は、基材鋼板(下地鋼)31と、基材鋼板31の表面に形成されたアルミめっき層32と、を含む。また、アルミめっき層32は、基材鋼板31とアルミめっき層32との界面部に形成された、合金層33を含む。そして、合金層33は、該合金層33と基材鋼板31との界面に形成された、窒素濃縮層(以下、N濃縮層と称する)34を含む。
As shown in FIGS. 1 and 3, a molten aluminum-based plated
基材鋼板31としては、低炭素鋼、中炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、等を用いることができる。用途に応じてSi、Mn、Cr、Ni、等を添加した鋼種が使用されてもよい。また、本実施形態における基材鋼板31は、25ppm以上200ppm以下のNが添加されている。これにより、めっき後に特定条件下で加熱処理を施すと、基材鋼板31と合金層33との界面部にN濃縮層34が生成する。この特定条件としては、例えば、520℃の温度にて6時間保持する熱処理が挙げられる。
As the
N濃縮層34は、基材鋼板31の表面部に形成された厚みが非常に薄い層であって、例えば厚さ5nm程度の層である。N濃縮層34は、基材鋼板31よりもNが濃化しており(Nが濃縮されており)、例えば3.0原子%以上のNを含む。N濃縮層34は、AlおよびFeの相互拡散を抑制する。N濃縮層34によるFe−Alの相互拡散抑制作用は、めっき後の加熱処理条件を一定にすると、基材鋼板31のN含有量が多くなるほど向上する。しかし、基材鋼板31が200ppmを超える過剰量のNを含む場合、基材鋼板31自体の製造性が低下する。
The N enriched
また、溶融アルミニウム系めっき鋼板30は、以下のようにして製造される。すなわち、アルミニウムを主成分とする溶融アルミニウム系めっき浴に基材鋼板31を浸漬および通過させる。これにより、基材鋼板31の表面にアルミめっき層32を形成する。アルミめっき層32の厚みは、例えば、溶融アルミニウム系めっき浴から引上げ直後の鋼帯にワイピングガスを吹き付け、めっき付着量を制御することによって調整される。アルミめっき層32の厚さは、5μm以上70μm以下の範囲内にすることにより、溶融アルミニウム系めっき鋼板30の加工性を良好なものとすることができる。
Further, the molten aluminum-based plated
また、アルミめっき層32の組成は、上記溶融アルミニウム系めっき浴の組成と同様となる。よって、上記溶融アルミニウム系めっき浴の組成を調整することにより、アルミめっき層32の組成を調整することができる。
The composition of the
本実施形態におけるアルミめっき層32は、3質量%以上12質量%以下のSi、および0.5質量%以上5質量%以下のFeを含有するアルミニウム層(なお、不可避的不純物を含有することを許容する)である。アルミめっき層32が過剰量のSiを含む場合、溶融アルミニウム系めっき鋼板30の加工性が損なわれ得る。そのため、Si濃度の上限を12質量%に規制している。
The
合金層33にFe−Al−Si三元合金層を生成させることにより、接合構造体1Aの接合強度が向上し得る。Fe−Al−Si三元合金層を十分に生成させるためには、アルミめっき浴浸漬時に、基材鋼板31から溶融Alに溶出するFe,Si量だけでは不足である。そのため、アルミめっき層32のFe,Si含有量を高めることにより、アルミめっき層32から接合界面にFe,Siを補給する。特に、拡散係数の大きなSiに関しては、アルミめっき層32のSi含有量を3質量%以上と高く設定する。これにより、Fe−Al−Si三元合金層の生成に必要なSi量を確保する。
By generating the Fe—Al—Si ternary alloy layer in the
上記のようにアルミめっき層32の組成を調整することによれば、Fe−Al−Si三元合金層の生成を促進させるばかりでなく、スポット溶接時に生じる溶融AlのFe,Si濃度を高くするという作用も生じる。Fe,Si濃度が高い溶融Alを急冷することにより形成されたナゲットは、Fe,Siの固溶強化の効果および急冷効果によって硬質化する。そのため、接合構造体1Aの継手強度を高めることができる。そして、脆弱なFe−Al二元合金層の生成が抑えられることにより、信頼性の高い継手強度をもつ接合構造体1Aが得られる。
Adjusting the composition of the
なお、上述のアルミめっき層32の組成は、基材鋼板31とアルミめっき層32との界面に形成される合金層33を含まない領域の組成である。
The composition of the above-described
接合構造体1Aのさらなる特性(スポット溶接に関する特性とは別の特性)の向上を要する場合、Fe−Alの相互拡散反応に大きな影響を及ぼさないTi,Sr,B,Cr,Mn,Zn等の元素をアルミめっき層32に適宜含ませることができる。
When it is necessary to further improve the characteristics of the bonded
(接合構造体)
本実施形態の接合構造体1Aは、上述のように各板材が積層した状態にて、スポット溶接機100を用いてアルミニウム材10および溶融アルミニウム系めっき鋼板30をスポット溶接することにより形成される。接合構造体1Aの接合部2Aについて、図4および図5を用いて説明する。図4は、本実施形態における接合構造体1Aの接合部2Aを模式的に示す断面図である。図5は、接合構造体1Aをアルミニウム材10の側から見た場合の、アルミニウム材10を省略して模式的に示す平面図である。なお、図4では、基材鋼板31の一方の板面を省略して示している。
(Joint structure)
The bonded
図4に示すように、接合構造体1Aの接合部2Aには、溶融Alナゲット51が形成されている。溶融Alナゲット51は、アルミニウム材10と溶融アルミニウム系めっき鋼板30とを接合する。図4に示す断面図において、溶融Alナゲット51は、アルミニウム材10と溶融アルミニウム系めっき鋼板30との境界の近傍に形成されたアルミニウムの溶融ナゲットであり、アルミニウム材10の内部に向かって盛り上がった(上に凸の)略扇状に形成されている。
As shown in FIG. 4, a
また、アルミニウム材10は、加圧力によって電極120がアルミニウム材10に食い込むことによって表面に窪みが生じている。アルミニウム材10の表面における窪みが生じている部分を電極押圧面(第1表面)11とする。換言すれば、電極押圧面11は、接合部2Aにおける、アルミニウム材10の溶融アルミニウム系めっき鋼板30と対向する側の面とは反対側の面である。
In addition, the
また、図4に示すように、接合構造体1Aは、溶融Alナゲット51と基材鋼板31との界面に強入熱領域(中央領域)70が形成されている。強入熱領域70は、図5に示すように、接合構造体1Aをアルミニウム材10の側から透視した場合に、溶融Alナゲット51の中央部に形成されている。図5に示す中心点51Aは、スポット溶接時における一対の電極120の通電の中心部である。
As shown in FIG. 4, the bonded structure 1 </ b> A has a strong heat input region (central region) 70 formed at the interface between the
そして、接合構造体1Aは、溶融Alナゲット51の外縁部と基材鋼板31との界面に弱入熱領域(外周領域)80が形成されており、弱入熱領域80と強入熱領域70との間に中間領域60が形成されている。
In the bonded
中心点51Aを基準として説明すれば、図5に示すように、溶融Alナゲット51は、中心点51Aから円状に拡がって形成されている。溶融Alナゲット51と基材鋼板31との界面において、中心点51Aを含む或る程度の範囲を有する領域が強入熱領域70であり、その外側に中間領域60および弱入熱領域80がこの順に存在している。
If it demonstrates on the basis of the
(溶融Alナゲット)
溶融Alナゲット51は、以下のようにして形成される。すなわち、電極120(図1参照)を用いて通電することにより、アルミニウム材10と溶融アルミニウム系めっき鋼板30との境界面が抵抗加熱される。それによりアルミニウムが溶融する。溶融したアルミニウムが凝固することにより、溶融Alナゲット51が形成する。それゆえ、溶融Alナゲット51は、主にアルミニウムからなり、アルミニウム材10およびアルミめっき層32の組成の影響を受ける。
(Molten Al nugget)
The
また、溶融Alナゲット51のFe,Si濃度は、アルミめっき層32の厚さ,溶接電流,通電時間,電極形状の組合せに応じて変化し得る。溶融Alナゲット51へのFe,Si供給源となるアルミめっき層32が厚いほど、溶融Alナゲット51のFe,Si濃度が上昇する。
Further, the Fe and Si concentrations of the
例えば、先端部が径6mm、曲率半径40mmの曲面となっている1%クロム銅合金チップを用いて、溶接電流:12.5kA、通電時間:12サイクルの条件でスポット溶接する場合を考える。この場合、アルミめっき層32の膜厚が5μm以上であれば、溶融Alナゲット51の平均Fe,Si濃度がアルミニウム材10のFe,Si含有量よりもいずれも0.1質量%以上高くなる。その結果、溶融Alナゲット51が硬質化して、接合構造体1Aの接合強度が向上する。
For example, consider a case where spot welding is performed using a 1% chromium copper alloy tip having a curved surface with a diameter of 6 mm and a curvature radius of 40 mm under the conditions of welding current: 12.5 kA and energization time: 12 cycles. In this case, if the thickness of the
溶融Alナゲット51のナゲット径は、以下のように測定することができる。すなわち、接合構造体1Aにおける溶融Alナゲット51の大きさ(周囲の物質との境界)は、例えば、図4に示すような断面を撮像した電子顕微鏡写真を用いて視覚的に規定することができる。溶融Alナゲット51と合金層33との境界における一端から他端までの幅をナゲット径W1とする。
The nugget diameter of the
1対の電極120(図1参照)の互いの中心軸の延長線を電極中心線とすると、スポット溶接時には、上記接合界面における、上記電極中心線との距離が近い位置ほど入熱が高い傾向にある。弱入熱領域80は、当該電極中心線から遠い位置であり、スポット溶接時の入熱が小さい箇所である。一方で、強入熱領域70は、スポット溶接時の入熱が大きい箇所である。中間領域60は、弱入熱領域80における入熱と強入熱領域70における入熱との間の量の入熱を受けた箇所である。
When the extension line of the center axis of each of the pair of electrodes 120 (see FIG. 1) is an electrode center line, the heat input tends to be higher at a position closer to the electrode center line at the joint interface during spot welding. It is in. The weak
(強入熱領域)
強入熱領域70では、比較的高い温度にて加熱されることによってアルミニウム材10およびアルミめっき層32が溶融するとともに、合金層33のN濃縮層34も溶融して各種元素が相互拡散することにより、基材鋼板31が溶け込む。その結果、アルミニウム材10に比較してFe濃度が高くなった溶融Alナゲット51が形成される。
(Strong heat input area)
In the strong
Feの濃化によって溶融Alナゲット51が硬質化するものの、継手強度を低下させる脆弱なFe−Al二元合金層が接合界面に生じやすくなる。すなわち、スポット溶接時に溶融Alが急冷され溶融Alナゲット51となるとき、強入熱領域70では、溶融AlからFeが接合界面に再析出し、脆弱なFe−Al二元合金層が生成する。
Although the
したがって、強入熱領域70は、主にFe−Al系金属間化合物が形成されている。ただし、アルミニウム材10および溶融アルミニウム系めっき鋼板30の組成から供給された各種の元素を含むこと、並びに、それら元素により形成された合金を含むことが許容される。本明細書において、「主にFe−Al系金属間化合物が形成されている」とは、例えば、ナノプローブ電子線解析およびエネルギー分散型X線分析(EDX)を用いて強入熱領域70を分析した場合に、Fe−Al系金属間化合物の存在割合が最も多いことを示すデータが得られることを意味する。
Therefore, in the strong
(弱入熱領域)
一方で、弱入熱領域80は、スポット溶接時に、強入熱領域70よりも比較的低温ではあるが加熱される領域である。これにより、弱入熱領域80では、合金層33(Fe−Al−Si三元合金層)からFeおよびSiが多少溶解するとともに、Fe−Al系金属間化合物が生成する。弱入熱領域80は、主にFe−Al−Si系金属間化合物が形成されている。本明細書において、「主にFe−Al−Si系金属間化合物が形成されている」とは、強入熱領域70について上述したことと同様に、Fe−Al−Si系金属間化合物の存在割合が最も多いことを示すデータが得られることを意味する。
(Weak heat input area)
On the other hand, the weak
弱入熱領域80は、溶融Alナゲット51の端部から0.2mm程度の幅の領域に形成される。この領域の幅は、溶融Alナゲット51のナゲット径W1が変化しても、あまり変動しない。
The weak
(中間領域)
中間領域60では、スポット溶接時に、合金層33(Fe−Al−Si三元合金層)は溶融する一方でN濃縮層34が残存する程度の入熱となっている。そのため、中間領域60は、Fe−Al−Si系金属間化合物とN濃縮層34とが混在している。本明細書において、「Fe−Al−Si系金属間化合物とN濃縮層34とが混在している」とは、中間領域60を分析した場合に、Fe−Al−Si系金属間化合物およびN濃縮層34の存在を示すデータ(例えば、Fe、Al、Si、およびNの存在を検出したデータ)が得られるとともに、以下のようなデータが得られることを意味している。すなわち、中間領域60において、溶融Alナゲット51側にFeがほぼ検出されず、Fe−Al系金属間化合物が生成していないことを示すデータが得られることを意味している。分析手段は、極微小領域の分析を行うことができればよく特に限定されないが、例えばナノプローブ電子線解析およびEDXを用いることができる。
(Intermediate area)
In the
この中間領域60は、例えば、接合構造体1Aにアルミニウム材10を引きはがすような力が加えられた場合に、溶融Alナゲット51の外周部である弱入熱領域80の方から進展する亀裂を停止させるように働く。これにより、アルミニウム材10に更なる力を加えた場合、接合構造体1Aは、シャー破断ではなくボタン破断となりやすい。つまり、中間領域60が接合強度を増大させるように働くことにより、溶融Alナゲット51は高い接合強度を有する。
The
(残存Al厚さ)
図6は、接合構造体1Aにおける残存Al厚さを測定する方法について説明するための図である。
(Remaining Al thickness)
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of measuring the residual Al thickness in the bonded
図6に示すように、本実施形態の接合構造体1Aは、溶融Alナゲット51の上部にアルミニウム材10が残存している。溶融Alナゲット51の外縁部と、アルミニウム材10の電極押圧面11との間の最短距離を残存Al厚さL1とする。本実施形態の接合構造体1Aは、残存Al厚さL1が0.01mm以上である。
As shown in FIG. 6, in the bonded structure 1 </ b> A of the present embodiment, the
ここで、電極押圧面11の位置(接合構造体1Aの厚さ方向における位置)は、アルミニウム材10の表面から窪んだ深さに応じて変化し得る。この深さは、スポット溶接時の加圧力および入熱(溶接電流の大きさおよび通電時間等)の影響を受ける。また、スポット溶接時の加圧力は、アルミニウム材10と溶融アルミニウム系めっき鋼板30との密着性(ミクロな接触面積)に関わることから、通電の電流密度にも関わる。そのため、溶融Alナゲット51の高さも、スポット溶接時の加圧力および入熱の影響を受ける。そして、アルミニウム材10の板厚および種類、並びに溶融アルミニウム系めっき鋼板30の板厚および種類によっても、溶接条件と、電極押圧面11の位置および溶融Alナゲット51の高さと、の関係は変化する。
Here, the position of the electrode pressing surface 11 (the position in the thickness direction of the bonded structure 1 </ b> A) can vary depending on the depth of depression from the surface of the
それゆえ、(i)接合部の接合強度を高くしつつ(例えば十字引張試験をした場合の接合強度が0.8kN以上)、(ii)残存Al厚さL1を0.01mm以上とする、という両者の条件を満たすことは容易ではない。 Therefore, (i) while increasing the bonding strength of the bonding portion (for example, the bonding strength when the cross tensile test is performed is 0.8 kN or more), (ii) the residual Al thickness L1 is 0.01 mm or more. It is not easy to satisfy both conditions.
本実施形態の接合構造体1Aは、以下のような製造方法により実現される。 1 A of joining structures of this embodiment are implement | achieved with the following manufacturing methods.
(接合構造体の製造方法)
本実施形態における接合構造体1Aの製造方法は、アルミニウム材10と溶融アルミニウム系めっき鋼板30とを、単相交流方式のスポット溶接機100を用いてスポット溶接するスポット溶接工程を含む。
(Method of manufacturing a joined structure)
The manufacturing method of 1 A of joining structures in this embodiment includes the spot welding process of spot-welding the
(スポット溶接工程)
スポット溶接における入熱は、溶接電流と通電時間との積によって調節することができる。ここで、スポット溶接における通電時間の1サイクルとは、スポット溶接機100に接続している商用電源の電源周波数から決まる時間となる。商用電源は、50Hzの電源周波数であってよく、60Hzの電源周波数であってもよい。また、その他の電源周波数であってもよい。電源周波数の違いに応じて溶接電流を調節することにより、入熱を制御することができる。
(Spot welding process)
The heat input in spot welding can be adjusted by the product of the welding current and the energization time. Here, one cycle of the energization time in spot welding is a time determined from the power frequency of the commercial power source connected to the
上記スポット溶接工程では、電極120の加圧力が1.4kN以上4.9kN以下であり、溶接電流と通電時間との積で表される値が54以上240以下の範囲内となるように制御される。そして、残存Al厚さL1が本発明の範囲内となるように、アルミニウム材10と溶融アルミニウム系めっき鋼板30とを単相交流方式にてスポット溶接する。
In the spot welding process, the pressure applied to the
電極120の加圧力および溶接電流と通電時間との積で表される値(すなわち入熱)は、残存Al厚さL1の値に複雑に作用する。例えば、残存Al厚さL1を0.01mm以上とするために適切な入熱の値は、各種の条件に応じて変化する。
A value (that is, heat input) represented by the product of the applied pressure of the
電極120の加圧力が1.4kN以上4.9kN以下の範囲内において、溶接電流と通電時間との積で表される値が54よりも小さい場合、残存Al厚さL1は大きくなる一方で、溶融Alナゲット51のナゲット径W1が小さくなりすぎ、充分な接合強度が得られない。また、溶接電流と通電時間との積で表される値が240よりも大きい場合、溶融Alナゲット51のナゲット径W1を大きくすることができる一方で、入熱が過大となり、溶融Alナゲット51が電極押圧面11に到達してしまう。
In the range where the applied pressure of the
上記スポット溶接工程では、60Hzの電源周波数の商用電源を用いる場合、初期加圧は、例えば35サイクルであり、ホールドは24サイクルである。初期加圧は、10サイクル以上であってよく、ホールドは、5サイクル以上であってよい。ホールドとは、電極120に通電後に、電極120を冷却しつつ該電極120を用いて被溶接材を加圧する鍛造加圧のことを意味している。
In the spot welding process, when a commercial power source with a power frequency of 60 Hz is used, the initial pressurization is, for example, 35 cycles and the hold is 24 cycles. The initial pressurization may be 10 cycles or more, and the hold may be 5 cycles or more. The term “hold” means forging pressurization in which a material to be welded is pressed using the
また、本実施形態の製造方法では、電極として前述のようなDR形の電極120(図2参照)を用いている。このような電極を用いるとともに、上述の条件にてスポット溶接を行う。このような本実施形態の製造方法によれば、アルミニウム材の板厚および材質、溶融アルミニウム系めっき鋼板の板厚、等が変化しても、残存Al厚さL1を0.01mm以上とすることができ、耐食性に優れた接合構造体1Aを製造することができる。そして、接合構造体1Aの接合強度を高くすることができ、例えば、十字引張試験の測定結果として0.8kN以上の接合強度を有する接合構造体を製造することができる。このような高い接合強度は、接合構造体1Aのナゲット径W1を大きくするとともに接合部2Aに特定の領域(中間領域60)が形成されることにより得られる効果である。
Further, in the manufacturing method of the present embodiment, the above-described DR-type electrode 120 (see FIG. 2) is used as the electrode. While using such an electrode, spot welding is performed under the above-described conditions. According to such a manufacturing method of this embodiment, even if the plate thickness and material of the aluminum material, the plate thickness of the hot-dip aluminum-based plated steel plate, and the like change, the remaining Al thickness L1 is set to 0.01 mm or more. Thus, the bonded
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the above embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
前記実施形態1では、2枚組の接合構造体について説明した。これに対して、本実施形態では、上述のアルミニウム材10および溶融アルミニウム系めっき鋼板30に加えて鋼材を含む、3枚組の接合構造体について説明する。なお、3枚組の接合構造体に限定されず、4枚組以上の接合構造体についても本発明の範疇に含まれる。本明細書において、溶融アルミニウム系めっき鋼板30における基材鋼板の板厚と、複数枚の鋼材のそれぞれの板厚と、を合計して得られる値を接合構造体における鋼材総板厚と称する。本発明の一態様における接合構造体は、鋼材総板厚の上限が4.3mmである。接合構造体は、鋼材総板厚が4.3mm以下となる範囲内であれば鋼材の枚数は特に限定されない。なお、鋼材総板厚が4.3mmを超えると、溶融アルミニウム系めっき鋼板30とその下の鋼材との間のナゲットが生成され難くなる。この場合、十字引張試験をすると、溶融アルミニウム系めっき鋼板30と鋼材との界面部分で破断し易く、0.8kN以上の十字引張強度が得られなくなる傾向にある。
In the first embodiment, the two-piece joined structure has been described. In contrast, in this embodiment, a three-piece joined structure including a steel material in addition to the
例えば、車両用部品を製造する場合、アルミニウム材と複数枚の鋼材とを溶接することを要する場合がある。アルミニウム材は、固有抵抗が低く熱伝導率が高いことから、比較的大きな溶接電流にて短時間に溶接することを要する。 For example, when manufacturing a vehicle component, it may be necessary to weld an aluminum material and a plurality of steel materials. Aluminum materials need to be welded in a short time with a relatively large welding current because of their low specific resistance and high thermal conductivity.
本実施形態の接合構造体は、アルミニウム材と溶融アルミニウム系めっき鋼板とにさらに加えて鋼材を積層して、それらを単相交流方式にてスポット溶接することにより異材接合された接合構造体である。単相交流方式のスポット溶接機を用いて、このような接合構造体を製造することについては、過去の実績がなく何ら知見が無かった。ましてや、鋼材が複数枚である場合については全く未知であった。 The bonded structure of the present embodiment is a bonded structure in which different materials are bonded by further laminating steel materials in addition to an aluminum material and a molten aluminum-based plated steel sheet and spot welding them by a single-phase alternating current method. . About manufacturing such a joining structure using the spot welding machine of a single phase alternating current system, there was no past result and there was no knowledge. Moreover, the case where there are a plurality of steel materials was completely unknown.
(接合構造体)
本実施形態の接合構造体1Bおよび接合部2Bについて、図7および図8を用いて説明する。図7は、本発明の実施形態2における接合構造体1Bの接合部2Bを模式的に示す断面図である。図8は、接合構造体1Bにおける残存Al厚さL1を測定する方法について説明するための図である。
(Joint structure)
A bonded
本実施形態における接合構造体1Bは、鋼材20に対して、溶融アルミニウム系めっき鋼板30およびアルミニウム材10がこの順に積層されてスポット溶接されることにより製造される。
The bonded structure 1 </ b> B in the present embodiment is manufactured by laminating a molten aluminum-based plated
(鋼材)
例えば自動車分野では、適材適所に材料の強度を変更して車体が組み立てられており、一般的な材料強度を有するSPC270級よりも高い強度のSPC440級やSPC590級が使用されていることがある。鋼材20の鋼種および板厚は、鋼材20として求められる強度に応じて適宜設定されてよく、特に限定されない。
(Steel)
For example, in the automotive field, the body is assembled by changing the strength of the material at the right place, and the SPC 440 class and SPC 590 class having higher strength than the SPC 270 class having general material strength may be used. The steel type and thickness of the
鋼材20は、一般冷延鋼板、特殊冷延鋼板、高強度鋼板、熱延鋼板、等であってよく、めっき鋼板であってもよい。鋼材20は、例えば、SPC270C、SPC270D、SPC440、SPC590、合金化亜鉛めっき鋼板(GA鋼板)、等であってもよい。鋼材20の板厚は、例えば、0.8mm〜1.4mmの範囲内である。
The
(接合部)
図7に示すように、接合構造体1Bの接合部2Bには、溶融Alナゲット(第1ナゲット)51と、溶融アルミニウム系めっき鋼板30と鋼材20とを接合する下部ナゲット(第2ナゲット)52とが形成されている。図7に示す断面図において、下部ナゲット52は、溶融アルミニウム系めっき鋼板30および鋼材20との境界部に形成されており、それらの両方に拡がる楕円状に形成されている。
(Joint part)
As shown in FIG. 7, a molten Al nugget (first nugget) 51, a lower nugget (second nugget) 52 that joins the molten aluminum-based plated
下部ナゲット52は、通電によって溶融アルミニウム系めっき鋼板30と鋼材20との境界面が抵抗加熱され、Feの融点まで昇温することにより溶融した鉄が凝固することにより形成される。
The
3枚組の接合構造体1Bについて、溶融Alナゲット51および下部ナゲット52の両方を所望の接合強度を満たすように形成することは容易ではない。これは、鉄とアルミニウムとの融点の違いに起因して、スポット溶接時における2つのナゲットの挙動が異なるためである。
It is not easy to form both the
本発明者らは、鋭意検討の結果、3枚組の接合構造体1Bが高い接合強度を有するために、接合部2Bに求められる以下の要件を見出した。
As a result of intensive studies, the present inventors have found the following requirements for the
すなわち、本実施形態の接合構造体1Bは、下部ナゲット52のナゲット径W2に対する溶融Alナゲット51のナゲット径W1の比(W1/W2の比)が、1.1以上2.0以下となっている。ここで、下部ナゲット52の楕円形状における長軸の長さを下部ナゲット径W2とする。
That is, in the bonded
下部ナゲット52のナゲット径W2は、前述の溶融Alナゲット51のナゲット径W1と同様に測定することができる。すなわち、接合構造体1Bにおける下部ナゲット52の大きさ(周囲の物質との境界)は、例えば、図7に示すような断面を撮像した電子顕微鏡写真を用いて視覚的に規定することができる。
The nugget diameter W2 of the
なお、下部ナゲット52は、図7に示すような楕円形状であるとは限らない。そのため、下部ナゲット52の下部ナゲット径W2は、より詳細には以下のように定義される。すなわち、下部ナゲット径W2は、溶融アルミニウム系めっき鋼板30と鋼材20とが当接する界面上における、下部ナゲット52と溶融アルミニウム系めっき鋼板30の表面との境界の一方から他方までの長さである。
The
上記W1/W2の比が1.1未満の場合、スポット溶接時の入熱が大きいことによって溶融Alナゲット51のナゲット径W1が大きくなりすぎ、アルミニウム材10が大きく減肉する。そのため、十字引張試験の測定結果として0.8kN未満の接合強度を有する接合構造体となり得る。つまり、スポット溶接時の入熱を大きくすると、ナゲット径W1が大きくなる一方でアルミニウム材10が減肉することにより、電極押圧面11の部分にてアルミニウム材10が破断し易くなる。
When the ratio of W1 / W2 is less than 1.1, the heat input at the time of spot welding is large, so that the nugget diameter W1 of the
他方、上記比が2.0を超える場合、スポット溶接時の入熱が小さく、下部ナゲット52のナゲット径が十分に大きくならない。そのため、接合構造体は、十字引張試験において下部ナゲット52の部分で破断しやすく接合強度が0.8kN未満となり得る。
On the other hand, when the ratio exceeds 2.0, the heat input during spot welding is small, and the nugget diameter of the
また、図8に示すように、本実施形態の接合構造体1Bは、溶融Alナゲット51の上部にアルミニウム材10が残存している。溶融Alナゲット51の外縁部と、アルミニウム材10の電極押圧面11との間の最短距離を残存Al厚さL1とする。本実施形態の接合構造体1Aは、残存Al厚さL1が0.01mm以上である。
As shown in FIG. 8, in the bonded structure 1 </ b> B of the present embodiment, the
(接合構造体の製造方法)
本実施形態における接合構造体1Bの製造方法は、鋼材20に対して、溶融アルミニウム系めっき鋼板30およびアルミニウム材10がこの順に積層して、単相交流方式のスポット溶接機100を用いてスポット溶接するスポット溶接工程を含む。
(Method of manufacturing a joined structure)
In the manufacturing method of the bonded
上記スポット溶接工程では、電極120の加圧力が1.4kN以上4.9kN以下であり、溶接電流と通電時間との積で表される値が54以上240以下の範囲内となるように制御される。そして、残存Al厚さL1が本発明の範囲内となるように、アルミニウム材10と溶融アルミニウム系めっき鋼板30とを単相交流方式にてスポット溶接する。
In the spot welding process, the pressure applied to the
これにより、3枚組の接合構造体1Bにおいても、残存Al厚さL1を0.01mm以上とすることができ、耐食性に優れた接合構造体を製造することができる。そして、接合構造体1Bの接合強度を高くすることができ、例えば、十字引張試験の測定結果として0.8kN以上の接合強度を有する接合構造体を製造することができる。
As a result, even in the triple bonded
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図9を用いて以下に説明する。なお、本実施形態にて説明すること以外の構成は、前記実施形態1および実施形態2と同じである。図9は、本実施形態における接合構造体1Cの接合部2Cを模式的に示す断面図である。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first and second embodiments. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a joint portion 2C of the joint structure 1C in the present embodiment.
前記実施形態2では、3枚組の接合構造体1Bについて説明した。これに対して、本実施形態の接合構造体1Cは、鋼材20に加えて鋼材21を含む、4枚組の接合構造体となっている。
In the second embodiment, the three-piece joined
図9に示すように、本実施形態の接合構造体1Cは、鋼材21と鋼材20と溶融アルミニウム系めっき鋼板30とアルミニウム材10とが、この順に重ね合わせて積層され、各板材が積層した状態にて単相交流方式のスポット溶接機100を用いてスポット溶接することにより形成される。
As shown in FIG. 9, in the bonded structure 1 </ b> C of the present embodiment, the
鋼材21と鋼材20とは、互いに同じ鋼種であってもよく、互いに異なる鋼種であってもよい。また、互いに同じ板厚であってもよく、互いに異なる板厚であってもよい。鋼材21の板厚は、例えば、0.8mm〜1.4mmの範囲内である。
The
接合構造体1Cの接合部2Cは、鋼材21、鋼材20、および溶融アルミニウム系めっき鋼板30に拡がる下部ナゲット55が形成されている。
A
この場合、溶融アルミニウム系めっき鋼板30と鋼材20とが当接する界面上における、下部ナゲット55と溶融アルミニウム系めっき鋼板30の表面との境界の一方から他方までの長さをナゲット径(第1鋼ナゲット径)W2とする。また、鋼材20と鋼材21とが当接する界面上における、下部ナゲット55と鋼材20(または鋼材21)の表面との境界の一方から他方までの長さを第2鋼ナゲット径W3とする。
In this case, the length from one side of the boundary between the
本実施形態の接合構造体1Cは、W1/W2の比が1.1〜2.0となっている。第2鋼ナゲット径W3の長さは、接合構造体1Cの接合強度に対する影響が小さい。また、接合構造体1Cは、溶融Alナゲット51と基材鋼板31との接合界面に中間領域60が形成されている。
In the bonded structure 1C of the present embodiment, the ratio W1 / W2 is 1.1 to 2.0. The length of the second steel nugget diameter W3 has little influence on the bonding strength of the bonded structure 1C. In the bonded structure 1 </ b> C, an
残存Al厚さL1が本発明の範囲内となるように、鋼材21と鋼材20と溶融アルミニウム系めっき鋼板30とアルミニウム材10とを単相交流方式にてスポット溶接する。
The
これにより、4枚組の接合構造体1Cにおいても、残存Al厚さL1を0.01mm以上とすることができ、耐食性に優れた接合構造体を製造することができる。そして、例えば、十字引張試験の測定結果として0.8kN以上の接合強度を有する接合構造体1Cを製造することができる。 Thereby, also in 1 C of 4 sets of joining structures, residual Al thickness L1 can be 0.01 mm or more, and the joining structure excellent in corrosion resistance can be manufactured. For example, a bonded structure 1C having a bonding strength of 0.8 kN or more can be manufactured as a measurement result of the cross tension test.
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について、図10を用いて以下に説明する。なお、本実施形態にて説明すること以外の構成は、前記実施形態1〜3と同じである。図10は、本実施形態における接合構造体1Dの接合部2Dを模式的に示す断面図である。
[Embodiment 4]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first to third embodiments. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a joint 2D of the joint structure 1D in the present embodiment.
前記実施形態3では、4枚組の接合構造体1Cについて説明した。これに対して、本実施形態の接合構造体1Dは、鋼材20および鋼材21に加えて鋼材22を含む、5枚組の接合構造体となっている。
In the third embodiment, the four-piece joined structure 1C has been described. On the other hand, the joined structure 1D of the present embodiment is a five-piece joined structure including the
図10に示すように、接合構造体1Dは、鋼材22、鋼材21、鋼材20、溶融アルミニウム系めっき鋼板30、およびアルミニウム材10が、この順に重ね合わせて積層され、各板材が積層した状態にて単相交流方式のスポット溶接機100を用いてスポット溶接することにより形成される。
As shown in FIG. 10, the bonded structure 1 </ b> D includes a
鋼材22、鋼材21、および鋼材20は、それぞれが同じ鋼種であってもよく、それぞれ異なる鋼種であってもよい。また、それぞれが同じ板厚であってもよく、それぞれ異なる板厚であってもよい。鋼材22の板厚は、例えば、0.8mm〜1.4mmの範囲内である。
The
接合構造体1Dの接合部2Dは、鋼材22、鋼材21、鋼材20、および溶融アルミニウム系めっき鋼板30に拡がる下部ナゲット58が形成されている。鋼材21と鋼材22とが当接する界面上における、下部ナゲット58と鋼材21(または鋼材22)の表面との境界の一方から他方までの長さを第3鋼ナゲット径W4とする。
A
接合構造体1Dは、W1/W2の比が1.1〜2.0となっている。第2鋼ナゲット径W3および第3鋼ナゲット径W4の長さは、接合構造体1Dの接合強度に対する影響が小さい。また、接合構造体1Dは、溶融Alナゲット51と基材鋼板31との接合界面に中間領域60が形成されている。
In the bonded structure 1D, the ratio W1 / W2 is 1.1 to 2.0. The lengths of the second steel nugget diameter W3 and the third steel nugget diameter W4 have a small influence on the bonding strength of the bonded structure 1D. In the bonded structure 1 </ b> D, an
残存Al厚さL1が本発明の範囲内となるように、鋼材22と鋼材21と鋼材20と溶融アルミニウム系めっき鋼板30とアルミニウム材10とを単相交流方式にてスポット溶接する。
The
これにより、5枚組の接合構造体1Dにおいても、残存Al厚さL1を0.01mm以上とすることができ、耐食性に優れた接合構造体を製造することができる。そして、例えば、十字引張試験の測定結果として0.8kN以上の接合強度を有する接合構造体1Dを製造することができる。 As a result, even in the five-piece bonded structure 1D, the remaining Al thickness L1 can be set to 0.01 mm or more, and a bonded structure excellent in corrosion resistance can be manufactured. For example, a bonded structure 1D having a bonding strength of 0.8 kN or more can be manufactured as a measurement result of a cross tension test.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
以下、実施例および比較例により、本発明の接合構造体についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定するものではない。 Hereinafter, the bonded structure of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
〔スポット溶接機〕
以下に示す例では、前述のスポット溶接機100を用いてスポット溶接を行った。初期加圧は35サイクル、ホールドは24サイクルとした。商用電源として、60Hzの電源周波数のものを用いた。電極120として、φ16mmDR、先端R40mm、先端径6mmのDR形の電極チップ(図2参照)を用いた。
[Spot welder]
In the example shown below, spot welding was performed using the
〔十字引張試験〕
図11は、十字引張試験について説明するための模式図であって、(a)は接合構造体の平面図であり、(b)は接合構造体の断面図である。ここでは、4枚組の接合構造体について示している。
(Cross tension test)
FIGS. 11A and 11B are schematic diagrams for explaining the cross tension test, in which FIG. 11A is a plan view of the joined structure, and FIG. 11B is a cross-sectional view of the joined structure. Here, a four-piece joined structure is shown.
図11の(a)および(b)に示すように、鋼材21および鋼材20を積層するとともに、その上に溶融アルミニウム系めっき鋼板30およびアルミニウム材10をこの順に積層する。アルミニウム材10として、幅W10が50mm、長さL10が150mmのものを用いている。また、溶融アルミニウム系めっき鋼板30、鋼材20、および鋼材21も同様に、50mm×150mmのものを用いている。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the
溶融アルミニウム系めっき鋼板30とアルミニウム材10とは互いに十字になるように積層する。そして、溶接点3に電極をあててスポット溶接する。これにより、接合構造体を形成する。
The molten aluminum-based plated
接合構造体のアルミニウム材10に上方向の力を与えるとともに、溶融アルミニウム系めっき鋼板30に下方向の力を与えることにより、十字引張試験を行う。これにより、十字引張強度(kN)を評価した。十字引張強度が0.8kN以上を合格と判定し、○評価とした。十字引張試験は、JIS Z 3137に準拠して行った。
A cross tension test is performed by applying an upward force to the
〔断面観察〕
製造した接合構造体のそれぞれを、溶接部の中心が観察できるようエポキシ樹脂に埋め込み、研磨処理を行った。研磨処理後、3%NaOH水溶液でエッチングを行い、次いで3%の硝酸を溶かしたエタノールで更にエッチングを行った。これにより、溶接部におけるナゲット径の測定を可能にした。光学顕微鏡を用いて断面観察することにより、アルミニウム溶融ナゲットおよび鋼材溶融ナゲットのナゲット径、並びに残存Al厚さL1を測定した。
[Cross-section observation]
Each of the manufactured bonded structures was embedded in an epoxy resin so that the center of the welded portion could be observed, and was polished. After the polishing treatment, etching was performed with 3% NaOH aqueous solution, and further etching was performed with ethanol in which 3% nitric acid was dissolved. This made it possible to measure the nugget diameter at the weld. By observing the cross section using an optical microscope, the nugget diameter of the aluminum molten nugget and the steel molten nugget and the remaining Al thickness L1 were measured.
〔耐食性〕
製造した接合構造体のそれぞれについて、JIS Z2371:2000に規定される、塩水噴霧試験(SST)を行い、白錆発生時間を測定した。以下の基準で接合構造体の耐食性を評価し、○評価を合格と判定した。
[Corrosion resistance]
About each of the manufactured joining structure, the salt spray test (SST) prescribed | regulated to JISZ2371: 2000 was done, and white rust generation | occurrence | production time was measured. The corrosion resistance of the bonded structure was evaluated according to the following criteria, and the evaluation was determined to be acceptable.
○:10時間で白錆発生無し
×:10時間で白錆発生有り。
○: No white rust generated in 10 hours ×: White rust generated in 10 hours.
(実施例1:2枚組)
板厚1.0mmのアルミニウム合金6022または板厚1.0mm若しくは3.0mmのアルミニウム合金5052(アルミニウム材)と、板厚0.5mm、1.0mm、または1.6mmの溶融アルミニウム系めっき鋼板と、を積層して、下記表1または表2に示す条件にてスポット溶接した。そして、各試料について、断面観察、十字引張試験、および塩水噴霧試験を行った。
(Example 1: 2 sheets)
An aluminum alloy 6022 having a plate thickness of 1.0 mm, an aluminum alloy 5052 having a plate thickness of 1.0 mm or 3.0 mm (aluminum material), a hot-dip aluminum-based plated steel plate having a plate thickness of 0.5 mm, 1.0 mm, or 1.6 mm Were spot welded under the conditions shown in Table 1 or Table 2 below. And about each sample, the cross-sectional observation, the cross tension test, and the salt spray test were done.
溶融アルミニウム系めっき鋼板として、前述の溶融アルミニウム系めっき鋼板30を用いた。そのため、基材鋼板中に所定量のNを含有しており、溶融アルミニウム系めっき鋼板は、N濃縮層を含む。このことは、以下の他の実施例の説明においても同様である。
As the molten aluminum-based plated steel sheet, the aforementioned molten aluminum-based plated
アルミニウム材としてアルミニウム合金6022を用いた場合の結果を表1に示す。なお、下表1に記載のAl溶融ナゲット径は、図4を用いて上述した溶融Alナゲット51のナゲット径W1に対応し、溶融Alナゲット最上部からアルミニウム合金の表層までの距離は、残存Al厚さL1に対応している。このことは以下の他の実施例の説明においても同様である。
Table 1 shows the results when aluminum alloy 6022 is used as the aluminum material. In addition, the Al molten nugget diameter described in Table 1 below corresponds to the nugget diameter W1 of the
表1のNo.1〜6に示すように、残存Al厚さL1が本発明の範囲内の実施例の接合構造体は、優れた耐食性を示すとともに、優れた十字引張強度を示した。 No. in Table 1 As shown to 1-6, the joining structure body of the Example whose residual Al thickness L1 is in the range of this invention showed the outstanding cross tensile strength while showing the outstanding corrosion resistance.
これに対し、アルミニウム材の溶融ナゲットが該アルミニウム材の表層に達している比較例No.7〜9では、十字引張強度に優れているが、耐食性に劣る。 On the other hand, the comparative example No. in which the molten nugget of the aluminum material reaches the surface layer of the aluminum material. In 7-9, although it is excellent in cross tensile strength, it is inferior to corrosion resistance.
また、アルミニウム材としてアルミニウム合金5052を用いた場合の結果を表2に示す。 Table 2 shows the results when aluminum alloy 5052 is used as the aluminum material.
表2のNo.11〜14に示すように、残存Al厚さL1が本発明の範囲内の実施例の接合構造体は、優れた耐食性を示すとともに、優れた十字引張強度を示した。 No. in Table 2 As shown to 11-14, the joining structure body of the Example whose residual Al thickness L1 is within the range of the present invention showed excellent corrosion resistance and excellent cross tensile strength.
これに対し、アルミニウム材の溶融ナゲットが該アルミニウム材の表層に達している比較例No.15、16では、十字引張強度に優れているが、耐食性に劣る。 On the other hand, the comparative example No. in which the molten nugget of the aluminum material reaches the surface layer of the aluminum material. 15 and 16 are excellent in cross tensile strength but inferior in corrosion resistance.
また、実施例No.14および比較例No.16から、以下のことがわかる。すなわち、アルミニウム材の板厚が3mmと厚い場合であっても、スポット溶接時の入熱が特定の値よりも高くなると、アルミニウム材の溶融ナゲットが該アルミニウム材の表層に達し、耐食性が低下し得る。 In addition, Example No. 14 and Comparative Example No. 16 shows the following. That is, even when the thickness of the aluminum material is as thick as 3 mm, when the heat input during spot welding becomes higher than a specific value, the molten nugget of the aluminum material reaches the surface layer of the aluminum material and the corrosion resistance decreases. obtain.
(実施例2:3枚組)
板厚1.2mmのアルミニウム合金(アルミニウム材)と、板厚0.5mmの溶融アルミニウム系めっき鋼板と、板厚0.8mm〜1.4mmの各種の鋼種の鋼材とを積層して、下記表3に示す条件にてスポット溶接した。鋼板総板厚は1.3mm〜1.9mmとした。なお、下表3に記載の鋼材溶融ナゲット径は、下部ナゲット52のナゲット径W2に対応している。アルミニウム材としてアルミニウム合金6022を用いた。
(Example 2: 3-disc set)
An aluminum alloy (aluminum material) having a plate thickness of 1.2 mm, a molten aluminum-based plated steel plate having a plate thickness of 0.5 mm, and steel materials of various steel types having a plate thickness of 0.8 mm to 1.4 mm are laminated. Spot welding was performed under the conditions shown in FIG. The total steel plate thickness was 1.3 mm to 1.9 mm. The steel melt nugget diameter shown in Table 3 below corresponds to the nugget diameter W2 of the
表3のNo.21〜34に示すように、残存Al厚さL1が本発明の範囲内の実施例の接合構造体は、優れた耐食性を示すとともに、優れた十字引張強度を示した。 No. in Table 3 As shown to 21-34, the joining structure body of the Example whose residual Al thickness L1 is in the range of this invention showed the outstanding cross tensile strength while showing the outstanding corrosion resistance.
これに対し、アルミニウム材の溶融ナゲットが該アルミニウム材の表層に達している比較例No.35、36では、十字引張強度に優れているが、耐食性に劣る。 On the other hand, the comparative example No. in which the molten nugget of the aluminum material reaches the surface layer of the aluminum material. 35 and 36 are excellent in cross tensile strength but inferior in corrosion resistance.
(実施例3:4枚組)
板厚1.2mmのアルミニウム合金(アルミニウム材)と、板厚0.5mmの溶融アルミニウム系めっき鋼板と、板厚0.8mmのGA鋼板(第1の鋼材)と、板厚1.0mmの各種の鋼種の第2の鋼材とを積層して、下記表4に示す条件にてスポット溶接した。鋼板総板厚は2.3mmとした。アルミニウム材としてアルミニウム合金6022を用いた。
(Example 3: 4-disc set)
An aluminum alloy (aluminum material) having a thickness of 1.2 mm, a hot-dip aluminum-based plated steel plate having a thickness of 0.5 mm, a GA steel plate having a thickness of 0.8 mm (first steel material), and various types having a thickness of 1.0 mm A second steel material of the above steel type was laminated and spot welded under the conditions shown in Table 4 below. The total thickness of the steel plate was 2.3 mm. Aluminum alloy 6022 was used as the aluminum material.
4枚組の接合構造体では、(i)溶融Alナゲットの径と、(ii)溶融アルミニウム系めっき鋼板と該鋼板に隣接する鋼材との間における鋼材溶融ナゲットの径(前述のナゲット径W2に相当)と、を用いてナゲット径の比を算出した。 In a four-piece joined structure, (i) the diameter of the molten Al nugget, and (ii) the diameter of the molten steel nugget between the molten aluminum-based plated steel sheet and the steel material adjacent to the steel sheet (in the above-described nugget diameter W2) The ratio of the nugget diameter was calculated using
表4のNo.41〜44に示すように、残存Al厚さL1およびナゲット径の比が本発明の範囲内の実施例の接合構造体は、優れた耐食性を示すとともに、優れた十字引張強度を示した。 No. in Table 4 As shown to 41-44, the joining structure of the Example whose ratio of residual Al thickness L1 and nugget diameter is in the range of the present invention showed the outstanding cross tensile strength while showing the excellent corrosion resistance.
(実施例4:5枚組)
板厚1.2mmのアルミニウム合金(アルミニウム材)と、板厚0.5mmの溶融アルミニウム系めっき鋼板と、3枚の鋼材とを積層して、下記表5に示す条件にてスポット溶接した。上記3枚の鋼材は、板厚0.8mmまたは1.4mmの各種の鋼種の第1の鋼材、板厚1.0mmの各種の鋼種の第2の鋼材、および板厚1.0mmまたは1.4mmの各種の鋼種の第3の鋼材である。鋼板総板厚は3.3mmまたは4.3mmとした。アルミニウム材としてアルミニウム合金6022を用いた。
(Example 4: 5-disc set)
An aluminum alloy (aluminum material) having a plate thickness of 1.2 mm, a molten aluminum-based plated steel plate having a plate thickness of 0.5 mm, and three steel materials were laminated and spot-welded under the conditions shown in Table 5 below. The three steel materials are a first steel material of various steel types with a plate thickness of 0.8 mm or 1.4 mm, a second steel material of various steel types with a plate thickness of 1.0 mm, and a plate thickness of 1.0 mm or 1. It is a third steel material of various steel types of 4 mm. The total steel plate thickness was 3.3 mm or 4.3 mm. Aluminum alloy 6022 was used as the aluminum material.
5枚組の接合構造体の場合も、4枚組の場合と同様に、(i)溶融Alナゲットの径と、(ii)溶融アルミニウム系めっき鋼板と該鋼板に隣接する鋼材との間に形成される鋼材溶融ナゲットの径(前述のナゲット径W2に相当)と、を用いてナゲット径の比を算出した。 In the case of a five-piece bonded structure, as in the case of the four-sheet set, it is formed between (i) the diameter of the molten Al nugget and (ii) the molten aluminum-based plated steel sheet and the steel material adjacent to the steel sheet. The ratio of the nugget diameter was calculated using the diameter of the steel material melted nugget (corresponding to the aforementioned nugget diameter W2).
表5のNo.51〜56に示すように、残存Al厚さL1およびナゲット径の比が本発明の範囲内の実施例の接合構造体は、優れた耐食性を示すとともに、優れた十字引張強度を示した。 No. in Table 5 As shown to 51-56, the joining structure of the Example in which the ratio of residual Al thickness L1 and nugget diameter is within the range of the present invention showed excellent corrosion resistance and excellent cross tensile strength.
1A〜1D 接合構造体
2A〜2D 接合部
10 アルミニウム材
11 電極押圧面(第1表面)
20 鋼材
30 溶融アルミニウム系めっき鋼板
31 基材鋼板(下地鋼)
34 N濃縮層
51 溶融Alナゲット(第1ナゲット)
52 下部ナゲット(第2ナゲット)
120 電極
1A-
20
34 N enriched
52 Lower nugget (second nugget)
120 electrodes
Claims (4)
前記アルミニウム材と前記溶融アルミニウム系めっき鋼板との境界部にアルミニウムの溶融ナゲットが形成されており、
前記アルミニウム材の前記溶融アルミニウム系めっき鋼板と対向する側の面とは反対側の面を第1表面とし、
前記溶融ナゲットの外縁部と、前記アルミニウム材の第1表面との間の最短距離が0.01mm以上であることを特徴とする接合構造体。 A joined structure joined by spot welding an aluminum material and a molten aluminum-based plated steel sheet,
A molten nugget of aluminum is formed at the boundary between the aluminum material and the molten aluminum-based plated steel sheet,
The surface of the aluminum material opposite to the surface facing the molten aluminum-based plated steel sheet is the first surface,
The joining structure characterized by the shortest distance between the outer edge part of the said fusion | melting nugget and the 1st surface of the said aluminum material being 0.01 mm or more.
前記溶融ナゲットを第1ナゲットとし、前記溶融アルミニウム系めっき鋼板と前記鋼材との境界部に形成されるナゲットを第2ナゲットとすると、
前記第2ナゲットのナゲット径に対する前記第1ナゲットのナゲット径の比が1.1以上2.0以下であることを特徴とする請求項1に記載の接合構造体。 The aluminum material and the molten aluminum-based plated steel sheet are laminated in this order with respect to the steel material and spot-welded, so that the steel material, the molten aluminum-based plated steel sheet and the aluminum material are joined,
When the molten nugget is a first nugget and the nugget formed at the boundary between the molten aluminum-based plated steel sheet and the steel material is a second nugget,
2. The bonded structure according to claim 1, wherein a ratio of a nugget diameter of the first nugget to a nugget diameter of the second nugget is 1.1 or more and 2.0 or less.
前記アルミニウム材の、前記溶融アルミニウム系めっき鋼板と対向する側の面とは反対側の面を第1表面とし、
前記スポット溶接工程では、
電極の加圧力が1.4kN以上4.9kN以下であり、溶接電流と通電時間との積で表される値が54以上240以下の範囲内であり、
前記アルミニウム材と前記溶融アルミニウム系めっき鋼板との境界部に形成される溶融ナゲットの外縁部と、前記アルミニウム材の第1表面との間の最短距離が0.01mm以上となるように、単相交流方式にて、前記アルミニウム材と前記溶融アルミニウム系めっき鋼板とをスポット溶接することを特徴とする接合構造体の製造方法。 A method for manufacturing a joined structure including a spot welding step of spot welding an aluminum material and a molten aluminum-based plated steel sheet,
The surface of the aluminum material opposite to the surface facing the molten aluminum-based plated steel sheet is the first surface,
In the spot welding process,
The pressure of the electrode is 1.4 kN or more and 4.9 kN or less, and the value represented by the product of the welding current and the energization time is in the range of 54 or more and 240 or less,
Single phase so that the shortest distance between the outer edge of the molten nugget formed at the boundary between the aluminum material and the molten aluminum-based plated steel sheet and the first surface of the aluminum material is 0.01 mm or more. A method for manufacturing a joint structure, characterized by spot welding the aluminum material and the molten aluminum-based plated steel sheet by an alternating current method.
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