JP2022000315A - ウェルドボンド継手の製造方法 - Google Patents
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[1] 鋼板とアルミニウム板を2枚以上重ね合わせてウェルドボンド接合されたウェルドボンド継手であって、
鋼板とアルミニウム板の重ね合わせ面に溶接部と、硬化した接着剤とを有し、
前記溶接部を構成する前記アルミニウム板のナゲットは、接着剤を塗布する前の前記アルミニウム板に比べて、Si、CuおよびZnのうちから選択される1種または2種以上の含有量の合計が0.1%以上増加していることを特徴とするウェルドボンド継手。
[2] 前記接着剤に、純金属または合金が予め含有されていることを特徴とする[1]に記載のウェルドボンド継手。
[3] 前記純金属または前記合金の融点が、1200℃以下であることを特徴とする[2]に記載のウェルドボンド継手。
[4] 前記純金属または前記合金の金属元素が、Si、CuおよびZnのうちから選択される1種または2種以上であることを特徴とする[2]または[3]に記載のウェルドボンド継手。
[5] 鋼板とアルミニウム板の重ね合わせ面のうち少なくとも1つの界面に予め接着剤を塗布し、
アルミニウム板が最外層に配置されるように、鋼板とアルミニウム板を2枚以上重ね合わせ、
その後、重ね合わせた鋼板とアルミニウム板を一対の電極で挟み、加圧しながら通電する抵抗スポット溶接を施して溶接部を形成し、ウェルドボンド接合するウェルドボンド継手の製造方法であって、
前記溶接部を構成する前記アルミニウム板のナゲットは、前記接着剤を塗布する前の前記アルミニウム板に比べて、Si、CuおよびZnのうちから選択される1種または2種以上の含有量の合計が0.1%以上増加していることを特徴とするウェルドボンド継手の製造方法。
[6] 前記接着剤に、純金属または合金が予め含有されていることを特徴とする[5]に記載のウェルドボンド継手の製造方法。
[7] 前記純金属または前記合金の融点が、1200℃以下であることを特徴とする[6]に記載のウェルドボンド継手の製造方法。
[8] 前記純金属または前記合金の金属元素が、Si、CuおよびZnのうちから選択される1種または2種以上であることを特徴とする[6]または[7]に記載のウェルドボンド継手の製造方法。
また、本発明のウェルドボンド継手1は、接着剤4に純金属または合金を予め含有することができる。
さらに、接着剤4に含有される純金属または合金の融点は、1200℃以下とすることができる。さらにまた、純金属または合金の金属元素は、Si、CuおよびZnのうちから選択される1種または2種以上とすることができる。
接着剤4は、鋼板2およびアルミニウム板3を2枚以上重ね合わせる場合、重ね合わせる鋼板2およびアルミニウム板3のいずれか一方の板の接合面に塗布しても、両方の板の接合面に塗布してもよい。接着剤は、自動車分野等で一般的に使用されるエポキシ樹脂を用いる。
本発明の溶接部7は、図2に示すように、鋼板2とアルミニウム板3の接合面(界面)の両側に形成される。ここでは、この接合面において、アルミニウム板3側に形成されるナゲットを「アルミニウム板のナゲット7a」と称し、鋼板2側に形成されるナゲットを「鋼板のナゲット7b」と称する。
本発明の溶接部7を構成するアルミニウム板のナゲット7aは、接着剤4を塗布する前のアルミニウム板3に比べて、Si、CuおよびZnのうちから選択される1種または2種以上の含有量の合計が0.1%以上増加している。
本発明では、鋼板の特性は特に限定されないが、自動車組立工程に実用する観点より、引張強さTSが3000MPa以下の鋼板とすることが好ましい。引張強さTSが3000MPa超えでは、溶接性の劣化や、プレス加工等が困難になる恐れがあり、実用的ではない。
[ アルミニウム板 ]
本発明のウェルドボンド継手1に用いるアルミニウム板は、特に限定されないが、自動車組立工程に実用する観点より、例えば、5000系アルミニウム合金板、6000系アルミニウム合金板が好ましい。板厚は、0.3mm以上5.0mm以下とすることが好ましい。
本発明の溶接条件として、溶接電流(kA)および通電時間(ms)の通電パターンは特に制限されない。また、溶接中の加圧力(kN)も特に制限されないため、加圧力を溶接中および溶接前後に変化させてもよい。一方、溶接中の抵抗値および電圧値といったパラメータを監視し、その変動に応じて溶接電流や通電時間を変化させる制御方法を用いても何ら問題無い。
溶接電流は3〜50kAとすることが好ましい。3kA未満では発熱不足による接合不良が懸念される。一方、50kA超えでは入熱過多により溶接欠陥の発生が懸念される。
通電時間は1〜2000msとすることが好ましい。1ms未満では発熱不足による接合不良が懸念される。一方、2000ms超えでは入熱過多により溶接欠陥の発生が懸念される。
本発明では、一対の電極(上電極6および下電極5)は、上下電極5、6の材質や先端の形状も特に限定されない。上記した溶接部7を形成する観点より、上下電極5、6の先端径と先端曲率半径は、例えば、図3に示したようにJIS C 9304:1999に記載ものを用いることができる。上下電極5、6の一例として、図3(A)には各電極の先端がフラット形状(すなわち、先端曲率半径が無限大のもの)のものを示し、図3(B)および図3(C)には各電極の先端が凸型形状のものをそれぞれ示す。図3(B)、(C)に示した先端曲率半径rはドーム部の曲率半径を指し、先端曲率半径Rは電極先端の曲率半径を指す。なお、上下電極5、6は、同じ形状でも良いし、互いに異なる形状のものを用いても良い。
2 鋼板
3 アルミニウム鋼板
4 接着剤
5 下側電極
6 上側電極
7 溶接部(ナゲット)
7a アルミニウム板のナゲット
7b 鋼板のナゲット
Claims (3)
- 鋼板とアルミニウム板の重ね合わせ面のうち少なくとも1つの界面に、純金属または合金が予め含有された接着剤を塗布し、
アルミニウム板が最外層に配置されるように、鋼板とアルミニウム板を2枚以上重ね合わせ、
その後、重ね合わせた鋼板とアルミニウム板を一対の電極で挟み、加圧しながら通電する抵抗スポット溶接を施して溶接部を形成し、ウェルドボンド接合するウェルドボンド継手の製造方法であって、
前記溶接部を構成する前記アルミニウム板のナゲットは、前記接着剤を塗布する前の前記アルミニウム板に比べて、Siの含有量が0.1%以上増加していることを特徴とするウェルドボンド継手の製造方法。 - 前記純金属または前記合金の融点が、1200℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のウェルドボンド継手の製造方法。
- 前記純金属または前記合金の金属元素が、Siであることを特徴とする請求項1または2に記載のウェルドボンド継手の製造方法。
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