JP3323263B2 - 抵抗溶接によって接合されるアルミニウム材 - Google Patents
抵抗溶接によって接合されるアルミニウム材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の外板な
どに使用されるアルミニウム又はアルミニウム合金板と
いったような抵抗溶接によって接合されるアルミニウム
材に関するものである。
どに使用されるアルミニウム又はアルミニウム合金板と
いったような抵抗溶接によって接合されるアルミニウム
材に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】近年、自動車の燃費向上の観点から車体
の計量化が求められており、これに伴い車体構成材料を
鋼材からアルミニウム又はアルミニウム合金（以下、ア
ルミニウム）材に変更することが提案されており、スポ
ーツカータイプのものでは実用化も図られている。そし
て、その人気は格段のものが有る。
の計量化が求められており、これに伴い車体構成材料を
鋼材からアルミニウム又はアルミニウム合金（以下、ア
ルミニウム）材に変更することが提案されており、スポ
ーツカータイプのものでは実用化も図られている。そし
て、その人気は格段のものが有る。
【０００３】ところで、アルミニウム材の板を車体に組
み立てるには、鋼板の場合と同様に電気抵抗スポット溶
接（以下、抵抗溶接）を行う必要が有る。しかしなが
ら、アルミニウム材は、鋼材に比べて 電気抵抗が低い、 熱電導が高い といった特性を有していることから、抵抗発熱が少な
く、抵抗溶接に際して溶接電流を約３倍程度も多く流す
必要が有ると言われている。
み立てるには、鋼板の場合と同様に電気抵抗スポット溶
接（以下、抵抗溶接）を行う必要が有る。しかしなが
ら、アルミニウム材は、鋼材に比べて 電気抵抗が低い、 熱電導が高い といった特性を有していることから、抵抗発熱が少な
く、抵抗溶接に際して溶接電流を約３倍程度も多く流す
必要が有ると言われている。
【０００４】この為、二枚のアルミニウム材を重ね合わ
せ、アルミニウム材に対して電極を当てて抵抗溶接を実
施していると、電極との当接部において局部的に過大な
発熱が起き、アルミニウム材が溶融し、この溶融Ａｌが
電極のＣｕとの間で金属間化合物を形成するようにな
る。そして、この金属間化合物で表面が覆われた電極
は、金属間化合物が脆いこともあって、損耗が著しいと
いった問題が起きている。
せ、アルミニウム材に対して電極を当てて抵抗溶接を実
施していると、電極との当接部において局部的に過大な
発熱が起き、アルミニウム材が溶融し、この溶融Ａｌが
電極のＣｕとの間で金属間化合物を形成するようにな
る。そして、この金属間化合物で表面が覆われた電極
は、金属間化合物が脆いこともあって、損耗が著しいと
いった問題が起きている。
【０００５】従って、数十点の抵抗溶接を行った後には
ドレッシングと称される電極の研磨処理を行うことが要
請されている。しかしながら、このような頻繁なドレッ
シング作業は生産性の低下に至り、実用上大いに問題が
有る。ところで、電極との当接部において局部的に過大
な発熱が起き、アルミニウム材が溶融することから電極
の損耗問題が起きることに注目し、この原因である発熱
は電極とアルミニウム材との間に抵抗がなければ起きな
いであろうと考え、電極との当接部におけるアルミニウ
ム材表面の酸化皮膜を除去しておく技術が提案されてい
る。
ドレッシングと称される電極の研磨処理を行うことが要
請されている。しかしながら、このような頻繁なドレッ
シング作業は生産性の低下に至り、実用上大いに問題が
有る。ところで、電極との当接部において局部的に過大
な発熱が起き、アルミニウム材が溶融することから電極
の損耗問題が起きることに注目し、この原因である発熱
は電極とアルミニウム材との間に抵抗がなければ起きな
いであろうと考え、電極との当接部におけるアルミニウ
ム材表面の酸化皮膜を除去しておく技術が提案されてい
る。
【０００６】この提案によれば、電極とアルミニウム材
との間の抵抗は極めて小さいことから、多量の電流が流
されても発熱は少なく、電極表面がＡｌとＣｕとの金属
間化合物で覆われることが少なく、ドレッシングの回数
も少なくて済むと言われている。しかしながら、アルミ
ニウムは活性に富む金属であって、自然放置によって表
面に酸化皮膜が形成されるものであり、表面酸化皮膜を
除去したものを使用するにしても、抵抗溶接までの間に
時間が経過すると自然酸化皮膜が生成するから、予め表
面酸化皮膜を除去したアルミニウム材を使用するといっ
た技術思想は現実には採用できない。
との間の抵抗は極めて小さいことから、多量の電流が流
されても発熱は少なく、電極表面がＡｌとＣｕとの金属
間化合物で覆われることが少なく、ドレッシングの回数
も少なくて済むと言われている。しかしながら、アルミ
ニウムは活性に富む金属であって、自然放置によって表
面に酸化皮膜が形成されるものであり、表面酸化皮膜を
除去したものを使用するにしても、抵抗溶接までの間に
時間が経過すると自然酸化皮膜が生成するから、予め表
面酸化皮膜を除去したアルミニウム材を使用するといっ
た技術思想は現実には採用できない。
【０００７】又、電極と当接するアルミニウム材の表面
から酸化皮膜を除去しておき、金属Ａｌの表面にＣｕ，
Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｇなどの金属メッキ膜を設けておく技術
が提案（特開平４−１７９８０号公報）されている。そ
して、この技術によれば、ドレッシングの回数が少なく
て済むと謳われている。
から酸化皮膜を除去しておき、金属Ａｌの表面にＣｕ，
Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｇなどの金属メッキ膜を設けておく技術
が提案（特開平４−１７９８０号公報）されている。そ
して、この技術によれば、ドレッシングの回数が少なく
て済むと謳われている。
【０００８】しかしながら、このメッキ膜を設けておく
技術にしても面倒であり、さらには廃液処理といった新
たな問題も起き、実用化には幾つもの問題点が有る。
技術にしても面倒であり、さらには廃液処理といった新
たな問題も起き、実用化には幾つもの問題点が有る。
【０００９】
【発明の開示】前記の問題点に対する検討が鋭意推し進
められて行くうちに、従来の技術思想とは全く正反対の
技術思想が有効と思われる現象に巡り会った。すなわ
ち、電極と当接するアルミニウム材の表面に比較的厚め
のベーマイト皮膜を設けておくと、多量の電流が流され
ても電極表面がＡｌとＣｕとの金属間化合物で覆われる
ことが少なく、ドレッシングの回数を少なく出来る現象
に遭遇したのである。
められて行くうちに、従来の技術思想とは全く正反対の
技術思想が有効と思われる現象に巡り会った。すなわ
ち、電極と当接するアルミニウム材の表面に比較的厚め
のベーマイト皮膜を設けておくと、多量の電流が流され
ても電極表面がＡｌとＣｕとの金属間化合物で覆われる
ことが少なく、ドレッシングの回数を少なく出来る現象
に遭遇したのである。
【００１０】この知見を基にして本発明が達成されたも
のであり、本発明の目的は、抵抗溶接の連続打点性を向
上させることが出来、しかもその為のコストは低廉であ
り、かつ、実用化も容易な技術を提供することである。
この本発明の目的は、抵抗溶接によって接合されるアル
ミニウム材であって、このアルミニウム材の電極に対向
する側の表面には厚さが３００〜１０００Åのベーマイ
ト皮膜が形成されてなることを特徴とする抵抗溶接によ
って接合されるアルミニウム材によって達成される。
のであり、本発明の目的は、抵抗溶接の連続打点性を向
上させることが出来、しかもその為のコストは低廉であ
り、かつ、実用化も容易な技術を提供することである。
この本発明の目的は、抵抗溶接によって接合されるアル
ミニウム材であって、このアルミニウム材の電極に対向
する側の表面には厚さが３００〜１０００Åのベーマイ
ト皮膜が形成されてなることを特徴とする抵抗溶接によ
って接合されるアルミニウム材によって達成される。
【００１１】尚、従前にあっても、電極に対向する側の
アルミニウム材表面には、例えば自然酸化皮膜が形成さ
れていた訳であるが、このような場合には膜厚が薄いこ
とによる為と思われるのであるが、電極表面が金属間化
合物で覆われるように至ったのに対して、酸化皮膜の膜
厚を厚くすることによって従来の問題が解決されたこと
は誠に驚くべきことであった。
アルミニウム材表面には、例えば自然酸化皮膜が形成さ
れていた訳であるが、このような場合には膜厚が薄いこ
とによる為と思われるのであるが、電極表面が金属間化
合物で覆われるように至ったのに対して、酸化皮膜の膜
厚を厚くすることによって従来の問題が解決されたこと
は誠に驚くべきことであった。
【００１２】すなわち、電極に対向する側のアルミニウ
ム材表面に厚さが約３００Å以上のベーマイト皮膜を形
成していると、このようなアルミニウム材を用いての抵
抗溶接が実施されても、電極表面がＡｌ−Ｃｕのような
金属間化合物で覆われることが少なくなり、連続打点性
が向上し、かつ、電極自体が不良品となっていないから
溶接性能の低下もなく、さらには一度形成した酸化皮膜
が失われるといったこともないから実用に支障がない。
ム材表面に厚さが約３００Å以上のベーマイト皮膜を形
成していると、このようなアルミニウム材を用いての抵
抗溶接が実施されても、電極表面がＡｌ−Ｃｕのような
金属間化合物で覆われることが少なくなり、連続打点性
が向上し、かつ、電極自体が不良品となっていないから
溶接性能の低下もなく、さらには一度形成した酸化皮膜
が失われるといったこともないから実用に支障がない。
【００１３】尚、ベーマイト皮膜の厚さは約４００Å以
上であることが好ましく、より望ましくは約５００Å以
上であることが好ましい。ベーマイト皮膜の厚さの上限
は、電流が流れる程度のものであれば良いが、厚くする
にはそれだけ時間も掛かることから、１０００Åとし
た。
上であることが好ましく、より望ましくは約５００Å以
上であることが好ましい。ベーマイト皮膜の厚さの上限
は、電流が流れる程度のものであれば良いが、厚くする
にはそれだけ時間も掛かることから、１０００Åとし
た。
【００１４】特に、超純水を用いてのベーマイト処理に
より形成されたものが、電極の損傷防止、連続打点性の
向上に望ましいものであった。
より形成されたものが、電極の損傷防止、連続打点性の
向上に望ましいものであった。
【００１５】
〔実施例１〕板厚１．０ｍｍのアルミニウム（ＪＩＳ５
１８２−Ｏ）材を溶剤にて脱脂した後、沸騰水中で煮沸
処理して厚さ約５００Åのベーマイト皮膜を形成した。
このようなベーマイト皮膜が形成されたアルミニウム材
を合わせ、そして電極を当て、下記の条件で抵抗溶接を
行った。
１８２−Ｏ）材を溶剤にて脱脂した後、沸騰水中で煮沸
処理して厚さ約５００Åのベーマイト皮膜を形成した。
このようなベーマイト皮膜が形成されたアルミニウム材
を合わせ、そして電極を当て、下記の条件で抵抗溶接を
行った。
【００１６】抵抗溶接条件 溶接機 単相整流式 電極形状 ドーム型 加圧力 ２５０ｋｇｆ 溶接電流 ２２０００Ａ 通電時間 ４サイクル／５０Ｈｚ 後熱電流 １３０００Ａ 通電時間 ４サイクル／５０Ｈｚ 〔実施例２〕実施例１において、同様なベーマイト処理
によって厚さ約６８０Åのベーマイト皮膜を形成し、こ
のアルミニウム材を用いて同様に行った。
によって厚さ約６８０Åのベーマイト皮膜を形成し、こ
のアルミニウム材を用いて同様に行った。
【００１７】〔実施例３〕実施例１において、同様なベ
ーマイト処理によって厚さ約５００Åのベーマイト皮膜
を形成し、この後３カ月放置した後に実施例１と同様に
して抵抗溶接を行った。 〔比較例１〕板厚１．０ｍｍのアルミニウム（ＪＩＳ５
１８２−Ｏ）材を溶剤にて脱脂した後、苛性ソーダで表
面酸化皮膜を除去し、この後直ちに実施例１と同様にし
て抵抗溶接を行った。
ーマイト処理によって厚さ約５００Åのベーマイト皮膜
を形成し、この後３カ月放置した後に実施例１と同様に
して抵抗溶接を行った。 〔比較例１〕板厚１．０ｍｍのアルミニウム（ＪＩＳ５
１８２−Ｏ）材を溶剤にて脱脂した後、苛性ソーダで表
面酸化皮膜を除去し、この後直ちに実施例１と同様にし
て抵抗溶接を行った。
【００１８】〔比較例２〕板厚１．０ｍｍのアルミニウ
ム（ＪＩＳ５１８２−Ｏ）材を溶剤にて脱脂した後、苛
性ソーダで表面酸化皮膜を除去し、この後３カ月放置し
た後に実施例１と同様にして抵抗溶接を行った。 〔特性〕上記各例での抵抗溶接における連続打点性を調
べたので、その結果を下記の表１に示す。
ム（ＪＩＳ５１８２−Ｏ）材を溶剤にて脱脂した後、苛
性ソーダで表面酸化皮膜を除去し、この後３カ月放置し
た後に実施例１と同様にして抵抗溶接を行った。 〔特性〕上記各例での抵抗溶接における連続打点性を調
べたので、その結果を下記の表１に示す。
【００１９】 表−１（連続打点性） 溶着限界 電極先端径 引張剪断力 （６ｍｍ→９ｍｍ） （Ａ級最小値） 実施例１ ＞５０００点 ２４００点 ３５００点 実施例２ ＞５０００点 ２５００点 ３６００点 実施例３ ＞５０００点 ２４００点 ３５００点 比較例１ ＞５０００点 ２５００点 ３６００点 比較例２ ３３００点 １０００点 １６００点 これによれば、本実施例のアルミニウム材の連続打点性
は良好であることが判る。
は良好であることが判る。
【００２０】又、酸化皮膜を除去したアルミニウム材に
ついても連続打点性は良好である。しかしながら、酸化
皮膜の除去には苛性ソーダ等の薬品が必要であり、廃液
処理といった問題が起きる。かつ、酸化皮膜の除去直後
に抵抗溶接をする場合には連続打点性に問題ないもの
の、このアルミニウム材を長期間放置した後に抵抗溶接
をする場合には連続打点性に問題が起きている。従っ
て、酸化皮膜の除去による連続打点性の改善技術は現実
には利用できない。
ついても連続打点性は良好である。しかしながら、酸化
皮膜の除去には苛性ソーダ等の薬品が必要であり、廃液
処理といった問題が起きる。かつ、酸化皮膜の除去直後
に抵抗溶接をする場合には連続打点性に問題ないもの
の、このアルミニウム材を長期間放置した後に抵抗溶接
をする場合には連続打点性に問題が起きている。従っ
て、酸化皮膜の除去による連続打点性の改善技術は現実
には利用できない。
【００２１】
【効果】本発明によれば、抵抗溶接の連続打点性を向上
させることが出来、しかもその為のコストは低廉であ
り、かつ、実用化も容易であるといった特長を有する。
させることが出来、しかもその為のコストは低廉であ
り、かつ、実用化も容易であるといった特長を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/16 B23K 11/18 C23C 22/00 B23K 103:10
Claims (1)
- 【請求項１】 抵抗溶接によって接合されるアルミニウ
ム材であって、 このアルミニウム材の電極に対向する側の表面には厚さ
が３００〜１０００Åのベーマイト皮膜が形成されてな
ることを特徴とする抵抗溶接によって接合されるアルミ
ニウム材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2581893A JP3323263B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 抵抗溶接によって接合されるアルミニウム材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2581893A JP3323263B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 抵抗溶接によって接合されるアルミニウム材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06238464A JPH06238464A (ja) | 1994-08-30 |
| JP3323263B2 true JP3323263B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=12176451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2581893A Expired - Fee Related JP3323263B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 抵抗溶接によって接合されるアルミニウム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3323263B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP2581893A patent/JP3323263B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06238464A (ja) | 1994-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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