JP5019163B2 - 摩擦点接合構造 - Google Patents
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Description
図1に示すように、摩擦点接合装置1は、例えば自動車のボディ等に採用されるアルミ部材同士の接合、アルミ部材と鋼部材との接合に用いられるもので、主な構成要素として、接合ガン10と、この接合ガン10をハンドに装備したロボット40とを含む。ロボット40としては、例えば汎用型の6軸垂直多関節ロボットが使用可能である。尚、上記のアルミ部材とは、アルミニウム部材又はアルミ合金部材を意味する。
1段目:2.45kN×2500rpm×0.2s
2段目:4.41kN×2500rpm×1.5s
3段目:0.98kN×2500rpm×2.5s
第2接合条件(比較例):
1段目:2.45kN×2500rpm×0.2s
2段目:3.43kN×2500rpm×1.5s
3段目:0.98kN×2500rpm×2.5s
図16、図20から分かるように、鋼板W2の表面側に形成されたAl−Fe系化合物層は、均質な層状ではなく偏平な粒子の集合として図14のAl−Fe系化合物層よりも厚く形成されている。また、図17、図21から分かるように、Znが固溶したAlマトリックスに形成されるZnAl化合物は粗大な粒子状に形成されているため、そのZnAl化合物粒子の粒界からクラックが伝搬しやすく、接合強度の低下要因となる。
本実施例の摩擦点接合構造において、アルミ合金板W1と鋼板W2とを摩擦点接合した摩擦点接合構造の接合境界部には、鋼板W2の表面側に脆弱なAl−Fe系化合物層(厚さ0.2μm以下)が層状に形成され、このAl−Fe系化合物層とアルミ合金板W1の間には、Znが固溶したAlマトリックスにZnAl化合物(β相)とAl,Zn酸化物とが分散した組織層が層状に形成されている。
図14、図15に示すように、本発明に係るアルミ合金板W1と亜鉛メッキ鋼板W2とを摩擦点接合した接合部には、脆弱なAl−Fe系化合物層が鋼板W2側に0.2μm以下の薄膜の層状に形成されているため、接合強度低下を招くことがない。また、そのAl−Fe系化合物層のアルミ合金板W1側に、Znが固溶したAlマトリックスにZnAl化合物を含む組織層が10μm以下の厚さの層状に形成され、ZnAl化合物粒子が微細に分散した組織層になっているため、ZnAl化合物粒子の粒界に沿ってクラックが伝搬するおそれがないから、摩擦点接合の接合強度を高めることができる。
そして、当業者ならば、前記実施例に種々の変更を付加した形態で本発明を実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
10 接合ガン
16 回転ツール
W1 アルミ合金板
W2 亜鉛メッキ鋼板
P 接合部
Claims (2)
- 接合部側に亜鉛メッキ層を形成した鋼部材とアルミニウム合金部材とを重ね合せ、回転ツールを回転させながらアルミニウム合金部材に押し込み、摩擦熱でアルミニウム合金部材を軟化させ、塑性流動を生じさせてアルミニウム合金部材と鋼部材とを固相状態で接合した摩擦点接合構造において、
回転ツールを回転させながらアルミニウム合金部材に押し込み、軟化した亜鉛メッキ層の大部分を接合部から排出し、アルミニウム合金部材と鋼部材との接合部に、鋼部材側から薄膜状のAl−Fe系化合物層と、Znが固溶したAlマトリックスにZnAl化合物粒子が微細に分散した組織層を層状に形成したことを特徴とする摩擦点接合構造。 - 前記Al−Fe系化合物層の厚みが0.2μm以下、前記Znが固溶したAlマトリックスにZnAl化合物を含む組織層の厚みは10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の摩擦点接合構造。
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