JP6970061B2 - 接合構造体の製造方法及び接合構造体 - Google Patents

Description

本発明は、接合構造体の製造方法及び接合構造体に関する。より詳細には、めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、第１部材と材質が異なる第２部材とを、両部材間に隙間を設けることなく、気孔欠陥のない健全な状態で接合な接合構造体の製造方法及び接合構造体に関する。

自動車などの車両では、燃費向上やＣＯ_２ガス削減を目的として車体重量の軽量化が要望されている。この軽量化を実現するための方法として、鋼の一部をアルミニウム合金などの軽量素材に置換することが検討されており、鋼と軽量素材との接合方法が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。

特許文献１には、金属材料からなる第１部材と同一又は異なる金属材料からなる第２部材に下孔を形成し、該下孔に溶加材を挿入して溶接位置に溶加材を配置し、第２部材と第１部材とを重ね合わせて重ね継手を形成した後、第１部材と第２部材とを高エネルギービーム溶接することで、第１部材と第２部材とを接合する方法が開示されている。

特許文献２には、表面処理層を介して重ね合わせた溶接部材同士をレーザ溶接するときに、突起部によって溶接部材同士の間に隙間部を生じさせて、表面処理層が気化して発生した蒸気によって溶接欠陥が生じることを防止するようにした溶接方法が開示されている。

特許文献３には、第１の鋼板に形成された突出部の先端が、第２の鋼板に接するように重ね合わされ、平面視における突出部より大きいサイズの照射パターンでレーザ光を照射して、めっき加工された第１の鋼板と第２の鋼板を溶接する方法が開示されている。

特開２０１５−１４７２３５号公報 特開２０１０−６４１３６号公報 国際公開第２０１６／１８９８５５号

しかしながら、特許文献１においては、第１部材又は第２部材の少なくとも一方がめっき鋼板（例えば、亜鉛めっき鋼板）である場合、溶接熱によりめっきされた金属がガス化し、このガスが溶融池内に侵入して気孔欠陥を生じさせる問題については着目されていない。
また、特許文献２及び３においては、溶接される部材間に隙間を設け、該隙間から溶接時に発生するガスを排出して気孔欠陥を防止している。しかし、これらの溶接方法は、金属部材同士の接合に限定され、一方の材質が金属以外の部材を含む場合には適用することができない。また、隙間を設けるためのエンボス加工などが別途必要でありコストアップが懸念される。さらに、レーザ溶接は、耐ギャップ性の低い溶接方法であるため、両部材間に隙間があると健全な溶接部が形成されにくい。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、第１部材と材質が異なる第２部材とを、両部材間に隙間を設けることなく、気孔欠陥のない健全な状態で接合する接合構造体の製造方法及び接合構造体を提供することにある。

本発明に係る接合構造体の製造方法は、下記（１）の構成からなる。
（１） めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、前記第１部材と材質が異なる第２部材とが接合されてなる接合構造体の製造方法であって、
前記第２部材に挿通穴を形成する工程と、
前記挿通穴が前記第１部材に臨むように、前記第１部材と前記第２部材を重ね合わせる工程と、
挿入部と非挿入部とを備えると共に、前記挿入部から前記非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられた鉄系材料の挿着部材を、前記挿着部材が前記第１部材に当接するまで、前記第２部材の挿通穴に挿入する工程と、
前記第１部材と前記挿着部材との当接部に溶接金属部を形成して、前記第１部材と前記挿着部材とを接合する工程と、
を備えることを特徴とする接合構造体の製造方法。

また、本発明に係る接合構造体の製造方法の好ましい実施形態は、下記（２）〜（７）の構成からなる。
（２） 前記挿着部材は、前記非挿入部が前記挿入部よりも外径の大きい段付きの外形形状を有すると共に、中央部に前記非挿入部から前記挿入部に向かって凹んだ有底の凹部を有し、
前記凹部における底部には貫通穴が設けられ、
前記底部における前記貫通穴の外周部に前記溶接金属部を形成して前記第１部材と前記挿着部材とを接合することを特徴とする上記（１）に記載の接合構造体の製造方法。
（３） 前記貫通穴の直径は、０ｍｍ超、２ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の接合構造体の製造方法。
（４） 前記溶接金属部は、レーザ溶接により形成され、
前記第１部材における前記第２部材との重ね合わせ面に対する法線と、レーザ光を照射するレーザヘッドの中心軸線とのなす角度θは、３０°以下に設定されることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の接合構造体の製造方法。
（５） 前記角度θは、１０°以上に設定されることを特徴とする上記（４）に記載の接合構造体の製造方法。
（６） 前記角度θは、２０°以下に設定されることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の接合構造体の製造方法。
（７） 前記挿着部材の非挿入部と、該非挿入部に対向する前記第２部材との間の少なくとも一方の対向面に接着剤を塗布する工程を、さらに備えることを特徴とする上記（２）〜（６）のいずれかに記載の接合構造体の製造方法。

また、本発明に係る接合構造体は、下記（８）の構成からなる。
（８） めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、前記第１部材と材質が異なる第２部材とが接合されてなる接合構造体であって、
前記第２部材は、挿通穴を有し、かつ、前記挿通穴が前記第１部材に臨むように、前記第１部材に重ね合わされると共に、
挿入部と非挿入部とを備えると共に、前記挿入部から前記非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられ、かつ、前記第１部材に当接するまで前記第２部材の挿通穴に挿入される鉄系材料の挿着部材と、
前記第１部材と前記挿着部材との当接部に形成され、前記第１部材と前記挿着部材とを接合する溶接金属部と、
を備えることを特徴とする接合構造体。

また、本発明に係る接合構造体の好ましい実施形態は、下記（９）〜（１１）の構成からなる。
（９） 前記非挿入部が前記挿入部よりも外径の大きい段付きの外形形状を有すると共に、中央部に前記非挿入部から前記挿入部に向かって凹んだ有底の凹部を有し、前記凹部における底部には前記貫通穴が設けられ、前記底部が前記第１部材に当接するまで前記挿通穴に挿入される前記挿着部材と、
前記底部における前記貫通穴の外周部に形成されて前記第１部材と前記挿着部材とを接合する前記溶接金属部と、
を備えることを特徴とする上記（８）に記載の接合構造体。
（１０） 前記貫通穴の直径は、０ｍｍ超、２ｍｍ以下であることを特徴とする上記（８）又は（９）に記載の接合構造体。
（１１） 前記挿着部材の前記非挿入部と、該非挿入部に対向する前記第２部材との間の少なくとも一方の対向面に設けられた接着剤を備えることを特徴とする上記（９）又は（１０）に記載の接合構造体。

本発明の接合構造体の製造方法及び接合構造体によれば、めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、第１部材と材質が異なる第２部材とが、第２部材の挿通穴に挿入され、第１部材と溶接金属部を形成する鉄系材料の挿着部材を介して接合されるため、材質が異なるために直接には接合することが困難な第１及び第２部材を接合することができる。
また、挿着部材には、挿入部から非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられているため、第１部材がめっき処理されていても、溶接熱により発生する金属めっき由来のガスを貫通穴から排出することができ、両部材間に隙間を設けることなく、気孔欠陥のない健全な状態で接合することで、良好な溶接金属部を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る接合構造体の断面図及び接合構造体の製造方法を示す模式図である。 図２は、ガルバノスキャナにより第１部材に挿着部材をレーザ溶接する状態を示す模式図である。 図３は、挿着部材の上面図、及び側面図である。 図４は、挿着部材の底部に渦巻状に照射されるレーザ光の照射軌跡を示す上面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る接合構造体の変形例を示す断面図である。

以下、本発明に係る接合構造体の製造方法により製作される接合構造体の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、接合構造体１００は、めっき処理された鉄系材料からなる第１部材１０と、第１部材１０とは材質が異なる第２部材２０と、鉄系材料からなる挿着部材３０と、を備える。

そして、接合構造体１００は、一般的に直接接合することが困難な、互いに材質が異なる第１部材１０及び第２部材２０が、第１部材１０に溶接された挿着部材３０を介して接合されている。

なお、本実施形態に係る以下の説明においては、第１部材１０は亜鉛めっき鋼板であり、第２部材２０はアルミニウム系材料からなる板であり、挿着部材３０は鉄系材料からなるものとして説明する。

第１部材１０及び挿着部材３０における鉄系材料の種類は、特に限定されず、普通鋼、高張力鋼（ハイテン；ＨＴＳＳ）などの種々の鋼材を用いることができる。なお、第１部材１０の鉄系材料及び挿着部材３０の鉄系材料は、同じ種類であってもよく、異なる種類であってもよい。

また、第２部材２０の材質は、鉄系材料からなる第１部材１０と異なる材質であれば特に限定されず、上記したアルミニウム系材料以外にも、マグネシウム系材料（マグネシウムやマグネシウム合金）、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ；炭素繊維強化プラスチック）、非鉄金属、樹脂、樹脂と金属とのコンポジット材料などであってもよい。

なお、本実施形態で使用されるアルミニウム系材料としては、純アルミニウム系材あるいはアルミニウム合金系材のようなアルミニウム材が例として挙げられる。また、アルミニウム合金の種類として、５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）や６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）などを挙げることができるが、本実施形態ではいずれの合金でも使用することができる。

アルミニウム板として構成された第２部材２０には、板厚方向（図１における上下方向）に挿通する挿通穴２１が形成されている。上面視における挿通穴２１の形状は、挿着部材３０が挿入あるいは嵌合可能であれば特に限定されず、角孔や異形穴であってもよいが、加工性を考慮すると丸穴であることが好ましい。

続いて、図１や図３に示すように、挿着部材３０は、Ｓ１０Ｃ（炭素鋼）などの鉄系材料がプレス加工あるいは機械加工により略カップ状に形成されている。挿着部材３０は、挿通穴２１に挿入されたとき、該挿通穴２１に嵌合する挿入部３１と、挿通穴２１から突出する非挿入部３２と、を有する。また、挿入部３１と非挿入部３２とは、一体に形成されている。挿着部材３０の非挿入部３２は、挿入部３１の外径Ｄ１よりも大きな外径Ｄ２を有する鍔状に形成されている。すなわち、挿着部材３０は、段付きの外形形状を有する。

挿入部３１の外形形状は、第２部材２０の挿通穴２１よりわずかに小さな同一形又は相似形に形成され、その高さＨは、第２部材２０の板厚ｔと略同じ寸法に設定されている。また、挿入部３１の中央部には、非挿入部３２から挿入部３１に向かって凹んだ有底の凹部３５が形成されている。また、凹部３５における底部３３には、貫通穴３４が設けられている。
また、非挿入部３２の外形形状は、第２部材２０の挿通穴２１より大きくなるように形成されている。

そして、底部３３が第１部材１０に当接するまで挿通穴２１に挿入された挿着部材３０は、底部３３における貫通穴３４の外周部に照射されたレーザ光Ｌで形成された溶接金属部４０により、挿着部材３０の底部３３と第１部材１０とがレーザ溶接されている。これにより、第２部材２０は、挿着部材３０の挿入部３１が挿通穴２１に嵌合し、かつ、第１部材１０と挿着部材３０の非挿入部３２とで挟持されることで、挿着部材３０を介して第１部材１０に接合される。

以上より、材質が異なるために直接接合することが困難な第１部材１０及び第２部材２０を、第１部材１０と同じ鉄系材料からなる挿着部材３０を介して接合することができる。また、第２部材２０は、第２部材２０の挿通穴２１よりも外径の大きな非挿入部３２と、第１部材１０により板厚方向で挟持され、かつ、第２部材２０の挿通穴２１に挿着部材３０が嵌合するため、第１部材１０及び第２部材２０を確実に接合することができる。

次に、再び図１を参照して、接合構造体の製造方法について説明する。まず、第１部材１０と材質が異なる第２部材２０に挿通穴２１を形成する。そして、亜鉛めっき処理された第１部材１０に対し、挿通穴２１が第１部材１０に臨むように、第２部材２０を重ね合わせる。続いて、挿通穴２１に、鉄系材料からなる挿着部材３０の挿入部３１を挿入して、挿入部３１の底部３３を第１部材１０に当接させる。これにより、第２部材２０は、第１部材１０及び挿着部材３０の非挿入部３２により挟持される。

次いで、挿着部材３０の底部３３における貫通穴３４の外周部にレーザ光Ｌを照射して溶接金属部４０を形成し、挿着部材３０の底部３３と第１部材１０とをレーザ溶接する。レーザ光Ｌの種類は、特に限定されず、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、ファイバーレーザ、ディスクレーザ、半導体レーザ等の種々のものを選択することができる。

ここで、亜鉛めっき鋼板である第１部材１０と挿着部材３０とをレーザ光Ｌにより溶接すると、沸点が比較的低い亜鉛（亜鉛の沸点：約９００℃）が溶接熱により蒸発して亜鉛ガス（図示せず）が発生し、溶接金属部４０にブローホールなどの気孔欠陥が発生するおそれがある。しかし、発生した亜鉛ガスは、挿着部材３０の底部３３に形成された貫通穴３４から排出されるため、亜鉛ガスが溶融池内へ侵入することによる溶接金属部４０の気孔欠陥を防止することができる。結果として、気孔欠陥のない健全な溶接金属部４０を得ることができる。

貫通穴３４の直径ｄは、溶接部である底部３３、すなわち挿入部３１の直径Ｄ１の１／２以下であることが好ましい。具体的に、貫通穴３４の直径ｄは、０ｍｍ超、２ｍｍ以下であることが好ましい。貫通穴３４の直径ｄが０ｍｍ（すなわち、貫通穴３４が形成されていない場合）である場合には、第１部材１０が亜鉛めっき処理されている場合に、溶接熱により発生する亜鉛ガスの排出が妨げられるため、溶接金属部４０に気孔欠陥が発生するおそれがある。一方、貫通穴３４の直径ｄが２ｍｍを超える場合には、ビード（すなわち、溶接金属部４０）の厚さが減肉して、接合強度が低下するおそれがある。

また、レーザ光Ｌは、貫通穴３４の周囲に、円状又は螺旋状に照射されることが好ましい。レーザ光Ｌを、貫通穴３４の周囲に、円状又は螺旋状に照射することで、貫通穴３４の周囲に渡って溶接金属部４０が形成されるため、挿着部材３０と第１部材１０とをより確実に接合することができる。結果として第１部材１０と第２部材２０との接合をより強固なものとすることができる。

更に、レーザ光Ｌを貫通穴３４の周囲に螺旋状に照射する場合、図４に示すように、レーザ光Ｌを貫通穴３４の径方向外側から内側に向けて螺旋を描くように照射することが好ましい。このようにすることで、発生する亜鉛ガスを貫通穴３４から効率的に排出し、溶接金属部４０の気孔欠陥をより確実に防止することができる。また、レーザ光Ｌが照射される領域上の温度勾配が小さくなり、凝固収縮量が少なくなって割れが抑制される。

また、亜鉛ガスの排出は、レーザ光Ｌを斜めから照射することで促進される。このような斜めからのレーザ光Ｌの照射は、図２に示すように、ガルバノスキャナのレーザヘッド５０から照射することで容易に実現可能である。この場合、ガルバノスキャナのレーザヘッド５０は固定したまま、レーザヘッド５０に内蔵された発振器（図示せず）から発せられたレーザ光Ｌを、拡大レンズ及び集光レンズを介して回転するミラー（図示せず）により反射して照射する。これにより、ミラーの回転角度を調整するだけで、レーザヘッド５０を移動させることなく、レーザ光Ｌを所望の位置に容易に照射することができ、前述したような円状又は螺旋状に照射することができる。

その際、第１部材１０における第２部材２０との重ね合わせ面１１に対する法線Ｖと、レーザ光Ｌを照射するレーザヘッド５０の中心軸線５１とのなす角度θは、３０°以下に設定されることが好ましい。また、角度θは、１０°以上に設定されることがより好ましく、また、２０°以下に設定されることがより好ましい。後述する実施例で示すように、角度θが、１０°以上あるいは２０°以下に設定されると、気孔欠陥が抑制（すなわち、ブローホールが抑制）された良好な溶接金属部４０が得られる。
なお、斜めから照射されるレーザ光Ｌにより良好な溶接金属部４０が得られる理由については、詳細には不明であるが、レーザ光Ｌを垂直方向から照射した場合、亜鉛ガスの噴出方向にキーホールが存在するため、キーホール内に亜鉛ガスがトラップされ、結果として溶融金属中に亜鉛ガスが残存してしまうが、レーザ光Ｌを斜めから照射することで、亜鉛ガスの噴出方向をずらし、発生する亜鉛ガスを貫通穴３４から効率的に排出し、溶接金属部４０の気孔欠陥をより確実に防止することができるためと推察される。

これにより、気孔欠陥が発生することなく、第１部材１０と挿着部材３０とが溶接金属部４０により強固に接合されるため、互いに材質が異なる第１部材１０と第２部材２０とが、挿着部材３０を介して接合される。

ここで、異種金属同士を接合すると、異種金属同士が接する部分にはガルバニ電池が形成されて、腐食が加速される原因になる。また、異種金属同士が接する面に水分が存在する場合には腐食が促進されるため、水分が入りやすい接合箇所には、電食防止を目的として、水分の浸入を防ぐためのシーリング処理を施すのが好ましい。

図５に示すように、挿着部材３０の非挿入部３２と、非挿入部３２に対向する第２部材２０との間に、例えば樹脂系の接着剤６０を塗布する。これにより、本実施形態において鉄系材料からなる非挿入部３２と、アルミニウム系材料からなる第２部材２０との境界面から水分が侵入するのを防止することができ、電食防止の効果が得られる。なお、接着剤６０の塗布をレーザ溶接前に行えば、挿着部材３０を第２部材２０に仮止めしておく作用も得られるため、作業性が向上するため、好ましい。

本発明の効果を確認するため、本発明の接合構造体に係る実施例と、該実施例と比較する比較例について説明する。

実施例及び比較例ともに、下板となる第１部材１０には、９８０Ｍｐａ級のＧＡ鋼板に亜鉛めっきが施された厚さ１．４ｍｍの亜鉛めっき鋼板を用いた。また、上板となる第２部材２０には、厚さ１．２ｍｍの６０００系アルミニウム合金（ＡＡ６０２２相当）に直径７．１ｍｍの挿通穴２１を形成した。
また、挿着部材３０には、Ｓ１０Ｃを用い、外径１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの鍔状の非挿入部３２と、外径７ｍｍ、高さ１．２ｍｍの挿入部３１とを一体に形成した。さらに、挿入部３１の中央には、厚さ０．６ｍｍの底部３３を有する内径５ｍｍ、深さ１．１ｍｍの凹部３５を設けた。さらに、実施例における挿着部材３０の底部３３には、内径１ｍｍ、又は２ｍｍの貫通穴３４を形成した。

溶接条件は、実施例及び比較例ともに、表１に示す条件でファイバーレーザ溶接機からレーザ光Ｌを照射して溶接した。

そして、作製された溶接継手に対し、Ｘ線透過試験（ＪＩＳ Ｚ ３１０４）によりブローホールの有無を確認した。評価基準は表２に示すとおりである。また、この評価基準にしたがって評価した結果を、「挿着部材の貫通穴の直径ｄ」、「溶接金属部の直径」及び「角度θ」とともに、表３に示す。なお、上記角度θは、上述したように、「第１部材１０における第２部材２０との重ね合わせ面１１に対する法線Ｖと、レーザ光Ｌを照射するレーザヘッド５０の中心軸線５１とのなす角度θ」のことを意味する。

表３に示すように、貫通穴３４を有しない比較例１の接合構造体では、評価が×であった。一方、底部３３に貫通穴３４を有する実施例１〜７の接合構造体では、最低でも△以上の評価であり、貫通穴３４の有効性が確認された。

特に、第１部材１０における第２部材２０との重ね合わせ面１１に対する法線Ｖと、レーザ光Ｌを照射するレーザヘッド５０の中心軸線５１とのなす角度θが、１５°に設定された実施例３の接合構造体１００では、すべての接合構造体１００にブローホール（気孔欠陥）が確認されず、◎の評価が得られた。
また、該角度θが、１５°より小さくなるにしたがって、また大きくなるにしたがって評価が次第に下がる傾向が見られた。この原因は、角度θが小さい場合、亜鉛ガスの噴出方向を変化させる効果が小さく、ブローホールの発生が防止されにくくなったためであると考えられる。また、角度θが大きい場合、溶融面積が広くなり、貫通穴から離れた部分においても亜鉛ガスが発生するため、貫通穴から排出されない亜鉛ガスが存在し、ブローホールの発生が防止されにくくなったためであると考えられる。

上記の結果から、ブローホールを抑制するためには、挿着部材３０の底部３３に貫通穴３４を設けることが必須要件であることが分かる。また、上記角度θを１０°〜２０°の範囲に設定することがより好ましいことが分かる。以上の実験により、本発明の有効性が実証された。

なお、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、第１部材１０と第２部材２０との間に剥離方向（板厚方向）の力が作用しない接合構造体１００に対しては、鍔状の非挿入部３２を有しない挿着部材３０とすることもできる。また、中央部に非挿入部３２から挿入部３１に向かった凹んだ有底の凹部３５を有さない挿着部材３０も、本発明の範囲に含まれる。この場合においても、レーザ光Ｌが、挿着部材３０に設けられた貫通穴３４の外周部に照射されることで、該外周部に溶接金属部４０が形成され、挿着部材３０と第１部材１０とがレーザ溶接される。

また、上記の実施形態では、第１部材１０に亜鉛めっきが施されているとして説明したが、挿着部材３０にも亜鉛めっきが施されていてもよい。さらに、めっき処理される金属の種類として、亜鉛以外であっても良く、その場合にも上述した効果と同様の効果が得られる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、前記第１部材と材質が異なる第２部材とが接合されてなる接合構造体の製造方法であって、
前記第２部材に挿通穴を形成する工程と、
前記挿通穴が前記第１部材に臨むように、前記第１部材と前記第２部材を重ね合わせる工程と、
挿入部と非挿入部とを備えると共に、前記挿入部から前記非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられた鉄系材料の挿着部材を、前記挿着部材が前記第１部材に当接するまで、前記第２部材の挿通穴に挿入する工程と、
前記第１部材と前記挿着部材との当接部に溶接金属部を形成して、前記第１部材と前記挿着部材とを接合する工程と、
を備えることを特徴とする接合構造体の製造方法。

この構成によれば、めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、第１部材と材質が異なる第２部材とが、第２部材の挿通穴に挿入され、第１部材と溶接金属部を形成する鉄系材料の挿着部材を介して接合されるため、材質が異なるために直接には接合することが困難な第１及び第２部材を接合することができる。
また、挿着部材には、挿入部から非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられているため、第１部材がめっき処理されていても、溶接熱により発生する金属めっき由来のガスを貫通穴から排出することができ、両部材間に隙間を設けることなく、気孔欠陥のない健全な状態で接合することで、良好な溶接金属部を得ることができる。

（２）前記挿着部材は、前記非挿入部が前記挿入部よりも外径の大きい段付きの外形形状を有すると共に、中央部に前記非挿入部から前記挿入部に向かって凹んだ有底の凹部を有し、
前記凹部における底部には貫通穴が設けられ、
前記底部における前記貫通穴の外周部に前記溶接金属部を形成して前記第１部材と前記挿着部材とを接合することを特徴とする上記（１）に記載の接合構造体の製造方法。

この構成によれば、第２部材が、挿着部材の非挿入部と第１部材とにより板厚方向で挟持され、かつ第２部材の挿通穴に挿着部材が嵌合することで、互いに材質が異なる第１部材と第２部材とが、確実に接合される。

（３） 前記貫通穴の直径は、０ｍｍ超、２ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の接合構造体の製造方法。

この構成によれば、溶接強度を維持しつつ、溶接時にめっき処理された部材から発生するガスを効果的に排出して、気孔欠陥のない健全な溶接金属部を形成できる。

（４） 前記溶接金属部は、レーザ溶接により形成され、
前記第１部材における前記第２部材との重ね合わせ面に対する法線と、レーザ光を照射するレーザヘッドの中心軸線とのなす角度θは、３０°以下に設定されることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の接合構造体の製造方法。

この構成によれば、レーザ溶接時に、めっき処理された部材から発生するガスの排出を促進して、気孔欠陥のない健全な溶接金属部を形成できる。

（５） 前記角度θは、１０°以上に設定されることを特徴とする上記（４）に記載の接合構造体の製造方法。

この構成によれば、レーザ溶接時に、めっき処理された部材から発生するめっきガスを効果的に排出して、気孔欠陥のない健全な溶接金属部を形成できる。

（６） 前記角度θは、２０°以下に設定されることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の接合構造体の製造方法。

この構成によれば、レーザ溶接時に、めっき処理された部材から発生するめっきガスを効果的に排出して、気孔欠陥のない健全な溶接金属部を形成できる。

（７） 前記挿着部材の非挿入部と、該非挿入部に対向する前記第２部材との間の少なくとも一方の対向面に接着剤を塗布する工程を、さらに備えることを特徴とする上記（２）〜（６）のいずれかに記載の接合構造体の製造方法。

この構成によれば、非挿入部と第２部材との境界面から水分が侵入するのを防止することができ、異種金属の接触部に形成されるガルバニ電池による腐食の促進を抑制することができる。

（８） めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、前記第１部材と材質が異なる第２部材とが接合されてなる接合構造体であって、
前記第２部材は、挿通穴を有し、かつ、前記挿通穴が前記第１部材に臨むように、前記第１部材に重ね合わされると共に、
挿入部と非挿入部とを備えると共に、前記挿入部から前記非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられ、かつ、前記第１部材に当接するまで前記第２部材の挿通穴に挿入される鉄系材料の挿着部材と、
前記第１部材と前記挿着部材との当接部に形成され、前記第１部材と前記挿着部材とを接合する溶接金属部と、
を備えることを特徴とする接合構造体。

この構成によれば、めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、第１部材と材質が異なる第２部材とが、第２部材の挿通穴に挿入され、第１部材と溶接金属部を形成する鉄系材料の挿着部材を介して接合されるため、材質が異なるために直接には接合することが困難な第１及び第２部材を接合した接合構造体を得ることができる。
また、挿着部材には、挿入部から非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられているため、第１部材がめっき処理されていても、溶接熱により発生する金属めっき由来のガスを貫通穴から排出することができ、両部材間に隙間を設けることなく、気孔欠陥のない健全な状態で接合することで、良好な溶接金属部を有する接合構造体を得ることができる。

（９） 前記非挿入部が前記挿入部よりも外径の大きい段付きの外形形状を有すると共に、中央部に前記非挿入部から前記挿入部に向かって凹んだ有底の凹部を有し、前記凹部における底部には前記貫通穴が設けられ、前記底部が前記第１部材に当接するまで前記挿通穴に挿入される前記挿着部材と、
前記底部における前記貫通穴の外周部に形成されて前記第１部材と前記挿着部材とを接合する前記溶接金属部と、
を備えることを特徴とする上記（８）に記載の接合構造体。

この構成によれば、第２部材が、挿着部材の非挿入部と第１部材とにより板厚方向で挟持され、かつ第２部材の挿通穴に挿着部材が嵌合することで、互いに材質が異なる第１部材と第２部材とが、確実に接合された接合構造体とすることができる。

（１０） 前記貫通穴の直径は、０ｍｍ超、２ｍｍ以下であることを特徴とする上記（８）又は（９）に記載の接合構造体。

この構成によれば、溶接強度を維持しつつ、溶接時にめっき処理された部材から発生するガスを効果的に排出して、気孔欠陥のない健全な溶接金属部が形成された接合構造体とすることができる。

（１１） 前記挿着部材の前記非挿入部と、該非挿入部に対向する前記第２部材との間の少なくとも一方の対向面に設けられた接着剤を備えることを特徴とする上記（９）又は（１０）に記載の接合構造体。

この構成によれば、非挿入部と第２部材との境界面から水分が侵入するのを防止することができ、異種金属の接触部に形成されるガルバニ電池による腐食の促進を抑制することができる。

１０ 第１部材
１１ 重ね合わせ面
２０ 第２部材
２１ 挿通穴
３０ 挿着部材
３１ 挿入部
３２ 非挿入部
３３ 底部
３４ 貫通穴
３５ 凹部
４０ 溶接金属部
５０ レーザヘッド
５１ レーザヘッドの中心軸線
６０ 接着剤
１００ 接合構造体
ｄ 貫通穴の直径
Ｌ レーザ光
ｔ 板厚
Ｖ 第１部材における第２部材との重ね合わせ面に対する法線
θ 第１部材における第２部材との重ね合わせ面に対する法線と、レーザヘッドの中心軸線とのなす角度

Claims (11)

1. めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、前記第１部材と材質が異なる第２部材とが接合されてなる接合構造体の製造方法であって、
   前記第２部材に挿通穴を形成する工程と、
   前記挿通穴が前記第１部材に臨むように、前記第１部材と前記第２部材を重ね合わせる工程と、
   挿入部と非挿入部とを備えると共に、前記挿入部から前記非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられた鉄系材料の挿着部材を、前記挿着部材が前記第１部材に当接するまで、前記第２部材の挿通穴に挿入する工程と、
   前記第１部材と前記挿着部材との当接部に溶接金属部を形成して、前記第１部材と前記挿着部材とを接合する工程と、
   を備えることを特徴とする接合構造体の製造方法。
2. 前記挿着部材は、前記非挿入部が前記挿入部よりも外径の大きい段付きの外形形状を有すると共に、中央部に前記非挿入部から前記挿入部に向かって凹んだ有底の凹部を有し、
   前記凹部における底部には貫通穴が設けられ、
   前記底部における前記貫通穴の外周部に前記溶接金属部を形成して前記第１部材と前記挿着部材とを接合することを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
3. 前記貫通穴の直径は、０ｍｍ超、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の接合構造体の製造方法。
4. 前記溶接金属部は、レーザ溶接により形成され、
   前記第１部材における前記第２部材との重ね合わせ面に対する法線と、レーザ光を照射するレーザヘッドの中心軸線とのなす角度θは、３０°以下に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合構造体の製造方法。
5. 前記角度θは、１０°以上に設定されることを特徴とする請求項４に記載の接合構造体の製造方法。
6. 前記角度θは、２０°以下に設定されることを特徴とする請求項４又は５に記載の接合構造体の製造方法。
7. 前記挿着部材の非挿入部と、該非挿入部に対向する前記第２部材との間の少なくとも一方の対向面に接着剤を塗布する工程を、さらに備えることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の接合構造体の製造方法。
8. めっき処理された鉄系材料からなる第１部材と、前記第１部材と材質が異なる第２部材とが接合されてなる接合構造体であって、
   前記第２部材は、挿通穴を有し、かつ、前記挿通穴が前記第１部材に臨むように、前記第１部材に重ね合わされると共に、
   挿入部と非挿入部とを備えると共に、前記挿入部から前記非挿入部にかけて連通する貫通穴が設けられ、かつ、前記第１部材に当接するまで前記第２部材の挿通穴に挿入される鉄系材料の挿着部材と、
   前記第１部材と前記挿着部材との当接部に形成され、前記第１部材と前記挿着部材とを接合する溶接金属部と、
   を備えることを特徴とする接合構造体。
9. 前記非挿入部が前記挿入部よりも外径の大きい段付きの外形形状を有すると共に、中央部に前記非挿入部から前記挿入部に向かって凹んだ有底の凹部を有し、前記凹部における底部には前記貫通穴が設けられ、前記底部が前記第１部材に当接するまで前記挿通穴に挿入される前記挿着部材と、
   前記底部における前記貫通穴の外周部に形成されて前記第１部材と前記挿着部材とを接合する前記溶接金属部と、
   を備えることを特徴とする請求項８に記載の接合構造体。
10. 前記貫通穴の直径は、０ｍｍ超、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の接合構造体。
11. 前記挿着部材の前記非挿入部と、該非挿入部に対向する前記第２部材との間の少なくとも一方の対向面に設けられた接着剤を備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の接合構造体。

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