JP7131927B2 - 異材接合法、接合補助部材、及び、異材接合継手 - Google Patents
異材接合法、接合補助部材、及び、異材接合継手 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7131927B2 JP7131927B2 JP2018036773A JP2018036773A JP7131927B2 JP 7131927 B2 JP7131927 B2 JP 7131927B2 JP 2018036773 A JP2018036773 A JP 2018036773A JP 2018036773 A JP2018036773 A JP 2018036773A JP 7131927 B2 JP7131927 B2 JP 7131927B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joining
- plate
- diameter portion
- auxiliary
- dissimilar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
そこで、本発明者は、上記要件(A)~(D)を全て満たすような下記手段を考案した。
(1) 第1の板と、該第1の板の素材と異なるアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の第2の板と、を接合する異材接合法であって、
前記第1の板に穴を空ける工程と、
前記第1の板と前記第2の板を重ね合わせる工程と、
前記穴の穴径よりも大きな外径を有する大径部と、前記穴径以下の外径を有する小径部を持った段付き形状を有するアルミニウム合金製の接合補助部材の前記小径部を、前記第1の板に設けられた前記穴に挿入する工程と、
前記接合補助部材を前記第2の板の表面に圧力を掛けながら回転させ、摩擦熱で前記第2の板と前記接合補助部材の小径部との接触部を溶融凝固させて摩擦接合し、前記第1の板を前記接合補助部材の大径部と前記第2の板との間で挟み込む工程と、
を備える異材接合法。
(2) 前記接合補助部材の材質は、ジュラルミン、超ジュラルミン、超超ジュラルミンのいずれかである、(1)に記載の異材接合法。
(3) 前記接合補助部材の前記大径部は、前記接合補助部材を回転させるための工具からの回転駆動力が伝達されるように、前記工具と係合可能な工具係合部を有する、(1)又は(2)に記載の異材接合法。
(4) 前記重ね合わせ工程の前に、前記第1の板と前記第2の板の少なくとも一方の重ね合せ面には、前記穴の周囲に、全周に亘って接着剤を塗布する工程を、さらに備える、(1)~(3)のいずれかに記載の異材接合法。
(5) 前記挿入工程において、前記接合補助部材の大径部と、該大径部と対向する前記第1の板との間の少なくとも一方の対向面に、接着剤を塗布する、(1)~(4)のいずれかに記載の異材接合法。
(6) 前記摩擦接合工程後に、前記接合補助部材の大径部と、前記第1の板の表面との境界部に接着剤を塗布する、(1)~(5)のいずれかに記載の異材接合法。
(7) 前記摩擦接合工程後、30日以上自然時効させる、(1)~(6)のいずれかに記載の異材接合法。
(8) 前記第1の板は、鋼製、樹脂製、炭素繊維強化樹脂製、非鉄金属製のいずれかである、(1)~(7)のいずれかに記載の異材接合法。
(9) (1)~(8)のいずれかに記載の異材接合法に用いられ、
アルミニウム合金製で、前記穴の穴径よりも大きな外径を有する大径部と、前記穴径以下の外径を有する小径部を持った段付き形状を有する、接合補助部材。
(10) 第1の板と、該第1の板に接合された、該第1の板の素材と異なるアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の第2の板と、を備える異材接合継手であって、
前記第1の板は穴を有し、
前記穴の穴径よりも大きな外径を有する大径部と、前記穴径以下の外径を有する小径部を持った段付き形状を有するアルミニウム合金製の接合補助部材をさらに備え、
前記接合補助部材の前記小径部は、前記第1の板に設けられた穴に挿入され、
前記第2の板と前記接合補助部材の小径部との接触部が摩擦接合され、前記第1の板を前記接合補助部材の大径部と前記第2の板との間で挟み込む、異材接合継手。
(11) 前記接合補助部材の材質は、ジュラルミン、超ジュラルミン、超超ジュラルミンのいずれかである、(10)に記載の異材接合継手。
(12) 前記接合補助部材の前記大径部には、前記接合補助部材を回転させるための工具が、該回転のための駆動力を伝達するように係合可能な工具係合部が形成されている、(10)又は(11)に記載の異材接合継手。
(13) 前記第1の板と前記第2の板の少なくとも一方の前記重ね合せ面には、前記穴の周囲に、全周に亘って設けられた接着剤を備える、(10)~(12)のいずれかに記載の異材接合継手。
(14) 前記接合補助部材の大径部と、該大径部と対向する前記第1の板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、(10)~(13)のいずれかに記載の異材接合継手。
(15) 前記接合補助部材の大径部と、前記第1の板の表面との境界部に設けられた接着剤を備える、(10)~(14)のいずれかに記載の異材接合継手。
(16) 前記第1の板は、鋼製、樹脂製、炭素繊維強化樹脂製、非鉄金属製のいずれかである、(10)~(15)のいずれかに記載の異材接合継手。
まず、図3Aに示すように、上板10に穴11を空ける穴開け作業を行う(ステップS1)。次に、図3Bに示すように、上板10と下板20を重ね合わせる重ね合わせ作業を行う(ステップS2)。さらに、接合補助部材30の小径部32を、上板10の上面から、上板10の穴11に挿入する(ステップS3)。そして、図3Cに示すように、接合補助部材30を回転させるための工具を用いて、接合補助部材30を下板20の表面に圧力を掛けながら高速回転させ、摩擦熱で下板29と接合補助部材30の小径部32との接触部を溶融凝固させて摩擦接合する(ステップS4)。これにより、上板19は、接合補助部材30の大径部31と下板20との間で挟み込まれる。
例えば、図4A及び図4Bに示すように、単純に鋼製の上板10とアルミ製の下板20を重ね、上板側から鋼製溶接ワイヤを用いたアーク溶接を定点で一定時間保持したアークスポット溶接を行った場合、形成される溶接金属40aの特に下層はアルミと鋼の合金となる。この合金は、アルミ含有量が多いので脆性的特性である金属間化合物(IMC)を呈している。このような異材接合継手100aは、一見接合されている様に見えても、横方向に引張応力がかかる(せん断引張)と、図5A及び図5Bに示すように、溶接金属40aが容易に破壊して、外れてしまう。また、縦方向に引張応力がかかる(剥離引張)場合でも、図6A及び図6Bに示すように、溶接金属40aが破断するか、もしくは溶接金属40aと下板20の境界部が破断し、上板10が抜けてしまうようにして接合が外れてしまう。
また、図7に示すように、上板10に穴空けを施してもアルミ製の下板20を溶融することには変わりがないので、これらの容易な破断現象の改善策にはならない。
・ジュラルミン(JIS A2017):4%Cu+0.5%Mg+0.5%Mn+残Al
・超ジュラルミン(JIS A2024):4.5%Cu+1.5%Mg+残Al
・超超ジュラルミン(JIS A7075):5.5%Zn+2.5%Mg+1.6%Cu+残Al
なお、これらの接合補助部材30では、大径部31の外径PD2は、最短の対角線距離、楕円の短軸直径で規定される。
なお、以降に示す接合補助部材30の一部の変形例では、工具係合部33が図示省略されている。
これにより、アルミニウムもしくはアルミニウム合金製の下板20と、下板20と異なる材質の上板10とを、安価な回転工具を用いて、強固かつ信頼性の高い品質で接合でき、かつ開断面構造にも閉断面構造にも制限無く適用できる。
これにより、アルミニウムもしくはアルミニウム合金製の下板20と、下板20と異なる材質の上板10とを備えた異材接合継手1は、安価な回転工具を用いて、強固かつ信頼性の高い品質で接合でき、かつ開断面構造にも閉断面構造にも制限無く適用できる。
11 穴
20 下板
30 接合補助部材
31 大径部
32 小径部
33 工具係合部
W 溶接金属層
Claims (14)
- 第1の板と、該第1の板の素材と異なるアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の第2の板と、を接合する異材接合法であって、
前記第1の板に穴を空ける工程と、
前記第1の板と前記第2の板を重ね合わせる工程と、
前記穴の穴径よりも大きな外径を有する大径部と、前記穴径以下の外径を有する小径部を持った段付き形状を有する、ジュラルミン、超ジュラルミン、超超ジュラルミンのいずれかであるアルミニウム合金製の接合補助部材の前記小径部を、前記第1の板に設けられた前記穴に挿入する工程と、
前記接合補助部材を前記第2の板の表面に圧力を掛けながら回転させ、摩擦熱で前記第2の板と前記接合補助部材の小径部との接触部を溶融凝固させて摩擦接合し、前記第1の板を前記接合補助部材の大径部と前記第2の板との間で挟み込む工程と、
を備える異材接合法。 - 前記接合補助部材の前記大径部は、前記接合補助部材を回転させるための工具からの回転駆動力が伝達されるように、前記工具と係合可能な工具係合部を有する、請求項1に記載の異材接合法。
- 前記重ね合わせ工程の前に、前記第1の板と前記第2の板の少なくとも一方の重ね合せ面には、前記穴の周囲に、全周に亘って接着剤を塗布する工程を、さらに備える、請求項1又は2に記載の異材接合法。
- 前記挿入工程において、前記接合補助部材の大径部と、該大径部と対向する前記第1の板との間の少なくとも一方の対向面に、接着剤を塗布する、請求項1~3のいずれか1項に記載の異材接合法。
- 前記摩擦接合工程後に、前記接合補助部材の大径部と、前記第1の板の表面との境界部に接着剤を塗布する、請求項1~4のいずれか1項に記載の異材接合法。
- 前記摩擦接合工程後、30日以上自然時効させる、請求項1~5のいずれかに記載の異材接合法。
- 前記第1の板は、鋼製、樹脂製、炭素繊維強化樹脂製、非鉄金属製のいずれかである、請求項1~6のいずれか1項に記載の異材接合法。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の異材接合法に用いられ、
ジュラルミン、超ジュラルミン、超超ジュラルミンのいずれかであるアルミニウム合金製で、前記穴の穴径よりも大きな外径を有する大径部と、前記穴径以下の外径を有する小径部を持った段付き形状を有する、接合補助部材。 - 第1の板と、該第1の板に接合された、該第1の板の素材と異なるアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の第2の板と、を備える異材接合継手であって、
前記第1の板は穴を有し、
前記穴の穴径よりも大きな外径を有する大径部と、前記穴径以下の外径を有する小径部を持った段付き形状を有する、ジュラルミン、超ジュラルミン、超超ジュラルミンのいずれかであるアルミニウム合金製の接合補助部材をさらに備え、
前記接合補助部材の前記小径部は、前記第1の板に設けられた穴に挿入され、
前記第2の板と前記接合補助部材の小径部との接触部には、摩擦接合による溶接金属層が形成され、
前記第1の板が、前記接合補助部材の大径部と前記第2の板との間に挟み込まれる、異材接合継手。 - 前記接合補助部材の前記大径部には、前記接合補助部材を回転させるための工具が、該回転のための駆動力を伝達するように係合可能な工具係合部が形成されている、請求項9に記載の異材接合継手。
- 前記第1の板と前記第2の板の少なくとも一方の前記重ね合せ面には、前記穴の周囲に、全周に亘って設けられた接着剤を備える、請求項9又は10に記載の異材接合継手。
- 前記接合補助部材の大径部と、該大径部と対向する前記第1の板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、請求項9~11のいずれか1項に記載の異材接合継手。
- 前記接合補助部材の大径部と、前記第1の板の表面との境界部に設けられた接着剤を備える、請求項9~12のいずれか1項に記載の異材接合継手。
- 前記第1の板は、鋼製、樹脂製、炭素繊維強化樹脂製、非鉄金属製のいずれかである、請求項9~13のいずれか1項に記載の異材接合継手。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018036773A JP7131927B2 (ja) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 異材接合法、接合補助部材、及び、異材接合継手 |
PCT/JP2019/002575 WO2019167501A1 (ja) | 2018-03-01 | 2019-01-25 | 異材接合法、接合補助部材、及び、異材接合継手 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018036773A JP7131927B2 (ja) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 異材接合法、接合補助部材、及び、異材接合継手 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019150839A JP2019150839A (ja) | 2019-09-12 |
JP7131927B2 true JP7131927B2 (ja) | 2022-09-06 |
Family
ID=67808836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018036773A Active JP7131927B2 (ja) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 異材接合法、接合補助部材、及び、異材接合継手 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7131927B2 (ja) |
WO (1) | WO2019167501A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102400274B1 (ko) * | 2020-12-17 | 2022-05-20 | 주식회사 성우하이텍 | 접합 하드웨어를 이용한 이종소재의 접합방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008264822A (ja) | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 異種金属の接合方法及び接合構造 |
JP2010089156A (ja) | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | 接合方法およびその利用 |
JP2010120075A (ja) | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Nippon Light Metal Co Ltd | サスペンション部品用素形材、サスペンション部品用素形材の製造方法および棒状複合材 |
JP2017114055A (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 異材接合構造体 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5927790A (ja) * | 1982-08-07 | 1984-02-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 金属のライニング方法 |
JP3617585B2 (ja) * | 1997-03-28 | 2005-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン又はチタン合金材の鋼材へのライニング方法 |
DE102010017550A1 (de) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | Ejot Gmbh & Co. Kg | Verbindungselement für eine Reibschweißverbindung zur Verbindung von mindestens zwei plattenartigen Bauteilen |
JP5938747B2 (ja) * | 2013-03-11 | 2016-06-22 | 株式会社神戸製鋼所 | リベット、リベットを備えた異材接合用構造体、及び異材接合体の製造方法 |
-
2018
- 2018-03-01 JP JP2018036773A patent/JP7131927B2/ja active Active
-
2019
- 2019-01-25 WO PCT/JP2019/002575 patent/WO2019167501A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008264822A (ja) | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 異種金属の接合方法及び接合構造 |
JP2010089156A (ja) | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | 接合方法およびその利用 |
JP2010120075A (ja) | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Nippon Light Metal Co Ltd | サスペンション部品用素形材、サスペンション部品用素形材の製造方法および棒状複合材 |
JP2017114055A (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 異材接合構造体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019150839A (ja) | 2019-09-12 |
WO2019167501A1 (ja) | 2019-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170297136A1 (en) | Control of intermetallic compound growth in aluminum to steel resistance welding | |
CN111801189B (zh) | 异种材料接合用电弧焊接法 | |
JP4971821B2 (ja) | 鋼材とアルミニウム材との異材接合方法 | |
KR102225141B1 (ko) | 이재 접합용 아크 용접법, 접합 보조 부재, 이재 용접 이음, 및 접합 보조 부재를 구비한 판재 | |
CN112996623B (zh) | 异种材料接合用焊接法、接合辅助构件和异种材料焊接接头 | |
WO2018056172A1 (ja) | 異材接合用スポット溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手 | |
WO2018042680A1 (ja) | 異材接合用アークスポット溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手 | |
JP2009000700A (ja) | 異種金属の接合方法及び接合構造 | |
US20190329348A1 (en) | Welding methods for joining light metal and high-strength steel using solid state and resistance spot welding processes | |
JP2018103240A (ja) | 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、異材溶接継手、及び、接合補助部材付き板材 | |
JP7131927B2 (ja) | 異材接合法、接合補助部材、及び、異材接合継手 | |
WO2018055982A1 (ja) | 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手 | |
EP3505290A1 (en) | Arc-spot welding method for joining different materials, joining auxiliary member, and different materials welding joint | |
WO2018042682A1 (ja) | 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手 | |
JP7160625B2 (ja) | 異材接合用アークスタッド溶接法及び接合補助部材 | |
JP6999015B2 (ja) | 異材接合用アーク溶接法 | |
JP7255652B2 (ja) | ウェルドボンド継手の製造方法 | |
JP7405717B2 (ja) | 異材接合方法、及び接合体 | |
JP2018103241A (ja) | 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、異材溶接継手、及び、接合補助部材付き板材 | |
JP7025489B2 (ja) | 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手 | |
WO2020084971A1 (ja) | 異材接合用アーク溶接法、接合補助部材、異材溶接継手、及び、接合補助部材付き板材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220318 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220816 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220825 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7131927 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |