JPH0655280A - Treatment before welding of aluminum alloy sheet for resistance spot welding - Google Patents

Treatment before welding of aluminum alloy sheet for resistance spot welding

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JPH0655280A
JPH0655280A JP22084592A JP22084592A JPH0655280A JP H0655280 A JPH0655280 A JP H0655280A JP 22084592 A JP22084592 A JP 22084592A JP 22084592 A JP22084592 A JP 22084592A JP H0655280 A JPH0655280 A JP H0655280A
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JP
Japan
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aluminum alloy
welding
spot welding
oxide film
resistance spot
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Withdrawn
Application number
JP22084592A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Takeno
親二 竹野
Yasuo Takahashi
靖雄 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sky Aluminium Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sky Aluminium Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Sky Aluminium Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Sky Aluminium Co Ltd
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Publication of JPH0655280A publication Critical patent/JPH0655280A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve a continuous spotting property and to reduce a welding cost by subjecting both surfaces of an aluminum alloy sheet to a chemical etching treatment to remove oxide films, then subjecting this alloy sheet to a heating oxidation treatment in the atm., thereby forming uniform oxide films on both surfaces. CONSTITUTION:Both surfaces 21A, 21B of the aluminum alloy sheet 1A (1B) of an Al-Mg system or Al-Mg-Si system are subjected to the chemical etching treatment to remove the oxide films 7 on both surfaces. The aluminum alloy sheet 1A (1B) after the chemical etching treatment is then subjected to the heating oxidation treatment in the atm. to form the uniform oxide films 10 on both surfaces. The generation of such an event that local melting is generated by local temp. rising and that electrodes are deteriorated is prevented if resistance spot welding is executed by using the aluminum alloy sheets 1A, 1B having the uniform oxide films 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は自動車のボディシート
等に使用されるアルミニウム合金板、特にAl−Mg系
もしくはAl−Mg−Si系のアルミニウム合金板につ
いて、自動車車体の組立等のために抵抗スポット溶接を
行なうにあたり、抵抗スポット溶接前に予め行なってお
く前処理方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy sheet used for an automobile body sheet or the like, particularly an Al--Mg type or Al--Mg--Si type aluminum alloy sheet for resistance for assembling an automobile body. The present invention relates to a pretreatment method performed in advance before resistance spot welding when performing spot welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車のボディシートには、従来は鋼板
を用いることが多かったが、近年は車体軽量化等の観点
からアルミニウム合金板を使用することが多くなってい
る。ボディシートとして鋼板を用いた自動車車体の組立
には、抵抗スポット溶接を用いるのが通常であるが、鋼
板に代えてアルミニウム合金板を用いる場合にも、その
アルミニウム合金板に抵抗スポット溶接を適用すること
が多い。
2. Description of the Related Art In the past, steel sheets were often used for automobile body sheets, but in recent years, aluminum alloy sheets have been often used from the viewpoint of weight reduction of the vehicle body. Resistance spot welding is usually used for assembling an automobile body using a steel sheet as a body sheet, but when an aluminum alloy plate is used instead of the steel sheet, resistance spot welding is applied to the aluminum alloy plate. Often.

【0003】ところでアルミニウム合金は、鋼と比較す
れば電気抵抗が小さいこと、また熱伝導率が高いこと、
さらに板表面に非導電性の硬くて脆い酸化皮膜が存在す
ることなど、物理的特性が鋼と異なっている。そしてこ
れらの相違点に起因して、アルミニウム合金板を抵抗ス
ポット溶接するにあたっては、溶接電流として鋼板の場
合の約3倍の大電流を流す必要があるのが通常である。
そのため、アルミニウム合金板の抵抗スポット溶接時に
は、電極の発熱が過大となって、溶接対象となるアルミ
ニウム合金板と電極との間で融着が生じやすく、その融
着部が板側に移行して電極に欠けなどの凹凸が生じ、ま
た電極表面に脆い金属間化合物層が生成されたりして、
電極を劣化させ、これによって連続打点性、すなわち電
極の保守、交換なしで連続してスポット溶接が可能とな
る程度(スポット溶接連続打点数)が鋼板の場合の1/
10〜1/100程度に過ぎなくなるという問題があ
る。
By the way, aluminum alloys have lower electric resistance and higher thermal conductivity than steel,
Furthermore, the physical properties are different from steel, such as the presence of a non-conductive hard and brittle oxide film on the plate surface. Due to these differences, in resistance spot welding of an aluminum alloy plate, it is usually necessary to flow a welding current of about three times as large as that of a steel plate.
Therefore, at the time of resistance spot welding of the aluminum alloy plate, the heat generation of the electrode becomes excessive, and fusion is likely to occur between the aluminum alloy plate to be welded and the electrode, and the fusion zone moves to the plate side. Unevenness such as chipping occurs on the electrode, and a brittle intermetallic compound layer is generated on the electrode surface,
Deterioration of the electrode causes continuous spotting, that is, the extent to which spot welding can be continuously performed without maintaining or replacing the electrode (the number of continuous spot welding spots) is 1 /
There is a problem that it is only about 10 to 1/100.

【0004】このような問題は、従来からアルミニウム
合金板の抵抗スポット溶接における問題点として知られ
てはいたが、アルミニウム合金板をスポット溶接する用
途は従来は少なく、そのため従来は特に重要視はされて
いなかった。しかしながら最近では前述のように大量生
産の自動車にアルミニウム合金が適用されるようになっ
ているため、この問題が大きな欠点として重要視される
ようになってきた。
Such a problem has heretofore been known as a problem in resistance spot welding of an aluminum alloy plate, but spot welding of the aluminum alloy plate has not been used so far, and therefore, it has been particularly important in the past. Didn't. However, recently, since aluminum alloys have been applied to mass-produced automobiles as described above, this problem has come to be regarded as a major drawback.

【0005】このような問題を解決するための方法とし
ては、種々の方法が提案されている。例えば、電極面に
何らかの前処理を施したり、あるいは電極の材質を代え
たり、さらには電極の形状に工夫を凝らしたり、またス
ポット溶接時に電極と板との間あるいは板と板との間に
異種金属からなる薄板を挿入したり、また電流の立上が
り速度を制御したり、さらには板の片側のみをアルマイ
ト処理して酸化膜厚さを増しかつそのアルマイト処理面
が板と板との界面側に位置するように設定する、などの
方法が知られている。しかしながらこれらの方法は、い
ずれも前述のような問題を確実かつ充分に解決できるに
は至っておらず、また他の面で技術的困難性を招いたり
コスト上昇を招いたりする問題があった。
Various methods have been proposed as methods for solving such problems. For example, some kind of pretreatment may be applied to the electrode surface, the material of the electrode may be changed, the shape of the electrode may be modified, or the spot shape may be different between the electrode and the plate or between the plate and the plate. Insert a thin plate made of metal, control the rising speed of the current, and further anodize only one side of the plate to increase the oxide film thickness and its anodized surface on the interface side of the plate and the plate. Methods such as setting to be located are known. However, none of these methods has been able to surely and sufficiently solve the above-mentioned problems, and has a problem that it causes technical difficulties in other aspects and increases costs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】アルミニウム合金板を
抵抗スポット溶接する際の状況と、そのときの板厚方向
の温度分布を図2の(A),(B)に示す。図2の
(A)において、溶接対象となるアルミニウム合金板1
A,1Bを、電極2A,2B間に挟み、その電極2A,
2Bによって加圧および通電すれば、電気抵抗発熱によ
ってアルミニウム合金板1A,1B間でナゲット(溶接
金属)3が形成され、スポット溶接が行なわれることに
なる。このとき、アルミニウム合金板1A,1Bの相互
の界面4の付近および各電極2A,2Bと各アルミニウ
ム合金板1A,1Bとの界面5の付近では、界面の接触
抵抗のほか、アルミニウム合金板表面に存在する非導電
性の酸化皮膜によって、アルミニウム合金地金部分より
も電気抵抗が格段に高くなっており、そのため通電時の
板厚方向の温度分布は図2の(B)に示すような状況と
なる。ここで、アルミニウム合金板1A,1Bの相互間
の界面4の付近の高温は、その界面4付近でアルミニウ
ム合金を溶融させて溶接ナゲット3を形成するに寄与す
るが、各電極2A,2Bと各アルミニウム合金板1A,
1Bとの界面5の付近の高温は、この付近で不要な局部
的溶融を招き、前述のように電極の劣化を招いて連続打
点性を低下させる原因となっていた。
The situation in resistance spot welding of an aluminum alloy sheet and the temperature distribution in the sheet thickness direction at that time are shown in FIGS. In FIG. 2A, the aluminum alloy plate 1 to be welded
A and 1B are sandwiched between electrodes 2A and 2B,
When pressure is applied and current is applied by 2B, a nugget (welding metal) 3 is formed between the aluminum alloy plates 1A and 1B by electric resistance heat generation, and spot welding is performed. At this time, in the vicinity of the mutual interface 4 between the aluminum alloy plates 1A and 1B and near the interface 5 between the respective electrodes 2A and 2B and the respective aluminum alloy plates 1A and 1B, in addition to the contact resistance of the interfaces, Due to the non-conductive oxide film that is present, the electrical resistance is significantly higher than that of the aluminum alloy base metal part. Therefore, the temperature distribution in the plate thickness direction during energization is as shown in Fig. 2B. Become. Here, the high temperature near the interface 4 between the aluminum alloy plates 1A and 1B contributes to melting the aluminum alloy near the interface 4 to form the weld nugget 3, but the electrodes 2A and 2B and Aluminum alloy plate 1A,
The high temperature in the vicinity of the interface 5 with 1B causes unnecessary local melting in this vicinity, which causes the deterioration of the electrode as described above and causes the deterioration of the continuous spotting property.

【0007】ところで各電極2A,2Bと各アルミニウ
ム合金板1A,1Bとの界面5付近で高温となって局部
的溶融を招く理由は、前述のように両者間に接触抵抗が
存在するばかりでなく、特にアルミニウム合金では板表
面に酸化皮膜が存在するため、その部分の電気抵抗が著
しく高くなることにあると考えられている。しかしなが
ら本発明者等がその現象についてさらに実験・検討を進
めたところ、単に酸化皮膜が存在するという事実だけで
はなく、それよりもむしろ酸化皮膜が不均一となってい
ることに大きな原因があることが判明した。そしてこれ
は特にJIS5000番系の合金などのAl−Mg系合
金やJIS 6000番系の合金などのAl−Mg−S
i系合金の場合に顕著であることが判明した。
By the way, the reason why the temperature becomes high in the vicinity of the interface 5 between each electrode 2A, 2B and each aluminum alloy plate 1A, 1B and local melting is caused is that not only the contact resistance exists between the two as described above. In particular, it is considered that an aluminum alloy, in particular, has an oxide film on the surface of the plate, so that the electrical resistance at that part is significantly increased. However, when the inventors further conducted experiments and studies on the phenomenon, it was not only the fact that an oxide film was present, but rather that the oxide film was rather non-uniform. There was found. This is especially the case of Al-Mg-based alloys such as JIS 5000 series alloys and Al-Mg-S such as JIS 6000 series alloys.
It has been found that this is remarkable in the case of the i-based alloy.

【0008】すなわち、Al−Mg系合金やAl−Mg
−Si系合金では、酸化し易いMgを多量に含有するた
め、鋳塊に対する面削後の均質化処理や熱間圧延工程、
さらにはその後の中間焼鈍などの熱処理によって板表面
が酸化され易い。そしてこれらの過程で生成された酸化
皮膜は、冷間圧延によって伸ばされることになるが、酸
化物は硬くて脆いため圧延で分断、分離されることが多
く、そのため、抵抗スポット溶接に供される段階のAl
−Mg系もしくはAl−Mg−Si系のアルミニウム合
金板は、その表面の酸化皮膜における膜厚や酸化物存在
状態が不均一となっているのが通常である。そのような
不均一な酸化皮膜7の状況の代表的な例を図3に模式的
に示す。図3において、酸化皮膜7は、アルミニウム合
金地金部分6に対して密着した酸化物層7Aの最表面
に、剥離したもしくは剥離しかかったフレーク状その他
の形状の非密着酸化物片7Bが斑状に存在したものとな
っている。もちろん実際には、図3に示した状況以外に
も、種々の複雑な状況があり、いずれにしても酸化皮膜
7の膜厚や酸化物存在状態が不均一となっているのが通
常である。このように酸化皮膜7における膜厚や酸化物
存在状態が不均一であれば、その膜厚方向の電気抵抗も
必然的に不均一となってしまう。
That is, Al-Mg alloy or Al-Mg
Since the Si-based alloy contains a large amount of easily oxidizable Mg, the ingot is subjected to homogenization treatment after face-shaping, hot rolling process,
Further, the plate surface is easily oxidized by the subsequent heat treatment such as intermediate annealing. And the oxide film formed in these processes will be stretched by cold rolling, but since the oxide is hard and brittle, it is often divided and separated by rolling, and therefore is subjected to resistance spot welding. Stage Al
In a -Mg-based or Al-Mg-Si-based aluminum alloy plate, the thickness of the oxide film on the surface thereof and the state of oxide presence are usually non-uniform. A typical example of the situation of such a non-uniform oxide film 7 is schematically shown in FIG. In FIG. 3, the oxide film 7 has flakes or other shapes of non-adhesive oxide pieces 7B that are peeled or nearly peeled on the outermost surface of the oxide layer 7A that is in close contact with the aluminum alloy base metal portion 6. Has been present in. Of course, in reality, there are various complicated situations other than the situation shown in FIG. 3, and in any case, the thickness of the oxide film 7 and the state of oxide presence are usually non-uniform. . If the film thickness and the oxide existence state in the oxide film 7 are non-uniform in this way, the electric resistance in the film thickness direction will necessarily be non-uniform.

【0009】このように酸化皮膜が不均一で膜厚方向の
電気抵抗が不均一なAl−Mg系もしくはAl−Mg−
Si系のアルミニウム合金板を、従来法にしたがってそ
のまま抵抗スポット溶接に供した場合、図4に示すよう
に、各電極2A,2Bと各アルミニウム合金板1A,1
Bとの界面5では、溶接電流8が不均一に流れ、そのた
め局部的に電流密度が大になる部分9では局部的に板表
面温度が高くなってその部分9で局部的な溶融が生じ、
電極と溶融反応を生じて電極を劣化させる。そしてこの
ような状況が連続打点で繰返されることにより、電極が
早期に劣化するため、連続打点性が劣ることになる。
Thus, the oxide film is non-uniform and the electric resistance in the film thickness direction is non-uniform.
When the Si-based aluminum alloy plate is directly subjected to resistance spot welding according to the conventional method, as shown in FIG. 4, each electrode 2A, 2B and each aluminum alloy plate 1A, 1
At the interface 5 with B, the welding current 8 flows non-uniformly, so that the plate surface temperature locally rises at the portion 9 where the current density is locally high and local melting occurs at that portion 9,
A melting reaction occurs with the electrode and deteriorates the electrode. When such a situation is repeated at continuous spotting, the electrode deteriorates at an early stage, and the continuous spotting property deteriorates.

【0010】さらにまた、アルミニウム合金板の酸化皮
膜の厚みと抵抗スポット溶接における連続打点性との関
係は一義的ではなく、主として2つの要素が影響を与え
ている。すなわち、電極とアルミニウム合金板との界面
5の側のアルミニウム合金板表面の酸化皮膜が厚いほど
その界面付近の温度が高くなって、前述のように電極を
劣化させる原因となって連続打点性が悪くなるのに対
し、重ね合せたアルミニウム合金板同士の相互間の界面
4の側の酸化皮膜は、ある程度厚い方がその部分で溶接
ナゲットを形成するに充分な発熱量が得られて、良好な
連続打点性が得られる。このような関係について本発明
者等が実験した結果を図5に示す。この図5から明らか
なように、界面4に関しての連続打点性と界面5に関し
ての連続打点性との両者を考慮すれば、総合的に良好な
連続打点性を得るための酸化皮膜厚みとして、ある適正
な領域が存在することが明らかである。しかしながら、
前述のようにAl−Mg系やAl−Mg−Si系のアル
ミニウム合金板では、酸化皮膜厚みが均一でないばかり
か、製造工程条件によって酸化皮膜厚みにばらつきが生
じており、そのため常に適正な酸化皮膜厚みを確保する
ことは困難であり、このことも連続打点性を悪くする原
因となっていた。
Furthermore, the relationship between the thickness of the oxide film of the aluminum alloy plate and the continuous spotting property in resistance spot welding is not unique, and two factors mainly influence it. That is, the thicker the oxide film on the surface of the aluminum alloy plate on the side of the interface 5 between the electrode and the aluminum alloy plate, the higher the temperature in the vicinity of the interface, which causes the deterioration of the electrode as described above and the continuous dot property. On the other hand, if the oxide film on the interface 4 side between the laminated aluminum alloy plates is thick to some extent, a sufficient amount of heat can be obtained to form a welding nugget at that part, which is good. Continuous dot performance is obtained. FIG. 5 shows the results of experiments conducted by the present inventors on such a relationship. As is clear from FIG. 5, when both the continuous spotting property with respect to the interface 4 and the continuous spotting property with respect to the interface 5 are taken into consideration, there is an oxide film thickness for obtaining an overall good continuous spotting property. It is clear that there is a proper area. However,
As described above, in the Al-Mg-based or Al-Mg-Si-based aluminum alloy plate, not only the oxide film thickness is not uniform, but also the oxide film thickness varies depending on the manufacturing process conditions. It is difficult to secure the thickness, and this has also been a cause of deteriorating continuous dot performance.

【0011】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、特にAl−Mg系もしくはAl−Mg−Si
系のアルミニウム合金板を抵抗スポット溶接するにあた
って、連続打点性を従来よりも格段に向上させ得るよう
にするための溶接前処理方法を提供することを目的とす
るものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in particular, Al-Mg system or Al-Mg-Si.
It is an object of the present invention to provide a welding pretreatment method for making it possible to significantly improve continuous spotting property in resistance spot welding of a series aluminum alloy sheet.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明では、前述のよ
うな課題を解決するため、基本的には、Al−Mg系も
しくはAl−Mg−Si系アルミニウム合金板を抵抗ス
ポット溶接するに先立ち、各アルミニウム合金板の両面
に化学的エッチング処理を施して両面の酸化皮膜を除去
した後、大気中で加熱酸化処理を施して、両面に均一な
酸化皮膜を生成させることとしている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention basically requires that prior to resistance spot welding an Al--Mg system or Al--Mg--Si system aluminum alloy plate, Both surfaces of each aluminum alloy plate are chemically etched to remove the oxide film on both surfaces, and then heated and oxidized in the atmosphere to form a uniform oxide film on both surfaces.

【0013】[0013]

【作用】この発明の前処理方法の過程を図1の(A)〜
(C)に示し、これに基いてこの発明の作用を説明す
る。
The process of the pretreatment method of the present invention will be described with reference to FIGS.
The operation of the present invention will be described based on FIG.

【0014】先ず図1の(A)に示すようなAl−Mg
系もしくはAl−Mg−Si系アルミニウム合金板1A
(1B)の両面21A,21Bに対して化学的エッチン
グ処理を施して、各表面の酸化皮膜7を図1の(B)に
示すように除去する。次いで化学的エッチング処理後の
アルミニウム合金板1A(1B)に大気中で加熱酸化処
理を施して、図1の(C)に示すように両面に均一な酸
化皮膜10を生成させる。
First, Al-Mg as shown in FIG.
Type or Al-Mg-Si type aluminum alloy plate 1A
Both surfaces 21A and 21B of (1B) are chemically etched to remove the oxide film 7 on each surface as shown in FIG. 1 (B). Then, the aluminum alloy plate 1A (1B) after the chemical etching treatment is subjected to a heat oxidation treatment in the atmosphere to form a uniform oxide film 10 on both surfaces as shown in FIG. 1 (C).

【0015】ここで、化学的エッチング処理前の酸化皮
膜7は、図1の(A)に示すようにその最表面に剥離し
たあるいは剥離しかけた非密着酸化物片7Bが存在する
こと等に起因して、全体の膜厚、酸化物存在状態が不均
一となっているのが通常であるが、化学的エッチング処
理によってその不均一な酸化皮膜7が除去され、さらに
改めて適度の加熱酸化処理することによって均一な酸化
皮膜10が形成される。この新たな酸化皮膜10は、膜
厚が均一であるばかりでなく、酸化物存在状態も均一と
なっている。そしてこのように均一な酸化皮膜10が生
成された後には、圧延等の展伸加工は施されないから、
その均一な状態が抵抗スポット溶接まで維持される。
Here, the oxide film 7 before the chemical etching treatment is caused by the presence of a non-adhesive oxide piece 7B which is peeled or is about to be peeled off on the outermost surface thereof as shown in FIG. 1 (A). Then, the entire film thickness and the presence state of oxide are usually non-uniform, but the non-uniform oxide film 7 is removed by the chemical etching process, and the heat-oxidation process is appropriately performed again. As a result, a uniform oxide film 10 is formed. The new oxide film 10 has not only a uniform film thickness but also a uniform oxide existence state. Further, after the uniform oxide film 10 is formed in this way, since the expansion processing such as rolling is not performed,
The uniform state is maintained until resistance spot welding.

【0016】上述のような均一な酸化皮膜はその膜厚方
向の電気抵抗が均一であるから、その均一な酸化皮膜1
0を有するアルミニウム合金板1A,1Bを用いて既に
述べたような抵抗スポット溶接を行なえば、電極とアル
ミニウム合金板との界面5において電流の偏りが生じる
ことが防止されて均一に溶接電流が流れ、そのためその
界面5の付近で局部的に電流密度が高くなることがな
く、したがって局部的な温度上昇により局部溶融が生じ
て電極を劣化させるような事態の発生を有効に防止でき
る。
Since the uniform oxide film as described above has a uniform electric resistance in the film thickness direction, the uniform oxide film 1
When the resistance spot welding as described above is performed using the aluminum alloy plates 1A and 1B having 0, the deviation of the current is prevented from occurring at the interface 5 between the electrode and the aluminum alloy plate, and the welding current flows uniformly. Therefore, the current density does not locally increase in the vicinity of the interface 5, so that it is possible to effectively prevent the occurrence of a situation in which local melting causes local melting and deteriorates the electrode.

【0017】また、前述のように当初の不均一な厚みの
酸化皮膜は除去して、改めて適度の加熱酸化処理によっ
て均一な厚みの酸化皮膜を生成させるため、その新たな
酸化皮膜の厚みを、図5に示したような連続打点性に対
して最適な厚み範囲内となるよう調整することができ
る。
Further, as described above, the oxide film having an initial non-uniform thickness is removed, and an oxide film having a uniform thickness is again generated by an appropriate heat oxidation treatment. The thickness can be adjusted to be within the optimum thickness range for the continuous hitting property as shown in FIG.

【0018】なおアルミニウム合金板表面の酸化皮膜除
去のための化学的エッチング処理としては、硝酸、塩
酸、硫酸などの酸液を用いた酸洗、あるいは苛性ソーダ
等のアルカリ液を用いたアルカリ洗等を適用すれば良い
が、これらに限定されるものではなく、要は板表面の酸
化皮膜を除去することができれば良い。
As the chemical etching treatment for removing the oxide film on the surface of the aluminum alloy plate, pickling using an acid solution such as nitric acid, hydrochloric acid or sulfuric acid, or alkali cleaning using an alkali solution such as caustic soda, etc. It may be applied, but it is not limited to these, and the point is that the oxide film on the plate surface can be removed.

【0019】また改めて均一な酸化皮膜を生成させるた
めの大気中での加熱酸化処理条件は、例えば通常の電気
炉を用いて、250〜390℃程度の範囲内で0〜5時
間保持すれば良い。なおこの加熱酸化処理によって生成
させる新たな酸化皮膜の最適厚みは、溶接条件、板厚、
合金成分組成等によって異なるが、通常は100〜10
00オングストローム程度とすれば良い。
Regarding the conditions for the heat oxidation treatment in the atmosphere for forming a uniform oxide film again, for example, an ordinary electric furnace may be used and the temperature may be maintained within the range of 250 to 390 ° C. for 0 to 5 hours. . The optimum thickness of the new oxide film generated by this heat oxidation treatment is welding conditions, plate thickness,
Although it depends on the alloy composition, etc., it is usually 100 to 10
It may be about 00 angstrom.

【0020】また、この発明の溶接前処理方法によって
処理したアルミニウム合金板を用いて抵抗スポット溶接
を行なう際の溶接方法、溶接条件は特に限定されるもの
ではなく、通常のアルミニウム合金板に適用されている
方法、条件を適用すれば良い。
The welding method and welding conditions for performing resistance spot welding using the aluminum alloy sheet treated by the welding pretreatment method of the present invention are not particularly limited, and are applied to ordinary aluminum alloy sheets. The method and conditions described above may be applied.

【0021】さらにこの発明で対象としているAl−M
g系合金もしくはAl−Mg−Si系合金の成分組成は
特に限定されるものではないが、通常はMgを0.2〜
6.0%含有し、さらに必要に応じてMn0.1〜2.
0%、Cu0.05〜1.0%、Si0.1〜2.0
%、Cr0.01〜0.2%、Ti0.01〜0.3%
のうちの1種または2種以上を含有し、残部がAlおよ
び不可避的不純物よりなる合金が適当である。Mgが
0.2%未満では、溶接上の観点からは過大な溶接電流
が必要となったり、スポット溶接強度が低過ぎたりする
問題が生じ、また自動車ボディシート等として強度が不
足する問題がある。またMgが6.0%を越えれば板の
製造が困難になってくる。さらにMn,Cu,Si,C
r,Tiの添加は合金の強度あるいは成形性を向上させ
る効果があり、それぞれその下限未満では上記の効果が
充分に得られず、またそれぞれその上限値を越えれば上
記の効果が飽和するばかりでなく、逆に成形性が低下す
るおそれがある。なお前述のような成分組成範囲を満た
す実用合金としては、JIS A 5052合金、51
82合金、5082合金、2036合金、6009合
金、6010合金などがあるが、これらに限定されない
ことは勿論である。
Further, the Al-M object of the present invention
The component composition of the g-based alloy or the Al-Mg-Si-based alloy is not particularly limited, but normally the Mg content is 0.2 to
6.0%, and if necessary, Mn 0.1-2.
0%, Cu 0.05-1.0%, Si 0.1-2.0
%, Cr 0.01 to 0.2%, Ti 0.01 to 0.3%
An alloy containing one or more of the above and the balance consisting of Al and unavoidable impurities is suitable. If the Mg content is less than 0.2%, there is a problem that an excessive welding current is required from the viewpoint of welding, the spot welding strength is too low, and the strength is insufficient as an automobile body sheet or the like. . Further, if Mg exceeds 6.0%, it becomes difficult to manufacture a plate. Furthermore, Mn, Cu, Si, C
The addition of r and Ti has the effect of improving the strength or formability of the alloy. If the respective lower limits are exceeded, the above effects will not be sufficiently obtained, and if the respective upper limits are exceeded, the above effects will be saturated. On the contrary, there is a possibility that the moldability is lowered. In addition, as a practical alloy satisfying the above-described compositional range, JIS A 5052 alloy, 51
82 alloy, 5082 alloy, 2036 alloy, 6009 alloy, 6010 alloy and the like, but it is needless to say that they are not limited to these.

【0022】[0022]

【実施例】表1の合金番号1〜4に示すアルミニウム合
金を常法に従ってDC鋳造法により鋳造し、面削および
均質化処理を行なった後、熱間圧延し、さらに中間焼鈍
を挟みながら冷間圧延を施して、1mmの板とした。各板
について、酸化皮膜除去のための化学的エッチング処理
として、濃度1%のフッ化水素酸に室温で1分間浸漬す
るエッチングを行ない、水洗を行なってから乾燥後、大
気中で350℃×2時間の加熱酸化処理を行なった。
EXAMPLES Aluminum alloys shown by alloy numbers 1 to 4 in Table 1 were cast by a DC casting method according to a conventional method, subjected to chamfering and homogenization treatment, then hot rolled, and further cooled while sandwiching intermediate annealing. It was subjected to hot rolling to obtain a 1 mm plate. As a chemical etching treatment for removing the oxide film, each plate was etched by immersing it in hydrofluoric acid having a concentration of 1% at room temperature for 1 minute, washed with water, dried, and then dried in air at 350 ° C x 2 A heat oxidation treatment for a period of time was performed.

【0023】加熱酸化処理後の各板について、それぞれ
2枚重ねとし、3相整流式のスポット溶接機を使用し
て、連続打点方式にて電気抵抗スポット溶接試験を行な
った。このときの溶接条件は、いずれも溶接電流32k
A、加圧力300kg、1打点の通電時間0.1秒、連続
打点サイクル20回/分とした。
With respect to each of the plates after the heating and oxidation treatment, two sheets were piled up, and an electric resistance spot welding test was conducted by a continuous welding system using a three-phase rectification type spot welding machine. The welding conditions at this time are as follows: welding current 32k
A, the pressing force was 300 kg, the electrification time was 0.1 sec for one dot, and the continuous dot cycle was 20 times / min.

【0024】このような連続打点の抵抗スポット溶接試
験において、連続打点性の評価を次のようにして行なっ
た。すなわち、電極チップの清掃もしくは交換なしで連
続して溶接が行なえる限界までの打点数で評価した。具
体的には、一般に連続打点の進行に伴なって電極が劣化
し、これによってナゲット径が次第に小さくなって行く
が、この溶接試験では、最初のナゲット径が6.0mmφ
となるように設定しておき、連続打点の進行に伴なって
ナゲット径が4.8mmφよりも小さくなった段階を、前
述の限界とした。その限界までの打点数について、各板
について抵抗スポット溶接試験を2回繰返して調べた結
果を表2に示す。
In such a resistance spot welding test of continuous spots, the evaluation of continuous spot properties was performed as follows. That is, the number of dots was evaluated up to the limit at which welding can be performed continuously without cleaning or replacing the electrode tip. Specifically, in general, the electrode deteriorates with the progress of continuous hitting points, which gradually reduces the nugget diameter. In this welding test, the initial nugget diameter was 6.0 mmφ.
The above-mentioned limit was set at the stage where the nugget diameter became smaller than 4.8 mmφ as the continuous hitting point progressed. Table 2 shows the results obtained by repeating the resistance spot welding test twice for each plate for the number of hit points up to the limit.

【0025】なお比較例として、JIS A 5182
合金板について化学的エッチング処理を行なわずに加熱
酸化処理のみを前記と同じ条件で行なった場合の限界打
点数を調べた結果も、表2中に併せて示す。
As a comparative example, JIS A 5182
Table 2 also shows the results of examining the limit number of points when the alloy plate was subjected to only the thermal oxidation treatment without the chemical etching treatment under the same conditions as described above.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】表2から、この発明の溶接前処理方法を適
用した本発明例では、加熱酸化処理のみを施した比較例
の場合と比較して、限界連続打点数が約2倍もしくはそ
れ以上となっており、連続打点性が飛躍的に改善されて
いることが明らかである。
From Table 2, in the example of the present invention to which the welding pretreatment method of the present invention is applied, the limit continuous dot number is about twice or more as compared with the case of the comparative example in which only the heat oxidation treatment is applied. It is clear that the continuous dot performance has been dramatically improved.

【0029】[0029]

【発明の効果】Al−Mg系もしくはAl−Mg−Si
系合金からなるアルミニウム合金板ついて抵抗スポット
溶接を施すに先立ち、溶接対象となるアルミニウム合金
板に対してこの発明の方法による溶接前処理を施してお
けば、酸化皮膜の不均一に起因して電極とアルミニウム
合金板との界面付近における電流密度の不均一が生じる
おそれが少なくなり、その結果、上記の電流密度の不均
一による局部的な温度上昇に起因する局部溶融によって
電極の劣化を招くおそれが少くなり、また加熱酸化処理
条件を調整することによって、均一でかつ連続打点性に
対して最適な厚みの酸化皮膜を生成させることができ、
したがってこれらの理由から、抵抗スポット溶接におけ
る連続打点性を従来よりも格段に改善することができ、
そのため抵抗スポット溶接における電極の清掃や交換の
頻度を少なくして、溶接作業性を従来よりも大幅に向上
させることができるとともに、溶接コストの低減を図る
ことができる。
EFFECT OF THE INVENTION Al-Mg system or Al-Mg-Si
Before performing resistance spot welding on an aluminum alloy plate made of a system alloy, if the aluminum alloy plate to be welded is subjected to welding pretreatment by the method of the present invention, the electrode may be formed due to the nonuniformity of the oxide film. The possibility of uneven current density near the interface between the aluminum alloy plate and the aluminum alloy plate is reduced, and as a result, there is a risk of electrode deterioration due to local melting due to local temperature rise due to the above uneven current density. By adjusting the heat oxidation treatment conditions, it is possible to form an oxide film that is uniform and has an optimum thickness for continuous dot formation.
Therefore, for these reasons, the continuous spotting property in resistance spot welding can be significantly improved as compared with the conventional one.
Therefore, the frequency of electrode cleaning and replacement in resistance spot welding can be reduced, welding workability can be significantly improved as compared with the prior art, and welding costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の溶接前処理方法を段階的に示すめた
の略解図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing stepwise a welding pretreatment method of the present invention.

【図2】アルミニウム合金板に対する従来の抵抗スポッ
ト溶接の状況の一例と溶接時の板厚方向の温度分布の一
例を示す略解図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a conventional resistance spot welding condition on an aluminum alloy plate and an example of a temperature distribution in a plate thickness direction during welding.

【図3】従来のアルミニウム合金板の表面付近の状況の
一例を模式的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a situation near the surface of a conventional aluminum alloy plate.

【図4】図3に示される従来のアルミニウム合金板に対
して抵抗スポット溶接を行なう際の溶接電流の分布を模
式的に示す略解図である。
FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing a distribution of welding current when performing resistance spot welding on the conventional aluminum alloy plate shown in FIG.

【図5】アルミニウム合金板に対して抵抗スポット溶接
を行なう際における、酸化皮膜の厚みと連続打点性との
関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of an oxide film and the continuous spotting property when resistance spot welding is performed on an aluminum alloy plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A,1B アルミニウム合金板 2A,2B 電極 7 酸化皮膜 10 酸化皮膜 1A, 1B Aluminum alloy plate 2A, 2B Electrode 7 Oxide film 10 Oxide film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Al−Mg系もしくはAl−Mg−Si
系アルミニウム合金板を抵抗スポット溶接するに先立
ち、各アルミニウム合金板の両面に化学的エッチング処
理を施して両面の酸化皮膜を除去した後、大気中で加熱
酸化処理を施して、両面に均一な酸化皮膜を生成させる
ことを特徴とする、抵抗スポット溶接用アルミニウム合
金板の溶接前処理方法。
1. An Al-Mg system or Al-Mg-Si
Prior to resistance spot welding of aluminum-based aluminum alloy sheets, both sides of each aluminum alloy sheet are chemically etched to remove the oxide film on both sides, and then heat-oxidized in the atmosphere to uniformly oxidize both sides. A method for pre-welding an aluminum alloy plate for resistance spot welding, which comprises forming a film.
【請求項2】前記アルミニウム合金板として、Mgを
0.2〜6.0%(重量%、以下同じ)を含有し、さら
に必要に応じてMn0.1〜2.0%、Cu0.05〜
1.0%、Si0.1〜2.0%、Cr0.01〜0.
2%、Ti0.01〜0.3%のうちの1種または2種
以上を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物よりな
る合金を用いる、請求項1に記載の抵抗スポット溶接用
アルミニウム合金板の溶接前処理方法。
2. The aluminum alloy plate contains Mg in an amount of 0.2 to 6.0% (weight%, the same applies hereinafter), and if necessary, Mn of 0.1 to 2.0% and Cu of 0.05 to
1.0%, Si 0.1-2.0%, Cr 0.01-0.
2. An aluminum alloy plate for resistance spot welding according to claim 1, wherein an alloy containing 2% and one or more of 0.01 to 0.3% Ti and the balance Al and inevitable impurities is used. Welding pretreatment method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006116557A (en) * 2004-10-20 2006-05-11 Yokohama Rubber Co Ltd:The Multi-stage pre-crash manufacturing method of aluminum honeycomb core, and aluminum honeycomb core manufactured by the method

Cited By (2)

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