JPH0663762A - 異種金属接合用材料 - Google Patents
異種金属接合用材料Info
- Publication number
- JPH0663762A JPH0663762A JP4234146A JP23414692A JPH0663762A JP H0663762 A JPH0663762 A JP H0663762A JP 4234146 A JP4234146 A JP 4234146A JP 23414692 A JP23414692 A JP 23414692A JP H0663762 A JPH0663762 A JP H0663762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- plate
- iron
- layer
- joining
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼板とアルミニウムの同時スポット溶接に用
いる２層複層鋼板を提供すること。 【構成】 ０．４ｍｍの冷延鋼板（鉄層）１と、０．４
ｍｍのアルミニウム板（アルミニウム層）２からなる３
０×３０×０．８ｍｍのＦｅ／Ａｌ２層複層鋼板（異種
金属接合用材料）３の鉄側に３０×６０×０．８ｍｍの
冷延鋼板４を配置し、また、アルミニウム層側に３０×
６０×１．０ｍｍのアルミニウム５を配置してスポット
溶接を行う。
いる２層複層鋼板を提供すること。 【構成】 ０．４ｍｍの冷延鋼板（鉄層）１と、０．４
ｍｍのアルミニウム板（アルミニウム層）２からなる３
０×３０×０．８ｍｍのＦｅ／Ａｌ２層複層鋼板（異種
金属接合用材料）３の鉄側に３０×６０×０．８ｍｍの
冷延鋼板４を配置し、また、アルミニウム層側に３０×
６０×１．０ｍｍのアルミニウム５を配置してスポット
溶接を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、鉄道車両、船
舶、建築構造物等における異種金属材料の接合時に用い
られる鉄系材料とアルミニウム系材料の異種金属接合用
材料に関するものである。
舶、建築構造物等における異種金属材料の接合時に用い
られる鉄系材料とアルミニウム系材料の異種金属接合用
材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、鋼とアルミニウム、鋼とチタン
のような異種金属同士を溶接すると、接合部には入熱に
より金属間化合物が形成されて脆化相を生じることがあ
る。従って、満足な溶接部強度を得ることができない。
そこで、従来は、このような材料を組み合わせて使用す
る場合には、ボルト等による機械的締結によっていた。
のような異種金属同士を溶接すると、接合部には入熱に
より金属間化合物が形成されて脆化相を生じることがあ
る。従って、満足な溶接部強度を得ることができない。
そこで、従来は、このような材料を組み合わせて使用す
る場合には、ボルト等による機械的締結によっていた。
【０００３】一方、近年に至り、このような異種金属の
結合についてあらたな提案がなされている。すなわち、
第１の方法として鉄系材料とアルミニウム系材料との間
に、鉄系材料とアルミニウム系材料から成る２層のクラ
ッド材をインサートし、それぞれの材料の入熱にあわせ
た２ステップの通電を行うことにより、鉄系材料とアル
ミニウム系材料を接合する方法が特公平４−５５０６６
号公報に開示されている。これは、鉄系材料とアルミニ
ウム系材料とでは熱伝導度及び電気伝導度が異なるた
め、アルミニウム側でナゲットが形成されにくいからで
ある。（低電流だとアルミニウム側でナゲットが形成さ
れない。） また、第２の方法として特公平４−１２７９７３号公報
には、鉄系材料とアルミニウム系材料との間に、鉄系材
料とアルミニウム系材料から成る２層のクラッド材をイ
ンサートし、１０ｍｓ以下の時間で通電を行うことによ
り、鉄系材料とアルミニウム系材料を接合する方法が開
示されている。
結合についてあらたな提案がなされている。すなわち、
第１の方法として鉄系材料とアルミニウム系材料との間
に、鉄系材料とアルミニウム系材料から成る２層のクラ
ッド材をインサートし、それぞれの材料の入熱にあわせ
た２ステップの通電を行うことにより、鉄系材料とアル
ミニウム系材料を接合する方法が特公平４−５５０６６
号公報に開示されている。これは、鉄系材料とアルミニ
ウム系材料とでは熱伝導度及び電気伝導度が異なるた
め、アルミニウム側でナゲットが形成されにくいからで
ある。（低電流だとアルミニウム側でナゲットが形成さ
れない。） また、第２の方法として特公平４−１２７９７３号公報
には、鉄系材料とアルミニウム系材料との間に、鉄系材
料とアルミニウム系材料から成る２層のクラッド材をイ
ンサートし、１０ｍｓ以下の時間で通電を行うことによ
り、鉄系材料とアルミニウム系材料を接合する方法が開
示されている。
【０００４】さらに、第３の方法としては、特公平４−
１４３０８３号に開示されているように、鉄系材料とア
ルミニウム系材料との間に、マグネシウムまたはマグネ
シウム合金をインサートし、通電によってマグネシウム
を飛散させることにより、鉄系材料とアルミニウム系材
料を接合する方法がある。
１４３０８３号に開示されているように、鉄系材料とア
ルミニウム系材料との間に、マグネシウムまたはマグネ
シウム合金をインサートし、通電によってマグネシウム
を飛散させることにより、鉄系材料とアルミニウム系材
料を接合する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のインサート材を用いて接合する前記第１の
方法においては、鉄系材料同士とアルミニウム系材料同
士を同時にスポット溶接するため、入熱量の異なる２ス
テップの通電を必要とすると共に、２ステップの通電に
おいて通電方向を変化させなくてはならないという問題
があり、また、前記第２の方法においては、短時間通電
であるため、大電流を必要とすると共に、板の表面状態
によって、接合状態が左右されるという問題がある。さ
らに、前記第３の方法においては、複層鋼板を挿入する
ものではなくて、単に溶接方法を述べているに過ぎず、
原理的にも不自然な点がある。
ような従来のインサート材を用いて接合する前記第１の
方法においては、鉄系材料同士とアルミニウム系材料同
士を同時にスポット溶接するため、入熱量の異なる２ス
テップの通電を必要とすると共に、２ステップの通電に
おいて通電方向を変化させなくてはならないという問題
があり、また、前記第２の方法においては、短時間通電
であるため、大電流を必要とすると共に、板の表面状態
によって、接合状態が左右されるという問題がある。さ
らに、前記第３の方法においては、複層鋼板を挿入する
ものではなくて、単に溶接方法を述べているに過ぎず、
原理的にも不自然な点がある。
【０００６】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、熱伝導度と電気伝導度のバランスをとるた
め、Ｆｅ／Ａｌ複層鋼板の鉄層とアルミニウム層の厚さ
を規定し、鋼板とアルミニウム板の同時スポット溶接に
適した複層鋼板を提供することを目的としている。
れたもので、熱伝導度と電気伝導度のバランスをとるた
め、Ｆｅ／Ａｌ複層鋼板の鉄層とアルミニウム層の厚さ
を規定し、鋼板とアルミニウム板の同時スポット溶接に
適した複層鋼板を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の異種金属接合用材料は厚さ０．１〜３．
０ｍｍの鉄系材料の板と、厚さ０．１〜５．０ｍｍのア
ルミニウム系材料の板とが積層接合され、かつ、鉄系材
料とアルミニウム系材料の板厚比が１０：１〜１：２０
である２層の複層鋼板からなるものである。鉄系材料の
板とアルミニウム系材料の板とを接合する方法は、爆
着，圧延，ろう付け等いずれの方法であってもよい。
めに、本発明の異種金属接合用材料は厚さ０．１〜３．
０ｍｍの鉄系材料の板と、厚さ０．１〜５．０ｍｍのア
ルミニウム系材料の板とが積層接合され、かつ、鉄系材
料とアルミニウム系材料の板厚比が１０：１〜１：２０
である２層の複層鋼板からなるものである。鉄系材料の
板とアルミニウム系材料の板とを接合する方法は、爆
着，圧延，ろう付け等いずれの方法であってもよい。
【０００８】
【作用】上記の異種金属接合用材料を用いることにより
通常通りのスポット溶接法、溶接条件で安定した異種金
属接合ができる。
通常通りのスポット溶接法、溶接条件で安定した異種金
属接合ができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例である異種金属接合
用材料を用いて、被溶接材料である鉄系材料とアルミニ
ウム系材料とを接合する状態を示した図である。
用材料を用いて、被溶接材料である鉄系材料とアルミニ
ウム系材料とを接合する状態を示した図である。
【００１０】図１において、１は鉄層、２はアルミニウ
ム層からなる異種金属接合用材料３を示しており、４，
５はそれぞれ被溶接材としての鉄系材料である冷延鋼板
及びアルミニウム板であり、６は溶接用の電極である。 〈試験例１〉図１において、０．４ｍｍの冷延鋼板（鉄
層）１と０．４ｍｍのアルミニウム板（Ａ１０５０）
（アルミニウム層）２からなる、３０×３０×０．８ｍ
ｍのＦｅ／Ａｌ２層複層鋼板（異種金属接合用材料）３
の鉄側に３０×６０×０．８ｍｍの冷延鋼板４を配置
し、また、アルミニウム側に３０×６０×１．０ｍｍの
アルミニウム板５を配置して、図２の条件（試験Ｎｏ．
１〜６）でスポット溶接を行うと、いずれの場合もスポ
ット溶接が可能であった。
ム層からなる異種金属接合用材料３を示しており、４，
５はそれぞれ被溶接材としての鉄系材料である冷延鋼板
及びアルミニウム板であり、６は溶接用の電極である。 〈試験例１〉図１において、０．４ｍｍの冷延鋼板（鉄
層）１と０．４ｍｍのアルミニウム板（Ａ１０５０）
（アルミニウム層）２からなる、３０×３０×０．８ｍ
ｍのＦｅ／Ａｌ２層複層鋼板（異種金属接合用材料）３
の鉄側に３０×６０×０．８ｍｍの冷延鋼板４を配置
し、また、アルミニウム側に３０×６０×１．０ｍｍの
アルミニウム板５を配置して、図２の条件（試験Ｎｏ．
１〜６）でスポット溶接を行うと、いずれの場合もスポ
ット溶接が可能であった。
【００１１】溶接部の断面組織を観察すると、いずれの
場合も鉄側及びアルミニウム側でそれぞれナゲットが形
成されていたが、１６ＫＡ以上の高い電流値になると、
金属間化合物が形成され、散り，割れ，継手部の変形能
の低下が起こった。溶接された継手の引張剪断荷重を測
定すると、最大値が４３０ｋｇｆとなり、０．８ｍｍの
冷延鋼板同士を溶接した場合の最大荷重（４５６ｋｇ
ｆ）と同等の強度を示し、１．０ｍｍのアルミニウム板
（Ａ５０５２）同士を溶接した場合（最大値３１２ｋｇ
ｆ）より高い値を示した。なお引張試験時の破断はすべ
てアルミニウム側で起こっていた。 〈試験例２〉試験例１において、Ｆｅ／Ａｌ２層複層鋼
板の構成素材である冷延鋼板（鉄層）１をステンレス
（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３０）板に変えても、また同
様に、複層鋼板の構成素材であるアルミニウム板（アル
ミニウム層）２の材質をＡ３００４，Ａ５０５２に変え
ても、図２（試験Ｎｏ．７〜１０）に示すように、スポ
ット溶接は可能であった。また、複層鋼板と組み合わせ
る冷延鋼板をステンレス（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３
０）板に変えても、アルミニウム板の材質をＡ３００
４，Ａ５０５２等に変えても、図２（試験Ｎｏ．１１〜
１４）に示すように結果は同様であった。 〈試験例３〉試験例１において、Ｆｅ／Ａｌ２層複層鋼
板の構成素材である冷延鋼板（鉄層）１及びアルミニウ
ム板（アルミニウム層）２の厚さを、それぞれ、２．０
／０．４、０．８／０．４、０．８／０．８、０．４／
１．２、０．４／２．０、０．２／２．０（但し、Ｆｅ
／Ａｌの厚さ単位：ｍｍ）と変えても、試験例１と同
様、スポット溶接が可能であった。しかし、冷延鋼板
（鉄層）１及びアルミニウム板（アルミニウム層）２の
厚さを、それぞれ２．４／０．２または０．１／２．４
のように１０：１または１：２０を越えた組み合わせに
すると、アルミニウム側が溶接されなかったり、あるい
はアルミニウム側が溶接されるために、１５ＫＡ以上の
高い電流値を必要とするため、散り，割れ，継手部の変
形能の低下，金属間化合物の形成、強度の低下等が起こ
っていた。
場合も鉄側及びアルミニウム側でそれぞれナゲットが形
成されていたが、１６ＫＡ以上の高い電流値になると、
金属間化合物が形成され、散り，割れ，継手部の変形能
の低下が起こった。溶接された継手の引張剪断荷重を測
定すると、最大値が４３０ｋｇｆとなり、０．８ｍｍの
冷延鋼板同士を溶接した場合の最大荷重（４５６ｋｇ
ｆ）と同等の強度を示し、１．０ｍｍのアルミニウム板
（Ａ５０５２）同士を溶接した場合（最大値３１２ｋｇ
ｆ）より高い値を示した。なお引張試験時の破断はすべ
てアルミニウム側で起こっていた。 〈試験例２〉試験例１において、Ｆｅ／Ａｌ２層複層鋼
板の構成素材である冷延鋼板（鉄層）１をステンレス
（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３０）板に変えても、また同
様に、複層鋼板の構成素材であるアルミニウム板（アル
ミニウム層）２の材質をＡ３００４，Ａ５０５２に変え
ても、図２（試験Ｎｏ．７〜１０）に示すように、スポ
ット溶接は可能であった。また、複層鋼板と組み合わせ
る冷延鋼板をステンレス（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３
０）板に変えても、アルミニウム板の材質をＡ３００
４，Ａ５０５２等に変えても、図２（試験Ｎｏ．１１〜
１４）に示すように結果は同様であった。 〈試験例３〉試験例１において、Ｆｅ／Ａｌ２層複層鋼
板の構成素材である冷延鋼板（鉄層）１及びアルミニウ
ム板（アルミニウム層）２の厚さを、それぞれ、２．０
／０．４、０．８／０．４、０．８／０．８、０．４／
１．２、０．４／２．０、０．２／２．０（但し、Ｆｅ
／Ａｌの厚さ単位：ｍｍ）と変えても、試験例１と同
様、スポット溶接が可能であった。しかし、冷延鋼板
（鉄層）１及びアルミニウム板（アルミニウム層）２の
厚さを、それぞれ２．４／０．２または０．１／２．４
のように１０：１または１：２０を越えた組み合わせに
すると、アルミニウム側が溶接されなかったり、あるい
はアルミニウム側が溶接されるために、１５ＫＡ以上の
高い電流値を必要とするため、散り，割れ，継手部の変
形能の低下，金属間化合物の形成、強度の低下等が起こ
っていた。
【００１２】なお、本発明の異種金属接合用材料は、被
溶接材として、板厚３．０ｍｍ以下の鋼板と５．０ｍｍ
以下のアルミニウム板との接合に用いられるのに適して
いる。
溶接材として、板厚３．０ｍｍ以下の鋼板と５．０ｍｍ
以下のアルミニウム板との接合に用いられるのに適して
いる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は熱伝導度と
電気伝導度のバランスをとるため、鉄層とアルミニウム
層の厚さを規定したＦｅ／Ａｌ２層複層鋼板をインサー
ト材に用いることにより、大電流を必要とせず、従来の
スポット溶接と同様な方法・同様な条件（アルミニウム
同士に比べ低電流値で溶接可）で、しかも、大電流通電
用の大掛かりな設備を用いることなく、鋼板とアルミニ
ウム板とをスポット溶接することが可能である。
電気伝導度のバランスをとるため、鉄層とアルミニウム
層の厚さを規定したＦｅ／Ａｌ２層複層鋼板をインサー
ト材に用いることにより、大電流を必要とせず、従来の
スポット溶接と同様な方法・同様な条件（アルミニウム
同士に比べ低電流値で溶接可）で、しかも、大電流通電
用の大掛かりな設備を用いることなく、鋼板とアルミニ
ウム板とをスポット溶接することが可能である。
【００１４】また、Ｆｅ／Ａｌ２層複層鋼板をインサー
ト材に用いることにより、Ｆｅ／Ａｌの金属間化合物を
生成させることなく、鋼板とアルミニウム板とをスポッ
ト溶接することができる。
ト材に用いることにより、Ｆｅ／Ａｌの金属間化合物を
生成させることなく、鋼板とアルミニウム板とをスポッ
ト溶接することができる。
【００１５】さらに、Ｆｅ／Ａｌ２層複層鋼板をインサ
ート材に用いた、鋼板とアルミニウム板との異種金属接
合用材料は、アルミニウム板同士の接合体より強度が高
くなる。
ート材に用いた、鋼板とアルミニウム板との異種金属接
合用材料は、アルミニウム板同士の接合体より強度が高
くなる。
【図１】本発明の一実施例である異種金属接合用材料を
用いて、被溶接材料である鉄系材料とアルミニウム系材
料とを接合する状態を示した図である。
用いて、被溶接材料である鉄系材料とアルミニウム系材
料とを接合する状態を示した図である。
【図２】本発明の実施例の具体例を示す表である。
１ 鉄層 ２ アルミニウム層 ３ Ｆｅ／Ａｌ複層鋼板からなる異種金属接合用材料 ４ 冷延鋼板 ５ アルミニウム板 ６ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 尚 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 厚さ０．１〜３．０ｍｍの鉄系材料の板
と、厚さ０．１〜５．０ｍｍのアルミニウム系材料の板
とが積層接合され、かつ、鉄系材料とアルミニウム系材
料の板厚比が１０：１〜１：２０である２層の複層鋼板
からなる異種金属接合用材料が、鉄系材料の板とアルミ
ニウム系材料の板との間に、互いに同種材同士が向かい
合うようにインサートされ、一回の通電によって、鉄系
材料同士あるいはアルミニウム系材料同士でナゲットを
同時に形成させ、鉄系材料の板とアルミニウム系材料の
板とをスポット溶接することを特徴とする異種金属接合
用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234146A JPH0663762A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 異種金属接合用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234146A JPH0663762A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 異種金属接合用材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663762A true JPH0663762A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16966370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4234146A Pending JPH0663762A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 異種金属接合用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663762A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700198B2 (en) | 2004-06-11 | 2010-04-20 | Kobe Steel, Ltd. | Dissimilar material weld joint formed by joining iron type material and aluminum type material, and weld joining method |
| US9682446B2 (en) | 2006-02-17 | 2017-06-20 | Kobe Steel, Ltd. | Flux-cored wire for different-material bonding and method of bonding different materials |
| CN110270750A (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 包括具有钢板的钢工件和铝工件的电阻点焊工件堆叠 |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP4234146A patent/JPH0663762A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700198B2 (en) | 2004-06-11 | 2010-04-20 | Kobe Steel, Ltd. | Dissimilar material weld joint formed by joining iron type material and aluminum type material, and weld joining method |
| US9682446B2 (en) | 2006-02-17 | 2017-06-20 | Kobe Steel, Ltd. | Flux-cored wire for different-material bonding and method of bonding different materials |
| CN110270750A (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 包括具有钢板的钢工件和铝工件的电阻点焊工件堆叠 |
| US11065710B2 (en) | 2018-03-14 | 2021-07-20 | GM Global Technology Operations LLC | Resistance spot welding workpiece stack-ups having a steel workpiece and an aluminum workpiece with a steel plate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2954476B2 (ja) | 鉄系金属材料とアルミニウム系金属材料との接合方法 | |
| JPH07328774A (ja) | アルミニウム系材と鋼系材との異材接合方法 | |
| JPH07178563A (ja) | 圧接を併用したスポット溶接による接合方法および接合構造体 | |
| EP0659517B1 (en) | Method of resistance-welding workpieces of metal and resistance-welded weldment of metal | |
| JPH11197846A (ja) | 異種金属板のシーム溶接方法 | |
| JPH07132389A (ja) | 複層鋼板のレーザ溶接方法 | |
| JPH0811302B2 (ja) | 異種金属の接合方法 | |
| JPH0663762A (ja) | 異種金属接合用材料 | |
| JP3504790B2 (ja) | アルミニウム系材と鋼系材との異材接合方法 | |
| JP3323299B2 (ja) | 複層鋼板のスポット溶接方法およびスポット溶接用複層鋼板 | |
| JP2861819B2 (ja) | 異種金属の抵抗溶接方法 | |
| JPH0724581A (ja) | アルミニウムと鋼の抵抗溶接方法 | |
| JP2531052B2 (ja) | 異種金属の抵抗溶接方法 | |
| JPH0663764A (ja) | 異種金属接合方法及び溶接電極 | |
| JP2011125889A (ja) | 異材接合継手および異材接合方法 | |
| JPH07155964A (ja) | 表面処理鋼板とアルミニウム板の抵抗溶接に適したクラッドインサート材 | |
| JP3144504B2 (ja) | 自動車用閉断面構造体 | |
| JP3118823B2 (ja) | 樹脂複合型金属板の抵抗溶接方法 | |
| JPH0663763A (ja) | 異種金属接合方法及び接合用材料 | |
| JPS63230271A (ja) | アルミニウム系材と鉄系材との重ね抵抗溶接方法 | |
| JPH067952A (ja) | 複層鋼板の溶接方法 | |
| JP3117053B2 (ja) | 異種金属の抵抗溶接方法および抵抗溶接用材料 | |
| JPH067951A (ja) | 複層鋼板の溶接方法 | |
| JPH0796380A (ja) | 複層鋼板のレーザ溶接方法及びレーザ溶接用複層鋼板 | |
| JPS5970481A (ja) | 点溶接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990803 |