JPH08267254A - 異種部材の抵抗溶接方法 - Google Patents
異種部材の抵抗溶接方法Info
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- JPH08267254A JPH08267254A JP7070191A JP7019195A JPH08267254A JP H08267254 A JPH08267254 A JP H08267254A JP 7070191 A JP7070191 A JP 7070191A JP 7019195 A JP7019195 A JP 7019195A JP H08267254 A JPH08267254 A JP H08267254A
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Abstract
l系材)2を抵抗溶接するに際し、これら第1・2の部
材1,2の少なくとも一方より高硬度で且つ高融点の金
属粉末3を、両部材1,2間に置き、電極5,6で両部
材を加圧しながら電流を流す。(b)にて、ジュール熱
で加熱されて軟化した第2の部材2に金属粉末3がめり
込む。即ち、溶融軟化したAl系材が金属粉末3の上半
部を包み込むような形態の接合形態となる。 【効果】 金属粉末にくさび若しくはかすがい効果を発
揮するので、接合強度を高めることができる。しかも、
従来の様にクラッド材を準備する必要が無いので、低コ
ストで容易に溶接がなせる。
Description
法、特にアルミニウム合金と鉄系合金との接合に適した
方法に関する。
特開平5−111778号公報「異種金属の抵抗溶接方
法」や特開平6−63762号公報「異種金属接合用
材料」が知られている。
ニウム1と非アルミニウム2との間に、インサート材3
を介在させ、このインサート材3はアルミニウム3aに
非アルミニウム3bを接合したものしたものであり、ク
ラッド材の全厚を2mm以内とし、クラッド材における
アルミニウム比率を適度な値とすることにより、少ない
電流で溶接ができたというものである。前記も、同公
報の図1において、鋼板4とアルミニウム5との間に、
インサート材3を介在させ、このインサート材3を鉄屑
1とアルミニウム層2との複合材としたことを特徴と
し、上記と同様に少ない電流で溶接ができたというも
のである。
間にインサート材を介在させるため、そのインサート材
を別に製造しなければならないこと、及び母材同士を接
合する際にインサート材が正しい位置に保持されている
かを十分に注意する必要がある。その結果、溶接コスト
の高騰を招き、溶接作業も面倒なものとなり、作業者の
負担は大きくなる。
の抵抗溶接を研究する中で、両母材間に、粒状の金属粉
末を介在させることで、この金属粉末が「くさび」効果
を発揮することを見出し、このくさび作用により満足す
べき接合が得られるという製法を確立するに成功した。
具体的には、第1の部材に第2の部材を接合するに際
し、これら第1・2の部材の少なくとも一方より高硬度
で且つ高融点の金属粉末を、両部材間に置き、電極で両
部材を加圧し、通電するという異種部材の抵抗溶接方法
である。
がAl系材であっても差支えない。
o、Fe、Cr、Co及びこれらを基にした合金であ
る。
第2の部材のうち低硬度の方の部材の厚さをTとしたと
き、比(G/T)が次の範囲にあることが望ましい。 0.15≦(G/T)≦0.60
る。(a)にて、第1の部材(Fe系被溶接材)1に第
2の部材(Al系被溶接材)2を抵抗溶接するに際し、
これら第1・2の部材1,2の少なくとも一方より高硬
度で且つ高融点の金属粉末3を、両部材1,2間に置
き、電極5,6で両部材を加圧しながら電流を流す。
(b)にて、ジュール熱で加熱されて軟化した第2の部
材2に金属粉末3がめり込む。即ち、溶融軟化したAl
系材が金属粉末3の上半部を包み込むような形態の接合
形態であり、金属粉末3は全部が溶融してはいないこと
に特徴がある。なぜなら、本発明では、Al系材より高
融点の金属粉末3を使用するからである。(b)では金
属粉末3が「くさび」若しくは「かすがい」となって部
材1,2を結合していることを示す。
関係を示すグラフであり、横軸は融点(℃)、縦軸は各
種の金属粉末と比較のためのSPCC及びA5182で
ある。SPCCはJICG3141で規定される冷間圧
延鋼板、A5182は5000系Al−Mg合金であ
る。融点で比較すると、SPCCは1500℃弱、A5
182は580℃強である。これに対して、Zr(ジル
コニウム)は約1850℃、Ti(チタン)は約167
0℃、Ni(ニッケル)は約1450℃、Mo(モリブ
デン)は約2600℃、Fe(鉄)は約1530℃、C
r(クロム)は約1870℃、Co(コバルト)は約1
500℃と、いずれのAl系材よりは十分に高融点であ
る。従って、Zr、Ti、Ni、Mo、Fe、Cr、C
oで前記金属粉末3を形成すれば、インサート粉末を溶
かさずに、アルミニウム材のみを溶かすことが可能とな
る。
関係を示すグラフであり、横軸は硬度(mHv,荷重3
00gによるマイクロビッカース)、縦軸は各種の金属
粉末と比較のためのSPCC及びA5182である。硬
度で比較すると、SPCCとA5182はともに約80
強程度である。これに対して、Zr、Ti、Ni、M
o、Fe、Cr、Coは全て140を超えているので相
対的に高硬度であると言える。従って、Zr、Ti、N
i、Mo、Fe、Cr、Coで前記金属粉末3を形成す
れば、Al系材に良好に食い込むことになる。
試験方法の説明図である。(a)は「引張り剪断試験」
の原理図であり、引張り試験機によって、第1の部材1
と第2の部材2とを互いに逆向きに引張り、溶接部8で
破断(剪断破壊)したときの引張り力(kgf)を記録
する。(b)は「U字引張り試験」の原理図であり、溶
接部8が谷底位置となるようにして第1の部材1及び第
2の部材2をU字形に曲げる(又は、U字形に成形した
第1・第2の部材1,2同士を溶接する。)。そして互
いに逆向きに引張り力を掛けて、溶接部8で破断(引張
り破壊)したときの引張り力(kgf)を記録する。
脂と混合したものを、被溶接面に塗布すると良い。取扱
が容易で、膜厚の管理が容易であるからである。また、
後述するが、金属粉末の平均粒径が20μm未満である
と、粉末が小さ過ぎて溶融Alに溶融してしまい、目的
の強度が得られない。
はこれに限定されるものではない。
行目に示す通り、金属粉末を、実施例1では100〜2
00μmのTiアトマイズ粉、実施例2では100〜2
00μmのFeアトマイズ粉、実施例3では100〜2
00μmのFe電解粉を使用する。また、比較例1では
金属粉末を使用しなかった。その他の条件は共通であ
り、Fe系材を0.7mm厚さのSPCC、Al系材を
1.0mm厚さのA5182、金属粉末のためのバイン
ダをエポキシ系液状樹脂として20wt%を混合した。
そして、スポット溶接を実施するべく、インバータ式溶
接機にて16kAを10cycleの条件で通電した。
で強度試験を実施した。実施例1は、引張り剪断強度
が260kgf、U字引張り強度が80kgfであ
り、両者の比(/)は0.31であった。実施例2
は、引張り剪断強度が245kgf、U字引張り強
度が90kgfであり、両者の比(/)は0.37
であった。実施例3は、引張り剪断強度が250kg
f、U字引張り強度が65kgfであり、両者の比
(/)は0.26であった。これに対して比較例1
は、引張り剪断強度が240kgfであったが、U
字引張り強度は僅か15kgfに留まり、両者の比(
/)は0.063と大きく0.1を下回った。比較例
1は引張り方向によって強度が著しく異なるため実施例
1〜3に比較して使用法が限定されるので評価は「×」
である。
粒径を、実施例4では150μm、、実施例5では30
0μm、実施例6では600μm、そして比較例2では
27μm、比較例3では75μm、比較例4では100
0μmとした。その他の条件は共通であり、Fe系材を
0.7mm厚さのSPCC、Al系材を1.0mm厚さ
のA5182、金属粉末はFe電解粉、金属粉末のため
のバインダをエポキシ系液状樹脂として20wt%を混
合した。そして、スポット溶接を実施するべく、インバ
ータ式溶接機にて16kAを10cycleの条件で通
電した。
験を実施した。実施例4はU字引張り強度が80kg
f、実施例5はU字引張り強度が90kgf、実施例6
はU字引張り強度が55kgfであり、大きな強度を得
た。比較例2はU字引張り強度が15kgf、比較例3
はU字引張り強度が38kgf、比較例4はU字引張り
強度が10kgfであり、強度は小さい。
の部材のうち低硬度の方の部材の厚さをTとしたとき、
比(G/T)を調べる。実施例4は平均粒径Gは150
μmであり、低硬度の方の部材はA5182で、その厚
さTは1.0mm(1000μm)である。従って、G
/Tは0.15となる。実施例5は平均粒径Gは300
μmであり、低硬度の方の部材はA5182で、その厚
さTは1.0mm(1000μm)である。従って、G
/Tは0.30となる。実施例6は平均粒径Gは600
μmであり、低硬度の方の部材はA5182で、その厚
さTは1.0mm(1000μm)である。従って、G
/Tは0.60となる。従って、好適なG/Tは0.1
5〜0.6の範囲にあることが分かった。
する。請求項1の抵抗溶接方法は、第1の部材に第2の
部材を接合するに際し、これら第1・2の部材の少なく
とも一方より高硬度で且つ高融点の金属粉末を、両部材
間に置き、電極で両部材を加圧し、通電することで、金
属粉末にくさび若しくはかすがい効果を発揮させること
ができるので、接合強度を高めることができる。しか
も、従来の様にクラッド材を準備する必要が無いので、
低コストで容易に溶接がなせる。
Fe系材であり、第2の部材がAl系材であるから、炭
素鋼とアルミニウム材とを組合わせて車体やフレームを
製造する産業(例えば自動車産業)に有益である。
Zr、Ti、Ni、Mo、Fe、Cr、Co及びこれら
を基にした合金としたので、金属粉末の種類選定の自由
度が増し、製造上好都合である。
均粒径をG、第1・第2の部材のうち低硬度の方の部材
の厚さをTとしたとき、0.15≦(G/T)≦0.6
0の範囲から金属粉末の平均粒径選択すればすみ、金属
粉末の粒径決定が容易となり、製造担当者の負担を軽減
できる。
グラフ
グラフ
Claims (4)
- 【請求項1】 第1の部材に第2の部材を接合するに際
し、これら第1・2の部材の少なくとも一方より高硬度
で且つ高融点の金属粉末を、両部材間に置き、電極で両
部材を加圧し、通電することを特徴とした異種部材の抵
抗溶接方法。 - 【請求項2】 前記第1の部材がFe系材であり、前記
第2の部材がAl系材であることを特徴とした請求項1
記載の異種部材の抵抗溶接方法。 - 【請求項3】 前記金属粉末は、Zr、Ti、Ni、M
o、Fe、Cr、Co及びこれらを基にした合金である
ことを特徴とした請求項1又は請求項2記載の異種部材
の抵抗溶接方法。 - 【請求項4】 前記金属粉末の平均粒径をG、前記第1
・第2の部材のうち低硬度の方の部材の厚さをTとした
とき、比(G/T)が下記に示す範囲にあることを特
徴とした請求項1、請求項2又は請求項3記載の異種部
材の抵抗溶接方法。 0.15≦(G/T)≦0.60・・・
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07019195A JP3628371B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 異種部材の抵抗溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP07019195A JP3628371B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 異種部材の抵抗溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08267254A true JPH08267254A (ja) | 1996-10-15 |
JP3628371B2 JP3628371B2 (ja) | 2005-03-09 |
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ID=13424395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07019195A Expired - Fee Related JP3628371B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 異種部材の抵抗溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3628371B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013006204A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Nissan Motor Co Ltd | 金属結合方法 |
WO2016103376A1 (ja) * | 2014-12-25 | 2016-06-30 | 本田技研工業株式会社 | 異材接合構造及び異材接合方法 |
WO2019098292A1 (ja) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | 日本発條株式会社 | 接合体および自動車用シートフレーム |
CN114179368A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种提高异种树脂或异种树脂基复合材料焊接接头界面连接强度的方法 |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP07019195A patent/JP3628371B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10220885B2 (en) | 2014-12-25 | 2019-03-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Different material joining structure and different material joining method |
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US11498466B2 (en) | 2017-11-15 | 2022-11-15 | Nhk Spring Co., Ltd. | Joined body and automobile seat frame |
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