JPH11277268A - 突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法 - Google Patents
突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法Info
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- JPH11277268A JPH11277268A JP10079888A JP7988898A JPH11277268A JP H11277268 A JPH11277268 A JP H11277268A JP 10079888 A JP10079888 A JP 10079888A JP 7988898 A JP7988898 A JP 7988898A JP H11277268 A JPH11277268 A JP H11277268A
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- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外観性が優れていると共に、高強度の継手を
有する突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又はア
ルミニウム合金材との突合せ溶接方法を提供する。 【解決手段】 先ず、鋼板1とアルミニウム板2との間
に、鋼材部3aとアルミニウム材部3bとからなるクラ
ッド板4を配置し、鋼板1の端面1aとクラッド板4の
一端面4aとを突合せ溶接する。次に、アルミニウム板
2の端面2aとクラッド板4の他端面4bとを突合せ溶
接する。なお、クラッド板は、鋼材部が当接されるクラ
ッド板の一端面において、鋼材部が現れている面積が一
端面の面積あたり25%以上になっている。また、アル
ミニウム板に当接されるクラッド板の他端面において
は、アルミニウム材部が現れている面積が他端面の面積
あたり25%以上である。
有する突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又はア
ルミニウム合金材との突合せ溶接方法を提供する。 【解決手段】 先ず、鋼板1とアルミニウム板2との間
に、鋼材部3aとアルミニウム材部3bとからなるクラ
ッド板4を配置し、鋼板1の端面1aとクラッド板4の
一端面4aとを突合せ溶接する。次に、アルミニウム板
2の端面2aとクラッド板4の他端面4bとを突合せ溶
接する。なお、クラッド板は、鋼材部が当接されるクラ
ッド板の一端面において、鋼材部が現れている面積が一
端面の面積あたり25%以上になっている。また、アル
ミニウム板に当接されるクラッド板の他端面において
は、アルミニウム材部が現れている面積が他端面の面積
あたり25%以上である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は軽量化が要求される
溶接構造体及びこの溶接構造体を得るための突合せ溶接
方法に関し、特に、高強度の継手を有する突合せ溶接構
造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材と
の突合せ溶接方法に関する。
溶接構造体及びこの溶接構造体を得るための突合せ溶接
方法に関し、特に、高強度の継手を有する突合せ溶接構
造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材と
の突合せ溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、自動車部品等においては軽量化が
要求されており、その材料として、従来の鋼材等と比較
して軽量であるアルミニウム又はアルミニウム合金材が
使用されたものが開発されている。そして、鋼材とアル
ミニウム又はアルミニウム合金材とを接合する必要性が
増加している。
要求されており、その材料として、従来の鋼材等と比較
して軽量であるアルミニウム又はアルミニウム合金材が
使用されたものが開発されている。そして、鋼材とアル
ミニウム又はアルミニウム合金材とを接合する必要性が
増加している。
【0003】鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金
材とを接合する方法としては、従来より種々の方法が適
用されている。例えば、少なくとも一方が円形の断面形
状を有する2つの部材を突合せて配置し、回転運動等に
より両部材の突合せ端面に摩擦熱を発生させることによ
り、両部材を接合する摩擦溶接がある。また、2つの部
材に互いに圧力を印加した後にこれらに超音波振動を与
えることにより、両部材を接合する超音波溶接も公知で
ある。
材とを接合する方法としては、従来より種々の方法が適
用されている。例えば、少なくとも一方が円形の断面形
状を有する2つの部材を突合せて配置し、回転運動等に
より両部材の突合せ端面に摩擦熱を発生させることによ
り、両部材を接合する摩擦溶接がある。また、2つの部
材に互いに圧力を印加した後にこれらに超音波振動を与
えることにより、両部材を接合する超音波溶接も公知で
ある。
【0004】更に、重ねて配置された2枚の板材の外側
から対向する位置に電極を配置し、これらの電極間を通
電することにより、2枚の板材同士を接合する抵抗スポ
ット溶接もある。更にまた、爆発圧接又は熱間圧延を利
用するトランジッションジョイント(STJ)も、材質
が異なる部材同士の接合方法として公知である(特開平
9−29463号公報、特開平9−29462号公報及
び特開平9−285877号公報等)。
から対向する位置に電極を配置し、これらの電極間を通
電することにより、2枚の板材同士を接合する抵抗スポ
ット溶接もある。更にまた、爆発圧接又は熱間圧延を利
用するトランジッションジョイント(STJ)も、材質
が異なる部材同士の接合方法として公知である(特開平
9−29463号公報、特開平9−29462号公報及
び特開平9−285877号公報等)。
【0005】しかし、上述の接合方法を使用して、鋼材
とアルミニウム又はアルミニウム合金材とを接合する
と、以下に示す問題点が発生する。即ち、摩擦溶接を使
用する場合には、少なくとも一方が円形の断面形状を有
する部材である必要があるので、接合される部材の形状
が限定されてしまう。同様に、超音波溶接を使用する場
合においても、接合部に超音波振動を与える必要がある
ので、接合される部材の形状及び寸法が制限される。ま
た、トランジッションジョイントにより鋼材とアルミニ
ウム材とを接合する場合、この接合方法は船舶等の大型
部材同士の接合に適用されるものであるので、薄板の接
合に適用することができず、部材の寸法が制限される。
とアルミニウム又はアルミニウム合金材とを接合する
と、以下に示す問題点が発生する。即ち、摩擦溶接を使
用する場合には、少なくとも一方が円形の断面形状を有
する部材である必要があるので、接合される部材の形状
が限定されてしまう。同様に、超音波溶接を使用する場
合においても、接合部に超音波振動を与える必要がある
ので、接合される部材の形状及び寸法が制限される。ま
た、トランジッションジョイントにより鋼材とアルミニ
ウム材とを接合する場合、この接合方法は船舶等の大型
部材同士の接合に適用されるものであるので、薄板の接
合に適用することができず、部材の寸法が制限される。
【0006】また、抵抗スポット溶接を使用すると、2
枚の板材を重ねて溶接するので、重ねた部分の板厚が厚
くなり、溶接部に大きな段差が形成されるという問題点
がある。
枚の板材を重ねて溶接するので、重ねた部分の板厚が厚
くなり、溶接部に大きな段差が形成されるという問題点
がある。
【0007】更に、上述の溶接方法を使用して、直接鋼
材とアルミニウム又はアルミニウム合金材とを溶接接合
しても、両部材間の界面に硬くて脆い微細な金属間化合
物が生成されるので継手強度が低下するという問題点が
ある。
材とアルミニウム又はアルミニウム合金材とを溶接接合
しても、両部材間の界面に硬くて脆い微細な金属間化合
物が生成されるので継手強度が低下するという問題点が
ある。
【0008】そこで、継手強度の向上を図った異種材料
の重ね抵抗溶接方法が提案されている(特開平4−55
066号公報)。図4は従来の重ね抵抗溶接方法を示す
断面図である。図4に示すように、先ず、鋼板11とア
ルミニウム板12との間に、クラッド板13を介装す
る。このクラッド板は、鋼材とアルミニウム材とがクラ
ッドされたものであり、鋼材部13aとアルミニウム材
部13bとからなる。そして、鋼材部13aと鋼板11
とが接触し、アルミニウム材部13bとアルミニウム板
12とが接触するように配置されている。次に、これら
の重ね合わせた部分を挟むように、対向する位置に電極
14を配置する。次いで、アルミニウム板12の溶接入
熱に合わせた電流を電極14間に通電した後、鋼板11
の溶接入熱に合わせた電流を電極14間に通電する。こ
のようにして、鋼板11とアルミニウム板12とを抵抗
スポット溶接することにより、両者が接合される。
の重ね抵抗溶接方法が提案されている(特開平4−55
066号公報)。図4は従来の重ね抵抗溶接方法を示す
断面図である。図4に示すように、先ず、鋼板11とア
ルミニウム板12との間に、クラッド板13を介装す
る。このクラッド板は、鋼材とアルミニウム材とがクラ
ッドされたものであり、鋼材部13aとアルミニウム材
部13bとからなる。そして、鋼材部13aと鋼板11
とが接触し、アルミニウム材部13bとアルミニウム板
12とが接触するように配置されている。次に、これら
の重ね合わせた部分を挟むように、対向する位置に電極
14を配置する。次いで、アルミニウム板12の溶接入
熱に合わせた電流を電極14間に通電した後、鋼板11
の溶接入熱に合わせた電流を電極14間に通電する。こ
のようにして、鋼板11とアルミニウム板12とを抵抗
スポット溶接することにより、両者が接合される。
【0009】同様に、クラッド板を利用してレーザ溶接
する方法も提案されている(特開平4−81288号公
報)。図5は従来のレーザ溶接方法を示す断面図であ
る。図5に示すように、先ず、鋼板21とアルミニウム
板22との間に、クラッド板23を介装する。このクラ
ッド板23は、鋼材とアルミニウム材とがクラッドされ
たものであり、鋼材部23aとアルミニウム材部23b
とからなる。そして、鋼材部23aと鋼板21とが接触
し、アルミニウム材部23bとアルミニウム板22とが
接触するように配置されている。次に、鋼板21側及び
アルミニウム板22側から対向する位置にレーザ24を
照射する。これにより、レーザ24が照射された領域に
溶け込み21a及び22aが形成され、鋼板21とアル
ミニウム板22とがクラッド板23を介して接合され
る。
する方法も提案されている(特開平4−81288号公
報)。図5は従来のレーザ溶接方法を示す断面図であ
る。図5に示すように、先ず、鋼板21とアルミニウム
板22との間に、クラッド板23を介装する。このクラ
ッド板23は、鋼材とアルミニウム材とがクラッドされ
たものであり、鋼材部23aとアルミニウム材部23b
とからなる。そして、鋼材部23aと鋼板21とが接触
し、アルミニウム材部23bとアルミニウム板22とが
接触するように配置されている。次に、鋼板21側及び
アルミニウム板22側から対向する位置にレーザ24を
照射する。これにより、レーザ24が照射された領域に
溶け込み21a及び22aが形成され、鋼板21とアル
ミニウム板22とがクラッド板23を介して接合され
る。
【0010】このように、図4及び図5に示す溶接方法
により鋼板とアルミニウム板とを接合すると、鋼板とク
ラッド板の鋼材部と、及びアルミニウム板とクラッド板
のアルミニウム材部とは、同一種類の材料であり、これ
らの接合界面は良好な接合状態となるので、継手強度は
高いものとなる。
により鋼板とアルミニウム板とを接合すると、鋼板とク
ラッド板の鋼材部と、及びアルミニウム板とクラッド板
のアルミニウム材部とは、同一種類の材料であり、これ
らの接合界面は良好な接合状態となるので、継手強度は
高いものとなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図4及び図5
に示す溶接方法はいずれも重ね溶接であるので、鋼板又
はアルミニウム板の板厚とクラッド板の板厚との合計の
厚さに相当する段差が溶接部に形成される。従って、外
観が劣化すると共に段差の部分に間隙が形成され、この
間隙により、溶接部の腐食等の原因になることがある。
に示す溶接方法はいずれも重ね溶接であるので、鋼板又
はアルミニウム板の板厚とクラッド板の板厚との合計の
厚さに相当する段差が溶接部に形成される。従って、外
観が劣化すると共に段差の部分に間隙が形成され、この
間隙により、溶接部の腐食等の原因になることがある。
【0012】また、腐食等を防止するために、間隙にシ
ーリング材を注入する方法もあるが、この方法はシール
材が必要になると共に施工工程数が増加するので、コス
トの上昇の原因となる。
ーリング材を注入する方法もあるが、この方法はシール
材が必要になると共に施工工程数が増加するので、コス
トの上昇の原因となる。
【0013】ところで、板厚が異なる2枚の板材を突合
せ溶接する方法が、特開平6−218542号公報に提
案されている。これは、板厚が厚い方の一方の板材の端
部表面を研磨して他方の板材の板厚に合わせた後、両板
材の端面を突合せて溶接する方法である。また、大面積
の板材同士を突合せ溶接する方法が特開平6−2384
72号公報に開示されている。これらの方法によると、
外観性が優れた継手を得ることができる。
せ溶接する方法が、特開平6−218542号公報に提
案されている。これは、板厚が厚い方の一方の板材の端
部表面を研磨して他方の板材の板厚に合わせた後、両板
材の端面を突合せて溶接する方法である。また、大面積
の板材同士を突合せ溶接する方法が特開平6−2384
72号公報に開示されている。これらの方法によると、
外観性が優れた継手を得ることができる。
【0014】しかし、これらの方法を使用して、鋼材と
アルミニウム又はアルミニウム合金材とを溶接接合して
も、これらは異種材料からなる部材同士の溶接となるの
で、高強度の継手を得ることはできない。
アルミニウム又はアルミニウム合金材とを溶接接合して
も、これらは異種材料からなる部材同士の溶接となるの
で、高強度の継手を得ることはできない。
【0015】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、外観性が優れていると共に、高強度の継手
を有する突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又は
アルミニウム合金材との突合せ溶接方法を提供すること
を目的とする。
のであって、外観性が優れていると共に、高強度の継手
を有する突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又は
アルミニウム合金材との突合せ溶接方法を提供すること
を目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係る突合せ溶接
構造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材
との突合せ溶接方法は、鋼材部及びアルミニウム又はア
ルミニウム合金材部からなるクラッド材の一端面領域が
鋼材に当接されて前記鋼材が前記クラッド材の鋼材部に
突合せ溶接されていると共に、前記クラッド材の他端面
領域がアルミニウム又はアルミニウム合金材に当接され
て前記アルミニウム又はアルミニウム合金材が前記クラ
ッド材のアルミニウム又はアルミニウム合金材部に突合
せ溶接されている突合せ溶接構造体であって、前記クラ
ッド材は、その一端面領域の面積あたり25%以上の面
積%で前記一端面領域に前記鋼材部が現れていると共
に、その他端面領域の面積あたり25%以上の面積%で
前記他端面領域に前記アルミニウム又はアルミニウム合
金材部が現れたものであることを特徴とする。
構造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材
との突合せ溶接方法は、鋼材部及びアルミニウム又はア
ルミニウム合金材部からなるクラッド材の一端面領域が
鋼材に当接されて前記鋼材が前記クラッド材の鋼材部に
突合せ溶接されていると共に、前記クラッド材の他端面
領域がアルミニウム又はアルミニウム合金材に当接され
て前記アルミニウム又はアルミニウム合金材が前記クラ
ッド材のアルミニウム又はアルミニウム合金材部に突合
せ溶接されている突合せ溶接構造体であって、前記クラ
ッド材は、その一端面領域の面積あたり25%以上の面
積%で前記一端面領域に前記鋼材部が現れていると共
に、その他端面領域の面積あたり25%以上の面積%で
前記他端面領域に前記アルミニウム又はアルミニウム合
金材部が現れたものであることを特徴とする。
【0017】本発明に係る鋼材とアルミニウム又はアル
ミニウム合金材との突合せ溶接方法は、鋼材部及びアル
ミニウム又はアルミニウム合金材部からなるクラッド材
の25%以上の面積%で前記鋼材部が現れた一端面領域
を鋼材に当接して前記鋼材と前記クラッド材の前記鋼材
部とを突合せ溶接すると共に、前記クラッド材の25%
以上の面積%で前記アルミニウム又はアルミニウム合金
材部が現れた他端面領域をアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材に当接して前記アルミニウム又はアルミニウム
合金材と前記クラッド材の前記アルミニウム又はアルミ
ニウム合金材部とを突合せ溶接することを特徴とする。
ミニウム合金材との突合せ溶接方法は、鋼材部及びアル
ミニウム又はアルミニウム合金材部からなるクラッド材
の25%以上の面積%で前記鋼材部が現れた一端面領域
を鋼材に当接して前記鋼材と前記クラッド材の前記鋼材
部とを突合せ溶接すると共に、前記クラッド材の25%
以上の面積%で前記アルミニウム又はアルミニウム合金
材部が現れた他端面領域をアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材に当接して前記アルミニウム又はアルミニウム
合金材と前記クラッド材の前記アルミニウム又はアルミ
ニウム合金材部とを突合せ溶接することを特徴とする。
【0018】前記クラッド材は、その一端面領域の面積
あたり40%以上の面積%で前記一端面領域に前記鋼材
部が現れていると共に、その他端面領域の面積あたり4
0%以上の面積%で前記他端面領域に前記アルミニウム
又はアルミニウム合金材部が現れたものであることが好
ましい。また、前記クラッド材は、その表面に対して前
記鋼材部と前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部
との界面が平行なものであっても、界面が傾斜したもの
であってもよく、傾斜している場合は、このクラッド材
の表面と界面とがなす角度が45゜以下であることが好
ましい。
あたり40%以上の面積%で前記一端面領域に前記鋼材
部が現れていると共に、その他端面領域の面積あたり4
0%以上の面積%で前記他端面領域に前記アルミニウム
又はアルミニウム合金材部が現れたものであることが好
ましい。また、前記クラッド材は、その表面に対して前
記鋼材部と前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部
との界面が平行なものであっても、界面が傾斜したもの
であってもよく、傾斜している場合は、このクラッド材
の表面と界面とがなす角度が45゜以下であることが好
ましい。
【0019】更に、前記鋼材と前記クラッド材及び前記
アルミニウム又はアルミニウム合金材と前記クラッド材
とは高エネルギ密度溶接によって接合することができ
る。
アルミニウム又はアルミニウム合金材と前記クラッド材
とは高エネルギ密度溶接によって接合することができ
る。
【0020】本発明においては、鋼材とアルミニウム又
はアルミニウム合金材との間に、鋼材部とアルミニウム
又はアルミニウム合金材部とからなるクラッド材を配置
し、鋼材とクラッド材及びアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材とクラッド材とを突合せ溶接する。このとき、
クラッド材の端面において、鋼材部が現れている領域の
面積率及びアルミニウム又はアルミニウム合金材部が現
れている領域の面積率が適切に規制されているので、ク
ラッド材の一端面に現れている鋼材部と鋼材との接合、
及びクラッド材の他端面に現れているアルミニウム又は
アルミニウム合金材部とアルミニウム又はアルミニウム
合金材との接合は、同一種類の金属材同士の接合とな
る。従って、本発明によると、鋼材とアルミニウム又は
アルミニウム合金材とを直接接触させて溶接した異種接
合と比較して、継手強度を著しく向上させることができ
る。
はアルミニウム合金材との間に、鋼材部とアルミニウム
又はアルミニウム合金材部とからなるクラッド材を配置
し、鋼材とクラッド材及びアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材とクラッド材とを突合せ溶接する。このとき、
クラッド材の端面において、鋼材部が現れている領域の
面積率及びアルミニウム又はアルミニウム合金材部が現
れている領域の面積率が適切に規制されているので、ク
ラッド材の一端面に現れている鋼材部と鋼材との接合、
及びクラッド材の他端面に現れているアルミニウム又は
アルミニウム合金材部とアルミニウム又はアルミニウム
合金材との接合は、同一種類の金属材同士の接合とな
る。従って、本発明によると、鋼材とアルミニウム又は
アルミニウム合金材とを直接接触させて溶接した異種接
合と比較して、継手強度を著しく向上させることができ
る。
【0021】また、本発明においては、重ね溶接を使用
せず、厚さが等しい鋼材、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金材及びクラッド材を使用して、突合せ溶接するこ
とができるので、外観性が優れた継手を得ることができ
る。
せず、厚さが等しい鋼材、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金材及びクラッド材を使用して、突合せ溶接するこ
とができるので、外観性が優れた継手を得ることができ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る鋼材
とアルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接
方法について、添付の図面を参照して具体的に説明す
る。図1は本発明の第1の実施例に係る鋼材とアルミニ
ウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す
断面図である。図1に示すように、先ず、公知の方法に
より鋼材とアルミニウム材とをクラッドすることによ
り、鋼材部3aとアルミニウム材部3bとからなるクラ
ッド板4を作製する。なお、本実施例において作製され
たクラッド板4は、鋼材部3aとアルミニウム材部3b
とが等しい厚さになっている。従って、クラッド板4の
一端面4a及び他端面4bにおいて、鋼材部3aが現れ
ている面積及びアルミニウム材部3bが現れている面積
は、夫々約50%である。
とアルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接
方法について、添付の図面を参照して具体的に説明す
る。図1は本発明の第1の実施例に係る鋼材とアルミニ
ウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す
断面図である。図1に示すように、先ず、公知の方法に
より鋼材とアルミニウム材とをクラッドすることによ
り、鋼材部3aとアルミニウム材部3bとからなるクラ
ッド板4を作製する。なお、本実施例において作製され
たクラッド板4は、鋼材部3aとアルミニウム材部3b
とが等しい厚さになっている。従って、クラッド板4の
一端面4a及び他端面4bにおいて、鋼材部3aが現れ
ている面積及びアルミニウム材部3bが現れている面積
は、夫々約50%である。
【0023】次に、鋼板1とアルミニウム板2との間
に、得られたクラッド板4を配置する。次いで、鋼板1
の端面1aをクラッド板4の一端面4aに当接させた
後、鋼板1の端面1aとクラッド板4の一端面4aとを
溶融溶接により接合する。その後、アルミニウム板2の
端面2aをクラッド板4の他端面4bに当接させた後、
アルミニウム板2の端面2aとクラッド板4の他端面4
bとを溶融溶接により接合する。
に、得られたクラッド板4を配置する。次いで、鋼板1
の端面1aをクラッド板4の一端面4aに当接させた
後、鋼板1の端面1aとクラッド板4の一端面4aとを
溶融溶接により接合する。その後、アルミニウム板2の
端面2aをクラッド板4の他端面4bに当接させた後、
アルミニウム板2の端面2aとクラッド板4の他端面4
bとを溶融溶接により接合する。
【0024】このようにして、鋼板1とアルミニウム板
2とをクラッド板4を介して突合せ溶接すると、クラッ
ド板4の一端面4aに現れている鋼材部3aと鋼板1と
は、同一種類の金属同士の接合になる。同様に、クラッ
ド板4の他端面4bに現れているアルミニウム材部3b
とアルミニウム板2とも、同一種類の金属材同士の接合
となる。従って、鋼板1とアルミニウム板2とを直接接
触させて溶接した場合と比較して、継手強度を著しく向
上させることができる。
2とをクラッド板4を介して突合せ溶接すると、クラッ
ド板4の一端面4aに現れている鋼材部3aと鋼板1と
は、同一種類の金属同士の接合になる。同様に、クラッ
ド板4の他端面4bに現れているアルミニウム材部3b
とアルミニウム板2とも、同一種類の金属材同士の接合
となる。従って、鋼板1とアルミニウム板2とを直接接
触させて溶接した場合と比較して、継手強度を著しく向
上させることができる。
【0025】但し、鋼板1とクラッド板4との間の継手
効率及びクラッド板4とアルミニウム板2との間の継手
効率は、クラッド板4の端面において、当接される部材
と同一種類の金属材が現れた領域の面積に影響される。
本発明においては、鋼板に当接されるクラッド板の一端
面領域において、鋼材部が現れている面積が一端面領域
の面積あたり25%未満であるか、又はアルミニウム板
に当接されるクラッド板の他端面領域において、アルミ
ニウム材部が現れている面積が他端面領域の面積あたり
25%未満であると、同一種類の金属材同士が接合され
る面積が小さくなるので、良好な継手効率を得ることが
できない。
効率及びクラッド板4とアルミニウム板2との間の継手
効率は、クラッド板4の端面において、当接される部材
と同一種類の金属材が現れた領域の面積に影響される。
本発明においては、鋼板に当接されるクラッド板の一端
面領域において、鋼材部が現れている面積が一端面領域
の面積あたり25%未満であるか、又はアルミニウム板
に当接されるクラッド板の他端面領域において、アルミ
ニウム材部が現れている面積が他端面領域の面積あたり
25%未満であると、同一種類の金属材同士が接合され
る面積が小さくなるので、良好な継手効率を得ることが
できない。
【0026】従って、本発明においては、鋼材部が当接
されるクラッド板の一端面領域において、鋼材部が現れ
ている面積が一端面領域の面積あたり25%以上である
と共に、アルミニウム板に当接されるクラッド板の他端
面領域において、アルミニウム材部が現れている面積が
他端面領域の面積あたり25%以上であるものとする。
なお、これらの面積は40%以上であると、より一層継
手強度を向上させることができる。
されるクラッド板の一端面領域において、鋼材部が現れ
ている面積が一端面領域の面積あたり25%以上である
と共に、アルミニウム板に当接されるクラッド板の他端
面領域において、アルミニウム材部が現れている面積が
他端面領域の面積あたり25%以上であるものとする。
なお、これらの面積は40%以上であると、より一層継
手強度を向上させることができる。
【0027】本実施例においては、クラッド板4の端面
4a及び4bの全領域が鋼板1又はアルミニウム板2に
当接されているので、鋼板1に当接している端面領域の
面積あたり、鋼材部3aが現れている面積は約50%で
あると共に、アルミニウム板2に当接している端面領域
の面積あたり、アルミニウム材部3bが現れている面積
は約50%である。従って、継手強度が優れたものとな
る。
4a及び4bの全領域が鋼板1又はアルミニウム板2に
当接されているので、鋼板1に当接している端面領域の
面積あたり、鋼材部3aが現れている面積は約50%で
あると共に、アルミニウム板2に当接している端面領域
の面積あたり、アルミニウム材部3bが現れている面積
は約50%である。従って、継手強度が優れたものとな
る。
【0028】また、本実施例においては、鋼板1、アル
ミニウム板2及びクラッド板3の板厚を等しくしてお
り、これらを突合せ溶接することができるので、これら
を接合した後に、溶接部の厚さが他の部分と異なる厚さ
になることがない。従って、外観が優れた突合せ溶接構
造体を得ることができる。
ミニウム板2及びクラッド板3の板厚を等しくしてお
り、これらを突合せ溶接することができるので、これら
を接合した後に、溶接部の厚さが他の部分と異なる厚さ
になることがない。従って、外観が優れた突合せ溶接構
造体を得ることができる。
【0029】図2は本発明の第2の実施例に係る鋼材と
アルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方
法を示す断面図である。なお、図2に示す第2の実施例
において、図1に示すものと同一物には同一符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。図2に示すように、先
ず、公知の方法により鋼材とアルミニウム材とをクラッ
ドすることにより、鋼材部5aとアルミニウム材部5b
とからなるクラッド板6を作製する。なお、第2の実施
例においては、鋼材部5aの厚さをアルミニウム材部5
bの厚さよりも厚くしている。
アルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方
法を示す断面図である。なお、図2に示す第2の実施例
において、図1に示すものと同一物には同一符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。図2に示すように、先
ず、公知の方法により鋼材とアルミニウム材とをクラッ
ドすることにより、鋼材部5aとアルミニウム材部5b
とからなるクラッド板6を作製する。なお、第2の実施
例においては、鋼材部5aの厚さをアルミニウム材部5
bの厚さよりも厚くしている。
【0030】その後の工程は第1の実施例と同様であ
る。但し、本実施例においては、鋼材部5aと同一の厚
さを有する鋼板1を、クラッド板6の端面6aにおいて
鋼材部5aが現れた領域に当接させて両者を溶接してい
る。また、アルミニウム材部5bと同一の厚さを有する
アルミニウム板2を、クラッド板6の端面6bにおいて
アルミニウム材部5bが現れた領域に当接させて両者を
溶接している。
る。但し、本実施例においては、鋼材部5aと同一の厚
さを有する鋼板1を、クラッド板6の端面6aにおいて
鋼材部5aが現れた領域に当接させて両者を溶接してい
る。また、アルミニウム材部5bと同一の厚さを有する
アルミニウム板2を、クラッド板6の端面6bにおいて
アルミニウム材部5bが現れた領域に当接させて両者を
溶接している。
【0031】このようにして、鋼板1とアルミニウム板
2とをクラッド板6を介して突合せ溶接した場合におい
ても、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施例においては、クラッド板6の端面6aに
おける鋼材部5aが現れた領域に鋼板1を当接している
ので、鋼板1に当接されるクラッド板6の端面領域の面
積あたり、鋼材部3aが現れている面積は100%とな
る。また、クラッド板6の端面6bにおけるアルミニウ
ム材部5bが現れた領域にアルミニウム板2を当接して
いるので、アルミニウム板2に当接されるクラッド板6
の端面領域の面積あたり、アルミニウム材部5bが現れ
ている面積は100%となる。従って、継手強度が優れ
た溶接構造体を得ることができる。
2とをクラッド板6を介して突合せ溶接した場合におい
ても、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施例においては、クラッド板6の端面6aに
おける鋼材部5aが現れた領域に鋼板1を当接している
ので、鋼板1に当接されるクラッド板6の端面領域の面
積あたり、鋼材部3aが現れている面積は100%とな
る。また、クラッド板6の端面6bにおけるアルミニウ
ム材部5bが現れた領域にアルミニウム板2を当接して
いるので、アルミニウム板2に当接されるクラッド板6
の端面領域の面積あたり、アルミニウム材部5bが現れ
ている面積は100%となる。従って、継手強度が優れ
た溶接構造体を得ることができる。
【0032】図3は本発明の第3の実施例に係る鋼材と
アルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方
法を示す断面図である。なお、図3に示す第3の実施例
において、第1の実施例と異なる点はクラッド板の構造
のみであるので、図3において図1に示すものと同一物
には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。図
3に示すように、先ず、公知の方法により鋼材とアルミ
ニウム材とをクラッドすることにより、鋼材部7aとア
ルミニウム材部7bとからなるクラッド板8を作製す
る。なお、第3の実施例においては、鋼材部7aとアル
ミニウム材部7bとの界面(クラッド面)がクラッド板
8の表面に対して傾斜した形状のクラッド板8を作製し
ている。これにより、クラッド板8の一端面8aにおい
ては、鋼材部7aが現れている領域の面積がアルミニウ
ム材部7bが現れている領域の面積よりも大きくなり、
他端面8bにおいては、アルミニウム材部7bが現れて
いる領域の面積が鋼材部7aが現れている領域の面積よ
りも大きくなるという利点を得ることができる。
アルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方
法を示す断面図である。なお、図3に示す第3の実施例
において、第1の実施例と異なる点はクラッド板の構造
のみであるので、図3において図1に示すものと同一物
には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。図
3に示すように、先ず、公知の方法により鋼材とアルミ
ニウム材とをクラッドすることにより、鋼材部7aとア
ルミニウム材部7bとからなるクラッド板8を作製す
る。なお、第3の実施例においては、鋼材部7aとアル
ミニウム材部7bとの界面(クラッド面)がクラッド板
8の表面に対して傾斜した形状のクラッド板8を作製し
ている。これにより、クラッド板8の一端面8aにおい
ては、鋼材部7aが現れている領域の面積がアルミニウ
ム材部7bが現れている領域の面積よりも大きくなり、
他端面8bにおいては、アルミニウム材部7bが現れて
いる領域の面積が鋼材部7aが現れている領域の面積よ
りも大きくなるという利点を得ることができる。
【0033】このように構成されたクラッド板8を介し
て鋼板1とアルミニウム板2とを突合せ溶接する場合に
は、鋼板1に当接されるクラッド板8の一端面8aにお
いては、端面8aの面積あたり鋼材部7aが現れている
面積が100%となり、アルミニウム板2に当接される
クラッド板8の他端面8bにおいては、端面8bの面積
あたりアルミニウム材部7bが現れている面積が100
%となる。従って、実質的には同一種類の金属からなる
部材同士の接合になり、完全溶け込み溶接とすることが
できる。従って、優れた継手強度及び曲げ加工性を有す
ると共に、外観性が優れた溶接構造体を得ることができ
る。
て鋼板1とアルミニウム板2とを突合せ溶接する場合に
は、鋼板1に当接されるクラッド板8の一端面8aにお
いては、端面8aの面積あたり鋼材部7aが現れている
面積が100%となり、アルミニウム板2に当接される
クラッド板8の他端面8bにおいては、端面8bの面積
あたりアルミニウム材部7bが現れている面積が100
%となる。従って、実質的には同一種類の金属からなる
部材同士の接合になり、完全溶け込み溶接とすることが
できる。従って、優れた継手強度及び曲げ加工性を有す
ると共に、外観性が優れた溶接構造体を得ることができ
る。
【0034】但し、本実施例に示すように、クラッド板
8の鋼材部7aとアルミニウム材部7bとの間の界面
が、クラッド板8の表面に対して傾斜した形状である場
合には、この界面とクラッド板8の表面とがなす角度は
溶接部の曲げ加工性に影響を及ぼす。即ち、本発明にお
いては、クラッド材を構成する鋼材部とアルミニウム材
部との間の界面(クラッド面)と、クラッド材の表面と
がなす角度が45゜を超えると、溶接部の曲げ加工性が
劣化する。これは、鋼材部とアルミニウム材部との機械
的性能が著しく異なるからであり、その結果、曲げ加工
性の評価試験において、鋼材よりも強度が低いアルミニ
ウム材部側に変形が集中し、鋼材部側が変形しにくくな
るので、溶接後に成形した場合には、割れが発生する。
クラッド面とクラッド材の表面とがなす角度が45゜以
下であると、強度の変化が緩やかになるので、曲げ特性
が良好になる。従って、本発明においては、クラッド面
とクラッド材の表面とがなす角度は45゜以下とする。
8の鋼材部7aとアルミニウム材部7bとの間の界面
が、クラッド板8の表面に対して傾斜した形状である場
合には、この界面とクラッド板8の表面とがなす角度は
溶接部の曲げ加工性に影響を及ぼす。即ち、本発明にお
いては、クラッド材を構成する鋼材部とアルミニウム材
部との間の界面(クラッド面)と、クラッド材の表面と
がなす角度が45゜を超えると、溶接部の曲げ加工性が
劣化する。これは、鋼材部とアルミニウム材部との機械
的性能が著しく異なるからであり、その結果、曲げ加工
性の評価試験において、鋼材よりも強度が低いアルミニ
ウム材部側に変形が集中し、鋼材部側が変形しにくくな
るので、溶接後に成形した場合には、割れが発生する。
クラッド面とクラッド材の表面とがなす角度が45゜以
下であると、強度の変化が緩やかになるので、曲げ特性
が良好になる。従って、本発明においては、クラッド面
とクラッド材の表面とがなす角度は45゜以下とする。
【0035】一方、クラッド面がクラッド材の表面に対
して傾斜した形状とする場合に、傾斜角度が10゜未満
であっても継手強度は良好なものとなる。しかし、この
傾斜角度が10゜未満であると、クラッド材の端面間の
距離(クラッド材の幅)を短くした場合には、鋼材部と
アルミニウム材部の領域の面積比率が、クラッド材の一
端面と他端面とで殆ど同一となるので、クラッド面を傾
斜させた場合の利点を得ることができない。そこで、ク
ラッド材の幅を長くすると、鋼材部とアルミニウム材部
の領域の面積比率は、クラッド材の一端面と他端面とで
異なったものとなるが、鋼材及びアルミニウム材と比較
して高価であるクラッド材の使用量が増加するので、原
料コストが上昇する。従って、クラッド面がクラッド材
の表面に対して傾斜した形状とする場合には、クラッド
面とクラッド材の表面とがなす角度は10゜以上である
ことが好ましい。
して傾斜した形状とする場合に、傾斜角度が10゜未満
であっても継手強度は良好なものとなる。しかし、この
傾斜角度が10゜未満であると、クラッド材の端面間の
距離(クラッド材の幅)を短くした場合には、鋼材部と
アルミニウム材部の領域の面積比率が、クラッド材の一
端面と他端面とで殆ど同一となるので、クラッド面を傾
斜させた場合の利点を得ることができない。そこで、ク
ラッド材の幅を長くすると、鋼材部とアルミニウム材部
の領域の面積比率は、クラッド材の一端面と他端面とで
異なったものとなるが、鋼材及びアルミニウム材と比較
して高価であるクラッド材の使用量が増加するので、原
料コストが上昇する。従って、クラッド面がクラッド材
の表面に対して傾斜した形状とする場合には、クラッド
面とクラッド材の表面とがなす角度は10゜以上である
ことが好ましい。
【0036】なお、上述の第1乃至第3の実施例におい
ては、鋼板とクラッド板とを溶接接合した後、アルミニ
ウム板とクラッド板とを溶接接合したが、本発明におい
ては、アルミニウム板とクラッド板とを先に溶接接合し
ても、同様の効果を得ることができる。また、鋼板とク
ラッド板との溶接方法及びアルミニウム板とクラッド板
との溶接方法としては、溶接される部材の板厚に応じ
て、ティグ溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接及びレ
ーザ溶接等の高エネルギ密度溶接を選択することができ
る。このときの溶接条件は、必要に応じて適切に設定す
ればよい。特に、薄板を対象とする場合には、溶融範囲
をできるだけ小さくすることができ、これにより、溶融
幅を狭くすることができる溶接方法を使用することが好
ましい。
ては、鋼板とクラッド板とを溶接接合した後、アルミニ
ウム板とクラッド板とを溶接接合したが、本発明におい
ては、アルミニウム板とクラッド板とを先に溶接接合し
ても、同様の効果を得ることができる。また、鋼板とク
ラッド板との溶接方法及びアルミニウム板とクラッド板
との溶接方法としては、溶接される部材の板厚に応じ
て、ティグ溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接及びレ
ーザ溶接等の高エネルギ密度溶接を選択することができ
る。このときの溶接条件は、必要に応じて適切に設定す
ればよい。特に、薄板を対象とする場合には、溶融範囲
をできるだけ小さくすることができ、これにより、溶融
幅を狭くすることができる溶接方法を使用することが好
ましい。
【0037】また、本発明において、鋼材としてはステ
ンレス鋼材及び炭素鋼材等を使用することができ、アル
ミニウム板の代わりにアルミニウム合金板を使用するこ
ともできる。
ンレス鋼材及び炭素鋼材等を使用することができ、アル
ミニウム板の代わりにアルミニウム合金板を使用するこ
ともできる。
【0038】更に、本発明においては、上述の第2の実
施例に示すように、溶接部に段差が形成されることがあ
るが、このような場合には、板厚が厚い部分の表面を研
磨して他方の板材の板厚に合わせた後、両板材の端面を
突合せて溶接する従来の溶接方法を本発明に適用するこ
とができる。また、溶接接合する鋼板及びアルミニウム
板が大面積であるか又は異なる板厚を有している場合に
は、両方の板材の突合せ部をコイニング加工した後に溶
接する従来の溶接方法を利用することもできる。これに
より、外観性が優れた高強度の溶接部を得ることができ
る。
施例に示すように、溶接部に段差が形成されることがあ
るが、このような場合には、板厚が厚い部分の表面を研
磨して他方の板材の板厚に合わせた後、両板材の端面を
突合せて溶接する従来の溶接方法を本発明に適用するこ
とができる。また、溶接接合する鋼板及びアルミニウム
板が大面積であるか又は異なる板厚を有している場合に
は、両方の板材の突合せ部をコイニング加工した後に溶
接する従来の溶接方法を利用することもできる。これに
より、外観性が優れた高強度の溶接部を得ることができ
る。
【0039】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る鋼材とアルミニ
ウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法により
鋼材とアルミニウム合金材とを突合せ溶接した試験結果
について、その比較例による試験結果と比較して具体的
に説明する。先ず、板厚が1.6mmであるJIS A
5052材からなるアルミニウム合金板と、板厚が1.
6mmであるJIS SPCC材からなる鋼板とを準備
すると共に、JISA5052材とJIS SPCC材
とを種々の比率でクラッドした1.6mmの板厚のクラ
ッド板を準備した。
ウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法により
鋼材とアルミニウム合金材とを突合せ溶接した試験結果
について、その比較例による試験結果と比較して具体的
に説明する。先ず、板厚が1.6mmであるJIS A
5052材からなるアルミニウム合金板と、板厚が1.
6mmであるJIS SPCC材からなる鋼板とを準備
すると共に、JISA5052材とJIS SPCC材
とを種々の比率でクラッドした1.6mmの板厚のクラ
ッド板を準備した。
【0040】次に、第1の実施例に示す方法と同様にし
て、アルミニウム合金板と鋼板との間にクラッド板を配
置し、アルミニウム合金板とクラッド板とを突合せ溶接
すると共に、鋼板とクラッド板とを突合せ溶接した。こ
の溶接方法としては、アルゴンガスをシールドガスとし
た炭酸ガスレーザ溶接方法を使用して、アルミニウム合
金板側の溶接時においては、出力を4kW、溶接速度を
4m/分とし、鋼板側の溶接時においては、出力を3k
W、溶接速度を8m/分とした。また、シールドガスの
流量は25リットル/分とした。その後、得られた溶接構造
体の継手強度を測定すると共に、継手効率を算出した。
なお、継手効率(%)は、{(継手強度/アルミニウム
合金板の強度)×100}により算出し、継手効率が5
0%以上である場合を合格とした。
て、アルミニウム合金板と鋼板との間にクラッド板を配
置し、アルミニウム合金板とクラッド板とを突合せ溶接
すると共に、鋼板とクラッド板とを突合せ溶接した。こ
の溶接方法としては、アルゴンガスをシールドガスとし
た炭酸ガスレーザ溶接方法を使用して、アルミニウム合
金板側の溶接時においては、出力を4kW、溶接速度を
4m/分とし、鋼板側の溶接時においては、出力を3k
W、溶接速度を8m/分とした。また、シールドガスの
流量は25リットル/分とした。その後、得られた溶接構造
体の継手強度を測定すると共に、継手効率を算出した。
なお、継手効率(%)は、{(継手強度/アルミニウム
合金板の強度)×100}により算出し、継手効率が5
0%以上である場合を合格とした。
【0041】クラッド板のJIS A5052材とJI
S SPCC材とのクラッド比率並びに継手強度及び継
手効率の評価結果を下記表1に示す。但し、本実施例に
おいては、図1に示すように、JIS A5052材と
JIS SPCC材との界面(クラッド面)とクラッド
材の表面とが平行な関係にあるクラッド材を使用してい
る。従って、下記表1に示すクラッド比率は、クラッド
材の端面において、アルミニウム材部(JIS A50
52材)及び鋼材部(JIS SPCC材)が現れてい
る領域の面積比を示す。
S SPCC材とのクラッド比率並びに継手強度及び継
手効率の評価結果を下記表1に示す。但し、本実施例に
おいては、図1に示すように、JIS A5052材と
JIS SPCC材との界面(クラッド面)とクラッド
材の表面とが平行な関係にあるクラッド材を使用してい
る。従って、下記表1に示すクラッド比率は、クラッド
材の端面において、アルミニウム材部(JIS A50
52材)及び鋼材部(JIS SPCC材)が現れてい
る領域の面積比を示す。
【0042】
【表1】
【0043】上記表1に示すように、実施例No.1乃
至7は、一端面領域の面積あたり25%以上の面積%で
この一端面領域にクラッド板の鋼材部が現れていると共
に、他端面領域の面積あたり25%以上の面積%で他端
面領域にクラッド板のアルミニウム合金材部が現れたク
ラッド板を使用しているので、優れた強度を有する継手
を得ることができた。特に、実施例No.3乃至5は、
クラッド板が、一端面領域の面積あたり40%以上の面
積%でこの一端面領域に鋼材部が現れていると共に、他
端面領域の面積あたり25%以上の面積%で他端面領域
にアルミニウム合金材部が現れたものであるので、より
一層継手強度を向上させることができた。
至7は、一端面領域の面積あたり25%以上の面積%で
この一端面領域にクラッド板の鋼材部が現れていると共
に、他端面領域の面積あたり25%以上の面積%で他端
面領域にクラッド板のアルミニウム合金材部が現れたク
ラッド板を使用しているので、優れた強度を有する継手
を得ることができた。特に、実施例No.3乃至5は、
クラッド板が、一端面領域の面積あたり40%以上の面
積%でこの一端面領域に鋼材部が現れていると共に、他
端面領域の面積あたり25%以上の面積%で他端面領域
にアルミニウム合金材部が現れたものであるので、より
一層継手強度を向上させることができた。
【0044】一方、比較例No.8乃至10は、クラッ
ド板の鋼材部が現れている領域の面積が、クラッド板の
端面領域の面積あたり25%未満であり、比較例No.
11及び12は、クラッド板のアルミニウム材部が現れ
ている領域の面積が、クラッド板の端面領域の面積あた
り25%未満であるので、継手強度が低いものとなっ
た。
ド板の鋼材部が現れている領域の面積が、クラッド板の
端面領域の面積あたり25%未満であり、比較例No.
11及び12は、クラッド板のアルミニウム材部が現れ
ている領域の面積が、クラッド板の端面領域の面積あた
り25%未満であるので、継手強度が低いものとなっ
た。
【0045】次に、上記表1に示す実施例と同様のアル
ミニウム合金板と鋼板とを準備すると共に、第3の実施
例と同様のクラッド板を準備した。但し、本実施例にお
いては、鋼材部とアルミニウム合金材部との界面(クラ
ッド面)とクラッド板の表面とがなす角度を種々に変化
させた。次に、第3の実施例に示す方法と同様にして、
アルミニウム合金板と鋼板との間にクラッド板を配置
し、アルミニウム合金板とクラッド板とを突合せ溶接す
ると共に、鋼板とクラッド板とを突合せ溶接した。この
溶接方法及び溶接条件は、上記表1に示す実施例と同一
とした。その後、得られた溶接構造体の継手強度及び継
手効率を測定すると共に、継手部の曲げ特性を評価し
た。クラッド板の表面とクラッド面とがなす角度、並び
に継手強度、継手効率及び曲げ特性の評価結果を下記表
2に示す。なお、曲げ特性は、JISZ3041の曲げ
試験により評価し、曲げの表面に割れが発生していない
ものを○(良好)、曲げの両面に3mmまでの長さの割
れが発生しているものを△(やや不良)であると評価し
た。
ミニウム合金板と鋼板とを準備すると共に、第3の実施
例と同様のクラッド板を準備した。但し、本実施例にお
いては、鋼材部とアルミニウム合金材部との界面(クラ
ッド面)とクラッド板の表面とがなす角度を種々に変化
させた。次に、第3の実施例に示す方法と同様にして、
アルミニウム合金板と鋼板との間にクラッド板を配置
し、アルミニウム合金板とクラッド板とを突合せ溶接す
ると共に、鋼板とクラッド板とを突合せ溶接した。この
溶接方法及び溶接条件は、上記表1に示す実施例と同一
とした。その後、得られた溶接構造体の継手強度及び継
手効率を測定すると共に、継手部の曲げ特性を評価し
た。クラッド板の表面とクラッド面とがなす角度、並び
に継手強度、継手効率及び曲げ特性の評価結果を下記表
2に示す。なお、曲げ特性は、JISZ3041の曲げ
試験により評価し、曲げの表面に割れが発生していない
ものを○(良好)、曲げの両面に3mmまでの長さの割
れが発生しているものを△(やや不良)であると評価し
た。
【0046】
【表2】
【0047】上記表2に示すように、実施例No.21
乃至26は、鋼板とクラッド板と、及びアルミニウム合
金板とクラッド板とが完全溶け込み溶接となると共に、
溶接がクラッド板の表面とクラッド面とがなす角度が適
切に規制されているので、優れた強度及び曲げ特性を有
する継手を得ることができた。
乃至26は、鋼板とクラッド板と、及びアルミニウム合
金板とクラッド板とが完全溶け込み溶接となると共に、
溶接がクラッド板の表面とクラッド面とがなす角度が適
切に規制されているので、優れた強度及び曲げ特性を有
する継手を得ることができた。
【0048】一方、比較例No.27乃至31は、実施
例No.21乃至26と同様に、鋼板及びアルミニウム
合金板とクラッド板とが完全溶け込み溶接であるので、
継手強度は良好であった。しかし、クラッド板の表面と
クラッド面とがなす角度が45゜を超えているので、曲
げ特性が劣化し、これらを溶接後に成形すると、割れが
発生した。従って、全体として、継手性能が低いものと
なった。
例No.21乃至26と同様に、鋼板及びアルミニウム
合金板とクラッド板とが完全溶け込み溶接であるので、
継手強度は良好であった。しかし、クラッド板の表面と
クラッド面とがなす角度が45゜を超えているので、曲
げ特性が劣化し、これらを溶接後に成形すると、割れが
発生した。従って、全体として、継手性能が低いものと
なった。
【0049】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との間に、
鋼材部とアルミニウム又はアルミニウム合金材部とから
なるクラッド材が介装されており、このクラッド材の端
面において、鋼材部が現れている領域の面積率及びアル
ミニウム又はアルミニウム合金材部が現れている領域の
面積率が適切に規制されているので、鋼材とアルミニウ
ム又はアルミニウム合金材とが突合せ溶接されることに
より得られた溶接構造体は、継手強度が優れたものとな
る。また、本発明によれば、重ね溶接を使用しないの
で、外観性が優れた継手を得ることができる。
鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との間に、
鋼材部とアルミニウム又はアルミニウム合金材部とから
なるクラッド材が介装されており、このクラッド材の端
面において、鋼材部が現れている領域の面積率及びアル
ミニウム又はアルミニウム合金材部が現れている領域の
面積率が適切に規制されているので、鋼材とアルミニウ
ム又はアルミニウム合金材とが突合せ溶接されることに
より得られた溶接構造体は、継手強度が優れたものとな
る。また、本発明によれば、重ね溶接を使用しないの
で、外観性が優れた継手を得ることができる。
【図1】本発明の第1の実施例に係る鋼材とアルミニウ
ム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す断
面図である。
ム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す断
面図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係る鋼材とアルミニウ
ム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す断
面図である。
ム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す断
面図である。
【図3】本発明の第3の実施例に係る鋼材とアルミニウ
ム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す断
面図である。
ム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法を示す断
面図である。
【図4】従来の重ね抵抗溶接方法を示す断面図である。
【図5】従来の溶接方法を示す断面図である。
1,11,21;鋼板 2,12,22;アルミニウム板 3a,5a,7a,13a,23a;鋼材部 3b,5b,7b,13b,23b;アルミニウム材部 4,6,8,13,23;クラッド板 14;電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B23K 103:10 103:16
Claims (11)
- 【請求項1】 鋼材部及びアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材部からなるクラッド材の一端面領域が鋼材に当
接されて前記鋼材が前記クラッド材の鋼材部に突合せ溶
接されていると共に、前記クラッド材の他端面領域がア
ルミニウム又はアルミニウム合金材に当接されて前記ア
ルミニウム又はアルミニウム合金材が前記クラッド材の
アルミニウム又はアルミニウム合金材部に突合せ溶接さ
れている突合せ溶接構造体であって、前記クラッド材
は、その一端面領域の面積あたり25%以上の面積%で
前記一端面領域に前記鋼材部が現れていると共に、その
他端面領域の面積あたり25%以上の面積%で前記他端
面領域に前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部が
現れたものであることを特徴とする突合せ溶接構造体。 - 【請求項2】 前記クラッド材は、その一端面領域の面
積あたり40%以上の面積%で前記一端面領域に前記鋼
材部が現れていると共に、その他端面領域の面積あたり
40%以上の面積%で前記他端面領域に前記アルミニウ
ム又はアルミニウム合金材部が現れたものであることを
特徴とする請求項1に記載の突合せ溶接構造体。 - 【請求項3】 前記クラッド材は、その表面に対して前
記鋼材部と前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部
との界面が平行なものであることを特徴とする請求項1
又は2に記載の突合せ溶接構造体。 - 【請求項4】 前記クラッド材は、その表面に対して前
記鋼材部と前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部
との界面が傾斜したものであり、前記クラッド材の表面
と前記界面とがなす角度が45゜以下であることを特徴
とする請求項1又は2に記載の突合せ溶接構造体。 - 【請求項5】 前記クラッド材の表面と前記界面とがな
す角度は10゜以上であることを特徴とする請求項4に
記載の突合せ溶接構造体。 - 【請求項6】 鋼材部及びアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材部からなるクラッド材の25%以上の面積%で
前記鋼材部が現れた一端面領域を鋼材に当接して前記鋼
材と前記クラッド材の前記鋼材部とを突合せ溶接すると
共に、前記クラッド材の25%以上の面積%で前記アル
ミニウム又はアルミニウム合金材部が現れた他端面領域
をアルミニウム又はアルミニウム合金材に当接して前記
アルミニウム又はアルミニウム合金材と前記クラッド材
の前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部とを突合
せ溶接することを特徴とする鋼材とアルミニウム又はア
ルミニウム合金材との突合せ溶接方法。 - 【請求項7】 前記クラッド材は、その一端面領域の面
積あたり40%以上の面積%で前記一端面領域に前記鋼
材部が現れていると共に、その他端面領域の面積あたり
40%以上の面積%で前記他端面領域に前記アルミニウ
ム又はアルミニウム合金材部が現れたものであることを
特徴とする請求項6に記載の鋼材とアルミニウム又はア
ルミニウム合金材との突合せ溶接方法。 - 【請求項8】 前記クラッド材は、その表面に対して前
記鋼材部と前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部
との界面が平行なものであることを特徴とする請求項6
又は7に記載の鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合
金材との突合せ溶接方法。 - 【請求項9】 前記クラッド材は、その表面に対して前
記鋼材部と前記アルミニウム又はアルミニウム合金材部
との界面が傾斜したものであり、前記クラッド材の表面
と前記界面とがなす角度が45゜以下であることを特徴
とする請求項6又は7に記載の鋼材とアルミニウム又は
アルミニウム合金材との突合せ溶接方法。 - 【請求項10】 前記クラッド材の表面と前記界面とが
なす角度は10゜以上であることを特徴とする請求項9
に記載の突合せ溶接構造体。 - 【請求項11】 前記鋼材と前記クラッド材及び前記ア
ルミニウム又はアルミニウム合金材と前記クラッド材と
は高エネルギ密度溶接によって接合することを特徴とす
る請求項6乃至10のいずれか1項に記載の鋼材とアル
ミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10079888A JPH11277268A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10079888A JPH11277268A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11277268A true JPH11277268A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13702815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10079888A Pending JPH11277268A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 突合せ溶接構造体及び鋼材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との突合せ溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11277268A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009141032A1 (de) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Composite-druckgasbehälter |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP10079888A patent/JPH11277268A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009141032A1 (de) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Composite-druckgasbehälter |
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