JPS63105998A - 抵抗溶接性にすぐれたアルミニウム及びアルミニウム合金展伸材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は溶接構造体、特に抵抗溶接される構造体に使用
される溶接性にすぐれたアルミニウム及びアルミニウム
合金展伸材に関するものでちる。

（従来の技術とその問題点） アルミニウム及びアルミニウム合金展伸材を抵抗溶接す
る場合、展伸材製造時に表面；て形成され五 る不純物を内存上た酸化水和物の皮膜を除去してから溶
接する方法が行われてい己。表面の酸化皮膜は溶接部の
欠陥発生、例えば気孔や酸化物の巻き込みを生じると共
に溶接条件の不安定を招き、溶接強度、気密性、耐食性
を低下させる原因となるためである。

酸化皮膜除去は通常、細かいワイヤープラッシュ、ある
いは苛性ノーダ水溶液による化学的処理などによって行
われる。前処理が終了した後、溶接対象と々るアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を重ね合わせ二つの置方間
に挿入して通電し、材料間の接触−気抵抗を利用して発
熱、溶融させて接合するものである。

しかしアルミニウム及びアルミニウム合金ハ電気伝導率
、熱伝導率が鉄鋼材料より高く、シたがって固有抵抗が
小さいため溶接に大容量の電流が必要とされ、溶接機は
大型となシコスト高となる問題があった。アルミニウム
の固有抵抗を増加するためにＦｅ、Ｃｕ％励などを微量
添加する試みもなされているが（特開昭ｏ１−５ｏｏ号
、昭和６１年１月６日公開）溶接部の発熱を促進する程
度にまで固有抵抗を大きくすることはできないのが現状
である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の問題に鑑み抵抗溶接について検討したと
ころ抵抗溶接機の二次回路の電気抵抗値をｒ１インダク
タンスをり、溶接周波数をｆ、溶接部の電気抵抗値をＲ
とすれば二次回路電流Ｉｔを流すのに必要な電圧Ｅｔは
次式で表せる。

Ｅｔ＝工ｚ・　（ｒ＋Ｒ）”＋（２７ｒｆＬ）”一般的
に（ｒ−１−Ｒ）はりアクタンス２πｆ’Ｌと比較して
小さく、Ｒを増加しても同−電圧下で流れるＩｓの変化
は小さいといわれている。一方、溶接部に発生する抵抗
発熱量ＱはＩ　倉”Ｒである。Ｒを増加しても工！はほ
とんど変化しないとすると、ＱはＲの増加にともない漸
増する。逆にいえば同一のＱを得るのにＲを増加すれば
小さな工πですむことになる。

例えばＲを９倍にすると１２は理論上晃となる。

この考えにしたがい、抵抗溶接部の発熱、溶融を促進す
る手段として材料同士の接触面の電気抵抗値を高めるこ
とにより溶接電流が軽減されることを見出し本発明に至
ったものである。

（問題点を解決するだめの手段および作用）本発明はア
ルミニウム及びアルミニウム合金展伸材の表面に１００
Ａ〜１００ＯＡの厚さの封孔処理を施さない陽極酸化皮
膜を形成してなる抵抗溶接性にすぐれたアルミニウム及
びアルミニウム合金展伸材である。

すなわち本発明は材料の表面に不純物を含まない新たな
酸化皮膜を形成させることにより材料表面の電気抵抗値
を増加せしめて接触電気抵抗を高め、従来より低電流で
溶接可能としたものである。

ここでアルミニウム及びアルミニウム合金展伸材とは、
組成の如何に拘わず通常のアルミニウム及びアルミニウ
ム合金展伸材を適用できるものである。

また本発明の処理方法として陽極酸化皮膜と限定したの
は陽極酸化処理以外に化学的処理も考えられるが、例え
ばクロメート処理では材料表面の変色をともなう−とと
もに接触電気抵抗値の増加率は小さい。またベーマイト
処理反膜では本発明と同等の接触電気抵抗値が得られる
ものの、膜厚が陽極酸化処理皮膜と比較して不均一とな
り易く、溶接条件の不安定を招き易い。これて対して陽
極酸化処理皮膜は膜厚も均一で、かつ処理時間も他の処
理法と比較して短く、工業規模での生産性が高いからで
ある。

さらに本発明において封孔処理を施さないのは当該処理
をすると完全な電気絶縁皮膜となり溶接が不可能となる
ためである。

さらに膜厚が１００Ａ未満では接触電気抵抗の増加に寄
与せず、ｘｏｏｏ’ｉを超えると電気抵抗が高くなシ過
ぎ、通電しにくくなるとともて、溶接条件が不安定とな
り溶接継手の品質が損われる。

まだ、上記の膜厚であれば当該皮膜が材料製造時に形成
される不純物を含んだ不均一でかつ厚い水和酸化物とは
異るため、電極と材料間の接触による発熱量は比較的小
さく抑えられ電極へのピックアップ（溶着）現象も生じ
にくいからである。

なお陽極酸化皮膜としては硫酸アルマイト、酒石酸アル
マイトの他しゅう酸アルマイト、リン酸アルマイトなど
が適用できる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例について説明する。

実施例り 板厚Ｌ　５　ｍのアルミニウム合金板（ＪＩＳ５０５２
−０）を予め脱脂処理してから硫酸もしくは酒石酸によ
り表面皮膜厚さ１００〜１０００Ａの範囲に陽極酸化し
た。また比較のため皮膜厚さが本発明の範囲外のもの、
封孔処理したもの、圧延のまま、表面ワイヤープラッシ
ュ仕上のものなどを作袈し、これらを第１図に示すよう
な抵抗スポット溶接法により溶接し、接触電気抵抗、溶
接電流、継手の引張破断荷重、ナゲツト径などを測定し
た。その結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように本発明のＮ１１〜Ｎα５は表
面皮膜厚さ１００〜１００ＯＡの範囲にある。

溶接本電流は３０ＫＡを目標とした。いずれも継手のス
ポット溶接部ナゲツト径はＪＩＳに規定された値（ＪＩ
Ｓ　　Ａ級の最小値’＋、　９　ｍｍ　）を上回ってい
る。これに対して皮膜厚さが本発明よシ小さい比較例Ｎ
α６では接触電気抵抗値が小さく、十分な溶融に至らず
ナゲツト径はＪＩＳ　　０級最小値５．’４馴にも満た
ない。

同様にＮ（Ｌ　７は皮膜厚が大きく、接触抵抗値が高す
ぎるため十分通電せず、ナゲツト径は小さい。

Ｎα８は封孔処理を施しであるため電気絶縁皮膜となり
溶融が生じない。

秩 Ｎα９は素伏裂造時に形成された不純物を含む多孔質の
皮膜であり、Ｎα１０のように皮膜除去したものに比し
て接触抵抗値は高いものの、本発明より皮膜に通電性が
あり十分なナゲフトの形成に至らない。Ｎｆｌｌｏは接
触抵抗値が最も小さく、ナゲツト径は小さい。

実施例乙 実施例１と同じものについて溶接電流を種々変えて溶接
部の品質を調べた結果を第２表に示す。

第２表より明らかなように本発明によれば電流１５ＫＡ
でもＪＩＳ　　Ａ級最小値４．９胴を満足する。

これに対して比較例Ｎａ１４、Ｎ［Ｌｉ２は溶接電流５
０ＫＡを越えてようや（ＪＩＳ　　０級最小値５．４　
ｍｍを満足している。

すなわち本発明によれば従来に比して約％の電流で同等
以上の溶接面積が確保でき、継手の強度、気密性の向上
が図れる。

実施例５゜ 板厚２ｒｍｎのＪＩＳｌｌｏｏ−０，２０１４−Ｔ６．
３００４−Ｎ１９の板及び６Ｎｏｌ−Ｔ５．７００５−
Ｔ５の押出形材を用い、実施例りと同様に陽極酸化皮膜
を形成したものを抵抗スポット溶接して品質を調べた結
果を第５表に示した。

第５表から明らかなように本発明のＮ１１６〜Ｎｉ１２
０に比して表面処理皮膜を施さないＮα２１〜随２５は
ナゲツト径が小さく、破断に至る継手の強度も低い。す
なわち本発明は表面処理前の素材の合金成分、製造方法
によらずすぐれた溶接性を有していることがわかる。

実施例４゜ 板厚０．４　ｉｎの５０５２−０て実施例りと同様に陽
極酸化皮膜したものについて第２図に示すようなシーム
溶接法により重ね抵抗シーム溶接したものについて品質
を調べた結果を第４表に示す。

第４表から明らかなように本発明のＮα２６〜Ｎα２８
は比較例Ｎα２９、Ｎα３０に比して同−溶接電流下で
の溶融部中は３〜５倍の値を示しておシ、安定した溶込
みが得られ溶接方法の如何によらず低電流で良好な溶接
が可能なことが判る。

（効　果） 本発明によれば従来と比較して低電流で良好な溶接が可
能となシ、省エネルギーに寄与すると共に、アルミニウ
ム専用の溶接機ではなく鉄鋼材料に用いられている小；
流容量溶接機の使用が可能となり低価格で溶接構造体の
裏作ができるもので工業上極めて大きい効果を発揮する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用するスポット抵抗溶接法の概略を
示す図、第２図は本発明に使用するシーム抵抗溶接法の
概略を示す図である。 １・・・上部電翫、２・・・下部電極、５・・・被溶接
材、ヰ・・・溶接部ナゲツト径、５・・・上部回転電極
、６・・・第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム及びアルミニウム合金展伸材の表面に１０
   ０Å〜１０００Åの厚さの封孔処理を施さない陽極酸化
   皮膜を形成してなる抵抗溶接性にすぐれたアルミニウム
   及びアルミニウム合金展伸材。