WO2018155508A1 - Ｍｉｇろう付け方法、重ね継手部材の製造方法、および重ね継手部材 - Google Patents

Ｍｉｇろう付け方法、重ね継手部材の製造方法、および重ね継手部材 Download PDF

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和昭 細見
冨村　宏紀
仲子　武文
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日新製鋼株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a MIG brazing method of Al or an Al alloy and a hot-dip Zn-based plated steel sheet, a method of manufacturing a lap joint member by the method, and a lap joint member.
  • Al alloys In order to reduce the weight of automobile bodies, the amount of Al and Al alloys (hereinafter collectively referred to as Al alloys) is increasing.
  • a fusion welding method such as a conventional arc welding method
  • a brittle Fe-Al intermetallic compound phase grows thick at the interface between the steel plate and the weld bead, and the joining strength decreases. There was a problem.
  • Patent Documents 1 to 4 include C, Si, Mn in steels of alloyed hot-dip Zn-plated steel sheet, hot-dip Zn-plated steel sheet, and electro-zinc-plated steel sheet.
  • a brazing steel sheet having a prescribed concentration is disclosed. This brazing steel sheet diffuses C, Si, and Mn from the steel into the Fe-Al intermetallic phase during brazing and suppresses the growth of the brittle Fe-Al intermetallic phase, thereby increasing the bonding strength. It is something to enhance.
  • Si and Mn are useful for increasing the strength of steel sheets and are used for high-tensile steel sheets.
  • Si and Mn are concentrated on the steel sheet surface during reduction heating before plating to become an oxide, which impedes the wettability between the steel sheet and the plating bath and causes plating defects.
  • Si and Mn cause the alloying reaction to be delayed by inhibiting the diffusion between the steel sheet and the plating layer during the alloying process after plating.
  • Si and Mn in steel are concentrated on the surface of the steel sheet during brazing, and impede wettability with brazing material and Al alloy. As a result, repelling of the brazing material and the Al alloy, pits, and blow holes are generated, which causes deterioration of the bead appearance, bead peeling, and a decrease in bonding strength. For this reason, the quantity which can add Si and Mn in steel is limited. Moreover, when Si and Mn are added to the steel as described above, the strength of the steel sheet is increased, so that the applicable steel types are limited to high-strength steel and cannot be used for general steel sheets.
  • the present invention provides a lap joint member excellent in bead appearance and bonding strength and a method for producing the same by using a hot-dip Zn-based plated steel sheet in which Al is added to a plating layer in brazing between an Al alloy and a steel sheet. Objective.
  • the hot-dip Zn-based plated steel sheet containing Al in the plating layer has excellent compatibility with the brazing material and the Al alloy, so that a good bead appearance is obtained when the Al alloy is brazed.
  • the present inventors have completed the present invention by finding new knowledge that bonding strength can be obtained.
  • the MIG brazing method is an Al plate that is a plate to be joined to a surface of a hot-dip Zn-based plated steel plate whose plating layer contains Al: 1.0 to 22.0% by mass%.
  • a MIG brazing method for superimposing Al alloy plates and MIG brazing wherein a brazing portion is formed on the plate surface to join the plate to be joined and the hot-dip Zn-based plated steel plate together.
  • the target position of the MIG brazing is between the intersection of one end of the end surface of the plate to be welded and the plate surface to the other end of the end surface of the plate to be welded. It is characterized by.
  • the lap joint member according to one aspect of the present invention is an Al plate that is a bonding target plate with respect to a plate surface of a hot-dip Zn-based plated steel plate in which the plating layer contains Al: 1.0 to 22.0% by mass%.
  • the brazing part is formed so that the bead width of the brazing part satisfies the following formula (1).
  • t ⁇ W ⁇ 7.5t (1) (here, W: Bead width of brazed part (mm)
  • t Plate thickness (mm) of the joining target plates.
  • a MIG brazing method capable of producing a lap joint member of an Al alloy and a steel plate, which is excellent in bead appearance and bonding strength.
  • a to B indicates that A is B or more and B or less.
  • Embodiment 1 Until now, various measures for suppressing the growth of the Fe—Al intermetallic compound phase during brazing have been proposed. However, in some cases, the effect of suppressing the growth is insufficient, or the steel types of the plated steel sheets that can be applied are limited. Under such circumstances, the present inventors have conducted intensive research and as a result, obtained the following new ideas. That is, the hot-dip Zn-based plated steel sheet in which Al is added to the Zn-based plated layer is excellent in affinity with the brazing material and the Al alloy, so that the bead width W described later is widened, so that the shear area of the bead can be increased. .
  • the plating layer contains Zn as a main component, and contains 1.0% by mass or more and 22.0% by mass or less of Al.
  • a brazing material containing Al or Zn as a main component is used for brazing an Al alloy.
  • the molten Zn-based plated steel sheet for brazing in the embodiment of the present invention contains an Al alloy and Zn and Al, which are the main components of the brazing material, in the plating layer. Therefore, it has an excellent affinity with the Al alloy and the brazing material, improves the wettability and obtains a good bead appearance, and widens the bead width, thereby increasing the bonding strength.
  • the Al concentration is 1% by mass or more, the Al concentration is limited to 1% by mass or more.
  • the Al concentration exceeds 22% by mass, the melting point of the Zn-based plating layer increases and the affinity decreases. In this case, the wettability is inferior and the bead width is irregular and the bead appearance is deteriorated. Further, the bead width is narrowed and the bonding strength is lowered.
  • the Zn-based plating layer may contain 2.0% by mass or less of Si in order to suppress the growth of the Fe—Al-based intermetallic compound phase during brazing and increase the bonding strength. Further, the Zn-based plating layer may contain 2.5% by mass or less of Fe.
  • the plating layer of the hot-dip Zn-based plated steel sheet for brazing in the embodiment of the present invention contains Zn as a main component, Al is contained in an amount of 1 to 22% by mass, and Mg is contained in an amount of 0.05 to 10.0% by mass. Further, it is selected from the group consisting of Ti: 0.002 to 0.1 mass%, B: 0.001 to 0.05 mass%, Si: 0 to 2.0 mass%, and Fe: 0 to 2.5 mass%. Preferably, one or more conditions are met.
  • the hot-dip Zn-based plated steel sheet for brazing should have a coating adhesion amount per side of 15 g / m 2 or more in order to obtain good wettability with Al alloy and brazing material. It is effective.
  • the plating adhesion amount per one side can also be expressed as the plating adhesion amount on the plate surface on which the brazed portion of the hot-dip Zn-based plated steel sheet is formed.
  • the plating adhesion amount is 15 g / m 2 or more.
  • the plating adhesion amount per side exceeds 250 g / m 2 , the amount of Zn vapor generated during brazing increases, humping beads, pits and blow holes are generated, the bead appearance deteriorates and the bonding strength is reduced. descend. For this reason, it is preferable that the plating adhesion amount be 250 g / m 2 or less.
  • Al alloy In the present invention, the Al alloy is not particularly limited. You may use 5000 series or 6000 series Al alloy mainly used for a motor vehicle body, and other Al alloys. For example, 1000 series, 3000 series, and 7000 series Al alloys may be used. As described above, in this specification, an Al alloy is used in the sense of including pure Al (allowing impurities to be included).
  • the Al alloy has a plate shape, and the Al alloy means an Al alloy plate.
  • the Al plate or the Al alloy plate is an object of MIG brazing and can be expressed as a joining target plate.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a cross section of a lap joint member obtained by brazing a molten Zn-based plated steel sheet for brazing and an Al alloy in an embodiment of the present invention.
  • a lap joint is a joint frequently used for brazing an Al alloy and a steel plate in an automobile body.
  • an Al alloy 3 is stacked on a hot-dip Zn-based plated steel sheet 1, and a bead 4 is formed by brazing.
  • the bead can also be expressed as a brazed portion (brazed joint) formed by brazing.
  • the bead width W is also controlled within the range of the following formula (1) according to the thickness of the Al alloy 3. That is, when the strength of the Al alloy 3 is required and the plate thickness is increased, the bead width W is also increased to increase the bonding strength.
  • W Bead width of brazed part (mm)
  • t Plate thickness of Al alloy (mm) It is.
  • the thickness of the Al alloy 3 is 2 mm, it can be said that there is no problem in terms of strength as an automobile body if the joint strength is 4 kN or more.
  • the bead width W satisfies the above formula (1), excellent bonding strength can be obtained even if the Fe—Al intermetallic compound phase 5 grows.
  • the bead width W becomes narrower than the thickness t of the Al alloy 3, the bonding strength is lowered.
  • the bead width W exceeds 7.5 t, it is necessary to increase the heat input in order to widen the bead width. As a result, the evaporation region of the Zn-based plating layer 2 around the bead portion becomes wider and the corrosion resistance decreases. To do.
  • the lap joint member in the embodiment of the present invention is brazed using the MIG brazing method.
  • the MIG brazing method according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the MIG brazing method according to the embodiment of the present invention, in which (a) shows a lower end aiming position and (b) shows an upper end aiming position.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a target position of MIG brazing in the embodiment of the present invention.
  • An Al alloy (Al alloy plate) 3 is stacked on the hot-dip Zn-based plated steel plate 1.
  • the target position of the brazing wire 7 is determined from the intersection C between the end face 6 of the Al alloy 3 and the hot-dip Zn-plated steel sheet 1 shown in FIG. 2A, and the Al alloy 3 shown in FIG.
  • the end surface 6 of the Al alloy 3 is formed as shown in FIG.
  • the bead width W can be widened and can be within the above-mentioned prescribed range.
  • a general-purpose MIG welding machine can be used for the MIG brazing method in the embodiment of the present invention. Since such equipment is inexpensive, the present MIG brazing method can be suitably used in terms of cost.
  • the power source is not particularly limited. Any of a direct current method, an alternating current method, and a pulse method can be used.
  • the brazing material is not particularly limited. You may use the Al type brazing material and Zn type brazing material for normal Al alloy. Further, Si may be added to the brazing material in order to suppress the growth of the Fe—Al-based intermetallic compound phase. Further, a flux brazing material filled with flux may be used to improve wettability.
  • a lap joint member excellent in bead appearance and bonding strength can be manufactured by the MIG brazing method in one embodiment of the present invention.
  • the steel plate and the Al alloy may be spot welded.
  • the MIG brazing method of the present embodiment has the following advantages. That is, unlike the spot welding which requires melting the steel sheet, the present MIG brazing method has only to supply an amount of heat sufficient to melt the Zn-based plating layer 2 and the brazing filler metal wire 7. It is not necessary to melt the base steel sheet of 1.
  • the end face 6 of the Al alloy 3 is also slightly melted by the amount of heat supplied. That is, the present MIG brazing method requires less heat for joining compared to spot welding. Therefore, the thermal strain generated in the lap joint member can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of problems such as warpage that may occur when spot welding is performed.
  • the lap joint member manufactured by this MIG brazing method is excellent in sealing performance.
  • a gap is filled with a sealer after spot welding.
  • the Fe—Al intermetallic compound phase formed at the joint can be made thin, and since it is a continuous joint as described above, the joint strength of the lap joint member is improved. Can be made.
  • Example 1-1 EXAMPLES
  • Example 1-1 EXAMPLES
  • this invention is not limited to these Examples.
  • a hot-dip Zn-based plated steel sheet having a plate thickness of 1.2 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm and a 6000-series Al alloy member having a thickness of 2.0 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm were prepared.
  • the member of Al alloy was piled up and shifted 50 mm in the length direction on the hot dip Zn system plating steel plate, and the lap joint sample was produced using MIG brazing.
  • Table 1 shows the MIG brazing conditions.
  • the manufactured lap joint sample was visually observed to investigate the presence of humping and pits. After visual observation, an X-ray transmission test was performed to investigate the presence or absence of blowholes. After the X-ray transmission test, a sample for a tensile test having a width of 30 mm was taken from the center of the lap joint sample, and a tensile test was performed at a tensile speed of 3 mm / min. In the present invention, the maximum load in the tensile test is defined as the bonding strength. If the bonding strength is 4 kN or more, there is no problem in strength as an automobile body. A sample for cross-sectional observation was collected from the very vicinity of the portion where the tensile test sample was collected, and the bead width W was examined by observing the cross-section using a microscope.
  • Table 2 shows the survey results.
  • a continuous bead appearance without humping or pits was indicated as ⁇ , and a case where humping or pits occurred was indicated as x.
  • Example 1-2 MIG brazing of 1000 series, 3000 series, 5000 series, 6000 series, and 7000 series types of Al alloys and a hot-dip Zn-plated steel sheet was performed. Table 3 shows the compositions of these Al alloys.
  • a hot-dip Zn-based plated steel sheet having a thickness of 1.2 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm, and various Al alloy members having a thickness of 1.0 to 3.0 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm.
  • the member of Al alloy was piled up and shifted 50 mm in the length direction on the hot dip Zn system plating steel plate, and the lap joint sample was produced using MIG brazing.
  • the MIG brazing conditions were the same as those in Table 1 above.
  • flux wire brazing using an Al alloy wire filled with a flux mainly composed of fluoride, chloride, or the like as a method of joining an Al alloy and a steel plate while suppressing the growth of an Fe-Al intermetallic phase is used.
  • the flux such as fluoride and chloride is used to remove and activate the oxide on the surface of the steel sheet by etching, and improve the wettability between the steel sheet and the molten Al alloy and Al alloy wire. To get.
  • Patent Document 5 discloses a method for brazing a hot-dip Zn-plated steel sheet and an Al alloy using a wire filled with a flux in which AlF 3 is added to an Al alloy wire containing 1 to 13% by mass of Si. .
  • this brazing method (i) the effect of activation of the steel sheet surface by the flux, and (ii) the effect of suppressing the growth of the Fe—Al intermetallic compound phase by Si in the Al alloy wire and AlF 3 in the flux, Thus, it is said that good bonding strength can be obtained.
  • Patent Document 6 describes a method of previously irradiating a laser beam to a place to be brazed to evaporate an oxide and subsequently arc brazing using a brazing material as a consumable electrode. In this method, a laser heating device and an arc welding device are required, the equipment cost is high, and the brazing cost is high.
  • the purpose of this embodiment is to superimpose bead appearance and bonding strength by brazing flux-less MIG brazing using a hot-dip Zn-based plated steel sheet containing Al in the brazing of the Al alloy and the steel sheet.
  • the object is to provide a joint member at low cost.
  • the hot-dip Zn-based plated steel sheet containing Al in the Zn-based plating layer has excellent wettability with the brazing material and the Al alloy, so it can be MIG brazed without using a flux, and has excellent bonding strength.
  • the present inventors have completed the present invention based on this new knowledge.
  • an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the plating layer has Zn as a main component. 0 to 22.0 mass% Al is contained. Since the plating layer of the molten Zn-based plated steel sheet contains Al, which is the main component of the Al alloy and the brazing material, the plated layer of the molten Zn-based plated steel sheet is excellent in wettability with the Al alloy and the brazing material.
  • the bead width is widened, so that the bonding strength is also increased. Since this effect is obtained when the Al concentration is 1% by mass or more, the Al concentration is limited to 1% by mass or more. On the other hand, if the Al concentration exceeds 22% by mass, the melting point of the Zn-based plating layer becomes high, the wettability is lowered, and the bead width becomes irregular and the bead appearance is lowered. Further, the bead width is narrowed and the bonding strength is lowered.
  • the plating layer contains Ti: 0.002 to 0.1% by mass or B in order to suppress the formation and growth of a Zn 11 Mg 2 phase that causes the appearance and corrosion resistance of the plating layer to deteriorate when Mg is added. : 0.001 to 0.05 mass% may be included.
  • the Zn-based plating layer may contain 2.0% by mass or less of Si in order to suppress the growth of the fragile Fe—Al-based intermetallic compound phase during brazing and increase the bonding strength. Further, the Zn-based plating layer may contain 2.5% by mass or less of Fe.
  • the plated layer of the hot-dip Zn-based plated steel sheet used in the method of manufacturing a lap joint member by fluxless MIG brazing according to the present invention contains Zn as a main component and Al in an amount of 1 to 22% by mass.
  • Mg is further 0.05 to 10.0% by mass
  • Ti is 0.002 to 0.1% by mass
  • B is 0.001 to 0.05% by mass
  • Si is 0 to 2.0% by mass.
  • Fe Preferably, one or more conditions selected from the group consisting of 0 to 2.5% by mass are satisfied.
  • Al alloy Since the Al alloy used for fluxless MIG brazing of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the fluxless MIG brazing method of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but differs in the following points. That is, in this embodiment, a fluxless wire is used as the brazing material wire 7 (see FIGS. 2 and 3). That is, the brazing material used for the fluxless MIG brazing of this embodiment is free of flux.
  • the composition of the brazing material may consist of Al.
  • the brazing filler metal may be an alloy having a composition containing one or more selected from Si: 0.2 to 15.0 mass% and Mn: 0.03 to 2.0 mass% in addition to Al. .
  • the effect of adding Si or Mn is to suppress the growth of the Fe—Al-based intermetallic compound phase in the bead portion.
  • the brazing material of the present invention contains 0.3 to 7.0% by mass of Mg in order to lower the melting point and viscosity of the brazing material and to improve the wettability between the brazing material and the Al alloy and the hot-dip Zn-plated steel sheet. May be.
  • the plated layer of the hot-dip Zn-based plated steel sheet contains Al, which is the main component of the Al alloy and the brazing material, it has excellent wettability with the Al alloy and the brazing material. Therefore, a good bead appearance can be obtained without using a flux, the bead width can be increased, and the bonding strength can be increased.
  • Example 2-1 Examples of the present embodiment are shown below.
  • a hot-dip Zn-based plated steel sheet having a plate thickness of 1.2 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm and a 6000-series Al alloy member having a thickness of 2.0 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm were prepared. Then, an Al alloy member was placed on the hot-dip Zn-plated steel sheet by shifting it by 50 mm in the length direction, and fluxless MIG brazing was performed to prepare a lap joint sample. Table 5 shows the MIG brazing conditions. Table 6 shows the details of the brazing material.
  • the manufactured lap joint sample was visually observed to investigate the presence of humping and pits. After visual observation, an X-ray transmission test was performed to investigate the presence or absence of blowholes. After the X-ray transmission test, a sample for a tensile test having a width of 30 mm was taken from the center of the lap joint sample, and a tensile test was performed at a tensile speed of 3 mm / min. In the present invention, the maximum load in the tensile test is defined as the bonding strength. If the bonding strength is 4 kN or more, there is no problem in strength as an automobile body. The bead width W was investigated by taking a cross-sectional observation sample from a portion adjacent to the portion where the tensile test sample was taken from the lap joint sample and observing the cross-section using a microscope.
  • Table 7 shows the survey results of the lap joint samples prepared by fluxless MIG brazing.
  • a continuous bead appearance without humping or pits was given as ⁇ , and when humping or pits were given as x.
  • the Al concentration of the Zn plating layer is less than the range of the present invention.
  • the bead width W was as narrow as 0.6 mm, and the bonding strength was 2.0 kN, which was insufficient.
  • the bead width W was less than the range of the present invention, the bonding strength was 3.2 kN or less, and the bonding strength was insufficient.
  • Fluxless MIG brazing was performed between 1000 series, 3000 series, 5000 series, 6000 series, and 7000 series types of Al alloys (see Table 3) and a hot-dip Zn series plated steel sheet.
  • a hot-dip Zn-based plated steel sheet having a thickness of 1.2 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm, and various Al alloy members having a thickness of 1.0 to 3.0 mm, a width of 200 mm, and a length of 100 mm.
  • the Al alloy member was overlapped on the hot-dip Zn-based plated steel sheet by shifting by 50 mm in the length direction, and a lap joint sample was prepared using fluxless MIG brazing.
  • the fluxless MIG brazing conditions were the same as in Table 5 above.
  • the MIG brazing method according to an aspect of the present invention is a method of bonding a plate to be bonded to a plate surface of a hot-dip Zn-based plated steel sheet in which the plating layer contains mass% and Al: 1.0 to 22.0%.
  • a MIG brazing method for superimposing an Al plate or an Al alloy plate, which is an MIG brazing, on the plate surface, a brazing portion for joining the plate to be joined and the hot-dip Zn-based plated steel plate to each other A brazing step to form, wherein in the brazing step, the target position of MIG brazing is from the intersection of one end of the end surface of the plate to be welded and the plate surface to the other end of the end surface of the plate to be welded. It is characterized by being between.
  • fluxless MIG brazing may be performed using a fluxless wire as a brazing material.
  • the brazing material is composed of Al, or in addition to Al, in mass%, Si: 0.2 to 15.0%, Mg: 0.3 It may be a composition containing one or more selected from the group consisting of: -7.0% and Mn: 0.03-2.0%.
  • the cross section when the brazed portion is cut along a plane perpendicular to the direction in which the brazed portion extends is the surface on the plate surface.
  • the brazed part is preferably formed so that the bead width of the brazed part satisfies the following formula (1). t ⁇ W ⁇ 7.5t (1) (here, W: Bead width of brazed part (mm) t: Plate thickness (mm) of the joining target plates.
  • the plated layer of the hot-dip Zn-based plated steel sheet may further contain 0.05 to 10.0% Mg by mass.
  • the plating layer of the hot-dip Zn-based plated steel sheet further contains Ti: 0.002 to 0.1% and B: 0.001 to 0.05% by mass%. It is preferable to contain one or two or more selected from the group consisting of Si: 0 to 2.0% and Fe: 0 to 2.5%.
  • the plating adhesion amount per side of the hot-dip Zn-based plated steel sheet is 15 to 250 g / m 2 .
  • the manufacturing method of the lap joint member in 1 aspect of this invention is characterized by manufacturing the lap joint member by brazing the said hot-dip Zn-plated steel plate and the said board
  • the lap joint member according to one aspect of the present invention is an Al plate or Al plate to be bonded to the plate surface of a hot-dip Zn-based plated steel plate in which the plating layer contains Al: 1.0 to 22.0% by mass%.
  • the brazing part is formed so that the bead width of the brazing part satisfies the following formula (1).
  • t ⁇ W ⁇ 7.5t (1) (here, W: Bead width of brazed part (mm)
  • t Plate thickness (mm) of the joining target plates.
  • the plated layer of the hot-dip Zn-based plated steel sheet further contains 0.05 to 10.0% Mg by mass%.

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Abstract

Ａｌ合金との接合強度に優れる重ね継手部材を製造することができる、Ａｌ合金と鋼板とのＭＩＧろう付け方法を提供する。ＭＩＧろう付け方法は、めっき層が１．０～２２．０質量％のＡｌを含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板（１）と、接合対象板であるＡｌ板またはＡｌ合金板とを接合する。ＭＩＧろう付けの狙い位置は、接合対象板の端面（６）の一端と溶融Ｚｎ系めっき鋼板との交点（Ｃ）から、接合対象板の端面の他端（Ｕ）までの間である。

Description

ＭＩＧろう付け方法、重ね継手部材の製造方法、および重ね継手部材
　本発明は、ＡｌまたはＡｌ合金と溶融Ｚｎ系めっき鋼板とのＭＩＧろう付け方法、その方法による重ね継手部材の製造方法、および重ね継手部材に関する。
　自動車車体の軽量化のためにＡｌおよびＡｌ合金（以下、Ａｌを含めてＡｌ合金と総称する）の使用量が増加している。しかし、Ａｌ合金と鋼板とを従来のアーク溶接法等の溶融溶接法で接合すると、鋼板と溶接ビードとの界面に脆弱なＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相が厚く成長して接合強度が低下するという問題があった。
　Ｆｅ－Ａｌ系金属間化合物相の成長を抑制する方法として、例えば特許文献１～４には、合金化溶融Ｚｎめっき鋼板、溶融Ｚｎめっき鋼板、電気Ｚｎめっき鋼板の鋼中のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ濃度を規定したろう付け用鋼板が開示されている。このろう付け用鋼板は、ろう付け時に鋼中からＣ、Ｓｉ、ＭｎをＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相中に拡散させ、脆いＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相の成長を抑制して接合強度を高めるものである。
　Ｓｉ、Ｍｎは鋼板の高強度化にも有用で高張力鋼板に用いられる。しかし、溶融Ｚｎめっき鋼板では、Ｓｉ、Ｍｎは、めっき前の還元加熱時に鋼板表面に濃化して酸化物となり、鋼板とめっき浴との濡れ性が阻害されてめっき不良の原因になる。また、合金化溶融Ｚｎめっき鋼板では、Ｓｉ、Ｍｎは、めっき後の合金化処理時に鋼板とめっき層との拡散が阻害されて合金化反応が遅延する原因となる。
　ろう付けにおいても鋼中のＳｉ、Ｍｎはろう付け時に鋼板表面に濃化してろう材およびＡｌ合金との濡れ性を阻害する。その結果、ろう材とＡｌ合金とのはじき、ピットおよびブローホールが発生してビード外観の悪化、ビードの剥離、並びに接合強度の低下の原因となる。このため、Ｓｉ、Ｍｎを鋼中に添加できる量が限定される。また、上記のように鋼中にＳｉ、Ｍｎを添加すると鋼板の強度が高くなるため、適用できる鋼種は高張力鋼に限定され、一般の鋼板に用いることができない。
日本国公開特許公報「特開２００６－２８３１１０号公報（２００６年１０月１９日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００６－２８３１１１号公報（２００６年１０月１９日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００７－２４７０２４号公報（２００７年９月２７日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００７－２７７７１７号公報（２００７年１０月２５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００８－６８２９０号公報（２００８年３月２７日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１１－２１８４２４号公報（２０１１年１１月４日公開）」
　本発明は、Ａｌ合金と鋼板とのろう付けにおいて、めっき層にＡｌを添加した溶融Ｚｎ系めっき鋼板を用いることによりビード外観および接合強度に優れた重ね継手部材およびその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らが鋭意検討を行った結果、めっき層にＡｌを含有した溶融Ｚｎ系めっき鋼板はろう材、Ａｌ合金との親和性に優れるため、Ａｌ合金をろう付けした場合に良好なビード外観、接合強度が得られるという新たな知見を見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、めっき層が質量％でＡｌ：１．０～２２．０％を含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板板面に対して接合対象板であるＡｌ板またはＡｌ合金板を重ね合わせてＭＩＧろう付けするＭＩＧろう付け方法であって、前記板面上に、前記接合対象板と前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合するろう付け部を形成するろう付け工程を含み、前記ろう付け工程において、ＭＩＧろう付けの狙い位置が、前記接合対象板の端面の一端と前記板面との交点から、前記接合対象板の端面の他端までの間であることを特徴としている。
　また、本発明の一態様における重ね継手部材は、めっき層が質量％でＡｌ：１．０～２２．０％を含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板の板面に対して接合対象板であるＡｌ板またはＡｌ合金板を重ね合わせてろう付け部を形成した重ね継手部材であって、前記ろう付け部が延びる方向に垂直な面で前記ろう付け部を切ったときの断面において、前記板面上における前記ろう付け部のビード幅が下記式（１）を満足するように前記ろう付け部が形成されていることを特徴としている。
ｔ≦Ｗ≦７．５ｔ　・・・（１）
　（ここで、
　Ｗ：ろう付け部のビード幅（ｍｍ）
　ｔ：前記接合対象板の板厚（ｍｍ））。
　本発明の一態様によれば、ビード外観および接合強度に優れた、Ａｌ合金と鋼板との重ね継手部材を製造することができるＭＩＧろう付け方法を提供することができる。
本発明の実施の形態における重ね継手部材の断面を示す模式図である。 本発明の実施形態におけるＭＩＧろう付けの狙い位置を示す模式図であって、（ａ）は下端の狙い位置、（ｂ）は上端の狙い位置を示す図である。 本発明以外のＭＩＧろう付けの狙い位置を示す模式図である。 本発明の実施形態におけるＭＩＧろう付けの狙い位置を示す模式図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本出願において、「Ａ～Ｂ」とは、Ａ以上Ｂ以下であることを示している。
　〔実施形態１〕
　これまで、ろう付け時のＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相の成長を抑制するための方策が種々提案されてきた。しかし、上記成長の抑制効果が不十分であったり、適用できるめっき鋼板の鋼種が限定されたりする場合があった。このような状況の中、本発明者らは鋭意研究を行い、その結果、以下のような新しい着想を得た。すなわち、Ｚｎ系めっき層にＡｌを添加した溶融Ｚｎ系めっき鋼板はろう材およびＡｌ合金との親和性に優れることから、後述するビード幅Ｗが広くなるのでビードのせん断面積を大きくすることができる。これにより、Ｆｅ－Ａｌ系金属間化合物相が厚く成長してもろう付け部の接合強度（せん断強度）の低下を防止することができるという新しい知見を見出した。本発明者らは、この新しい知見を基に本発明を完成させるに至った。以下に本発明の一実施形態を詳述する。
　〔溶融Ｚｎ系めっき鋼板〕
　本発明の実施の形態におけるろう付け用溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、めっき層がＺｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有する。一般に、Ａｌ合金のろう付けにはＡｌまたはＺｎを主成分とするろう材が使用される。本発明の実施の形態におけるろう付け用溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、めっき層にＡｌ合金と、ろう材の主成分であるＺｎおよびＡｌとを含有する。それゆえ、Ａｌ合金およびろう材との親和性に優れ、濡れ性が向上して良好なビード外観が得られるとともにビード幅が広くなるので接合強度も大きくなる。
　この効果はＡｌ濃度が１質量％以上で得られるので、Ａｌ濃度は１質量％以上に限定する。
　一方、Ａｌ濃度が２２質量％を越えるとＺｎ系めっき層の融点が高くなって親和性が低下する。この場合、濡れ性が劣り、ビード幅が不規則なハンピングビードとなりビード外観が低下する。また、ビード幅が狭くなって接合強度が低下する。
　Ｚｎ系めっき層にＭｇを０．０５～１０．０質量％添加するとＺｎ系めっき層の融点が下がり、Ａｌ合金、ろう材との親和性が向上して接合強度に優れ、しかも耐食性にも優れるので好適である。Ｍｇを添加した場合のめっき層外観と耐食性を低下させる原因となるＺｎ１１Ｍｇ２系相の生成および成長を抑制するために、Ｔｉ：０．００２～０．１質量％またはＢ：０．００１～０．０５質量％を含むことが好ましい。
　さらに、Ｚｎ系めっき層はろう付け時のＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相の成長を抑制して接合強度を高めるために、２．０質量％以下のＳｉを含んでいてもよい。また、Ｚｎ系めっき層は、２．５質量％以下のＦｅを含んでいてもよい。
　上記のことは、以下のように表すことができる。すなわち、本発明の実施の形態におけるろう付け用溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層は、Ｚｎを主成分とし、Ａｌを１～２２質量％、Ｍｇを０．０５～１０．０質量％含有し、さらにＴｉ：０．００２～０．１質量％、Ｂ：０．００１～０．０５質量％、Ｓｉ：０～２．０質量％、Ｆｅ：０～２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることが好ましい。
　〔めっき付着量〕
　本発明の実施の形態におけるろう付け用溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、Ａｌ合金、ろう材との良好な濡れ性を得るためには片面当たりのめっき付着量を１５ｇ／ｍ２以上とすることがより効果的である。この片面当たりのめっき付着量は、上記溶融Ｚｎ系めっき鋼板のろう付け部が形成される板面におけるめっき付着量であるとも表現できる。また、めっき付着量が少ないと、めっき面の耐食性および犠牲防食作用を長期にわたって維持するうえで不利となる。このため、めっき付着量は１５ｇ／ｍ２以上とする。
　一方、片面当たりのめっき付着量が２５０ｇ／ｍ２を超えるとろう付け時のＺｎ蒸気の発生量が多くなり、ハンピングビード、ピットおよびブローホールが発生し、ビード外観が悪化するとともに接合強度が低下する。このため、めっき付着量は２５０ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。
　〔Ａｌ合金〕
　本発明においてＡｌ合金は特に限定されない。主に自動車車体に用いられる５０００系や６０００系のＡｌ合金や、それ以外のＡｌ合金を用いてもよい。例えば、１０００系、３０００系、７０００系のＡｌ合金を用いてもよい。なお、前述のように、本明細書において、Ａｌ合金は純Ａｌ（不純物を含むことを許容する）を含む意味で用いる。
　また、本明細書において、格別の記載が無い限り、Ａｌ合金は板形状となっており、Ａｌ合金はＡｌ合金板のことを意味する。そして、本発明の実施の形態において、Ａｌ板またはＡｌ合金板は、ＭＩＧろう付けの対象となっており、接合対象板と表現することができる。
　〔ビード幅〕
　図１に本発明の実施の形態におけるろう付け用溶融Ｚｎ系めっき鋼板とＡｌ合金とをろう付けした重ね継手部材の断面の模式図を示す。重ね継手は自動車車体においてＡｌ合金と鋼板とのろう付けにおいて多用される継手である。
　図１に示すように、本発明の実施の形態における重ね継手部材は溶融Ｚｎ系めっき鋼板１の上にＡｌ合金３が重ねられており、ろう付けによりビード４が形成されている。該ビードは、ろう付けにより形成されたろう付け部（ろう付け接合部）とも表現することができる。
　自動車車体に使用されるＡｌ合金３の板厚は要求される強度によって適宜選択される。このため、本発明ではビード幅ＷもＡｌ合金３の板厚に応じて下記（１）式の範囲に制御する。すなわち、Ａｌ合金３の強度が必要で板厚を厚くする場合はビード幅Ｗも広くして接合強度を大きくする。
　ｔ≦Ｗ≦７．５ｔ　・・・（１）
ここで、
Ｗ：ろう付け部のビード幅（ｍｍ）
ｔ：Ａｌ合金の板厚（ｍｍ）
である。
　例えば、Ａｌ合金３の板厚が２ｍｍの場合、接合強度が４ｋＮ以上であれば自動車車体として強度的に問題ないといえる。ビード幅Ｗが上記（１）式を満足することにより、Ｆｅ－Ａｌ系金属間化合物相５が成長しても優れた接合強度が得られる。しかし、ビード幅ＷがＡｌ合金３の板厚ｔよりも狭くなると接合強度が低下する。逆に、ビード幅Ｗが７．５ｔを越えるとビード幅を広くするために入熱を大きくする必要があり、その結果ビード部周辺のＺｎ系めっき層２の蒸発領域が広くなって耐食性が低下する。
　〔ろう付け方法〕
　本発明の実施の形態における重ね継手部材は、ＭＩＧろう付け方法を用いてろう付けされる。図２および図４を用いて、本発明の実施の形態におけるＭＩＧろう付け方法を以下に説明する。
　図２は、本発明の実施の形態におけるＭＩＧろう付け方法を模式的に示す図であって、（ａ）は下端の狙い位置、（ｂ）は上端の狙い位置を示す図である。図４は、本発明の実施形態におけるＭＩＧろう付けの狙い位置を示す模式図である。溶融Ｚｎ系めっき鋼板１の上にＡｌ合金（Ａｌ合金板）３が重ねられている。本発明では、ろう材ワイヤー７の狙い位置を図２の（ａ）に示すＡｌ合金３の端面６と溶融Ｚｎ系めっき鋼板１との交点Ｃから、図２の（ｂ）で示すＡｌ合金３の端面６の上端Ｕまでの間、すなわち図４に示すようにＡｌ合金３の端面６とする。
　この場合、ビード幅Ｗを広くすることができ、上述の規定範囲内とすることができる。
　これに対して、図３（ａ）に示すように、ろう材ワイヤー７の狙い位置がＡｌ合金３の端面６から離れて溶融Ｚｎ系めっき鋼板１上になると、Ａｌ合金３が溶融不足となり、ビード幅Ｗが狭くなる。また、必要以上にアークが広がってＺｎ系めっき層２の蒸発領域が広くなって耐食性が低下する。さらに、Ｚｎ蒸気の量が多くなるとアークが不安定になってハンピングの発生が著しくなる。また、Ｚｎ蒸気がビード内に滞留してブローホールが著しくなる。
　また、図３（ｂ）に示すように、狙い位置がＡｌ合金３の上端から離れてＡｌ合金３の上面になると、Ａｌ合金３が溶融不足となり、ハンピングの発生が著しくなり、ビード幅Ｗが狭くなる。
　本発明の実施の形態におけるＭＩＧろう付け方法は、汎用のＭＩＧ溶接機が使用できる。このような設備は安価であるため、本ＭＩＧろう付け方法は、コスト面で好適に使用することができる。本発明では、電源は特に限定されない。直流方式、交流方式、パルス方式のいずれも用いることができる。
　〔ろう材〕
　本実施の形態において、ろう材は特に限定されない。通常のＡｌ合金用のＡｌ系ろう材やＺｎ系ろう材を用いてよい。また、Ｆｅ－Ａｌ系金属間化合物相の成長を抑制するためにろう材にＳｉを添加してもよい。また、濡れ性を改善するためにフラックスを充填したフラックスろう材を用いてもよい。
　（有利な効果）
　以上のように、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法により、ビード外観および接合強度に優れる重ね継手部材を製造することができる。
　また、一般に、鋼板とＡｌ合金とはスポット溶接されることがある。そのようなスポット溶接に比べて、本実施形態のＭＩＧろう付け方法は以下のような利点を有する。すなわち、本ＭＩＧろう付け方法は、鋼板を溶融させることを要するスポット溶接とは異なり、Ｚｎ系めっき層２とろう材ワイヤー７とを溶融させるだけの熱量を供給すればよく、溶融Ｚｎ系めっき鋼板１の下地鋼板を溶融させることを要しない。供給した熱量によってＡｌ合金３の端面６も少し溶融する。つまり、本ＭＩＧろう付け方法は、スポット溶接に比べて、接合するために必要な熱量が少なくて済む。そのため、重ね継手部材に生じる熱歪を少なくすることができる。そのため、例えばスポット溶接をした場合に発生することがある反り等の不具合が生じることを低減し得る。
　そして、本ＭＩＧろう付け方法により、溶融Ｚｎ系めっき鋼板とＡｌ合金とを連続接合することができる。そのため、本ＭＩＧろう付け方法で製造した重ね継手部材は、封止性に優れる。例えば自動車分野では、スポット溶接した後にシーラーにて隙間を埋めることが行われる。本ＭＩＧろう付け方法を用いることにより、そのようなシーラーを用いる処理を不要とすることができる。
　さらに、本ＭＩＧろう付け方法では、接合部に形成されるＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相を薄くすることができるとともに、上述のように連続接合であることから、重ね継手部材の接合強度を向上させることができる。
　（実施例１－１）
　以下、実施例および比較例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
　板厚１．２ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの溶融Ｚｎ系めっき鋼板と、板厚２．０ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの６０００系Ａｌ合金の部材とを用意した。そして、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の上にＡｌ合金の部材を長さ方向に５０ｍｍずらして重ねて、ＭＩＧろう付けを用い、重ね継手サンプルを作製した。表１にＭＩＧろう付け条件を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　作製した重ね継手サンプルを目視観察し、ハンピングおよびピットの有無を調査した。目視観察後、Ｘ線透過試験を行い、ブローホールの有無を調査した。Ｘ線透過試験後、重ね継手サンプルの中央部から幅３０ｍｍの引張試験用サンプルを採取し、引張速度３ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行った。本発明では、引張試験における最大荷重を接合強度とした。接合強度が４ｋＮ以上であれば自動車車体として強度的に問題ない。引張試験サンプルを採取した部分の極近傍から断面観察用サンプルを採取し、顕微鏡を用いて断面観察することによりビード幅Ｗを調査した。
　表２に調査結果を示す。表２のビード外観では、ハンピングあるいはピットが発生せず連続したビード外観を○、ハンピングあるいはピットが発生した場合を×とした。
　表２のＮｏ．１～１３で示す本発明の範囲内でＭＩＧろう付けした実施例では、ハンピングおよびピットは発生せず良好なビード外観が得られた。また、接合強度は４ｋＮ以上で自動車車体として十分な接合強度が得られた。
　それに対して、Ｚｎ系めっき層のＡｌ濃度が本発明の範囲未満のＮｏ．１４の比較例ではビード幅Ｗが０．７ｍｍと狭くなり、接合強度が２．０ｋＮと強度不足であった。
　めっき付着量が本発明の範囲を超えるＮｏ．１５の比較例、および狙い位置がＡｌ合金３端面から２ｍｍ離れた溶融Ｚｎ系めっき鋼板上のＮｏ．１６の比較例では、Ｚｎ蒸気の影響により、ハンピング、ピットが発生してビード外観が著しく低下し、ブローホールも発生した。Ｎｏ．１５、１６の比較例ではビード外観が著しく低下したため、引張試験は行わなかった。
　狙い位置がＡｌ合金３の上端から３ｍｍ離れたＡｌ合金３上のＮｏ．１７の比較例ではハンピングが発生してビード外観が著しく低下したのでＸ線透過試験、引張試験は行わなかった。
　Ｎｏ．１８～２０の比較例では、ハンピングまたはピットの発生によりビード外観が不良であるとともに、ビード幅Ｗが本発明の範囲未満であり、接合強度は３．３ｋＮ以下で接合強度不足であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（実施例１－２）
　１０００系、３０００系、５０００系、６０００系、７０００系の種類のＡｌ合金と、溶融Ｚｎ系めっき鋼板とのＭＩＧろう付けを行った。これらのＡｌ合金の組成を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　具体的には、板厚１．２ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの溶融Ｚｎ系めっき鋼板と、板厚１．０～３．０ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの各種のＡｌ合金の部材とを用意した。そして、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の上にＡｌ合金の部材を長さ方向に５０ｍｍずらして重ねて、ＭＩＧろう付けを用い、重ね継手サンプルを作製した。ＭＩＧろう付け条件は、前述の表１と同様の条件とした。
　結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４のＮｏ．２１～３５で示す本発明の範囲内でＭＩＧろう付けした実施例では、ハンピングおよびピットは発生せず良好なビード外観が得られた。また、接合強度は各種のＡｌ合金の種類および板厚に対応して、自動車車体として十分な接合強度が得られた。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　従来、Ｆｅ－Ａｌ系金属間化合物相の成長を抑制してＡｌ合金と鋼板を接合する方法として、フッ化物や塩化物等を主成分とするフラックスを充填したＡｌ合金ワイヤを用いるフラックスワイヤろう付け法が用いられている。フッ化物や塩化物等のフラックスを用いるのは、エッチング作用により鋼板表面の酸化物を除去して活性化し、鋼板と溶融したＡｌ合金およびＡｌ合金ワイヤとの濡れ性を改善して良好な密着性を得るためである。
　例えば特許文献５には、Ｓｉを１～１３質量％含有したＡｌ合金ワイヤ中にＡｌＦ３を添加したフラックスを充填したワイヤを用いた溶融Ｚｎめっき鋼板とＡｌ合金のろう付け方法が開示されている。このろう付け方法によれば、（ｉ）フラックスによる鋼板表面の活性化効果と、（ｉｉ）Ａｌ合金ワイヤ中のＳｉとフラックス中のＡｌＦ３とによるＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相成長抑制効果とにより、良好な接合強度が得られるとされている。
　しかし、フラックスワイヤを用いると、ろう付け後にフラックス残渣がビード部に残留し、外観を損ねるだけでなく、腐食促進因子となって耐食性が著しく低下する。さらに、ろう付け後に塗装する場合は、塗装性および塗装後耐食性も著しく低下する。このため、フラックスワイヤを用いると、ワイヤコストがアップするだけでなく、フラックス残渣を洗浄する工程が必要となり、コストアップとなる。
　フラックスを用いないフラックスレスろう付け方法としては、例えば特許文献６に記載されている方法が挙げられる。特許文献６には、予めろう付け予定箇所にレーザ光を照射して酸化物を蒸発させ、引き続きろう材を消耗電極としてアークろう付けする方法が記載されている。この方法では、レーザ加熱装置とアーク溶接装置とが必要となり、設備費が高額で、ろう付けコストが高くなる。
　これまで、Ａｌ合金と鋼板との種々のろう付け方法が提案されてきたが、ワイヤへのフラックス添加およびフラックス残渣の除去を要するという問題、並びにレーザ加熱装置とアーク溶接装置との併用による高コストおよび高設備費という問題があった。
　本実施形態の目的は、Ａｌ合金と鋼板とのろう付けにおいて、めっき層がＡｌを含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板を用いてフラックスレスＭＩＧろう付けすることにより、ビード外観、接合強度に優れた重ね継手部材を安価に提供することにある。
　本発明者らは鋭意研究を行い、その結果、以下のような新しい着想を得た。すなわち、Ｚｎ系めっき層がＡｌを含有している溶融Ｚｎ系めっき鋼板はろう材およびＡｌ合金との濡れ性に優れることから、フラックスを用いなくてもＭＩＧろう付けでき、接合強度に優れた重ね継手が得られるという新しい知見を見出した。本発明者らは、この新しい知見を基に本発明を完成させるに至った。以下に本発明の一実施形態を詳述する。
　〔溶融Ｚｎ系めっき鋼板〕
　本実施の形態におけるフラックスレスＭＩＧろう付けを行う溶融Ｚｎ系めっき鋼板とＡｌ合金の部材との重ね継手部材の製造方法に用いる溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、めっき層がＺｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有する。溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層に、Ａｌ合金およびろう材の主成分であるＡｌを含有することから、溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層は、Ａｌ合金およびろう材との濡れ性に優れる。そのため、フラックスを用いなくても良好なビード外観が得られるとともにビード幅が広くなるので接合強度も大きくなる。この効果はＡｌ濃度が１質量％以上で得られるので、Ａｌ濃度は１質量％以上に限定する。一方、Ａｌ濃度が２２質量％を越えるとＺｎ系めっき層の融点が高くなって濡れ性が低下し、ビード幅が不規則なハンピングビードとなりビード外観が低下する。また、ビード幅が狭くなって接合強度が低下する。
　溶融Ｚｎ系めっき層にＭｇを０．０５～１０．０質量％添加するとＺｎ系めっき層の融点が下がり、フラックスを用いなくてもＡｌ合金、ろう材との濡れ性が向上して接合強度に優れ、しかも耐食性にも優れるので好適である。めっき層は、Ｍｇを添加した場合のめっき層外観と耐食性を低下させる原因となるＺｎ１１Ｍｇ２系相の生成、成長を抑制するために、Ｔｉ：０．００２～０．１質量％またはＢ：０．００１～０．０５質量％を含んでいてもよい。
　さらに、Ｚｎ系めっき層は、ろう付時の脆弱なＦｅ－Ａｌ系金属間化合物相の成長を抑制して接合強度を高めるために、２．０質量％以下のＳｉを含んでいてもよい。また、Ｚｎ系めっき層は、２．５質量％以下のＦｅを含んでいてもよい。
　上記のことは、以下のように表すことができる。すなわち、本発明のフラックスレスＭＩＧろう付による重ね継手部材の製造方法に用いる溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層は、Ｚｎを主成分とし、Ａｌを１～２２質量％を含む。好ましくは、さらに、Ｍｇを０．０５～１０．０質量％、Ｔｉ：０．００２～０．１質量％、Ｂ：０．００１～０．０５質量％、Ｓｉ：０～２．０質量％、Ｆｅ：０～２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることが好ましい。
　〔Ａｌ合金〕
　本実施形態のフラックスレスＭＩＧろう付けに用いられるＡｌ合金については、前記実施形態１と同様であることから、説明を省略する。
　〔ろう付方法〕
　本実施形態のフラックスレスＭＩＧろう付け方法は、前記実施形態１と同様であるが以下の点で異なっている。すなわち、本実施形態では、ろう材ワイヤー７（図２、３参照）としてフラックスレスワイヤを用いる。つまり、本実施形態のフラックスレスＭＩＧろう付けに用いられるろう材は、フラックス無添加である。
　このフラックスレスワイヤについて、以下に説明する。
　〔ろう材〕
　ろう材の組成は、Ａｌからなっていてよい。或いは、ろう材は、Ａｌに加え、Ｓｉ：０．２～１５．０質量％およびＭｎ：０．０３～２．０質量％から選ばれる１つ以上を含有する組成の合金であってもよい。ＳｉまたはＭｎを添加する効果は、ビード部においてＦｅ－Ａｌ系の金属間化合物相の成長を抑制することである。さらに本発明のろう材は、ろう材の融点と粘性を下げ、ろう材とＡｌ合金および溶融Ｚｎ系めっき鋼板との濡れ性を向上させるためにＭｇを０．３～７．０質量％含有してもよい。
　〔めっき付着量、ビード幅〕
　本実施形態の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における片面当たりのめっき付着量、および重ね継手部材におけるビード幅は、前記実施形態１と同様であることから、説明を省略する。
　（有利な効果）
　本実施形態のフラックスレスＭＩＧろう付け方法によれば、前記実施形態１に記載のＭＩＧろう付け方法と同様の効果に加えて、以下の効果を奏する。
　すなわち、溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層は、Ａｌ合金およびろう材の主成分であるＡｌを含有することから、Ａｌ合金およびろう材との濡れ性に優れる。そのため、フラックスを用いなくても良好なビード外観が得られるとともにビード幅を広くすることができ、接合強度を大きくすることができる。
　よって、ろう材ワイヤーへのフラックス添加が不要であるとともに、ろう付け後にフラックス残渣を除去（洗浄）する工程が不要である。そして、レーザ加熱装置とアーク溶接装置とを併用する従来の方法に比べて、設備費が低額である。そのため、ろう付けにかかるコストを低減することができる。
　（実施例２－１）
　本実施形態における実施例を以下に示す。
　板厚１．２ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの溶融Ｚｎ系めっき鋼板と、板厚２．０ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの６０００系Ａｌ合金の部材とを用意した。そして、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の上にＡｌ合金の部材を長さ方向に５０ｍｍずらして重ねて、フラックスレスのＭＩＧろう付けを行い、重ね継手サンプルを作製した。表５にＭＩＧろう付けの条件を示す。表６にろう材の明細を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　作製した重ね継手サンプルを目視観察し、ハンピングおよびピットの有無を調査した。目視観察後、Ｘ線透過試験を行い、ブローホールの有無を調査した。Ｘ線透過試験後、重ね継手サンプルの中央部から幅３０ｍｍの引張試験用サンプルを採取し、引張速度３ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行った。本発明では、引張試験における最大荷重を接合強度とした。接合強度が４ｋＮ以上であれば自動車車体として強度的に問題ない。ビード幅Ｗは、重ね継手サンプルのうち、引張試験サンプルを採取した部分と隣接した部分から断面観察用サンプルを採取し、顕微鏡を用いて断面観察することによりビード幅Ｗを調査した。
　表７に、フラックスレスＭＩＧろう付により作製した重ね継手サンプルの調査結果を示す。表７のビード外観では、ハンピングあるいはピットが発生せず連続したビード外観を○、ハンピングあるいはピットが発生した場合を×とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表７のＮｏ．３６～４８で示す本発明の範囲内でフラックスレスＭＩＧろう付けした実施例では、ハンピングおよびピットは発生せず良好なビード外観が得られた。また、接合強度は４ｋＮ以上で自動車車体として十分な接合強度が得られた。
　それに対して、Ｚｎ系めっき層のＡｌ濃度が本発明の範囲未満であるＮｏ．４９の比較例では、ビード幅Ｗが０．６ｍｍと狭くなり、接合強度が２．０ｋＮと強度不足であった。
　めっき付着量が本発明の範囲を超えるＮｏ．５０の比較例、および狙い位置がＡｌ合金の部材３の端面から２ｍｍ離れた溶融Ｚｎ系めっき鋼板上のＮｏ．５１の比較例では、Ｚｎ蒸気の影響により、ハンピング、ピットが発生してビード外観が著しく低下し、ブローホールも発生した。Ｎｏ．５０、５１の比較例ではビード外観が著しく低下したため、引張試験は行わなかった。
　狙い位置がＡｌ合金の部材３の上端から３ｍｍ離れたＡｌ合金３上のＮｏ．５２の比較例ではハンピングが発生してビード外観が著しく低下したのでＸ線透過試験、引張試験は行わなかった。
　Ｎｏ．５３～５５の比較例ではビード幅Ｗが本発明の範囲未満であり、接合強度は３．２ｋＮ以下で接合強度不足であった。
　（実施例２－２）
　１０００系、３０００系、５０００系、６０００系、７０００系の種類のＡｌ合金（表３参照）と、溶融Ｚｎ系めっき鋼板とのフラックスレスＭＩＧろう付けを行った。
　具体的には、板厚１．２ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの溶融Ｚｎ系めっき鋼板と、板厚１．０～３．０ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ１００ｍｍの各種のＡｌ合金の部材とを用意した。そして、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の上にＡｌ合金の部材を長さ方向に５０ｍｍずらして重ねて、フラックスレスＭＩＧろう付けを用い、重ね継手サンプルを作製した。フラックスレスＭＩＧろう付け条件は、前述の表５と同様の条件とした。
　結果を表８に示す。また、フラックスレスワイヤとして、表８中に示す組成のろう材を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表８のＮｏ．５６～７０で示す本発明の範囲内でフラックスレスＭＩＧろう付けした実施例では、ハンピングおよびピットは発生せず良好なビード外観が得られた。また、接合強度は各種のＡｌ合金の種類および板厚に対応して、自動車車体として十分な接合強度が得られた。
　（まとめ）
　以上のように、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、めっき層が質量％でＡｌ：１．０～２２．０％を含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板の板面に対して接合対象板であるＡｌ板またはＡｌ合金板を重ね合わせてＭＩＧろう付けするＭＩＧろう付け方法であって、前記板面上に、前記接合対象板と前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合するろう付け部を形成するろう付け工程を含み、前記ろう付け工程において、ＭＩＧろう付けの狙い位置が、前記接合対象板の端面の一端と前記板面との交点から、前記接合対象板の端面の他端までの間であることを特徴としている。
　また、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、前記ろう付け工程において、ろう材としてフラックスレスワイヤを用いて、フラックスレスＭＩＧろう付けを行ってもよい。
　また、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、前記ろう材は、Ａｌからなる組成、または、Ａｌに加え、質量％で、Ｓｉ：０．２～１５．０％、Ｍｇ：０．３～７．０％、およびＭｎ：０．０３～２．０％からなる群から選ばれる１つ以上を含有する組成であってもよい。
　また、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、前記ろう付け工程では、前記ろう付け部が延びる方向に垂直な面で前記ろう付け部を切ったときの断面において、前記板面上における前記ろう付け部のビード幅が下記式（１）を満足するように前記ろう付け部を形成することが好ましい。
ｔ≦Ｗ≦７．５ｔ　・・・（１）
　（ここで、
　Ｗ：ろう付け部のビード幅（ｍｍ）
　ｔ：前記接合対象板の板厚（ｍｍ））。
　また、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層が、さらに質量％でＭｇを０．０５～１０．０％含有してもよい。
　また、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層が、さらに質量％でＴｉ：０．００２～０．１％、Ｂ：０．００１～０．０５％、Ｓｉ：０～２．０％、およびＦｅ：０～２．５％からなる群から選ばれる１あるいは２以上を含有することが好ましい。
　また、本発明の一態様におけるＭＩＧろう付け方法は、前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板の片面当りのめっき付着量が１５～２５０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
　本発明の一態様における重ね継手部材の製造方法は、上記のＭＩＧろう付け方法により、前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板と、前記接合対象板とをろう付けして重ね継手部材を製造することを特徴としている。
　本発明の一態様における重ね継手部材は、めっき層が質量％でＡｌ：１．０～２２．０％を含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板の板面に対して接合対象板であるＡｌ板またはＡｌ合金板を重ね合わせてろう付け部を形成した重ね継手部材であって、前記ろう付け部が延びる方向に垂直な面で前記ろう付け部を切ったときの断面において、前記板面上における前記ろう付け部のビード幅が下記式（１）を満足するように前記ろう付け部が形成されていることを特徴としている。
ｔ≦Ｗ≦７．５ｔ　・・・（１）
　（ここで、
　Ｗ：ろう付け部のビード幅（ｍｍ）
　ｔ：前記接合対象板の板厚（ｍｍ））。
　また、本発明の一態様における重ね継手部材は、前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層が、さらに質量％でＭｇを０．０５～１０．０％含有することが好ましい。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　１　　　溶融Ｚｎ系めっき鋼板
　２　　　Ｚｎ系めっき層
　３　　　Ａｌ合金
　４　　　ビード（ろう付け部）
　５　　　Ｆｅ－Ａｌ系金属間化合物相
　６　　　Ａｌ合金の端面
　７　　　ろう材ワイヤー

Claims (10)

  1. 　めっき層が質量％でＡｌ：１．０～２２．０％を含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板の板面に対して接合対象板であるＡｌ板またはＡｌ合金板を重ね合わせてＭＩＧろう付けするＭＩＧろう付け方法であって、
    　前記板面上に、前記接合対象板と前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合するろう付け部を形成するろう付け工程を含み、
    　前記ろう付け工程において、ＭＩＧろう付けの狙い位置が、前記接合対象板の端面の一端と前記板面との交点から、前記接合対象板の端面の他端までの間であることを特徴とするＭＩＧろう付け方法。
  2. 　前記ろう付け工程において、ろう材としてフラックスレスワイヤを用いて、フラックスレスＭＩＧろう付けを行うことを特徴とする請求項１に記載のＭＩＧろう付け方法。
  3. 　前記ろう材は、
    　　Ａｌからなる組成、または、
    　　Ａｌに加え、質量％で、Ｓｉ：０．２～１５．０％、Ｍｇ：０．３～７．０％、およびＭｎ：０．０３～２．０％からなる群から選ばれる１つ以上を含有する組成であることを特徴とする請求項２に記載のＭＩＧろう付け方法。
  4. 　前記ろう付け工程では、前記ろう付け部が延びる方向に垂直な面で前記ろう付け部を切ったときの断面において、前記板面上における前記ろう付け部のビード幅が下記式（１）を満足するように前記ろう付け部を形成することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＩＧろう付け方法。
    　ｔ≦Ｗ≦７．５ｔ　・・・（１）
    　（ここで、
    　Ｗ：前記ろう付け部のビード幅（ｍｍ）
    　ｔ：前記接合対象板の板厚（ｍｍ））
  5. 　前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層が、さらに質量％でＭｇを０．０５～１０．０％含有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のＭＩＧろう付け方法。
  6. 　前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層が、さらに質量％でＴｉ：０．００２～０．１％、Ｂ：０．００１～０．０５％、Ｓｉ：０～２．０％、およびＦｅ：０～２．５％からなる群から選ばれる１あるいは２以上を含有することを特徴とする請求項５に記載のＭＩＧろう付け方法。
  7. 　前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板の前記板面におけるめっき付着量が１５～２５０ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のＭＩＧろう付け方法。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のＭＩＧろう付け方法により、前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板と、前記接合対象板とをろう付けして重ね継手部材を製造することを特徴とする重ね継手部材の製造方法。
  9. 　めっき層が質量％でＡｌ：１．０～２２．０％を含有する溶融Ｚｎ系めっき鋼板の板面に対して接合対象板であるＡｌ板またはＡｌ合金板を重ね合わせてろう付け部を形成した重ね継手部材であって、
    　前記ろう付け部が延びる方向に垂直な面で前記ろう付け部を切ったときの断面において、前記板面上における前記ろう付け部のビード幅が下記式（１）を満足するように前記ろう付け部が形成されていることを特徴とする重ね継手部材。
    　ｔ≦Ｗ≦７．５ｔ　・・・（１）
    　（ここで、
    　Ｗ：前記ろう付け部のビード幅（ｍｍ）
    　ｔ：前記接合対象板の板厚（ｍｍ））
  10. 　前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき層が、さらに質量％でＭｇを０．０５～１０．０％含有することを特徴とする請求項９に記載の重ね継手部材。
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