异材焊接接头（1）具备铝合金或镁合金制的上板（10）、以及电弧点焊于上板（10）的钢制的下板（20）；上板（10）具有面向与下板（20）叠合的叠合面的孔（11）。异材焊接接头（1）还具备钢制的接合辅助部件（30），所述接合辅助部件（30）具有：被向设置在上板（10）的孔（11）插入的隆起部（31）和非插入部（32）。接合辅助部件（30）的隆起部（31）的凹部（33）被用铁合金或Ni合金的焊接金属（40）填充，并且由焊接金属（40）和熔融的下板（20）及接合辅助部件（30）形成熔融部（W）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头
本专利技术涉及异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头。
技术介绍
在以汽车为代表的输送设备中，以（a）作为有限资源的石油燃料消耗、（b）随着燃烧发生的作为地球温暖化气体的CO2、（c）行驶成本这样的各种抑制为目的，总是要求行驶燃耗的改进。作为其手段，除了电驱动的利用等动力系统技术的改善以外，车体重量的轻量化也是改善对策之一。在轻量化中，有将成为目前的主要材料的钢置换为作为轻量坯材的铝合金、镁合金、碳纤维等的手段。但是，全部置换为这些轻量坯材有成为高成本化或强度不足这样的课题，作为解决对策，将钢和轻量坯材以合适坯材合适地方组合的被称作所谓多材料（multi-material）的设计方法受到关注。为了将钢与上述轻量坯材组合，必然出现将它们接合的部位。已知在钢彼此或铝合金彼此、镁合金彼此间较容易的焊接在异材间是很困难的。其理由在于，在钢与铝或镁的熔融混合部生成很脆的性质的金属间化合物（IMC），在拉伸或冲击这样的外部应力下熔融混合部容易破坏。因此，在异材接合中不能采用电阻点焊法或电弧焊接法这样的焊接法，而一般使用其他的接合法。钢与碳纤维的接合也由于后者不是金属，所以不能使用焊接。作为以往的异材接合技术的例子，可以举出在钢坯材和轻量坯材的两者设置贯通孔而用螺栓和螺母从上下约束的手段。此外，作为另一例，已知有将铆接部件施加强力的压力而从单侧插入、借助铆接效果进行约束的手段（例如，参照专利文献1）。进而，作为另一例，提出了以下的手段：通过将钢制的接合部件作为冲头压入到铝合金坯材中，将开孔和接合部件临时约束，接着与钢坯材叠合，从上下两方用铜电极夹入，瞬间性地施加压力和高电流，将钢坯材和接合部件电阻焊接（例如，参照专利文献2）。此外，作为另一例，还开发了使用摩擦搅拌接合工具将铝合金与钢的坯材彼此直接接合的手段（例如，参照专利文献3）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002－174219号公报专利文献2：日本特开2009－285678号公报专利文献3：日本特许第5044128号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，借助螺栓和螺母的接合法在钢坯材和轻量坯材构成闭截面构造那样的情况下（参照图22A），不能装入螺母而不能应用。此外，在能够应用的开截面构造的接头的情况下（参照图22B、图22C），也有为了将螺母转动装入而需要时间、效率较差的课题。此外，专利文献1所记载的接合法虽然是比较容易的方法，但在钢的强度较高的情况下有不能插入的问题，并且由于接合强度依存于摩擦力和铆接部件的刚性，所以有不能得到较高的接合强度的问题。此外，由于在插入时需要从表、背两侧用夹具推入，所以还有不能应用于闭截面构造的课题。进而，专利文献2所记载的接合法也不能应用于闭截面构造，此外，电阻焊接法有设备非常昂贵的课题。专利文献3所记载的接合法还有以下的研究成果：通过一边使铝合金坯材在低温区域塑性流动一边向钢坯材面施加压力，两坯材不会相互熔融，能够在防止金属间化合物的生成的同时得到金属结合力，钢与碳纤维也能够接合。但是，本接合法也不能应用于闭截面构造，此外，由于需要较高的压力，所以在机械上变得大型，有较昂贵的问题。此外，作为接合力也不怎么高。因而，已有的异材接合技术有（i）部件或坡口形状限定于开截面构造、（ii）接合强度较低、（iii）设备成本较昂贵这样的一个以上的问题。因此，为了使将各种坯材组合的多材料设计普及，要求兼具备（i’）能够应用于开截面构造和闭截面构造的两者、（ii’）接合强度足够高、并且可靠性也较高、（iii’）较低成本的全部要素的容易使用的新技术。本专利技术是鉴于前述课题而做出的，其目的在于提供能够将铝合金（以下也称作“Al合金”）或镁合金（以下也称作“Mg合金”）与钢这样的异材使用已经在世界普及的便宜的电弧焊接设备牢固且以可靠性较高的品质接合、并且对于开截面构造及闭截面构造都能够没有限制地应用的异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头。用来解决课题的手段这里，如果要使Al合金或Mg合金与钢熔融接合，则如上述那样不能避免金属间化合物（IMC）的生成。另一方面，钢彼此的焊接呈现最高的接合强度和可靠性在科学上及实际成绩中都是显而易见的。所以，本专利技术者们设计了使用钢彼此的焊接作为结合力、另一方面不使Al合金或Mg合金熔融、以约束力达成与钢的接合的手段。因而，本专利技术的上述目的通过下述的结构达成。（1）一种异材接合用电弧点焊法，将铝合金或镁合金制的第1板与钢制的第2板接合，具备：在前述第1板开设孔的工序；将前述第1板与前述第2板叠合的工序；将具有隆起部和设置在该隆起部的周围的非插入部的钢制的接合辅助部件向设在前述第1板的孔插入的工序；以及通过以下的（a）～（e）的任一种方法将前述接合辅助部件的隆起部贯通熔融、将前述第2板及前述接合辅助部件接合的工序，（a）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属的焊丝作为熔极的气体保护电弧焊接法，（b）使用前述焊丝作为熔极的无气体保护电弧焊接法，（c）使用前述焊丝作为非熔极填料的气体保护钨极电弧焊接法，（d）使用前述焊丝作为非熔极填料的等离子电弧焊接法，（e）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属的涂药电弧焊条作为熔极的涂药电弧焊接法。（2）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的隆起部通过将平板的中央部拉深加工而成形，前述非插入部由前述平板的中央部以外的部分形成。（3）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述第2板，通过拉深加工而形成隆起部；在前述叠合工序中，将前述第2板的隆起部配置到前述第1板的孔内。（4）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述叠合工序之前，还具备在前述第1板与前述第2板的至少一方的叠合面在前述孔的周围遍及整周涂敷粘接剂的工序。（5）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述插入工序中，向前述接合辅助部件的非插入部与对置于该非插入部的前述第1板之间的至少一方的对置面涂敷粘接剂。（6）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，在前述插入工序时或前述填充焊接工序后，向前述接合辅助部件的非插入部与前述第1板的表面的边界部涂敷粘接剂。（7）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的隆起部与前述第2板的间隙G为0.5mm以下。（8）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的非插入部的直径PD相对于前述第1板的孔的直径BD为105%以上。（9）如（1）所述的异材接合用电弧点焊法，前述接合辅助部件的非插入部的高度PH为前述第1板的板厚BH的50%以上150%以下。（10）一种接合辅助部件，在（1）～（9）中任一项所述的异材接合用电弧点焊法中使用；为钢制且具有设置在中央部的隆起部和设置在该隆起部的周围的非插入部。（11）一种异材焊接接头，具备铝合金或镁合金制的第1板和电弧点焊于该第1板的钢制的第2板，前述第1板具有面向与前述第2板叠合的叠合面的孔；还具备钢制的接合辅助部件，所述接合辅助部件具有向设置在前述第1板的孔插入的隆起部和设置在该隆起部的周围的非插入部；形成在前述接合辅助部件的隆起部内的凹部被用铁合金或Ni合金的焊接金属填充，并且由前述焊接金属和熔融的前述第2板及前述接合辅助部件形成熔融部。（本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异材接合用电弧点焊法，将铝合金或镁合金制的第1板与钢制的第2板接合，其特征在于，具备：在前述第1板开设孔的工序；将前述第1板与前述第2板叠合的工序；将具有隆起部和设置在该隆起部的周围的非插入部的钢制的接合辅助部件向设在前述第1板的孔插入的工序；以及通过以下的（a）～（e）的任一种方法将前述接合辅助部件的隆起部贯通熔融、将前述第2板及前述接合辅助部件焊接的工序，（a）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属的焊丝作为熔极的气体保护电弧焊接法，（b）使用前述焊丝作为熔极的无气体保护电弧焊接法，（c）使用前述焊丝作为非熔极填料的气体保护钨极电弧焊接法，（d）使用前述焊丝作为非熔极填料的等离子电弧焊接法，（e）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属的涂药电弧焊条作为熔极的涂药电弧焊接法。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.29 JP 2016-1668391.一种异材接合用电弧点焊法，将铝合金或镁合金制的第1板与钢制的第2板接合，其特征在于，具备：在前述第1板开设孔的工序；将前述第1板与前述第2板叠合的工序；将具有隆起部和设置在该隆起部的周围的非插入部的钢制的接合辅助部件向设在前述第1板的孔插入的工序；以及通过以下的（a）～（e）的任一种方法将前述接合辅助部件的隆起部贯通熔融、将前述第2板及前述接合辅助部件焊接的工序，（a）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属的焊丝作为熔极的气体保护电弧焊接法，（b）使用前述焊丝作为熔极的无气体保护电弧焊接法，（c）使用前述焊丝作为非熔极填料的气体保护钨极电弧焊接法，（d）使用前述焊丝作为非熔极填料的等离子电弧焊接法，（e）使用能得到铁合金或Ni合金的焊接金属的涂药电弧焊条作为熔极的涂药电弧焊接法。2.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，前述接合辅助部件的隆起部通过将平板的中央部拉深加工而成形，前述非插入部由前述平板的中央部以外的部分形成。3.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，在前述第2板，通过拉深加工而形成隆起部；在前述叠合工序中，将前述第2板的隆起部配置到前述第1板的孔内。4.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，在前述叠合工序之前，还具备在前述第1板与前述第2板的至少一方的叠合面在前述孔的周围遍及整周涂敷粘接剂的工序。5.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，在前述插入工序中，向前述接合辅助部件的非插入部与对置于该非插入部的前述第1板之间的至少一方的对置面涂敷粘接剂。6.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，在前述插入工序时或前述填充焊接工序后，向前述接合辅助部件的非插入部与前述第1板的表面的边界部涂敷粘接剂。7.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，前述接合辅助部件的隆起部与前述第2板的间隙G为0.5mm以下。8.如权利要求1所述的异材接合用电弧点焊法，其特征在于，前述接合辅助部件...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木励一，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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