异种材料接合结构体的制造方法技术

提供一种异种材料接合结构体的制造方法，在铝或铝合金材与钢材的异种材料接合中能够抑制HAZ的裂纹发生。一种将钢材(13)、和在表面的至少一部分具有包含能够与钢材(13)接合的金属粉末的冷喷涂皮膜(12)的铝合金材(11)进行接合的异种材料接合结构体的制造方法，其中，具有：以冷喷涂皮膜(12)与钢材(13)对置的方式，使铝合金材(11)和钢材(13)重叠的工序；从钢材(13)侧照射激光束(14)的工序，照射激光束(14)的区域包括：至少使钢材(13)和冷喷涂皮膜(12)熔融的第1区域(W1)；在第1区域(W1)的周边部不使钢材(13)和冷喷涂皮膜(12)熔融的第2区域(W2)。区域(W2)。区域(W2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】异种材料接合结构体的制造方法


[0001]本专利技术涉及异种材料接合结构体的制造方法，是对于在表面形成有冷喷涂皮膜的铝或铝合金材和钢材进行激光焊接的方法。
[0002]还有，以下，有时将铝或铝合金材统称为“铝合金材”。

技术介绍

[0003]近年来，为了实现以削减CO2排放量为目的的车身轻量化和碰撞安全性强化，汽车的车身骨架等应用高张力钢板(High Tensile Strength Steel：HTSS)。
[0004]另外，以车身更加轻量化为目的，对于将轻量的铝合金材与钢材加以接合的异种金属接合材的需求增高。作为接合异种金属的方法，一般来说，有用钉子或螺栓等进行接合的方法，但存在的问题是，因为钉子或螺栓的价格比较贵，所以会导致接合材的制造成本升高，并且所得到的接合材会变重，即增加钉子或螺栓的重量。
[0005]另一方面，若用一般方法直接焊接铝合金材和钢材，则在接合界面形成脆弱的金属间化合物，不能获得良好的强度。因此，在铝合金材与钢材的接合中，要求能够得到高强度的焊接技术。
[0006]作为通过焊接接合异种金属的方法，专利文献1中公开有一种接合方法，对于铝合金材的表面的至少一部分，冷喷涂从纯铁、碳钢、镍、镍合金、钴和钴合金中选择的至少1种金属粉末，使所得到的冷喷涂皮膜与钢材对置而重叠铝合金材和钢材，从钢材侧进行激光焊接的方法。
[0007]先行技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2020－11276号公报

技术实现思路
/>[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]然而，激光焊接形成的熔透到达铝合金材时，特别是在冷喷涂皮膜的热影响部(HAZ：Heat Affected Zone)，存在容易发生裂纹这样的问题点。
[0012]本专利技术鉴于前述课题而提出，其目的在于，提供一种异种材料接合结构体的制造方法，在铝或铝合金材和钢材的异种材料接合中，能够抑制HAZ的裂纹发生。
[0013]解决问题的手段
[0014]本专利技术的异种材料接合结构体的制造方法，由下述(1)的内容构成。
[0015](1)一种异种材料接合结构体的制造方法，其特征在于，是将钢材、和在表面的至少一部分具有包含能够与所述钢材接合的金属粉末的冷喷涂皮膜的铝或铝合金材进行接合的异种材料接合结构体的制造方法，其中，
[0016]具有如下工序：
[0017]以所述冷喷涂皮膜与所述钢材对置的方式，使所述铝或铝合金材和所述钢材重叠
的工序；
[0018]从所述钢材侧照射激光束的工序，
[0019]所述照射激光束的区域包括：至少使所述钢材和所述冷喷涂皮膜熔融的第1区域、和在所述第1区域的周边部不使所述钢材和所述冷喷涂皮膜熔融的第2区域。
[0020]另外，本专利技术的异种材料接合结构体的制造方法的优选实施方式，由下述(2)～(8)的内容构成。
[0021](2)根据(1)所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述第2区域，包括所述钢材和所述冷喷涂皮膜的热影响部。
[0022](3)根据(1)所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述第1区域，是被所述激光束的一部分照射，使所述钢材、所述冷喷涂皮膜和所述铝或铝合金材熔融的区域，所述第2区域，是不使所述钢材、所述冷喷涂皮膜和所述铝或铝合金材熔融的区域。
[0023](4)根据(3)所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述第2区域，包括所述钢材、所述冷喷涂皮膜和所述铝或铝合金材的热影响部。
[0024](5)根据(1)～(4)中任一项所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述激光束的强度分布，在所述第1区域，具有光束强度最高的第1峰，在所述第2区域，至少有1个以所述第1峰为中心的环状的第2峰。
[0025](6)根据(1)～(4)中任一项所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述激光束的强度，在所述第1区域最高，在所述第2区域，随着远离所述第1区域而逐渐减小。
[0026](7)根据(1)～(6)中任一项所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述金属粉末，包含从纯铁、碳钢、不锈钢、镍、镍合金、钴和钴合金中选择的至少1种。
[0027](8)根据(1)～(7)中任一项所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述激光束，能够通过从利用了衍射光学元件、双光纤或圆锥型聚光透镜的环模、散焦和对焦中选择的1种而取得。
[0028]专利技术效果
[0029]根据本专利技术，能够提供一种异种材料接合结构体的制造方法，在铝合金材和钢材的异种材料接合中，能够抑制HAZ的裂纹发生。
附图说明
[0030]图1A是用于说明本专利技术第1实施方式的异种材料接合结构体的制造方法的示意剖视图，是表示照射激光束的工序的图。
[0031]图1B是用于说明本专利技术第1实施方式的异种材料接合结构体的制造方法的示意剖视图，是表示所制造的异种材料接合结构体的图。
[0032]图2是示意性地表示以纵轴为光束强度，以横轴为距光束中心的距离时的、第1实施方式的激光束的强度分布的图。
[0033]图3是示意性地表示，以纵轴为温度，以横轴为距光束中心的距离时的、第1实施方式的冷喷涂皮膜的温度分布的图。
[0034]图4A是用于说明现有的异种材料接合结构体的制造方法的示意剖视图，是表示照射激光束的工序的图。
[0035]图4B是用于说明现有的异种材料接合结构体的制造方法的示意剖视图，是表示所
制造的异种材料接合结构体的图。
[0036]图5是示意性地表示以纵轴为光束强度，以横轴为距光束中心的距离时的、现有的制造方法的激光束的强度分布的图。
[0037]图6是示意性地表示以纵轴为温度，以横轴为距光束中心的距离时的、现有的制造方法的冷喷涂皮膜的温度分布的图。
[0038]图7是示意性地表示以纵轴为光束强度，以横轴为距光束中心的距离时的、第2实施方式的激光束的强度分布的图。
[0039]图8是示意性地表示以纵轴为光束强度，以横轴为距光束中心的距离时的、第3实施方式的激光束的强度分布的图。
[0040]图9是示意性地表示以纵轴为光束强度，以横轴为距光束中心的距离时的、第4实施方式的激光束的强度分布的图。
具体实施方式
[0041]以下，对于本专利技术的实施方式详细地说明。还有，本专利技术不受以下说明的实施方式限定，在不脱离本专利技术的主旨的范围，能够任意地变更实施。
[0042]本专利技术人等，为了得到在铝合金材与钢材的异种材料接合中能够抑制在HAZ发生的裂纹的方法而反复锐意研究。其结果发现，为了抑制HAZ的急热或急冷，以钢材和冷喷涂皮膜不会熔融的温度照射激光束，直到钢材和冷喷涂皮膜熔融区域的周边部是有效的。
[0043]即，本实施方式的异种材料接合结构体的制造方法，是将钢材、和在表面的至少一部分具有包含能够与所述钢材接合的金属粉末的冷喷涂皮膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种异种材料接合结构体的制造方法，其特征在于，是将钢材、和在表面的至少一部分具有包含能够与所述钢材接合的金属粉末的冷喷涂皮膜的铝或铝合金材进行接合的异种材料接合结构体的制造方法，其中，具有如下工序：以所述冷喷涂皮膜与所述钢材对置的方式，使所述铝或铝合金材和所述钢材重叠的工序；从所述钢材侧照射激光束的工序，所述照射激光束的区域包括：至少使所述钢材和所述冷喷涂皮膜熔融的第1区域；在所述第1区域的周边部不使所述钢材和所述冷喷涂皮膜熔融的第2区域。2.根据权利要求1所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述第2区域，包括所述钢材和所述冷喷涂皮膜的热影响部。3.根据权利要求1所述的异种材料接合结构体的制造方法，其中，所述第1区域是被所述激光束的一部分照射，使所述钢材、所述冷喷涂皮膜和所述铝或铝合金材熔融的区域，所述第2区域是不使所述钢材、所述冷喷涂皮膜和所述铝或铝合金材熔融的区域。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田恭兵，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：