異材接合方法技術

本發明專利技術中在對于冷軋鋼板和鋁合金板進行點焊時，使接合的冷軋鋼板的板厚ts和鋁合金板的板厚ta為特定的范圍，并且以在鋼板與電極間不使噴濺發生，并且不使鋁合金板側熔融的條件，預先進行前通電，其后進行點焊正式焊接，并且，使這些點焊正式焊接和前通電的焊接條件，進一步滿足以各通電條件和各板厚決定的關系式。由此，能夠抑制從鋼板表面發生噴濺，并且也能夠盡可能減小焊接電流，能夠得到具有高接合強度的異材接合部。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及鋼板和鋁合金板通過點焊進行的。
技術介紹
近年來，針對廢氣等造成的地球環境問題，追求汽車等的運輸設備的車體的輕量化帶來的燃油效率的提高。另外，為了盡可能不阻礙該輕量化，也追求提高汽車的車體碰撞時的安全性。為此，對于汽車的車體構造，特別是輕量而能量吸收性也優異的鋁合金板的應用得到各種研究。在此，本專利技術所說的鋁合金板，是鋁合金的熱軋板、冷軋板等的壓延板的總稱。另外，所謂鋼板意思是冷軋鋼板，但以下僅稱為鋼板。例如，汽車的引擎罩、擋泥板、車門、車頂、后備箱蓋等的面板結構體的外部面板(外板)和內部面板(內板)等的面板中，Al-Mg-Si系的AA至JIS6000系(以下，僅稱為6000系)和Al-Mg系的AA至JIS5000系(以下，僅稱為5000系)等的鋁合金板的使用得到研究。但是，將鋁合金應用到車體時，需要發揮出鋁合金的特性的結構設計，要求高強度鋼板和鋁合金板使用上的量材適用。為此，需要使鋼和鋁合金混在的車體構造成立，相互組合的鋼和鋁合金的接合技術成為必須。即，使鋼板和鋁合金板組合時，也必然地存在Fe-Al的異材接合(鐵ー招的異種金屬構件之間的接合)的必要性。但是，作為通過焊接進行該Fe-Al異材接合時的問題點在于，在彼此的接合界面，生成高硬度并非常脆的Fe和Al的金屬間化合物層(以下，也稱為反應層)。因此，即使外觀上互相被接合，由于本化合物層的生成，導致由焊接進行的Fe-Al異材接合中，異材接合體大多得不到充分的接合強度。反映出的是，一直以來，在這些異材接合體(異種金屬構件之間的接合體)的接合中，不僅使用焊接，自沖鉚釘和鏍栓這樣的機械的接合和使用了粘接劑的接合也得到實用化。但是，存在接合作業的煩復和接合成本上升等的實用上的問題。因此，通常的汽車的車體的接合中通用的、有效率的點焊進行異材接合歷來都得至IJ研究。例如，提出有在鋁合金板和鋼板之間插入鋁ー鋼包覆材的方法。另外還提出有，在鋼板側鍍覆或插入熔點低的金屬的方法。此外，也提出有在鋁合金板與鋼板之間夾隔絕緣體粒子的方法，以及預先使構件帶有凹凸的方法等。此外還提出，在除去鋁合金板的不均勻的氧化膜之后，在大氣中加熱而形成均勻的氧化膜，在鋁表面的接觸電阻提高的狀態下，將鋁ー鋼這兩層雙層鋼板用于插入材而進行點焊的方法。另ー方面，已知在原材的鋼板側，為了鋼板的高強度化而添加S1、Mn、Al等的元素，以其控制在鋼板表面生成的含有S1、Mn、Al等的氧化物的厚度，而使鍍鋅等的表面被覆和鋼板的密接性和鋼板彼此的點焊性提高(參照專利文獻I)。但是，在這些現有技術中，在通常的汽車的車體的接合所通用的、有效率的點焊進行的接合條件中，得不到充分的接合強度。換言之，就是用于得到接合強度的點焊條件必然煩復，沒有實用性。對此，特別是著眼于作為汽車車體用而通用的6000系鋁合金板等，和抗拉強度為450MPa以上的高強度鋼板(高強度材)的異材接合體的點焊的技術也提出有各種。例如，在專利文獻2、3中提出，將鋼板兩張以上重合或將鋼板夾在鋁合金板間，以此形式對于板厚限制在3mm以下的鋼板和鋁合金板進行點焊。在專利文獻4中提出，規定點焊部的焊核面積和界面反應層的厚度而使接合強度提高。另外，在專利文獻5、6中提出，分別詳細規定焊接界面中，鋼板側與鋁合金板側的各生成化合物的組成和厚度、面積等，從而使接合強度提高。另外，在專利文獻7 9中提出，在特定組成的高強度鋼板中，使鋼板表面生成Mn、Si的特定組成的新的外部氧化物層和內部氧化物，著眼于異材接合體的高接合強度。此外，從點焊條件的側出發，也分別提出有電極形狀(參照專利文獻10、11)和大電流短時間條件(參照專利文獻12)、焊接電流的脈沖控制(參照專利文獻13、14參照)坐寸o先行技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2002-294487號公報專利文獻2:日本特開2007-144473號公報專利文獻3:日本特開2007-283313號公報專利文獻4:日本特開2006-167801號公報專利文獻5:日本特開2006-289452號公報專利文獻6:日本特開2007-260777號公報專利文獻7:日本特開2006-336070號公報專利文獻8:日本特開2009-299138號公報專利文獻9:日本特開2009-299139號公報專利文獻10:日本特開平11-342477號公報專利文獻11:日本特開2008-200678號公報專利文獻12:日本專利第3941001號公報專利文獻13:日本專利第4425159號公報專利文獻14:日本特開2006-224127號公報因此，這些現有技術所公開的點焊條件之中，冷軋鋼板和鋁合金板的焊接中，若著眼于焊接電流，則與鋼板之間的點焊比較，多數情況是使用高焊接電流。這是由于鋁合金之間的點焊所需要的(被使用的)焊接電流本來就高。因此現狀是，在6000系鋁合金板等和高強度鋼板的異材接合體中，為了得到接合強度，不得不使用鋁合金之間的點焊中所使用的這種高焊接電流。但是，若是如此，點焊時的焊接電流高，則不僅在鋼板ー鋁合金板界面發生鋁的噴濺(チリ)，而且在鋼板表面與電極之間，也有發生噴濺的情況。在鋼板ー招合金板的點焊中，通過合適的焊接條件抑制脆弱的金屬間化合物的生成，和確保其面積寬闊而確保接合強度。因此，若引起從鋼板表面發生的噴濺，則噴濺發生帶走線能量，得不到充分的接合強度。另外，焊接中中因為噴濺(火花)四射，施工環境也不良。這樣的噴濺發生，其原因是鋼板表面和電極之間的接觸電阻造成的放熱。因此，作為對其加以抑制的方法，認為有以下3個方法，但分別有所述問題。(I)降低焊接電流:脫離所述高焊接電流條件(合適的焊接條件)，得不到接合強度的可能性變大。(2)提高加壓カ:鋁從鋼板一招合金板的界面的噴濺發生増大。(3)減小電極的前端R，抑制接觸面積(提高接觸面壓，降低接觸電阻):因為焊核直徑變小，所以點焊打點的每ー個點的強度降低。如果，能夠抑制從鋼板表面發生的噴濺，并且焊接電流也能夠盡可能變小，則可期待電極壽命的延長，并可期待也有助于生產率提高。但是，對于抑制從鋼板表面發生的噴濺，并且盡可能減小焊接電流有效的點焊方法的提出，如前述，實際情況是至今還沒有。
技術實現思路
本專利技術鑒于這樣的問題點而形成，其目的在于，提供一種能夠改善點焊條件，抑制從鋼板表面發生的噴濺，并且也能夠盡可能減小焊接電流，能夠得到具有高接合強度的異材接合部的點焊方法。用于達成該目的的本專利技術的要g是，通過點焊對于冷軋鋼板和鋁合金板進行異材接合的方法，其特征在于，使接合的冷軋鋼板的板厚ts為0.3 3.0mm,使接合的鋁合金板的板厚ta為0.3 4.0mm,在此基礎上,在電極間加壓カ:2.5 4.5kN、電極間電流Iw:14 26kA、通電時間Tw:鋼板板厚(ts)每Imm為200msec以下的各條件下,在進行點焊而形成焊核之前，對于與雙方的板接觸的電極，以電極間加壓カ:2.5 4.5kN、電極間電流Ib:6 12kA、通電時間Tb:鋼板板厚(ts)姆Imm為200msec以下的、不會在鋼板與電極間使噴濺發生，并且不會使鋁合金板側熔融的條件，預先進行前通電，之后I秒以內進行所述點焊時，這些點焊和前通電的條件，進ー步滿足由所述各通電條件和所述各板厚決定的下述關系式。關系式:2本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.13 JP 2010-2043931.種異材接合方法，其特征在干，是通過點焊對冷軋鋼板和鋁合金板進行異材接合的方法，其中，使被接合的冷軋鋼板的板厚ts為0.3 3.0mm，并使被接合的鋁合金板的板厚ta為0.3 4.0mm,在此基礎上,在以電極間加壓力:2.5 4.5kN、電極間電流Iw: 14 26kA、通電時間Tw:鋼板板厚(ts)姆Imm為200msec以下的各條件下進行點焊而...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杵淵雅男，畠英雄，
申請(專利權)人：株式會社神戶制鋼所，
類型：
國別省市：