[发明专利]异材接合用电弧点焊法、接合辅助部件及异材焊接接头

说明书

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）。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

发明要解决的课题

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。