本发明专利技术提供钢材和铝材的接合体及其点焊方法，该钢材和铝材的接合体可以形成接合强度高的点焊。作为一实施方式，通过点焊将板厚ｔ↓［１］为０．３～３．０ｍｍ的钢材（１）、和板厚ｔ↓［２］为０．５～４．０ｍｍ的铝材（２）接合，形成钢材和铝材的接合体。该接合体的特征在于，接合部的熔核面积为２０×ｔ↓［２］↑［０．５］～１００×ｔ↓［２］↑［０．５］ｍｍ↑［２］，界面反应层的厚度为０．５～３μｍ部分的面积为１０×ｔ↓［２］↑［０．５］ｍｍ↑［２］以上，且接合部中心与离接合部中心为接合直径的１／４的距离的点的界面反应层的厚度之差为５μｍ以内。由此，能够提供异材接合体及其点焊方法，该异材接合体其接合强度优良，且能够通过既有的点焊装置不重新使用金属包层等另外的材料、不重新增加另外的工序且低成本地形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过点焊将在汽车、铁道车辆等运输车辆、机械零件、建 筑结构物等的组装工序中需要的钢材和铝材接合的技术。
技术介绍
点焊通常是将同种类的金属构件彼此进行接合。但是，如果能够应用 于例如铁系材料(以下，简称钢材)和铝系材料(为纯铝及铝合金的总称， 以下简称为铝材)这样的异种的金属构件的接合(异材接合体)，则能够 非常有助于轻量化等。但是，在将钢材和铝材接合的情况下，很容易在接合部生成脆的金属 间化合物，因此，很难得到具有一定可靠性的高强度的接合部(接合强度)。 因此，目前对这些异材接合体(异种金属构件接合体)的接合采用螺栓或 铆钉等进行的接合，但存在接合接头的可靠性、气密性、成本等的问题。于是， 一直以来对这些异种接合体的点焊方法进行了大量的研究。例 如提案了一种方法，该方法是在铝材和钢材之间嵌入铝一钢金属包层材料(参照专利文献1、 2)。另外，还提案了一种方法，该方法在钢材侧镀敷 或嵌入融点低的金属(参照专利文献3、 4、 5)。而且，还提案了在铝材和 钢材之间夹绝缘体粒子的方法(参照专利文献6)或预先对构件进行凹凸 加工的方法(参照专利文献7)等。但是，这些任一个方法都不是简单的点焊，而是需要在多层的点焊或 镀敷或加工等另外的工序，存在必须在现有的焊接生产线上组入新的设备 的问题，且焊接成本也高。另外，也存在这些任一个方法都对焊接条件有 很多限定等的作业上的问题。作为通过有别于这些方法的方法对钢材实施镀敷等的皮膜的方法，专 利文献8 11等已经提案。在这些专利文献中记载了如果预先对钢材或铝 材实施镀敷，就间形成低融点的膜，由此，以减少界面反应层及在界面形成凹凸为目的， 分别得到比钢和铝材料直接接合更高的强度。另外，根据镀敷的种类，能 够抑制在钢和铝材之间产生的异种金属接触腐蚀。专利文献8中形成Mg， 专利文献9中形成比铝材低融点的膜，专利文献10中形成比钢材低融点的膜，专利文献11中形成比铝材的融点低30(TC的温度以上且比铝材的融 点低的温度成为融点的膜。但是，在专利文献8中，对母材断裂来说，80kgf的强度不充分。另 外，在专利文献9中，能够得到充分的线断抗拉强度，但形不成熔核。只 通过这些微观的结合的固定效果，虽然能够确保线断抗拉强度，但不能够 保持十字抗拉强度(剥离强度)，其用途限定于只产生线断抗拉的特殊用 途。在专利文献10中，需要进一步嵌入电阻体，因此存在必须要在上述 的现有的焊接生产线中组入新的设备的问题，且成本也高。专利文献11 中，通过十字抗拉强度得到母材断裂，但没有形成界面反应层，将以上情 况作为高强度的作用进行了记载。的确，钢和铝的金属间化合物即界面反 应层较脆，根据专利技术者们的见解可知，如专利文献10所示，如果完全没 有界面反应层的话，就没有相互扩散的粘合层，故接合强度低。因此，与 专利文献9一样，仅通过微观的结合，不能保持充分的十字抗拉强度，不能够实现更高强度接合体的愿望。另外，本专利技术者们以最优化为目标继续研究通过点焊形成的接合部的界面反应层的结构，发现通过抑制界面反应层的厚度及面积、结构，能够制作出具有高的接合强度的异材接合体。本专利技术者们提案了一种技术，该技术通过抑制专利文献12 15中的镀敷皮膜的厚度及融点，还有熔核直径、界面反应层厚度，由此能够得到0.9kN/spot以上的剥离强度。(日本)专利文献l:日本公开特许公报6—63763号 (日本)专利文献2:日本公开特许公报7—178563号 (日本)专利文献3:日本公开特许公报4一251676号 (日本)专利文献4:日本公开特许公报7—24581号 (日本)专利文献5:日本公开特许公报4一143083号(曰本)专利文献6 (日本)专利文献7 (日本)专利文献8 (日本)专利文献9(曰本)专利文献io(曰本)专利文献ll(曰本)专利文献12 (日本)专利文献13 (日本)专利文献14 (曰本)专利文献15 (曰本)专利文献8:日本公开特许公报5—228643号 日本公开特许公报9一174249号日本公幵特许公报4 — 143088号日本公开特许公报4一251676号日本公开特许公报日本公开特许公报 曰本公开特许公报 日本公开特许公报 日本公开特许公报日本公开特许公报9—174249号 日本公开特许公报2006—167801号7—24581号 7—178565号 2005—305504号 2005 — 152958号 2005 — 152959号但是，为了实现组装零件的强度的进一步增大、点数目的减少的愿望， 谋求完成得到更高的接合强度的点焊技术。即使利用专利文献12 15，为了进一步提高接合强度也有极限。另外， 在钢材和铝材的异种金属间，特别容易发生被称作电蚀的接触腐蚀，即使 为通过点焊将钢材和铝材接合的异材接合体也不例外。在作为汽车构件等 的异材接合体的使用中，在发生这样电蚀的情况下，异材接合体的接合强 度也下降。因此，为了将通过点焊将钢材和铝材接合形成的异材接合体作为汽车 构件等而应用于实际当中，必须抑制这样的接触腐蚀。为了抑制这样的接 触腐蚀，有效的是通过有机树脂皮膜等将钢材和铝材绝缘。但是，在利用 有机树脂皮膜等将钢材和铝材绝缘的情况下，虽然能够抑制接触腐蚀，但 通过这些两者间的通电进行焊接的点焊自身变困难。因此，反而产生点焊 时的异材接合体的接合强度下降的问题。所以，实际情况是，提高通过点焊将钢材和铝材接合形成的异材接合 体的接合强度，同时能够抑制接触腐蚀的有效的方法，迄今为止还没有提另外，也存在如下问题对钢材和铝材的异材接合体而言，广泛应用于目前汽车车身面板等的钢材方面的镀锌钢板与裸的钢板相比，点焊性变这是由于除在异材接合的接合部生成的所述脆的金属间化合物之外， 在镀锌钢板(镀锌钢材)和铝材的异材接合时，必然生成源于镀锌的、脆的Zn—Fe系化合物的缘故。由于该Zn—Fe系化合物脆，所以显著地降低 为破坏起点的接合强度。
技术实现思路
本专利技术是鉴于解决上述的各种课题而开发的。其目的在于，提供钢材 和铝材的接合体及其点焊方法，该钢材和铝材的接合体的接合强度优良， 在通过点焊将钢材和铝材进行接合时，如上述目前技术所示，能够通过既 有的点焊装置不重新使用金属包层等另外的材料，还不重新增加另外的工 序且低成本地形成。另外，本专利技术的目的在于，提供异材接合体及其点焊方法，该异材接 合体能够在提高通过点焊使钢材和铝材接合时的接合强度的同时，抑制接 触腐蚀。而且，本专利技术的目的还在于，提供即使为镀锌钢板(钢材)，也能够 形成接合强度高的点焊的、钢材和铝材的接合体。如下所述，本专利技术者们为解决上述课题做了进一步的研究，直到完成 了本申请专利技术。可知，为了将钢材彼此或铝材彼此等同种材料彼此高强度地进行点 焊，通常，只要能促进点的形成即可，点面积越大，剪断强度及十字抗拉 强度也越高。另外，熔核面积(直径)与进热量具有密切的相关关系，电流量越高、 时间越长，其越大，因此，通常通过点焊时的进热量控制点面积，由此得 到接合强度高的接合体。当然，当熔核面积过大时，溶融部达到被接合材 料反接合表面(接合面的相反侧的表面)，产生尘埃，故得到合适的熔核 面积很重要。但是，在将钢材和铝材这样的异材进行接合的情况下，钢材与铝材相 比较，融点本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢材和铝材的接合体，其通过点焊将板厚ｔ↓［１］为０．３～３．０ｍｍ的钢材、和板厚ｔ↓［２］为０．５～４．０ｍｍ的纯铝材或铝合金材（以下，将纯铝材或铝合金材称作“铝材”）接合而形成，其特征在于，接合部中的熔核面积为２０×ｔ↓［２］↑［０．５］～１００×ｔ↓［２］↑［０．５］ｍｍ↑［２］，界面反应层的厚度为０．５～３μｍ部分的面积为１０×ｔ↓［２］↑［０．５］ｍｍ↑［２］以上，且接合部中心与从接合部中心离开接合直径的１／４距离的点的界面反应层的厚度之差为５μｍ以内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：漆原亘，武田实佳子，松本克史，加藤淳，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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