用于焊接铝合金部件的方法和由其制造的铝合金板技术

用于焊接铝合金部件的方法和由其制造的铝合金板。该方法克服了在形成为一体的铝合金部件表面由阳极氧化提供的涂层中的色调差异问题，该差异发生在对应焊接区域的部分和对应末焊接区域的其它部分之间。覆盖部件(2)和侧部部件(3)均由5000系列合金制成，该合金的粒径不大于5μm的第二相粒子的分布密度v为10,000≥v(粒子/mm2)。对这些部件的端部被焊接的接合部(5)在以下条件下进行搅拌摩擦焊接：工具(8)的肩部(10)的直径d为3≤d≤8(mm)，工具(7)的转数r为6＜r≤20(转/mm(每1mm焊接长度的工具转数))。该焊接方法基本上使焊接区域和其它区域中的第二相粒子的分布平衡，防止了在部件表面形成的阳极氧化涂层中色调差异的形成。

【技术实现步骤摘要】
用于焊接铝合金部件的方法和由其制造的铝合金板
本专利技术涉及一种用于焊接铝合金部件的方法和由该方法制造的铝合金板。尤其是，本专利技术涉及一种铝合金板，焊接后在该铝合金板上通过阳极氧化形成涂层。
技术介绍
在覆盖部件被部分固定的铝合金板的生产中，由于结构特点其通常难以形成与侧部部件一体化的覆盖部件。由于此原因，通过例如熔焊或激光焊接将均由铝合金制成的侧部部件和覆盖部件焊接为一体。包括其焊接区域的形成为一体的侧部和覆盖部件要经受平面切削以使其表面光滑。然后，通过阳极氧化在这些部件的光滑表面上形成涂层，使得耐腐蚀性和耐磨性得到改善。在均由铝合金制成的形成为一体的侧部和覆盖部件表面上形成的阳极氧化涂层中，在对应于焊接区域的部分和对应于未焊接区域的其它部分之间会产生色调差异。该色调差异可能发生在当焊接区域中的第二相粒子通过由熔焊等产生的热而转变形成固溶体且变得粗糙时，由此，第二相粒子的分布密度在对应于焊接区域的部分和对应于未焊接区域的其它部分明显不同，导致对阳极涂层产生不利的影响。为了防止在阳极涂层中由于第二相粒子在焊接过程中转变为固溶体的形式或变得粗糙而产生色调差异，提出使用搅拌摩擦焊接，当铝合金侧部和覆盖部件被焊接时，它可以将焊接区域上的任何热影响区最小化(参见日本专利申请公开2000-248399)。然而，即使进行搅拌摩擦焊接形成铝合金覆盖和侧部部件的焊接区域，在形成为一体的侧部和覆盖部件的表面上形成的阳极涂层中，在对应于焊接区域的部分与对应于未焊接区域的其它部分之间仍可能产生色调差异。色调差异的产生是因为在搅拌摩擦焊接过程中，由于搅拌，侧部和覆盖部件中的第二相粒子在焊接区域分裂成更微小的粒子，由此，在第二相粒子的分布中，在焊接区域和未焊接区域之间产生差异，导致在这些不同区域之间第二相粒子的分布密度有明显的差异。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是克服在通过搅拌摩擦焊接形成为一体的铝合金部件的表面上的由阳极氧化形成的涂层中，在对应于焊接区域的部分和对应于未焊接区域的其它部分之间产生的色调差异的问题。根据本专利技术，当通过将铝合金部件焊接为一体而形成铝合金板时，铝合金部件中的第二相粒子的密度分布被加以限制，并对进行搅拌摩擦焊接以焊接铝合金部件的条件加以限制。作为结果，防止了在板表面形成的阳极涂层中对应于焊接区域的部分和对应于未焊接区域的其它部分之间的色调差异。本专利技术的第一方面是一种用于焊接铝合金部件的方法，其中，彼此被焊接的铝合金部件均由包括第二相粒子的5000系列合金制成，该第二相粒子的粒径不大于5μm，且分布密度v满足10,000≥v(粒子/mm2)；该方法包括：通过将铝合金部件端部对接获而得接合部，且通过对接合部进行搅拌摩擦焊接形成焊接区域，从而将铝合金部件焊接为一体，其中，搅拌摩擦焊在以下条件下进行：工具肩部的直径d在3≤d≤8(mm)的范围，且工具的转数r在6＜r≤20的范围(转/mm(每1mm焊接长度的转数))。由于彼此被焊接的铝合金部件均是包括第二相粒子的5000系列合金，该第二相粒子的粒径不大于5μm，且分布密度v满足10,000≥v(粒子/mm2)，在搅拌摩擦焊接的搅拌过程中，第二相粒子的分裂能够被最小化。本专利技术的另一个优点是，因为对铝合金部件在下述条件下进行搅拌摩擦焊接：工具肩部的直径d在3≤d≤8(mm)的范围，且搅拌摩擦焊接过程中工具的转数r在6＜r≤20(转/mm的范围)，焊接过程中的热量输入被最优化。作为结果，被焊接的部件能被可靠地焊接，而且微小的第二相粒子的析出能被最小化。因此，防止了焊接为一体的铝合金部件在焊接区域和任何其它区域之间第二相粒子的分布产生明显的差异。因此，在作为最终产品被提供之前，当在形成为一体的铝合金部件表面上形成阳极氧化涂层时，在焊接区域和其它区域之间，阳极氧化涂层中第二相粒子的分布没有产生明显差异，防止了阳极氧化涂层在对应于焊接区域的部分和对应于未焊接区域的其它部分色调差异的产生。在被彼此焊接的铝合金部件中的第二相粒子的粒径大于5μm的情况下，在搅拌摩擦焊接过程中，由于搅拌，第二相粒子很可能在焊接区域分裂，在焊接区域和其它区域之间第二相粒子的分布会产生明显的差异，导致在这些不同的区域之间的色调差异。因此，铝合金部件中的第二相粒子的粒径优选不大于5μm。当通过搅拌摩擦焊接对铝合金部件进行焊接时，如果使用工具肩部直径d小于3mm的工具，不能在足够的区域进行搅拌。作为结果，由于没有获得足够大的焊接区域而不能对铝合金部件进行良好地焊接。当直径d大于8mm时，焊接区域被不必要地扩大，扩大了其中第二相粒子分裂的区域。作为结果，在阳极氧化涂层很可能产生色调差异。因此，工具肩部的直径d在3≤d≤8(mm)的范围。在搅拌摩擦焊接过程中工具转数r(转/mm)不大于6的情况下，热量输入不够充足并且容易吸入气泡。作为结果，未良好地形成焊接区域。在转数超过20(转/mm)的情况下，热量输入变得过量，并且任何经搅拌的部分的晶粒结构变得比基材的晶粒结构粗，增加了色调差异发生的可能性。因此，在搅拌摩擦焊接过程中，工具的转数r优选在6＜r≤20(转/mm)的范围，更优选在10≤r≤20(转/mm)的范围。“r”是每1mm焊接长度工具的转数，它可以通过每分钟转数A(rpm)除以焊接速度B(mm/min.)而获得。在将工具旋转方向设定为相对于进行焊接的方向为逆时针方向的情况下，相对于进行焊接的方向，焊缝的结构趋向在其右端部分变化，增加了阳极氧化后留下条纹的可能性。因此，当如图1和2中所示，以位于右手侧的部件的边缘部分进行焊接时，优选将工具的旋转方向设定为相对于进行焊接的方向为逆时针方向，使得焊缝的右端部分位于部件的边缘部分的附近，条纹有利地变得不明显。本专利技术的第二个方面为一种铝合金板，其包括：由板状铝合金部件制成的覆盖部件和侧部部件，且其中覆盖部件和侧部部件被焊接为一体的焊接区域通过对接合部进行搅拌摩擦焊接而形成，该接合部通过将覆盖部件和侧部部件端部对接而获得，和通过阳极氧化在覆盖部件、侧部部件和焊接区域表面形成的涂层，其中覆盖部件和侧部部件均由包括第二相粒子的5000系列合金制成，该第二相粒子的粒径不大于5μm，且分布密度v满足10,000≥v(粒子/mm2)；其中，搅拌摩擦焊接在以下条件下进行以形成焊接区域：工具肩部的直径d在3≤d≤8(mm)的范围，且工具的转数r在6＜r≤20的范围(转/mm)。优选覆盖部件和侧部部件的厚度t分别为1≤t≤3(mm)。在覆盖部件和侧部部件的厚度分别小于1mm的情况下，通过搅拌摩擦焊接组装部件而获得的壳体可能不具有作为壳体的足够的刚度。在覆盖部件和侧部部件的厚度分别大于3mm的情况下，壳体尽管满足期望的刚度，但是增加了重量，难以实现使用铝材料的优点之一的轻量化。在本说明书中提及的厚度是通过除去由搅拌摩擦焊接产生的焊缝的任何凸凹表面以获得光滑表面的平面切削后获得的厚度，或者是在平面切削后通过砂纸抛光(paperpolish)、磨光(buffing)等表面精加工后的厚度，在既不进行平面切削，也不进行表面精加工的情况下，本说明书中所述厚度指经轧制的状态的厚度。如上所述，第二相粒子几乎平均地分布在彼此焊接为一体的覆盖部件和侧部部件的焊接区域和其它区域。因此，防止了在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于焊接铝合金部件的方法，其中，彼此被焊接的铝合金部件均由包括第二相粒子的5000系列合金制成，该第二相粒子的粒径不大于5μm，且分布密度v满足10,000≥v(粒子/mm2)；该方法包括：通过将铝合金部件端部对接获焊接合部，且通过对接合部进行搅拌摩擦焊接形成焊接区域，从而将铝合金部件焊接为一体，其中搅拌摩擦焊接在以下条件下进行：工具肩部的直径d在3≤d≤8(mm)的范围，且工具的转数r在6＜r≤20的范围(转/mm(每1mm焊接长度的转数))。

【技术特征摘要】
1.一种用于焊接铝合金部件的方法，其中，彼此被焊接的铝合金部件均由包括第二相粒子的5000系列合金制成，该第二相粒子的粒径不大于5μm，且分布密度v满足10,000≥v,所述v的单位为“粒子/mm2”；该方法包括：通过将铝合金部件端部对接获得接合部，且通过对接合部进行搅拌摩擦焊接形成焊接区域，从而将铝合金部件焊接为一体，其中搅拌摩擦焊接在以下条件下进行：工具肩部的直径d在3mm≤d≤8mm的范围、每1mm焊接长度的工具的转数r在6＜r≤20的范围、焊接速度为150mm/min以上、工具的每分钟转数为1200rpm以上，所述r的单位为“转/mm”。2.一种铝合金板，其包括：由板状铝合金部件制成的覆盖部件和侧部部件，且其中覆盖部件和侧部部件被焊接为一体...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田敏彦，小关好和，
申请(专利权)人：住友轻金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：