JP2005313210A - 鋼/アルミニウムの接合構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 溶融アルミニウムめっき鋼板1にアルミニウム又はアルミニウム合金2をスポット溶接で積層した接合構造体であり、溶融アルミニウムめっき層4がSi:3〜12質量%,Fe:0.5〜3質量%,残部実質的にAlの組成をもち、ナゲット8の接合界面にAl-Fe二元合金層7及びAl-Fe-Si三元合金層6が互いに入り組んだ混在領域9がある。混在領域9により応力分散が図られ、高い継手強度を示す。
【選択図】 図1
Description
アルミニウム又はアルミニウム合金には、好ましくはFe含有量が1.0質量%以下に規制され、必要に応じてMg:0.1〜6.0質量%,Si:3.0質量%以下を含むアルミニウム合金が使用される。
たとえば、Feの再析出しがたい或いは遅延する溶融Alを生成するめっき層組成に調整すると、Feの再析出が完了する前に溶融Alが凝固し、Al-Fe二元合金層7が十分に生成していない接合界面が形成される。Feの再析出を抑制又は遅延させる上で、Si:3〜12質量%,Fe:0.5〜5質量%を含む溶融アルミニウムめっき層が好適である。当該組成のめっき層は、予めFe濃度を高くしているので下地鋼5から溶融Alに溶け込むFe量,ひいては再析出するFe量が少なくなる。また、Si濃度が高いため、Al-Fe-Si三元合金層6から溶融AlへのSiの溶込みが抑えられ、スポット溶接時に高温加熱された後でも残存するAl-Fe-Si三元合金層6の割合が高くなる。
めっき原板を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬して引き上げると、めっき原板に随伴して溶融めっき浴から持ち上げられた溶融めっき金属が凝固して溶融アルミニウムめっき層を形成する。溶融アルミニウムめっき層の厚みは、引上げ直後の鋼帯に対するワイピングガス吹付け等の付着量制御によって調整されるが、厚膜にするほどAl-Fe二元合金層の成長が遅延するので5μm以上にすることが好ましい。
溶融アルミニウムめっき鋼板,アルミニウム合金板から切り出した試験片を脱脂・洗浄した後、重ね合わせてスポット溶接用の電極間に挟み込み、3kNの圧力を加えた。電極には径16mm,先端アール20mmの銅合金チップを用い、溶接電流を10〜27kAの範囲に設定してスポット溶接した。
相手材には、Si:0.11質量%,Fe:0.25質量%,Mg:5.52質量%,Cu:0.02質量%,Zn:0.01質量%,残部Alで板厚1.0mmのアルミニウム合金板を使用した。
作製された鋼/アルミニウム接合構造体の接合強度を引張り剪断試験,十字引張剪断試験で測定した。表2の測定結果にみられるように、溶融アルミニウムめっき層のSi,Fe濃度が適正範囲(Si:3〜12質量%,Fe:0.5〜5質量%)に維持されると、引張り剪断強度:3.5kN以上.十字引張り強度:1.3kN以上と高い接合強度であった。
Claims (4)
- 溶融アルミニウムめっき鋼板にアルミニウム又はアルミニウム合金をスポット溶接で積層した接合構造体であり、溶融アルミニウムめっき層がSi:3〜12質量%,Fe:0.5〜5質量%,残部実質的にAlの組成をもち、ナゲットの接合界面にAl-Fe二元合金層及びAl-Fe-Si三元合金層が互いに入り組んだ混在領域があることを特徴とする鋼/アルミニウムの接合構造体。
- Al-Fe二元合金層が15μm以下の厚さに抑えられている請求項1記載の接合構造体。
- アルミニウム又はアルミニウム合金のFe含有量が1.0質量%以下に規制されている請求項1記載の接合構造体。
- 請求項1又は3記載のアルミニウム合金がMg:0.1〜6.0質量%,Si:3.0質量%以下を含むアルミニウム合金である接合構造体。
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