JPH067952A - 複層鋼板の溶接方法 - Google Patents

複層鋼板の溶接方法

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JPH067952A
JPH067952A JP4136737A JP13673792A JPH067952A JP H067952 A JPH067952 A JP H067952A JP 4136737 A JP4136737 A JP 4136737A JP 13673792 A JP13673792 A JP 13673792A JP H067952 A JPH067952 A JP H067952A
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JP
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layer
welding
steel sheet
spot
based metal
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JP4136737A
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English (en)
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Hatsuhiko Oikawa
初彦 及川
Toru Saito
亨 斉藤
Takashi Yoshimura
尚 吉村
Tadao Kiriyama
忠夫 切山
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複層鋼板の溶接部に発生する脆弱な金属間化
合物の形成を抑え、強固な溶接部を得ること。 【構成】 アルミ系金属層と鉄系金属層とを積層接合し
て成り、かつ最外層が鉄系金属である3層以上の複層鋼
板同士あるいはこの複層鋼板と鉄系金属又は、鉄系金属
とアルミ系金属から成る2層の複層鋼板同士あるいはこ
の複層鋼板と鉄系金属ないしアルミ系金属をスポット溶
接する際、同種材同士を組み合わせ、かつ溶接電流範囲
を限定することにより、溶接部で脆弱な金属間化合物を
形成させることなく強固に溶接する方法にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量化、熱電導性向上
等のために自動車、電車、調理器等に用いられる複層鋼
板の溶接方法および自動車、電車、船舶等の組立時に用
いられる複層鋼板を介した鉄系材料とアルミ系材料との
異材接合法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、自動車、電車、船舶等を構成する
材料自体を軽量化する要請から、アルミ材の使用や、ア
ルミ材を主体として複数の金属を組み合わせて構成した
もの、例えばアルミ層又はアルミ合金層とステンレス層
又は鋼層とを積層接合してなる複層鋼板の使用が提案さ
れている。これらに関連して、特開昭58−16358
4号公報のように、冶金学的に接合された軽金属部分と
重金属部分とからなる接合部材を介して、軽金属部分と
重金属部分が溶接によって接合された異材接合体があ
る。
【0003】また、特開昭64−66076号公報に示
すように鋼製部材の少なくとも一側面をアルミ系材で被
覆形成すると共に、該アルミ被覆側面にアルミ製部材を
溶接により接合してなる異種金属の接合構造体がある。
同様に特開平1−289574号公報のように、アルミ
ニウム製構体とアルミニウムと異なる金属製構体とを結
合する車両の構体と同質の結合用金属材をアルミニウム
と一体的に形成したアルミニウム形材をアルミニウム製
構体の結合部に用い、アルミニウム形材の結合用金属材
とアルミニウムと異なる金属製構体とを溶接結合する車
両の構体結合方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、いず
れもアルミニウム部材と鉄系金属製構体とを溶接接合す
るものであるが、接合用部材においてFeとAlの複合
化が押し出しによるものであるため、Fe/Alの接合
強度が弱かったり、またAl層が非常に薄いため溶接し
にくい等の問題がある。また、2層複層鋼板同士や3層
複層鋼板同士の溶接に関する解明は全くされていない。
更には継手形状についても同様に詳細に記載されていな
い。また、上記の方法で、アルミニウム部材と鉄系金属
製構体とを溶接接合する際、用いる継手用Fe/Al複
合材料の大きさ、形状には制限があるため、この複合材
料を大量に製造することが出来ないという問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述したような問題に対
して、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、複層鋼板同
士の溶接あるいは複層鋼板と鉄系金属またはアルミ系金
属とを溶接する際、同種材同士を組み合わせ、かつ溶接
電流値の範囲を限定することにより、溶接部で形成され
る脆弱な金属間化合物の形成を抑え、それによる継手部
の強度劣化を防いだ。また、溶接部で脆弱な金属間化合
物を形成させることなく、Fe−Al異材接合を可能と
するために、Fe/Al2層複層鋼板のFe側にFe
を、Al側にAlを溶接し、かつ溶接電流値を限定する
ことにより、上記問題を解決せんとするものである。
【0006】その発明の要旨とするところは、 (1)アルミ系金属層と鉄系金属層とを積層接合して成
り、かつ、最外層が鉄系金属である3層以上の複層鋼板
同士をスポット溶接する際、またはこの複層鋼板と鉄系
金属とをスポット溶接する際、溶接電流範囲を限定する
ことにより、溶接部で脆弱な金属間化合物を形成させる
ことなく複層鋼板同士またはこの複層鋼板と鉄系金属と
を強固に溶接することを特徴とする複層鋼板の溶接方法 (2)アルミ系金属層と鉄系金属層とを積層接合して成
る2層の複層鋼板同士をスポット溶接する際、またはこ
の複層鋼板と鉄系金属またはアルミ系金属とをスポット
溶接する際、同種材同士のみの組み合わせによってスポ
ット溶接を行い、かつ溶接電流範囲を限定することによ
り、溶接部で脆弱な金属間化合物を形成させることなく
複層鋼板同士またはこの複層鋼板と鉄系金属あるいはア
ルミ系金属とを強固に溶接することを特徴とする複層鋼
板の溶接方法にある。
【0007】以下本発明について図面に従って詳細に説
明する。図1は本発明に係るFe/Al/Fe3層複層
鋼板同士をスポット溶接する状態を示す概念図である。
図1に示すように、鉄層1とアルミ層2より成る複層鋼
板同士を電極3を用い、加圧力を与えながらスポット溶
接した状態を示している。符号4は溶接部である。図2
は本発明の他の実施例を示す概念図である。図2に示す
ように、3層の複層鋼板と冷延鋼板5とを電極3を用
い、加圧力を与えながらスポット溶接した状態を示して
いる。その結果溶接部4に金属間化合物を形成させるこ
となく、スポット溶接を行なうことが出来た。
【0008】図3は本発明の他の実施例を示す概念図で
ある。図3に示すように、Fe/Al、2層複層鋼板同
士をスポット溶接する状態を示す図で,しかも図3
(A)はFe層同士を電極3を用い、加圧力を与えなが
らスポット溶接した状態を示している。その結果溶接部
4に金属間化合物を形成させることなく、スポット溶接
を行なうことが出来た。図3(B)はAl層同士を電極
3を用い、加圧力を与えながらスポット溶接した状態を
示している。
【0009】図4は本発明の更に他の実施例を示す概念
図である。図4に示すように、2層複層鋼板のFe側に
冷延鋼板5をスポット溶接する場合を示す図で,しかも
図4(A)はFe同士を電極3を用い、加圧力を与えな
がらスポット溶接した状態を示している。その結果溶接
部4に金属間化合物を形成させることなく、スポット溶
接を行なうことが出来た。図4(B)は2層複層鋼板の
Al側にAl板6を溶接する場合を示しており、電極3
を用い、加圧力を与えながらスポット溶接した状態を示
している。
【0010】図5は本発明の更に他の実施例を示す概念
図である。図5に示すように、図4(A)と(B)を一
体に組み合わせたような実施例である。すなわち、2層
複層鋼板のFe側に冷延鋼板5をスポット溶接し、しか
も上記2層複層鋼板のAl側にはAl板6を2電極3、
3´を用い、加圧力を与えながらスポット溶接した状態
を示している。その結果溶接部4、4´に金属間化合物
を形成させることなく、FeとAlの異材接合が可能と
なった。
【0011】図6は本発明の更に他の実施例を示す概念
図である。図6に示すように、2層複層鋼板のFe側に
冷延鋼板を、また、Al側にAl板を配置して、2層複
層鋼板を挟むようにし、電極を用いて、加圧力を与えな
がらスポット溶接した状態を示している。その結果溶接
部4、4´に金属間化合物を形成させることなく、2層
複層鋼板を介して、FeとAlを同時に接合することが
可能となった。なお、本発明に用いる複層鋼板の製造法
としては爆着法、圧延法、ろう付け法など、Fe/Al
界面での圧接および拡散接合などの手法を用いたものな
ら、いずれの方法であっても良い。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る 実施例1 Fe素材が冷延鋼板、Al素材がA1050から成る3
0×60mmの、Fe(0.4)/Al(0.4)/F
e(0.4)3層(総厚さ:1.2mm 但し()内は
各素材の厚さ)複層鋼板同士を、図1に示すように、C
F型(先端径:4.5mm径)電極を用い、加圧力:2
00kg、通電時間:10cyc、溶接電流範囲:7.
7〜11.9KAの条件でスポット溶接を行なったとこ
ろ、溶接電流範囲:7.7〜10.0KAでは、金属間化
合物を形成させることなく、スポット溶接が可能であっ
た。一方、溶接電流の値が10.2KA以上では溶接部で
脆弱な金属間化合物が形成され、割れが発生していた。
よって、溶接電流範囲を7.7〜10.0KAに限定する
ことにより、金属間化合物を形成させることなく、スポ
ット溶接を行なうことが可能である。Fe素材である冷
延鋼板をSUS304に変えても、また、Al素材であ
るA1050をA5050に変えても、また、各素材の
厚さ比を変えても、溶接電流範囲を限定することによ
り、金属間化合物を形成させることなく、スポット溶接
を行なうことが可能であった。
【0013】実施例2 実施例1で用いた3層の複層鋼板と0.8mmの冷延鋼
板とを、図2に示すように、CF型(先端径:4.5m
m径)電極を用い、加圧力:200kg、通電時間:1
0cyc、溶接電流範囲:6.2〜11.5KAの条件で
スポット溶接を行なったところ、溶接電流範囲:6.2
〜9.8KAでは、金属間化合物を形成させることなく、
スポット溶接を行なうことが可能であった。一方、溶接
電流の値が10.0KA以上では溶接部で脆弱な金属間化
合物が形成され、割れが発生していた。
【0014】実施例3 Fe素材が冷延鋼板、Al素材がA1050から成る3
0×60mmの、Fe(0.4)/Al(0.4)2層
(総厚さ:0.8mm 但し()内は各素材の厚さ)複
層鋼板同士の溶接において、ドーム型(先端半径:40
R)電極を用い、加圧力:200kg、通電時間:10
cyc、溶接電流範囲:12.3〜19.0KAの条件
で,図3(A)に示すように、Fe同士を組み合わせて
スポット溶接を行なうと、溶接電流範囲:11.8〜1
8.0KAでは、金属間化合物を形成させることなく、ス
ポット溶接が可能であった。一方、溶接電流の値が1
8.2KA以上では溶接部で脆弱な金属間化合物が形成さ
れ、割れが発生していた。よって、溶接電流範囲を1
1.8〜18.0KAに限定することにより、金属間化合
物を形成させることなく、スポット溶接を行なうことが
可能である。一方、図3(B)に示すように、Al同士
を組み合わせてスポット溶接を行なうと、溶接電流範
囲:8.9〜15.0KAの範囲内では金属間化合物を形
成させることなく、スポット溶接を行なうことが可能で
あった。Fe素材である冷延鋼板をSUS304に変え
ても、また、Al素材であるA1050をA5050に
変えても、また、各素材の厚さ比を変えても、溶接電流
範囲を限定することにより、金属間化合物を形成させる
ことなく、スポット溶接を行なうことが可能であった。
【0015】実施例4 実施例3で用いた2層複層鋼板のFe側に、図4(A)
に示すように、0.8mmの冷延鋼板を溶接する際、R
型(先端半径:40R)電極を用い、加圧力:200k
g、通電時間:10cyc、溶接電流範囲:6.1〜1
3.1KAの条件でスポット溶接を行なうと、溶接電流値
が6.1〜11.0KAの範囲では金属間化合物を形成さ
せることなく、スポット溶接を行なうことが可能であっ
た。
【0016】実施例5 実施例3で用いた2層複層鋼板のAl側に、図4(B)
に示すように、1.0mmのAl板(材質:A505
2)を溶接する際、ドーム型(先端半径:40R)電極
を用い、加圧力:200kg、通電時間:10cyc、
溶接電流範囲:11.8〜22.0KAの条件でスポット
溶接を行なうと、溶接電流値が11.8〜21.0KAの
範囲では金属間化合物を形成させることなく、スポット
溶接を行なうことが可能であった。
【0017】実施例6 ドーム型(先端半径:40R)電極を用い、実施例3で
用いた2層複層鋼板のFe側に、加圧力:200kg、
通電時間:10cyc、溶接電流範囲:6.1〜11.
0KAの条件で0.8mmの冷延鋼板をスポット溶接し、
また、Al側に、加圧力:200kg、通電時間:10
cyc、溶接電流範囲:11.8〜21.0KAの条件で
1.0mmのAl板(材質:A5052)をスポット溶
接することにより、図5に示すように、スポット溶接部
で脆弱な金属間化合物を形成させることなく、FeとA
lの異材接合が可能となった。
【0018】実施例7 図6に示すように、実施例3で用いた2層複層鋼板のF
e側に、0.8mmの冷延鋼板を配置し、また、Al側
に1.0mmのAl板(材質:A5052)を配置し
て、2層複層鋼板を挟むようにし、ドーム型(先端半
径:40R)電極を用い、加圧力:200kg、通電時
間:10cyc、溶接電流範囲:7.3〜15.0KAの
条件でスポット溶接を行なうことにより、スポット溶接
部で脆弱な金属間化合物を形成させることなく、2層複
層鋼板を介して、FeとAlを同時に接合することがで
きた。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により同種材
同士を組み合わせ、かつ溶接電流値の範囲を限定するこ
とにより、溶接部で形成される脆弱な金属間化合物の形
成を抑え、それによる継手部の強度劣化を防止できる。
また、Fe/Al2層複層鋼板のFe側にFeを、Al
側にAlを溶接することにより、溶接部で脆弱な金属間
化合物を形成させることなく、Fe−Al異材接合が可
能となる等優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るFe/Al/Fe3層複層鋼板同
士をスポット溶接する状態を示す概念図
【図2】本発明の他の実施例を示す概念図
【図3】本発明の他の実施例を示す概念図
【図4】本発明の更に他の実施例を示す概念図
【図5】本発明の更に他の実施例を示す概念図
【図6】本発明の更に他の実施例を示す概念図である。
【符号の説明】
1 鉄層 2 アルミ層 3、3´電極 4、4´溶接部 5 冷延鋼板 6 Al板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 切山 忠夫 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミ系金属層と鉄系金属層とを積層接
    合して成り、かつ、最外層が鉄系金属である3層以上の
    複層鋼板同士をスポット溶接する際、またはこの複層鋼
    板と鉄系金属とをスポット溶接する際、溶接電流範囲を
    限定することにより、溶接部で脆弱な金属間化合物を形
    成させることなく複層鋼板同士またはこの複層鋼板と鉄
    系金属とを強固に溶接することを特徴とする複層鋼板の
    溶接方法。
  2. 【請求項2】 アルミ系金属層と鉄系金属層とを積層接
    合して成る2層の複層鋼板同士をスポット溶接する際、
    またはこの複層鋼板と鉄系金属またはアルミ系金属とを
    スポット溶接する際、同種材同士のみの組み合わせによ
    ってスポット溶接を行い、かつ溶接電流範囲を限定する
    ことにより、溶接部で脆弱な金属間化合物を形成させる
    ことなく複層鋼板同士またはこの複層鋼板と鉄系金属あ
    るいはアルミ系金属とを強固に溶接することを特徴とす
    る複層鋼板の溶接方法。
JP4136737A 1992-05-28 1992-05-28 複層鋼板の溶接方法 Withdrawn JPH067952A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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