WO2010104088A1 - 異材接合方法 - Google Patents

Abstract

　本発明は、溶接施工方向に対して、上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて溶接する場合でも、高い接合強度を安定的に確保できる異材接合方法を提供する。本発明では、溶接施工方向４に対して上側に配置された鋼材２と、下側に配置されたアルミニウム材３と、を互いに重ね合わせて溶接する際に、少なくとも溶接線５に沿ったアルミニウム材溶接面３ａの位置を、鋼材溶接面２ａの位置よりも溶接施工方向４に対して上側に突出させた状態で溶接し、鋼材２とアルミニウム材３との両方の溶接面にわたってアルミニウム溶接材料によるビード６が形成される。

Description

異材接合方法

　本発明は、自動車、鉄道車両などの輸送分野、機械、建築などの部材、部品、構造物における、鋼材とアルミニウム材との異種金属部材同士の溶接による異材接合方法に関する。

　鋼材とアルミニウム材という異種の金属部材同士の接合（異材接合体）を、前記したような部材、部品、構造物に適用するには、接合強度を確保する必要がある。鋼材のみの場合に比して、軽量化等に著しく寄与することができる。ここで、アルミニウム材とは、純アルミニウム材やアルミニウム合金材の総称である。

　しかし、鋼材とアルミニウム材とを溶接接合する場合、接合部に脆い金属間化合物が生成しやすいために、信頼性のある高強度を有する接合部（接合強度）を得ることは非常に困難であった。したがって、従来では、これら異種接合体（異種金属部材）の接合には、主としてボルトやリベット等による機械的な接合がなされているが、機械的な接合に溶接接合を併用する場合でも、接合継手の信頼性、気密性、コスト等の問題がある。また、一方では、自動車車体などの部材の軽量化のために、鋼材やアルミニウム合金材の高強度化が図られ、鋼材では高張力鋼材（ハイテン）、アルミニウム合金材では合金元素が少なくリサイクル性にも優れた高強度なＡ６０００系アルミニウム合金材が使用される傾向にある。

　このため、異材同士の溶接接合においても、従来の軟鋼と純アルミニウム合金やＡ５０００系アルミニウム合金などとの低強度の異材同士の溶接接合から、高張力鋼材と６０００系アルミニウム合金材との高強度の異材同士の溶接接合へと、接合対象が変わってきている。これら高強度の異材同士の溶接接合では、接合部での脆いＦｅ－Ａｌ金属間化合物の生成条件が従来の低強度の異材同士の溶接接合とは異なるため、信頼性のある高い接合強度を得るためには、新たな接合条件の工夫が必要となる。

　鋼材とアルミニウム合金材との異材同士を接合する場合、鋼材は、アルミニウム合金材と比較して融点、電気抵抗が高く、熱伝導率が小さいため、鋼側の発熱が大きくなり、まず低融点のアルミニウムが溶融する。次に鋼材の表面が溶融し、結果として界面にＦｅ－Ａｌ系の脆い金属間化合物層が形成されるため、高い接合強度が得られない。

　そこで、従来より、これら異種接合体の溶接接合方法について多くの検討がなされてきている。例えば、接合部に脆いＦｅ－Ａｌ金属間化合物が生成しないように、低温でロウ付けする方法が提案されている（特許文献１、２参照）。

　これに対して、より高温で接合を行う異種接合体の溶融溶接については、少なくともシリコンが３～１５ｗｔ％添加されたアルミニウム合金製のソリッドワイヤを溶接ワイヤとして用い、アルミニウム合金材と、亜鉛メッキなどを表面に施した鋼材とをパルスＭＩＧ溶接によって接合する方法が提案されている（特許文献３参照）。この方法では、溶接ワイヤの溶融と共にシリコンが母材へと移行し、溶融池界面に浸透してアークの熱によって高温となり、溶融金属のぬれ性を良くすることによって、接着性を向上させている。

　更に、異種接合体の溶融溶接に用いるフラックスの組成を改善して、溶接継手強度を高めようとする方法も提案されている。例えば、フッ化物（フッ化セシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カリウム）を含むフラックスを芯材として用い、この芯材をアルミニウム又はアルミニウム合金で被覆して形成されるフラックス入りワイヤにより、鉄鋼（軟鋼）とアルミニウム材とをアーク溶接する方法が提案されている（特許文献４参照）。

　また、フッ化カリウムとフッ化アルミニウムなど、フッ化セシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カリウム、フッ化亜鉛の一種以上を含むフッ化物系混合フラックスを塗布して用いる種々の溶接法を用いて、鋼材とアルミニウム材とを異材接合する溶接する方法が提案されている（特許文献５参照）。これらの方法においては、上記フラックスの化学反応によって鉄鋼表面の清浄作用が促されると共に、アルミニウムから成る溶融金属のぬれ性及び接着性が良好となり、脆弱な厚い金属間化合物層の形成が阻止される。

　更に、強固な酸化皮膜が形成されているアルミニウム合金材の表面から酸化皮膜を還元、溶解除去する効果を有するフッ化物系フラックスを、アルミニウム合金材表面に塗布し、軟鋼と６０００系アルミニウム合金材とをスポット溶接する方法も提案されている（特許文献６参照）。また、これらフッ化物系フラックスは、アルミニウム合金材同士の溶融溶接接合などにも用いられている（特許文献７、８参照）。

　しかし、これらのフラックスを用いた溶接方法では、高張力鋼材と６０００系アルミニウム合金材など高強度の異材同士の線溶接では、高い接合強度が得られないという問題がある。このため、フラックス組成を工夫した結果、フッ化アルミニウムなどを含むフッ化物組成や、塩化物を含まないフッ化物組成としたフラックスなどの、ノコロックフラックスと称されるフラックスを活用したＭＩＧ溶接法およびレーザブレージング法も開発されている（特許文献９～１２など）。そして、これらの溶接方法では、フラックスを供給するために、アルミニウム材外皮内部にフラックスを充填してなるフラックスコアードワイヤ（以下、ＦＣＷ、またはフラックス入りワイヤとも言う）が活用され、施工性の向上が図られている。

日本国特開平７－１４８５７１号公報 日本国特開平１０－３１４９３３号公報 日本国特開２００４－２２３５４８号公報 日本国特開２００３－２１１２７０号公報 日本国特開２００３- ４８０７７号公報 日本国特開２００４－３５１５０７号公報 日本国特開２００４－２１００１３号公報 日本国特開２００４－２１００２３号公報 日本国特開２００７－１３６５２４号公報 日本国特開２００７－１３６５２５号公報 日本国特開２００７－３０１６３４号公報 日本国特開２００８－６８２９０号公報

　前記したフラックス入りワイヤを活用したＭＩＧ溶接法およびレーザブレージング法（以下、ＦＣＷ溶接法とも言う）は、確かに非常に効率的な溶接方法である。また、このＦＣＷ溶接法によれば、重ねすみ肉溶接などの場合、すなわち、溶接施工方向に対して下側に配置された鋼材と、上側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて溶接する場合には、前記鋼材とアルミニウム材との両方の溶接面にわたって、アルミニウム溶接材料によるビードが形成できる。このため、高い接合強度の異材接合体（継手）が得られる。

　しかし、このＦＣＷ溶接法は、前記した鋼材とアルミニウム材との位置関係が逆の場合、すなわち、溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて溶接する場合には、後述する通り、特に鋼材側の溶接面に、アルミニウム溶接材料によるビードが形成しにくくなるという問題がある。前記したように、高い接合強度を得るためには鋼材とアルミニウム材との両方の溶接面にわたるアルミニウム溶接材料によるビードを形成する必要があるため、このような位置関係の場合には高い接合強度が得られなくなる。

　このように、溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせる場合とは、例えば、ドアなどの鋼板製自動車パネルを、パネルの裏側（内側）からアルミニウム合金押出形材などで部分的に補強する場合などである。自動車の製造工程（自動車車体の組み立て工程）は、鋼材とアルミニウム材との位置関係は様々である。したがって、下側に配置された鋼材と、上側に配置されたアルミニウム材と、を溶接する場合に前記したように高い接合強度が得られたとしても、位置関係が逆である場合に高い接合強度が得られなければ、自動車の製造工程では採用しづらくなる。

　本発明は、このような問題に鑑み、異材接合方法として、特にＦＣＷ溶接法を改善したものである。本発明は、溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせてＦＣＷ溶接を行う場合でも、高い接合強度を確保できる異材接合方法を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するための、本発明の異材接合方法の要旨は、溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材とを互いに重ね合わせ、溶接線に沿って溶接する異材接合方法であって、少なくとも前記溶接線に沿った前記アルミニウム材の溶接面の位置を、前記溶接線に沿った前記鋼材の溶接面の位置よりも前記溶接施工方向に対して上側に突出させた状態で、前記溶接線に沿って溶接することによって、前記鋼材と前記アルミニウム材との両方の溶接面にわたってアルミニウム溶接材料によるビードを形成することである。
　このとき、前記アルミニウム材の溶接面が、前記溶接施工方向に対して上側に、０．５～４ｍｍ突出することが好ましい。
　また、前記鋼材の前記溶接施工方向に対する下面と前記鋼材の前記下面と対向する前記アルミニウム材の面との間に溶融した前記アルミニウム溶接材料が回り込むように設けられた間隔であるＳと、前記鋼材の端部表面と前記鋼材の端部表面と対向する前記アルミニウム材の面との間に設けられた間隔であるＧと、前記鋼材の前記下面と対向する前記アルミニウム材の面および前記鋼材の端部表面と対向する前記アルミニウム材の面が接続される曲面の曲率半径であるＲとが、（１）Ｓ：１．５ｍｍ以下、Ｇ：１ｍｍ以下、Ｒ：３ｍｍ未満を満足するか、又は（２）Ｓ：２．５ｍｍ以下、Ｇ：１ｍｍ以下、Ｒ：３～５ｍｍを満足するように調整されることが好ましい。

　ここで、前記溶接が、アルミニウム材外皮内部にフラックスが充填されたフラックスコアードワイヤを用いたＦＣＷ溶接法の中でも、ＭＩＧ溶接あるいはレーザ溶接により行われることが、溶接効率や接合強度を増す点で好ましい。

　本発明者らは、前記鋼材とアルミニウム材との位置関係によっては、ＦＣＷ溶接法で高い接合強度が得られなくなる原因を調査した。この結果、溶接施工方向に対して下側にアルミニウム材が配置される場合には、上側に配置された鋼材の溶接面にアルミニウム溶湯が広がりにくくなるために良好な接合ができないことが明らかとなった。また、この場合には、鋼材表面へのフラックスの供給も不十分となるため、アルミ溶湯と鋼との濡れ性改善効果が小さく、結果として良好な接合ができないことも明らかとなった。

　そして本発明者らは、前記アルミニウム材の溶接面の位置を、前記鋼材の溶接面の位置よりも前記溶接施工方向に対して上側に突出させた状態で溶接すれば、前記諸問題を解決でき、鋼材とアルミニウム材との両方の溶接面にわたってアルミニウム溶接材料によるビードを形成できることも知見した。

　これによって、本発明では、溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて、ＦＣＷ溶接法などで溶接する場合でも、高い接合強度を安定的に確保することができる。従来のＦＣＷ溶接法では、溶接施工方向に対して下側に配置された鋼材と、上側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせる場合には、前記した通り高い接合強度を安定的に確保することができる。したがって、鋼材とアルミニウム材との間の位置関係が変わる自動車の製造工程のような場合であっても、本発明と従来のＦＣＷ溶接法とを併用するか、または使い分けることによって、効率的な溶接が可能となる。

本発明の一実施形態を示す断面図である。 図１の溶接結果（異材接合継手）を示す断面図である。 溶接装置が含まれた、本発明の一実施形態を示す断面図である。 （ａ）は従来の異材接合の態様を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の異材接合の態様を示す断面図である。

　以下に、本発明の実施形態と、本発明の各要件の意義とを、図を用いて具体的に説明する。

鋼材とアルミニウム材との位置関係：
　まず、鋼材とアルミニウム材との位置関係による溶接の問題およびその原因を、図４を用いて詳細に説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、前記鋼材とアルミニウム材との位置関係によるＭＩＧ溶接ビードの状況を、各々模式的に示す。

　図４（ａ）は、溶接施工方向に対して下側に配置された鋼材と、上側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて溶接する場合である。図４（ｂ）は、本発明のように、溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて溶接する場合である。

　一般に、鋼材とアルミニウム材との異材溶接接合では、鋼材側が溶融すると、非常に脆い鋼－アルミの金属間化合物が大量に生成するため、良好な溶接ができない。このため、鋼材表面と、先に溶融したアルミニウム溶湯との接触部分で、薄い金属間化合物を生成させて接合することが求められる。

　図４（ａ）のように、矢印４で示す溶接施工方向に対して下側に鋼材２が配置される場合、上側に配置されたアルミニウム材３からのアルミニウム溶湯６（ビードとなる）が、下側の鋼材２の表面（溶接面２ａ）に広がりやすい。溶接面に供給されるフラックスについても、同じことが言える。したがって、後述するフラックスを活用した場合も（前記ＦＣＷ溶接法による場合も）、下側の鋼材２の表面（溶接面２ａ）にフラックスが広がりやすい。このため、鋼材２の溶接面２ａとアルミニウム溶湯６の濡れ性が改善でき、また鋼材２の表面（溶接面２ａ）の酸化膜除去が促進される。この結果、鋼材溶接面２ａとアルミニウム材溶接面３ａとの両方の溶接面にわたってアルミニウム溶接材料によるビード６を形成でき、より良好な接合が実現できる。重ねすみ肉溶接などで、溶接施工方向に対して下側に配置された鋼材と、上側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて溶接する場合に、前記特許文献９～１２などのＦＣＷ溶接法で高い接合強度が得られるのはこの理由による。

　これに対して、本発明の図４（ｂ）のように、矢印４で示す溶接施工方向に対して下側にアルミニウム材３が配置される場合は、上側に配置された鋼材２側に、アルミニウム材３からのアルミニウム溶湯６が広がりにくい。フラックスを活用した場合も（前記ＦＣＷ溶接法による場合も）同様であり、下側の鋼材２の表面（溶接面２ａ）にフラックスが広がりにくい。この結果、鋼材２表面（溶接面２ａ）へのフラックスの供給も不十分となるため、従来のＦＣＷ溶接法は、鋼材２の溶接面２ａとアルミニウム溶湯６の濡れ性を改善できない（濡れ性改善効果が小さい）。また、鋼材２の表面（溶接面２ａ）の酸化膜除去も促進されないため、特に、鋼材溶接面２ａ側のビード６が形成されにくくなる。この結果、鋼材溶接面２ａとアルミニウム材溶接面３ａとの両方の溶接面にわたるアルミニウム溶接材料によるビード６を形成できず、良好な接合ができない。

本発明の特徴：
　この問題解決のための本発明の特徴を、図１、２を用いて、以下に詳細に説明する。図１は本発明例を示し、ここでは、前記図４（ｂ）と同様に、矢印４で示す溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材２と、下側に配置されたアルミニウム材３と、が互いに重ね合わされてすみ肉溶接される。また、図２は、図１に示す本発明例が、すみ肉溶接された後の状態を示す。この図１、２は、例えばドアなどの鋼板製自動車パネル２を、このパネル２の裏側（内側）からアルミニウム合金押出形材３などで部分的に補強する場合などの例を示している。

　図１において、下側に配置されたアルミニウム材３の鋼材２側の端部には凹部３ｂが設けられており、凹部３ｂは鋼材２の溶接面２ａを収容する。この凹部３ｂは鋼材２の厚み以上の深さを有している。したがって、鋼材２の溶接面２ａを凹部３ｂに収容する形で重ね合わせると、凹部３ｂの深さと鋼材２の厚みの差Ｘ（ｍｍ）だけ、鋼材２の溶接面２ａが溶接施工方向４に対して後退する。同時に、アルミニウム材の溶接面３ａ（鋼材２との溶接線５に沿った溶接面）は、溶接線５に沿った溶接面２ａの位置よりも、溶接施工方向４に対して上側にＸ（ｍｍ）だけ突出した状態となる。

　図１のように、アルミニウム材３の溶接面３ａを、鋼材２の溶接面２ａの位置よりも溶接施工方向４に対して上側に突出させると、鋼材２の溶接面２ａと、アルミニウム材３の溶接面３ａとの溶接施工方向４に対する位置関係が逆転する。すなわち、前記図４（ａ）のように、アルミニウム材３の、少なくとも溶接面３ａは、溶接施工方向４に対して鋼材２の溶接面２ａよりも上側となる。

　このため、図２に示す通り、前記図４（ａ）の場合と同様に、上側のアルミニウム材３の溶接面３ａからのアルミニウム溶湯６（ビードとなる）が、下側の鋼材２の表面（溶接面２ａ）に広がりやすい。溶接面に供給されるフラックスについても同様である。したがって、フラックスを活用する前記ＦＣＷ溶接法による場合も、下側の鋼材２の表面（溶接面２ａ）にフラックスが広がりやすい。このため、鋼材２の溶接面２ａとアルミニウム溶湯６の濡れ性が改善され、また鋼材２の表面（溶接面２ａ）の酸化膜除去が促進される。この結果、鋼材溶接面２ａとアルミニウム材溶接面３ａとの両方の溶接面にわたってアルミニウム溶接材料によるビード６が形成され、異材接合体１として、より良好な接合が実現できる。

　なお、図１において、Ｓ（板隙間）は、アルミニウム材３の凹部３ｂの底部表面と、収容された鋼材２の下部表面とのクリアランス（間隔）を示す。すなわち、板隙間Ｓは、前記鋼材の前記溶接施工方向とは反対側の面（前記溶接施行方向に対して下側に位置する下面）と当該鋼材面と対向する前記アルミニウム材の面との間に、溶融したアルミニウム溶接材料が回り込むように設けられた間隔である。また、Ｇ（ギャップ）は、アルミニウム材３の凹部３ｂの端部表面と、収容された鋼材２の端部表面とのクリアランスを示す。すなわち、ギャップＧは、前記鋼材の端部表面と前記鋼材の当該端部表面と対向するアルミニウム材の面との間に設けられた間隔である。これら板隙間Ｓ、ギャップＧは、アルミニウム溶湯の鋼材２周囲へのつきまわり（回り込み）のために準備される。ここで、アルミニウム溶湯（溶融アルミ）とアルミニウム材３との接合は通常の溶接部と同様であり、アルミニウム材３（溶接面３ａ）が溶融してアルミニウム溶湯６と一体化し、凝固後にビード６となって、強固な接合部が形成される。

　他方、前記した通り、フラックスにより清浄作用及びぬれ性、接着性が良好になることによって、鋼材溶接面２ａは、アルミニウム溶湯６により密着状態で広く被覆される。したがって、鋼材２は、後述するアーク（後述する図３のアーク１５）から直接的に入熱されるのではなく、覆い被さったアルミニウム溶湯を介して間接的に入熱されるので、鋼材２がアークによって過剰に加熱されて溶融することはない。鋼材２と、密着したアルミニウム溶湯６との接合界面には、数μｍ程度の薄い金属間化合物層が形成される。この金属間化合物層は、数十μｍ程度以上と厚い場合には脆弱であり、溶接割れが発生して強度が劣化するが、数μｍ程度の薄い金属間化合物層は脆弱ではなく、強固な接合状態となる。

　このように、アルミニウム溶湯６と鋼材溶接面２ａとの接合界面に、数μｍ程度の薄い金属間化合物層を形成するためには、フラックスによる清浄作用及びぬれ性、接着性良好化作用が非常に重要である。清浄作用及びぬれ性、接着性良好化作用が低下すると、アルミニウム溶湯６が鋼材溶接面２ａを十分に被覆できない。その結果、アークが直接的に鋼材溶接面２ａに触れることになるために、鋼材溶接面２ａが過剰に加熱されて溶融し、厚い金属間化合物層が形成されることになる。逆に、例え鋼材溶接面２ａが加熱されなかったとしても、アルミニウム溶湯６と鋼材溶接面２ａとの密着度が低い場合には均一な金属間化合物層が形成されないためにアルミニウム溶湯６と鋼材溶接面２ａとが接合されず、簡単に剥離が生じる場合もある。

アルミニウム材溶接面突出方法：
　アルミニウム材溶接面３ａを、鋼材２の溶接面２ａよりも、溶接施工方向４に対して上側に突出させることは、アルミニウム材の形状設計や加工によって可能である。例えば、図１に示す態様のようなアルミニウム材であれば、アルミニウム材溶接面３ａを予め部分的に厚肉にしたり、アルミニウム材溶接面３ａに別のアルミニウム材を接合することにより部分的に厚肉にしたりすればよい。

　ただ、異材接合体の設計条件にもよるが、図１の凹部３ｂなどのように、アルミニウム材３側の鋼材２と重ね合わせる端部を部分的に薄肉化する方法や、後述する図３などのように、元々のアルミニウム材に鋼材２の支持フランジ（腕部）などが設けられるよう形状設計する方法が最も簡便である。例えば、アルミニウム材３が押出形材であれば、元々の形材形状に、この薄肉部（凹部）や前記接合フランジ（腕部）を盛り込んで押出すれば、後で切削加工などにより薄肉部（凹部）を形成する手間が不要である。また、アルミニウム材３が板材であっても、成形加工の途中あるいは前後などに簡便に切削加工することによって、薄肉部（凹部）が形成可能である。

　また、アルミニウム材溶接面３ａの突出量：Ｘ（ｍｍ）は、異材接合体の設計条件や、溶接方法、溶接条件に応じて適宜選択される。すなわち、突出量：Ｘ（ｍｍ）は、アルミニウム溶湯６の下側の鋼材溶接面２ａへの広がりやすさや、フラックスの下側の鋼材溶接面２ａへの広がりやすさ（濡れ性改善、鋼材溶接面２ａの酸化膜除去促進）の程度などから、適宜選択される。

　この突出量：Ｘ（ｍｍ）が少ないと、鋼材溶接面２ａにアルミニウム溶湯６が十分に広がらない。一方、この突出量：Ｘ（ｍｍ）が大きすぎると、アルミニウム材３への溶け込み確保が難しい。溶け込み確保のために、溶接入熱を上げすぎると、接合界面の金属間化合物が厚く成長してしまい、極端な場合は、鋼材３を溶融させてしまうため、接合強度の確保が難しい。この突出量：Ｘ（ｍｍ）の最適範囲は各条件によって異なるが、前記した自動車車体などの異材接合の分野では、目安として、概ね０．５ｍｍ～４ｍｍの範囲である。

　なお、突出量：Ｘ（ｍｍ）は、当然ながら、前記したアルミニウム材３と鋼材２とのクリアランスである板隙間ＳやギャップＧに応じて、または板隙間ＳやギャップＧを考慮して、適宜設計される。また、これらアルミニウム材３と鋼材２とのクリアランスである板隙間ＳやギャップＧも、この突出量：Ｘ（ｍｍ）との関係に応じて適宜設計される。

本発明の溶接施工態様：
　次に、本発明を前記ＦＣＷ溶接法により溶接施工する（実施する）ための態様を、図３を用いて説明する。図３において、鋼材とアルミニウム材との位置関係は図１と同様であり、矢印４により例示される図の上から下へと向かう溶接施工方向に対して、上側に配置された鋼材２と、下側に配置されたアルミニウム材３と、を互いに重ね合わせてすみ肉溶接する場合を示している。

　この図３では、例えば、鋼板２により製造されたパネルの端部を、アルミニウム合金押出形材３により、このパネルの裏側（内側）から支持する場合の例を示している。図３は、特にアルミニウム材３の形状において、前記図１、２とは異なる。すなわち、図３において、アルミニウム材３は逆Ｌ字形状を有し、横方向に延在して鋼板製パネル２の端部を支持するフランジ（腕部）３ｃと、縦方向に延在して別の構造部材と接合している縦壁３ｄと、を備える。そして、縦壁３ｄの上端部である溶接面３ａよりも下方において、フランジ３ｃが設けられている。すなわち、縦壁３ｄの上端部である溶接面３ａが上側に突出している。これによって、アルミニウム材３の溶接面３ａ（鋼材２との溶接線５に沿った溶接面）を、鋼材２の溶接面２ａの位置よりも、溶接施工方向４に対して上側に突出させている。

　また、アルミニウム材のフランジ３ｃの上面には、鋼材２の周囲（下部）へのアルミニウム溶湯のつきまわり（回り込み）のためのクリアランス（間隔）を確保するために、凹部３ｂが設けられている。凹部３ｂの、アルミニウム材３から遠い方の端部は、底面に対して直角の縦壁形状となっているが、凹部３ｂの、縦壁３ｄと接する側は、フランジ３ｃの下面側と同様に曲率半径Ｒの曲面を有するように縦壁３ｄと接続されている。なお、例えば後記する実施例にも示すように、前記鋼材の端部表面と対向するアルミニウム材の面と凹部３ｂの底面とをつなぐ曲面の曲率半径Ｒに応じて、曲率半径Ｒが３ｍｍ未満の場合（Ｒ＝０の場合、すなわち角部が直角に設けられている場合を含む）には、板隙間Ｓを１．５ｍｍ以下、ギャップＧを１ｍｍ以下とするように調整することが推奨される。また、曲率半径Ｒが３～５ｍｍの場合には、板隙間Ｓを２．５ｍｍ以下、ギャップＧを１ｍｍ以下とするように調整することが推奨される。

アーク溶接方法：
　図３を用いて、本発明で用いる溶接装置の態様を説明する。本発明では通常の前記ＦＣＷ溶接法による溶接装置や溶接方法（アーク溶接の装置、方法、条件）を用いることができ、これが本発明の利点でもある。なお、図３では、アーク溶接装置（消耗電極アーク溶接装置：ＭＩＧ溶接装置）の構成図が示されているが、この図３において、レーザ照射装置を設ければレーザ照射アーク溶接装置の構成図となる。

　図３において、ＦＣＷ（フラックス入りワイヤ）１０は、後述する特定成分のフラックスを有する。スプール１１から巻き戻されたＦＣＷ１０は、ワイヤ送給モータ（図示せず）に直結された送給ロール１２の回転によって、溶接トーチ１３を通って予め定めた送給速度で送給される。この際、シールドガス１６が溶接トーチ１３内に供給される。符号１４で示される溶接電源装置（ＰＳ）は、アーク溶接を行うための溶接電圧及び溶接電流を出力すると共に、前記ワイヤ送給モータへ送給制御信号を出力する。

　このような溶接装置によって、ＦＣＷ１０と被接合材との間にアーク１５が発生して接合が行われる。この際、前記した通り、少なくともアルミニウム材溶接面３ａを、鋼材溶接面２ａの位置よりも、溶接施工方向４に対して上側に突出させている。これにより、前記図２に示した通り、上側に突出したアルミニウム材３の溶接面３ａからのアルミニウム溶湯（図示せず）が、下側の鋼材溶接面２ａに広がりやすい。また、ＦＣＷ１０により、溶接面に供給されるフラックスも、下側の鋼材溶接面２ａに広がりやすい。このため、鋼材溶接面２ａとアルミニウム溶湯との濡れ性が改善され、また鋼材２溶接面２ａの酸化膜除去が促進される。

　この結果、溶接施工方向４に対して上側に配置された鋼材２と、下側に配置されたアルミニウム材３と、により溶接継手を形成する場合でも、鋼材溶接面２ａとアルミニウム材溶接面３ａとの両方の溶接面にわたってアルミニウム溶接材料によるビードを形成できる。したがって、異材接合体１としての良好な接合が実現できる。

溶接方法：
　この図３では、ＭＩＧ溶接の場合を例示しているが、本発明のアーク溶接方法としては、直流のＭＩＧ溶接、直流のパルスＭＩＧ溶接、交流ＭＩＧ溶接、交流パルスＭＩＧ溶接、直流／交流ＴＩＧ溶接、プラズマアーク溶接、アーク溶接とレーザ照射とを同時に使用する複合方式のレーザ照射アーク溶接等を使用することができる。また、アーク溶接（装置）の代わりに、レーザ溶接（装置）も使用できる。

フラックスコアードワイヤ：
　本発明に使用する異材接合用フラックスコアードワイヤ（ＦＣＷ）は、溶融溶接の効率化のために、フッ化物系混合フラックスがアルミニウム合金外皮で被覆されたＦＣＷを用いる。このＦＣＷは、管状のアルミニウム合金外皮（フープ）の内部に、フラックスを充填してなる一般的なものが使用可能である。

　前記ＦＣＷには、シーム（合わせ目：隙間、開口部）を有するシーム有りタイプと、このシームが溶接等で接合された、シームが無いシームレスタイプとがあるが、いずれでもよい。前記ＦＣＷの外皮に用いるアルミニウム合金としては、特に制限はないが、Ａ４０４３、Ａ４０４７等の４０００系アルミニウム合金やＡ５３５６、Ａ５１８３等の５０００系アルミニウム合金を用いることができる。この他、３０００系や６０００系などのアルミニウム合金が用いられても良い。この中でも、ＪＩＳで規定される、Ａ４０４３－ＷＹ、Ａ４０４７－ＷＹ、Ａ５３５６－ＷＹ、Ａ５１８３－ＷＹなどが、好適に例示される。

　前記ＦＣＷの線径は、高効率の全自動溶接若しくは半自動溶接として用いられている溶接施工用として、ワイヤ送給機の特性なども含めた溶接作業性に応じて最適な径を選定すれば良い。例えば、ＭＩＧ溶接、一般的な炭酸ガスシールドアーク溶接等であれば、汎用されている０．８～１．６ｍｍφ程度の細径であれば良い。前記線径の範囲でより小さい線径のワイヤを用いるほど、溶接を行なう際の入熱量を低くし、溶接電流を低くすることができる。この結果、フッ化物系混合フラックス自体の飛散を防止し、溶接作業性が改善でき、また、脆弱な金属間化合物生成抑制できる。ワイヤ径が１．６φｍｍを超えると、安定したアークを得るための電流が過大となって、フッ化物系混合フラックス自体の飛散が大きくなると共に、母材の溶融が過剰気味となり、脆弱な金属間化合物の生成につながる可能性がある。

　前記ＦＣＷへのフラックスの充填率は、フラックス組成にも勿論よるが、前記ＦＣＷの全体質量に対して０．１質量％以上かつ２４質量％未満程度と、比較的少なくすることが好ましい。この充填率が低い方が、フラックス自体の飛散を防止し、溶接作業性を改善できるため好ましい。なお、フラックスの充填率が少な過ぎると、フラックスの効果が発揮できず、健全で信頼性の高い溶接継手が得られない。

　このように、本発明では、フッ化物系混合フラックスを溶接部に直接塗布するのではなく、ＦＣＷを用いることが好ましい。自動車車体の連続組み立て工程などでの使用を考慮すると、前記ＦＣＷを用いることにより、フッ化物系混合フラックス自体の飛散を防止して溶接作業性を改善すると共に、脆弱な金属間化合物の生成も抑制することが必須となる。

フラックス組成：
　本発明では、前記ＦＣＷに使用する（充填する）フラックス組成が、フッ化物系混合フラックスの中でも、特にフッ化アルミニウムとフッ化カリウムなどのフッ化物同士を混合した、特定組成の混合フラックス（ノコロックフラックス）であることが好ましい。また、溶接部に塩化物が残留すると、塩化物が、溶接部、ひいては異材接合体の腐食促進因子として作用するため、フラックスは塩化物が含まれないか、塩化物の量が１ｍｏｌ％以下に規制されたフッ化物組成であることが好ましい。

　外皮へのフラックス充填量が少ない場合には、フラックス量が安定せず、ＦＣＷの部位によってフラックス充填量（充填率、含有率）がばらつく問題が生じる。これに対して、特にフラックス充填量が少ない場合に、フラックスとアルミニウム合金粉末を混合して外皮に充填すると、この問題が解消されるか、または緩和されると共に、ＦＣＷの製造自体も容易になるので好ましい。また、このフラックスにアルミニウム合金粉末を混合添加すると、溶接時のスパッタが減少する他、溶融金属の過大な濡れが抑制される等の効果が得られる場合がある。

　このような特定組成の混合フラックスを使用すれば、比較的厚い溶融亜鉛めっき（合金化を含む）により被覆された鋼材でも、アルミニウム材と接合することが可能となる。すなわち、このような混合フラックスを使用すれば、亜鉛めっき鋼材やアルミニウム材との材料表面を清浄化でき、溶接金属の濡れ性が向上する結果、ビードの形成が良好となる。また、異材接合部に生成する、脆いＡｌ-Ｆｅ系金属間化合物層や、亜鉛めっきに由来する脆いＺｎ-Ｆｅ系化合物層の生成が抑制される結果、接合強度が向上する。勿論、この効果は、亜鉛めっきされていない裸の鋼材とアルミニウム材との異材接合でも発揮される。

鋼材：
　本発明で異材接合される鋼材の板厚は、０．３～４．０ｍｍの範囲であることが好ましい。鋼材の板厚が０．３ｍｍ未満の場合、前記した構造部材や構造材料として必要な強度や剛性が確保できないため、不適切である。鋼材の板厚が厚すぎると、前記した構造部材や構造材料の軽量化を図れなくなる。また、本発明では、異材接合される鋼材の形状は特に限定されるものではなく、自動車車体などの構造部材に汎用される形状や、あるいは構造部材によって選択される、鋼板、鋼形材、鋼管など適宜の形状であってよい。

　ただ、自動車部材などの軽量な高強度構造部材（異材接合体）を得るためには、引張強度が４００ＭＰａ以上、望ましくは５００ＭＰａ以上の高張力鋼（ハイテン）が使用される。引張強度が４００ＭＰａ未満の低強度鋼や軟鋼は一般に低合金鋼であることが多く、酸化皮膜が鉄酸化物からなるため、ＦｅとＡｌの拡散が容易となり、脆い金属間化合物が形成しやすい。また、低強度鋼や軟鋼を使用すると、必要強度を得るために板厚が厚くなり、軽量化が犠牲となる。

亜鉛めっき：
　異材接合される鋼材の表面は、絶縁皮膜による被覆を除いて、表面処理が施されていても、施されていなくてもよい。鋼材表面（少なくともアルミニウム材との接合面）に亜鉛めっきが予め設けられている場合には、フラックスの濡れ性が向上する。また、アルミニウム材との接合面に亜鉛めっきが介在しているために、異材接合体の耐食性も優れるという利点が得られる。更に、亜鉛めっきには、溶接時に、鋼とアルミの金属間化合物である界面反応層が形成する時間を遅らせる効果があるため、接合強度を高める効果もある。

　これら亜鉛めっきとしては、純亜鉛めっき、合金亜鉛めっき、合金化亜鉛めっき等、公知の鋼材の亜鉛めっきが適用可能である。また、めっきの手段は特に限定されず、電気めっきや溶融めっき、溶融めっき後に合金化処理が行われるものであってもよい。亜鉛めっきの厚みは、通常の１～２０μｍの膜厚（平均膜厚）範囲でよい。亜鉛めっき皮膜の厚みが薄すぎる場合は、溶接時の接合初期に亜鉛めっき皮膜が接合部から溶融排出してしまい、界面反応層の形成を抑制できる効果を発揮できない。これに対して、亜鉛めっき皮膜の厚みが厚すぎる場合は、接合部からの亜鉛の溶融排出のために大きな入熱量が必要となる。しかし、このように入熱量が大きくなると、アルミニウム材側だけでなく、鋼材側も溶融してしまい、前記した通り、界面にＦｅ－Ａｌ系の脆い金属間化合物層が厚く形成されるため、高い接合強度が得られない。

アルミニウム材：
　本発明で異材接合されるアルミニウム材は、合金組成や形状について特に限定されるものではなく、前記した各構造用部材としての要求特性に応じて、汎用されている合金組成、板材、形材、鍛造材、鋳造材などが適宜選択される。ただ、アルミニウム材の強度についても、上記鋼材の場合と同様に、高い方が望ましい。したがって、アルミニウム材の中でも強度が高く、合金元素量が少なく、溶接性やリサイクル性にも優れ、この種の構造用部材として汎用されている、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系のＡ６０００系アルミニウム合金を使用することが好ましい。

　本発明で使用するこれらアルミニウム材の板厚は、０．５～４．０ｍｍの範囲であることが好ましい。アルミニウム材の板厚が０．５ｍｍ未満の場合、自動車などの構造材料としての強度や、車体衝突時のエネルギ吸収性などが不足するため、不適切である。一方、アルミニウム材の板厚が４．０ｍｍを越える場合は、前記した鋼材の場合と同様に、前記した構造部材や構造材料の軽量化を図れなくなる。なお、異材接合されるアルミニウム材の表面も、絶縁皮膜による被覆を除いて、表面処理が施されていても、施されていなくてもよい。

ＦＣＷ溶接条件：
　前記した通り、ＦＣＷ溶接において、アルミニウム材と鋼材との界面に生成する金属間化合物の生成を抑制するためには、母材である鋼材を過剰に溶融させないようにする必要がある。したがって、必要最小限の母材溶融（希釈）量で健全な接合状態が得られるような溶接条件を選択することが好ましい。

　溶接電流は７０Ａ以上であり、好ましくは８０Ａ以上かつ１２０Ａ以下、より好ましくは８０Ａ以上かつ１１０Ａ以下である。大電流となるほど、少なからず生成される接合界面の金属間化合物が、接合強度に悪影響をおよぼす可能性がある。したがって、こうした金属間化合物を抑制するために、比較的低い電流条件で接合することが推奨される。

　溶接電圧は１０Ｖ以上であり、好ましくは１５Ｖ以上かつ３０Ｖ以下、より好ましくは１５Ｖ以上かつ２０Ｖ以下である。

　溶接速度は、上記溶接電流および溶接電圧に応じて、母材のＦｅおよびＡｌを過剰溶融させない範囲で適当に決めればよい。溶接能率なども考慮すると、溶接速度は、好ましくは２０ＣＰＭ以上、より好ましくは３０ＣＰＭ以上かつ１００ＣＰＭ以下、さらに好ましくは３０ＣＰＭ以上かつ９０ＣＰＭ以下である。

　シールドガス１６としては、Ａｒなど汎用されるガスが適宜使用できる。ガス流量は特に制限されず、汎用流量が選択できる。

　以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより、下記実施例によって制限を受けるものではない。前記、後記の趣旨に適合し得る範囲で本発明に適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

　前記図１や図３に示したように、溶接施工方向４に対して上側に配置された鋼材２と、下側に配置されたアルミニウム材３と、を互いに重ね合わせた試験片の継手形状を用いて、前記図３に示したＦＣＷ溶接（ＭＩＧ溶接）によるすみ肉溶接試験を実施した。この際、アルミニウム材溶接面３ａの溶接施工方向４に対する鋼材溶接面２ａからの突出量（Ｘｍｍ）、板隙間Ｓ、ギャップＧを各例で変化させて試験を行い、異材接合体の溶接性への影響を調査した。この結果を表１～３に示す。

（実施例１）
　図１に示される継手形状において、鋼材２として、引張強度が９８０ＭＰａ級の合金化溶融亜鉛めっき（ＧＡ）を施した冷延鋼板（ハイテン、板厚１．４ｍｍ）を用いた。また、アルミニウム材３として、０．２％耐力が１８０ＭＰａ級の６０００系アルミニウム合金のＴ６調質押出形材（板厚２．０ｍｍ）を用いた。

試験片：
　試験片の長さは、鋼材２、アルミニウム材３ともに３００ｍｍである。下側に配置されたアルミニウム押出形材３の鋼板２側端部には、長さ１００ｍｍの平坦な凹部３ｂが設けられる。この凹部３ｂが、鋼材２の溶接面２ａを収容する。そして、この凹部３ｂの深さを調節することにより、アルミニウム材溶接面３ａの鋼材溶接面２ａからの突出量Ｘ（ｍｍ）を種々変更した。

　ここで、アルミニウム材３の凹部３ｂの底部表面と鋼材２の下部表面とのクリアランスを「板隙間Ｓ」、鋼材２の端部と凹部３ｂの端部とのクリアランスを「ギャップＧ」とする。板隙間ＳおよびギャップＧを表１に示すが、この実施例１では各例とも共通してＳ、Ｇがゼロである。

溶接条件：
　ＭＩＧ溶接条件、溶接電流８０Ａ、溶接電圧２０Ｖ、溶接速度５０ｃｐｍ（ｃｍ／ｍｉｎ）の条件とした。ＦＣＷは、各例とも共通して、線径が１．０ｍｍφ、外皮がＡ４０４７のアルミニウム合金溶加材であり、フッ化物系フラックス（Ｋ3 ＡｌＦ6 フッ化物と、Ａ４０４７組成のアルミニウム合金粉末）がＦＣＷ全重量に対して１０質量％添加されたものを使用した。シールドガス１６はＡｒである。

継手溶接性評価：
　継手の溶接性は、ビードの概観目視と、たがねによるはく離試験と、により評価することができる。ビードの概観目視において、「◎」は、図２のように、ビード６が鋼材２の溶接面２ａとアルミニウム材の溶接面３ａとの両方にわたって、連続して良好に形成されている状態である。そして、これとの比較で、特に鋼材２の溶接面２ａ側のビードの大きさを、良好である順に、○、△、×により評価した。ちなみに、「×」はビード６が鋼材２の溶接面２ａ側にほとんど形成されていない場合か、ビードが極小の場合である。

　たがねによるはく離試験では、たがね（切断用鍛造工具）の先端を溶接部（ビード６）中央付近につけた状態で、たがねの頭部を上からハンマーで１回大きな力でたたくことにより、ビード６の剥離状態（破壊状態）を調査した。そして、ビード６の全般にわたって剥離（破壊）が全く無いものを「◎」と評価した。そして、これとの比較で、ビード６の一部に生じた剥離（破壊）の大きさによって、剥離の小さい順に、○、△、×により評価した。ちなみに「×」はビード６が大きく剥離し、継手が破壊されたと見なせる場合である。ちなみに、たがねによるはく離試験の評価が◎であれば、継手の破断強度が２００Ｎ／ｍｍ以上あるという目安になり、×であれば、継手の破断強度が１００Ｎ／ｍｍ未満程度しかないという目安になる。

　表１から、溶接施工方向矢印４に対して下側のアルミニウム材３の溶接面３ａが突出していると共に、前記突出量Ｘが０．５ｍｍから４ｍｍの範囲の各例（番号３～番号８）において、継手溶接性評価が良好であることが分かる。これに対して、番号１、２、１０の各例では、継手溶接性評価が劣っている。

　番号１の例では、前記した図４（ｂ）のように、アルミニウム材３の溶接面３ａが、溶接施工方向４に対して、鋼材２の溶接面２ａよりも下側になっている場合である。また、番号２の例では、溶接施工方向４に対して下側のアルミニウム材３の溶接面３ａの突出量Ｘが小さすぎ、０となっている。これらの結果から、アルミニウム材３の溶接面３ａの溶接施工方向４に対する突出量Ｘが少ない場合には鋼材２の溶接面２ａにアルミニウム溶湯６が十分に広がらないことが裏付けられる。

　これとは逆に、番号１０の例では、突出量Ｘが大きすぎる。この結果から、突出量Ｘが大きすぎる場合には、アルミニウム溶湯６のアルミニウム材３への溶け込み確保が難しいことが裏付けられる。これに対して、溶け込み確保のために溶接の入熱を上げすぎると、接合界面の金属間化合物が厚く成長してしまい、極端な場合は鋼を溶融させてしまうため、接合強度確保がやはり難しくなる。

（実施例２）
　実施例１と同様の継手形状において、前記突出量Ｘは、表２の通り一定である。本実施例では、板隙間ＳおよびギャップＧを種々変えて、実施例１と同じ試験片と、溶接条件により溶接試験を行い、これら板隙間ＳおよびギャップＧの影響を調査した。

　板隙間Ｓは０．５ｍｍから、１．５ｍｍまで変化させ、ギャップＧは０ｍｍから、１．５ｍｍまで変化させた。表２に示す通り、板隙間Ｓが０．５ｍｍから１．５ｍｍの各例（番号１１～番号１３）において、継手の溶接性が良好である。また、ギャップＧが０ｍｍから１ｍｍの各例（番号１１～番号１６）において、継手の溶接性が良好である。これらの結果から、板隙間ＳおよびギャップＧを大きくし過ぎると、従来言われるように、良好な溶接ができなくなることが分かる。

（実施例３）
　図３に示される継手形状（開先形状）において、前記突出量Ｘは、表３の通り一定である。本実施例では、縦壁３ｄとフランジ３ｃとをつなぐ上側の曲面の曲率半径Ｒを種々変えて、前記した実施例１と同じ溶接条件にて溶接試験を行い、曲率半径Ｒの大きさ、すなわち角部の形状の影響を調査した。

　試験片：
　鋼材２は前記した各実施例と同様である。本実施例では、アルミニウム押出材３の材質、耐力は同じであるが、アルミニウム押出材３の断面形状のみを図３のように変更した。アルミニウム押出材３のフランジ（腕部）３ｃの長さは３５ｍｍ、厚みは４ｍｍであり、縦壁３ｄの長さは１８ｍｍ、厚みは３ｍｍであり、溶接面３ａ側の上部の厚み（幅）は５ｍｍである。そして、凹部３ｂの深さは１ｍｍであり、アルミニウム材溶接面３ａの、溶接施工方向４に対する鋼材溶接面２ａからの突出量Ｘは、各例とも３ｍｍと一定である。

　表３から、表２の溶接条件と同じ板隙間ＳおよびギャップＧであっても、曲率半径Ｒの選定によっては、継手溶接性が向上することが分かる。すなわち、このような開先形状によって、アルミニウム溶湯が鋼材２の端面側にもスムーズに供給されるため、板隙間ＳおよびギャップＧに対する余裕度が向上したものと考えられる。

　言い換えると、このような開先形状によって、継手あるいは基となる構造部材の、設計上の都合や組み立て上の誤差により板隙間ＳおよびギャップＧが比較的大きくなる場合であっても、継手溶接性が向上している。したがって、このような開先形状により、設計上の都合や組み立て上の誤差を許容でき、板隙間ＳおよびギャップＧに余裕を持たせることができることがわかる。また、図３のように曲率半径Ｒを有する開先形状は、切削などの機械加工によって作製する必要はない。アルミニウム合金押出形材を用いると、所望の断面形状に設計された押出のみによって、機械加工なしでこのような形状を実現することができるという利点がある。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られず、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能である。本出願は２００９年３月１１日出願の日本特許出願（特願２００９－０５８１７４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明によれば、特にＦＣＷ溶接において、上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材と、を互いに重ね合わせて溶接する場合でも、高い接合強度を安定的に確保できる異材接合方法を提供できる。また、本発明によれば、施工方法も容易で、効率的な線溶接が可能なアーク溶接を活用した接合方法を提供できる。したがって、自動車車体の製造など鋼材とアルミニウム材との異材接合継手の分野に有用である。

１：異材接合継手、２：鋼材（鋼板）、２ａ：鋼材溶接面、３：アルミニウム材（アルミニウム合金押出形材）、３ａ：アルミニウム材溶接面、３ｂ：アルミニウム材凹部、４：溶接施工方向、５：溶接線、６：ビード（アルミニウム溶湯）、１０：フラックス入り溶接ワイヤ、１１：スプール、１２：送給ロール、１３：溶接トーチ、１４：溶接電源装置、１５：アーク、１６：シールドガス

Claims (5)

1. 　溶接施工方向に対して上側に配置された鋼材と、下側に配置されたアルミニウム材とを互いに重ね合わせ、溶接線に沿って溶接する異材接合方法であって、
   　少なくとも前記溶接線に沿った前記アルミニウム材の溶接面の位置を、前記溶接線に沿った前記鋼材の溶接面の位置よりも前記溶接施工方向に対して上側に突出させた状態で、前記溶接線に沿って溶接することによって、前記鋼材と前記アルミニウム材との両方の溶接面にわたってアルミニウム溶接材料によるビードを形成することを特徴とする異材接合方法。
2. 　前記アルミニウム材の溶接面が、前記溶接施工方向に対して上側に、０．５～４ｍｍ突出する請求項１に記載の異材接合方法。
3. 　前記鋼材の前記溶接施工方向に対する下面と前記鋼材の前記下面と対向する前記アルミニウム材の面との間に溶融した前記アルミニウム溶接材料が回り込むように設けられた間隔であるＳと、前記鋼材の端部表面と前記鋼材の端部表面と対向する前記アルミニウム材の面との間に設けられた間隔であるＧと、前記鋼材の前記下面と対向する前記アルミニウム材の面および前記鋼材の端部表面と対向する前記アルミニウム材の面が接続される曲面の曲率半径であるＲとが、Ｓ：１．５ｍｍ以下、Ｇ：１ｍｍ以下、Ｒ：３ｍｍ未満を満足するように調整される請求項２に記載の異材接合方法。
4. 　前記鋼材の前記溶接施工方向に対する下面と前記鋼材の前記下面と対向する前記アルミニウム材の面との間に溶融した前記アルミニウム溶接材料が回り込むように設けられた間隔であるＳと、前記鋼材の端部表面と前記鋼材の端部表面と対向する前記アルミニウム材の面との間に設けられた間隔であるＧと、前記鋼材の前記下面と対向する前記アルミニウム材の面および前記鋼材の端部表面と対向する前記アルミニウム材の面が接続される曲面の曲率半径であるＲとが、Ｓ：２．５ｍｍ以下、Ｇ：１ｍｍ以下、Ｒ：３～５ｍｍを満足するように調整される請求項２に記載の異材接合方法。
5. 　前記溶接が、アルミニウム材外皮内部にフラックスが充填されたフラックスコアードワイヤを用いて、ＭＩＧ溶接あるいはレーザ溶接により行われる請求項１から４のいずれかに記載の異材接合方法。

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