WO2019021623A1 - 金属部材の溶接構造の製造方法、及び金属部材の溶接構造 - Google Patents

金属部材の溶接構造の製造方法、及び金属部材の溶接構造 Download PDF

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幸暉 杉村
和宏 後藤
鉄也 桑原
平井　宏樹
小野　純一
田中　徹児
治 中山
浜田　和明
宮本　賢次
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住友電気工業株式会社
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
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    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a welded structure of a metal member and a welded structure of a metal member.
  • connection structure of dissimilar metals of Patent Document 1 As a welded structure of a metal member formed by welding an Al member and a Cu member, for example, a connection structure of dissimilar metals of Patent Document 1 is known.
  • the connection structure of dissimilar metals is manufactured by overlapping with a first metal portion made of copper and a second metal portion made of aluminum, and bonding while heating and joining.
  • the first alloy portion, the sea-island structure, and the lamella structure are separated from the interface with the first metal portion at the connection portion between the first metal portion and the second metal portion. And an intermediate portion laminated with each other.
  • a method of manufacturing a welded structure of a metal member according to the present disclosure is A preparing step of preparing an Al alloy member made of an Al-based alloy, and a Cu member containing Cu as a main component; And welding the Al alloy member and the Cu member by welding the Al alloy member and the Cu member so as to face each other and irradiating a laser from the Al alloy member side.
  • the Al-based alloy contains 1% to 17% by mass of Si as an additive element, 0.05% to 2.5% by mass of Fe, and 0.05% to 2.5% by mass of Mn.
  • Including any one of The irradiation condition of the laser is Output is over 550W, The scanning speed satisfies 10 mm / sec or more.
  • the welded structure of the first metal member according to the present disclosure is Al alloy member containing 1% by mass or more and 17% by mass or less of Si, Cu member mainly composed of Cu, It has a welded portion in which the constituent materials of the Al alloy member and the Cu member are melted and solidified. The welding portion is sequentially moved in a direction away from the interface with the Cu member. ⁇ 2 phase containing Cu 9 Al 4 and not containing Si, ⁇ phase containing Cu 3 Al 2 and not containing Si, ⁇ phase containing Al 2 Cu and Si, And a laminated structure.
  • the welded structure of the second metal member according to the present disclosure is Al alloy member containing 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less of Fe, Cu member mainly composed of Cu, It has a welded portion in which the constituent materials of the Al alloy member and the Cu member are melted and solidified. The welding portion is sequentially moved in a direction away from the interface with the Cu member.
  • ⁇ 2 phase containing Cu 9 Al 4 and containing no Fe ⁇ phase containing Cu 3 Al 2 and Fe
  • Inner ⁇ phase containing Al 2 Cu and Fe An outer ⁇ phase containing Al 2 Cu and containing no Fe,
  • the welded structure of the third metal member according to the present disclosure is Al alloy member containing 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less of Mn, Cu member mainly composed of Cu, It has a welded portion in which the constituent materials of the Al alloy member and the Cu member are melted and solidified. The welding portion is sequentially moved in a direction away from the interface with the Cu member. ⁇ 2 phase containing Cu 9 Al 4 and not containing Mn, ⁇ phase containing Cu 3 Al and Mn, ⁇ phase containing Al 2 Cu and containing no Mn, Have a laminated structure in which
  • Another object of the present invention is to provide a welded structure of a metal member which is excellent in bonding strength.
  • the manufacturing method of the welding structure of the metallic member of this indication can manufacture the welding structure of the metallic member which is excellent in joint strength.
  • the welded structures of the first to third metal members of the present disclosure have excellent bonding strength.
  • a method of manufacturing a welded structure of a metal member according to an aspect of the present invention A preparing step of preparing an Al alloy member made of an Al-based alloy, and a Cu member containing Cu as a main component; And welding the Al alloy member and the Cu member by welding the Al alloy member and the Cu member so as to face each other and irradiating a laser from the Al alloy member side.
  • the Al-based alloy contains 1% to 17% by mass of Si as an additive element, 0.05% to 2.5% by mass of Fe, and 0.05% to 2.5% by mass of Mn.
  • Including any one of The irradiation condition of the laser is Output is over 550W, The scanning speed satisfies 10 mm / sec or more.
  • the welding structure of the metal member which is excellent in joint strength can be manufactured stably.
  • the content of each additive element satisfies the respective ranges and the laser output and the scanning speed satisfy the respective ranges, the stress acting on the weld (in the vicinity of the interface with the Cu member) is relieved, which will be described in detail later. This is because the welded structure of the metal member provided with the welded portion having the easy-to-make laminated structure can be manufactured.
  • each of these additive elements When the content of each of these additive elements is at least the lower limit value of each, it is possible to form a laminated structure to be described later. When the content of these additive elements is less than or equal to the upper limit value, it is possible to suppress an excessive decrease in conductivity.
  • the surface of the Cu member can be melted to weld the Al alloy member and the Cu member.
  • the scanning speed of the laser By setting the scanning speed of the laser to 10 mm / sec or more, the scanning speed is not excessively slow, and the welding time between the Al alloy member and the Cu member is not excessively long, so that the productivity can be improved.
  • the irradiation condition of the laser is Output is less than 850W, It is mentioned that the scanning speed satisfies 90 mm / sec or less.
  • the output of the laser is set to 850 W or less, the output does not become excessively high. If the scanning speed of the laser is 90 mm / sec or less, the scanning speed is not excessively fast, and the surface of the Cu member can be melted.
  • the above-mentioned laser is a fiber laser.
  • the welding mark is formed on the opposite side of the Cu member to the Al alloy member, so that it can be easily determined that the Al alloy member and the Cu member are welded. If Cu is melted to penetrate the Cu member, brittle Al 2 Cu is formed, and thus it is thought that the bonding strength is reduced. However, if the Al alloy member is prepared and the laser of the above irradiation conditions is irradiated The size of brittle Al 2 Cu can be reduced. Since the fall of joint strength can be controlled by it, the welded structure of the metallic member which has the same joint strength as a case where a part of Cu member is melted can be manufactured.
  • the welded structure of the first metal member according to one aspect of the present invention is Al alloy member containing 1% by mass or more and 17% by mass or less of Si, Cu member mainly composed of Cu, It has a welded portion in which the constituent materials of the Al alloy member and the Cu member are melted and solidified. The welding portion is sequentially moved in a direction away from the interface with the Cu member.
  • ⁇ 2 phase containing Cu 9 Al 4 and not containing Si, ⁇ phase containing Cu 3 Al 2 and not containing Si, ⁇ phase containing Al 2 Cu and Si, Have a laminated structure in which
  • the bonding strength between the Al alloy member and the Cu member is excellent.
  • the weld between the Al alloy member and the Cu member has a laminated structure at the interface with the Cu member, it is possible to suppress a decrease in the bonding strength at the interface between the Cu member and the weld.
  • the welded structure of the second metal member according to one aspect of the present invention is Al alloy member containing 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less of Fe, Cu member mainly composed of Cu, It has a welded portion in which the constituent materials of the Al alloy member and the Cu member are melted and solidified. The welding portion is sequentially moved in a direction away from the interface with the Cu member.
  • ⁇ 2 phase containing Cu 9 Al 4 and containing no Fe ⁇ phase containing Cu 3 Al 2 and Fe
  • Inner ⁇ phase containing Al 2 Cu and Fe, An outer ⁇ phase containing Al 2 Cu and containing no Fe, Have a laminated structure in which
  • the welded structure of the third metal member according to one aspect of the present invention is Al alloy member containing 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less of Mn, Cu member mainly composed of Cu, It has a welded portion in which the constituent materials of the Al alloy member and the Cu member are melted and solidified. The welding portion is sequentially moved in a direction away from the interface with the Cu member.
  • ⁇ 2 phase containing Cu 9 Al 4 and not containing Mn ⁇ phase containing Cu 3 Al and Mn, ⁇ phase containing Al 2 Cu and containing no Mn, Have a laminated structure in which
  • the weld is A plurality of islands including Al 2 Cu and Si and dispersed on the side opposite to the interface side of the laminated structure, It is possible to provide a sea-island structure having pure Al and Si, and a sea part interposed between the island parts.
  • the stress acting on the weld (in the vicinity of the interface with the Cu member) can be easily dispersed by increasing the surface area of the island in the weld due to the sea-island structure. It is further excellent by bonding strength.
  • the distance between the island parts is 10 ⁇ m or less.
  • the distance is 10 ⁇ m or less, the distance between the island portions is not too large, and the crack hardly propagates linearly, so the bonding strength between the Al alloy member and the Cu member is more excellent.
  • the weld is A plurality of coarse islands including Al 2 Cu and Fe and dispersed on the side opposite to the interface side of the laminated structure; A plurality of fine islands including pure Al and dispersed among the coarse islands; A sea-island structure including Al 2 Cu and Fe, and having a three-dimensional mesh sea part interposed between the coarse island part and the fine island part.
  • the weld is A plurality of coarse islands including Al 2 Cu and Mn and dispersed on the side opposite to the interface side of the laminated structure; A plurality of fine islands including pure Al and dispersed among the coarse islands; A sea-island structure including Al 2 Cu and Mn and having a three-dimensional network like sea part intervened between the coarse island part and the fine island part.
  • the distance between the coarse island portions is 10 ⁇ m or less.
  • the distance is 10 ⁇ m or less, the distance between the coarse island portions is not excessively large, and the crack hardly propagates linearly, so the bonding strength between the Al alloy member and the Cu member is further excellent.
  • the welded part is Al 2 on the opposite side of the laminated structure side of the sea-island structure. It has a lamellar structure of Cu and pure Al.
  • the surface area of Al 2 Cu in the welded part is increased due to the lamella structure, the stress on the welded part is easily dispersed, and therefore, the bonding strength between the Al alloy member and the Cu member is further excellent.
  • the welding mark is formed on the opposite side of the Cu member to the Al alloy member, so that it can be easily determined that the Al alloy member and the Cu member are welded. Moreover, it is excellent in joint strength to the same extent as the case where a part of Cu member is fuse
  • the manufacturing method of the welding structure of the metal member which concerns on embodiment with reference to FIG. 1 suitably is demonstrated.
  • the method of manufacturing the welded structure of the metal member according to the embodiment includes a preparation step of preparing the Al alloy member 2 and the Cu member 3 and a welding step of irradiating the laser and welding the Al alloy member 2 and the Cu member 3 Equipped with
  • One of the features of the manufacturing method of the welded structure of this metal member is that the Al alloy member 2 of a specific composition is prepared in the preparation step, and the laser of the specific irradiation condition is irradiated in the welding step.
  • the irradiation side of the laser is the front (FIG. 1 paper upper side), the opposite side is the back (FIG. 1 paper lower side), and the front and back direction is the thickness direction.
  • the Al alloy member 2 and the Cu member 3 are prepared.
  • Al alloy member 2 is made of an Al-based alloy.
  • the Al-based alloy is mainly composed of Al (aluminum), and contains any one element of Si (silicon), Fe (iron), and Mn (manganese) as an additional element. This Al-based alloy allows the inclusion of unavoidable impurities.
  • the content of Fe is, for example, 0.05% to 2.5% by mass, preferably 0.25% to 2% by mass, and more preferably 0.5% to 1.5% by mass.
  • the content of Mn is, for example, 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less, preferably 0.25% by mass or more and 2% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 1.5% by mass or less .
  • each of these additive elements When the content of each of these additive elements is equal to or more than the lower limit value, it is possible to form a welded portion 4 having a laminated structure 5a (5b, 5c) described later with reference to FIG. 2 (FIG. 6, FIG. 10). When the content of these additive elements is less than or equal to the upper limit value, it is possible to suppress an excessive decrease in conductivity.
  • the shape of the Al alloy member 2 can be appropriately selected, and typically it may be plate-like.
  • the thickness of the Al alloy member 2 can be appropriately selected, and for example, 0.2 mm or more and 1.2 mm or less can be mentioned, further 0.25 mm or more and 0.9 mm or less can be mentioned, and particularly 0.3 mm or more and 0.6 mm or less Be
  • the Cu member 3 contains Cu (copper) as a main component. Having Cu as a main component means pure copper or a Cu-based alloy. The Cu member 3 permits inclusion of unavoidable impurities.
  • the additive element of the Cu-based alloy include one or more elements selected from Si, Fe, Mn, Ti, Mg, Sn, Ag, In, Sr, Zn, Ni, Al, and P. The content of these additive elements can be appropriately selected as long as the conductivity does not excessively decrease.
  • the total content of the additive elements is, for example, preferably 0.001% by mass or more and 0.1% by mass or less, more preferably 0.005% by mass or more and 0.07% by mass or less, and particularly preferably 0.01% by mass or more and 0.05% by mass The following are preferred.
  • the shape of the Cu member 3 can be appropriately selected, and like the Al alloy member 2, typically it has a plate shape.
  • the thickness of the Cu member 3 can be appropriately selected, and is, for example, 0.15 mm or more and 0.6 mm or less, further, 0.25 mm or more and 0.5 mm or less, and particularly, 0.35 mm or more and 0.4 mm or less. .
  • the Al alloy member 2 and the Cu member 3 are welded. This welding is performed by opposingly arranging the Al alloy member 2 and the Cu member 3 and irradiating a laser from the Al alloy member 2 side. Thereby, a welded structure 1 (1A to 1C) of a metal member in which the Al alloy member 2 and the Cu member 3 are joined by the weld portion 4 in which the respective constituent materials of the Al alloy member 2 and the Cu member 3 are melted and solidified Do.
  • the Al alloy member 2 is melted across the front and back of the irradiation portion of the laser, and at least a part of the Cu member 3 is melted at the portion facing the melting portion of the Al alloy member 2.
  • the Cu member 3 is melted across the front and back as in the case of the Al alloy member 2.
  • the weld portion 4 melted and solidified penetrates the Cu member 3. If the weld portion 4 penetrates the Cu member 3, weld marks (not shown) are formed on the back surface of the Cu member 3, so that it can be easily distinguished that the Al alloy member 2 and the Cu member 3 are welded. .
  • the type of laser may be a laser that can melt and weld the Al alloy member 2 and the Cu member 3.
  • the type of laser may be a solid-state laser in which the medium of the laser is solid, and is preferably, for example, one laser selected from fiber lasers, YAG lasers, and YVO4 lasers. With these lasers, it is easy to weld the Al alloy member 2 and the Cu member 3.
  • Each of these lasers also includes known lasers in which the medium of each laser is doped with various materials. That is, in the above fiber laser, the core of the fiber as the medium is doped with a rare earth element or the like, and for example, doping with Yb or the like can be mentioned.
  • the YAG laser may have its medium doped with Nd, Er or the like
  • the YVO4 laser may have its medium doped with Nd or the like.
  • the irradiation conditions of the laser can be appropriately selected according to the thickness of the Al alloy member 2 or the Cu member 3, the thickness of the welded portion 4, the type of laser, and the like.
  • the irradiation condition of the laser is preferably a condition of penetrating the Cu member 3.
  • the output of the laser is 550 W or more. By setting the output of the laser to 550 W or more, the surface of the Cu member 3 is melted, and the Al alloy member 2 and the Cu member 3 can be welded.
  • the output of the laser is preferably 850 W or less. If the output of the laser is set to 850 W or less, the output does not become excessively high.
  • the output of the laser is preferably 570 W or more and 830 W or less, and more preferably 600 W or more and 800 W or less.
  • the scanning speed of the laser may be 10 mm / sec or more. By setting the scanning speed of the laser to 10 mm / sec or more, the scanning speed is not excessively slow and the welding time between the Al alloy member 2 and the Cu member 3 does not become too long, so that the productivity can be improved.
  • the scanning speed of the laser is preferably 90 mm / sec or less. If the laser scanning speed is 90 mm / sec or less, the surface of the Cu member 3 can be melted without excessively high scanning speed.
  • the scanning speed of the laser is preferably 15 mm / sec to 60 mm / sec, more preferably 20 mm / sec to 30 mm / sec.
  • the scanning direction of the laser can be selected as appropriate, and in this case, is the vertical direction in FIG.
  • the assist gas at the time of laser irradiation is preferably nitrogen gas.
  • the irradiation direction of the assist gas is preferably orthogonal to the irradiation direction of the laser.
  • the manufacturing method of the welding structure of a metallic member can manufacture stably the welding structure of the metallic member which is excellent in joint strength.
  • the welded structure 1A of the first metal member will be described with reference to FIGS.
  • the welded structure 1A of the first metal member includes an Al alloy member 2, a Cu member 3, and a weld portion 4 joining the Al alloy member 2 and the Cu member 3 (FIG. 1).
  • the welded structure 1A of the first metal member can be manufactured by the method of manufacturing the welded structure of the metal member described above.
  • One of the features of the welded structure 1A of the first metal member is that the welded portion 4 is provided with a laminated structure 5a (FIG. 2) of a specific composition and structure.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the dashed circle in FIG.
  • FIG. 1 shows an enlarged micrograph of the vicinity of the interface between the weld 4 and the Cu member 3.
  • FIG. 3 shows an enlarged photomicrograph of the Cu member 3 side of the sea-island structure 6a of FIG.
  • FIG. 4 shows a transmission electron micrograph of an enlarged region surrounded by a solid square in FIG.
  • FIG. 5 shows an enlarged photomicrograph of the vicinity of the lamellar structure 7 of FIG.
  • the Al alloy member 2 is made of an Al-based alloy containing Al as a main component and Si as an additive element (FIG. 1). This Al alloy member 2 permits inclusion of unavoidable impurities. Content of Si is as above-mentioned, and 1 mass% or more and 17 mass% or less are mentioned. The preferred content of Si and the preferred thickness of the Al alloy member 2 are as described above. This thickness is taken as the thickness of a portion other than the weld portion 4 in the Al alloy member 2.
  • the Cu member 3 contains Cu as a main component, and refers to pure copper or a Cu-based alloy.
  • the composition of the Cu member 3 is as described in the above-mentioned manufacturing method.
  • the Cu member 3 is made of pure copper.
  • the shape of the Cu member 3 is plate-shaped, and the preferred thickness is as described above. Like the Al alloy member 2, this thickness is the thickness of a portion other than the weld portion 4 in the Cu member 3.
  • the welded portion 4 is a portion where the Al alloy member 2 and the Cu member 3 are joined, and each constituent material is melted and solidified. That is, in the present embodiment, the main constituent elements of the welding portion 4 are Al, Si, and Cu.
  • the formation region of the weld portion 4 along the thickness direction of the welded structure 1A of the metal member may be a region extending from the surface of the Al alloy member 2 to at least a part of Cu. That is, the welding part 4 penetrates the Al alloy member 2 to the front and back. It is preferable that the formation region of the weld portion 4 be a region extending over the back surface of the Cu member 3. That is, it is preferable that the welding part 4 penetrates the Cu member 3 to the front and back.
  • the welded portion 4 includes a laminated structure 5a, a sea-island structure 6a, and a lamella structure 7 (FIGS. 2 to 5).
  • the laminated structure 5a is formed at the interface with the Cu member 3, and the ⁇ 2 phase 51a, the ⁇ phase 52a, and the ⁇ phase 53a are laminated in order in the direction away from the interface (opposite to the Cu member 3) It is formed (FIG. 4).
  • the thin laminated structure 5a having the thickness of each phase it is possible to suppress the decrease in the bonding strength at the interface between the Cu member 3 and the weld portion 4, so that the thickness of each phase of the laminated structure 5a is thicker than in the case.
  • the bonding strength between the Al alloy member 2 and the Cu member 3 is excellent.
  • the bonding strength is excellent.
  • gamma 2 phase 51a is formed in a layer immediately above the Cu member 3.
  • the gamma 2 phase 51a includes a Cu 9 Al 4, it does not contain Si.
  • the thickness of the gamma 2 phase 51a may include 0.05 ⁇ m or 0.5 ⁇ m or less, and further 0.1 ⁇ m or 0.3 ⁇ m below.
  • ⁇ phase> ⁇ phase 52a is formed in a layer directly above the gamma 2 phase 51a.
  • the ⁇ phase 52a contains Cu 3 Al 2 and does not contain Si.
  • the thickness of the ⁇ phase 52a is, for example, 0.1 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less, and further, 0.15 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less.
  • the ⁇ phase 53a is formed immediately above the ⁇ phase 52a.
  • the ⁇ phase 53a includes a layered portion formed on the ⁇ phase 52a side, and a peninsular portion extending from the portion immediately above the layered portion to the opposite side to the ⁇ phase 52a.
  • the ⁇ phase 53a contains Al 2 Cu and Si.
  • the ⁇ phase 53a is mainly composed of Al 2 Cu, and the content of Si is 0.5% by mass to 1.8% by mass, and further 0.8% by mass to 1.5% by mass Can be mentioned.
  • the composition of each phase can be analyzed by EDX (energy dispersive X-ray analyzer).
  • the thicknesses of the ⁇ 2 phase 51a and the ⁇ phase 52a are obtained by observing the cross section of the weld 4 with a TEM (transmission electron microscope), and analyzing the line of EDX in the direction away from the interface of the weld 4 with the Cu member 3 It is asked by doing.
  • the thickness of the gamma 2 phase 51a and ⁇ phase 52a is a field number as one or more, the line analysis number in each field and three or more, and the average thickness obtained in each analysis.
  • the cross section is a cross section (transverse section) along a direction (horizontal direction in FIG.
  • each visual field was 200,000, and each visual field size was 0.65 ⁇ m ⁇ 0.65 ⁇ m.
  • the sea-island structure 6a is formed on the opposite side to the above-mentioned interface side (Cu member 3 side) of the laminated structure 5a (FIG. 3).
  • the sea-island structure 6a includes a plurality of island portions 61a and a sea portion 63a. Since the stress acting on the welded portion 4 can be easily dispersed by increasing the surface area of the island portion 61 a in the welded portion 4 by the sea-island structure 6 a, the joint strength between the Al alloy member 2 and the Cu member 3 is further excellent.
  • the island portion 61a is dispersed on the side opposite to the Cu member 3 side of the laminated structure 5a.
  • the island portion 61a contains Al 2 Cu and Si.
  • the island portion 61 a is mainly made of Al 2 Cu, and the content of Si is 0.3% by mass to 1.8% by mass, and further 0.5% by mass to 1.5% by mass Be It is preferable that Si be in solid solution in Al 2 Cu.
  • the content of Si can be analyzed by EDX, as in the compositional analysis of the laminated structure 5a.
  • the content of Si is an average of the Si content of all the island portions 61a present in two or more views. The way of taking the cross section is as described above. Each field of view had a magnification of 10000 and a field size of 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m.
  • the size of the island portion 61a is, for example, 5 ⁇ m 2 to 30 ⁇ m 2 , and further, 10 ⁇ m 2 to 20 ⁇ m 2 .
  • the size of the island portion 61 a is an average of the areas of all the island portions 61 a present in two or more fields of view in the cross section of the weld portion 4.
  • the area of the island portion 61a can be obtained by commercially available image analysis software. The way of taking the cross section is as described above. Each field of view had a magnification of 10000 and a field size of 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m.
  • the distance between the island portions 61a is preferably 10 ⁇ m or less. Then, the distance between the island portions 61a is not excessively wide, and it is possible to suppress the propagation of the crack in a straight line.
  • the distance between the island portions 61a is preferably 7 ⁇ m or less, and more preferably 5 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the distance between the island portions 61a is, for example, 0.5 ⁇ m or more. Then, the distance between the island portions 61a is not excessively narrowed, and the stress acting on the weld portion 4 (in the vicinity of the interface with the Cu member 3) can be easily dispersed.
  • the distance between the island portions 61 a refers to the length between the centers of the island portions 61 a along the direction orthogonal to the interface with the Cu member 3 in the welding portion 4.
  • five or more virtual lines perpendicular to the interface are taken for each field of view, and the lengths of the island portions 61a on the virtual lines are measured. Do.
  • the way of picking the cross section and the field of view are as described above.
  • the sea part 63a is interposed between the island parts 61a.
  • the sea portion 63a is formed in a three-dimensional mesh shape.
  • the sea portion 63a is also interposed between the island portion 61a and the ⁇ phase 53a of the laminated structure 5a.
  • the sea part 63a contains pure Al and Si.
  • the sea portion 63a is mainly composed of pure Al, the content of Si is 0.5% by mass to 15% by mass, and further, 0.7% by mass to 13% by mass. It is preferable that Si be in solid solution in pure Al.
  • the lamellar structure 7 is formed on the opposite side of the laminated structure 5a side of the sea-island structure 6a (FIGS. 2 and 5).
  • the lamellar structure 7 is composed of pure Al layer and made of pure and Al 2 Cu layer made of Al 2 Cu Al. Due to the lamellar structure 7, the surface area of the Al 2 Cu layer in the weld 4 is increased, and thus the stress acting on the weld 4 can be easily dispersed.
  • the lamellar structure 7 than the stacking direction of the Al 2 Cu layer and the pure Al layer is aligned in one direction, randomly and Al 2 Cu layer and the pure Al layer as the stacking direction faces in various directions It is preferable that it is arrange
  • the welded structure 1 B of the second metal member will be described with reference to FIGS. 1, 6 to 9.
  • Welded structure 1B of the second metallic member is similar to welded structure 1A of the first metallic member in that Al alloy member 2, Cu member 3 and weld portion 4 are similar to the composition of Al alloy member 2 and The composition and structure of the welding portion 4 are different from the welded structure 1A of the first metal member.
  • the following description will be made focusing on the difference from the first metal member welded structure 1A, and the description of the same configuration and effects will be omitted. This point is the same as in a welded structure 1C of a third metal member described later.
  • the welded structure 1B of the second metal member can be manufactured by the above-described method of manufacturing the welded structure of the metal member, similarly to the welded structure 1A of the first metal member.
  • 6 is an enlarged view of the inside of a broken line circle in FIG. 1 as in FIG. 2 and is a photomicrograph in which the vicinity of the interface between the weld 4 and the Cu member 3 is enlarged.
  • FIG. 7 shows a photomicrograph in which the Cu member 3 side of the sea-island structure 6 b of FIG. 6 is enlarged.
  • FIG. 8 shows a transmission electron micrograph of an enlarged region surrounded by a solid square in FIG.
  • FIG. 9 shows an enlarged transmission electron micrograph of the area enclosed by the dashed square in FIG.
  • the Al alloy member 2 is made of an Al-based alloy containing Al as a main component and containing Fe as an additive element (FIG. 1). This Al alloy member 2 permits inclusion of unavoidable impurities.
  • the content of Fe is as described above, and may be 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less, preferably 0.25% by mass or more and 2% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more. 5 mass% or less is preferable.
  • the welding part 4 is provided with the laminated structure 5b, the sea-island structure 6b, and the lamella structure 7 like the welding structure 1A of a 1st metal member (FIG. 6).
  • the main constituent elements of the welded portion 4 are Al, Fe, and Cu, and the points of the composition and structure of the laminated structure 5b and the sea-island structure 6b are the welded structure 1A of the first metal member. It is different from.
  • Layered structure 5b is in a direction away from the interface and gamma 2 phase 51b and ⁇ phase 52b in order inner ⁇ phase 531b and outer ⁇ phases 532b are formed by stacking the Cu member 3 ( Figure 8).
  • gamma 2 phase 51b is formed in a layer immediately above the Cu member 3.
  • the gamma 2 phase 51b includes a Cu 9 Al 4, it does not contain Fe.
  • the thickness of the gamma 2 phase 51b is include 0.05 ⁇ m or 0.5 ⁇ m or less, and further 0.1 ⁇ m or 0.3 ⁇ m below.
  • the ⁇ phase 52 b is formed in a layer directly above the ⁇ 2 phase 51 b.
  • the ⁇ phase 52 b contains Cu 3 Al 2 and Fe.
  • the ⁇ phase 52b is mainly composed of Cu 3 Al 2 , and the content of Fe is, for example, 0.8% by mass or more and 2.2% by mass or less, and further, 1.2% by mass or more and 1.8% by mass or less Can be mentioned.
  • the thickness of the ⁇ phase 52b is, for example, 0.05 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less, and further, 0.1 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less.
  • the inner ⁇ phase 531 b is formed immediately above the ⁇ phase 52 b.
  • the inner ⁇ -phase 531 b includes a layered portion formed on the ⁇ -phase 52 b side, and a peninsular portion extending from the portion immediately above the layered portion to the opposite side to the ⁇ -phase 52 b.
  • the inner ⁇ -phase 531 b contains Al 2 Cu and Fe.
  • the inner ⁇ phase 531b is mainly composed of Al 2 Cu, and the content of Fe is, for example, 0.8% by mass or more and 2.2% by mass or less, and further, 1.2% by mass or more and 1.8% by mass or less Can be mentioned.
  • the outer ⁇ phase 532 b is formed immediately above the inner ⁇ phase 531 b.
  • the outer ⁇ phase 532 b includes a layered portion of the inner ⁇ phase 531 b and a layered portion formed immediately above the peninsular portion.
  • the outer ⁇ phase 532 b contains Al 2 Cu and does not contain Fe.
  • the sea-island structure 6b includes a plurality of coarse island portions 61b, a plurality of fine island portions 62b, and a sea portion 63b (FIGS. 7 and 9). Since the surface area of the coarse island portion 61b in the welded portion 4 is increased by the sea-island structure 6b, the stress acting on the welded portion 4 can be easily dispersed.
  • the large island portion 61b is dispersed on the side opposite to the side of the Cu member 3 with respect to the laminated structure 5b.
  • the coarse island portion 61 b contains Al 2 Cu and Fe.
  • the coarse island portion 61b is mainly composed of Al 2 Cu, the content of Fe is 0.05% by mass to 1% by mass, and further 0.2% to 0.6% by mass. .
  • Fe is preferably dissolved in Al 2 Cu.
  • the size of the coarse island portion 61 b may be 5 ⁇ m 2 or more and 30 ⁇ m 2 or less, and may further be 10 ⁇ m 2 or more and 30 ⁇ m 2 or less.
  • the method of measuring the size of the coarse island portion 61b is the same as the method of measuring the island portion 61a in the welded structure 1A of the first metal member.
  • the preferred range of the distance between the coarse island portions 61b is the same as the preferred distance between the island portions 61a described above. In this case, the distance between the coarse island portions 61b is not excessively wide, and it is possible to suppress the propagation of the crack in a straight line.
  • interval is the same as the measuring method of the space
  • the fine island portions 62b are dispersed between the coarse island portions 61b.
  • the fine island portion 62b is formed between the coarse island portion 61b, between the coarse island portion 61b and the sea portion 63b, or formed between the sea portion 63b, that is, surrounded by the sea portion 63b.
  • This fine island portion 62b contains pure Al.
  • the fine island portion 62b allows containing Fe. 0.05 mass% or more and 1 mass% or less are mentioned as content of Fe in the micro island part 62b, and also 0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less are mentioned. Fe is preferably in solid solution in pure Al.
  • the size of the fine island part 62b is include 0.2 [mu] m 2 or more 1 [mu] m 2 or less, and further 0.4 .mu.m 2 or 0.7 [mu] m 2 or less.
  • the measurement method of the size of the minute island portion 62b is as described above except for the magnification of the visual field and the size of the visual field.
  • the magnification of each visual field is 50000 times, and the size of each visual field is 2.7 ⁇ m ⁇ 2.7 ⁇ m.
  • the sea portion 63 b is interposed between the coarse island portion 61 b and the fine island portion 62 b.
  • the sea portion 63 b is formed in a three-dimensional mesh shape.
  • the sea portion 63 b is also interposed between the coarse island portion 61 b and the outer ⁇ -phase 532 b of the laminated structure 5 b.
  • the sea portion 63 b contains Al 2 Cu and Fe.
  • the sea portion 63 b is mainly made of Al 2 Cu, the content of Fe is 0.5% by mass to 10% by mass, and further 1% by mass to 8% by mass.
  • the welded structure 1C of the third metal member will be described with reference to FIGS. 1, 10-12.
  • Weld structure 1C of the third metal member is the same as weld structures 1A and 1B of the first and second metal members in that Al alloy member 2, Cu member 3 and weld portion 4 are the same, but the weld portion
  • the composition and structure of No. 4 are different from the welded structures 1A and 1B of the first and second metal members.
  • the welded structure 1C of the third metal member can be manufactured by the above-described method of manufacturing the welded structure of the metal members.
  • FIG. 10 is an enlarged view of the inside of the broken line circle in FIG.
  • FIG. 11 shows an enlarged micrograph of the Cu member 3 side of the sea-island structure 6c of FIG. 10
  • FIG. 12 shows a transmission electron micrograph of an enlarged region surrounded by a solid square in FIG.
  • the Al alloy member 2 is made of an Al-based alloy containing Al as a main component and containing an Mn additive element (FIG. 1). This Al alloy member 2 permits inclusion of unavoidable impurities.
  • the content of Mn is as described above, and may be 0.05% by mass or more and 2.5% by mass or less, preferably 0.25% by mass or more and 2% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more. 5 mass% or less is preferable.
  • the welding part 4 is provided with the laminated structure 5c, the sea-island structure 6c, and the lamella structure 7 similarly to welding structure 1A, 1B of a 1st and 2nd metal member (FIG. 10).
  • the main constituent elements of the welded portion 4 are Al, Mn, and Cu, and the points of the composition and structure of the laminated structure 5c and the sea-island structure 6c are welding of the first and second metal members. It differs from the structures 1A and 1B.
  • Layered structure 5c moves away from the interface toward the direction the gamma 2 phase 51c and ⁇ -phase 52c and ⁇ -phase 53c in the order are formed by stacking the Cu member 3 ( Figure 12).
  • gamma 2 phase 51c is formed in a layer immediately above the Cu member 3.
  • the gamma 2 phase 51c comprises a Cu 9 Al 4, it does not contain Mn.
  • the thickness of the gamma 2 phase 51c are include 0.05 ⁇ m or 0.5 ⁇ m or less, and further 0.1 ⁇ m or 0.3 ⁇ m below.
  • ⁇ phase> ⁇ -phase 52c is formed in a layer directly above the gamma 2 phase 51c.
  • the ⁇ phase 52c contains Cu 3 Al and Mn.
  • the ⁇ phase 52c is mainly composed of Cu 3 Al, and the content of Mn is 0.3% by mass or more and 2.3% by mass or less, and further is 0.8% by mass or more and 1.8% by mass or less Be
  • the thickness of the ⁇ phase 52c is, for example, 0.05 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less, and further, 0.1 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less.
  • the ⁇ phase 53 c is formed immediately above the ⁇ phase 52 c.
  • the ⁇ -phase 53c includes a layered portion formed on the ⁇ -phase 52c side and a peninsular portion extending from a portion immediately above the layered portion to the opposite side to the ⁇ -phase 52c.
  • the ⁇ phase 53c contains Al 2 Cu and does not contain Mn.
  • the sea-island structure 6c is similar to the welded structure 1B of the second metal member in that the sea-island structure 6c includes a plurality of coarse island portions 61c, a plurality of fine island portions 62c, and a sea portion 63c. It differs from the welded structure 1B of the second metal member in that the type of the element contained is not Fe but Mn (FIG. 11). That is, the coarse island portion 61c contains Al 2 Cu and Mn. As content of Mn, 0.05 mass% or more and 1 mass% or less are mentioned, Furthermore, 0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less are mentioned. Mn is preferably in solid solution in Al 2 Cu.
  • the size of the coarse island portion 61c is the same as that of the coarse island portion 61b described above.
  • Fine island portion 62c contains pure Al.
  • the fine island portion 62c allows the inclusion of Mn. 0.05 mass% or more and 1 mass% or less are mentioned as content of Mn in the micro island part 62c, and also 0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less are mentioned.
  • Mn is preferably in solid solution in pure Al.
  • the size of the minute island portion 62c is the same as that of the minute island portion 62b described above.
  • the sea-island structure 6c As in the case of the sea-island structure 6b in the welded structure 1B of the second metal member, the surface area of the coarse island portion 61c in the welded portion 4 is increased, and the stress acting on the welded portion 4 is easily dispersed.
  • the welded structures 1A to 1C of the first to third metal members can be suitably used for various bus bars and vehicle battery modules.
  • Test Example 1 Welded structures of metal members were produced and their joint strength was evaluated.
  • Sample No. 1-1 to No. 1-3 Sample No. 1-1 to No. The welded structure of 1-3 metal members was manufactured through the preparation step and the welding step in the same manner as the method of manufacturing the welded structure of the metal members described above.
  • Al alloy member and a Cu member were prepared.
  • the Al alloy member of each sample prepared the Al alloy member (thickness 0.6 mm) of the following composition, respectively, and the Cu member of each sample prepared the board material (thickness 0.3 mm) of pure copper in all.
  • Al alloy members Al-Mn alloy containing 1% by mass of Mn
  • Sample No. 1-101 to No. 1-103 Sample No. 1-101 to No. The welded structures of the 1-103 metal members are the same as the sample No. 1 respectively. 1-1 to No. Sample No. 1 except that resistance heating was used as the welding method 1-3. 1-1 to No. It was prepared in the same manner as 1-3.
  • Sample No. 1104 Sample No. The welded structure of the metal members of 1-104 is the same as that of sample No. 1 except that Al members made of pure Al are prepared instead of Al alloy members. 1-1 to No. It was prepared in the same manner as 1-3.
  • composition and tissue analysis The composition and structure of the weld in the welded structure of the metal member of each sample were analyzed. Sample No. 1-1 to No. The results of 1-3 are shown in the graphs of FIGS.
  • line analysis of EDX supplied with SEM S-3400N manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation was performed in the vicinity of the interface between each sample weld and the Cu member.
  • the line analysis range is indicated by a rectangular frame or an arrow on the photomicrograph of FIGS. 4, 8 and 12.
  • the thick solid line in the graph of FIG. 13 indicates Al, the thick broken line indicates Cu, and the thin dotted line indicates Si.
  • the thick solid line in the graph of FIG. 14 indicates Al, the thick broken line indicates Cu, the thin dotted line indicates Si, and the thin broken line indicates Fe.
  • the thick solid line in the graph of FIG. 15 indicates Al, the thick broken line indicates Cu, and the thin solid line indicates Mn.
  • Sample No. The maximum tensile force of 1-1 is 24 N, sample no. 1-2 and sample no. The maximum tensile force of 1-3 was 22N. On the other hand, for sample no. 1-101 to No. The maximum tensile force of 1-103 is about 18 N. The maximum tensile force of 1-104 was 12N.
  • the welding structure of a metal member prepared by preparing an Al alloy member containing a specific element and irradiating with a laser under a specific irradiation condition is compared with the welding structure of a metal member prepared by preparing pure Al. It was found that the bonding strength was excellent.
  • Test Example 2 Sample No. 1-1 to No. 1-3, no. 1-101 to No. The same sample no. 2-1 to No. 2-3, no. 2-101 to No. Ten welded structures of metal members of 2-104 were prepared in the same manner as in Test Example 1, and the bonding strength was measured by the same evaluation method as in Test Example 1.
  • All of the welded structures of metal members of 2-104 are sample Nos. The same result as 1-104 was obtained.
  • Test Example 3 Sample No. 1-1 to sample no. In each of 1-3, the welded structure of the metal member was produced under the 12 conditions shown in Table 1 under the irradiation conditions of the laser, and the bonding strength was measured by the same evaluation method as in Test Example 1. That is, sample no. 3-1-1 to No. 3-1-12, except for the irradiation conditions, sample no. It was prepared in the same manner as 1-1. Sample No. 3-2-1 to No. Sample No. 3-2-12, except for irradiation conditions. It was prepared in the same manner as 1-2. Sample No. 3-3-1 to No. Sample No. 3-3-12 except for the irradiation conditions. It was prepared in the same manner as 1-3.
  • the joint strength of the welded structure of the metal member of 3-1-12 is the sample No. Sample No. 1 is comparable to No. 1-1. 3-2-1 to No.
  • the joint strength of the welded structure of the metal member of 3-2-12 Sample No. 1 and No. 1-2. 3-3-1 to No.
  • the joint strength of the welded structure of the metal member of 3-3-12 It was comparable to 1-3.
  • the welded structure of the metal member of 3-1-12 is the sample No. Similar to 1-1, as described above with reference to the photomicrographs of FIGS. 2 to 5, it is considered that the welding portion 4 includes the laminated structure 5a, the sea-island structure 6a, and the lamella structure 7. Also, for sample no. 3-2-1 to No.
  • the welded structure of the metal member of 3-2-12 Similar to 1-2, as described above with reference to the photomicrographs of FIGS. 6-9, it is believed that the weld 4 comprises the laminated structure 5b, the sea-island structure 6b and the lamella structure 7. Furthermore, sample no. 3-3-1 to No.
  • the welded structure of the metal member of 3-3-12 is the same as that of sample No. Similar to 1-3, as described above with reference to the photomicrographs of FIGS. 10-12, it is believed that the weld 4 comprises a laminated structure 5c, a sea-island structure 6c and a lamella structure 7.

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Abstract

Ａｌ基合金からなるＡｌ合金部材と、Ｃｕを主成分とするＣｕ部材とを準備する準備工程と、前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを対向配置させ、前記Ａｌ合金部材側からレーザーを照射して前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを溶接する溶接工程と、を備え、前記Ａｌ基合金は、添加元素としてＳｉを１質量％以上１７質量％以下、Ｆｅを０．０５質量％以上２．５質量％以下、及びＭｎを０．０５質量％以上２．５質量％以下のいずれか１つを含み、前記レーザーの照射条件は、出力が５５０Ｗ以上、走査速度が１０ｍｍ／ｓｅｃ以上を満たす金属部材の溶接構造の製造方法。

Description

金属部材の溶接構造の製造方法、及び金属部材の溶接構造
　本発明は、金属部材の溶接構造の製造方法、及び金属部材の溶接構造に関する。
　本出願は、２０１７年７月２５日付の日本国出願の特願２０１７－１４４０３１に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　Ａｌ部材とＣｕ部材とを溶接してなる金属部材の溶接構造として、例えば、特許文献１の異種金属同士の接続構造が知られている。この異種金属同士の接続構造は、銅からなる第１金属部とアルミニウムからなる第２金属部と重ね、加熱しながら加圧して接合することで製造している。この異種金属同士の接続構造は、第１金属部と第２金属部との接続箇所に、第１金属部との界面から離れる方向に向かって、第１合金部と、海島構造と、ラメラ構造とが積層された中間部を備える。
特開２０１４－９７５２６号公報
　本開示に係る金属部材の溶接構造の製造方法は、
　Ａｌ基合金からなるＡｌ合金部材と、Ｃｕを主成分とするＣｕ部材とを準備する準備工程と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを対向配置させ、前記Ａｌ合金部材側からレーザーを照射して前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを溶接する溶接工程と、を備え、
　前記Ａｌ基合金は、添加元素としてＳｉを１質量％以上１７質量％以下、Ｆｅを０．０５質量％以上２．５質量％以下、及びＭｎを０．０５質量％以上２．５質量％以下のいずれか１つを含み、
　前記レーザーの照射条件は、
　　出力が５５０Ｗ以上、
　　走査速度が１０ｍｍ／ｓｅｃ以上を満たす。
　本開示に係る第一の金属部材の溶接構造は、
　Ｓｉを１質量％以上１７質量％以下含むＡｌ合金部材と、
　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｓｉを含まないγ２相と、
　　Ｃｕ３Ａｌ２を含み、Ｓｉを含まないδ相と、
　　Ａｌ２ＣｕとＳｉとを含むθ相と、
　を積層された積層構造を備える。
　本開示に係る第二の金属部材の溶接構造は、
　Ｆｅを０．０５質量％以上２．５質量％以下含むＡｌ合金部材と、
　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｆｅを含まないγ２相と、
　　Ｃｕ３Ａｌ２とＦｅとを含むδ相と、
　　Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含む内側θ相と、
　　Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｆｅを含まない外側θ相と、
　が積層された積層構造を備える。
　本開示に係る第三の金属部材の溶接構造は、
　Ｍｎを０．０５質量％以上２．５質量％以下含むＡｌ合金部材と、
　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｍｎを含まないγ２相と、
　　Ｃｕ３ＡｌとＭｎとを含むβ相と、
　　Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｍｎを含まないθ相と、
　が積層された積層構造を備える。
実施形態に係る金属部材の溶接構造の概略を示す断面図である。 実施形態に係る第一の金属部材の溶接構造における溶接部のＣｕ部材との界面近傍を拡大して示す顕微鏡写真である。 実施形態に係る第一の金属部材の溶接構造における海島構造のＣｕ部材側を拡大して示す顕微鏡写真である。 図３の実線の四角で囲む領域を拡大した顕微鏡写真である。 実施形態に係る第一の金属部材の溶接構造におけるラメラ構造の付近を拡大して示す顕微鏡写真である。 実施形態に係る第二の金属部材の溶接構造における溶接部のＣｕ部材との界面近傍を拡大して示す顕微鏡写真である。 実施形態に係る第二の金属部材の溶接構造における海島構造のＣｕ部材側を拡大して示す顕微鏡写真である。 図７の実線の四角で囲む領域を拡大した顕微鏡写真である。 図７の破線の四角で囲む領域を拡大した顕微鏡写真である。 実施形態に係る第三の金属部材の溶接構造における溶接部のＣｕ部材との界面近傍を拡大して示す顕微鏡写真である。 実施形態に係る第三の金属部材の溶接構造における海島構造のＣｕ部材側を拡大して示す顕微鏡写真である。 図１１の実線の四角で囲む領域を拡大した顕微鏡写真である。 試料Ｎｏ．１－１の金属部材の溶接構造における溶接部のＣｕ部材との界面近傍に対してライン分析を行った結果を示すグラフである。 試料Ｎｏ．１－２の金属部材の溶接構造における溶接部のＣｕ部材との界面近傍に対してライン分析を行った結果を示すグラフである。 試料Ｎｏ．１－３の金属部材の溶接構造における溶接部のＣｕ部材との界面近傍に対してライン分析を行った結果を示すグラフである。
　［本開示が解決しようとする課題］
　接合強度に優れる金属部材の溶接構造を安定して製造できることが望まれている。上述の金属部材の溶接構造は接合強度に優れるが、条件によっては上述のような接合強度に優れる金属部材の溶接構造を製造できない場合があった。
　そこで、接合強度に優れる金属部材の溶接構造を製造できる金属部材の溶接構造の製造方法を提供することを目的の一つとする。
　また、接合強度に優れる金属部材の溶接構造を提供することを目的の一つとする。
　［本開示の効果］
　本開示の金属部材の溶接構造の製造方法は、接合強度に優れる金属部材の溶接構造を製造できる。
　本開示の第一から本開示の第三の金属部材の溶接構造は、接合強度に優れる。
　《本発明の実施形態の説明》
　最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
　（１）本発明の一態様に係る金属部材の溶接構造の製造方法は、
　Ａｌ基合金からなるＡｌ合金部材と、Ｃｕを主成分とするＣｕ部材とを準備する準備工程と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを対向配置させ、前記Ａｌ合金部材側からレーザーを照射して前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを溶接する溶接工程と、を備え、
　前記Ａｌ基合金は、添加元素としてＳｉを１質量％以上１７質量％以下、Ｆｅを０．０５質量％以上２．５質量％以下、及びＭｎを０．０５質量％以上２．５質量％以下のいずれか１つを含み、
　前記レーザーの照射条件は、
　　出力が５５０Ｗ以上、
　　走査速度が１０ｍｍ／ｓｅｃ以上を満たす。
　上記の構成によれば、接合強度に優れる金属部材の溶接構造を安定して製造できる。各添加元素の含有量がそれぞれの範囲を満たし、レーザーの出力及び走査速度がそれぞれの範囲を満たすことで、詳しくは後述するが、溶接部（Ｃｕ部材との界面近傍）に作用する応力を緩和し易い積層構造を有する溶接部を備える金属部材の溶接構造を製造できるからである。
　これらの添加元素の含有量がそれぞれの下限値以上であることで、後述する積層構造を形成できる。これらの添加元素の含有量がそれぞれの上限値以下であることで、導電率の過度な低下を抑制できる。
　レーザーの出力を５５０Ｗ以上とすることで、Ｃｕ部材の表面を溶融させられてＡｌ合金部材とＣｕ部材とを溶接できる。
　レーザーの走査速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以上とすることで、走査速度が過度に遅すぎず、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との溶接時間が長くなりすぎないため、生産性を向上できる。
　（２）上記金属部材の溶接構造の製造方法の一形態として、
　前記レーザーの照射条件は、
　　出力が８５０Ｗ以下、
　　走査速度が９０ｍｍ／ｓｅｃ以下を満たすことが挙げられる。
　レーザーの出力を８５０Ｗ以下とすれば、過度に出力が高くなり過ぎない。レーザーの走査速度を９０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすれば、走査速度が過度に早すぎず、Ｃｕ部材の表面を溶融させられる。
　（３）上記金属部材の溶接構造の製造方法の一形態として、前記レーザーは、ファイバーレーザーであることが挙げられる。
　上記の構成によれば、Ａｌ合金部材とＣｕ部材とを溶接し易い。
　（４）上記金属部材の溶接構造の製造方法の一形態として、前記レーザーは、前記Ｃｕ部材を貫通するように照射することが挙げられる。
　上記の構成によれば、Ｃｕ部材のＡｌ合金部材とは反対側に溶接痕が形成されるため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材とが溶接されていることが容易に判別できる。Ｃｕ部材を貫通するほどＣｕを溶融させると、脆性なＡｌ２Ｃｕが形成されるため接合強度が低下すると考えられていたが、上記Ａｌ合金部材を準備して上記照射条件のレーザーを照射すれば脆性なＡｌ２Ｃｕのサイズを小さくできる。それにより接合強度の低下を抑制できるので、Ｃｕ部材の一部を溶融する場合と同程度の接合強度を有する金属部材の溶接構造を製造できる。
　（５）本発明の一態様に係る第一の金属部材の溶接構造は、
　Ｓｉを１質量％以上１７質量％以下含むＡｌ合金部材と、
　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｓｉを含まないγ２相と、
　　Ｃｕ３Ａｌ２を含み、Ｓｉを含まないδ相と、
　　Ａｌ２ＣｕとＳｉとを含むθ相と、
　が積層された積層構造を備える。
　上記の構成によれば、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度に優れる。Ａｌ合金部材とＣｕ部材との間の溶接部がＣｕ部材との界面に積層構造を備えることで、Ｃｕ部材と溶接部との界面の接合強度の低下を抑制できるからである。
　（６）本発明の一態様に係る第二の金属部材の溶接構造は、
　Ｆｅを０．０５質量％以上２．５質量％以下含むＡｌ合金部材と、
　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｆｅを含まないγ２相と、
　　Ｃｕ３Ａｌ２とＦｅとを含むδ相と、
　　Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含む内側θ相と、
　　Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｆｅを含まない外側θ相と、
　が積層された積層構造を備える。
　上記の構成によれば、第一の金属部材の溶接構造と同様、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度に優れる。
　（７）本発明の一態様に係る第三の金属部材の溶接構造は、
　Ｍｎを０．０５質量％以上２．５質量％以下含むＡｌ合金部材と、
　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｍｎを含まないγ２相と、
　　Ｃｕ３ＡｌとＭｎとを含むβ相と、
　　Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｍｎを含まないθ相と、
　が積層された積層構造を備える。
　上記の構成によれば、第一の金属部材の溶接構造と同様、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度に優れる。
　（８）上記第一の金属部材の溶接構造の一形態として、
　前記溶接部は、
　　Ａｌ２ＣｕとＳｉとを含み、前記積層構造の前記界面側とは反対側に分散する複数の島部と、
　　純ＡｌとＳｉとを含み、前記島部同士の間に介在される海部とを有する海島構造を備えることが挙げられる。
　上記の構成によれば、海島構造により溶接部における島部の表面積が大きくなることで溶接部（Ｃｕ部材との界面近傍）に作用する応力を分散させ易いため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度により一層優れる。
　（９）上記溶接部が上記海島構造を備える上記第一の金属部材の溶接構造の一形態として、前記島部同士の間隔が１０μｍ以下であることが挙げられる。
　上記間隔が１０μｍ以下であれば、島部同士の間隔が過度に広すぎず亀裂が直線的に伝播し難くなるため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度により一層優れる。
　（１０）上記第二の金属部材の溶接構造の一形態として、
　前記溶接部は、
　　Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含み、前記積層構造の前記界面側とは反対側に分散する複数の粗大島部と、
　　純Ａｌを含み、前記粗大島部の間に分散する複数の微細島部と、
　　Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含み、前記粗大島部と前記微細島部の間に介在される三次元網目状の海部とを有する海島構造を備える。
　上記の構成によれば、海島構造により溶接部における粗大島部の表面積が大きくなることで溶接部に対する応力を分散させ易いため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度により一層優れる。
　（１１）上記第三の金属部材の溶接構造の一形態として、
　前記溶接部は、
　　Ａｌ２ＣｕとＭｎとを含み、前記積層構造の前記界面側とは反対側に分散する複数の粗大島部と、
　　純Ａｌを含み、前記粗大島部の間に分散する複数の微細島部と、
　　Ａｌ２ＣｕとＭｎとを含み、前記粗大島部と前記微細島部の間に介在される三次元網目状の海部とを有する海島構造を備える。
　上記の構成によれば、海島構造により溶接部における粗大島部の表面積が大きくなることで溶接部に対する応力を分散させ易いため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度により一層優れる。
　（１２）上記溶接部が上記海島構造を有する上記第二及び上記第三の金属部材の溶接構造の一形態として、前記粗大島部同士の間隔が１０μｍ以下であることが挙げられる。
　上記間隔が１０μｍ以下であれば、粗大島部同士の間隔が過度に広すぎず亀裂が直線的に伝播し難くなるため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度により一層優れる。
　（１３）上記溶接部が上記海島構造を有する上記第一から上記第三の金属部材の溶接構造の一形態として、前記溶接部は、前記海島構造の前記積層構造側とは反対側にＡｌ２Ｃｕと純Ａｌとのラメラ構造を有することが挙げられる。
　上記の構成によれば、ラメラ構造により溶接部におけるＡｌ２Ｃｕの表面積が大きくなることで溶接部に対する応力を分散させ易いため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材との接合強度により一層優れる。
　（１４）上記第一から上記第三の金属部材の溶接構造の一形態として、前記溶接部は、前記Ｃｕ部材を貫通していることが挙げられる。
　上記の構成によれば、Ｃｕ部材のＡｌ合金部材とは反対側に溶接痕が形成されるため、Ａｌ合金部材とＣｕ部材とが溶接されていることが容易に判別できる。また、Ｃｕ部材の一部を溶融する場合と同程度に接合強度に優れる。
　《本発明の実施形態の詳細》
　本発明の実施形態の詳細を、以下に説明する。実施形態での説明は、金属部材の溶接構造の製造方法、金属部材の溶接構造の順に行う。金属部材の溶接構造の説明は、Ａｌ合金部材の添加元素の種類に応じて、第一～第三の金属部材の溶接構造の順に行う。
　〔金属部材の溶接構造の製造方法〕
　適宜図１を参照して実施形態に係る金属部材の溶接構造の製造方法を説明する。実施形態に係る金属部材の溶接構造の製造方法は、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを準備する準備工程と、レーザーを照射してＡｌ合金部材２とＣｕ部材３とを溶接する溶接工程とを備える。この金属部材の溶接構造の製造方法の特徴の一つは、準備工程で特定の組成のＡｌ合金部材２を準備する点と、溶接工程で特定の照射条件のレーザーを照射する点とにある。各工程の詳細を説明する。以下の説明では、レーザーの照射側を表（図１紙面上側）、その反対側を裏（図１紙面下側）とし、表裏方向を厚さ方向とする。
　　［準備工程］
　準備工程では、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを準備する。
　　　（Ａｌ合金部材）
　Ａｌ合金部材２は、Ａｌ基合金からなる。Ａｌ基合金は、Ａｌ（アルミニウム）を主成分とし、添加元素としてＳｉ（ケイ素）、Ｆｅ（鉄）、及びＭｎ（マンガン）のいずれか１種の元素を含む。このＡｌ基合金は、不可避的不純物を含むことを許容する。
　Ｓｉの含有量は、１質量％以上１７質量％以下が挙げられ、２．５質量％以上１５質量％以下が好ましく、更に４質量％以上１３質量％以下が好ましい。Ｆｅの含有量は、０．０５質量％以上２．５質量％以下が挙げられ、０．２５質量％以上２質量％以下が好ましく、更に０．５質量％以上１．５質量％以下が好ましい。Ｍｎの含有量は、０．０５質量％以上２．５質量％以下が挙げられ、０．２５質量％以上２質量％以下が好ましく、更に０．５質量％以上１．５質量％以下が好ましい。これらの添加元素の含有量がそれぞれの下限値以上であることで、図２（図６，図１０）を参照して後述する積層構造５ａ（５ｂ、５ｃ）を備える溶接部４を形成できる。これらの添加元素の含有量がそれぞれの上限値以下であることで、導電率の過度な低下を抑制できる。
　Ａｌ合金部材２の形状は、適宜選択でき、代表的には板状が挙げられる。Ａｌ合金部材２の厚さは、適宜選択でき、例えば０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下が挙げられ、更に０．２５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下が挙げられ、特に０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下が挙げられる。
　　　（Ｃｕ部材）
　Ｃｕ部材３は、Ｃｕ（銅）を主成分とする。Ｃｕを主成分とするとは、純銅やＣｕ基合金をいう。Ｃｕ部材３は、不可避的不純物を含むことを許容する。Ｃｕ基合金の添加元素は、例えば、Ｓｉ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｒ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，及びＰから選択される１種以上の元素が挙げられる。これらの添加元素の含有量は、導電率の過度な低下が生じない範囲で適宜選択できる。添加元素の合計含有量は、例えば０．００１質量％以上０．１質量％以下が好ましく、更に０．００５質量％以上０．０７質量％以下、特に０．０１質量％以上０．０５質量％以下が好ましい。
　Ｃｕ部材３の形状は、適宜選択でき、Ａｌ合金部材２と同様、代表的には板状が挙げられる。Ｃｕ部材３の厚さは、適宜選択でき、例えば０．１５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下が挙げられ、更に０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が挙げられ、特に０．３５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下が挙げられる。
　　［溶接工程］
　溶接工程では、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを溶接する。この溶接は、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを対向配置させ、Ａｌ合金部材２側からレーザーを照射することで行う。それにより、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３の各構成材料が溶融凝固された溶接部４によりＡｌ合金部材２とＣｕ部材３とが接合された金属部材の溶接構造１（１Ａ～１Ｃ）を製造する。
　レーザーの照射により、Ａｌ合金部材２は、そのレーザーの照射箇所の表裏に亘って溶融され、Ｃｕ部材３は、Ａｌ合金部材２の溶融箇所に対向する箇所の少なくとも一部が溶融される。レーザーの照射条件によっては、Ｃｕ部材３は、Ａｌ合金部材２と同様、その表裏に亘って溶融される。その場合、溶融凝固した溶接部４は、Ｃｕ部材３を貫通する。溶接部４がＣｕ部材３を貫通すれば、Ｃｕ部材３の裏面に溶接痕（図示略）が形成されるため、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とが溶接されていることが容易に判別できる。Ｃｕ部材３を貫通するほどＣｕを溶融させると、脆性なＡｌ２Ｃｕ（後述）が形成されるため接合強度が低下すると考えられていたが、Ａｌ合金部材２を準備して特定の照射除件のレーザーを照射すれば脆性なＡｌ２Ｃｕのサイズを小さくできる。そのため、Ｃｕ部材３の一部を溶融する場合と同程度の接合強度を有する金属部材の溶接構造１を製造できる。
　レーザーの種類は、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを溶融して溶接可能なレーザーであればよい。レーザーの種類は、レーザーの媒体が固体である固体レーザーが挙げられ、例えばファイバーレーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザーの中から選択される１種のレーザーであることが好ましい。これらのレーザーであれば、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを溶接し易い。これらレーザーの各々には、各レーザーの媒体に種々の材料がドープされた公知のレーザーも含む。即ち、上記ファイバーレーザーは、その媒体であるファイバーのコアに希土類元素などがドープされており、例えば、Ｙｂなどをドープすることが挙げられる。上記ＹＡＧレーザーは、その媒体にＮｄ、Ｅｒなどをドープされていてもよいし、上記ＹＶＯ４レーザーは、その媒体にＮｄなどをドープされていてもよい。
　レーザーの照射条件は、Ａｌ合金部材２やＣｕ部材３の厚さや、溶接部４の厚さ、レーザーの種類などに応じて適宜選択できる。レーザーの照射条件は、Ｃｕ部材３を貫通する程度の条件であることが好ましい。
　レーザーの出力は、５５０Ｗ以上が挙げられる。レーザーの出力を５５０Ｗ以上とすることで、Ｃｕ部材３の表面を溶融させられてＡｌ合金部材２とＣｕ部材３とを溶接でききる。レーザーの出力は、８５０Ｗ以下が好ましい。レーザーの出力を８５０Ｗ以下とすれば、過度に出力が高くなり過ぎない。レーザーの出力は、５７０Ｗ以上８３０Ｗ以下が好ましく、更に６００Ｗ以上８００Ｗ以下が好ましい。
　レーザーの走査速度は、１０ｍｍ／ｓｅｃ以上が挙げられる。レーザーの走査速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以上とすることで、走査速度が過度に遅すぎず、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３との溶接時間が長くなりすぎないため、生産性を向上できる。レーザーの走査速度は、９０ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましい。レーザーの走査速度を９０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすれば、走査速度が過度に早すぎず、Ｃｕ部材３の表面を溶融させられる。レーザーの走査速度は、１５ｍｍ／ｓｅｃ以上６０ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましく、更に２０ｍｍ／ｓｅｃ以上３０ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましい。レーザーの走査方向は、適宜選択でき、ここでは図１紙面垂直方向としている。
　レーザー照射時のアシストガスは、窒素ガスが好ましい。アシストガスの照射方向はレーザーの照射方向に対して直交する方向とすることが好ましい。
　〔作用効果〕
　金属部材の溶接構造の製造方法は、接合強度に優れる金属部材の溶接構造を安定して製造できる。
　〔第一の金属部材の溶接構造〕
　図１～図５を参照して第一の金属部材の溶接構造１Ａを説明する。第一の金属部材の溶接構造１Ａは、Ａｌ合金部材２と、Ｃｕ部材３と、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを接合する溶接部４とを備える（図１）。第一の金属部材の溶接構造１Ａは、上述の金属部材の溶接構造の製造方法により製造できる。第一の金属部材の溶接構造１Ａの特徴の一つは、溶接部４が特定の組成及び組織の積層構造５ａ（図２）を備える点にある。図２は、図１の破線円内を拡大して示しており、溶接部４のＣｕ部材３との界面近傍を拡大した顕微鏡写真である。図３は、図２の海島構造６ａのＣｕ部材３側を拡大した顕微鏡写真を示す。図４は、図３の実線の四角で囲む領域を拡大した透過電子顕微鏡写真を示す。図５は、図２のラメラ構造７の付近を拡大した顕微鏡写真を示す。
　　［Ａｌ合金部材］
　Ａｌ合金部材２は、Ａｌを主成分とし、Ｓｉを添加元素として含むＡｌ基合金からなる（図１）。このＡｌ合金部材２は、不可避的不純物を含むことを許容する。Ｓｉの含有量は、上述の通りであり、１質量％以上１７質量％以下が挙げられる。Ｓｉの好適な含有量や、Ａｌ合金部材２の好適な厚さは上述の通りである。この厚みは、Ａｌ合金部材２における溶接部４以外の箇所の厚みとする。
　　［Ｃｕ部材］
　Ｃｕ部材３は、Ｃｕを主成分とし、純銅やＣｕ基合金をいう。Ｃｕ部材３の組成は、上述の製造方法で説明した通りである。ここでは、Ｃｕ部材３は、純銅としている。Ｃｕ部材３の形状はここでは板状とし、好適な厚さは、上述の通りである。この厚みは、Ａｌ合金部材２と同様、Ｃｕ部材３における溶接部４以外の箇所の厚みとする。
　　［溶接部］
　溶接部４は、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを接合する部分で、各構成材料が溶融凝固されて構成されている。即ち、本例では、溶接部４の主たる構成元素は、Ａｌ，Ｓｉ，及びＣｕである。金属部材の溶接構造１Ａの厚さ方向に沿った溶接部４の形成領域は、Ａｌ合金部材２の表面からＣｕの少なくとも一部に亘った領域とすることが挙げられる。即ち、溶接部４は、Ａｌ合金部材２をその表裏に貫通している。この溶接部４の形成領域は、Ｃｕ部材３の裏面に亘る領域とすることが好ましい。即ち、溶接部４は、Ｃｕ部材３をその表裏に貫通していることが好ましい。そうすれば、Ｃｕ部材３の裏面に溶接痕が形成されるため、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とが溶接されていることが容易に判別できる。この溶接部４は、積層構造５ａと海島構造６ａとラメラ構造７とを備える（図２～図５）。
　　　（積層構造）
　積層構造５ａは、Ｃｕ部材３との界面に形成され、その界面から離れる方向（Ｃｕ部材３とは反対側）に向かって順にγ２相５１ａとδ相５２ａとθ相５３ａとが積層されて形成されている（図４）。各相の厚さの薄い積層構造５ａを備えることで、Ｃｕ部材３と溶接部４との界面の接合強度の低下を抑制できるため、積層構造５ａの各相の厚さが厚い場合に比較して、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３との接合強度に優れる。特に、Ｃｕ部材３とθ相５３ａとの間に２相（本例ではγ２相５１ａとδ相５２ａ）を備えることで、接合強度に優れる。
　　　　〈γ２相〉
　γ２相５１ａは、Ｃｕ部材３の直上に層状に形成されている。このγ２相５１ａは、Ｃｕ９Ａｌ４を含み，Ｓｉを含まない。γ２相５１ａの厚さは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下が挙げられ、更に０．１μｍ以上０．３μｍ以下が挙げられる。
　　　　〈δ相〉
　δ相５２ａは、γ２相５１ａの直上に層状に形成されている。このδ相５２ａは、Ｃｕ３Ａｌ２を含み、Ｓｉを含まない。δ相５２ａの厚さは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下が挙げられ、更に０．１５μｍ以上０．３μｍ以下が挙げられる。
　　　　〈θ相〉
　θ相５３ａは、δ相５２ａの直上に形成されている。このθ相５３ａは、δ相５２ａ側に形成される層状部分と、その層状部分の直上の一部からδ相５２ａとは反対側に伸びる半島状部分とを備える。θ相５３ａは、Ａｌ２ＣｕとＳｉとを含む。このθ相５３ａは、Ａｌ２Ｃｕを主体とし、Ｓｉの含有量は、０．５質量％以上１．８質量％以下が挙げられ、更には０．８質量％以上１．５質量％以下が挙げられる。
　各相の組成は、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）により分析できる。γ２相５１ａ及びδ相５２ａの厚さは、溶接部４の断面をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、溶接部４のＣｕ部材３との界面から離れる方向に向かってＥＤＸのライン分析を行うことで求められる。ここでは、γ２相５１ａ及びδ相５２ａの厚さは、視野数を１つ以上とし、各視野におけるライン分析本数を３本以上とし、各分析で求めた厚さの平均とした。断面は、金属部材の溶接構造１Ａの厚さ方向と溶接部４の長手方向（図１紙面垂直方向）との両方に直交する方向（図１紙面左右方向）に沿った断面（横断面）とする。各視野の倍率は、２０００００倍とし、各視野サイズは、０．６５μｍ×０．６５μｍとした。
　　　（海島構造）
　海島構造６ａは、積層構造５ａの上記界面側（Ｃｕ部材３側）とは反対側に形成される（図３）。この海島構造６ａは、複数の島部６１ａと海部６３ａとを備える。この海島構造６ａにより溶接部４における島部６１ａの表面積が大きくなることで溶接部４に作用する応力を分散させ易いため、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３との接合強度により一層優れる。
　　　　〈島部〉
　島部６１ａは、積層構造５ａよりもＣｕ部材３側とは反対側に分散している。この島部６１ａは、Ａｌ２ＣｕとＳｉとを含む。島部６１ａは、Ａｌ２Ｃｕを主体とし、Ｓｉの含有量は、０．３質量％以上１．８質量％以下が挙げられ、更には０．５質量％以上１．５質量％以下が挙げられる。Ｓｉは、Ａｌ２Ｃｕに固溶していることが好ましい。Ｓｉの含有量は、積層構造５ａの組成分析と同様、ＥＤＸにより分析できる。Ｓｉの含有量は、２以上の視野内に存在する全島部６１ａのＳｉ含有量の平均とする。断面の採り方は、上述の通りである。各視野は、倍率を１００００倍とし、視野サイズを１０μｍ×１０μｍとした。
　島部６１ａの大きさは、５μｍ２以上３０μｍ２以下が挙げられ、更に１０μｍ２以上２０μｍ２以下が挙げられる。島部６１ａの大きさは、溶接部４の断面における２つ以上の視野内に存在する全島部６１ａの面積の平均とする。島部６１ａの面積は、市販の画像解析ソフトにより求められる。断面の採り方は、上述の通りである。各視野は、倍率を１００００倍とし、視野サイズを１０μｍ×１０μｍとした。
　島部６１ａ同士の間隔は、１０μｍ以下が好ましい。そうすれば、島部６１ａ同士の間隔が過度に広すぎず、亀裂が直線的に伝播することを抑制できる。島部６１ａ同士の間隔は、更に７μｍ以下、特に５μｍ以下が好ましい。島部６１ａ同士の間隔の下限は、例えば、０．５μｍ以上が挙げられる。そうすれば、島部６１ａ同士の間隔が過度に狭すぎず、溶接部４（Ｃｕ部材３との界面近傍）に作用する応力を分散させ易い。島部６１ａ同士の間隔は、溶接部４におけるＣｕ部材３との界面に対して直交する方向に沿った島部６１ａ同士の中心間の長さを言う。ここでは、２つ以上の視野において、上記界面に直交する仮想線を各視野につき５本以上とり、その仮想線上における島部６１ａ同士の長さを測定し、全仮想線上の長さの平均とする。断面の採り方及び視野については、上述の通りである。
　　　　〈海部〉
　海部６３ａは、島部６１ａ同士の間に介在されている。この海部６３ａは、三次元網目状に形成されている。この海部６３ａは、島部６１ａと積層構造５ａのθ相５３ａとの間にも介在されている。海部６３ａは、純ＡｌとＳｉとを含む。この海部６３ａは、純Ａｌを主体とし、Ｓｉの含有量は、０．５質量％以上１５質量％以下が挙げられ、更に０．７質量％以上１３質量％以下が挙げられる。Ｓｉは、純Ａｌ中に固溶していることが好ましい。
　　　（ラメラ構造）
　ラメラ構造７は、海島構造６ａの積層構造５ａ側とは反対側に形成される（図２，図５）。このラメラ構造７は、Ａｌ２ＣｕからなるＡｌ２Ｃｕ層と純Ａｌからなる純Ａｌ層とで構成されている。ラメラ構造７により、溶接部４におけるＡｌ２Ｃｕ層の表面積が大きくなることで溶接部４に作用する応力を分散させ易い。このラメラ構造７は、Ａｌ２Ｃｕ層と純Ａｌ層との積層方向が一方向に揃っているよりも、積層方向が種々の方向を向くようにＡｌ２Ｃｕ層と純Ａｌ層とがランダムに配置されていることが好ましい。そうすれば、溶接部４に作用する応力をより一層分散させ易い。
　〔第二の金属部材の溶接構造〕
　図１，図６～図９を参照して第二の金属部材の溶接構造１Ｂを説明する。第二の金属部材の溶接構造１Ｂは、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３と溶接部４とを備える点は第一の金属部材の溶接構造１Ａと同様であるが、Ａｌ合金部材２の組成と溶接部４の組成及び組織とが第一の金属部材の溶接構造１Ａと相違する。以下の説明は、第一の金属部材の溶接構造１Ａとの相違点を中心に行い、同様の構成及び効果の説明は省略する。この点は、後述の第三の金属部材の溶接構造１Ｃでも同様である。第二の金属部材の溶接構造１Ｂは、第一の金属部材の溶接構造１Ａと同様、上述の金属部材の溶接構造の製造方法により製造できる。図６は、図２と同様、図１の破線円内を拡大して示しており、溶接部４のＣｕ部材３との界面近傍を拡大した顕微鏡写真である。図７は、図６の海島構造６ｂのＣｕ部材３側を拡大した顕微鏡写真を示す。図８は、図７の実線の四角で囲む領域を拡大した透過電子顕微鏡写真を示す。図９は、図７の破線の四角で囲む領域を拡大した透過電子顕微鏡写真を示す。
　　［Ａｌ合金部材］
　Ａｌ合金部材２は、Ａｌを主成分とし、Ｆｅ添加元素として含むＡｌ基合金からなる（図１）。このＡｌ合金部材２は、不可避的不純物を含むことを許容する。Ｆｅの含有量は、上述の通りであり、０．０５質量％以上２．５質量％以下が挙げられ、０．２５質量％以上２質量％以下が好ましく、更に０．５質量％以上１．５質量％以下が好ましい。
　　［溶接部］
　溶接部４は、第一の金属部材の溶接構造１Ａと同様、積層構造５ｂと海島構造６ｂとラメラ構造７とを備える（図６）。この溶接部４は、溶接部４の主たる構成元素がＡｌ，Ｆｅ，及びＣｕである点と、積層構造５ｂと海島構造６ｂの組成及び組織の点とが、第一の金属部材の溶接構造１Ａと相違する。
　　　（積層構造）
　積層構造５ｂは、Ｃｕ部材３との界面から離れる方向に向かって順にγ２相５１ｂとδ相５２ｂと内側θ相５３１ｂと外側θ相５３２ｂとが積層されて形成されている（図８）。
　　　　〈γ２相〉
　γ２相５１ｂは、Ｃｕ部材３の直上に層状に形成されている。このγ２相５１ｂは、Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｆｅを含まない。γ２相５１ｂの厚さは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下が挙げられ、更に０．１μｍ以上０．３μｍ以下が挙げられる。
　　　　〈δ相〉
　δ相５２ｂは、γ２相５１ｂの直上に層状に形成されている。このδ相５２ｂは、Ｃｕ３Ａｌ２とＦｅとを含む。このδ相５２ｂは、Ｃｕ３Ａｌ２を主体とし、Ｆｅの含有量は、０．８質量％以上２．２質量％以下が挙げられ、更には１．２質量％以上１．８質量％以下が挙げられる。δ相５２ｂの厚さは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下が挙げられ、更に０．１μｍ以上０．３μｍ以下が挙げられる。
　　　　〈内側θ相〉
　内側θ相５３１ｂは、δ相５２ｂの直上に形成されている。この内側θ相５３１ｂは、δ相５２ｂ側に形成される層状部分と、その層状部分の直上の一部からδ相５２ｂとは反対側に伸びる半島状部分とを備える。内側θ相５３１ｂは、Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含む。この内側θ相５３１ｂは、Ａｌ２Ｃｕを主体とし、Ｆｅの含有量は、０．８質量％以上２．２質量％以下が挙げられ、更には１．２質量％以上１．８質量％以下が挙げられる。
　　　　〈外側θ相〉
　外側θ相５３２ｂは、内側θ相５３１ｂの直上に形成されている。この外側θ相５３２ｂは、内側θ相５３１ｂの層状部分及び半島状部分の直上に形成される層状部分を備える。外側θ相５３２ｂは、Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｆｅを含まない。
　　　（海島構造）
　海島構造６ｂは、複数の粗大島部６１ｂと複数の微細島部６２ｂと海部６３ｂとを備える（図７、図９）。この海島構造６ｂにより溶接部４における粗大島部６１ｂの表面積が大きくなることで溶接部４に作用する応力を分散させ易い。
　　　　〈粗大島部〉
　粗大島部６１ｂは、積層構造５ｂよりもＣｕ部材３側とは反対側に分散している。この粗大島部６１ｂは、Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含む。粗大島部６１ｂは、Ａｌ２Ｃｕを主体とし、Ｆｅの含有量は、０．０５質量％以上１質量％以下が挙げられ、更には０．２質量％以上０．６質量％以下が挙げられる。Ｆｅは、Ａｌ２Ｃｕに固溶していることが好ましい。粗大島部６１ｂの大きさは、５μｍ２以上３０μｍ２以下が挙げられ、更に１０μｍ２以上３０μｍ２以下が挙げられる。粗大島部６１ｂの大きさの測定方法は、第一の金属部材の溶接構造１Ａにおける島部６１ａの測定方法の通りである。粗大島部６１ｂ同士の間隔の好適な範囲は上述の島部６１ａ同士の好適な間隔と同じである。そうすれば、粗大島部６１ｂ同士の間隔が過度に広すぎず、亀裂が直線的に伝播することを抑制できる。この間隔の測定方法は、上述の島部６１ａ同士の間隔の測定方法と同じである。
　　　　〈微細島部〉
　微細島部６２ｂは、粗大島部６１ｂ同士の間に分散している。この微細島部６２ｂは、粗大島部６１ｂ間の間で、粗大島部６１ｂと海部６３ｂとの間に形成されていたり、海部６３ｂの間、即ち海部６３ｂに囲まれて形成されていたりする。この微細島部６２ｂは、純Ａｌを含む。微細島部６２ｂは、Ｆｅを含むことを許容する。微細島部６２ｂにおけるＦｅの含有量は、０．０５質量％以上１質量％以下が挙げられ、更には０．２質量％以上０．６質量％以下が挙げられる。Ｆｅは、純Ａｌ中に固溶していることが好ましい。微細島部６２ｂの大きさは、０．２μｍ２以上１μｍ２以下が挙げられ、更に０．４μｍ２以上０．７μｍ２以下が挙げられる。微細島部６２ｂの大きさの測定方法は、視野の倍率と視野のサイズを除き、上述の通りである。各視野の倍率は５００００倍であり、各視野のサイズは２．７μｍ×２．７μｍとする。
　　　　〈海部〉
　海部６３ｂは、粗大島部６１ｂと微細島部６２ｂの間に介在されている。この海部６３ｂは、三次元網目状に形成されている。この海部６３ｂは、粗大島部６１ｂと積層構造５ｂの外側θ相５３２ｂとの間にも介在されている。海部６３ｂは、Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含む。この海部６３ｂは、Ａｌ２Ｃｕを主体とし、Ｆｅの含有量は、０．５質量％以上１０質量％以下が挙げられ、更に１質量％以上８質量％以下が挙げられる。
　〔第三の金属部材の溶接構造〕
　図１，図１０～図１２を参照して第三の金属部材の溶接構造１Ｃを説明する。第三の金属部材の溶接構造１Ｃは、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３と溶接部４とを備える点は第一及び第二の金属部材の溶接構造１Ａ，１Ｂと同様であるが、溶接部４の組成及び組織が第一及び第二の金属部材の溶接構造１Ａ，１Ｂと相違する。第三の金属部材の溶接構造１Ｃは、第一及び第二の金属部材の溶接構造１Ａ，１Ｂと同様、上述の金属部材の溶接構造の製造方法により製造できる。図１０は、図２及び図６と同様、図１の破線円内を拡大して示しており、溶接部４のＣｕ部材３との界面近傍を拡大した顕微鏡写真である。図１１は、図１０の海島構造６ｃのＣｕ部材３側を拡大した顕微鏡写真を示し、図１２は、図１１の実線の四角で囲む領域を拡大した透過電子顕微鏡写真を示す。
　　［Ａｌ合金部材］
　Ａｌ合金部材２は、Ａｌを主成分とし、Ｍｎ添加元素として含むＡｌ基合金からなる（図１）。このＡｌ合金部材２は、不可避的不純物を含むことを許容する。Ｍｎの含有量は、上述の通りであり、０．０５質量％以上２．５質量％以下が挙げられ、０．２５質量％以上２質量％以下が好ましく、更に０．５質量％以上１．５質量％以下が好ましい。
　　［溶接部］
　溶接部４は、第一及び第二の金属部材の溶接構造１Ａ、１Ｂと同様、積層構造５ｃと海島構造６ｃとラメラ構造７とを備える（図１０）。この溶接部４は、溶接部４の主たる構成元素がＡｌ，Ｍｎ，及びＣｕである点と、積層構造５ｃと海島構造６ｃの組成及び組織の点とが、第一及び第二金属部材の溶接構造１Ａ,１Ｂと相違する。
　　　（積層構造）
　積層構造５ｃは、Ｃｕ部材３との界面から離れる方向に向かって順にγ２相５１ｃとβ相５２ｃとθ相５３ｃとが積層されて形成されている（図１２）。
　　　　〈γ２相〉
　γ２相５１ｃは、Ｃｕ部材３の直上に層状に形成されている。このγ２相５１ｃは、Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｍｎを含まない。γ２相５１ｃの厚さは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下が挙げられ、更に０．１μｍ以上０．３μｍ以下が挙げられる。
　　　　〈β相〉
　β相５２ｃは、γ２相５１ｃの直上に層状に形成されている。このβ相５２ｃは、Ｃｕ３ＡｌとＭｎとを含む。β相５２ｃは、Ｃｕ３Ａｌを主体とし、Ｍｎの含有量は、０．３質量％以上２．３質量％以下が挙げられ、更には０．８質量％以上１．８質量％以下が挙げられる。β相５２ｃの厚さは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下が挙げられ、更に０．１μｍ以上０．３μｍ以下が挙げられる。
　　　　〈θ相〉
　θ相５３ｃは、β相５２ｃの直上に形成されている。このθ相５３ｃは、β相５２ｃ側に形成される層状部分と、その層状部分の直上の一部からβ相５２ｃとは反対側に伸びる半島状部分とを備える。θ相５３ｃは、Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｍｎを含まない。
　　　（海島構造）
　海島構造６ｃは、複数の粗大島部６１ｃと複数の微細島部６２ｃと海部６３ｃとを備える点は、第二の金属部材の溶接構造１Ｂと同様であり、粗大島部６１ｃ及び海部６３ｃとに含まれる元素の種類がＦｅではなくＭｎである点が、第二の金属部材の溶接構造１Ｂと相違する（図１１）。即ち、粗大島部６１ｃは、Ａｌ２ＣｕとＭｎとを含む。Ｍｎの含有量は、０．０５質量％以上１質量％以下が挙げられ、更には０．２質量％以上０．６質量％以下が挙げられる。Ｍｎは、Ａｌ２Ｃｕに固溶していることが好ましい。粗大島部６１ｃの大きさは、上述の粗大島部６１ｂと同様である。微細島部６２ｃは、純Ａｌを含む。微細島部６２ｃは、Ｍｎを含むことを許容する。微細島部６２ｃにおけるＭｎの含有量は、０．０５質量％以上１質量％以下が挙げられ、更には０．２質量％以上０．６質量％以下が挙げられる。Ｍｎは、純Ａｌ中に固溶していることが好ましい。微細島部６２ｃの大きさは、上述の微細島部６２ｂと同様である。この海島構造６ｃにより、第二の金属部材の溶接構造１Ｂにおける海島構造６ｂと同様、溶接部４における粗大島部６１ｃの表面積が大きくなることで溶接部４に作用する応力を分散させ易い。
　　［用途］
　第一～第三の金属部材の溶接構造１Ａ～１Ｃは、各種のバスバーや、車載電池モジュールに好適に利用できる。
　〔作用効果〕
　第一～第三の金属部材の溶接構造１Ａ～１Ｃによれば、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３との接合強度に優れる。
　《試験例１》
　金属部材の溶接構造を作製して、その接合強度を評価した。
　〔試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３〕
　試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３の金属部材の溶接構造は、上述の金属部材の溶接構造の製造方法と同様にして、準備工程と溶接工程とを経て作製した。
　　［準備工程］
　Ａｌ合金部材とＣｕ部材とを準備した。各試料のＡｌ合金部材はそれぞれ、以下の組成のＡｌ合金部材（厚み０．６ｍｍ）を用意し、各試料のＣｕ部材はいずれも、純銅の板材（厚み０．３ｍｍ）を用意した。
　試料Ｎｏ．１－１のＡｌ合金部材：Ｓｉを５質量％含むＡｌ－Ｓｉ合金
　試料Ｎｏ．１－２のＡｌ合金部材：Ｆｅを１質量％含むＡｌ－Ｆｅ合金
　試料Ｎｏ．１－３のＡｌ合金部材：Ｍｎを１質量％含むＡｌ－Ｍｎ合金
　　［溶接工程］
　Ａｌ合金部材とＣｕ部材とを対向配置させ、Ａｌ合金部材側からレーザーを照射して、Ａｌ合金部材とＣｕ部材とを溶接した。レーザーの照射条件は以下の通りである。
　　　（照射条件）
　出力：８００Ｗ
　走査速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ
　〔試料Ｎｏ．１－１０１～Ｎｏ．１－１０３〕
　試料Ｎｏ．１－１０１～Ｎｏ．１－１０３の金属部材の溶接構造はそれぞれ、試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３の溶接方法を抵抗加熱とした点を除き、試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３と同様にして作製した。
　〔試料Ｎｏ．１－１０４〕
　試料Ｎｏ．１－１０４の金属部材の溶接構造は、Ａｌ合金部材ではなく純ＡｌからなるＡｌ部材を用意した点を除き、試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３と同様にして作製した。
　〔組成及び組織分析〕
　各試料の金属部材の溶接構造における溶接部の組成と組織とを分析した。試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３の結果を、図１３～図１５のグラフに示す。ここでは、各試料の溶接部におけるＣｕ部材との界面近傍に対してＥＤＸ（株式会社日立ハイテクノロジーズ社製　ＳＥＭ　Ｓ－３４００Ｎ付属）のライン分析を行った。ライン分析範囲は、図４、図８、図１２の顕微鏡写真上の矩形枠や矢印で示す。図１３～図１５のグラフの横軸は、ライン（矩形枠や矢印）の左端からの距離（μｍ）を示し、左側の縦軸は、検出したＡｌ，Ｃｕ元素の原子（ａｔ）％を示し、右側の縦軸は検出したＳｉ，Ｆｅ，Ｍｎ元素の原子（ａｔ）％を示す。横軸の左端が、ライン分析（矩形枠や矢印）の左端に相当し、横軸の右端がライン分析の右端に相当する。図１３のグラフの太実線はＡｌ、太破線はＣｕ、細点線はＳｉを示す。図１４のグラフの太実線はＡｌ、太破線はＣｕ、細点線はＳｉ、細破線はＦｅを示す。図１５のグラフの太実線はＡｌ、太破線はＣｕ、細実線はＭｎを示す。
　試料Ｎｏ．１－１の金属部材の溶接構造は、図２～図５の顕微鏡写真を参照して上述したように、溶接部４が積層構造５ａと海島構造６ａとラメラ構造７とを備えることが分かった。試料Ｎｏ．１－２は、図６～図９の顕微鏡写真を参照して上述したように、溶接部４が積層構造５ｂと海島構造６ｂとラメラ構造７とを備えることが分かった。試料Ｎｏ．１－３は、図１０～図１２の顕微鏡写真を参照して上述したように、溶接部４が積層構造５ｃと海島構造６ｃとラメラ構造７とを備えることが分かった。一方、試料Ｎｏ．１－１０１～Ｎｏ．１－１０４の金属部材の溶接構造はいずれも、試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３のような積層構造などを備える溶接部が形成されていなかった。
　〔接合強度の評価〕
　各試料の接合強度は、Ａｌ合金部材２とＣｕ部材３とを互いの対向面に対して垂直方向にかつ互いに離れる方向に引張り、最大引張力（Ｎ）を測定することで評価した。ここでは、レーザーの走査方向（溶接部の長手方向）に沿って溶接部が剥がれるように、両部材を引っ張った。溶接部の剥がれる速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとなるようにした。各試料の最大引張力の結果は、評価数ｎ＝３の最大引張力のうち最も低い引張力とした。
　試料Ｎｏ．１－１の最大引張力は２４Ｎ、試料Ｎｏ．１－２と試料Ｎｏ．１－３の最大引張力は２２Ｎであった。一方、試料Ｎｏ．１－１０１～Ｎｏ．１－１０３の最大引張力は１８Ｎ程度、試料Ｎｏ．１－１０４の最大引張力は１２Ｎであった。
　この結果から、特定の元素を含むＡｌ合金部材を用意し、特定の照射条件でレーザーを照射して溶接した金属部材の溶接構造は純Ａｌを用意して溶接した金属部材の溶接構造に比較して、接合強度に優れることが分かった。
　《試験例２》
　試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３、Ｎｏ．１－１０１～Ｎｏ．１－１０４の金属部材の溶接構造と同じ試料Ｎｏ．２－１～Ｎｏ．２－３、Ｎｏ．２－１０１～Ｎｏ．２－１０４の金属部材の溶接構造を試験例１と同様にしてそれぞれ１０個作製し、試験例１と同じ評価方法で接合強度を測定した。
　試料Ｎｏ．２－１～Ｎｏ．２－３の金属部材の溶接構造はその全ての最大引張力が、試料Ｎｏ．１－１～Ｎｏ．１－３と同様の結果となった。一方、試料Ｎｏ．２－１０１～Ｎｏ．２－１０３の金属部材の溶接構造の一部（３個）は、最大引張力が試料Ｎｏ１－１～Ｎｏ．１－３と同程度の結果となったが、その殆ど（７個）の最大引張力は試料Ｎｏ．１－１０１～Ｎｏ．１－１０３と同様の結果となった。また、試料Ｎｏ．２－１０４の金属部材の溶接構造の全てが、試料Ｎｏ．１－１０４と同様の結果となった。
　この結果から、特定の元素を含むＡｌ合金部材を用意し、特定の照射条件でレーザーを照射して溶接すれば、純Ａｌを用意した場合に比較して、接合強度に優れる金属部材の溶接構造を安定して製造できることが分かった。
　《試験例３》
　試料Ｎｏ．１－１～試料Ｎｏ．１－３のそれぞれにおいて、レーザーの照射条件を表１に示す１２個の条件で金属部材の溶接構造を作製し、試験例１と同じ評価方法で接合強度を測定した。即ち、試料Ｎｏ．３－１－１～Ｎｏ．３－１－１２は、照射条件を除き、試料Ｎｏ．１－１と同様にして作製した。試料Ｎｏ．３－２－１～Ｎｏ．３－２－１２は、照射条件を除き、試料Ｎｏ．１－２と同様にして作製した。試料Ｎｏ．３－３－１～Ｎｏ．３－３－１２は、照射条件を除き、試料Ｎｏ．１－３と同様にして作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　試料Ｎｏ．３－１－１～Ｎｏ．３－１－１２の金属部材の溶接構造の接合強度は、試料Ｎｏ．１－１と同程度であり、試料Ｎｏ．３－２－１～Ｎｏ．３－２－１２の金属部材の溶接構造の接合強度は、試料Ｎｏ．１－２と同程度であり、試料Ｎｏ．３－３－１～Ｎｏ．３－３－１２の金属部材の溶接構造の接合強度は、試料Ｎｏ．１－３と同程度であった。
　この結果から、試料Ｎｏ．３－１－１～Ｎｏ．３－１－１２の金属部材の溶接構造は、試料Ｎｏ．１－１と同様、図２～図５の顕微鏡写真を参照して上述したように、溶接部４が積層構造５ａと海島構造６ａとラメラ構造７とを備えると考えられる。また、試料Ｎｏ．３－２－１～Ｎｏ．３－２－１２の金属部材の溶接構造は、試料Ｎｏ．１－２と同様、図６～図９の顕微鏡写真を参照して上述したように、溶接部４が積層構造５ｂと海島構造６ｂとラメラ構造７とを備えると考えられる。更に、試料Ｎｏ．３－３－１～Ｎｏ．３－３－１２の金属部材の溶接構造は、試料Ｎｏ．１－３と同様、図１０～図１２の顕微鏡写真を参照して上述したように、溶接部４が積層構造５ｃと海島構造６ｃとラメラ構造７とを備えると考えられる。
　本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　金属部材の溶接構造
　１Ａ　第一の金属部材の溶接構造
　１Ｂ　第二の金属部材の溶接構造
　１Ｃ　第三の金属部材の溶接構造
　２　Ａｌ合金部材
　３　Ｃｕ部材
　４　溶接部
　５ａ，５ｂ，５ｃ　積層構造
　　５１ａ，５１ｂ，５１ｃ　γ２相
　　５２ａ，５２ｂ　δ相
　　５２ｃ　β相
　　５３ａ，５３ｃ　θ相
　　５３１ｂ　内側θ相
　　５３２ｂ　外側θ相
　６ａ，６ｂ，６ｃ　海島構造
　　６１ａ　島部
　　６１ｂ，６１ｃ　粗大島部
　　６２ｂ，６２ｃ　微細島部
　　６３ａ、６３ｂ，６３ｃ　海部
　７　ラメラ構造

Claims (14)

  1. 　Ａｌ基合金からなるＡｌ合金部材と、Ｃｕを主成分とするＣｕ部材とを準備する準備工程と、
    　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを対向配置させ、前記Ａｌ合金部材側からレーザーを照射して前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材とを溶接する溶接工程と、を備え、
    　前記Ａｌ基合金は、添加元素としてＳｉを１質量％以上１７質量％以下、Ｆｅを０．０５質量％以上２．５質量％以下、及びＭｎを０．０５質量％以上２．５質量％以下のいずれか１つを含み、
    　前記レーザーの照射条件は、
    　　出力が５５０Ｗ以上、
    　　走査速度が１０ｍｍ／ｓｅｃ以上を満たす金属部材の溶接構造の製造方法。
  2. 　前記レーザーの照射条件は、
    　　出力が８５０Ｗ以下、
    　　走査速度が９０ｍｍ／ｓｅｃ以下を満たす請求項１に記載の金属部材の溶接構造の製造方法。
  3. 　前記レーザーは、ファイバーレーザーである請求項１又は請求項２に記載の金属部材の溶接構造の製造方法。
  4. 　前記レーザーは、前記Ｃｕ部材を貫通するように照射する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金属部材の溶接構造の製造方法。
  5. 　Ｓｉを１質量％以上１７質量％以下含むＡｌ合金部材と、
    　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
    　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
    　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
    　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｓｉを含まないγ２相と、
    　　Ｃｕ３Ａｌ２を含み、Ｓｉを含まないδ相と、
    　　Ａｌ２ＣｕとＳｉとを含むθ相と、
    　が積層された積層構造を備える金属部材の溶接構造。
  6. 　Ｆｅを０．０５質量％以上２．５質量％以下含むＡｌ合金部材と、
    　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
    　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
    　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
    　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｆｅを含まないγ２相と、
    　　Ｃｕ３Ａｌ２とＦｅとを含むδ相と、
    　　Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含む内側θ相と、
    　　Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｆｅを含まない外側θ相と、
    　が積層された積層構造を備える金属部材の溶接構造。
  7. 　Ｍｎを０．０５質量％以上２．５質量％以下含むＡｌ合金部材と、
    　Ｃｕを主成分とするＣｕ部材と、
    　前記Ａｌ合金部材と前記Ｃｕ部材の各構成材料が溶融凝固された溶接部とを備え、
    　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材との界面から離れる方向に向かって順に、
    　　Ｃｕ９Ａｌ４を含み、Ｍｎを含まないγ２相と、
    　　Ｃｕ３ＡｌとＭｎとを含むβ相と、
    　　Ａｌ２Ｃｕを含み、Ｍｎを含まないθ相と、
    　が積層された積層構造を備える金属部材の溶接構造。
  8. 　前記溶接部は、
    　　Ａｌ２ＣｕとＳｉとを含み、前記積層構造の前記界面側とは反対側に分散する複数の島部と、
    　　純ＡｌとＳｉとを含み、前記島部同士の間に介在される海部とを有する海島構造を備える請求項５に記載の金属部材の溶接構造。
  9. 　前記島部同士の間隔が１０μｍ以下である請求項８に記載の金属部材の溶接構造。
  10. 　前記溶接部は、
    　　Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含み、前記積層構造の前記界面側とは反対側に分散する複数の粗大島部と、
    　　純Ａｌを含み、前記粗大島部の間に分散する複数の微細島部と、
    　　Ａｌ２ＣｕとＦｅとを含み、前記粗大島部と前記微細島部の間に介在される三次元網目状の海部とを有する海島構造を備える請求項６に記載の金属部材の溶接構造。
  11. 　前記溶接部は、
    　　Ａｌ２ＣｕとＭｎとを含み、前記積層構造の前記界面側とは反対側に分散する複数の粗大島部と、
    　　純Ａｌを含み、前記粗大島部の間に分散する複数の微細島部と、
    　　Ａｌ２ＣｕとＭｎとを含み、前記粗大島部と前記微細島部の間に介在される三次元網目状の海部とを有する海島構造を備える請求項７に記載の金属部材の溶接構造。
  12. 　前記粗大島部同士の間隔が１０μｍ以下である請求項１０又は請求項１１に記載の金属部材の溶接構造。
  13. 　前記溶接部は、前記海島構造の前記積層構造側とは反対側にＡｌ２Ｃｕと純Ａｌとのラメラ構造を有する請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の金属部材の溶接構造。
  14. 　前記溶接部は、前記Ｃｕ部材を貫通している請求項５から請求項１３のいずれか１項に記載の金属部材の溶接構造。
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