JPH0811302B2 - 異種金属の接合方法 - Google Patents
異種金属の接合方法Info
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- JPH0811302B2 JPH0811302B2 JP2248278A JP24827890A JPH0811302B2 JP H0811302 B2 JPH0811302 B2 JP H0811302B2 JP 2248278 A JP2248278 A JP 2248278A JP 24827890 A JP24827890 A JP 24827890A JP H0811302 B2 JPH0811302 B2 JP H0811302B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、２種の異種金属、例えば溶接時の入熱によ
る溶接時に脆化相を形成する２種の異種金属の接合方法
に関する。
る溶接時に脆化相を形成する２種の異種金属の接合方法
に関する。
（従来の技術） 例えば、鋼とAl、鋼とTiのような異種金属同士を溶接
すると、接合部には入熱により金属間化合物が形成され
て脆化相を生じることがある。したがって、満足な溶接
部強度を得ることができない。
すると、接合部には入熱により金属間化合物が形成され
て脆化相を生じることがある。したがって、満足な溶接
部強度を得ることができない。
そこで、従来は、このような材料を組み合わせて使用
する場合には、ボルト等による機械的締結によってい
た。
する場合には、ボルト等による機械的締結によってい
た。
一方、近年に至り、このような異種金属の結合につい
て新たな提案がなされている。この提案は、略述すれ
ば、前記異種金属と同じ２種類の金属材料からなるクラ
ッド材を介して、異種金属を接合する方法である。例え
ば、雑誌「軽金属溶接」（vol.27（1989）No.10、鉄道
車両のハイブリッド構体の構体結合構造）には、ステン
レス鋼板とAl板とを接合する場合に、第１図（ａ）およ
び第１図（ｂ）に示すように、ステンレス鋼板とAl板と
の間にステンレス鋼とAlとからなるクラッド材を用い、
ステンレス鋼板とクラッド材のステンレス鋼面側とが、
またAl板とクラッド板のAl面側とがそれぞれ接するよう
にして挟持して接合する方法が提案されている。なお、
第１図（ａ）は接合手段としてアーク溶接を行った場合
を、第１図（ｂ）は接合手段としてスポット溶接を行っ
た場合をそれぞれ示す。
て新たな提案がなされている。この提案は、略述すれ
ば、前記異種金属と同じ２種類の金属材料からなるクラ
ッド材を介して、異種金属を接合する方法である。例え
ば、雑誌「軽金属溶接」（vol.27（1989）No.10、鉄道
車両のハイブリッド構体の構体結合構造）には、ステン
レス鋼板とAl板とを接合する場合に、第１図（ａ）およ
び第１図（ｂ）に示すように、ステンレス鋼板とAl板と
の間にステンレス鋼とAlとからなるクラッド材を用い、
ステンレス鋼板とクラッド材のステンレス鋼面側とが、
またAl板とクラッド板のAl面側とがそれぞれ接するよう
にして挟持して接合する方法が提案されている。なお、
第１図（ａ）は接合手段としてアーク溶接を行った場合
を、第１図（ｂ）は接合手段としてスポット溶接を行っ
た場合をそれぞれ示す。
なお、この方法では、用いるクラッド材のクラッド界
面の接合強度が不足していると接合強度上問題である
が、爆着、圧延等の公知方法で製造されたクラッド材の
クラッド界面は、脆化層の厚さが極めて薄いため、全体
としての接合強度には問題がないとされている。
面の接合強度が不足していると接合強度上問題である
が、爆着、圧延等の公知方法で製造されたクラッド材の
クラッド界面は、脆化層の厚さが極めて薄いため、全体
としての接合強度には問題がないとされている。
（発明が解決しようとする課題） 前述のような異種金属同士は、基本的には、クラッド
材を用いる前記方法で接合が可能であるが、溶接時の入
熱で問題が生じることがある。
材を用いる前記方法で接合が可能であるが、溶接時の入
熱で問題が生じることがある。
例えば、グラッド材を構成している材料のそれぞれが
厚い場合には問題はないが、薄い場合には溶接時の入熱
によりクラッド界面が脆化し易くなり、せっかくクラッ
ド材を介して接合を行っても、クラッド界面で低応力に
て破壊してしまうことがあるからである。
厚い場合には問題はないが、薄い場合には溶接時の入熱
によりクラッド界面が脆化し易くなり、せっかくクラッ
ド材を介して接合を行っても、クラッド界面で低応力に
て破壊してしまうことがあるからである。
したがって、第１図（ａ）に示すアーク溶接を行った
場合は、入熱が高いために、クラッド界面での破壊が特
に顕著であり、クラッド材の構成材の厚さの下限は、2m
m程度となる。これ以下の値の場合にはクラッド界面で
脆化・破壊してしまう。
場合は、入熱が高いために、クラッド界面での破壊が特
に顕著であり、クラッド材の構成材の厚さの下限は、2m
m程度となる。これ以下の値の場合にはクラッド界面で
脆化・破壊してしまう。
また、第１図（ｂ）に示すスポット溶接を行った場合
は、入熱が低いために、クラッド界面で破壊を生じる限
度が若干改善されるものの、それでもクラッド材の構成
材の厚さ限度は1.0〜2.0mm程度であり、それ以下の薄い
材料の接合を行うことはできないのが現状である。
は、入熱が低いために、クラッド界面で破壊を生じる限
度が若干改善されるものの、それでもクラッド材の構成
材の厚さ限度は1.0〜2.0mm程度であり、それ以下の薄い
材料の接合を行うことはできないのが現状である。
このように、異種金属の接合は、溶接手段（アーク溶
接、スポット溶接）には直線関係なく、クラッド材の厚
さが大きい場合は問題ないが、実際には例えば自動車、
家電製品等ではクラッド材の厚さを1mm程度に小さくす
る必要があるものが多数あり、この場合はクラッド材の
構成材料の厚さがそれぞれ1mm以下となり、現状では高
い信頼性の得られる接合方法がなかった。
接、スポット溶接）には直線関係なく、クラッド材の厚
さが大きい場合は問題ないが、実際には例えば自動車、
家電製品等ではクラッド材の厚さを1mm程度に小さくす
る必要があるものが多数あり、この場合はクラッド材の
構成材料の厚さがそれぞれ1mm以下となり、現状では高
い信頼性の得られる接合方法がなかった。
ここに、本発明の目的は、クラッド材の厚さが薄い場
合にも、安定的な接合を行うことができる異種金属の接
合方法を提供することにある。
合にも、安定的な接合を行うことができる異種金属の接
合方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記課題を解決するため種々検討を重
ねた。その結果、接合手段として重ね抵抗溶接を用い、
極めて短い時間に大電流を通電することにより、クラッ
ド界面が全く熱影響により劣化しないことを知見した。
ねた。その結果、接合手段として重ね抵抗溶接を用い、
極めて短い時間に大電流を通電することにより、クラッ
ド界面が全く熱影響により劣化しないことを知見した。
すなわち、従来の通電時間は、板厚によるが、５サイ
クル（60サイクルが１秒）程度であったが、これに比較
して極めて短い時間で通電することにより、前記課題を
解決することができることを知見して、本発明を完成し
た。
クル（60サイクルが１秒）程度であったが、これに比較
して極めて短い時間で通電することにより、前記課題を
解決することができることを知見して、本発明を完成し
た。
ここに、本発明の要旨とするところは、異種金属同士
の間に、２種の前記異種金属と同じ２種の金属からなる
クラッド材を、それぞれ同じ種類の金属が接するように
して挟持して抵抗溶接を行う異種金属の接合方法におい
て、前記抵抗溶接の際の通電時間は10ms以下であること
を特徴とする異種金属の接合方法である。
の間に、２種の前記異種金属と同じ２種の金属からなる
クラッド材を、それぞれ同じ種類の金属が接するように
して挟持して抵抗溶接を行う異種金属の接合方法におい
て、前記抵抗溶接の際の通電時間は10ms以下であること
を特徴とする異種金属の接合方法である。
本発明において、「抵抗溶接」には、スポット溶接、
プロジェクション溶接、さらにはシーム溶接等の重ね抵
抗溶接を包含する。
プロジェクション溶接、さらにはシーム溶接等の重ね抵
抗溶接を包含する。
（作用） 以下、本発明を作用効果とともに詳述する。
本発明は、例えば前述の雑誌「軽金属溶接」（vol.27
（1989）No、鉄道車両のハイブリッド構体の構体結合構
造）により公知とされている技術、すなわち異種金属同
士の間に、前記異種金属と同じ金属からなるクラッド材
を、該異種金属と同じ金属が対向して接するようにして
配置し、抵抗溶接する技術において、抵抗溶接時の通電
時間をある特定の範囲に限定することを特徴とする発明
である。
（1989）No、鉄道車両のハイブリッド構体の構体結合構
造）により公知とされている技術、すなわち異種金属同
士の間に、前記異種金属と同じ金属からなるクラッド材
を、該異種金属と同じ金属が対向して接するようにして
配置し、抵抗溶接する技術において、抵抗溶接時の通電
時間をある特定の範囲に限定することを特徴とする発明
である。
まず、通電時間を限定する理由を説明する。
通電時間を10ms以下とした理由は、この通電時間内で
あると、接合部の略全域を熱伝導により加熱接合するの
ではなく、むしろ必要な接合界面のみを部分的に加熱し
て接合することができるために、抵抗溶接時のクラッド
材のクラッド界面に悪影響を与えにくいためであるとと
もに、万が一クラッド界面に熱影響を与えたときにも、
通電時間が10ms以下程度であれば、前記クラッド界面に
は、全く脆化層を生じないからである。
あると、接合部の略全域を熱伝導により加熱接合するの
ではなく、むしろ必要な接合界面のみを部分的に加熱し
て接合することができるために、抵抗溶接時のクラッド
材のクラッド界面に悪影響を与えにくいためであるとと
もに、万が一クラッド界面に熱影響を与えたときにも、
通電時間が10ms以下程度であれば、前記クラッド界面に
は、全く脆化層を生じないからである。
なお、通電時間を短くする場合には、適切に電流値を
上げて行う。
上げて行う。
本発明にかかる方法は、構成材料それぞれの厚さが1m
m以下であるクラッド材に対しても、もちろん適用でき
るものであり、50μｍ程度の箔のようなクラッド材に対
してまでも適用することができる。この場合、構成材料
の厚さが小さくなればなる程前述の通電時間を短くする
方が望ましいが、本発明の範囲の最大値である10msであ
っても、特に問題は生じないことは言うまでもない。
m以下であるクラッド材に対しても、もちろん適用でき
るものであり、50μｍ程度の箔のようなクラッド材に対
してまでも適用することができる。この場合、構成材料
の厚さが小さくなればなる程前述の通電時間を短くする
方が望ましいが、本発明の範囲の最大値である10msであ
っても、特に問題は生じないことは言うまでもない。
また、溶接する各材料毎に最適な電流値はおのおの異
なり、通電時間や接合部の形状、加圧力等により決定さ
れ、要求する強度が得られるよう設定する。
なり、通電時間や接合部の形状、加圧力等により決定さ
れ、要求する強度が得られるよう設定する。
ただし、過度に電流値が高いと接合部よりチリが飛散
し、高品質の接合部は得られず、接合強度が低下するの
で各材料毎に適宜通電時間に見合った適正な電流値を選
べば良い。例えば、ステンレス鋼とAlとの接合の場合、
通電時間が1msでは電流値は20〜60KAが好適である。
し、高品質の接合部は得られず、接合強度が低下するの
で各材料毎に適宜通電時間に見合った適正な電流値を選
べば良い。例えば、ステンレス鋼とAlとの接合の場合、
通電時間が1msでは電流値は20〜60KAが好適である。
さらに、本発明にかかる方法は、基本的に、構成材料
それぞれの厚さが1mm超のクラッド材に対しても適用す
ることができることは言うまでもない。
それぞれの厚さが1mm超のクラッド材に対しても適用す
ることができることは言うまでもない。
さらに、以上の説明では、異種金属として、FeとAlとを
例にとって説明してきたが、本発明にかかる方法は溶接
時入熱により溶接部に脆化相を形成する異種金属の組合
せ全てに対して適用することが可能である。
例にとって説明してきたが、本発明にかかる方法は溶接
時入熱により溶接部に脆化相を形成する異種金属の組合
せ全てに対して適用することが可能である。
具体的には、例えばFe系材料と、Al系材料（純Al及び
Al合金を含む。以下同じ）、Ti系材料、Zr系材料、Ta系
材料、Nb系材料との接合、またはNi系材料（純Niおよび
Ni基合金を含む）と、Al系材料、Ti系材料、Zr系材料、
Ta系材料、Nb系材料との接合等に対しても適用すること
が可能である。
Al合金を含む。以下同じ）、Ti系材料、Zr系材料、Ta系
材料、Nb系材料との接合、またはNi系材料（純Niおよび
Ni基合金を含む）と、Al系材料、Ti系材料、Zr系材料、
Ta系材料、Nb系材料との接合等に対しても適用すること
が可能である。
クラッド材は、圧延クラッド、爆着クラッド等の公知
方法により充分に高い強度で接合されているクラッド材
であればいずれでもよく、クラッド材の製造方法は何ら
限定を要するものではない。
方法により充分に高い強度で接合されているクラッド材
であればいずれでもよく、クラッド材の製造方法は何ら
限定を要するものではない。
さらに、本発明を実施例を参照しながら説明するが、
これはあくまでも本発明の例示であって、これにより本
発明が限定されるものではない。
これはあくまでも本発明の例示であって、これにより本
発明が限定されるものではない。
実施例 合計の厚さが0.8mmである、Fe（ステンレス鋼）とAl
との圧延クラッド材（Fe:0.4mm厚、Al:0.4mm厚）を用
い、本発明にかかる方法により、第２図に示すように、
板厚が0.8mmのFe板（ステンレス鋼）と、板厚が0.8mmの
Al板とを異種金属としてスポット溶接を行った。
との圧延クラッド材（Fe:0.4mm厚、Al:0.4mm厚）を用
い、本発明にかかる方法により、第２図に示すように、
板厚が0.8mmのFe板（ステンレス鋼）と、板厚が0.8mmの
Al板とを異種金属としてスポット溶接を行った。
また、同様にFeとTi、FeとZr、FeとTa、Ni合金（Allo
y625）とAl、さらにNi合金とTiという各種クラッド材を
準備し、同様にこれらの金属板を異種金属として接合し
た。クラッド材および各金属板の板厚は、前述のFeとAl
との接合の場合と同様に、0.8mm、0.4mmである。
y625）とAl、さらにNi合金とTiという各種クラッド材を
準備し、同様にこれらの金属板を異種金属として接合し
た。クラッド材および各金属板の板厚は、前述のFeとAl
との接合の場合と同様に、0.8mm、0.4mmである。
そして、接合を行った後に、十字引張試験を行って、
接合部強度を各試験片の破断位置で評価した。なお、十
字引張試験は第３図に示すようにして構成して行った。
接合部強度を各試験片の破断位置で評価した。なお、十
字引張試験は第３図に示すようにして構成して行った。
結果を第１表にまとめて示す。なお、評価は、各金属
板で破断した場合を○、クラッド界面で破断した場合を
×として行った。
板で破断した場合を○、クラッド界面で破断した場合を
×として行った。
第１表に示すように、本発明にかかる方法で接合した
試料では、母材部で破断が生じたことから、十分な強度
の接合体が得られたことがわかる。
試料では、母材部で破断が生じたことから、十分な強度
の接合体が得られたことがわかる。
しかし、通電時間が10msを越えて過大となる場合に
は、クラッド材の異材接合界面に脆化相が生成してしま
ったために、十分な強度の継手が得られなかったことが
わかる。
は、クラッド材の異材接合界面に脆化相が生成してしま
ったために、十分な強度の継手が得られなかったことが
わかる。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によりクラッド材の厚さ
が薄い場合にも、安定的な溶接を行うことができる異種
金属同士の接合方法を提供することができた。
が薄い場合にも、安定的な溶接を行うことができる異種
金属同士の接合方法を提供することができた。
かかる効果を有する本発明の意義は極めて著しい。
第１図（ａ）および第１図（ｂ）は、ともに異種金属同
士を接合する方法を示す略式説明図であり、接合手段と
して、それぞれアーク溶接、スポット溶接を行った状況
を示す略式説明図； 第２図は、本発明の実施例における接合状況を示す略式
説明図；および 第３図は、本発明の実施例で行った十字引張試験の内容
を示す略式説明図である。
士を接合する方法を示す略式説明図であり、接合手段と
して、それぞれアーク溶接、スポット溶接を行った状況
を示す略式説明図； 第２図は、本発明の実施例における接合状況を示す略式
説明図；および 第３図は、本発明の実施例で行った十字引張試験の内容
を示す略式説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】異種金属同士の間に、２種の前記異種金属
と同じ２種の金属からなるクラッド材を、それぞれ同じ
種類の金属が接するようにして挟持して抵抗溶接を行う
異種金属の接合方法において、前記抵抗溶接の際の通電
時間は10ms以下であることを特徴とする異種金属の接合
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248278A JPH0811302B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 異種金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248278A JPH0811302B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 異種金属の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04127973A JPH04127973A (ja) | 1992-04-28 |
| JPH0811302B2 true JPH0811302B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=17175736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248278A Expired - Lifetime JPH0811302B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 異種金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811302B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5783794A (en) * | 1993-11-15 | 1998-07-21 | Nippon Steel Corporation | Method and material for resistance welding steel-base metal sheet to aluminum-base metal sheet |
| JP2002262430A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Star Micronics Co Ltd | リード線接続構造および方法ならびにリード線接続用クラッド材 |
| US7850059B2 (en) | 2004-12-24 | 2010-12-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Dissimilar metal joining method |
| JP4555160B2 (ja) | 2005-06-01 | 2010-09-29 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム材との異材溶接接合用鋼板および異材接合体 |
| JP4757651B2 (ja) * | 2006-02-13 | 2011-08-24 | オリジン電気株式会社 | 高導電性金属材料の抵抗溶接方法 |
| US8058584B2 (en) | 2007-03-30 | 2011-11-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bonding method of dissimilar materials made from metals and bonding structure thereof |
| JP5495093B2 (ja) | 2008-01-17 | 2014-05-21 | 日産自動車株式会社 | 異種金属の接合方法及び接合構造 |
| JP5326862B2 (ja) | 2008-09-08 | 2013-10-30 | 日産自動車株式会社 | マグネシウム合金と鋼との異種金属接合方法 |
| JP5220931B1 (ja) | 2012-02-29 | 2013-06-26 | 株式会社向洋技研 | 溶接トランスと溶接トランス組体と溶接装置 |
| CN106938367A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-11 | 王蘋 | 铝及铝合金与钢及钢结构的电阻焊焊接方法 |
| CN110676184B (zh) * | 2019-08-27 | 2021-11-02 | 华东光电集成器件研究所 | 一种金属外壳引线互连方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62156081A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Mitsubishi Electric Corp | 抵抗溶接によるクラツド金属板製造法 |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP2248278A patent/JPH0811302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04127973A (ja) | 1992-04-28 |
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Legal Events
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