JPH04358094A - 溶接性に優れたアルミニウム及びアルミニウム合金板材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抵抗スポット溶接性に優
れたアルミニウム及びアルミニウム合金（以下、総称し
て「アルミニウム合金」と記す）板材に係り、自動車、
車両、航空機乃至は電気機器用等、抵抗スポット溶接し
て用いられるアルミニウム合金板材に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アルミ
ニウム合金材料は、その軽量性のほか、成形性や耐食性
の点で優れているため、自動車、車両、航空機などの運
送関係、或いは電気機器関係等々の部材として用いられ
ており、溶接によって接合され、使用される場合が多い
。

【０００３】ところで、アルミニウム合金材料は、その
表面の酸化皮膜が緻密で融点が高いため、溶接性、特に
抵抗スポット溶接性を阻害する要因となる。特に熱処理
によって酸化皮膜が厚く生成した場合には、ワイヤーブ
ラシがけ等による酸化皮膜の破壊処理が必要とされてお
り、その作業は煩雑であって、必要箇所のみの酸化皮膜
を完全に除去することも困難であり、ひいては溶接欠陥
の発生を招き、コストアップの原因ともなっていた。

【０００４】本発明は、抵抗スポット溶接性に優れたア
ルミニウム合金板材を提供することを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らは、特にアルミニウム合金板材の表面性
状等について鋭意研究を重ねた結果、電極面に接する側
の酸化皮膜の厚さ並びに表面粗さを制御することにより
、可能であることを見い出し、ここに本発明を完成した
ものである。

【０００６】すなわち、本発明は、アルミニウム及びア
ルミニウム合金板材の電極面に接する側の酸化皮膜が厚
さ７０Å以下に調整され、かつ、中心線平均粗さで示さ
れる表面粗さが０．５〜１．５μｍの範囲であることを
特徴とする抵抗スポット溶接性に優れたアルミニウム及
びアルミニウム合金板材を特徴とするものである。

【０００７】また、電極面に接する側の表面層における
マグネシウムとアルミニウムの比（Ｍｇ／Ａｌ）が原子
％で０．７以下であること、或いは表面粗さが圧延ロー
ルにて制御されていることを特徴とするものである。

【０００８】以下に本発明を更に詳述する。

【０００９】

【作用】

【００１０】本発明においては、アルミニウム合金板材
の電極面に接する側について規制するものであり、合せ
面、すなわち、電極面に接する側の反対側については特
に制約はない。

【００１１】前述の如く、アルミニウム合金材において
は、抵抗スポット溶接性は酸化皮膜によって阻害される
。本発明者らの研究によれば、電極面に接する側の特に
酸化皮膜の厚さを７０Å以下に調整するならば、実用上
、抵抗スポット溶接性の問題が小さいことが判明した。

【００１２】このような酸化皮膜厚さの調整法としては
、化学的方法、機械的方法等の種々の方法が可能である
。

【００１３】例えば、熱処理によって成長した酸化皮膜
をエッチングタイプのアルカリ洗浄剤（りん酸ソーダ、
炭酸ソーダ、苛性ソーダ等）や、酸類（硝酸、硫酸等）
によって効果的に低減できる。また、圧延乃至ブラッシ
ング等の機械的手段によっても、酸化皮膜を破壊するこ
とができる。

【００１４】酸化皮膜厚さの調整に加えて、更なる抵抗
スポット溶接性の改善のためには、電極面に接する側の
表面粗さを中心線平均粗さで０．５〜１．５μｍの範囲
に制御することが重要であることが判明した。

【００１５】これは、抵抗スポット溶接時の加圧によっ
て表面の酸化皮膜が破壊され易くなるためであって、表
面粗さが０．５μｍ未満ではその効果が少なく、また１
．５μｍを超えると加工時に付着したプレス油等による
溶接性低下を招く。

【００１６】また、マグネシウムを含有するアルミニウ
ム合金、例えば、ＪＩＳ５１８２などの場合は、表面に
Ｍｇが濃縮された酸化皮膜が形成され、抵抗スポット溶
接性を著しく低下させる。したがって、このようなＭｇ
含有成分系の場合には、前述の酸化皮膜厚さの調整に加
えて、表面層におけるマグネシウムとアルミニウムの比
（Ｍｇ／Ａｌ）を原子％で０．７以下に調整することに
より、溶接接合は更に強固となることが判明した。

【００１７】なお、ここで云うマグネシウムとアルミニ
ウムの比は光電子分光分析により測定可能であり、Ｍｇ
金属、Ａｌ合金の他、酸化物としてのＭｇ、Ａｌもカウ
ントされた値である。

【００１８】表面調整の具体的な手段は、前述したとお
り、アルカリ又は酸による処理、機械的手段のいずれで
もよい。また、表面粗さの調整としては、ショットブラ
スト等によって処理された圧延ロールによってアルミニ
ウム合金材を圧延することにより、均一な所望の表面粗
さが得られる。ブラッシング等の直接的手段では不均一
となり、溶接欠陥の原因となるので望ましくない。通常
のロールでは所望の表面粗さが得難い。

【００１９】勿論、本発明におけるアルミニウム合金は
種々の成分系のものが可能であることは云うまでもない
。また、抵抗スポット溶接法並びに条件も制限はない。

【００２０】次に本発明の実施例を示す。

【実施例】

【００２１】

【表１】 に示す各種のアルミニウム合金板材（１ｍｍ厚）を準備
して、次の条件で２枚重ねの抵抗スポット溶接試験を実
施した。

【００２２】〔溶接条件〕 電　　　　極　　　　：１６ｍｍφのＣｒ−Ｃｕ合金、
先端半径５０ｍｍのＲ形、 加圧パターン：一段一定加圧７００ｋｇ主通電時間　　
：９サイクル、 電　　　　流　　　　：約３８ＫＡ、

【００２３】抵抗スポット溶接性は、３０点の剪断溶接
強度を求め、強度の変動（平均からの変動最大値）が３
０ｋｇ以内のものを良（○）、３０〜８０ｋｇのものを
やや良（△）、８０ｋｇ以上のものを不良（×）とし、
評価した。

【００２４】なお、酸化皮膜の厚さは静電容量法（誘電
率を７とした）により求め、Ｍｇ／Ａｌ比は光電子分光
分析チャートから得られるピーク高さから算出した。ま
た、Ｒａは触針式表面粗さ計による板材の圧延方向に平
行、直角の各値の平均とした。

【００２５】表１に試験結果を示すとおり、本発明材は
いずれも、優れた抵抗スポット溶接性を示していること
がわかる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアルミニ
ウム合金板材は、優れた抵抗スポット溶接性を優してい
るので、自動車材等の各種用途に有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルミニウム及びアルミニウム合金板
   材の電極面に接する側の酸化皮膜が厚さ７０Å以下に調
   整され、かつ、中心線平均粗さで示される表面粗さが０
   ．５〜１．５μｍの範囲であることを特徴とする抵抗ス
   ポット溶接性に優れたアルミニウム及びアルミニウム合
   金板材。
2. 【請求項２】　　電極面に接する側の表面層におけるマ
   グネシウムとアルミニウムの比（Ｍｇ／Ａｌ）が原子％
   で０．７以下である請求項１に記載のアルミニウム及び
   アルミニウム合金板材。
3. 【請求項３】　　表面粗さが圧延ロールにて制御されて
   いる請求項１又は２に記載のアルミニウム及びアルミニ
   ウム合金板材。