JPH04365881A - スポット抵抗溶接性に優れるアルミニウム材 - Google Patents
スポット抵抗溶接性に優れるアルミニウム材Info
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- JPH04365881A JPH04365881A JP16747091A JP16747091A JPH04365881A JP H04365881 A JPH04365881 A JP H04365881A JP 16747091 A JP16747091 A JP 16747091A JP 16747091 A JP16747091 A JP 16747091A JP H04365881 A JPH04365881 A JP H04365881A
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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。
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、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金からなるアルミニウム材に関し、主とし
て自動車用軽量化素材として使用されるスポット抵抗溶
接性に優れるアルミニウム材についての提案である。 【０００２】 【従来の技術】近年、地球環境問題、特にＣＯ２ によ
る地球温暖化防止対策等の観点から、自動車車体の軽量
化を図って燃費を改善する方策がとられている。このよ
うな実情の下でその方策によく適合する金属として、さ
らには、材料の信頼性や加工性、あるいはリサイクル利
用の可能性の面で、アルミニウムおよびその合金（以下
は、これを総称して「アルミニウム材」という）が脚光
を浴び、最近では、自動車車体の内外用板としても適用
を拡げつつある。 【０００３】しかしながら、このアルミニウム材を使っ
て自動車車体を組み立てるには、溶接、とくにスポット
抵抗溶接が不可欠となる。ところが、アルミニウム板は
、スポット抵抗溶接性とりわけ電極寿命が鋼板などに比
べると極端に悪く、車体の生産効率の著しい低下を招い
ているのが実情である。すなわち、アルミニウム材のス
ポット抵抗溶接では、溶着現象が起こりやすいこと、お
よび適正なナゲットを得ることができる溶接打点数が著
しく少ないため、溶着が起こる前や不適正ナゲットとな
る前に電極のドレッシングや交換が必要となる。このこ
とが、溶接効率、ひいては自動車車体の生産効率に多大
な悪影響を及ぼしている。 【０００４】しかしながら、このアルミニウム材が自動
車車体用材として、とくに自動車車体用スポット抵抗溶
接用材料として実用化されだしたのはごく最近であるた
め、上述した問題点の多くは未解決のままである。既に
提案されている従来技術の中に、例えば特開昭６０−１
８７４８３号公報に開示されているような、いわゆるア
ルミニウム板接合面の酸化皮膜厚さを陽極処理にて制御
する方法がある。その他には、自動車用アルミニウム合
金板への適用を目的としたものではないが、特開昭５３
−６２５２号公報、特開昭５３−４８９５４号公報、あ
るいは特開昭５３−４８９５５号公報には、アルミニウ
ム接合面にＺｎ， Ｔｉあるいはステンレス鋼薄膜を介
在させる方法が、そして特開昭５７−４３８９号公報に
はＣｒやＮｉ， Ｃｕ，Ａｇのめっきを施す方法が開示
されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、陽極酸化処理
皮膜を制御する前記特開昭６０−１８７４８３号公報に
開示の方法は均一処理が難しく且つその効果が不安定で
あり、実用的ではない。また、前記特開昭５３−６２５
２号公報などに開示された、いわゆるＺｎ， Ｔｉ，
ステンレス鋼薄膜を介在させることによる改善方法は、
自動車用への適用が困難であり、そして、特開昭５７−
４３８３９号公報に開示された、いわゆるＣｒやＮｉ，
Ｃｕ， Ａｇのめっきを施すことによる改善方法も、ア
ルミニウム材へのめっき密着性が悪く実用的でないとい
う問題があった。 【０００６】本発明の目的は、上記各従来技術が抱えて
いる上述したような問題を克服することにあり、とくに
スポット抵抗溶接時における電極寿命、すなわち連続打
点性が従来のアルミニウム材に比べ格段に優れ、自動車
車体用のアルミニウム材のスポット溶接を工業的に容易
にかつ安定して施工できる方法を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前記の目的実現に向け鋭
意研究する過程で、本発明者らは、アルミニウム材を銅
系電極を用いて連続的にスポット抵抗溶接する実験を行
ったところ、電極先端の通電径が打点数に比例して次第
に拡大し、それに伴って板中の電流密度の低下を招いて
ナゲット径が減少することをつきとめた。すなわち、ア
ルミニウム材の場合には鋼板に比べると、その電極先端
径の拡大速度が著しく大きく、これが電極寿命を短くす
る原因となっていたのである。 【０００８】そこで、その原因についてさらに検討した
ところ、次のような事実が判ってきた。すなわち、アル
ミニウム材を連続打点溶接すると、電極先端部に溶融ア
ルミニウムが付着しやすく、付着したアルミニウムは容
易に酸化する。しかもその酸化物は打点数に比例して堆
積する。その結果、この酸化物堆積層が絶縁層を形成し
、ついには電極とこの絶縁層の間では通電不良を招いて
スパークを引き起こすようになる。そのために、電極は
虫食い状に欠損する。一方、接合面でのアルミニウム材
表面には絶縁性酸化皮膜が存在するために迅速な溶着を
阻害している。このようなアルミニウム材のスポット溶
接時に特有の現象が電極先端径の拡大を促し、電極寿命
を極端に劣化させるのである。 【０００９】このような知見に基づき、本発明は、アル
ミニウム材のスポット溶接時に、電極先端部にアルミニ
ウムが融着せず、かつ接合面での迅速な溶着を可能にす
る方法について研究した結果、アルミニウムやその合金
板の片面または両面に陽極酸化処理を施して酸化皮膜を
形成し、その後この酸化皮膜中の空孔を介してスポット
溶接時に電極チップとアルミニウム材の溶着を防止する
のに有効な溶着防止金属の被覆（めっき処理）を施すこ
とにした。このような下地（陽極酸化皮膜）と上層（金
属皮膜）との多層状皮膜を形成することにより、めっき
密着性を良好にし、それと共に電極先端でのアルミニウ
ム酸化物の形成を阻止する。また、接合部界面のアルミ
ニウム材表面に適度の電気抵抗性を付与することにより
、アルミニウム材どうしの溶着を容易にし、これによっ
て電極寿命を著しく改善することとしたのである。 【００１０】なお、前記酸化皮膜は、厚さが５〜５００
０Åで、溶着防止金属の被覆付着量は、０．０１〜１０
ｇ／ｍ２の範囲のものが好ましく、また、前記溶着防止
金属の被覆は、Ｚｎを主要成分とするＺｎ系めっき、Ｃ
ｕを主要成分とするＣｕ系めっき、Ｓｎを主要成分とす
るＳｎ系めっき、Ｃｒを主要成分とするＣｒ系めっき、
Ａｇを主要成分とするＡｇ系めっき、Ｎｉを主要成分と
するＮｉ系めっき、またはＦｅを主要成分とするＦｅ系
めっきのいずれか１種を用いる。 【００１１】 【作用】本発明のアルミニウム材において下地に形成さ
れた陽極酸化皮膜は、予めアルミニウム合金表面を苛性
ソーダや硝酸溶液等を用いて活性化した後、リン酸、硫
酸等の酸溶液中で定電流または定電位で陽極処理するこ
とによって形成した均一な酸化皮膜である。ここで、こ
の酸化皮膜形成のための陽極酸化処理は、形成する酸化
皮膜中の空孔が大きく膜厚制御が容易でありるリン酸溶
液での定電流処理が好ましい。酸化皮膜の厚さは５〜５
０００Åが好ましい。その理由は、５Å未満では上層亜
鉛系めっきの密着性が悪く、一方、この厚さが５０００
Åを超えると上層めっきが困難となる他、陽極酸化処理
時間が長くなって、経済的でない。より好ましい酸化皮
膜の厚さは５０〜 ５００Åである。 【００１２】本発明に係るアルミニウム材が優れたスポ
ット抵抗溶接性を示すためには、前記酸化皮膜の表面に
、さらに、スポット溶接時に電極チップとアルミニウム
材との溶着防止に好適な金属をめっき被覆することが必
要である。このめっき被覆に当たっては、上記皮膜中の
空孔内にめっき溶融金属を含浸させてアンカー効果をも
たせることは、めっき膜の密着力を大きくする上で極め
て有効である。この意味において、溶着防止金属は、前
記空孔を介して被覆することが望ましい。 【００１３】さて、前述の電極チップとアルミニウム材
との溶着防止のためにアルミニウム材の表面に形成する
溶着防止金属としては、以下に列挙するもののいずれか
１種を用いる。 【００１４】■Ｚｎを主要構成成分とするＺｎ系めっき
：これは、Ｚｎ単相あるいはＺｎを７０ｗｔ％以上含む
Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｃｕ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｍｎ、Ｚ
ｎ−Ａｇ、Ｚｎ−Ｃｒ、Ｚｎ−Ｓｎ、Ｚｎ−Ｐ、Ｚｎ−
Ｂ、Ｚｎ−Ｃなどの合金めっきを指す。これらは、望ま
しくは２層以上積層したものが好適である。 ■Ｃｕを主要構成成分とするＣｕ系めっき：これは、Ｃ
ｕ単相あるいはＣｕを７０ｗｔ％以上含むＣｕ−Ｚｎ、
Ｃｕ−Ｆｅ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ａｇ、Ｃ
ｕ−Ｃｒ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｐ、Ｃｕ−Ｂ、Ｃｕ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 ■Ｓｎを主要構成成分とするＳｎ系めっき：これは、Ｓ
ｎ単相あるいはＳｎを７０ｗｔ％以上含むＳｎ−Ｚｎ、
Ｓｎ−Ｆｅ， Ｓｎ−Ｎｉ、Ｓｎ−Ｍｎ、Ｓｎ−Ｃｕ、
Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｒ、Ｓｎ−Ｐ、Ｓｎ−Ｂ、Ｓｎ−
Ｃなどの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層
以上積層したものが好適である。 ■Ｃｒを主要構成成分とするＣｒ系めっき：これは、Ｃ
ｒ単相あるいはＣｒを７０ｗｔ％以上含むＣｒ−Ｚｎ、
Ｃｒ−Ｆｅ、Ｃｒ−Ｎｉ、Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｃｕ、Ｃ
ｒ−Ａｇ、Ｃｒ−Ｓｎ、Ｃｒ−Ｐ、Ｃｒ−Ｂ、Ｃｒ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 ■Ａｇを主要構成成分とするＡｇ系めっき：これは、Ａ
ｇ単相あるいはＡｇを７０ｗｔ％以上含むＡｇ−Ｚｎ、
Ａｇ−Ｆｅ、Ａｇ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｍｎ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａ
ｇ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｐ、Ａｇ−Ｂ、Ａｇ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 ■Ｎｉを主要構成成分とするＮｉ系めっき：これは、Ｎ
ｉ単相あるいはＮｉを７０ｗｔ％以上含むＮｉ−Ｚｎ、
Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ａｇ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎ
ｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｃなどの合金め
っきを指す。これらは、望ましくは２層以上積層したも
のが好適である。 ■Ｆｅを主要構成成分とするＦｅ系めっき：これは、Ｆ
ｅ単相あるいはＦｅを７０ｗｔ％以上含むＦｅ−Ｚｎ、
Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ａｇ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆ
ｅ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｓｎ、Ｆｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 【００１５】上掲の各金属もしくは合金をめっきするに
当たっては、めっき層の目付量は０．０１〜１０ｇ／ｍ
２程度が好ましい。その理由は、０．０１ｇ／ｍ２未満
では効果がなく、一方１０ｇ／ｍ２を超えても効果が飽
和し、不経済である。例えば、Ｆｅ系めっきの場合、そ
の好ましい付着量は１〜５ｇ／ｍ２である。 【００１６】なお、このめっき面は、電極に対向するア
ルミニウム材の片面にのみ施してもよいが、両面めっき
を施せばその効果はより大きいものとなるのはもちろん
である。 【００１７】 【実施例】自動車車体用材料として使用されている代表
的なアルミニウム合金板である１ｍｍ厚のＡ５０２０合
金 （Ａｌ−２．５ ％Ｍｇ−０．２５％Ｃｒ） を用
い、まずアルミニウム合金表面をトリクロールエチレン
で蒸気脱脂後、苛性ソーダおよび硝酸溶液を用いて表面
活性化処理を行った。次いで以下の条件でこのアルミニ
ウム合金板の両面に陽極酸化処理を施した。 【００１８】（陽極酸化処理条件） 燐酸 ：３５０ｇ／リットル浴温
：２５℃ 電流密度 ：１Ａ／ｄｍ２ なお、酸化膜厚は処理時間を変えることによって調整し
た。 【００１９】このようにして陽極酸化したアルミニウム
合金の酸化皮膜表面に、水溶液系電気めっき法により、
下記のめっきを施した。 （Ａ）Ｚｎ系めっき
（Ｅ）Ａｇ系めっき （Ａ−１
）純Ｚｎめっき
（Ｅ−１）純Ａｇめっき （Ａ−２）Ｚｎ−
Ｆｅめっき （Ｅ
−２）Ａｇ−Ｚｎめっき （Ａ−３）Ｚｎ−Ｎｉ
めっき （Ｅ−３
）Ａｇ−Ｎｉめっき（Ｂ）Ｃｕ系めっき
（Ｆ）Ｎｉ系めっ
き （Ｂ−１）純Ｃｕめっき
（Ｆ−１）純Ｎｉめっき
（Ｂ−２）Ｃｕ−Ｚｎめっき
（Ｆ−２）Ｎｉ−Ｚｎめっき （
Ｂ−３）Ｃｕ−Ｎｉめっき
（Ｆ−３）Ｎｉ−Ｃｕめっき（Ｃ）Ｓｎ系め
っき
（Ｇ）Ｆｅ系めっき （Ｃ−１）純Ｓｎめっき
（Ｇ−１）
純Ｆｅめっき （Ｃ−２）Ｓｎ−Ｆｅめっき
（Ｇ−２）Ｆｅ−Ｚ
ｎめっき （Ｃ−３）Ｓｎ−Ｎｉめっき
（Ｇ−３）Ｆｅ−Ｐめっ
き（Ｄ）Ｃｒ系めっき （Ｄ−１）純Ｃｒめっき （Ｄ−２）Ｃｒ−Ｆｅめっき （Ｄ−３）Ｃｒ−Ｎｉめっき 【００２０】
めっき後のアルミニウム合金板の電極寿命は、インバー
ター直流溶接機を用いて下記の電極および溶接条件にて
評価した。評価は溶着するまでの打点数またはナゲット
径が４ルートｔ（ｔ：板厚）を下まわるまでの打点数の
いずれかの少ない打点数でその効果を判定した。評価基
準はその打点数が１０００点未満を不良（ ×印） で
、１０００点以上を良好 （○印） とした。 【００２１】（電 極） ・形 状 ：円錐台頭（ＣＦ）型・先
端径 ：５．０ｍｍφ・材 質
：Ｃｒ−Ｃｕ（溶接条件） ・加圧 ：１５０ ｋｇｆ・初期加
圧時間 ：２０／５０秒 ・通電時間 ：６／５０秒 ・保持時間 ：５／５０秒 ・溶接電流 ：１５ｋＡ 本発明の実施例および比較例を表１〜表７にまとめて示
す。表１〜表７から明らかなように、本発明はアルミニ
ウム合金板のスポット溶接性の改善に極めて効果がある
ことが判る。 【００２２】 【表１】 【００２３】 【表２】 【００２４】 【表３】 【００２５】 【表４】 【００２６】 【表５】 【００２７】 【表６】 【００２８】 【表７】 【００２９】 【発明の効果】以上説明したように本発明のアルミニウ
ム材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の表面
に、陽極酸化皮膜とＺｎやＦｅなどの溶着防止金属・合
金のめっきを施したものであるから、スポット抵抗溶接
時の電極寿命は著しく改善される。これによって、生産
現場におけるスポット溶接時の電極の交換あるいはドレ
ッシングによる先端形状の整形頻度が格段に減少し、著
しい生産性の向上につながると同時に、溶接部の品質の
安定性も飛躍的に向上する効果も期待できる。
ルミニウム合金からなるアルミニウム材に関し、主とし
て自動車用軽量化素材として使用されるスポット抵抗溶
接性に優れるアルミニウム材についての提案である。 【０００２】 【従来の技術】近年、地球環境問題、特にＣＯ２ によ
る地球温暖化防止対策等の観点から、自動車車体の軽量
化を図って燃費を改善する方策がとられている。このよ
うな実情の下でその方策によく適合する金属として、さ
らには、材料の信頼性や加工性、あるいはリサイクル利
用の可能性の面で、アルミニウムおよびその合金（以下
は、これを総称して「アルミニウム材」という）が脚光
を浴び、最近では、自動車車体の内外用板としても適用
を拡げつつある。 【０００３】しかしながら、このアルミニウム材を使っ
て自動車車体を組み立てるには、溶接、とくにスポット
抵抗溶接が不可欠となる。ところが、アルミニウム板は
、スポット抵抗溶接性とりわけ電極寿命が鋼板などに比
べると極端に悪く、車体の生産効率の著しい低下を招い
ているのが実情である。すなわち、アルミニウム材のス
ポット抵抗溶接では、溶着現象が起こりやすいこと、お
よび適正なナゲットを得ることができる溶接打点数が著
しく少ないため、溶着が起こる前や不適正ナゲットとな
る前に電極のドレッシングや交換が必要となる。このこ
とが、溶接効率、ひいては自動車車体の生産効率に多大
な悪影響を及ぼしている。 【０００４】しかしながら、このアルミニウム材が自動
車車体用材として、とくに自動車車体用スポット抵抗溶
接用材料として実用化されだしたのはごく最近であるた
め、上述した問題点の多くは未解決のままである。既に
提案されている従来技術の中に、例えば特開昭６０−１
８７４８３号公報に開示されているような、いわゆるア
ルミニウム板接合面の酸化皮膜厚さを陽極処理にて制御
する方法がある。その他には、自動車用アルミニウム合
金板への適用を目的としたものではないが、特開昭５３
−６２５２号公報、特開昭５３−４８９５４号公報、あ
るいは特開昭５３−４８９５５号公報には、アルミニウ
ム接合面にＺｎ， Ｔｉあるいはステンレス鋼薄膜を介
在させる方法が、そして特開昭５７−４３８９号公報に
はＣｒやＮｉ， Ｃｕ，Ａｇのめっきを施す方法が開示
されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、陽極酸化処理
皮膜を制御する前記特開昭６０−１８７４８３号公報に
開示の方法は均一処理が難しく且つその効果が不安定で
あり、実用的ではない。また、前記特開昭５３−６２５
２号公報などに開示された、いわゆるＺｎ， Ｔｉ，
ステンレス鋼薄膜を介在させることによる改善方法は、
自動車用への適用が困難であり、そして、特開昭５７−
４３８３９号公報に開示された、いわゆるＣｒやＮｉ，
Ｃｕ， Ａｇのめっきを施すことによる改善方法も、ア
ルミニウム材へのめっき密着性が悪く実用的でないとい
う問題があった。 【０００６】本発明の目的は、上記各従来技術が抱えて
いる上述したような問題を克服することにあり、とくに
スポット抵抗溶接時における電極寿命、すなわち連続打
点性が従来のアルミニウム材に比べ格段に優れ、自動車
車体用のアルミニウム材のスポット溶接を工業的に容易
にかつ安定して施工できる方法を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前記の目的実現に向け鋭
意研究する過程で、本発明者らは、アルミニウム材を銅
系電極を用いて連続的にスポット抵抗溶接する実験を行
ったところ、電極先端の通電径が打点数に比例して次第
に拡大し、それに伴って板中の電流密度の低下を招いて
ナゲット径が減少することをつきとめた。すなわち、ア
ルミニウム材の場合には鋼板に比べると、その電極先端
径の拡大速度が著しく大きく、これが電極寿命を短くす
る原因となっていたのである。 【０００８】そこで、その原因についてさらに検討した
ところ、次のような事実が判ってきた。すなわち、アル
ミニウム材を連続打点溶接すると、電極先端部に溶融ア
ルミニウムが付着しやすく、付着したアルミニウムは容
易に酸化する。しかもその酸化物は打点数に比例して堆
積する。その結果、この酸化物堆積層が絶縁層を形成し
、ついには電極とこの絶縁層の間では通電不良を招いて
スパークを引き起こすようになる。そのために、電極は
虫食い状に欠損する。一方、接合面でのアルミニウム材
表面には絶縁性酸化皮膜が存在するために迅速な溶着を
阻害している。このようなアルミニウム材のスポット溶
接時に特有の現象が電極先端径の拡大を促し、電極寿命
を極端に劣化させるのである。 【０００９】このような知見に基づき、本発明は、アル
ミニウム材のスポット溶接時に、電極先端部にアルミニ
ウムが融着せず、かつ接合面での迅速な溶着を可能にす
る方法について研究した結果、アルミニウムやその合金
板の片面または両面に陽極酸化処理を施して酸化皮膜を
形成し、その後この酸化皮膜中の空孔を介してスポット
溶接時に電極チップとアルミニウム材の溶着を防止する
のに有効な溶着防止金属の被覆（めっき処理）を施すこ
とにした。このような下地（陽極酸化皮膜）と上層（金
属皮膜）との多層状皮膜を形成することにより、めっき
密着性を良好にし、それと共に電極先端でのアルミニウ
ム酸化物の形成を阻止する。また、接合部界面のアルミ
ニウム材表面に適度の電気抵抗性を付与することにより
、アルミニウム材どうしの溶着を容易にし、これによっ
て電極寿命を著しく改善することとしたのである。 【００１０】なお、前記酸化皮膜は、厚さが５〜５００
０Åで、溶着防止金属の被覆付着量は、０．０１〜１０
ｇ／ｍ２の範囲のものが好ましく、また、前記溶着防止
金属の被覆は、Ｚｎを主要成分とするＺｎ系めっき、Ｃ
ｕを主要成分とするＣｕ系めっき、Ｓｎを主要成分とす
るＳｎ系めっき、Ｃｒを主要成分とするＣｒ系めっき、
Ａｇを主要成分とするＡｇ系めっき、Ｎｉを主要成分と
するＮｉ系めっき、またはＦｅを主要成分とするＦｅ系
めっきのいずれか１種を用いる。 【００１１】 【作用】本発明のアルミニウム材において下地に形成さ
れた陽極酸化皮膜は、予めアルミニウム合金表面を苛性
ソーダや硝酸溶液等を用いて活性化した後、リン酸、硫
酸等の酸溶液中で定電流または定電位で陽極処理するこ
とによって形成した均一な酸化皮膜である。ここで、こ
の酸化皮膜形成のための陽極酸化処理は、形成する酸化
皮膜中の空孔が大きく膜厚制御が容易でありるリン酸溶
液での定電流処理が好ましい。酸化皮膜の厚さは５〜５
０００Åが好ましい。その理由は、５Å未満では上層亜
鉛系めっきの密着性が悪く、一方、この厚さが５０００
Åを超えると上層めっきが困難となる他、陽極酸化処理
時間が長くなって、経済的でない。より好ましい酸化皮
膜の厚さは５０〜 ５００Åである。 【００１２】本発明に係るアルミニウム材が優れたスポ
ット抵抗溶接性を示すためには、前記酸化皮膜の表面に
、さらに、スポット溶接時に電極チップとアルミニウム
材との溶着防止に好適な金属をめっき被覆することが必
要である。このめっき被覆に当たっては、上記皮膜中の
空孔内にめっき溶融金属を含浸させてアンカー効果をも
たせることは、めっき膜の密着力を大きくする上で極め
て有効である。この意味において、溶着防止金属は、前
記空孔を介して被覆することが望ましい。 【００１３】さて、前述の電極チップとアルミニウム材
との溶着防止のためにアルミニウム材の表面に形成する
溶着防止金属としては、以下に列挙するもののいずれか
１種を用いる。 【００１４】■Ｚｎを主要構成成分とするＺｎ系めっき
：これは、Ｚｎ単相あるいはＺｎを７０ｗｔ％以上含む
Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｃｕ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｍｎ、Ｚ
ｎ−Ａｇ、Ｚｎ−Ｃｒ、Ｚｎ−Ｓｎ、Ｚｎ−Ｐ、Ｚｎ−
Ｂ、Ｚｎ−Ｃなどの合金めっきを指す。これらは、望ま
しくは２層以上積層したものが好適である。 ■Ｃｕを主要構成成分とするＣｕ系めっき：これは、Ｃ
ｕ単相あるいはＣｕを７０ｗｔ％以上含むＣｕ−Ｚｎ、
Ｃｕ−Ｆｅ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ａｇ、Ｃ
ｕ−Ｃｒ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｐ、Ｃｕ−Ｂ、Ｃｕ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 ■Ｓｎを主要構成成分とするＳｎ系めっき：これは、Ｓ
ｎ単相あるいはＳｎを７０ｗｔ％以上含むＳｎ−Ｚｎ、
Ｓｎ−Ｆｅ， Ｓｎ−Ｎｉ、Ｓｎ−Ｍｎ、Ｓｎ−Ｃｕ、
Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｒ、Ｓｎ−Ｐ、Ｓｎ−Ｂ、Ｓｎ−
Ｃなどの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層
以上積層したものが好適である。 ■Ｃｒを主要構成成分とするＣｒ系めっき：これは、Ｃ
ｒ単相あるいはＣｒを７０ｗｔ％以上含むＣｒ−Ｚｎ、
Ｃｒ−Ｆｅ、Ｃｒ−Ｎｉ、Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｃｕ、Ｃ
ｒ−Ａｇ、Ｃｒ−Ｓｎ、Ｃｒ−Ｐ、Ｃｒ−Ｂ、Ｃｒ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 ■Ａｇを主要構成成分とするＡｇ系めっき：これは、Ａ
ｇ単相あるいはＡｇを７０ｗｔ％以上含むＡｇ−Ｚｎ、
Ａｇ−Ｆｅ、Ａｇ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｍｎ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａ
ｇ−Ｃｒ、Ａｇ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｐ、Ａｇ−Ｂ、Ａｇ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 ■Ｎｉを主要構成成分とするＮｉ系めっき：これは、Ｎ
ｉ単相あるいはＮｉを７０ｗｔ％以上含むＮｉ−Ｚｎ、
Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ａｇ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎ
ｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｃなどの合金め
っきを指す。これらは、望ましくは２層以上積層したも
のが好適である。 ■Ｆｅを主要構成成分とするＦｅ系めっき：これは、Ｆ
ｅ単相あるいはＦｅを７０ｗｔ％以上含むＦｅ−Ｚｎ、
Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ａｇ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆ
ｅ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｓｎ、Ｆｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃ
などの合金めっきを指す。これらは、望ましくは２層以
上積層したものが好適である。 【００１５】上掲の各金属もしくは合金をめっきするに
当たっては、めっき層の目付量は０．０１〜１０ｇ／ｍ
２程度が好ましい。その理由は、０．０１ｇ／ｍ２未満
では効果がなく、一方１０ｇ／ｍ２を超えても効果が飽
和し、不経済である。例えば、Ｆｅ系めっきの場合、そ
の好ましい付着量は１〜５ｇ／ｍ２である。 【００１６】なお、このめっき面は、電極に対向するア
ルミニウム材の片面にのみ施してもよいが、両面めっき
を施せばその効果はより大きいものとなるのはもちろん
である。 【００１７】 【実施例】自動車車体用材料として使用されている代表
的なアルミニウム合金板である１ｍｍ厚のＡ５０２０合
金 （Ａｌ−２．５ ％Ｍｇ−０．２５％Ｃｒ） を用
い、まずアルミニウム合金表面をトリクロールエチレン
で蒸気脱脂後、苛性ソーダおよび硝酸溶液を用いて表面
活性化処理を行った。次いで以下の条件でこのアルミニ
ウム合金板の両面に陽極酸化処理を施した。 【００１８】（陽極酸化処理条件） 燐酸 ：３５０ｇ／リットル浴温
：２５℃ 電流密度 ：１Ａ／ｄｍ２ なお、酸化膜厚は処理時間を変えることによって調整し
た。 【００１９】このようにして陽極酸化したアルミニウム
合金の酸化皮膜表面に、水溶液系電気めっき法により、
下記のめっきを施した。 （Ａ）Ｚｎ系めっき
（Ｅ）Ａｇ系めっき （Ａ−１
）純Ｚｎめっき
（Ｅ−１）純Ａｇめっき （Ａ−２）Ｚｎ−
Ｆｅめっき （Ｅ
−２）Ａｇ−Ｚｎめっき （Ａ−３）Ｚｎ−Ｎｉ
めっき （Ｅ−３
）Ａｇ−Ｎｉめっき（Ｂ）Ｃｕ系めっき
（Ｆ）Ｎｉ系めっ
き （Ｂ−１）純Ｃｕめっき
（Ｆ−１）純Ｎｉめっき
（Ｂ−２）Ｃｕ−Ｚｎめっき
（Ｆ−２）Ｎｉ−Ｚｎめっき （
Ｂ−３）Ｃｕ−Ｎｉめっき
（Ｆ−３）Ｎｉ−Ｃｕめっき（Ｃ）Ｓｎ系め
っき
（Ｇ）Ｆｅ系めっき （Ｃ−１）純Ｓｎめっき
（Ｇ−１）
純Ｆｅめっき （Ｃ−２）Ｓｎ−Ｆｅめっき
（Ｇ−２）Ｆｅ−Ｚ
ｎめっき （Ｃ−３）Ｓｎ−Ｎｉめっき
（Ｇ−３）Ｆｅ−Ｐめっ
き（Ｄ）Ｃｒ系めっき （Ｄ−１）純Ｃｒめっき （Ｄ−２）Ｃｒ−Ｆｅめっき （Ｄ−３）Ｃｒ−Ｎｉめっき 【００２０】
めっき後のアルミニウム合金板の電極寿命は、インバー
ター直流溶接機を用いて下記の電極および溶接条件にて
評価した。評価は溶着するまでの打点数またはナゲット
径が４ルートｔ（ｔ：板厚）を下まわるまでの打点数の
いずれかの少ない打点数でその効果を判定した。評価基
準はその打点数が１０００点未満を不良（ ×印） で
、１０００点以上を良好 （○印） とした。 【００２１】（電 極） ・形 状 ：円錐台頭（ＣＦ）型・先
端径 ：５．０ｍｍφ・材 質
：Ｃｒ−Ｃｕ（溶接条件） ・加圧 ：１５０ ｋｇｆ・初期加
圧時間 ：２０／５０秒 ・通電時間 ：６／５０秒 ・保持時間 ：５／５０秒 ・溶接電流 ：１５ｋＡ 本発明の実施例および比較例を表１〜表７にまとめて示
す。表１〜表７から明らかなように、本発明はアルミニ
ウム合金板のスポット溶接性の改善に極めて効果がある
ことが判る。 【００２２】 【表１】 【００２３】 【表２】 【００２４】 【表３】 【００２５】 【表４】 【００２６】 【表５】 【００２７】 【表６】 【００２８】 【表７】 【００２９】 【発明の効果】以上説明したように本発明のアルミニウ
ム材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の表面
に、陽極酸化皮膜とＺｎやＦｅなどの溶着防止金属・合
金のめっきを施したものであるから、スポット抵抗溶接
時の電極寿命は著しく改善される。これによって、生産
現場におけるスポット溶接時の電極の交換あるいはドレ
ッシングによる先端形状の整形頻度が格段に減少し、著
しい生産性の向上につながると同時に、溶接部の品質の
安定性も飛躍的に向上する効果も期待できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウムおよびアルミニウム合金
からなるアルミニウム材の片面または両面に陽極酸化皮
膜を設けると共に、この酸化皮膜の表面に、溶着防止金
属を被覆してなるスポット抵抗溶接性に優れるアルミニ
ウム材。 - 【請求項２】 前記酸化皮膜の厚さが５〜５０００Å
で、前記溶着防止金属の付着量が０．０１〜１０ｇ／ｍ
２である請求項１に記載のアルミニウム材。 - 【請求項３】 前記溶着防止金属の被覆が、Ｚｎを主
要成分とするＺｎ系めっき、Ｃｕを主要成分とするＣｕ
系めっき、Ｓｎを主要成分とするＳｎ系めっき、Ｃｒを
主要成分とするＣｒ系めっき、Ａｇを主要成分とするＡ
ｇ系めっき、Ｎｉを主要成分とするＮｉ系めっき、また
はＦｅを主要成分とするＦｅ系めっきのいずれか１種で
ある請求項１または２に記載のアルミニウム材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16747091A JPH04365881A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | スポット抵抗溶接性に優れるアルミニウム材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16747091A JPH04365881A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | スポット抵抗溶接性に優れるアルミニウム材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04365881A true JPH04365881A (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=15850276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16747091A Pending JPH04365881A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | スポット抵抗溶接性に優れるアルミニウム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04365881A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH051400A (ja) * | 1991-06-19 | 1993-01-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ＡｌまたはＡｌ合金板およびその製造法 |
| WO2009082238A2 (en) | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Efd Induction A.S. | Electric welding of aluminium or aluminium alloy |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP16747091A patent/JPH04365881A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH051400A (ja) * | 1991-06-19 | 1993-01-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ＡｌまたはＡｌ合金板およびその製造法 |
| WO2009082238A2 (en) | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Efd Induction A.S. | Electric welding of aluminium or aluminium alloy |
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