JPH06126465A - アルミニウム合金溶接構造物 - Google Patents
アルミニウム合金溶接構造物Info
- Publication number
- JPH06126465A JPH06126465A JP29818292A JP29818292A JPH06126465A JP H06126465 A JPH06126465 A JP H06126465A JP 29818292 A JP29818292 A JP 29818292A JP 29818292 A JP29818292 A JP 29818292A JP H06126465 A JPH06126465 A JP H06126465A
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- JP
- Japan
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- aluminum alloy
- plate
- strength
- resistance
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 車輛や建築物などに用いられるアルミニウム
合金スポット溶接構造物として、溶接強度の優れた部体
を提供する。 【構成】 アルミニウム合金の形材と板材を用いた構造
物であって、形材は所定量のSiとMgとを含有すると共に
Mn＋Crが所定範囲にあり、板材は所定量のMgを含有する
と共にMn＋Crが所定範囲であり、これら形材と板材とを
抵抗スポット溶接して接合する。
合金スポット溶接構造物として、溶接強度の優れた部体
を提供する。 【構成】 アルミニウム合金の形材と板材を用いた構造
物であって、形材は所定量のSiとMgとを含有すると共に
Mn＋Crが所定範囲にあり、板材は所定量のMgを含有する
と共にMn＋Crが所定範囲であり、これら形材と板材とを
抵抗スポット溶接して接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金溶接構
造物に係り、車輛や建築物などに用いられるアルミニウ
ム合金スポット溶接構造物として溶接強度の優れた部体
を提供しようとするものである。
造物に係り、車輛や建築物などに用いられるアルミニウ
ム合金スポット溶接構造物として溶接強度の優れた部体
を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金部材は比較的軽量で、
しかも強度的にも優れていることから車輛や建築物の構
造用材料として種々に利用されつつあり、強度が比較的
高く、成形加工性など構造用材料に要求される特性が全
般的に優れている材料として、形材では特に6000系合
金、板材では特に5000系合金が多用されている。
しかも強度的にも優れていることから車輛や建築物の構
造用材料として種々に利用されつつあり、強度が比較的
高く、成形加工性など構造用材料に要求される特性が全
般的に優れている材料として、形材では特に6000系合
金、板材では特に5000系合金が多用されている。
【０００３】即ち、6000系合金のうち高強度の押出形材
用合金として6061、6N01等があり、これらはSi：0.４〜
0.９wt％、Mg：0.４〜1.２wt％、Mn＋Cr＜0.５wt％の範
囲にある。一方5000系合金のうち高強度で、かつ耐食
性、成形性が優れた板材用合金として、5056、5082、51
82、 5083等があり、これらはMg：4.０〜5.５wt％を含
み、かつ0.２wt％＜Mn＋Cr＜1.０wt％の範囲にある。
用合金として6061、6N01等があり、これらはSi：0.４〜
0.９wt％、Mg：0.４〜1.２wt％、Mn＋Cr＜0.５wt％の範
囲にある。一方5000系合金のうち高強度で、かつ耐食
性、成形性が優れた板材用合金として、5056、5082、51
82、 5083等があり、これらはMg：4.０〜5.５wt％を含
み、かつ0.２wt％＜Mn＋Cr＜1.０wt％の範囲にある。
【０００４】然して、これら6000系合金の押出形材と、
5000系合金の板材の接合において、抵抗スポット溶接で
高い強度の溶接が出来れば、剛性の高い構造物を高い生
産性で製造することが出来る。しかしこの種の形材と板
材の抵抗スポット溶接では、溶接強度が低く、他の溶接
法が適用されることが多かった。
5000系合金の板材の接合において、抵抗スポット溶接で
高い強度の溶接が出来れば、剛性の高い構造物を高い生
産性で製造することが出来る。しかしこの種の形材と板
材の抵抗スポット溶接では、溶接強度が低く、他の溶接
法が適用されることが多かった。
【０００５】なお特開平４−１７２１８４号公報におい
ては前記のようなアルミニウム合金板の抵抗スポット溶
接をなすためにアルミニウム合金からなる芯材およびそ
の皮材からなる合わせ板において、その芯材と皮材との
界面にそれら芯材および皮材より電気抵抗の高い金属薄
板を設けることが提案されている。
ては前記のようなアルミニウム合金板の抵抗スポット溶
接をなすためにアルミニウム合金からなる芯材およびそ
の皮材からなる合わせ板において、その芯材と皮材との
界面にそれら芯材および皮材より電気抵抗の高い金属薄
板を設けることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の6000系
合金による形材と、5000系合金による板材を用いたもの
においては抵抗スポット溶接を避けねばならないので、
能率的な抵抗溶接のメリットを活用した溶接構造物を得
ることができない。
合金による形材と、5000系合金による板材を用いたもの
においては抵抗スポット溶接を避けねばならないので、
能率的な抵抗溶接のメリットを活用した溶接構造物を得
ることができない。
【０００７】特開平４−１７２１８４号公報によるもの
はスポット溶接し得るとしても、特別に芯材および皮材
より電気抵抗の高い金属薄板を設けるためのコストが嵩
み、また多層構造材となることから必ずしも好ましい特
性をもった溶接構造物を得難い不利がある。
はスポット溶接し得るとしても、特別に芯材および皮材
より電気抵抗の高い金属薄板を設けるためのコストが嵩
み、また多層構造材となることから必ずしも好ましい特
性をもった溶接構造物を得難い不利がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解消することについて検討を重
ね、特定成分組成の形材および板材を採用することによ
り抵抗スポット溶接を好ましい接合強度を以て適切に形
成することに成功したものであって、以下の如くであ
る。
従来技術における課題を解消することについて検討を重
ね、特定成分組成の形材および板材を採用することによ
り抵抗スポット溶接を好ましい接合強度を以て適切に形
成することに成功したものであって、以下の如くであ
る。
【０００９】アルミニウム合金の形材と板材を用いた構
造物であって、前記形材はSi：0.４〜0.９wt％、Mg：0.
４〜1.２wt％を含有すると共に0.５wt％＜Mn＋Cr＜1.２
wt％の範囲であり、板材はMg：4.０〜5.５wt％を含有す
ると共に0.２wt％＜Mn＋Cr＜1.０wt％の範囲で含有し、
これらの形材と板材とを抵抗スポット溶接して接合され
たことを特徴とするアルミニウム合金溶接構造物。
造物であって、前記形材はSi：0.４〜0.９wt％、Mg：0.
４〜1.２wt％を含有すると共に0.５wt％＜Mn＋Cr＜1.２
wt％の範囲であり、板材はMg：4.０〜5.５wt％を含有す
ると共に0.２wt％＜Mn＋Cr＜1.０wt％の範囲で含有し、
これらの形材と板材とを抵抗スポット溶接して接合され
たことを特徴とするアルミニウム合金溶接構造物。
【００１０】
【作用】形材としてSi：0.４〜0.９wt％、Mg：0.４〜1.
２wt％を含有すると共に0.５wt％＜Mn＋Cr＜1.２wt％と
6000系合金よりも高くすることにより比較的僅かな添加
で電気抵抗を適切に上昇し、しかも押出性、機械的性質
その他の特性に殆んど影響を及ぼすことがない。なお、
Fe、Cu、Zn、Ti、その他の元素等は６０００系合金に許
容されている程度の量は含有してもさしつかえない。
２wt％を含有すると共に0.５wt％＜Mn＋Cr＜1.２wt％と
6000系合金よりも高くすることにより比較的僅かな添加
で電気抵抗を適切に上昇し、しかも押出性、機械的性質
その他の特性に殆んど影響を及ぼすことがない。なお、
Fe、Cu、Zn、Ti、その他の元素等は６０００系合金に許
容されている程度の量は含有してもさしつかえない。
【００１１】上記のようにして形材の電気抵抗を適度に
上昇することにより板材のMg量など電気抵抗を低下する
ための成分量を低減することなしに板材と形材との電気
抵抗差を１×１０-6Ωcm以下のように均等化し、抵抗ス
ポット溶接を適切に実施せしめ、また前記のようにMg含
有量低減がないことから板材における所定強度を維持せ
しめ、目的の強度特性を確保した溶接構造物を提供す
る。
上昇することにより板材のMg量など電気抵抗を低下する
ための成分量を低減することなしに板材と形材との電気
抵抗差を１×１０-6Ωcm以下のように均等化し、抵抗ス
ポット溶接を適切に実施せしめ、また前記のようにMg含
有量低減がないことから板材における所定強度を維持せ
しめ、目的の強度特性を確保した溶接構造物を提供す
る。
【００１２】上記したような技術的関係について、その
仔細を更に説明すると、２つの異なる材料を抵抗スポッ
ト溶接で接合する場合、材料の電気抵抗が異なると、材
料におけるジュール熱の発熱の差によりナゲットの生成
がアンバランスとなって、接合強度が低くなる。
仔細を更に説明すると、２つの異なる材料を抵抗スポッ
ト溶接で接合する場合、材料の電気抵抗が異なると、材
料におけるジュール熱の発熱の差によりナゲットの生成
がアンバランスとなって、接合強度が低くなる。
【００１３】然して上記形材として用いられる6000系合
金のうち例えば6061、6N01の組成はSi；0.４〜0.９wt
％、Mg；0.４〜1.２wt％を含み、かつMn＋Cr＜0.５wt％
の範囲であり、その電気抵抗はおよそ3.０〜5.０×１０
-6Ωcmである。これに対し板材として用いられる5000系
合金のうち例えば5056、5082、5182、5083の組成はMg：
4.０〜5.５wt％を含み、かつ0.２wt％＜Mn＋Cr＜1.０wt
％の範囲であり、その電気抵抗はおよそ5.０〜7.０×１
０-6Ωcmである。つまりこの両者の合金の電気抵抗には
およそ２×１０-6Ωcmの差があり、抵抗スポット溶接に
おいてバランスあるナゲットを形成させるためにはこの
差はできるだけ少なくなければならないことを確認し
た。なお、板材組成のその他の元素、即ちSi、Fe、Cu、
Zn、Ti等の元素は５０００系合金に許容されている程度
の量は含有してもさしつかえない。
金のうち例えば6061、6N01の組成はSi；0.４〜0.９wt
％、Mg；0.４〜1.２wt％を含み、かつMn＋Cr＜0.５wt％
の範囲であり、その電気抵抗はおよそ3.０〜5.０×１０
-6Ωcmである。これに対し板材として用いられる5000系
合金のうち例えば5056、5082、5182、5083の組成はMg：
4.０〜5.５wt％を含み、かつ0.２wt％＜Mn＋Cr＜1.０wt
％の範囲であり、その電気抵抗はおよそ5.０〜7.０×１
０-6Ωcmである。つまりこの両者の合金の電気抵抗には
およそ２×１０-6Ωcmの差があり、抵抗スポット溶接に
おいてバランスあるナゲットを形成させるためにはこの
差はできるだけ少なくなければならないことを確認し
た。なお、板材組成のその他の元素、即ちSi、Fe、Cu、
Zn、Ti等の元素は５０００系合金に許容されている程度
の量は含有してもさしつかえない。
【００１４】上記したような形材と板材との間における
電気抵抗値の差を縮めるためには上述したような5000系
合金の電気抵抗を下げるか、6000系合金の電気抵抗を上
げるかしなければならない。然して5000系の合金の電気
抵抗を下げるには、Mg含有量を大幅に下げなければなら
ず、材料強度への影響が大きい。一方本発明者等は6000
系合金においてMnおよびCrは僅かな添加量で電気抵抗を
上げることができ、しかも押出性、機械的性質その他の
特性にそれほど影響を及ぼさないことを確認した。
電気抵抗値の差を縮めるためには上述したような5000系
合金の電気抵抗を下げるか、6000系合金の電気抵抗を上
げるかしなければならない。然して5000系の合金の電気
抵抗を下げるには、Mg含有量を大幅に下げなければなら
ず、材料強度への影響が大きい。一方本発明者等は6000
系合金においてMnおよびCrは僅かな添加量で電気抵抗を
上げることができ、しかも押出性、機械的性質その他の
特性にそれほど影響を及ぼさないことを確認した。
【００１５】図１にはAl−Si−Mg合金におけるMnおよび
Crの添加量による電気抵抗の変化を要約して示したが、
Mnおよび、またはCrを0.５％〜1.２％添加することによ
り電気抵抗をおよそ5.０〜7.０×１０-6Ωcmに上昇させ
ることができた。すなわち上記組成の6000系合金の電気
抵抗と5000系合金の電気抵抗の差は１×１０-6Ωcm以下
となり、抵抗スポット溶接においてバランスあるナゲッ
トを形成させることが出来ることを知見した。
Crの添加量による電気抵抗の変化を要約して示したが、
Mnおよび、またはCrを0.５％〜1.２％添加することによ
り電気抵抗をおよそ5.０〜7.０×１０-6Ωcmに上昇させ
ることができた。すなわち上記組成の6000系合金の電気
抵抗と5000系合金の電気抵抗の差は１×１０-6Ωcm以下
となり、抵抗スポット溶接においてバランスあるナゲッ
トを形成させることが出来ることを知見した。
【００１６】上述したような検討結果からして、本発明
において規定する前記組成の形材と板材を抵抗スポット
溶接して出来た構造体の接合部の強度は高くなり、すな
わち得られた構造体全体の剛性もそれとともに高くなっ
た。後述する実施例では接合強度がいかに上がるかを示
したが、構造体全体において強度的に劣る部分は接合部
であることは明かで、斯かる接合部の強度が高められた
ことの結果として構造物の剛性も高くなることは言うま
でもない。
において規定する前記組成の形材と板材を抵抗スポット
溶接して出来た構造体の接合部の強度は高くなり、すな
わち得られた構造体全体の剛性もそれとともに高くなっ
た。後述する実施例では接合強度がいかに上がるかを示
したが、構造体全体において強度的に劣る部分は接合部
であることは明かで、斯かる接合部の強度が高められた
ことの結果として構造物の剛性も高くなることは言うま
でもない。
【００１７】
【実施例】形材として、代表的にSi：0.６％、Mg：0.９
％は一定とし、これにMn、CrおよびMn＋Crをそれぞれ0.
３％、0.８％、1.０％および1.２％宛添加した４種類の
合金ビレットを鋳造し、該ビレットを厚さ1.６mmに押出
したものを採用した。これに対し板材としてはMg：4.６
％、Mn：0.４％、Cr :0.１％の組成を有し、厚さ1.４mm
の厚さをもった圧延板を用いた。
％は一定とし、これにMn、CrおよびMn＋Crをそれぞれ0.
３％、0.８％、1.０％および1.２％宛添加した４種類の
合金ビレットを鋳造し、該ビレットを厚さ1.６mmに押出
したものを採用した。これに対し板材としてはMg：4.６
％、Mn：0.４％、Cr :0.１％の組成を有し、厚さ1.４mm
の厚さをもった圧延板を用いた。
【００１８】上記したような形材と板材より長さ１００
mm幅３０mmの試験片を切り出し、重ね代３０mmで三相整
流式抵抗スポット溶接機を用い溶接した。溶接条件は溶
接電流３０ＫＡ、溶接圧８ＫＮ、通電時間６サイクルで
行なったがそうした溶接条件の１条件につき１０本引張
試験を行い、平均引張せん断強度測定結果は次の表１に
示す如くである。
mm幅３０mmの試験片を切り出し、重ね代３０mmで三相整
流式抵抗スポット溶接機を用い溶接した。溶接条件は溶
接電流３０ＫＡ、溶接圧８ＫＮ、通電時間６サイクルで
行なったがそうした溶接条件の１条件につき１０本引張
試験を行い、平均引張せん断強度測定結果は次の表１に
示す如くである。
【００１９】
【表１】
【００２０】即ち、表１によるならば、Mn，Cr，Mn＋Cr
が本発明範囲に達しない比較材のものの平均せん断強さ
は３ＫＮレベルであるのに対し本発明材によるものは６
ＫＮレベル以上を得しめるものと言うことができ、大幅
に強度の上昇した溶接構造物を提供し得ることが確認さ
れた。
が本発明範囲に達しない比較材のものの平均せん断強さ
は３ＫＮレベルであるのに対し本発明材によるものは６
ＫＮレベル以上を得しめるものと言うことができ、大幅
に強度の上昇した溶接構造物を提供し得ることが確認さ
れた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
工業的に有利なスポット溶接手法により好ましい溶接強
度を得しめ、強度的に優れた溶接構造物を高い生産性を
もって製造することができるものであって、工業的にそ
の効果の大きい発明である。
工業的に有利なスポット溶接手法により好ましい溶接強
度を得しめ、強度的に優れた溶接構造物を高い生産性を
もって製造することができるものであって、工業的にそ
の効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Al−0.６％Si−0.９％MgにMn，CrおよびMn＋Cr
（１：１）を添加したときの添加量と比抵抗の関係を示
した図表である。
（１：１）を添加したときの添加量と比抵抗の関係を示
した図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム合金の形材と板材を用いた
構造物であって、前記形材はSi：0.４〜0.９wt％、Mg：
0.４〜1.２wt％を含有すると共に0.５wt％＜Mn＋Cr＜1.
２wt％の範囲であり、板材はMg：4.０〜5.５wt％を含有
すると共に0.２wt％＜Mn＋Cr＜1.０wt％の範囲で含有
し、これらの形材と板材とを抵抗スポット溶接して接合
されたことを特徴とするアルミニウム合金溶接構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29818292A JPH06126465A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | アルミニウム合金溶接構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29818292A JPH06126465A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | アルミニウム合金溶接構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126465A true JPH06126465A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17856281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29818292A Pending JPH06126465A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | アルミニウム合金溶接構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126465A (ja) |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP29818292A patent/JPH06126465A/ja active Pending
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