JPH0663761A - 複層鋼板のスポット溶接方法及びこの方法に用いられる複層鋼板 - Google Patents
複層鋼板のスポット溶接方法及びこの方法に用いられる複層鋼板Info
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- JPH0663761A JPH0663761A JP4234149A JP23414992A JPH0663761A JP H0663761 A JPH0663761 A JP H0663761A JP 4234149 A JP4234149 A JP 4234149A JP 23414992 A JP23414992 A JP 23414992A JP H0663761 A JPH0663761 A JP H0663761A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接箇所で鉄とアルミニウムの金属間化合物
を形成させることなく、複層鋼板同士または複層鋼板と
鉄系材料の板とを強固に溶接することのできる方法及び
その方法に用いる材料を提供する。 【構成】 ０．２ｍｍの冷延鋼板１，３（４，６）と
０．４ｍｍのアルミニウム板（Ａ１０５０）２（５）か
らなり、最外層が冷延鋼板であるＦｅ／Ａｌ／Ｆｅ３層
複層鋼板７，８同士を、ドーム型電極（４０Ｒ−６φ）
９，１０を用い、加圧力２００Ｋｇ、溶接電流−１ステ
ップ目：７ＫＡ，２ステップ目：１１ＫＡ、通電時間３
００ｍｓ（１ステップ目：１００ｍｓ，２ステップ目：
２００ｍｓ）でスポット溶接を行った。溶接部の断面組
織を観察すると、図１に示すように、内層のアルミニウ
ム２，５が溶接部以外の領域に押し出されており、複層
鋼板７，８の構成素材である４層の冷延鋼板層１，３，
４，６が相互に溶接されていた。また、金属間化合物は
形成されていない。
を形成させることなく、複層鋼板同士または複層鋼板と
鉄系材料の板とを強固に溶接することのできる方法及び
その方法に用いる材料を提供する。 【構成】 ０．２ｍｍの冷延鋼板１，３（４，６）と
０．４ｍｍのアルミニウム板（Ａ１０５０）２（５）か
らなり、最外層が冷延鋼板であるＦｅ／Ａｌ／Ｆｅ３層
複層鋼板７，８同士を、ドーム型電極（４０Ｒ−６φ）
９，１０を用い、加圧力２００Ｋｇ、溶接電流−１ステ
ップ目：７ＫＡ，２ステップ目：１１ＫＡ、通電時間３
００ｍｓ（１ステップ目：１００ｍｓ，２ステップ目：
２００ｍｓ）でスポット溶接を行った。溶接部の断面組
織を観察すると、図１に示すように、内層のアルミニウ
ム２，５が溶接部以外の領域に押し出されており、複層
鋼板７，８の構成素材である４層の冷延鋼板層１，３，
４，６が相互に溶接されていた。また、金属間化合物は
形成されていない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車、鉄道
車両、船舶、建築構造物、調理器等に用いられる軽量化
を目的とした鉄系材料とアルミニウム系材料からなる複
層鋼板のスポット溶接方法及びこの方法に用いられる複
層鋼板に関するものである。
車両、船舶、建築構造物、調理器等に用いられる軽量化
を目的とした鉄系材料とアルミニウム系材料からなる複
層鋼板のスポット溶接方法及びこの方法に用いられる複
層鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、軽量化を目的とした板材、すなわ
ち、鉄系材料とアルミニウム系材料とからなる複層鋼板
等があるが、その溶接方法として色々な方法が図２に示
すように行われている。
ち、鉄系材料とアルミニウム系材料とからなる複層鋼板
等があるが、その溶接方法として色々な方法が図２に示
すように行われている。
【０００３】図２は、従来の溶接方法を示した説明図で
ある。図２において、１，３及び４，６は鉄系材料の板
を、２，５はアルミニウム系材料の板をそれぞれ示し、
２枚の複層鋼板７，８が電極９，１０によってスポット
溶接されている。図２から明らかなように、一回の通電
による溶接では、アルミニウムが溶接部に残存している
のがわかる。
ある。図２において、１，３及び４，６は鉄系材料の板
を、２，５はアルミニウム系材料の板をそれぞれ示し、
２枚の複層鋼板７，８が電極９，１０によってスポット
溶接されている。図２から明らかなように、一回の通電
による溶接では、アルミニウムが溶接部に残存している
のがわかる。
【０００４】この溶接の具体的方法としては、例えば第
１の方法として、鉄系材料の板とアルミニウム系材料の
板からなり、かつその最外層が鉄系材料である３層以上
の複層鋼板をスポット溶接する際、溶接時の電流値と加
圧力を調整してアルミニウムを溶接部から押し出す、あ
るいは鉄層の穴からアルミニウムを溶融・吹き出させて
逃がすことにより、金属間化合物の形成を防ぐ方法が特
公平４−１３６７３６号公報等に開示されている。
１の方法として、鉄系材料の板とアルミニウム系材料の
板からなり、かつその最外層が鉄系材料である３層以上
の複層鋼板をスポット溶接する際、溶接時の電流値と加
圧力を調整してアルミニウムを溶接部から押し出す、あ
るいは鉄層の穴からアルミニウムを溶融・吹き出させて
逃がすことにより、金属間化合物の形成を防ぐ方法が特
公平４−１３６７３６号公報等に開示されている。
【０００５】また、第２の方法として、特公平４−１３
６７３７号公報には、鉄系材料の板とアルミニウム系材
料の板からなる複層鋼板をスポット溶接する際、溶接時
の電流値をある値以下に設定することにより、溶接部で
の金属間化合物の形成を防ぐ方法が記載されている。
６７３７号公報には、鉄系材料の板とアルミニウム系材
料の板からなる複層鋼板をスポット溶接する際、溶接時
の電流値をある値以下に設定することにより、溶接部で
の金属間化合物の形成を防ぐ方法が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】鉄系材料とアルミニウ
ム系材料からなり、かつ最外層が鉄系材料である３層以
上の複層鋼板をスポット溶接する場合、溶接電流が高く
なると溶接部で脆弱な金属間化合物が形成され、また電
流値が低い場合にも、複層鋼板のＦｅ／Ａｌ界面で金属
間化合物が形成される。
ム系材料からなり、かつ最外層が鉄系材料である３層以
上の複層鋼板をスポット溶接する場合、溶接電流が高く
なると溶接部で脆弱な金属間化合物が形成され、また電
流値が低い場合にも、複層鋼板のＦｅ／Ａｌ界面で金属
間化合物が形成される。
【０００７】また、上記のような従来のスポット溶接方
法には、下記のような欠点がある。すなわち、上記第１
の方法には、 電流値と加圧力の組み合わせが難しく、操作が煩雑で
ある。 アルミニウムを完全に押し出すことは難しい。そし
て、アルミニウムが溶接部に残存すると、上記のように
脆弱な金属間化合物が形成される怖れがある。 アルミニウムを逃すための穴の加工が必要であり、ま
た、外部にアルミニウムが散る。
法には、下記のような欠点がある。すなわち、上記第１
の方法には、 電流値と加圧力の組み合わせが難しく、操作が煩雑で
ある。 アルミニウムを完全に押し出すことは難しい。そし
て、アルミニウムが溶接部に残存すると、上記のように
脆弱な金属間化合物が形成される怖れがある。 アルミニウムを逃すための穴の加工が必要であり、ま
た、外部にアルミニウムが散る。
【０００８】また、第２の方法には、 板厚比が変化した場合等、電流値の設定が難しい。 複層鋼板のＦｅ／Ａｌ界面で、金属間化合物が形成さ
れる。
れる。
【０００９】本発明における複層鋼板のスポット溶接方
法は、かかる課題を解決するためになされたもので、溶
接箇所で鉄とアルミニウムの金属間化合物を形成させる
ことなく、複層鋼板同士または複層鋼板と鉄系材料の板
とを強固に溶接することのできる方法及びその方法に用
いる材料を提供することを目的とする。
法は、かかる課題を解決するためになされたもので、溶
接箇所で鉄とアルミニウムの金属間化合物を形成させる
ことなく、複層鋼板同士または複層鋼板と鉄系材料の板
とを強固に溶接することのできる方法及びその方法に用
いる材料を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、請求項１において、鉄系材料の板と
アルミニウム系材料の板とからなり、かつ最外層が鉄系
材料の板である３層以上の複層鋼板同士を、あるいは、
この複層鋼板と鉄系材料の板とをスポット溶接する際、
１ステップ目の通電で前記複層鋼板の内層のアルミニウ
ムを軟化させ、加圧力によって溶接部以外の領域に押し
出して除去し、２ステップ目の通電で鉄層のみを積層さ
せてスポット溶接することにより、溶接部で鉄とアルミ
ニウムの金属間化合物を形成させることなく、複層鋼板
同士または複層鋼板と鉄系材料の板とを強固に溶接する
方法であり、かつ請求項１記載の複層鋼板のスポット溶
接方法に用いるための鉄系材料の板とアルミニウム系材
料の板からなり、かつ最外層が鉄系材料の板である３層
以上の複層鋼板であって、鉄系材料の板厚が０．１〜
１．０ｍｍで、アルミニウム系材料の板厚が０．１〜
２．５ｍｍで、かつ鉄系材料とアルミニウム系材料の板
厚比が１０：１〜１：２０である軟化し易く、変形し易
い材料から構成されたものである。また、本発明に用い
る複層鋼板において、鉄系材料とアルミニウム系材料を
接合する方法は、爆着，圧延，ろう付け等いずれの方法
であってもよい。
めに、この発明は、請求項１において、鉄系材料の板と
アルミニウム系材料の板とからなり、かつ最外層が鉄系
材料の板である３層以上の複層鋼板同士を、あるいは、
この複層鋼板と鉄系材料の板とをスポット溶接する際、
１ステップ目の通電で前記複層鋼板の内層のアルミニウ
ムを軟化させ、加圧力によって溶接部以外の領域に押し
出して除去し、２ステップ目の通電で鉄層のみを積層さ
せてスポット溶接することにより、溶接部で鉄とアルミ
ニウムの金属間化合物を形成させることなく、複層鋼板
同士または複層鋼板と鉄系材料の板とを強固に溶接する
方法であり、かつ請求項１記載の複層鋼板のスポット溶
接方法に用いるための鉄系材料の板とアルミニウム系材
料の板からなり、かつ最外層が鉄系材料の板である３層
以上の複層鋼板であって、鉄系材料の板厚が０．１〜
１．０ｍｍで、アルミニウム系材料の板厚が０．１〜
２．５ｍｍで、かつ鉄系材料とアルミニウム系材料の板
厚比が１０：１〜１：２０である軟化し易く、変形し易
い材料から構成されたものである。また、本発明に用い
る複層鋼板において、鉄系材料とアルミニウム系材料を
接合する方法は、爆着，圧延，ろう付け等いずれの方法
であってもよい。
【００１１】
【作用】本発明の方法によれば、１ステップ目の通電で
複層鋼板の内層のアルミニウムを軟化させ、溶接部以外
の領域にアルミニウムを押し出し、２ステップ目の通電
で、鉄とアルミニウムの金属間化合物を形成させること
なく、複層鋼板同士または複層鋼板と鉄系材料の板とを
強固に溶接することができる。
複層鋼板の内層のアルミニウムを軟化させ、溶接部以外
の領域にアルミニウムを押し出し、２ステップ目の通電
で、鉄とアルミニウムの金属間化合物を形成させること
なく、複層鋼板同士または複層鋼板と鉄系材料の板とを
強固に溶接することができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例である溶接方法を説
明する図で、図１（ａ）は１ステップ目の低電流におけ
る通電時を示し、同時（ｂ）は２ステップ目の高電流に
おける通電時を示した図である。図１中、図２に示した
ものと同一符号は同一または同一の機能を有するもので
ある。
明する図で、図１（ａ）は１ステップ目の低電流におけ
る通電時を示し、同時（ｂ）は２ステップ目の高電流に
おける通電時を示した図である。図１中、図２に示した
ものと同一符号は同一または同一の機能を有するもので
ある。
【００１３】複層鋼板の溶接に際しては、アルミニウム
の残存する部分があると、金属間化合物ができる可能性
があるので、図１（ａ）では、１ステップ目の通電とし
て、アルミニウムを軟化させる状態にして、溶接部から
外部に押し出し、次に電流を上げて、図１（ｂ）に示す
ように２ステップ目で定格電流によって通電を行って溶
接する。
の残存する部分があると、金属間化合物ができる可能性
があるので、図１（ａ）では、１ステップ目の通電とし
て、アルミニウムを軟化させる状態にして、溶接部から
外部に押し出し、次に電流を上げて、図１（ｂ）に示す
ように２ステップ目で定格電流によって通電を行って溶
接する。
【００１４】したがって、溶接部ではアルミニウムが外
へ押し出されてしまうので、鉄系材料の板が４枚重なっ
た状態でナゲット１１，１２，１３が形成され、溶接さ
れている。 〈試験例１〉０．２ｍｍの冷延鋼板１，３（４，６）と
０．４ｍｍのアルミニウム板（Ａ１０５０）２（５）か
らなり、最外層が冷延鋼板であるＦｅ／Ａｌ／Ｆｅの３
層複層鋼板７，８同士を、ドーム型電極（４０Ｒ−６
φ）９，１０を用い、加圧力２００Ｋｇ、溶接電流−１
ステップ目：７ＫＡ，２ステップ目：１１ＫＡ、通電時
間３００ｍｓ（１ステップ目：１００ｍｓ，２ステップ
目：２００ｍｓ）でスポット溶接を行った。溶接部の断
面組織を観察すると、図１に示すように、内層のアルミ
ニウム２，５が溶接部以外の領域に押し出されており、
複層鋼板７，８の構成素材である４層の冷延鋼板層１，
３，４，６が相互に溶接されていた。また、金属間化合
物は形成されていなかった。２ステップ目の溶接電流値
を上げても同様の結果が得られた。
へ押し出されてしまうので、鉄系材料の板が４枚重なっ
た状態でナゲット１１，１２，１３が形成され、溶接さ
れている。 〈試験例１〉０．２ｍｍの冷延鋼板１，３（４，６）と
０．４ｍｍのアルミニウム板（Ａ１０５０）２（５）か
らなり、最外層が冷延鋼板であるＦｅ／Ａｌ／Ｆｅの３
層複層鋼板７，８同士を、ドーム型電極（４０Ｒ−６
φ）９，１０を用い、加圧力２００Ｋｇ、溶接電流−１
ステップ目：７ＫＡ，２ステップ目：１１ＫＡ、通電時
間３００ｍｓ（１ステップ目：１００ｍｓ，２ステップ
目：２００ｍｓ）でスポット溶接を行った。溶接部の断
面組織を観察すると、図１に示すように、内層のアルミ
ニウム２，５が溶接部以外の領域に押し出されており、
複層鋼板７，８の構成素材である４層の冷延鋼板層１，
３，４，６が相互に溶接されていた。また、金属間化合
物は形成されていなかった。２ステップ目の溶接電流値
を上げても同様の結果が得られた。
【００１５】〈試験例２〉試験例１において、同様の電
極を用い、２ステップではなく、１ステップで通電を行
い（但し、溶接電流：１１ＫＡ、通電時間：２００ｍ
ｓ）溶接を行った。溶接部の断面組織観察を行うと、図
２に示すように、内層のアルミニウム層は残存したまま
であった。また、溶接電流値を１６ＫＡにすると、金属
間化合物が形成されていた。 〈試験例３〉試験例１において、複層鋼板７，８の構成
素材である冷延鋼板１，３，４，６をステンレス（ＳＵ
Ｓ３０４，ＳＵＳ４３０）に変えても、また、アルミニ
ウム（Ａ１０５０）２，５の材質をＡ３００４，Ａ５０
５２に変えても同様の結果が得られた。また、複層鋼板
７，８において、鉄系材料とアルミニウム系材料の板厚
比を１０：１〜１：２０に変えても、１ステップ目の電
流値と加圧力を適当に選ぶことにより、同様の結果が得
られた。
極を用い、２ステップではなく、１ステップで通電を行
い（但し、溶接電流：１１ＫＡ、通電時間：２００ｍ
ｓ）溶接を行った。溶接部の断面組織観察を行うと、図
２に示すように、内層のアルミニウム層は残存したまま
であった。また、溶接電流値を１６ＫＡにすると、金属
間化合物が形成されていた。 〈試験例３〉試験例１において、複層鋼板７，８の構成
素材である冷延鋼板１，３，４，６をステンレス（ＳＵ
Ｓ３０４，ＳＵＳ４３０）に変えても、また、アルミニ
ウム（Ａ１０５０）２，５の材質をＡ３００４，Ａ５０
５２に変えても同様の結果が得られた。また、複層鋼板
７，８において、鉄系材料とアルミニウム系材料の板厚
比を１０：１〜１：２０に変えても、１ステップ目の電
流値と加圧力を適当に選ぶことにより、同様の結果が得
られた。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の溶接方法
は、１ステップ目の通電で複層鋼板の内層のアルミニウ
ムを軟化させ、加圧によって溶接部以外の領域に押し出
すことにより、溶接部で鉄とアルミニウムの金属間化合
物を形成させることなく、複層鋼板同士または複層鋼板
と鉄系材料の板とを強固に溶接することが可能となっ
た。
は、１ステップ目の通電で複層鋼板の内層のアルミニウ
ムを軟化させ、加圧によって溶接部以外の領域に押し出
すことにより、溶接部で鉄とアルミニウムの金属間化合
物を形成させることなく、複層鋼板同士または複層鋼板
と鉄系材料の板とを強固に溶接することが可能となっ
た。
【図１】本発明の一実施例である溶接方法を説明するた
めの図で、（ａ）は１ステップ目の低電流通電時，
（ｂ）は２ステップ目の高電流通電時の状態をそれぞれ
示した図である。
めの図で、（ａ）は１ステップ目の低電流通電時，
（ｂ）は２ステップ目の高電流通電時の状態をそれぞれ
示した図である。
【図２】従来の３層の複層鋼板の溶接時の状態を示した
図である。
図である。
１，３，４，６ 鉄系材料の板 ２，５ アルミニウム系材料の板 ７，８ ３層の複層鋼板 ９，１０ 電極 １１，１２，１３ ナゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 織田 昌彦 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄系材料の板とアルミニウム系材料の板
とからなり、かつ最外層が鉄系材料の板である３層以上
の複層鋼板同士を、あるいは、この複層鋼板と鉄系材料
の板とをスポット溶接する際、１ステップ目の通電で前
記複層鋼板の内層のアルミニウムを軟化させ、溶接部以
外の領域に押し出して除去し、２ステップ目の通電で鉄
層のみを積層させてスポット溶接することにより、溶接
部で鉄とアルミニウムの金属間化合物を形成させること
なく、複層鋼板同士または複層鋼板と鉄系材料の板とを
強固に溶接する複層鋼板のスポット溶接方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の複層鋼板のスポット溶接
方法に用いるための鉄系材料の板とアルミニウム系材料
の板からなり、かつ最外層が鉄系材料の板である３層以
上の複層鋼板であって、鉄系材料の板厚が０．１〜１．
０ｍｍで、アルミニウム系材料の板厚が０．１〜２．５
ｍｍで、かつ鉄系材料とアルミニウム系材料の板厚比が
１０：１〜１：２０である軟化し易く、変形し易い材料
から構成されたことを特徴とする複層鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234149A JPH0663761A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 複層鋼板のスポット溶接方法及びこの方法に用いられる複層鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4234149A JPH0663761A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 複層鋼板のスポット溶接方法及びこの方法に用いられる複層鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663761A true JPH0663761A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16966419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4234149A Withdrawn JPH0663761A (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 複層鋼板のスポット溶接方法及びこの方法に用いられる複層鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663761A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0865860A4 (en) * | 1995-09-18 | 2001-08-16 | Honda Motor Co Ltd | METHOD OF JOINING BY COVERING TWO DIFFERENT TYPE METAL ELEMENTS WITH DIFFERENT MELTING POINTS |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP4234149A patent/JPH0663761A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0865860A4 (en) * | 1995-09-18 | 2001-08-16 | Honda Motor Co Ltd | METHOD OF JOINING BY COVERING TWO DIFFERENT TYPE METAL ELEMENTS WITH DIFFERENT MELTING POINTS |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |