JPH07178563A - 圧接を併用したスポット溶接による接合方法および接合構造体 - Google Patents
圧接を併用したスポット溶接による接合方法および接合構造体Info
- Publication number
- JPH07178563A JPH07178563A JP5329000A JP32900093A JPH07178563A JP H07178563 A JPH07178563 A JP H07178563A JP 5329000 A JP5329000 A JP 5329000A JP 32900093 A JP32900093 A JP 32900093A JP H07178563 A JPH07178563 A JP H07178563A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spot welding
- plate
- nugget
- aluminum
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧接を併用したスポット溶接による継手強度
の高い接合方法および接合構造体を提供する。 【構成】 （１）通電時に電極１１と被溶接材料１３の
接触部分周囲を圧子１２を用いて圧下する接合方法。
（２）コロナボンド部１４の幅をナゲット直径１７の２
０〜１００％とした接合構造体。
の高い接合方法および接合構造体を提供する。 【構成】 （１）通電時に電極１１と被溶接材料１３の
接触部分周囲を圧子１２を用いて圧下する接合方法。
（２）コロナボンド部１４の幅をナゲット直径１７の２
０〜１００％とした接合構造体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、鉄道車両、船
舶、建築構造物等に使用する構造用材料の接合方法およ
び接合構造体に関するものである。
舶、建築構造物等に使用する構造用材料の接合方法およ
び接合構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スポット溶接は、図３のように重ね合わ
せた被溶接材料１３の両側に密着させた電極１１の間に
通電することにより、被溶接材料の界面の抵抗発熱で被
溶接材料を溶融し、且つ圧下することによりナゲット１
５を形成し接合する方法である。この溶接方法は鉄系材
料やアルミニウム系材料の接合方法として自動車や鉄道
車両の組立等に工業的に広く用いられている方法であ
る。
せた被溶接材料１３の両側に密着させた電極１１の間に
通電することにより、被溶接材料の界面の抵抗発熱で被
溶接材料を溶融し、且つ圧下することによりナゲット１
５を形成し接合する方法である。この溶接方法は鉄系材
料やアルミニウム系材料の接合方法として自動車や鉄道
車両の組立等に工業的に広く用いられている方法であ
る。
【０００３】スポット溶接により接合された継手の強度
は、スポット溶接継手の代表的強度である引張せん断強
度および十字引張強度共にナゲット直径１７に依存し、
ナゲット直径が大きくなるにつれて継手強度も高くなる
ことが知られている。また、ナゲット直径は通電する電
流値と関係がある。そこで従来は、スポット溶接継手の
強度向上の方法として、より大きな電流を流すことによ
り大きなナゲットを形成する方法が行なわれてきた。し
かし、ナゲット直径を一定以上に大きくしようとすると
被溶接材料の界面の発熱による溶融が被溶接材料の電極
側の表面にまで達してしまい、所謂散りと言われる現象
が発生するためナゲットの形成が困難になる。このため
従来は、被溶接材料の板厚に対して一定以上の直径をも
つナゲットを形成することが困難であった。これは即
ち、スポット溶接された継手の強度を一定値以上に向上
させることが従来の方法では困難なことを意味してい
る。
は、スポット溶接継手の代表的強度である引張せん断強
度および十字引張強度共にナゲット直径１７に依存し、
ナゲット直径が大きくなるにつれて継手強度も高くなる
ことが知られている。また、ナゲット直径は通電する電
流値と関係がある。そこで従来は、スポット溶接継手の
強度向上の方法として、より大きな電流を流すことによ
り大きなナゲットを形成する方法が行なわれてきた。し
かし、ナゲット直径を一定以上に大きくしようとすると
被溶接材料の界面の発熱による溶融が被溶接材料の電極
側の表面にまで達してしまい、所謂散りと言われる現象
が発生するためナゲットの形成が困難になる。このため
従来は、被溶接材料の板厚に対して一定以上の直径をも
つナゲットを形成することが困難であった。これは即
ち、スポット溶接された継手の強度を一定値以上に向上
させることが従来の方法では困難なことを意味してい
る。
【０００４】また、スポット溶接部のナゲット１５の周
囲には、溶融はしていないものの熱と圧力を受けること
により被溶接材料が固層接合された、所謂コロナボンド
部１４が存在する。「鉄と鋼」６８巻９号１４４４頁
「高引張鋼板における点溶接継手疲労強度の改善」にお
いて、コロナボンド部の拡大が疲労強度の改善に効果が
あるとされている等、コロナボンド部の大きさがスポッ
ト溶接継手の強度に影響を与えることが知られている。
しかし、従来のスポット溶接により形成されるコロナボ
ンド部の幅１６は被溶接材料や溶接条件により異なるも
のの、通常ナゲット直径の５〜１０％であり、接合面積
に占める割合は３０％以下と少ないため、溶接継手の強
度に対する寄与は小さい。
囲には、溶融はしていないものの熱と圧力を受けること
により被溶接材料が固層接合された、所謂コロナボンド
部１４が存在する。「鉄と鋼」６８巻９号１４４４頁
「高引張鋼板における点溶接継手疲労強度の改善」にお
いて、コロナボンド部の拡大が疲労強度の改善に効果が
あるとされている等、コロナボンド部の大きさがスポッ
ト溶接継手の強度に影響を与えることが知られている。
しかし、従来のスポット溶接により形成されるコロナボ
ンド部の幅１６は被溶接材料や溶接条件により異なるも
のの、通常ナゲット直径の５〜１０％であり、接合面積
に占める割合は３０％以下と少ないため、溶接継手の強
度に対する寄与は小さい。
【０００５】また、鉄系材料同士、アルミニウム系材料
同士のような、同種材料のみでなく鋼とアルミニウム合
金のような異種材料についてもスポット溶接を行なうこ
とは可能である。しかしながら、鋼とアルミニウムのよ
うに異種金属を溶接すると、接合部には入熱により金属
間化合物が形成されて脆化層を生じることがあり、特に
十字引張試験において満足な溶接部強度を得ることがで
きない。これは、十字引張試験において応力集中部とな
るナゲットの外周部分が脆化層になるためである。この
ような異種金属接合方法の１つとして、鉄系材料の少な
くとも１側面をアルミニウム系材料で被覆し、そのアル
ミニウム被覆面側にアルミニウム系材料を溶接して接合
する方法が特公昭６４−６６０７６号公報に開示されて
いる。しかしながら、この方法においても鉄とアルミニ
ウムの金属間化合物が生成されるため脆化層を生ずる点
では同様であり、接合部の十字引張強度を発現させるこ
とが難しい。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。
同士のような、同種材料のみでなく鋼とアルミニウム合
金のような異種材料についてもスポット溶接を行なうこ
とは可能である。しかしながら、鋼とアルミニウムのよ
うに異種金属を溶接すると、接合部には入熱により金属
間化合物が形成されて脆化層を生じることがあり、特に
十字引張試験において満足な溶接部強度を得ることがで
きない。これは、十字引張試験において応力集中部とな
るナゲットの外周部分が脆化層になるためである。この
ような異種金属接合方法の１つとして、鉄系材料の少な
くとも１側面をアルミニウム系材料で被覆し、そのアル
ミニウム被覆面側にアルミニウム系材料を溶接して接合
する方法が特公昭６４−６６０７６号公報に開示されて
いる。しかしながら、この方法においても鉄とアルミニ
ウムの金属間化合物が生成されるため脆化層を生ずる点
では同様であり、接合部の十字引張強度を発現させるこ
とが難しい。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。
【０００６】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。例えば、特公
平４−１２７９７３号公報には図４のように、鉄系材料
２１とアルミニウム系材料２４との間に、鉄系材料２２
とアルミニウム系材料２３とからなる２層のクラッド材
２９を同種材料同士が向かい合うようにインサートし、
１０ms以下の時間で通電を行なうことにより、鉄系材料
とアルミニウム系材料を接合する方法が開示されてい
る。
結合について新たな提案がなされている。例えば、特公
平４−１２７９７３号公報には図４のように、鉄系材料
２１とアルミニウム系材料２４との間に、鉄系材料２２
とアルミニウム系材料２３とからなる２層のクラッド材
２９を同種材料同士が向かい合うようにインサートし、
１０ms以下の時間で通電を行なうことにより、鉄系材料
とアルミニウム系材料を接合する方法が開示されてい
る。
【０００７】このような鉄系材料の板とアルミニウム系
材料の板との間に、鉄系材料の板とアルミニウム系材料
の板とが積層接合された２層の複層鋼板からなる異種金
属接合材料を、同種材料同士が向かい合うようにインサ
ートし、鉄系材料の板とアルミニウム系材料の板とをス
ポット溶接する異種金属接合方法により接合された継手
の強度は、スポット溶接継手の代表的強度である引張せ
ん断強度、十字引張強度共にナゲット直径が大きくなる
と向上する。ナゲット直径を大きくする方法としては、
通電する電流量を多くすることが行なわれるが、電流量
を大きくし過ぎると発熱量が増大するために鉄とアルミ
の金属間化合物が生成して脆化層を生じ、かえって強度
の低下を招く場合があり、特に十字引張強度においてこ
の傾向が著しい。このため、通電する電流量を大きくす
る方法では、このような継手の強度を一定値以上に上げ
ることは困難である。
材料の板との間に、鉄系材料の板とアルミニウム系材料
の板とが積層接合された２層の複層鋼板からなる異種金
属接合材料を、同種材料同士が向かい合うようにインサ
ートし、鉄系材料の板とアルミニウム系材料の板とをス
ポット溶接する異種金属接合方法により接合された継手
の強度は、スポット溶接継手の代表的強度である引張せ
ん断強度、十字引張強度共にナゲット直径が大きくなる
と向上する。ナゲット直径を大きくする方法としては、
通電する電流量を多くすることが行なわれるが、電流量
を大きくし過ぎると発熱量が増大するために鉄とアルミ
の金属間化合物が生成して脆化層を生じ、かえって強度
の低下を招く場合があり、特に十字引張強度においてこ
の傾向が著しい。このため、通電する電流量を大きくす
る方法では、このような継手の強度を一定値以上に上げ
ることは困難である。
【０００８】このような継手は、引張せん断試験におい
ても、十字引張試験においてもアルミニウム系材料同士
の界面に生成したナゲット２６あるいはその周囲が破壊
する。このため、このような継手の強度を向上させるた
めには、鉄系材料同士の界面に生成したナゲット２５の
ナゲット直径を変える必要はなく、アルミニウム系材料
同士の界面に生成したナゲット２６のナゲット直径を大
きくすればよい。
ても、十字引張試験においてもアルミニウム系材料同士
の界面に生成したナゲット２６あるいはその周囲が破壊
する。このため、このような継手の強度を向上させるた
めには、鉄系材料同士の界面に生成したナゲット２５の
ナゲット直径を変える必要はなく、アルミニウム系材料
同士の界面に生成したナゲット２６のナゲット直径を大
きくすればよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明はナゲットの周
囲に存在する継手強度に影響をもつコロナボンド部を拡
大することにより強度の高い継手の得られるスポット溶
接による接合方法および接合構造体を提供することを目
的とする。
囲に存在する継手強度に影響をもつコロナボンド部を拡
大することにより強度の高い継手の得られるスポット溶
接による接合方法および接合構造体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】即ち、本発明の要旨は、
（１）スポット溶接による接合方法において、通電時に
スポット溶接電極１１と被溶接材料１３の接触部分の周
囲を絶縁体圧子１２を用いて圧下することにより圧接す
ることを特徴とするスポット溶接による接合方法。およ
び、（２）鉄系材料の板２１とアルミニウム系材料の板
２４との間に、鉄系材料の板２２とアルミニウム系材料
の板２３とが積層接合された２層の複層鋼板２９を、同
種材料同士が向かい合うようにインサートし、鉄系材料
の板２１とアルミニウム系材料の板２４とをスポット溶
接する異種金属接合方法において、通電時にスポット溶
接電極１１と鉄系材料の板２１およびアルミニウム系材
料の板２４の接触部分の周囲を絶縁体圧子１２を用いて
圧下することにより圧接することを特徴とする異種金属
のスポット溶接による接合方法。また、（３）ナゲット
１５周囲のコロナボンド部１４の幅を、ナゲット直径１
７の２０％以上１００％以下としたことを特徴とするス
ポット溶接による接合構造体。および、（４）鉄系材料
の板２１とアルミニウム系材料の板２４との間に、鉄系
材料の板２２とアルミニウム系材料の板２３とが積層接
合された２層の複層鋼板２９を、同種材料同士が向かい
合うよう接合された接合構造体において、アルミニウム
系材料同士のナゲット２６周囲のコロナボンド部２７の
幅がナゲット直径２８の２０％以上１００％以下である
ことを特徴とするスポット溶接による接合構造体にあ
る。
（１）スポット溶接による接合方法において、通電時に
スポット溶接電極１１と被溶接材料１３の接触部分の周
囲を絶縁体圧子１２を用いて圧下することにより圧接す
ることを特徴とするスポット溶接による接合方法。およ
び、（２）鉄系材料の板２１とアルミニウム系材料の板
２４との間に、鉄系材料の板２２とアルミニウム系材料
の板２３とが積層接合された２層の複層鋼板２９を、同
種材料同士が向かい合うようにインサートし、鉄系材料
の板２１とアルミニウム系材料の板２４とをスポット溶
接する異種金属接合方法において、通電時にスポット溶
接電極１１と鉄系材料の板２１およびアルミニウム系材
料の板２４の接触部分の周囲を絶縁体圧子１２を用いて
圧下することにより圧接することを特徴とする異種金属
のスポット溶接による接合方法。また、（３）ナゲット
１５周囲のコロナボンド部１４の幅を、ナゲット直径１
７の２０％以上１００％以下としたことを特徴とするス
ポット溶接による接合構造体。および、（４）鉄系材料
の板２１とアルミニウム系材料の板２４との間に、鉄系
材料の板２２とアルミニウム系材料の板２３とが積層接
合された２層の複層鋼板２９を、同種材料同士が向かい
合うよう接合された接合構造体において、アルミニウム
系材料同士のナゲット２６周囲のコロナボンド部２７の
幅がナゲット直径２８の２０％以上１００％以下である
ことを特徴とするスポット溶接による接合構造体にあ
る。
【００１１】ここで、ナゲット直径とは図７に示すよう
に、ナゲット７５の長径７１と短径７２の２方向の長さ
の算術平均とする。また、コロナボンド部の幅とはコロ
ナボンド部７６の周囲の長径７３と短径７４の２方向の
長さを算術平均したものからナゲット直径を引いて２で
除した値とする。
に、ナゲット７５の長径７１と短径７２の２方向の長さ
の算術平均とする。また、コロナボンド部の幅とはコロ
ナボンド部７６の周囲の長径７３と短径７４の２方向の
長さを算術平均したものからナゲット直径を引いて２で
除した値とする。
【００１２】
【作用】スポット溶接により形成されるナゲットの近傍
は、通電時において溶融はしないものの、被溶接材料の
溶融温度に近い高い温度に加熱されている。従来の電極
のみを加圧するスポット溶接方法においては、この部分
に圧力がほとんど加わっていないために固層接合された
コロナボンド部は殆ど形成されない。ところが、本発明
の方法によりこの部分を絶縁体の圧子を用いて圧下して
やることにより、温度と圧力の相乗効果によって固層接
合がなされ、大きなコロナボンド部が形成される。大き
なコロナボンド部を形成することは、接合面積をナゲッ
ト面積だけからナゲット面積にコロナボンド部の面積を
加えたものへと拡大するため、ナゲット直径を拡大した
のと同様な効果をもたらし、接合体の継手強度を高くす
ることができる。
は、通電時において溶融はしないものの、被溶接材料の
溶融温度に近い高い温度に加熱されている。従来の電極
のみを加圧するスポット溶接方法においては、この部分
に圧力がほとんど加わっていないために固層接合された
コロナボンド部は殆ど形成されない。ところが、本発明
の方法によりこの部分を絶縁体の圧子を用いて圧下して
やることにより、温度と圧力の相乗効果によって固層接
合がなされ、大きなコロナボンド部が形成される。大き
なコロナボンド部を形成することは、接合面積をナゲッ
ト面積だけからナゲット面積にコロナボンド部の面積を
加えたものへと拡大するため、ナゲット直径を拡大した
のと同様な効果をもたらし、接合体の継手強度を高くす
ることができる。
【００１３】なお本発明において、コロナボンド部の幅
をナゲット直径の２０％以上とした理由は、コロナボン
ド部が接合面積に占める割合が約５０％以上となり、継
手強度に及ぼすコロナボンド部の影響が顕著に現われる
ためである。コロナボンド部の幅をナゲット直径の１０
０％以下とした理由は、圧接には熱と圧力の２つを必要
とするが、スポット溶接の余熱を利用した場合、ナゲッ
ト直径の１００％超の幅を持つ継手の強度向上に寄与す
るようなコロナボンド部の形成は難しいためである。
をナゲット直径の２０％以上とした理由は、コロナボン
ド部が接合面積に占める割合が約５０％以上となり、継
手強度に及ぼすコロナボンド部の影響が顕著に現われる
ためである。コロナボンド部の幅をナゲット直径の１０
０％以下とした理由は、圧接には熱と圧力の２つを必要
とするが、スポット溶接の余熱を利用した場合、ナゲッ
ト直径の１００％超の幅を持つ継手の強度向上に寄与す
るようなコロナボンド部の形成は難しいためである。
【００１４】また、鉄系材料とアルミニウム系材料の接
合等についても同様であり、このようにして、アルミ系
材料側の接合部強度を向上させることにより、異材継手
の強度を向上させることができる。また接合時金属間化
合物による脆化層を生じやすい異種材料接合において
は、上記作用により接合部の外周部分に生成したコロナ
ボンド部が応力集中部分となり、金属間化合物による脆
化層は応力集中部ではなくなるため、前述の接合面積拡
大との相乗効果により十字引張強度を大幅に向上させ
る。なお、圧子としてはセラミックスの他に、絶縁体で
使用温度域において圧下の圧力に耐え、かつ使用温度域
において少なくとも３０Ｈｖ以上の硬度を持つ素材であ
ればガラス、プラスチック等どのような圧子を使用して
もよい。また、大きな電極の周囲を絶縁体で覆った図６
のような電極を用いることも可能である。また、圧子の
加圧力についても電極による単位面積当たりの加圧力の
２０％〜５００％の範囲で良好な接合強度が得られる加
圧力を選択すればよい。
合等についても同様であり、このようにして、アルミ系
材料側の接合部強度を向上させることにより、異材継手
の強度を向上させることができる。また接合時金属間化
合物による脆化層を生じやすい異種材料接合において
は、上記作用により接合部の外周部分に生成したコロナ
ボンド部が応力集中部分となり、金属間化合物による脆
化層は応力集中部ではなくなるため、前述の接合面積拡
大との相乗効果により十字引張強度を大幅に向上させ
る。なお、圧子としてはセラミックスの他に、絶縁体で
使用温度域において圧下の圧力に耐え、かつ使用温度域
において少なくとも３０Ｈｖ以上の硬度を持つ素材であ
ればガラス、プラスチック等どのような圧子を使用して
もよい。また、大きな電極の周囲を絶縁体で覆った図６
のような電極を用いることも可能である。また、圧子の
加圧力についても電極による単位面積当たりの加圧力の
２０％〜５００％の範囲で良好な接合強度が得られる加
圧力を選択すればよい。
【００１５】
〔実施例１〕被溶接材料として１mm厚の５０００系アル
ミニウム合金板を使用して、従来のスポット溶接による
継手と、図１に示す本発明の方法による継手を製作し、
引張せん断試験を行なった。従来のスポット溶接継手
は、電極直径５mm、加圧力１．８kNで製作し、本発明の
方法については同様の条件でのスポット溶接を行なう
際、同時に電極周囲をセラミックの圧子により電極と単
位面積当たりの加圧力が同じになるように加圧する方法
で製作した。この結果、通常のスポット溶接による継手
のナゲット直径は平均４．９mm、引張せん断強度の平均
は２．７kNであったが、本発明の方法により製作した継
手の接合部の直径は平均７．３mm、即ち、コロナボンド
部の幅は約１．２mmでナゲット直径の２４％となり、引
張せん断強度の平均は３．５kNで、３０％の強度向上が
見られた。
ミニウム合金板を使用して、従来のスポット溶接による
継手と、図１に示す本発明の方法による継手を製作し、
引張せん断試験を行なった。従来のスポット溶接継手
は、電極直径５mm、加圧力１．８kNで製作し、本発明の
方法については同様の条件でのスポット溶接を行なう
際、同時に電極周囲をセラミックの圧子により電極と単
位面積当たりの加圧力が同じになるように加圧する方法
で製作した。この結果、通常のスポット溶接による継手
のナゲット直径は平均４．９mm、引張せん断強度の平均
は２．７kNであったが、本発明の方法により製作した継
手の接合部の直径は平均７．３mm、即ち、コロナボンド
部の幅は約１．２mmでナゲット直径の２４％となり、引
張せん断強度の平均は３．５kNで、３０％の強度向上が
見られた。
【００１６】〔実施例２〕図５のように、片面にアルミ
メッキした０．７mm厚のＳＰＣＣ鋼板と、１mm厚の５０
００系アルミ合金板の接合に本発明の方法を適用し、十
字引張による継手強度を従来の方法を用いてスポット溶
接した継手と比較した。従来のスポット溶接継手は、電
極直径６mm、加圧力２kNで製作し、本発明の方法につい
ては同様の条件でのスポット溶接を行なう際、同時に電
極周囲をセラミックの圧子により電極と単位面積当たり
の加圧力が同じになるように加圧する方法で製作した。
この結果、通常のスポット溶接による継手のナゲット直
径は平均５．６mm、引張せん断強度の平均は０．３kNで
あったが、本発明の方法により製作した継手の接合部の
直径は平均８．４mm、即ち、コロナボンド部の幅は約
１．４mmでナゲット直径の２５％となり、引張せん断強
度の平均は０．６kNで、１００％の強度向上が見られ
た。
メッキした０．７mm厚のＳＰＣＣ鋼板と、１mm厚の５０
００系アルミ合金板の接合に本発明の方法を適用し、十
字引張による継手強度を従来の方法を用いてスポット溶
接した継手と比較した。従来のスポット溶接継手は、電
極直径６mm、加圧力２kNで製作し、本発明の方法につい
ては同様の条件でのスポット溶接を行なう際、同時に電
極周囲をセラミックの圧子により電極と単位面積当たり
の加圧力が同じになるように加圧する方法で製作した。
この結果、通常のスポット溶接による継手のナゲット直
径は平均５．６mm、引張せん断強度の平均は０．３kNで
あったが、本発明の方法により製作した継手の接合部の
直径は平均８．４mm、即ち、コロナボンド部の幅は約
１．４mmでナゲット直径の２５％となり、引張せん断強
度の平均は０．６kNで、１００％の強度向上が見られ
た。
【００１７】〔実施例３〕図２における鉄系材料として
０．８mm厚のＳＰＣＣ鋼板、アルミクラッド鋼板として
０．４mm厚のＳＰＣＣ鋼板と０．４mm厚の純アルミが接
合された０．８mm厚のものを、アルミニウム系材料とし
て１．０mm厚の５０００系アルミニウム合金を使用し
て、従来のスポット溶接による継手と、本発明の方法に
よる継手を製作し、引張せん断試験を行ない強度を比較
した。
０．８mm厚のＳＰＣＣ鋼板、アルミクラッド鋼板として
０．４mm厚のＳＰＣＣ鋼板と０．４mm厚の純アルミが接
合された０．８mm厚のものを、アルミニウム系材料とし
て１．０mm厚の５０００系アルミニウム合金を使用し
て、従来のスポット溶接による継手と、本発明の方法に
よる継手を製作し、引張せん断試験を行ない強度を比較
した。
【００１８】従来のスポット溶接継手は、電極直径６m
m、加圧力２kNで製作し、本発明の方法については同様
の条件でのスポット溶接を行なう際、同時に電極周囲を
セラミックの圧子により電極と単位面積当たりの加圧力
が同じになるように加圧する方法で製作した。この結
果、通常のスポット溶接による継手のナゲット直径は平
均５．９mm、コロナボンド部の幅０．３mm、引張せん断
強度の平均は３．１kNであったが、本発明の方法により
製作した継手のアルミニウム系材料接合部のナゲット直
径は平均５．８mm、コロナボンド部の幅は約１．３mmで
ナゲット直径の２２％となり、引張せん断強度の平均は
３．９kNで、２６％の強度向上が見られた。
m、加圧力２kNで製作し、本発明の方法については同様
の条件でのスポット溶接を行なう際、同時に電極周囲を
セラミックの圧子により電極と単位面積当たりの加圧力
が同じになるように加圧する方法で製作した。この結
果、通常のスポット溶接による継手のナゲット直径は平
均５．９mm、コロナボンド部の幅０．３mm、引張せん断
強度の平均は３．１kNであったが、本発明の方法により
製作した継手のアルミニウム系材料接合部のナゲット直
径は平均５．８mm、コロナボンド部の幅は約１．３mmで
ナゲット直径の２２％となり、引張せん断強度の平均は
３．９kNで、２６％の強度向上が見られた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によればスポ
ット溶接のナゲットの周囲に大きなコロナボンド部を形
成することができ、スポット溶接継手の強度を向上させ
ることができる。また、鉄とアルミ等のスポット溶接を
行なうと金属間化合物による脆化層を生ずる異材接合に
おいては著しい強度向上がなされる。また、鉄系材料の
板とアルミニウム系材料の板との間に、鉄系材料の板と
アルミニウム系材料の板とが積層接合された２層の複層
鋼板からなる異種金属接合材料を、同種材料同士が向か
い合うようにインサートし、鉄系材料の板とアルミニウ
ム系材料の板とをスポット溶接した、継手強度の高い異
種金属接合体を得ることが可能になった。
ット溶接のナゲットの周囲に大きなコロナボンド部を形
成することができ、スポット溶接継手の強度を向上させ
ることができる。また、鉄とアルミ等のスポット溶接を
行なうと金属間化合物による脆化層を生ずる異材接合に
おいては著しい強度向上がなされる。また、鉄系材料の
板とアルミニウム系材料の板との間に、鉄系材料の板と
アルミニウム系材料の板とが積層接合された２層の複層
鋼板からなる異種金属接合材料を、同種材料同士が向か
い合うようにインサートし、鉄系材料の板とアルミニウ
ム系材料の板とをスポット溶接した、継手強度の高い異
種金属接合体を得ることが可能になった。
【図１】本発明の概念図。
【図２】本発明の概念図。
【図３】従来のスポット溶接法。
【図４】従来の異材接合方法の概念図。
【図５】実施例その２の概念図。
【図６】電極と圧子の組み合わせ例。
【図７】ナゲット直径および、コロナボンド部の幅。
１１ 電極 １２ 圧子 １３ 被溶接材料 １４ コロナボンド部 １５ ナゲット １６ コロナボンド部の幅 １７ ナゲット直径 ２１ 鉄系材料 ２２ 複層鋼板の鉄系材料 ２３ 複層鋼板のアルミニウム系材料 ２４ アルミニウム系材料 ２５ 鉄系材料同士の界面に生成したナゲット ２６ アルミニウム系材料同士の界面に生成したナゲッ
ト ２７ コロナボンド部 ２８ アルミニウム系材料同士の界面に生成したナゲッ
トのナゲット直径 ２９ アルミニウムクラッド鋼板 ５１ アルミニウムメッキした鋼板 ５２ アルミニウム合金板 ５３ アルミニウムメッキ層 ６１ 絶縁体の被覆物 ６２ 電極材料 ７１ ナゲットの長径 ７２ ナゲットの短径 ７３ コロナボンド部の長径 ７４ コロナボンド部の短径 ７５ ナゲット（溶融接合部） ７６ コロナボンド部（圧接部）
ト ２７ コロナボンド部 ２８ アルミニウム系材料同士の界面に生成したナゲッ
トのナゲット直径 ２９ アルミニウムクラッド鋼板 ５１ アルミニウムメッキした鋼板 ５２ アルミニウム合金板 ５３ アルミニウムメッキ層 ６１ 絶縁体の被覆物 ６２ 電極材料 ７１ ナゲットの長径 ７２ ナゲットの短径 ７３ コロナボンド部の長径 ７４ コロナボンド部の短径 ７５ ナゲット（溶融接合部） ７６ コロナボンド部（圧接部）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 103:20
Claims (4)
- 【請求項１】 スポット溶接による接合方法において、
通電時にスポット溶接電極１１と被溶接材料１３の接触
部分の周囲を絶縁体圧子１２を用いて圧下することによ
り圧接することを特徴とするスポット溶接による接合方
法。 - 【請求項２】 鉄系材料の板２１とアルミニウム系材料
の板２４との間に、鉄系材料の板２２とアルミニウム系
材料の板２３とが積層接合された２層の複層鋼板２９
を、同種材料同士が向かい合うようにインサートし、鉄
系材料の板２１とアルミニウム系材料の板２４とをスポ
ット溶接する異種金属接合方法において、通電時にスポ
ット溶接電極１１と鉄系材料の板２１およびアルミニウ
ム系材料の板２４の接触部分の周囲を絶縁体圧子１２を
用いて圧下することにより圧接することを特徴とする異
種金属のスポット溶接による接合方法。 - 【請求項３】 ナゲット１５周囲のコロナボンド部１４
の幅を、ナゲット直径１７の２０％以上１００％以下と
したことを特徴とするスポット溶接による接合構造体。 - 【請求項４】 鉄系材料の板２１とアルミニウム系材料
の板２４との間に、鉄系材料の板２２とアルミニウム系
材料の板２３とが積層接合された２層の複層鋼板２９
を、同種材料同士が向かい合うよう接合された接合構造
体において、アルミニウム系材料同士のナゲット２６周
囲のコロナボンド部２７の幅がナゲット直径２８の２０
％以上１００％以下であることを特徴とするスポット溶
接による接合構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5329000A JPH07178563A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 圧接を併用したスポット溶接による接合方法および接合構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5329000A JPH07178563A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 圧接を併用したスポット溶接による接合方法および接合構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07178563A true JPH07178563A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18216490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5329000A Withdrawn JPH07178563A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 圧接を併用したスポット溶接による接合方法および接合構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07178563A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006054023A1 (fr) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede et dispositif de soudure electrique par points avec creation d' une zone de contact permanent autour du point de soudure |
| EP1728578A1 (en) | 2005-06-01 | 2006-12-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Steel sheet for dissimilar materials weldbonding to aluminum material and dissimilar materials bonded body |
| FR2908335A1 (fr) * | 2006-11-13 | 2008-05-16 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede et dispositif de soudage electrique par points, destines notamment a l'assemblage d'elements de carrosserie automobile. |
| JP2009039758A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Kanto Auto Works Ltd | 抵抗スポット溶接のナゲット径測定機 |
| JP2011050985A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Tokyu Car Corp | スポット溶接装置及びスポット溶接方法 |
| US7951465B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-31 | Kobe Steel, Ltd. | Joined body of dissimilar materials comprising steel material and aluminum material, and joining method therefor |
| WO2012033040A1 (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | 本田技研工業株式会社 | 溶接方法及びその装置 |
| JP2013501628A (ja) * | 2009-08-14 | 2013-01-17 | アルセロルミタル・インベステイガシオン・イ・デサロジヨ・エセ・エレ | 直流マイクロパルスを用いた抵抗スポット溶接方法及びシステム |
| JP2013086098A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | スポット溶接装置の加圧制御方法 |
| US8487206B2 (en) | 2006-02-23 | 2013-07-16 | Kobe Steel, Ltd. | Joint product between steel product and aluminum material, spot welding method for the joint product, and electrode chip for use in the joint product |
| JP2014028392A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Kobe Steel Ltd | スポット溶接方法 |
| WO2014148341A1 (ja) | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 株式会社神戸製鋼所 | スポット溶接継手 |
| JP2015044215A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 株式会社神戸製鋼所 | シリーズスポット溶接またはインダイレクトスポット溶接方法 |
| WO2015045351A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 新日鐵住金株式会社 | 抵抗スポット溶接装置、複合電極及び抵抗スポット溶接方法 |
| WO2015137512A1 (ja) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接構造体および溶接構造体の製造方法 |
| JP2017100148A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 新日鐵住金株式会社 | スポット溶接継手及びその溶接方法 |
| JP2018161659A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 新日鐵住金株式会社 | スポット溶接部の強度試験方法 |
| US10406626B2 (en) | 2013-09-12 | 2019-09-10 | Nippon Steel Corporation | Resistance spot welding method and welded structure |
| JP2021041441A (ja) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | マツダ株式会社 | 抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法 |
| JP2024008499A (ja) * | 2022-07-08 | 2024-01-19 | 株式会社ダイヘン | 固相抵抗スポット接合装置 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5329000A patent/JPH07178563A/ja not_active Withdrawn
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7951465B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-31 | Kobe Steel, Ltd. | Joined body of dissimilar materials comprising steel material and aluminum material, and joining method therefor |
| FR2878175A1 (fr) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede et dispositif de soudure electrique par points |
| WO2006054023A1 (fr) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede et dispositif de soudure electrique par points avec creation d' une zone de contact permanent autour du point de soudure |
| EP1728578A1 (en) | 2005-06-01 | 2006-12-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Steel sheet for dissimilar materials weldbonding to aluminum material and dissimilar materials bonded body |
| US7521129B2 (en) | 2005-06-01 | 2009-04-21 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Steel sheet for dissimilar materials weldbonding to aluminum material and dissimilar materials bonded body |
| US8487206B2 (en) | 2006-02-23 | 2013-07-16 | Kobe Steel, Ltd. | Joint product between steel product and aluminum material, spot welding method for the joint product, and electrode chip for use in the joint product |
| FR2908335A1 (fr) * | 2006-11-13 | 2008-05-16 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede et dispositif de soudage electrique par points, destines notamment a l'assemblage d'elements de carrosserie automobile. |
| JP2009039758A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Kanto Auto Works Ltd | 抵抗スポット溶接のナゲット径測定機 |
| US10071436B2 (en) | 2009-08-14 | 2018-09-11 | ArcelorMittal Investigation y Desarrollo, S.L. | Methods and systems for resistance spot welding using direct current micro pulses |
| JP2013501628A (ja) * | 2009-08-14 | 2013-01-17 | アルセロルミタル・インベステイガシオン・イ・デサロジヨ・エセ・エレ | 直流マイクロパルスを用いた抵抗スポット溶接方法及びシステム |
| JP2011050985A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Tokyu Car Corp | スポット溶接装置及びスポット溶接方法 |
| WO2012033040A1 (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | 本田技研工業株式会社 | 溶接方法及びその装置 |
| JP2013086098A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | スポット溶接装置の加圧制御方法 |
| JP2014028392A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-02-13 | Kobe Steel Ltd | スポット溶接方法 |
| EP2868419A4 (en) * | 2012-06-29 | 2016-03-09 | Kobe Steel Ltd | SPOT WELDING PROCESS |
| US20150174689A1 (en) * | 2012-06-29 | 2015-06-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Spot welding method |
| US10040144B2 (en) * | 2012-06-29 | 2018-08-07 | Kobe Steel, Ltd. | Spot welding method |
| WO2014148341A1 (ja) | 2013-03-19 | 2014-09-25 | 株式会社神戸製鋼所 | スポット溶接継手 |
| JP2015044215A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 株式会社神戸製鋼所 | シリーズスポット溶接またはインダイレクトスポット溶接方法 |
| US10406626B2 (en) | 2013-09-12 | 2019-09-10 | Nippon Steel Corporation | Resistance spot welding method and welded structure |
| US20160221110A1 (en) * | 2013-09-25 | 2016-08-04 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Resistance spot welding apparatus, composite electrode, and resistance spot welding method |
| JPWO2015045351A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2017-03-09 | 新日鐵住金株式会社 | 抵抗スポット溶接装置、複合電極及び抵抗スポット溶接方法 |
| WO2015045351A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 新日鐵住金株式会社 | 抵抗スポット溶接装置、複合電極及び抵抗スポット溶接方法 |
| WO2015137512A1 (ja) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接構造体および溶接構造体の製造方法 |
| JP2017100148A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 新日鐵住金株式会社 | スポット溶接継手及びその溶接方法 |
| JP2018161659A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 新日鐵住金株式会社 | スポット溶接部の強度試験方法 |
| JP2021041441A (ja) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | マツダ株式会社 | 抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法 |
| JP2024008499A (ja) * | 2022-07-08 | 2024-01-19 | 株式会社ダイヘン | 固相抵抗スポット接合装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5599553B2 (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
| JPH07214338A (ja) | 鉄系金属材料とアルミニウム系金属材料との接合方法 | |
| JP6399266B1 (ja) | 抵抗スポット溶接継手の製造方法 | |
| JP2008284570A (ja) | 異種金属の接合方法及び接合装置 | |
| KR20130041328A (ko) | 이재 접합 방법 | |
| JPH07328774A (ja) | アルミニウム系材と鋼系材との異材接合方法 | |
| JPH0655277A (ja) | 鋼材とアルミニウム系材料の接合方法 | |
| JP3767147B2 (ja) | 異種金属板のシーム溶接方法 | |
| JP6094079B2 (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
| JP3504790B2 (ja) | アルミニウム系材と鋼系材との異材接合方法 | |
| JP5906618B2 (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
| JPH0811302B2 (ja) | 異種金属の接合方法 | |
| JP4962907B2 (ja) | 異種金属の接合方法及び接合構造 | |
| JP2754898B2 (ja) | Ａｌ―Ｆｅ系異種金属のスポット溶接法 | |
| JP6060579B2 (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
| JPH05318140A (ja) | 抵抗スポット溶接用電極 | |
| JPS63230271A (ja) | アルミニウム系材と鉄系材との重ね抵抗溶接方法 | |
| JPH05228643A (ja) | 異種金属の抵抗溶接方法 | |
| KR20220047647A (ko) | 저항 스폿 용접 방법, 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법 | |
| JP2009072812A (ja) | 鉄−アルミニウム材料の溶接方法及び鉄−アルミニウム接合部材 | |
| JPH0663764A (ja) | 異種金属接合方法及び溶接電極 | |
| JPH089104B2 (ja) | 鋼板の抵抗溶接法 | |
| JP7853635B1 (ja) | スポット溶接継手 | |
| JPH0531586A (ja) | 鋼板の抵抗溶接法 | |
| JP3084938B2 (ja) | 金属板の抵抗スポット溶接方法 |
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: 20010306 |