JPH09174243A - 異種金属の溶接方法 - Google Patents
異種金属の溶接方法Info
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- JPH09174243A JPH09174243A JP35061195A JP35061195A JPH09174243A JP H09174243 A JPH09174243 A JP H09174243A JP 35061195 A JP35061195 A JP 35061195A JP 35061195 A JP35061195 A JP 35061195A JP H09174243 A JPH09174243 A JP H09174243A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミパネルの母材に鋼製スタッドボルトを
接合する際、鋼製のスタッドボルトを機械的にカシメて
接合方法では、作業工数が大となりコストも上昇する。 【解決手段】 アルミ母材金属１と同種の金属３ａ及び
これと異なる金属の鋼製スタッドボルト４と同種の金属
３ｂを接合したクラッド材のワッシャー３を用意し、そ
の母材金属と同種の金属側３ａを母材１に接触させ、ス
タッドボルト４をワッシャー３と母材１の孔に挿入し、
鋼製スタッドボルト４とワッシャー３の同種の金属３ｂ
を接合させ、母材１とスタッドボルト４の夫々に溶接電
極を当接し、直流電気抵抗溶接を行う。
接合する際、鋼製のスタッドボルトを機械的にカシメて
接合方法では、作業工数が大となりコストも上昇する。 【解決手段】 アルミ母材金属１と同種の金属３ａ及び
これと異なる金属の鋼製スタッドボルト４と同種の金属
３ｂを接合したクラッド材のワッシャー３を用意し、そ
の母材金属と同種の金属側３ａを母材１に接触させ、ス
タッドボルト４をワッシャー３と母材１の孔に挿入し、
鋼製スタッドボルト４とワッシャー３の同種の金属３ｂ
を接合させ、母材１とスタッドボルト４の夫々に溶接電
極を当接し、直流電気抵抗溶接を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミパネルに鋼
製スタッドボルトを溶接する異種金属の溶接方法に関す
るものである。
製スタッドボルトを溶接する異種金属の溶接方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミパネルにスタッドボルトを接合す
る方法としては、アルミ製スタッドボルトを溶接する
か、又は鋼製スタッドボルトを機械的なカシメ接合によ
り行われている。
る方法としては、アルミ製スタッドボルトを溶接する
か、又は鋼製スタッドボルトを機械的なカシメ接合によ
り行われている。
【０００３】図３は、従来のアルミ製スタッドボルトの
溶接部断面図を示す。アルミパネル１１に設けた孔にア
ルミ製のスタッドボルト１２を挿入し、アルミ溶接棒を
用いるミグ溶接により、スタッドボルトの頭部１２ａの
周囲に肉盛１３を施して溶接するか、又はアルゴン溶接
により接合している。
溶接部断面図を示す。アルミパネル１１に設けた孔にア
ルミ製のスタッドボルト１２を挿入し、アルミ溶接棒を
用いるミグ溶接により、スタッドボルトの頭部１２ａの
周囲に肉盛１３を施して溶接するか、又はアルゴン溶接
により接合している。
【０００４】図４は、従来の鋼製スタッドボルトのカシ
メ接合部断面を示す。この方法は、ピアスフォームスタ
ッドと呼ばれるもので、鋼製スタッドボルト１５に設け
た鍔部１５ａから上の部分を、図の右半部に示すように
中空の冠状部１５ｂに形成してアルミパネル１１の穴に
挿入し、カシメ金型を設けたプレス機により冠状部１５
ｂを塑性変形して図の左半部に示す１５ｃの形状とし、
鍔部１５ａと塑性変形した部分１５ｃでアルミパネルの
穴の周囲を強固に締付けて接合するものである。
メ接合部断面を示す。この方法は、ピアスフォームスタ
ッドと呼ばれるもので、鋼製スタッドボルト１５に設け
た鍔部１５ａから上の部分を、図の右半部に示すように
中空の冠状部１５ｂに形成してアルミパネル１１の穴に
挿入し、カシメ金型を設けたプレス機により冠状部１５
ｂを塑性変形して図の左半部に示す１５ｃの形状とし、
鍔部１５ａと塑性変形した部分１５ｃでアルミパネルの
穴の周囲を強固に締付けて接合するものである。
【０００５】図５は、従来の鋼製のスタッドボルトの他
のカシメ接合部断面を示す。鋼製のスタッドボルト１６
の鍔部１６ａから上の部分に、Ｖ字形の摺割りを設けて
形成する複数の突起部１６ｂを、アルミパネル１４の穴
に挿入し、カシメ金型を設けるプレス機により、１６ｃ
で示す形状に外方に塑性変形し、鍔部１６ａと変形した
突起部１６ｃでアルミパネルの穴の周囲を強固に締付け
て接合する。
のカシメ接合部断面を示す。鋼製のスタッドボルト１６
の鍔部１６ａから上の部分に、Ｖ字形の摺割りを設けて
形成する複数の突起部１６ｂを、アルミパネル１４の穴
に挿入し、カシメ金型を設けるプレス機により、１６ｃ
で示す形状に外方に塑性変形し、鍔部１６ａと変形した
突起部１６ｃでアルミパネルの穴の周囲を強固に締付け
て接合する。
【０００６】特開平５−１１１７７８号公報には、クラ
ッド材をインサート材として使用したアルミニウムと非
アルミ金属との抵抗溶接において、被接合材であるアル
ミニウムの厚さ、アルミニウムに接合される非アルミ金
属の厚さ、クラッド材の全厚さ、クラッド材におけるア
ルミニウムの厚さ、クラッド材における非アルミ金属の
厚さ、アルミニウムの比抵抗値、非アルミ金属の比抵抗
値、溶接電流を特定の関係とする異種金属の抵抗溶接方
法が記載されている。
ッド材をインサート材として使用したアルミニウムと非
アルミ金属との抵抗溶接において、被接合材であるアル
ミニウムの厚さ、アルミニウムに接合される非アルミ金
属の厚さ、クラッド材の全厚さ、クラッド材におけるア
ルミニウムの厚さ、クラッド材における非アルミ金属の
厚さ、アルミニウムの比抵抗値、非アルミ金属の比抵抗
値、溶接電流を特定の関係とする異種金属の抵抗溶接方
法が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】アルミ製スタッドボル
トを溶接で接合したものは、アルミボルトが軟質のため
製品の組付け時に、ネジ山がつぶれ易く不良品が発生す
る。また、アルミ溶接は技能的に難しい作業であるので
熟練者が必要とされ、溶接時間も長く作業工数が大とな
る。
トを溶接で接合したものは、アルミボルトが軟質のため
製品の組付け時に、ネジ山がつぶれ易く不良品が発生す
る。また、アルミ溶接は技能的に難しい作業であるので
熟練者が必要とされ、溶接時間も長く作業工数が大とな
る。
【０００８】鋼製のスタッドボルトを機械的にカシメて
接合する前記の方法では、複雑高価な金型を必要とし、
微小な設計変更等でも新たな金型を作らなければなら
ず、また、スタッドボルトにも複雑な形状の加工を必要
としコストが上昇する。
接合する前記の方法では、複雑高価な金型を必要とし、
微小な設計変更等でも新たな金型を作らなければなら
ず、また、スタッドボルトにも複雑な形状の加工を必要
としコストが上昇する。
【０００９】特開平５−１１１７７８号公報に記載され
たものは、溶接電流値が１８ＫＡ以下と規定し、実施例
では電流が交流か直流の明記がなく、接合強度の試験値
の記載がないので、特定値以上のトルク剥離強さを必要
とする鋼製スタッドボルトとアルミパネルの抵抗溶接に
よる接合を示唆するものではない。
たものは、溶接電流値が１８ＫＡ以下と規定し、実施例
では電流が交流か直流の明記がなく、接合強度の試験値
の記載がないので、特定値以上のトルク剥離強さを必要
とする鋼製スタッドボルトとアルミパネルの抵抗溶接に
よる接合を示唆するものではない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、母材金属にこ
れと異なる金属のスタッドボルトを溶接する方法におい
て、前記母材金属又はこれと同種の金属と、前記異なる
金属又はこれと類似の金属をクラッディングによって接
合させてなるワッシャーを用意し、前記スタッドボルト
を前記ワッシャーと前記母材に挿入するに当り、ワッシ
ャーの母材金属又はそれと同種の金属を母材側に接する
よう配置し、母材とスタッドボルトの夫々に溶接電極を
当接して加圧通電する電気抵抗溶接により、母材金属と
異なる金属のスタッドボルトを溶接する方法である。母
材とワッシャーの母材又はそれと同種の金属との間、及
びワッシャーの母材と異なる金属又はそれと類似の金属
とスタッドボルトとの間が夫々電気抵抗溶接され、母材
と異なる金属のスタッドボルトを母材に強固に接合する
ことが可能となる。前記溶接電極に単相直流を印加する
ことにより、高接合強度で安定した接合を行うことがで
きる。
れと異なる金属のスタッドボルトを溶接する方法におい
て、前記母材金属又はこれと同種の金属と、前記異なる
金属又はこれと類似の金属をクラッディングによって接
合させてなるワッシャーを用意し、前記スタッドボルト
を前記ワッシャーと前記母材に挿入するに当り、ワッシ
ャーの母材金属又はそれと同種の金属を母材側に接する
よう配置し、母材とスタッドボルトの夫々に溶接電極を
当接して加圧通電する電気抵抗溶接により、母材金属と
異なる金属のスタッドボルトを溶接する方法である。母
材とワッシャーの母材又はそれと同種の金属との間、及
びワッシャーの母材と異なる金属又はそれと類似の金属
とスタッドボルトとの間が夫々電気抵抗溶接され、母材
と異なる金属のスタッドボルトを母材に強固に接合する
ことが可能となる。前記溶接電極に単相直流を印加する
ことにより、高接合強度で安定した接合を行うことがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１、図２に、本発明の実施の形
態を示す。図１は、本発明の実施の形態の断面を示す。
アルミパネル１を図示しない電気抵抗溶接機の下側電極
２の上面に設置し、鋼とアルミで構成し平ワッシャー状
としたクラッド材３を、アルミ材部３ａがアルミパネル
１に接触するように鋼製のスタッドボルト４に嵌合して
取付ける。次いで、クラッド材３とともに鋼製のスタッ
ドボルト４をアルミパネル１の孔に挿入する。この際、
スタッドボルト４のネジ部は下側電極２に設けた空洞部
２ａに挿入し、下側電極２の上面をアルミパネル１の下
面に接触させる。スタッドボルト４の頭部４ａには、円
周方向に等間隔で複数の突起４ｂを形成し、これらの突
起４ａの先端をクラッド材３の鋼材部３ｂに当接させ
る。
態を示す。図１は、本発明の実施の形態の断面を示す。
アルミパネル１を図示しない電気抵抗溶接機の下側電極
２の上面に設置し、鋼とアルミで構成し平ワッシャー状
としたクラッド材３を、アルミ材部３ａがアルミパネル
１に接触するように鋼製のスタッドボルト４に嵌合して
取付ける。次いで、クラッド材３とともに鋼製のスタッ
ドボルト４をアルミパネル１の孔に挿入する。この際、
スタッドボルト４のネジ部は下側電極２に設けた空洞部
２ａに挿入し、下側電極２の上面をアルミパネル１の下
面に接触させる。スタッドボルト４の頭部４ａには、円
周方向に等間隔で複数の突起４ｂを形成し、これらの突
起４ａの先端をクラッド材３の鋼材部３ｂに当接させ
る。
【００１２】電気抵抗溶接機を作動し、上側電極５を鋼
製のスタッドボルト４の頭部４ａに接触し、加圧通電し
て通常の鋼製部材間と同様の溶接を行う。溶接電流は下
側電極２、アルミパネル１、クラッド材３、スタッドボ
ルト４の頭部の突起４ｂ、上側電極５を経由して流れ、
アルミパネル１とクラッド材３のアルミ材部３ａ接触部
及びスタッドボルト４の頭部４ａとクラッド材３の鋼材
部３ｂの接触部の加熱溶接が行われる。
製のスタッドボルト４の頭部４ａに接触し、加圧通電し
て通常の鋼製部材間と同様の溶接を行う。溶接電流は下
側電極２、アルミパネル１、クラッド材３、スタッドボ
ルト４の頭部の突起４ｂ、上側電極５を経由して流れ、
アルミパネル１とクラッド材３のアルミ材部３ａ接触部
及びスタッドボルト４の頭部４ａとクラッド材３の鋼材
部３ｂの接触部の加熱溶接が行われる。
【００１３】図２は、本発明の実施の形態の溶接部位の
拡大断面を示す。溶接時に、スタッドボルト４の頭部４
ａの突起４ｂとクラッド材３の鋼材部３ｂの当接部に電
流が集中して流れ、この部位から抵抗により発熱し、ス
タッドボルト４とクラッド材３の鋼材部３ｂの溶着部７
が生成され、その下方のアルミパネル１とクラッド材３
のアルミ材部３ａの接触部には、アルミ材同種間の溶着
部６が生成するので強固な接合が行われる。クラッド材
３のアルミ材部３ａと鋼材部３ｂの間は、予め加熱、加
圧により圧接され、加熱拡散等により金属接合となって
充分強固な接合とされているので、アルミパネル１と鋼
製のスタッドボルト４の接合は強固なものとなる。
拡大断面を示す。溶接時に、スタッドボルト４の頭部４
ａの突起４ｂとクラッド材３の鋼材部３ｂの当接部に電
流が集中して流れ、この部位から抵抗により発熱し、ス
タッドボルト４とクラッド材３の鋼材部３ｂの溶着部７
が生成され、その下方のアルミパネル１とクラッド材３
のアルミ材部３ａの接触部には、アルミ材同種間の溶着
部６が生成するので強固な接合が行われる。クラッド材
３のアルミ材部３ａと鋼材部３ｂの間は、予め加熱、加
圧により圧接され、加熱拡散等により金属接合となって
充分強固な接合とされているので、アルミパネル１と鋼
製のスタッドボルト４の接合は強固なものとなる。
【００１４】図６は、単相直流の溶接条件と接合強度の
試験結果を示すグラフである。図６Ａ〜図６Ｄは、接合
強度（トルク剥離強度）と溶接条件（加圧力、通電サイ
クル、溶接電流）の試験値を示すグラフである。図６Ａ
のＸで示す範囲が適正なトルク剥離強度を得られる条件
であり、その他の範囲の条件では強度が不充分であった
り、溶接が適正に行われない等で適正条件とはいえな
い。図６Ｂ〜図６Ｄは、加圧力を図６Ａより強化した試
験値を示すが、溶接電流に対してトルク剥離強度のバラ
ツキが大きくきくなる。
試験結果を示すグラフである。図６Ａ〜図６Ｄは、接合
強度（トルク剥離強度）と溶接条件（加圧力、通電サイ
クル、溶接電流）の試験値を示すグラフである。図６Ａ
のＸで示す範囲が適正なトルク剥離強度を得られる条件
であり、その他の範囲の条件では強度が不充分であった
り、溶接が適正に行われない等で適正条件とはいえな
い。図６Ｂ〜図６Ｄは、加圧力を図６Ａより強化した試
験値を示すが、溶接電流に対してトルク剥離強度のバラ
ツキが大きくきくなる。
【００１５】図６Ｅは、加圧力を４０００Ｎ、電流値を
１８ＫＡ及び２１ＫＡとして、通電時間（サイクル単
位）の変化に応じたトルク剥離強度を示す。大きな電流
（２１ＫＡ）では、通電時間が短くてもトルク剥離強度
が大きくなることを示す。
１８ＫＡ及び２１ＫＡとして、通電時間（サイクル単
位）の変化に応じたトルク剥離強度を示す。大きな電流
（２１ＫＡ）では、通電時間が短くてもトルク剥離強度
が大きくなることを示す。
【００１６】図７は、単相交流の溶接条件と接合強度の
関係を示すグラフである。図７Ａ〜図Ｆのいずれの試験
値もトルク剥離強度が充分でなかったり、爆飛が発生す
る等があり、交流電流では適切な溶接接合を得ることが
でき難い。
関係を示すグラフである。図７Ａ〜図Ｆのいずれの試験
値もトルク剥離強度が充分でなかったり、爆飛が発生す
る等があり、交流電流では適切な溶接接合を得ることが
でき難い。
【００１７】以上により、鋼製スタッドボルトをクラッ
ド材を介在させてアルミパネルに電気抵抗溶接により接
合するのに適切な溶接条件は、次の表１に示すものとな
る。
ド材を介在させてアルミパネルに電気抵抗溶接により接
合するのに適切な溶接条件は、次の表１に示すものとな
る。
【００１８】
【００１９】
【発明の効果】本発明は、アルミパネルに鋼製スタッド
ボルト等を溶接する異種金属の溶接方法において、通常
の単相直流抵抗溶接機を用い、容易に鋼製スタッドボル
トを強固にアルミパネルに溶接接合することができ、従
来方法のアルミ製スタッドボルトの溶接や鋼製スタッド
ボルトの機械的カシメを行う必要がなく、溶接熟練者や
複雑高価な金型を必要としないので、作業工数やコスト
の低減を図ることができる。
ボルト等を溶接する異種金属の溶接方法において、通常
の単相直流抵抗溶接機を用い、容易に鋼製スタッドボル
トを強固にアルミパネルに溶接接合することができ、従
来方法のアルミ製スタッドボルトの溶接や鋼製スタッド
ボルトの機械的カシメを行う必要がなく、溶接熟練者や
複雑高価な金型を必要としないので、作業工数やコスト
の低減を図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態の断面図。
【図２】図１の溶接部位の拡大断面。
【図３】従来のアルミ製スタッドボルトの溶接部断面
図。
図。
【図４】従来の鋼製スタッドボルトのカシメ接合部断面
図。
図。
【図５】従来の鋼製のスタッドボルトの他のカシメ接合
部断面図。
部断面図。
【図６】単相直流の溶接条件と接合強度の試験結果を示
すグラフ。
すグラフ。
【図７】単相交流の溶接条件と接合強度の試験結果を示
すグラフ。
すグラフ。
１ アルミパネル ２ 下側電極 ３ クラッド材
３ａ クラッド材のアルミ材部 ３ｂ クラッド
材の鋼材部 ４ 鋼製スタッドボルト ５上側電極
６ アルミ同種間の溶着部 ７ 鋼材同種間の溶
着部
３ａ クラッド材のアルミ材部 ３ｂ クラッド
材の鋼材部 ４ 鋼製スタッドボルト ５上側電極
６ アルミ同種間の溶着部 ７ 鋼材同種間の溶
着部
Claims (2)
- 【請求項１】 母材金属にこれと異なる金属のスタッド
ボルトを溶接する方法において、前記母材金属又はこれ
と同種の金属と、前記異なる金属又はこれと類似の金属
をクラッディングによって接合させてなるワッシャーを
用意し、前記スタッドボルトを前記ワッシャーと前記母
材に挿入するに当り、ワッシャーの母材金属又はそれと
同種の金属を母材側に接するよう配置し、母材とスタッ
ドボルトの夫々に溶接電極を当接して加圧通電する電気
抵抗溶接により、母材金属と異なる金属のスタッドボル
トを溶接することを特徴とする異種金属の溶接方法。 - 【請求項２】 前記溶接電極に単相直流を印加する請求
項１記載の異種金属の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35061195A JPH09174243A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 異種金属の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35061195A JPH09174243A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 異種金属の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174243A true JPH09174243A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18411651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35061195A Pending JPH09174243A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 異種金属の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09174243A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6554178B1 (en) | 1999-04-08 | 2003-04-29 | Quallion Llc | Battery case feedthrough |
| US6716554B2 (en) | 1999-04-08 | 2004-04-06 | Quallion Llc | Battery case, cover, and feedthrough |
| KR20240092700A (ko) * | 2022-12-14 | 2024-06-24 | (주)일지테크 | 이종 재질 부재의 접합 방법 |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP35061195A patent/JPH09174243A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6554178B1 (en) | 1999-04-08 | 2003-04-29 | Quallion Llc | Battery case feedthrough |
| US6716554B2 (en) | 1999-04-08 | 2004-04-06 | Quallion Llc | Battery case, cover, and feedthrough |
| US7108166B2 (en) | 1999-04-08 | 2006-09-19 | Quallion Llc | Method for sealing a battery case |
| KR20240092700A (ko) * | 2022-12-14 | 2024-06-24 | (주)일지테크 | 이종 재질 부재의 접합 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040524 |