JPS58160141A - スポツト溶接が可能な複合軽量材料 - Google Patents

スポツト溶接が可能な複合軽量材料

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JPS58160141A
JPS58160141A JP57043207A JP4320782A JPS58160141A JP S58160141 A JPS58160141 A JP S58160141A JP 57043207 A JP57043207 A JP 57043207A JP 4320782 A JP4320782 A JP 4320782A JP S58160141 A JPS58160141 A JP S58160141A
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welding
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 な複合軽量材料に関す、る。
自動車においては、燃費を向上させるため車体の軽量対
策として、小型化、ＦＦ化、高張力鋼板の使用による板
厚の減少、更に軽量化材料の採用などが巡検られていゐ
、しかし剛性が必要とされる部品１例えば天井等には高
張力鋼板を使用して屯板厚の減少がで龜ず軽量化が遅れ
ている。
２枚の鋼板の間に鋼板厚の和より厚い樹脂中間層を挾み
こんだ複合材料いわゆるラミネート鋼板は剛性低下を伴
わず軽量化度が大きく、１９８０年２月アメリカデトｐ
イトで開かれたＳＡＥ部会においてゼネラルモーター社
、ナショナルスチール社等から発表され大きな反響を呼
んでいる。しかしう建ネート鋼板の中間層に使用する樹
脂すなわち高分子有機材馳曳絶縁体であるために主要な
用途でちゃ、シかも多量の使用が期待できる自動車用材
料において不可欠なスポット溶接が不可能な致命的な欠
点がある。この丸めラミネート鋼板の使用に際してはボ
ルト止め、接着材による接着、その他の特別な工夫が検
討されているが、いまだ十分な解決はなされていない。
従来樹脂を金属板に挾んだ複合材料には軽量化材料の他
に樹脂の粘弾性を利用して振動エネルギ−を吸収する複
合型制振鋼板がよく知られている。
複合型制振鋼板にスポット溶接性を付与する方法として
、特開昭５３−１２８６８７に樹脂に鉄粉などの金属粉
末を配合する方法が提案されている。
しかし軽量化、を目的とするラミネート鋼板の場合は２
割振鋼板と異なり中間層が極めて厚いため。
中間層にただ単に金属粉末を配合してもスポット溶接性
を付与することは極めて難しい０本発明者らは先に特願
昭５６−３２４０７において制振鋼板のスポット溶接を
可能にするためグラファイト粉末を配合する方法を提案
したが、中間層の厚み等が異るため同法によってラミネ
ート鋼板にスポット溶接性を付与することはできなかっ
た。
本発明の目的は上・記従来技術の問題点を解決した。ス
ポット溶接が可能な複合軽量材料を提供することＫある
。
本発明の要旨とするところは次のとおシである。
すなわち、２枚の金属板および咳金属板関に挾装された
樹脂とグラファイトの混合物から成る中間層よシ構成さ
れた複合軽量材料において、前記中間層の厚さが前記２
秋の金属板の厚さの和よ〕大きく、前記・グラファイト
の前記中間層における配合比Ｒが１０〜５０重量％であ
り１粒径が前記中間層の厚さの１／２〜１倍の範囲内に
ある前記グラファイトの全グラシブイトに対する体積１
００分率Ｖがｖ’Ｔ　ｘ　Ｖ≧２４０の関係を満足する
ことを特徴とするスポット溶接の可能な複合軽量材料で
ある。
本発明者らは種々の検討を重ねた結果、中間層類１粒度
分布および配合量を調整し先後、導電性粒子が中間層の
中で２次凝集を起さないような処理を行えば中間層内に
均一に分布してスポット溶接が可能なことを見出しえ。
本発明はこの知見に基いてなされた亀のである。
本発明においては２枚の金属板の間に挟装される中間層
は樹脂とグラファイトから形成される。
この樹脂とグラファイトから成る中間層の厚さを２枚の
金属板の厚さの和より大きくし九のは、複合型制振鋼板
の目的と異ｃｐｓ量化を図るためである、 次に複合材料にスポット溶接性を付与するために行った
グラファイトの配合比および粒度分布に関する基礎実験
について説明する０粒径が０．３−（５０メツシユ）〜
０．６ｍのものが全体積の８０％になるように粒度調整
をしたグラファイト粉末に２次凝集防止処理を施した後
Ｓ０〜５０重量％の範囲で中間層におけるグラファイト
の配合を変更し厚さ０．６ｍの中間層を成形し、この中
間層を０．２箇厚の冷延鋼板２枚で挾み温間で圧着した
。
との全厚１．Ｏｍのラミネート鋼板と１．０霞厚の冷延
鋼板とを、加圧力２２５　ｋｆ’、通電時間１０サイク
ルで溶接電流値を変えてスポット溶接性を調査しその結
果を第１図に示した。第１図において。
Ｏｍ：全数スポット溶接可能、Δ印ニ一部スポット溶接
可能、×印ニスポット溶接不可能である。
第１図から樹脂のみでグラファイトが０％の・場合は電
流値を変えてもスポット溶接は不可能である゛が、グラ
ファイトを重量比１０％以上配合する場合は試験範囲の
全電流においてスポット溶接が可能なことがわかる。一
方グラファイトが重量比で５０％を越えて配合すると樹
脂特有の滑らがさや粘弾性が失われ、中間層自体の成形
が不可能であった。ｉ九粒度調整をし九グラファイトを
重量比で１０〜５０％配合した中間層を有する前記全厚
１．０■Ｏラミネート鋼板は中間層が全厚の６０％本あ
るｋかかわらず、！、ｏ−厚鋼板間のスポット溶接Ｋｌ
ｌする抵抗溶接機製造者協会（ＲＷＭＡ）推奨のＡクラ
ス条件で゛ある加圧力２２５１ｇ、通電時間１０サイク
ル、溶接電流８．８ＫＡにおいて溶接が可能であった。
これらの塩山がら本発明においてはグラファイトの中間
層における配合比Ｒを１０〜５０重量％に限定し九。
ま九グラファイトＯ粒径は中間層厚よ）も大きいもの全
使用すると、中間層厚が粒径によって決定される丸めに
目標とする中間層厚が得られないので中間層厚よシも小
さくなければならない、一方中間層厚のＩＡよ〉も小さ
な粒径の粒子は樹脂によって完全に周一の粒子からシー
ルされる九めに、溶接に必要な通電性が確保されないの
で中間層厚の１／！より大きい粒子をある一定量以上必
賛とする。
次に上記中間層厚の１／！よシ大きい粒子の配合割合を
決定するためにグラファイトの粒度分布がスポット溶接
性に及ぼす影響に関する本発明者らの実験について説明
する。粒径が３ｏｏ〜６ｏｏμのグラファイトの全グラ
ファイトに対する体積％■を種々に変えたグラ７アイ）
Ｋ２次凝集防止処理を施した後、中間層におけるグラフ
ァイトの配合比Ｒを変えて配合し０．６−厚の中間層を
成形し。
０．２雪の冷延鋼板２枚で挾み温間で圧着し友。この全
厚１．０−のラミネート鋼板と１．　Ｏｗｍ厚の冷延鋼
板を加圧力２２５　’ｇ　ｂ通電時間１ｏサイクル。
溶接電流８．８ＫＡでスポット溶接を行い溶接性を調べ
九。その結果を第２図に示し九が、第１図と同様ＫＯ印
：全数スポット溶接可能、Δ印ニ一部スポット溶接可能
、×印ニスポット溶接不可能を示している。
第２図において中間層の配合比Ｒ％と中間層の厚さ０．
６−の１／２〜１倍すなわち粒径３００〜６００μの範
囲内のグラファイトの全グラファイト体積に対する割合
Ｖとの関係が、／”ＴｘＶ≧２４０の第２図における破
線よシ上部の領域においてのみ全数スポット溶接が可能
であった。この結果から本発明においては中間層におけ
るグラファイトの配合比Ｒと一定粒径のグラファイトの
体積比■との関係をｖ／’Ｔ”　Ｘ　Ｖ　＞　２４０　
Ｋ限定した。
なお樹脂とグラファイトを上記の範囲に調整。
配合し喪ものに金属板との接着を促進する充填材等を添
加しても、なんら通電性に悪影響を与える亀のでもなく
、まえ通電性を改善すゐ目的で上記のグラファイト以外
の通電性のすぐれ九〇ｕ　等を添加して４ｈ特に障害は
ない。
中間層を挾む金属板は安価で表面性状にすぐれ加工性の
良好な冷延鋼板や耐食性にすぐれた亜鉛めっき板等が好
ましいが１通電性を阻害する処理。
例えばビ邑−ル被覆等のない亀のであれば前記以外の金
属板でも差しつかえない。従って金属板の選択は目的の
材料に要求される性能によって使い分ければよい。
２次凝集を防止する処理は１％別な処理を必要とせずゲ
ル状にした樹脂に、Ｉｌｌ！Ｄこむ方法や外画活性剤を
使用する方法等一般に広く使用されている方法でよい。
実施例 ０．４，０．６および０．８■の中間層を成形するため
に、それぞれの中間層厚に応じて配合比Ｒが３０　Ｘ　
ト体積比Ｖ　カ８０　Ｘ　ｆ　Ｊ■Ｘ　Ｖ　＞　２４０
　Ｋなる細大粒度調整したグラ７アイ）Ｋ２次凝集防止
処理を施したのち、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナ
イロン等の熱可塑性樹脂と配合比Ｒが３０％で配合した
３１１１の厚さの中間層を形成し。
次にそれぞれ０．２，０．３および０．４−厚の冷延鋼
板で挾み温間で圧着した。これらの供試材について重量
比１曲げ剛性、およびスポット溶接性を調査し、その結
果を第１表に示し丸、供試材ム１゜は比較のため０．８
雪単−の冷延鋼板を示し九もので１表中の重量比とは上
記０．８箇鋼板の重量を１００として比較したものであ
る０曲げ剛性は第３図に示す如き寸法の金属板２および
中間層４がら成る複合材料６の両端を支え、中央からポ
ンチ８にて荷重を負荷し１■変形時の荷重で表示した。
第１表において本発明はいずれも溶接が可能であり、か
つ軽量で変形荷重も高いことを示している。例えば０．
６　ｗｍの中間層を０．２■の冷延鋼板で挾んだ１．　
Ｏ■厚の本発明側供試材Ａ４と単なる０、８■厚の冷延
鋼板である比較例供試材４１０と対比すると本発明例の
方が（１００６２／１００）ＸＺｏｏ−３８％も軽く、
変形荷重が（１，３神−０，９ｋＦｌｏ、９１ｗ）ｘ１
００＝４４％も強いことがわかる。
供試材Ａ２，３．６の比較例はスポット溶接が可能であ
るが全厚に対する重量比が大で本発明の目的を達成でき
ない。
本発明は上記の実施例からも明らかな如く、２枚の金属
板の間に中間層を挾んで構成される複合材料において、
中間層の樹脂に配合するグラファイトの配合比、粒度分
布を調整すること、によって。
スポット溶接ができる複合軽量材料を得ることが可能と
なり、自動車用材料で曲げ剛性が必要とされる部材を軽
量化し得る効果を挙げることができた。
また中間層として樹脂を使用しているので制振性、断熱
性に４すぐれており、自動車用材料以外にも産業機械用
材料、建築用材料としても広い用途が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は中間層におけるグラファイトの配合比Ｒと溶接
電流がスポット溶接性に及ぼす影響を示す相関図、第２
図は中間層におけるグラファイトの配合比Ｒとグラファ
イトの粒度分布とがスポット溶接性に及ぼす影響を示す
相関図、第３図は曲げ剛性の測定方法を示す断面図であ
る。 代理人　中　路　武　雄 第１図 中Ｍ１に右？す沓り゛ラファイトの配合重量％（Ｒ）第
２図 対するイ本稍％（１つ ・　　第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）２枚の金属板および該金属板間に挟装された樹脂
    とグラファイトの混合物から成る中間層より構成された
    複合軽量材料において、前記中間層の厚さが前記２枚の
    厚さの和よ〉大きくＣ前記グラファイトの前記中間層に
    おける配合比Ｒが１０〜５０重量％であり１粒径が前記
    中間層の厚さの１／２〜１倍の範囲内にある前記グラフ
    ァイトの全グラファイトに対する体積１００分率■がＪ
    Ｉ×Ｖ′２２４０の関係を満足することを４１黴とする
    スポット溶接が可能な複合軽量材料。
JP57043207A 1982-03-18 1982-03-18 スポツト溶接が可能な複合軽量材料 Granted JPS58160141A (ja)

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