本發(fā)明涉及異種金屬接合接頭。

背景技術(shù)：

1、對(duì)于以機(jī)動(dòng)車為代表的輸送設(shè)備，以(a)作為有限資源的石油燃料消耗、(b)伴隨著燃燒產(chǎn)生的作為全球變暖氣體的co2、(c)行駛成本這樣的各種抑制為目的，始終謀求行駛?cè)剂闲实奶岣?。作為其方案，除了電?qū)動(dòng)的利用等動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)的改善以外，車身重量的輕量化也是改善對(duì)策之一。在輕量化中，存在將成為當(dāng)前的主要材料的鋼置換為作為輕量原材料的鋁合金、鎂合金、碳纖維等的方案。然而，在全部置換為這些輕量原材料時(shí)，存在變得高成本化、強(qiáng)度不足這樣的問(wèn)題點(diǎn)。因此，作為解決對(duì)策，將鋼與輕量原材料各得其所地組合的被稱為所謂的多元材料的設(shè)計(jì)方法受到注目。

2、作為以往的鋼與鋁或鎂的異種材料接合技術(shù)，已知有專利文獻(xiàn)1所記載的異種材料接合技術(shù)，其具備鋁制的下板、設(shè)置有面向與該下板重疊的重疊面的孔的鋼制的上板以及具有中空部并插入上板的孔的鋁制的接合輔助構(gòu)件，通過(guò)電弧焊接向接合輔助構(gòu)件的中空部填充焊接金屬，而利用鋁彼此的約束力將下板與上板接合。同樣地，作為使用鐵制的焊絲將鋼制的下板與鋁制的上板接合的異種材料接合技術(shù)，例如已知有專利文獻(xiàn)2。

3、另外，在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)如下的所謂的平頭鉚釘法：將預(yù)先沿著焊接線設(shè)置有貫通孔的鋼材與鋁材相互重疊，在使焊炬設(shè)置后退角而沿著焊接線行進(jìn)的同時(shí)，利用鋁焊絲在設(shè)置于鋼材側(cè)的貫通孔熔融填充鋁焊接材料，并且形成焊道而進(jìn)行電弧焊接。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2021-171765號(hào)公報(bào)

7、專利文獻(xiàn)2：wo2018/030272號(hào)公報(bào)

8、專利文獻(xiàn)3：日本專利第4944923號(hào)公報(bào)

9、專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)在形成于作為上板的鋼材的貫通孔，設(shè)置形成有在板厚方向上貫通的中空部的由鋁系材料或鎂系材料性構(gòu)成的接合輔助構(gòu)件，且以縮短焊接時(shí)間為目的。在該情況下，存在耗費(fèi)制造與貫通孔嵌合的接合輔助構(gòu)件的成本以及耗費(fèi)將制造的接合輔助構(gòu)件插入貫通孔的工夫這樣的課題。另外，專利文獻(xiàn)2的技術(shù)是將鋼板設(shè)為下板并接合鋁合金或鎂合金制的上板的技術(shù)，與在鋁合金制的下板接合鋼制的上板的技術(shù)不同。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)3的技術(shù)，特征在于通過(guò)線焊接連續(xù)地填充多個(gè)預(yù)備孔，因此存在使鋼過(guò)度熔化而容易在焊接金屬產(chǎn)生裂紋、接頭強(qiáng)度容易變低這樣的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的課題

2、本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的，其目的在于，在將由鋼板構(gòu)成的第一構(gòu)件以及由鋁系材料或鎂系材料構(gòu)成的第二構(gòu)件接合的異種材料接合接頭中提供高強(qiáng)度的異種金屬接合接頭。

3、用于解決課題的方案

4、本發(fā)明的上述目的由下述的結(jié)構(gòu)達(dá)成。

5、[1]一種異種材料接合接頭，其特征在于，

6、所述異種材料接合接頭具備：

7、第一構(gòu)件，其由一個(gè)或多個(gè)鋼板構(gòu)成；

8、板狀的第二構(gòu)件，其由一個(gè)或多個(gè)鋁系材料或一個(gè)或多個(gè)鎂系材料構(gòu)成；以及

9、接合部，其將所述第一構(gòu)件與所述第二構(gòu)件接合，

10、所述第一構(gòu)件具有面向與所述第二構(gòu)件重疊的重疊面的板厚方向的貫通孔，

11、所述接合部是填充于所述貫通孔并與所述第二構(gòu)件焊接了的焊接金屬，且具有配置于所述第一構(gòu)件的表面的表面余高，

12、所述貫通孔的直徑d、所述表面余高的寬度w1、所述表面余高的高度h1以及所述第二構(gòu)件的板厚t2的關(guān)系滿足以下的式子，

13、3.0mm≤d≤15.0mm

14、d<w1≤5.0d

15、0.1t2≤h1≤5.0t2。

16、[2]根據(jù)[1]所述的異種材料接合接頭，其特征在于，

17、所述異種材料接合接頭在所述第二構(gòu)件的背面具有背面余高，

18、所述貫通孔的直徑d、所述背面余高的寬度w2、所述背面余高的高度h2以及所述第二構(gòu)件的板厚t2的關(guān)系滿足以下的式子，

19、w2≤3.0d

20、h2≤5.0t2。

21、[3]一種異種材料接合接頭的制造方法，所述異種材料接合接頭是[1]或[2]所述的異種材料接合接頭，其中，

22、所述異種材料接合接頭的制造方法包括：

23、開(kāi)孔工序，在所述第一構(gòu)件開(kāi)設(shè)所述貫通孔；

24、重疊工序，將所述第一構(gòu)件與所述第二構(gòu)件重疊；以及

25、焊接工序，將使焊接材料熔融而成的焊接金屬填充于所述貫通孔，將所述焊接金屬與所述第二構(gòu)件焊接，

26、利用從電弧、等離子體、激光選擇的至少一個(gè)熱源使所述焊接材料熔融。

27、[4]根據(jù)[3]所述的異種材料接合接頭的制造方法，其中，

28、所述異種材料接合接頭的制造方法在所述焊接工序之前具有抵接與所述第二構(gòu)件抵接的背襯構(gòu)件的抵接工序。

29、發(fā)明效果

30、根據(jù)本發(fā)明，在具備由鋼板構(gòu)成的第一構(gòu)件、由鋁系材料或鎂系材料構(gòu)成的第二構(gòu)件以及將第一構(gòu)件與第二構(gòu)件接合的接合部的異種材料接合接頭中，通過(guò)使接合部所具有的表面余高收于規(guī)定的尺寸，從而能夠得到高強(qiáng)度的異種材料接合接頭。

技術(shù)特征：

1.一種異種材料接合接頭，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種材料接合接頭，其特征在于，

3.一種異種材料接合接頭的制造方法，所述異種材料接合接頭是權(quán)利要求1或2所述的異種材料接合接頭，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異種材料接合接頭的制造方法，其中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明在將由鋼板構(gòu)成的第一構(gòu)件與由鋁系材料或鎂系材料構(gòu)成的第二構(gòu)件接合的異種材料接合接頭中提供高強(qiáng)度的異種金屬接合接頭。具備由鋼板構(gòu)成的第一構(gòu)件、由鋁系材料或鎂系材料構(gòu)成的第二構(gòu)件以及將所述第一構(gòu)件與所述第二構(gòu)件接合的接合部，第一構(gòu)件具有面向與第二構(gòu)件重疊的重疊面的板厚方向的貫通孔，接合部是填充于貫通孔并與第二構(gòu)件焊接了的焊接金屬，且在至少所述第一構(gòu)件的表面形成表面余高，將貫通孔的直徑設(shè)為3.0mm以上且15.0mm以下，在將貫通孔的直徑設(shè)為d的情況下，將表面余高的直徑設(shè)為d以上且5.0d以下，在將第二構(gòu)件的板厚設(shè)為t<subgt;2</subgt;的情況下，將表面余高的高度設(shè)為0.1t<subgt;2</subgt;以上且5.0t<subgt;2</subgt;以下。

技術(shù)研發(fā)人員：戶田要
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社神戶制鋼所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19