(57)【要約】【課題】体積抵抗率の異なる２つの異種金属板同士の接合強度を高めることができる異種金属板の接合方法を提供する。【解決手段】第１金属からなる第１金属板１１と、第１金属よりも体積抵抗率が高く、第１金属とは異なる第２金属からなる第２金属板１２とを重ね合わせ、第１金属板１１のうち、第２金属板１２に重ね合わせた重なり部分１１ａの表面に、一対の電極６６、６７を接触させ、一対の電極６６、６７の間に電流を通電することにより、重なり部分１１ａの通電領域１１ｂに存在する第１金属を抵抗発熱より溶融させて、第１金属板１１と第２金属板１２との間に、第１金属と第２金属との金属間化合物１３を生成し、金属間化合物１３を介して、第１および第２金属板１１、１２を接合する。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの異種金属板同士の接合方法であって、
前記異種金属板として、第１金属からなる第１金属板と、前記第１金属よりも体積抵抗率が高く、前記第１金属とは異なる第２金属からなる第２金属板とを重ね合わせ、前記第１金属板のうち、前記第２金属板に重ね合わせた部分の表面に、一対の電極を接触させる工程と、
前記一対の電極の間に電流を通電することにより、前記重ね合わせた部分の通電領域に存在する前記第１金属を抵抗発熱より溶融させて、前記第１金属板と前記第２金属板との間に、前記第１金属と前記第２金属との金属間化合物を生成し、前記金属間化合物を介して、前記第１および第２金属板を接合する工程と、を含むことを特徴とする異種金属板の接合方法。
【請求項２】
前記一対の電極を接触させる工程において、前記一対の電極の間に、非導電性材料からなる加圧用部材を配置し、
前記第１および第２金属板を接合する工程において、前記一対の電極の間に配置された前記加圧用部材で前記第１金属板を前記第２金属板に向かって加圧しながら、前記一対の電極間への通電を行うことを特徴とする請求項１に記載の異種金属板の接合方法。
【請求項３】
前記第１金属板は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板であり、前記第２金属板は、鋼板であることを特徴とする請求項１または２に記載の異種金属板の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体積抵抗率の異なる２つの異種金属板同士の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルミニウム合金板と鋼板とを接合する際には、スポット溶接などにより接合することがある。この種のスポット溶接として、例えば、特許文献１には、アルミニウム合金板と鋼板とを重ね合わせて、この重ね合わせた部分に一対の電極を挟み込んで、これらを加圧し、この加圧状態を保持しながら、電極間に電流を通電することにより抵抗スポット溶接を行う、異種金属板の接合方法が提案されている。この接合方法によれば、電極間に電流が通電された際に、アルミニウム合金板と鋼板のうち電流が流れる部分が、これらの電気抵抗により発熱して溶融し、これらが接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５２７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す接合方法で、アルミニウム合金板と鋼板のような異種金属板同士を接合する場合、一方の金属板よりも体積抵抗率の低い他方の金属板は、一方の金属板に比べて、通電により発熱し難い。このため、一方の金属板を溶融させるに必要とされる電流値よりも高い電流を通電しなければならない。
【０００５】
これにより、これらの異種金属板同士を接合する際には、体積抵抗率の高い一方の金属板に溶融させるに必要とされる電流値よりも大きい電流を通電しなければ、他方の金属板を溶融することができないため、一方の金属板に過剰な電流が通電されることになる。このような結果、過剰な電流が通電された一方の金属板において、この電流により溶融した部分にはボイド等が生成されるおそれがあり、異種金属板同士の接合強度が十分に得られないことが想定される。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、体積抵抗率の異なる２つの異種金属板同士の接合強度を高めることができる異種金属板の接合方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を鑑みて、本発明に係る異種金属板の接合方法は、前記異種金属板として、第１金属からなる第１金属板と、前記第１金属よりも体積抵抗率が高く、前記第１金属とは異なる第２金属からなる第２金属板とを重ね合わせ、前記第１金属板のうち、前記第２金属板に重ね合わせた部分の表面に、一対の電極を接触させる工程と、前記一対の電極の間に電流を通電することにより、前記重ね合わせた部分の通電領域に存在する前記第１金属を抵抗発熱より溶融させて、前記第１金属板と前記第２金属板との間に、前記第１金属と前記第２金属との金属間化合物を生成し、前記金属間化合物を介して、前記第１および第２金属板を接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明でいう「第１金属からなる第１金属板」は、第１金属のみで構成される第１金属板、第１金属のみで構成される板状の母材に金属メッキ皮膜が形成されているものを含み、実質的に、第１金属を主材として構成されるものをいう。同様に、本発明でいう「第２金属からなる第２金属板」は、第２金属のみで構成される第２金属板または第２金属のみで構成される板状の母材に金属メッキ皮膜が形成されているものを含み、実質的に、第２金属を主材として構成されるものをいう。さらに、本発明でいう、「第１金属および第２金属」は、その金属元素で構成される金属のみであってもよく、他の金属が添加された合金であってもよい。
【０００９】
本発明によれば、第１金属板のうち、第２金属板に重ね合わせた部分の表面に、一対の電極を接触させ、これらの電極間に電流を通電する。この際、第１金属板を構成する第１金属は、第２金属板を構成する第２金属よりも体積抵抗率が低いため、第１金属板と第２金属板の間および第２金属板内に通電した電流がほとんど流れず、電極間に対応する第１金属板内を通電領域として、電流が通電される。この結果、第１金属が抵抗発熱により溶融し、この溶融した部分に接触する第２金属板の第２金属が第１金属側に拡散することで、第１金属板と第２金属板との間に、第１金属と第２金属とにより構成された金属間化合物が生成される。特に、第１金属の融点に比べて、第２金属の融点が高い場合、第２金属（第２金属板）は溶融せずに、第２金属が、第１金属の溶融した部分に拡散し、上述した金属間化合物が生成される。このような結果、この金属間化合物が接合材となって、第１金属板と第２金属板とを接合することができる。さらに、第２金属板の表面の不純物等を、溶融した第１金属の溶融した部分に拡散させることができる。
【００１０】
このように、本発明によれば、これまでの接合方法のように、第１金属板に比べて体積抵抗率の高い第２金属板に過剰な電流を通電する必要がなく、第１金属板が溶融するに必要な電流量で、第１金属板を通電し、この通電により第１金属を溶融すればよい。したがって、過剰加熱に起因したボイドが、第２金属板およびその接合部分にも生成され難い。さらに、過剰加熱により、高温となった接合部分を放冷すると、接合部分の組織は、粗大化し易いが、本発明では、このような過剰加熱を抑制することができるので、接合部分の組織の粗大化を回避し、接合部分の強度を確保することができる。
【００１１】
さらに、電極間の通電により、第１および第２金属板の接合が確保されていれば、第１および第２金属同士を押圧しなくても良いが、より好ましい態様としては、前記一対の電極を接触させる工程において、前記一対の電極の間に、非導電性材料からなる加圧用部材を配置し、前記第１および第２金属板を接合する工程において、前記一対の電極の間に配置された前記加圧用部材で前記第１金属板を前記第２金属板に向かって加圧しながら、前記一対の電極間への通電を行う。
【００１２】
この態様によれば、一対の電極間に配置された加圧用部材で、第１金属板を第２金属板に向かって加圧しながら、一対の電極間に通電を行うので、第１金属板と第２金属板との間に生成された余剰な金属間化合物を、その周りに押し出すことができる。これにより、接合部分の余剰な金属間化合物を低減し、金属間化合物の厚さを薄く保つことができるため、接合部分の強度を高めることができる。
【００１３】
さらに、第２金属の体積抵抗率が、第１金属の体積抵抗率よりも体積抵抗率が高ければ、第１および第２金属の種類は特に限定されるものではないが、より好ましい態様としては、前記第１金属板は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板であり、前記第２金属板は、鋼板である。これらの異種金属板同士は、十分な接合強度で接合し難いところ、上述した接合方法により、好適に接合することができる。なお、第１金属を構成するアルミニウムまたはアルミニウム合金は、融点が６００℃程度であり、第２金属板を構成する鋼は、１５００℃程度であるため、アルミニウムまたはアルミニウム合金が抵抗発熱により溶融しても、この溶融した熱で、隣接した第２金属板の鋼（鋼板）は溶融しない。しかしながら、第１金属板のうち、アルミニウムまたはアルミニウム合金が溶融した部分（液相部分）に、第２金属板である鋼板（固相）の鉄等が拡散する。この結果、第１金属板と第２金属板との間に、アルミニウムおよび鉄を少なくとも含む金属間化合物が生成される。このことは、後述する発明者の実施例から明らかである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異なる金属材料からなる２つの異種金属板同士の接合強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る抵抗溶接装置の正面図である。
【図２】図１に示す抵抗溶接装置の左側面図である。
【図３Ａ】図１に示す抵抗溶接装置を用いた接合方法による、第１金属板の溶融状態を説明するための模式的断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す状態から、第１金属板と第２金属板との間に生成された金属間化合物を加圧によりその周りに押し出した状態を説明するための模式的断面図である。
【図４】実施例１に係る試験体の断面写真である。
【図５Ａ】実施例１の試験体の接合部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した断面写真である。
【図５Ｂ】図５Ａの接合部分を電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）で分析した画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係る異種金属板の接合方法を説明する。
【００１７】
１．抵抗溶接装置１について
まず、図１および図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る異種金属板の接合方法を行うのに好適な抵抗溶接装置１を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る抵抗溶接装置１の正面図である。図２は、図１に示す抵抗溶接装置１の左側面図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、抵抗溶接装置１は、体積抵抗率の異なる金属からなる異種金属板を抵抗溶接により接合するための装置である。具体的には、抵抗溶接装置１では、第１金属からなる第１金属板１１と、第１金属よりも体積抵抗率の高い第２金属からなる第２金属板１２と、を溶接する。
【００１９】
抵抗溶接装置１は、装置本体４と、第１および第２金属板１１、１２を支持する支持部５と、第１および第２金属板１１、１２を溶接する溶接部６と、溶接部６を昇降させる昇降部７と、溶接部６に電流を供給する電流供給部８と、昇降部７と電流供給部８とを制御する制御部９と、を備えている。
【００２０】
装置本体４は、図２に示すように、ハウジング４１と、ハウジング４１の上部から水平方向に延在した上アーム４２と、上アーム４２に対向するように、ハウジング４１の下部から水平方向に延在した下アーム４３と、を備えている。上アーム４２には、昇降部７を介して溶接部６が取り付けられており、下アーム４３には、支持部５が取り付けられている。
【００２１】
支持部５は、支持ブロック５１と、第１および第２支持アーム５２、５３と、載置台５４と、を備えている。支持ブロック５１は、一対の上下ブロック５１ａ、５１ｂからなり、下ブロック５１ａは、下アーム４３に固定されている。上ブロック５１ｂは、第１支持アーム５２を挟持するように、下ブロック５１ａに取り付けられている。
【００２２】
第１支持アーム５２は、支持ブロック５１から水平方向に延在しており、支持ブロック５１に取り付けられたアーム本体５２ａと、アーム本体５２ａの先端において、第２支持アーム５３を把持するようにアーム本体５２ａに取り付けられる固定部材５２ｂと、を備えている。第２支持アーム５３は、支持ブロック５１から上方に延在しており、その先端には、載置台５４が取り付けられている。この載置台５４に、被溶接材である第１金属板１１および第２金属板１２が載置される。
【００２３】
溶接部６は、昇降部７を介して、上アーム４２に取り付けられている。昇降部７は、シリンダ７１と、シリンダ７１の内部を摺動するピストン７２と、シリンダ７１内に所定の作動エアを供給する空気圧回路（エア回路）７３と、を備えている。空気圧回路７３は、圧縮された空気を供給するコンプレッサ７４に接続されており、制御部９からの制御信号に基づいて、シリンダ７１内において、ピストン７２の上昇側または下降側のいずれかのポートに、所定の圧力の作動エアを供給するよう制御される。なお、昇降部７は、モータの回転により直動する機構を有した電動加圧装置であってもよい。電動加圧装置を用いた場合であっても、後述する第１および第２金属板１１、１２の接合を行うことができる。
【００２４】
このようにして、ピストン７２が上下方向に昇降し、その結果、後述する溶接部６の一対の電極６６、６７、および加圧用部材６８を、載置台５４（すなわち、第１金属板１１）側に移動することができる。
【００２５】
溶接部６は、シリンダ７１の先端に取り付けられた保持ブロック６１と、保持ブロック６１から水平方向に延在した一対の第３支持アーム６２、６３と、各第３支持アーム６２、６３から下方に延在した一対の第４支持アーム６４、６５を備えている。さらに、溶接部６は、第４支持アーム６４、６５の先端に、一対の電極６６、６７と、これらの間に配置された加圧用部材６８と、を備えている。
【００２６】
保持ブロック６１は、固定用ブロック６１ａと、一対の把持用ブロック６１ｂ、６１ｂとを備えている。固定用ブロック６１ａは、樹脂またはセラミックス等の非導電性材料からなる。各把持用ブロック６１ｂは、電流供給部８の正極側または負極側に接続されている。各把持用ブロック６１ｂは、導電性を有した材料であり、例えば、鋼合金などの金属材料からなり、溶接される第１金属板１１を構成する第１金属の体積抵抗率よりも低い材料からなることが好ましい。これにより、溶接時における把持用ブロック６１ｂの発熱を抑えることができる。
【００２７】
固定用ブロック６１ａには、各第３支持アーム６２、６３の一部を収容する一対の凹部が形成されており、各把持用ブロック６１ｂは、各第３支持アーム６２、６３を把持するように、固定用ブロック６１ａに取り付けられている。さらに、各把持用ブロック６１ｂは、離間しており、相互に接触していない。これにより、第３支持アーム６２、６３同士は、直接的には、非導通状態になっている。
【００２８】
各第３支持アーム６２（６３）は、把持用ブロック６１ｂで例示した金属材料などの導電性材料からなり、アーム本体６２ａ（６３ａ）と、アーム本体６２ａ（６３ａ）の先端において、第４支持アーム６４（６５）を挟持するように、アーム本体６２ａ（６３ａ）に取り付けられた固定部材６２ｂ（６３ｂ）と、を備えている。
【００２９】
第４支持アーム６４（６５）は、把持用ブロック６１ｂで例示した金属材料などの導電性材料からなり、第３支持アーム６２（６３）から下方に延在しており、その先端には、電極６６（６７）が取り付けられている。本実施形態では、各電極６６、６７の内部には、冷却水が流れる冷却流路（図示せず）が形成されており、冷却流路に、冷却水を流すことにより、溶接時に、各電極６６、６７を冷却することができる。
【００３０】
一対の電極６６、６７は、クロム銅（Ｃｕ−Ｃｒ）、クロム・ジルコニウム銅（Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ）、ベリリウム銅（Ｃｕ−Ｂｅ）、タングステン銅（Ｃｕ−Ｗ）などの銅合金からなり、これらは、離間した状態で対向して配置されている。このような配置状態で、一対の電極６６、６７の間には、加圧用部材６８を収容する空間が形成され、この空間に、加圧用部材６８が収容されている。本実施形態では、加圧用部材６８は、一対の電極６６、６７に挟持されている。加圧用部材６８は、セラミックスまたは熱硬化性樹脂などの非導電性材料からなる。これにより、加圧用部材６８には、一対の電極６６、６７間の電流は流れない。
【００３１】
このように構成することにより、本実施形態では、加圧用部材６８は、昇降部７の昇降により、一対の電極６６、６７とともに上下方向に移動する。なお、本実施形態では、一対の電極６６、６７と、加圧用部材６８とは、一体的に移動するため、一対の電極６６、６７と、加圧用部材６８とにより、同時に加圧されるが、例えば、加圧用部材６８を、上述した昇降部７とは別の昇降部をさらに設けてもよい。これにより、一対の電極６６、６７と異なるタイミングで加圧用部材６８を昇降し、かつ、一対の電極６６、６７が第１金属板１１と接触する接触圧に依存しない加圧力（例えば、一対の電極６６、６７より高い加圧力）で、加圧用部材６８を第１金属板１１に加圧することができる。
【００３２】
電流供給部８は、一対の電極６６、６７間に、電流を供給するものであり、電源８４に接続された電気回路８３と、電気回路８３に接続された一次コイル８１と、一次コイル８１に通電された電流を増大させる二次コイル８２と、を備えている。二次コイル８２は、一対の把持用ブロック６１ｂ、６１ｂに電気的に接続されている。溶接を行う際には、制御部９からの制御信号が、電気回路８３に入力され、電源８４からの電流が一次コイル８１に流れることにより、一次コイル８１が励磁され、これにより生成された磁束が、コア内を流れ、二次コイル８２に電流が流れる。これにより、一対の電極６６、６７が第１金属板１１に接触した状態で、一対の電極６６、６７間に電流を通電することができる。
【００３３】
２．異種金属板の接合方法について
以下に、図１および図２に加え、図３Ａおよび図３Ｂをさらに参照しながら、抵抗溶接装置１を用いた２つの異種金属板同士の接合方法について説明する。図３Ａは、図１に示す抵抗溶接装置１を用いた接合方法による、第１金属板１１の溶融状態を説明するための模式的断面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す状態から、第１金属板１１と第２金属板１２との間に生成された金属間化合物１３を加圧によりその周りに押し出した状態を説明するための模式的断面図である。
【００３４】
２−１．異種金属板を準備する工程について
まず、本実施形態では、溶接される２つの異種金属板として、体積抵抗率の異なる金属からなる第１金属板１１と、第２金属板１２を準備する。第１金属板１１は、第１金属からなり、第２金属板１２は、第１金属とは異なる第２金属からなり、第２金属の体積抵抗率は、第１金属の体積抵抗率よりも高い。また、第２金属は、第１金属よりも融点が高い方が好ましい。なお、第１金属板１１または第２金属板１２の間にメッキ皮膜などの金属皮膜が形成されていてもよい。また、第１金属板１１の板厚は、０．５〜５．０ｍｍであることが好ましく、第２金属板１２の板厚は、０．５〜５．０ｍｍであることが好ましい。
【００３５】
本実施形態では、その一例として、第１金属板１１は、アルミニウム板またはアルミニウム合金板であり、第１金属は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。第２金属板１２は、鋼板であり、第２金属は、鋼である。例えば、２０℃において、アルミニウムまたはアルミニウム合金の体積抵抗率は、２〜６×１０−８Ω・ｍであり、鋼の体積抵抗率は、１０〜２０×１０−８Ω・ｍであり、アルミニウムまたはアルミニウム合金が、溶融する温度帯においても、鋼の体積抵抗率に対して、アルミニウムまたはアルミニウム合金の体積抵抗率は高い。
【００３６】
なお、後述するような接合を好適に行うためには、第１金属板１１の第１金属の融点において、第１金属板を構成する第１金属の体積抵抗率に対して、第２金属を構成する第２金属の体積抵抗率が、５×１０−８Ω・ｍ以上大きいことが好ましい。これにより、第１金属板１１に積極的に電流を通電することができ、第１金属板１１を好適に溶融することができる。例えば、第１金属板がマグネシウム板であり、第２金属板が鋼板である。
【００３７】
２−２．接触工程について
次に、図１および図３Ａ等に示すように、第１金属板１１と、第２金属板１２とを重ね合わせ、第１金属板１１のうち、第２金属板に重ね合わせた重なり部分１１ａの表面に、一対の電極６６、６７を接触させる。
【００３８】
具体的には、図１に示すように、第２金属板１２、第１金属板１１の順に、載置台５４に載置する。これにより、一対の電極６６、６７に対向する位置に、第１金属板１１が配置される。この状態で、制御部９からの制御信号に基づいて、空気圧回路７３を制御し、シリンダ７１に、作動エアを供給し、ピストン７２を降下させる。これに伴い、溶接部６が降下し、一対の電極６６、６７で、第１金属板１１の重なり部分１１ａが、所定の圧力で加圧される。さらに、これと同時に、一対の電極６６、６７の間に配置された加圧用部材６８で、第１金属板１１の重なり部分１１ａが所定の圧力で押圧される。
【００３９】
なお、本実施形態では、一対の電極６６、６７と、加圧用部材６８とで、第１金属板１１の重なり部分１１ａを加圧したが、例えば、加圧用部材６８のみで、所定の圧力で第１金属板１１の重なり部分１１ａを加圧し、一対の電極６６、６７は、それよりも低い加圧力で接触させてもよい。このような接触状態は、加圧用部材６８の上面と、この上面に接触する各電極６６、６７の下面との間に、例えばバネ材などの弾性部材を配置することにより、実現することができる。すなわち、電極６６、６７を第１金属板１１の重なり部分１１ａに接触する位置まで下降させた際に、加圧用部材６８は、弾性部材の圧縮変形により、第１金属板１１の重なり部分１１ａに向かって付勢される。この付勢された力により、加圧用部材６８を第１金属板１１の重なり部分１１ａに押圧することができる。
【００４０】
２−３．接合工程について
接合工程では、一対の電極６６、６７の間に電流を通電することにより、第１金属板１１のうち重なり部分１１ａの通電領域１１ｂに存在する第１金属を抵抗発熱より溶融させる。これにより、第１金属板１１と第２金属板１２との間に、第１金属と第２金属との金属間化合物１３を生成し、金属間化合物１３を介して、第１および第２金属板１１、１２を接合する。
【００４１】
より具体的には、制御部９からの制御信号に基づいて、電気回路８３を制御し、一次コイル８１に電流を通電することにより、二次コイル８２で電流を生成し、一対の電極６６、６７に電流を通電する。本実施形態では、一対の電極６６、６７の間に配置された加圧用部材６８で、第１金属板１１を第２金属板１２に向かって加圧しながら、一対の電極６６、６７間への通電を行う。
【００４２】
第１金属板１１を構成する第１金属は、第２金属板１２を構成する第２金属よりも体積抵抗率が低いため、第１金属板１１と第２金属板１２の間および第２金属板１２内に、通電した電流がほとんど流れず、電極６６、６７間に対応する第１金属板１１内の通電領域１１ｂに、電流が通電される。すなわち、第１金属板１１の通電領域１１ｂを介して、電極６６、６７の間に電流が通電される。
【００４３】
この結果、第１金属が抵抗発熱により溶融し、この溶融した熱で、この溶融した部分に接触する第２金属板１２の表層の第２金属が第１金属内へ拡散する。これにより、第１金属板１１と第２金属板１２との間に、第１金属と第２金属とにより構成された金属間化合物１３が生成される。このような結果、図３Ａに示すように、この金属間化合物１３が接合材となって、第１金属板１１と第２金属板１２とを接合することができる。さらに、第２金属板１２の表面の不純物等を、溶融した第１金属の溶融した部分に拡散させることができる。なお、溶接時には、各々の電極６６、６７は内部を流れる冷却水により冷却されており、第１金属板１１の表層は、電極６６、６７により冷却されるため、第１金属板１１は、その内部から溶融する。
【００４４】
ここで、例えば、金属間化合物１３は、第１金属および第２金属よりも脆いため、数μｍ以上成長すると、第１金属板１１と第２金属板１２との接合部分の強度が低下することがある。しかしながら、本実施形態では、上述した如く、図３Ｂに示すように、加圧用部材６８で、第１金属板１１を第２金属板１２に向かって加圧しながら、一対の電極６６、６７間に通電を行うので、第１金属板１１と第２金属板１２との間に生成された余剰な金属間化合物１３を、加圧用部材６８により、その周り（加圧範囲外）に押し出すことができる。これにより、接合部分の余剰な金属間化合物１３を低減し、金属間化合物１３の厚さを薄く保つことができるため、接合部分の強度を高めることができる。
【実施例】
【００４５】
本発明の実施例を以下に説明する。
【００４６】
［実施例１］
図１に示す抵抗溶接装置を用いて、第１金属板と第２金属板を接合した。まず、第１金属板に、板厚１．０ｍｍの６０００系アルミニウム合金を準備し、第２金属板に、板厚０．７ｍｍの合金化亜鉛メッキ鋼板を準備した。次にこれらを重ね合わせて、表１に示すように、一対の電極および加圧用部材による加圧力を５０００Ｎとし、通電時間を２００ｍｓｅｃとし、溶接電流を１３．０ｋＡとして、第１金属板と第２金属板を接合した試験体を作製した。
【００４７】
［実施例２〜１６］
実施例１と同様にして、実施例２〜１６に係る試験体を作製した。実施例と相違する点は、表１に示す溶接時の条件である。
【００４８】
［比較例１、２］
実施例１と同様にして、比較例１、２に係る試験体を作製した。実施例と相違する点は、表１に示す溶接時の条件である。
【００４９】
（せん断強度試験）
実施例１〜１６および比較例１、２に係る試験体に対して、一方側に第１金属板を把持し、他方側に第２金属板を把持し、これらが離れる方向に荷重を作用させた。この時、試験体がせん断破壊した強度を、せん断強度とした。この結果を表１に示す。さらに、このせん断破壊した試験体の破壊モードを観察した。この結果を表１に示す。
【００５０】
なお、表１に示す「通常破壊」は、第１金属板の接合部分が、第２金属板に接合された状態を維持した破壊であり、第１金属板には、接合部分が刳り貫かれたような孔が形成された破壊である。この破壊では、第１金属板と第２金属板の接合強度が良好であることを意味する。一方、「界面破断」は、第１金属と第２金属板との界面からの破壊（破断）であり、この破壊では、第１金属板と第２金属板の接合強度が不良であることを意味する。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
（顕微鏡観察等）
実施例１の試験体を厚さ方向に切断し、その断面を、顕微鏡で観察するとともに、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）で分析した。図４は、実施例１に係る試験体の断面写真である。図５Ａは、実施例１の試験体の接合部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した断面写真である。図５Ｂは、図５Ａの接合部分を電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）で分析した画像である。
【００５３】
表１に示すように、実施例１〜１６に係る試験体では、せん断強度が、２ｋＮを超えており、比較例１、２に係る試験体では、せん断強度が、２ｋＮを下回り、実施例１〜１６の試験体のせん断強度は、比較例１、２のものよりも大きかった。さらに、図４に示すように、実施例１では、第１金属板のアルミニウム合金が溶接により溶融していたが、第２金属である鋼は、溶融していなかった。さらに、図５Ａおよび５Ｂに示すように、第１金属板と第２金属板との間には、Ｆｅ−Ａｌによる金属間化合物が生成されていた。
【００５４】
これらの結果から、実施例１〜１６では、溶接時に、第１金属板のアルミニウム合金が溶融し、この溶融した熱により、第２金属板の表面の鋼が僅かに拡散し、第１金属板と第２金属板との間に、金属間化合物が形成されたと考えられる。この金属間化合物により、第１金属板と第２金属板との接合強度が向上したと考えらえる。一方、比較例１、２の場合には、第１金属板のアルミニウム合金は溶融するものの、溶接電流が、実施例１〜１６のものよりも低かったため、第１金属板と第２金属板との間に、金属間化合物が生成されなかったと考えられる。この結果、比較例１、２の試験体のせん断強度は、実施例１〜１６のものよりも、低くなったと考えられる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００５６】
１：抵抗溶接装置、１１：第１金属板、１１ａ：重なり部分、１１ｂ：通電領域、１２：第２金属板、１３：金属間化合物、６６，６７：電極、６９：加圧用部材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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