(57)【要約】【課題】  接合の信頼性を阻害することなく高い接合強度が得られ、種々の要求に対応できるＭＩＧロウ付法による接合方法および接合継手を提供する。【解決手段】  鉄系材料Ａを上板１１側に、アルミニウム系材料Ｂを下板１２側に配し、銅合金系ＭＩＧロウ付けワイヤ１３を用い、重ねすみ肉溶接にて直流逆極性または交流によるＭＩＧロウ付法により直接接合する方法において、下記式で規定する溶接条件パラメータＰを２０以下とする。    式  Ｐ＝（ＥW・ＩW）／（ＶW・ｔAl）  ここに、ＥWは溶接電圧（Ｖ）、ＩWは溶接電流（Ａ）、ＶWは溶接速度（ｃｍ／ｍｉｎ）、ｔAlはアルミニウム系材料の板厚（ｍｍ）である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系材料とアルミニウム系材料とを、銅合金を使用したＭＩＧロウ付けワイヤを用い、重ねすみ肉溶接にて直流逆極性または交流によるＭＩＧロウ付け法により直接接合する方法において、
下記式で規定する溶接条件パラメータＰを、２０以下とすることを特徴とする、鉄系材料とアルミニウム系材料との接合方法。
式  Ｐ＝（ＩW・ＥW）／（ＶW・ｔAl）
ここに、ＩWは溶接電流（Ａ）、ＥWは溶接電圧（Ｖ）、ＶWは溶接速度（ｃｍ／ｍｉｎ）、ｔAlはアルミニウム系材料の板厚（ｍｍ）である。
【請求項２】
上板側に鉄系材料を、下板側にアルミニウム系材料を配置してＭＩＧロウ付けを行う、請求項1に記載の鉄系材料とアルミニウム系材料との接合方法。
【請求項３】
交流によるＭＩＧロウ付け法により行う、請求項1または２に記載の鉄系材料とアルミニウム系材料との接合方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合方法により得られた、鉄系材料とアルミニウム系材料との接合継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用構造物などの組立工程の際に必要となる鉄系材料とアルミニウム系材料との接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄系材料とアルミニウム系材料（アルミニウムおよびアルミニウム合金を総称したもの）とを接合する場合、接合部に脆い金属間化合物が生成しやすいために信頼性のある高強度を有する接合部を得ることは非常に困難であった。
【０００３】
この対策として以下のような多数の従来技術が開示されている。
【０００４】
例えば、真空圧延接合する方法（特許文献１参照）、予め用意した鉄系材料層およびアルミニウム合金層からなる２層のクラッド材を介在させてシーム溶接する方法（特許文献２参照）、高温加圧接合する方法（特許文献３参照）、接合面にＴｉ合金を予め介在させＨＩＰ処理により接合する方法（特許文献４および５参照）、摩擦圧接する方法（特許文献６参照）、アルミニウムと接する鉄系材料表面にアルミニウム合金をめっきして、あるいは予め用意した鉄系材料層およびアルミニウム合金層からなる２層のクラッド材を介在させて抵抗溶接する方法（特許文献７および８参照）などである。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には以下のような問題がある。
【０００６】
鉄系材料とアルミニウム系材料とを真空圧延、高温加圧、ＨＩＰ処理により接合して鉄系材料とアルミニウム系材料との接合部材を得る方法は、このような複合部材を製造することを目的とするものである。したがって、この方法は、平板など比較的単純な形状の部材同士の接合には利用可能であるが、部材の形状が複雑な場合には適用できないため、適用範囲が狭く汎用性が劣っている。
【０００７】
鉄系材料とアルミニウム系材料とを摩擦圧接により接合する方法は、部材形状の制約を受けるため汎用性に劣るとともに、接合部がスポット的なものとなるため連続的な接合部を得ることができない。
【０００８】
アルミニウムと接する鉄系材料表面にアルミニウム合金をめっきして抵抗溶接する方法は、めっき工程を必要とし工程が複雑となるため、品質の安定性が確保できない問題がある。
【０００９】
鉄系材料層およびアルミニウム合金層からなる２層のクラッド材を予め用意してシーム溶接あるいは抵抗溶接する方法では、鉄系材料とアルミニウム系材料との間にクラッド材がインサートされるため、２枚の板の接合が３枚の板の接合となる。このため、実際の施工時にインサート材（クラッド材）の挿入工程や固定工程が必要となり、上記と同様に工程が複雑となるため品質の安定性が確保できない。
【００１０】
上記いずれの方法とも、上記問題以外に、現状の溶接ラインに新たな設備を組み入れなければならないため設備コストが高くなる問題があった。さらに、クラッド材を用いる方法では、クラッド材自体も鉄系材料とアルミニウム系材料とを接合して製造する必要があることからその製造条件が厳しく制約され、安価でかつ性能の安定したクラッド材を入手することが困難であった。
【００１１】
鉄系材料とアルミニウム系材料との接合に上記のような種々の方法が提案されている背景の１つとして、鉄系材料とアルミニウム系材料とを直接溶融接合すると接合部に脆弱な金属間化合物が生成し、割れを生じ易くなることが挙げられる。そのため、溶接ワイヤを用いて接合する場合を含めて鉄系材料とアルミニウム系材料とを直接接合する際には、ｉ）鉄系材料中の鉄とアルミニウム系材料中のアルミニウムとを如何にして極力溶融混合させないで、溶融金属部の延性を確保するか、また、ii）鉄系材料とアルミニウム系材料との界面近傍に脆弱な金属間化合物層を如何にして生成させないようにするか、が極めて重要となる。
【００１２】
そこで、本発明者らはこのような観点から、上記ｉ），ii）に示した障害を可及的に抑制し健全な接合継手を確保することのできる接合方法の確立を期して種々検討を重ねてきた。その結果、ＭＩＧロウ付法によって鉄系材料とアルミニウム系材料とを直接接合する方法を採用すれば、上記従来技術で指摘した様々の問題を生じることなく信頼性の高い接合継手が得られることを知見し、既に開示を行った (特許文献９参照)。
【特許文献１】特開２０００−９４１６２号公報
【特許文献２】特開平１１−１９７８４６号公報
【特許文献３】特開平１０−１８５０４０号公報
【特許文献４】特開平６−１９８４５８号公報
【特許文献５】特開平５−８０５６号公報
【特許文献６】特開平８−１４１７５５号公報
【特許文献７】特開平６−３９５５８号公報
【特許文献８】特開平６−６３７６２号公報
【特許文献９】特開２００３−３３８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者らが上記特許文献９に開示したＭＩＧロウ付法によれば、鉄系材料とアルミニウム系材料との接合に際し、適用条件などの制約が少なく汎用性に優れるとともに、接合母材の形状による制約も少なく、接合継手部に脆弱な金属間化合物などを生成することなく、割れなどの欠陥のない健全な接合継手が得られる。しかも連続的な接合が可能であり、効率の良い接合が実施できる。
【００１４】
しかし接合継手については、接合後に割れが発生しない程度の低い引張強度を有しておれば十分なものから、高い引張強度が要求されるものまで、接合継手が適用される場所や部位により、継手強度への要求は千差万別である。
【００１５】
そこで本発明は、上記特許文献９に開示したＭＩＧロウ付法による接合方法の適用性をより確実なものとするため、接合の信頼性を阻害することなく高い接合強度が得られ、種々の要求に対応できるＭＩＧロウ付法による接合方法を確立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に係る発明は、鉄系材料とアルミニウム系材料とを、銅合金を使用したＭＩＧロウ付けワイヤを用い、重ねすみ肉溶接にて直流逆極性または交流によるＭＩＧロウ付法により直接接合する方法において、下記式（１）で規定する溶接条件パラメータＰを、２０以下とすることを特徴とする、鉄系材料とアルミニウム系材料との接合方法である。
式（１）  Ｐ＝（ＩW・ＥW）／（ＶW・ｔAl）
ここに、ＩWは溶接電流（Ａ）、ＥWは溶接電圧（Ｖ）、ＶWは溶接速度（ｃｍ／ｍｉｎ）、ｔAlはアルミニウム系材料の板厚（ｍｍ）である。
【００１７】
請求項２に係る発明は、上板側に鉄系材料を、下板側にアルミニウム系材料を配置してＭＩＧロウ付けを行う、請求項1に記載の鉄系材料とアルミニウム系材料との接合方法である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、交流によるＭＩＧロウ付け法により行う、請求項1または２に記載の鉄系材料とアルミニウム系材料との接合方法である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合方法により得られた、鉄系材料とアルミニウム系材料との接合継手である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上のように構成されており、鉄系材料とアルミニウム系材料とをＭＩＧロウ付け法により接合する際に、直流逆極性または交流のアークを用いて、溶接条件パラメータＰと板配置を制御することにより、接合継手部に脆弱な金属間化合物などを生成させることなく、割れなどの欠陥がなく高い接合強度を有する健全な接合継手を得ることができる。しかも、本発明法を採用すれば、連続的な接合が可能であり、鉄系材料とアルミニウム系材料との接合を効率よく実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明で採用するＭＩＧロウ付法とは、汎用の溶接装置を使用しアークによってロウ付を行なう方法であり、通常のアーク溶接に比べると、格段に低い電流条件で接合を行なうことができる。これは、細径の溶接ワイヤ（ＭＩＧロウ付け用ワイヤ）を使用することによってもたらされるもので、通常のアーク溶接法に比べて、ＭＩＧロウ付接合時における鉄系材料中の鉄とアルミニウム系材料中のアルミニウムとの溶融混合とそれらの反応を可及的に抑制できる。その結果、接合部における脆弱なＦｅ−Ａｌ系金属間化合物の生成が抑制され、延いては接合部の強度欠陥（特に割れの発生）を可及的に防止できる。
【００２２】
この際、ＭＩＧロウ付用に使用するワイヤ素材としては、銅合金が好ましく使用される（以下、銅合金が使用されたＭＩＧロウ付用ワイヤを、「銅合金系ＭＩＧロウ付け用ワイヤ」または「銅合金系ワイヤ」という。）。しかし銅合金をワイヤに使用した場合に生成するＣｕ系溶接金属も、ＦｅまたはＡｌ（特にＡｌ）と反応して脆い金属間化合物を形成し易いので、接合継手に高い強度を要求するような場合には、前述のようなＦｅ−Ａｌ系金属間化合物に加えて、Ｃｕ系溶接金属と鉄系材料またはアルミニウム系材料（特にアルミニウム系材料）との間に生成する金属間化合物の生成抑制も課題となる。
【００２３】
このような観点に基づき種々検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。以下、図を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ここに、図１は、重ねすみ肉溶接方法を模式的に示す断面図であり、図２は重ねすみ肉溶接による接合継手の様子を模式的に示す断面図である。
【００２４】
本発明は、再掲する下記式（１）で規定される溶接条件パラメータＰを２０以下に規定することを特徴とするものである。これにより、鉄系材料Ａおよびアルミニウム系材料Ｂへの過大な入熱を抑制することが可能となり、結果的にＣｕ系溶接金属Ｃと鉄系材料Ａまたはアルミニウム系材料Ｂ（特にアルミニウム系材料Ｂ）との間に生成する金属間化合物の生成が抑制され高い接合強度が得られることとなる。
【００２５】
再掲式（１）  Ｐ＝（ＩW・ＥW）／（ＶW・ｔAl）
ここに、ＩWは溶接電流（Ａ）、ＥWは溶接電圧（Ｖ）、ＶWは溶接速度（ｃｍ／ｍｉｎ）、ｔAlはアルミニウム系材料の板厚（ｍｍ）である。
【００２６】
Ｐ値を２０以下に規定したのは、後記実施例で示すように、Ｐ値が２０を越えると接合強度が急激に低下することとなり、さらにＰ値が１２０を越えるように過大な入熱が投入されるようになると、溶接直後に割れが発生するに至るためである。
【００２７】
また、特に重ねすみ肉溶接により直接接合する場合には、溶接金属Ｃの凝固収縮に伴い板幅方向(すなわち溶接方向と直角方向)に大きな引張残留応力が発生する。このため、上板１１と溶接金属Ｃとの界面に生成する金属間化合物の生成を特に抑制する必要がある（図２参照）。
【００２８】
ここで、鉄系材料Ａとアルミニウム系材料Ｂとでは溶解温度(融点)に大きな差があり、当然の如く融点の低いアルミニウム系材料Ｂの方がＣｕ系溶接金属Ｃに溶解されやすい。そのため界面に生成する金属間化合物はアルミニウム系材料ＢとＣｕ系溶接金属Ｃとの界面の方が生成し易い。
【００２９】
このため重ねすみ肉溶接により高い接合強度を得るためには、以下の理由により、鉄系材料Ａを上板１１に、アルミニウム系材料Ｂを下板１２とする配置が推奨される（図１、図２参照）。
【００３０】
すなわち、重ねすみ肉溶接の場合、上板１１のアークトーチ１４側のコーナ部（以下、「トーチ１４側コーナ部」という。）１１ａは熱容量が極めて小さいために温度が上昇しやすく、ＭＩＧロウ付け用ワイヤ（以下、単に「ワイヤ」または「溶接ワイヤ」ともいう。）１３から生成した溶接金属Ｃ中に溶融しやすくなる。このため上板１１をアルミニウム系材料Ｂとすると、溶接金属Ｃ中にＡｌが過剰に溶融するために、アルミニウム系材料Ｂ（上板１１）と溶接金属Ｃ界面に金属間化合物が過剰に生成することになり、高い接合強度が得られにくくなる。これに対し、上板１１を鉄系材料Ａとすると、トーチ側コーナ部１１ａが温度上昇しやすいことは同様であるが、素材そのものの融点が高いために、適正な入熱条件で接合する限りは、Ｆｅを過剰に溶接金属Ｃに溶解させることは防止できる。したがって、金属間化合物が生成しにくい鉄系材料Ａを上板１１に、金属間化合物が生成し易いアルミニウム系材料Ｂを下板１２とする配置の方が、逆の配置の場合よりも、高い接合強度が得られることになるからである。
【００３１】
高い接合強度を確保するための手段としては、上記の板配置のほかに、ワイヤ１３の狙い位置１５やアークトーチ（「溶接トーチ」ともいう。）１４のトーチ角度θの適正化がある。すなわちワイヤ１３の狙い位置（以下、単に「狙い位置」という。）１５を上板１１の下板１２側のコーナ部（以下、「下板側コーナ部」という。）１１ｂから遠ざける、あるいはアークトーチ１４を上板１１側とは反対側に傾けることにより、トーチ側コーナ部１１ａの過剰な温度上昇を抑制できるためである。しかしながら、上板１１をアルミニウム系材料Ｂとした場合に、狙い位置１５を下板側コーナ部１１ｂから遠ざけすぎると以下の弊害が現れる。すなわち、（１）本発明に係る接合方法は、溶接金属Ｃとアルミニウム系材料Ｂとを相互に拡散させて冶金的に結合させることにより強度を発現させるものであるが、アルミニウム系材料の温度が十分に上昇しないために拡散が不十分となり、却って強度が低下する、（２）Ａｒシールドガスによるアルミニウム系材料Ｂ表面のクリーニング作用（後記参照）が十分に作用しなくなるためにオーバーラップなどの溶接欠陥が発生しやすくなる、といった弊害である。そのため狙い位置１５は、例えば下板側コーナ部１１ｂから３ｍｍ程度までの範囲が推奨されるが、この狙い位置１５は、溶接入熱やシールドガス流量といった他の溶接条件に応じて適切に変化させればよく、特に上記の推奨範囲に限定されるものではない。
【００３２】
上記の通り溶接金属Ｃと上板１１または下板１２の界面に生成する金属間化合物の生成を抑制するためには、母材である鉄系材料Ａおよび／またはアルミニウム系材料Ｂを過剰量溶融させることなく必要最小限の母材溶融（希釈）量で健全な接合状態が得られるよう、ＭＩＧロウ付け時の溶接電流が過大とならない範囲に制御することが望ましい。そのため本発明を実施する際の好ましいＭＩＧロウ付け条件としては、溶接電流が６０Ａ以上、より好ましくは８０Ａ以上で、２５０Ａ以下、より好ましくは２００Ａ以下、溶接電圧が１２Ｖ以上、より好ましくは１４Ｖ以上で、２０Ｖ以下、より好ましくは１８Ｖ以下が非限定的に推奨される。溶接速度は、上記溶接電流および溶接電圧に応じて母材中のＦｅおよびＡｌを過剰溶融させない範囲で適当に決めればよいが、溶接能率なども考慮して好ましいのは４０ｃｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは５０ｃｍ／ｍｉｎ以上で、２００ｃｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは１６０ｃｍ／ｍｉｎ以下である。
【００３３】
何れにしても本発明では、ＭＩＧロウ付によって鉄系材料Ａとアルミニウム系材料Ｂとを直接接合できるので、適正な溶接電流・電圧条件・接合形状等を採用する限り特に制約を受けることがなく、適用可能範囲が拡大され汎用性が高められるとともに、また連続的な接合も可能となる。そして前述のように、鉄系材料Ａおよびアルミニウム系材料Ｂとも必要最小限の溶融（希釈）量で健全な結合状態を得ることができ、鉄系材料Ａとアルミニウム系材料Ｂとの界面に脆い金属間化合物が生成し難く、高い接合強度が得られる。
【００３４】
以上説明した実施形態に関して、Ｃｕ系溶接金属Ｃを形成するＭＩＧロウ付け用ワイヤ１３としては適当なものを選定することができるが、例えばＪＩＳ Ｚ ３３４１におけるＹＣｕＳｉ Ｂ  ＹＣｕＡｌ、ＹＣｕＡｌＮｉ Ａ、ＹＣｕＡｌＮｉ Ｂ、ＹＣｕＳｎ Ａ等が非限定的に例示される。中でも好ましいのはＹＣｕＳｉ Ｂ、ＹＣｕＡｌである。
【００３５】
なおＭＩＧロウ付けにあたり、母材Ａ，Ｂに対する溶融金属Ｃの濡れ性を高めるには、濡れ性を阻害する鉄系材料Ａおよびアルミニウム系材料Ｂ表面の酸化膜を除去する必要がある。そのため、ＭＩＧロウ付け時には、Ａｒを代表とする不活性ガスでシールドし、直流のアークを採用し、電極（ＭＩＧロウ付け用ワイヤ１３）側を正極にして施工する。もしくは、Ａｒを代表とする不活性ガスでシールドし、交流のアークを採用して施工する。このような条件を採用すれば、アーク発生時に母材Ａ，Ｂ側でクリーニング作用が起こり、鉄系材料Ａ側およびアルミニウム系材料Ｂ側ともに接合部の清浄度が向上し、より健全な接合継手を得ることができる。アルミニウム系材料のアーク溶接では一般にクリーニング作用を発揮させるため、直流逆極性で施工するのが一般的であるが、交流であってもその効果は十分に得ることができる。さらに交流のアークを採用して施工した場合は、材料表面のクリーニング作用に加えて、計算上同一入熱量であっても実効的な入熱が減少するため、図３（ｂ）に示すように、直流逆極性の場合〔同図（ａ）〕と比較し、溶接金属のＡｌ側への溶け込み量が低減できる。その結果、Ａｌの板厚減が抑制されるため、さらに接合強度を上げることが可能となる。なお、図３において、ＳＰＣＥは鉄系材料Ａ、Ａ５１８２はアルミニウム系材料Ｂ、Ｃｕ合金は溶接合金Ｃにそれぞれ対応する。
【００３６】
なお本発明に係る接合方法で使用されるＭＩＧロウ付けワイヤ１３の直径（以下、「ワイヤ径」という。）は、前述のように、基本的には低電流の条件で安定したアークを発生させる必要があるため、０．８〜１．２ｍｍとすることが望ましい。ワイヤ径が１．２ｍｍを超えると、安定したアークを得るための電流が過大となり、アルミニウム系材料Ｂを過剰に溶融させ脆弱な反応層の生成につながる。一方ワイヤ径が０．８ｍｍ未満になると、ワイヤ１３そのものの製造コストが極めて高くなるとともに、ワイヤ１３の送給性が劣るという不利がある。このため、ワイヤ径は０．８〜１．２ｍｍとすることが望ましい。
【００３７】
またＭＩＧロウ付法によれば、通常のアーク溶接と同様に連続的な溶接が可能であり、密閉性を必要とする部材に対しても支障なく適用できる。また接合部の耐食性についても、前述した銅合金系ワイヤ１３はそれ自身優れた耐食性を有しているので、鉄系材料Ａとアルミニウム系材料Ｂとの接合継手が用いられる多くのケースにおいて、優れた耐食性を得ることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００３９】
〔実施例〕
銅合金系ＭＩＧロウ付け用ワイヤ１３を用いて、鉄系材料Ａとアルミニウム系材料Ｂとの重ねすみ肉溶接試験を行った。具体的には、厚さ２〜３ｍｍのアルミニウム系材料としてのアルミニウム合金板Ｂと、厚さ２ｍｍの鉄系材料としての軟鋼板Ａとを重ね合わせて重ねすみ肉継手を形成し、種々のＭＩＧロウ付け用ワイヤ１３を用いて軟鋼板Ａとアルミニウム合金板Ｂとの溶接（接合）を行なった（図１、図２参照）。上記実施の形態で説明したのと同様に、図１、図２においては、上板１１が軟鋼板Ａ、下板１２がアルミニウム合金板Ｂの場合を例示している。試験片の平面サイズは、軟鋼板Ａ、アルミニウム合金板Ｂとも１５０ｍｍ×４００ｍｍとし、直径０．６〜１．６ｍｍの溶接ワイヤ（ＭＩＧロウ付用ワイヤ）１３を使用した。溶接（接合）後、浸透探傷試験によって接合継手の割れ発生の有無を評価するとともに、この接合継手から板幅３０ｍｍの継手強度評価用試験片を採取し、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行い下記式（２）にしたがい継手強度を算出した。
【００４０】
式（２）  （継手強度）＝（最大荷重点荷重）／（継手断面積）
ここに、継手断面積はアルミニウム合金板Ｂの板厚方向断面積とした。
【００４１】
表１に、本溶接試験に使用した、板材（材質、板配置、アルミニウム合金板厚み）および溶接ワイヤ（材質、成分、直径）、溶接条件（電流Ｉｗ、電圧Ｅｗ、速度Ｖｗ、溶接条件パラメータＰ）、ならびに判定結果（割れの有無、継手強度）を示す。なおシールドガスとしてはＡｒ（流量は３０Ｌ／ｍｉｎ）を使用し、溶接トーチ（アークトーチ）１４のトーチ角度θは９０゜、狙い位置１５は下板側コーナ部１１ｂから１ｍｍの位置に固定した。
【表１】
2005000989.tif 000003
【００４２】
表１から明らかなように、直流のアークを使用し、逆極性で重ねすみ肉溶接した場合には、溶接条件パラメータＰを２０以下とすることにより、３０ＭＰａ以上の継手強度が安定して得られた（番号８〜１７）。しかし、Ｐ値が２０を超える場合には継手強度が１５ＭＰａ程度しかなく（番号１〜３）、さらにＰ値が１２０を超える条件では溶接後に割れが発生して強度評価に到らなかった（番号４）。
【００４３】
直流のアークを使用し、逆極性で軟鋼板Ａを上板１１側に、アルミニウム合金板Ｂを下板１２側に配置して重ねすみ肉溶接した場合（番号１３〜１７）には、溶接条件パラメータＰが同一であっても、軟鋼板Ａを下板１２側に、アルミニウム合金板Ｂを上板１１に配置した場合（番号８〜１２）より格段に高い接合強度が安定して得られることがわかる。
【００４４】
一方、直流のアークを使用し、正極性で、軟鋼板Ａを上板１１側に、アルミニウム合金板Ｂを下板１２側に配置して重ねすみ肉溶接した場合には、鉄系材料Ａおよびアルミニウム系材料Ｂ表面の酸化膜の除去効果がないため、溶接パラメータが２０以下である場合（番号５，６）でも、材料表面の酸化膜が溶融したＣｕ合金の濡れ性を阻害して良好な溶接金属が形成されず、強度評価に到らなかった。溶接金属を形成して接合させるには、溶接パラメータを大きくして入熱を増やす必要があり、この場合は結果的にＡｌ母材全体を溶かし込むこととなり、Ａｌ母材側に非常に高硬度で脆いＣｕ−Ａｌ系金属間化合物が多量に生成するため、接合強度は１３ＭＰａ程度しか得られなかった（番号７）。
【００４５】
交流のアークを使用して、軟鋼板Ａを上板１１側に、アルミニウム合金板Ｂを下板１２側に配置して重ねすみ肉溶接した場合（番号１８〜２２）には、溶接パラメータを同じ２０以下としても、実効的な入熱量を低減できるため、アルミニウム合金板側への溶け込み量が直流の場合より大きく低減し、かつ軟鋼板およびアルミニウム合金板表面の酸化膜除去効果もあるため、極めて良好な形態を有する溶接金属部が得られた。したがって、交流の場合は、直流逆極性の場合よりさらに接合強度を向上させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】重ねすみ肉溶接方法を模式的に示す断面図である。
【図２】重ねすみ肉溶接による接合継手の様子を模式的に示す断面図である。
【図３】重ねすみ肉溶接による接合界面の状況を示す断面図であり、（ａ）は直流逆極性の場合、（ｂ）は交流の場合を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１１…上板
１１ａ…トーチ側コーナ部
１１ｂ…下板側コーナ部
１２…下板
１３…ＭＩＧロウ付用ワイヤ（溶接ワイヤ）
１４…アークトーチ（溶接トーチ）
１５…狙い位置
Ａ…鉄系材料（軟鋼板）
Ｂ…アルミニウム系材料（アルミニウム合金板）
Ｃ…溶接金属
θ…トーチ角度
【図１】
2005000989.tif 000004
【図２】
2005000989.tif 000005
【図３】
2005000989.tif 000006