(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材とアルミニウム材とを該鋼材が上になるようにして上下に重ね合わせ、かかる鋼材の端面部位に対してＭＩＧ溶接操作を施すことにより、それら鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手を製造する方法であって、
前記鋼材として、厚さ：ｔが、０．５０〜２．０ｍｍで、且つ前記アルミニウム材の厚さの０．６〜０．８倍であるものを用いると共に、
溶接ワイヤとして、半径：ｒが０．４〜０．８ｍｍである４０００系又は５０００系のアルミニウム合金からなるものを用い、
かかる溶接ワイヤの中心線が、前記鋼材の端面における上面側角部を基点：０として、該基点：０から水平方向で該鋼材と前記アルミニウム材との重ね合わせ部とは反対側において４ｒの距離内に位置するように、該溶接ワイヤを配置した状態において、
下記式（Ｉ）にて示されるＡが４．０〜６．０となるように、前記溶接ワイヤを前記鋼材の端面に沿って相対的に移動せしめると共に、
前記溶接ワイヤに対して、１パルス１溶滴移行となり、且つパルス頻度が溶接長１ｍｍ当たり０．５〜５回となる直流の溶接パルス電流を、溶接部に溶融池が常に形成されるように流す一方、かかる溶融池に対し、該溶接ワイヤが、溶接長１ｍｍ当たり０．１〜４回の割合で短絡せしめられるようにして、ＭＩＧ溶接操作を実施することにより、前記溶接部に、前記鋼材と前記アルミニウム材とに跨るビードが、該鋼材の端面に沿って連続的に形成され、且つ該鋼材の溶け込み深さが、該鋼材の厚さの５％以下となるようにしたことを特徴とする鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法。
Ａ＝Ｌ／ｒ＋（ｔ／α）×Ｖ        ・・・  （Ｉ）
［式中、Ｌは基点：０から溶接ワイヤの中心線までの距離（ｍｍ）、ｒは溶接ワイヤの半径（ｍｍ）、ｔは鋼材の厚さ（ｍｍ）、αは係数（＝２１ｍｍ・ｃｍ／分）、及びＶは溶接速度（ｃｍ／分）である。］
【請求項２】
前記鋼材が、表面処理の施されていない軟鋼、炭素鋼、高張力鋼、及びステンレス鋼のうちの何れかであることを特徴とする請求項１に記載の鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法。
【請求項３】
前記鋼材が、溶融亜鉛メッキ鋼、合金化溶融亜鉛メッキ鋼、アルミニウム合金メッキ鋼、及び電気亜鉛メッキ鋼のうちの何れかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウム材として、そのＯ材における引張強度が９０ＭＰａ以上であるものを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム材が、５０００系、６０００系、及び７０００系のアルミニウム合金材のうちの何れかであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法。
【請求項６】
前記鋼材と前記アルミニウム材が、（ａ）前記鋼材の厚さ：ｔが１ｍｍ以下の場合には、３ｍｍ以上の重ね代をもって、（ｂ）前記鋼材の厚さ：ｔが１ｍｍを超える場合には、３ｔ以上の重ね代をもって、重ね合わされることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｅｒｔ  Ｇａｓ）溶接継手の製造方法に係り、特に、材質が異なる鋼材とアルミニウム材の板状部同士を重ね合わせて、その重ね合わせ部分をＭＩＧ溶接する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保護や省エネルギーの観点から、自動車の排出する有害ガスや二酸化炭素の発生の抑制、燃費の向上等が、要請されている。そして、そのような要請に応えるためには、自動車の軽量化が最も有効であるところから、ボデー部材や各種の部品において、鋼材からアルミニウム材への材質の転換が、盛んに検討されている。しかしながら、自動車を構成するボデー部材や各種部品の材料の全てをアルミニウム材料にすることは、コスト的にも困難であり、このため、アルミニウム材を用いる場合においては、鋼とアルミニウムとの異種金属間の接合、所謂ハイブリッド接合が避けられず、この異種金属接合が、重要な課題となっている。また、かかる鋼材とアルミニウム材との接合は、上述せる如き自動車に代表される輸送機の分野のみならず、家電製品、建材等の構造物等、各種の分野においても、強く要請されており、そこでは、その強固な接合が求められている。
【０００３】
このため、鋼材とアルミニウム材との接合においては、充分な接合強度を確保するために、かしめやリベット接合、ボルト接合等の機械的接合が検討されてきているのであるが、この機械的接合であっても、接合の作業性や接合部の信頼性、接合コスト等の点において、多かれ少なかれ、何等かの問題を内在している。
【０００４】
また、従来より金属材の接合において一般的に用いられているアーク溶接等の溶融溶接法にあっては、生産性の飛躍的な向上を期待し得るのであるが、溶融溶接法で鋼材とアルミニウム材とを溶接すると、溶接時の入熱が高くなり過ぎて、溶融したアルミニウムと鋼が冶金的に反応し、それらの接合界面に、脆くて硬い金属間化合物（Ｆｅ2Ａｌ5、ＦｅＡｌ3 等）が厚く形成され、そこから亀裂が入り易くなって、実用化レベルの継手強度が得られないといった問題があった。
【０００５】
ところで、特許文献１〜７には、アーク溶接の一種であるＭＩＧ溶接法によって、鋼材とアルミニウム材の異種金属を溶接する種々の手法が提案されている。しかしながら、特許文献１においては、銅合金又はＮｉ合金のワイヤを用いて、鋼材とアルミニウム材とを、ＭＩＧロウ付け法にて直接溶接しているところから、溶接コストが高くなると共に、十分な溶接強度が得られているとは言い難く、改善の余地を有するものであった。また、特許文献２においては、フッ化セシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カリウム及び酸化アルミニウムを少なくとも成分として含むフラックスを、アルミニウム材で被覆したフラックス入りワイヤが、溶加材として用いられ、脆弱な厚い金属間化合物層の形成が抑制されているのであるが、フラックスが、溶接部にスラグとなって表面に残り、このため、表面を覆うスラグを除去する作業が必要となって、生産性に劣ると共に、製品コストが高くなるといった問題を内在している。
【０００６】
また、特許文献３〜７には、溶接ワイヤとして、ロウ材やフラックス入りワイヤではなく、アルミニウム合金製のソリッドワイヤが採用されている。しかし、それらの文献においては、アルミニウム材の厚みと鋼材の厚みとの関係が何等検討されておらず、同一厚さの鋼材とアルミニウム材とが溶接されたり、アルミニウム材よりも厚い鋼材が用いられて、溶接されている。このため、入熱が低くなるようにコントロールしても、両材の剛性が大きく異なり、アルミニウム材の剛性が鋼材に比べて小さいところから、これに起因して、溶接後の凝固収縮時において、熱歪みによる応力が集中して、溶接部に局所変形が生じるおそれがあった。
【０００７】
さらに、かかる特許文献３〜７においては、鋼材として、亜鉛又は亜鉛合金メッキ、アルミニウム又はアルミニウム合金メッキが施された表面処理鋼材が用いられており、そのような表面処理の施されていない鋼材を、アルミニウム材とＭＩＧ溶接法にて溶接する手法については、何等明らかにされていない。このため、鋼材表面の表面処理層（金属被覆層）の有無に拘わらず、アルミニウム材と鋼材の接合部が健全となり、十分な継手強度を確保することのできる接合方法が、強く望まれていたのである。
【０００８】
かかる状況下、本発明者等は、アルミニウム材と鋼材とを、アルミニウム材が上になるようにして上下に重ね合わせて、アルミニウム材の端面部位をＭＩＧ溶接する際に、アルミニウム材の材質や厚さ、鋼材の厚さ、溶接ワイヤの材質、その直径、溶接ワイヤの中心線の配設位置、１パルス当たりの溶滴数、パルス頻度等を所定の範囲となるように設定した特別な溶接条件を採用することによって、溶接時の入熱を適度に低くコントロールすることが可能となり、これによって、鋼材表面の表面処理層の有無に拘わらず、健全な接合部（溶接部）が形成されることを明らかにし、先に、特許出願を行った（特願２００７−４７７６６号及び特願２００７−４７７６７号）。而して、本発明者等が、アルミニウム材と鋼材の配置を入れ替えて、鋼材を上にして、メッキ等の表面処理（金属被覆処理）が施されていない鋼材の端面部位に対して、先の出願と同一の条件でＭＩＧ溶接を行ったところ、溶接部に、鋼材とアルミニウム材とに跨る連続的なビードを設けることができず、接合自体が不可能となる場合があることが判明した。詳細には、鋼材の端面部位に、途切れることなくビードを形成せしめることができず、ビードが途中で切れて不連続となり、鋼材のエッジ部（上面側角部）が露出したり、或いは、溶接ワイヤの溶滴が鋼材の端面で弾かれて、鋼材上にビードが形成されない場合があることが判明したのである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１１２７０号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８６５号公報
【特許文献３】特開２００４−２２３５４８号公報
【特許文献４】特開２００６−８８１７４号公報
【特許文献５】特開２００６−１１６５９９号公報
【特許文献６】特開２００６−２２４１４５号公報
【特許文献７】特開２００６−２２４１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、鋼材とアルミニウム材とを、鋼材が上になるようにして上下に重ね合わせ、鋼材の端面部位にＭＩＧ溶接を施して、鋼材とアルミニウム材との重ね隅肉継手を製造する方法において、鋼材端面の表面処理の有無に拘わらず、溶接部に、鋼材とアルミニウム材とに跨るビードを鋼材の端面に沿って連続的に形成することのできる、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法を提供することにあり、また、そのような連続的なビードが形成されたＭＩＧ溶接継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、本発明者等が、そのような課題の解決のために鋭意検討を重ねた結果、アルミニウム材を上にしてアルミニウム材の端面部位に対してＭＩＧ溶接を施した先の出願と同様に、入熱が適度に低くなるようにコントロールしつつ、更に、溶接ワイヤの半径や、溶接ワイヤの基点からの距離、鋼材の厚さ、溶接速度を組み合わせて構成される関係式が所定の範囲となるように設定することによって、鋼材端面の表面処理の有無に拘わらず、溶接部に、鋼材とアルミニウム材とに跨るビードが鋼材の端面に沿って連続的に形成され得ること、また、そのようにして製造された鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手は、鋼材の溶込み深さが小さいことを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１２】
すなわち、本発明は、（ｉ）鋼材とアルミニウム材とを該鋼材が上になるようにして上下に重ね合わせ、かかる鋼材の端面部位に対してＭＩＧ溶接操作を施すことにより、それら鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手を製造する方法であって、（ii）前記鋼材として、厚さ：ｔが、０．５０〜２．０ｍｍで、且つ前記アルミニウム材の厚さの０．６〜０．８倍であるものを用いると共に、（iii）溶接ワイヤとして、半径：ｒが０．４〜０．８ｍｍである４０００系又は５０００系のアルミニウム合金からなるものを用い、（iv）かかる溶接ワイヤの中心線が、前記鋼材の端面における上面側角部を基点：０として、該基点：０から水平方向で該鋼材と前記アルミニウム材との重ね合わせ部とは反対側において４ｒの距離内に位置するように、該溶接ワイヤを配置した状態において、（ｖ）下記式（Ｉ）にて示されるＡが４．０〜６．０となるように、前記溶接ワイヤを前記鋼材の端面に沿って相対的に移動せしめると共に、（vi）前記溶接ワイヤに対して、１パルス１溶滴移行となり、且つパルス頻度が溶接長１ｍｍ当たり０．５〜５回となる直流の溶接パルス電流を、溶接部に溶融池が常に形成されるように流す一方、かかる溶融池への短絡が、溶接長１ｍｍ当たり０．１〜４回の割合で行われるようにして、ＭＩＧ溶接操作を実施することを特徴とする鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法を、その要旨とするものである。
Ａ＝Ｌ／ｒ＋（ｔ／α）×Ｖ        ・・・  （Ｉ）
［式中、Ｌは基点：０から溶接ワイヤの中心線までの距離（ｍｍ）、ｒは溶接ワイヤの半径（ｍｍ）、ｔは鋼材の厚さ（ｍｍ）、αは係数（＝２１ｍｍ・ｃｍ／分）、及びＶは溶接速度（ｃｍ／分）である。］
【００１３】
なお、かかる本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法の好ましい態様の一つによれば、前記鋼材として、表面処理の施されていない軟鋼、炭素鋼、高張力鋼、及びステンレス鋼のうちの何れかが用いられる。
【００１４】
また、本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法における別の好ましい態様の一つによれば、前記鋼材として、溶融亜鉛メッキ鋼、合金化溶融亜鉛メッキ鋼、アルミニウム合金メッキ鋼、及び電気亜鉛メッキ鋼のうちの何れかが用いられる。
【００１５】
さらに、本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法における望ましい態様の一つによれば、前記アルミニウム材として、そのＯ材における引張強度が９０ＭＰａ以上であるものが用いられる。
【００１６】
加えて、本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法における他の望ましい態様の一つによれば、前記アルミニウム材として、５０００系、６０００系、及び７０００系のアルミニウム合金材のうちの何れかが用いられる。
【００１７】
また更に、本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法における別の好ましい態様の一つによれば、前記鋼材と前記アルミニウム材が、（ａ）前記鋼材の厚さ：ｔが１ｍｍ以下の場合には、３ｍｍ以上の重ね代をもって、（ｂ）前記鋼材の厚さ：ｔが１ｍｍを超える場合には、３ｔ以上の重ね代をもって、重ね合わされることとなる。
【００１８】
そして、本発明においては、鋼材とアルミニウム材とを重ね合わせ、かかる鋼材の端面部位に対して、４０００系又は５０００系のアルミニウム合金からなる溶接ワイヤを用いてＭＩＧ溶接を施して得られる、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手であって、前記鋼材の厚さ：ｔが、０．５０〜２．０ｍｍであり、且つ前記アルミニウム材の厚さの０．６〜０．８倍とされていると共に、溶接部に、該鋼材と該アルミニウム材とに跨るビードが連続的に形成され、且つ該鋼材の溶込み深さが、該鋼材の厚さの５％以下とされていることを特徴とする鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手をも、その要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の製造方法においては、入熱が適度に低くなるようにコントロールしつつ、更に、溶接ワイヤの半径や、溶接ワイヤの基点からの距離、鋼材の厚さ、溶接速度を組み合わせて構成される関係式が所定の範囲となるようにして、ＭＩＧ溶接が実施されているところから、各条件による効果が相俟って、鋼材端面の表面処理の有無に拘わらず、鋼材とアルミニウム材との溶接部に、鋼材とアルミニウム材とに跨るビードを、鋼材の端面に沿って連続的に形成することができ、しかも、鋼材への溶込みも効果的に抑制されるようになっているのである。つまり、本発明手法によれば、接合部の健全性が効果的に高められたＭＩＧ溶接継手を有利に製造することができる。
【００２０】
また、本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手にあっては、鋼材として、特定の厚さ：ｔのものが用いられると共に、鋼材の溶込み深さが小さくされている。このため、溶接部に熱歪みによる変形が惹起されにくく、しかも溶接部の健全性が有利に高められ得ている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２２】
先ず、図１及び図２には、本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の一例が、それぞれ、その斜視図及び縦断面図において、概略的に示されている。かかる図１及び図２に示されるように、ＭＩＧ溶接継手１０は、互いに異なる厚さを有する平板状の鋼材１２と平板状のアルミニウム材１４とが、それぞれの端部部位において、鋼材１２が上方に位置するように、上下に重ね合わされた状態下で、鋼材１２の先端側の端面１６部位が、ＭＩＧ溶接手法にて重ね隅肉溶接されて、溶接部１８が形成されることにより、一体化せしめられて、構成されている。
【００２３】
また、図１に示されるように、ここでは、鋼材１２とアルミニウム材１４とが、重ね合わせ部の全長に亘って溶接されており、それによって、溶接部１８が、鋼材１２の端面１６に沿って、連続して延びるように形成されている。また、かかる溶接部１８は、図２に示されるように、直交する２つの面、即ち、鋼材１２の端面１６とアルミニウム材１４の上面とを結合する断面略三角状ビードが、鋼材１２とアルミニウム材１４とに跨るようにして形成されている。
【００２４】
そして、そのようにして上下に重ね合わされた二枚の被溶接材（１２，１４）のうち、上方に配置された鋼材１２の材質としては、特に制限されるものではなく、目的とする継手に要求される特性等に応じて適宜に選択され得るのであり、例えば、軟鋼や、炭素鋼、高張力鋼、ステンレス鋼等を挙げることができる。また、かかる鋼材の上下面には、必要に応じて、溶融亜鉛メッキ（ＧＩ）や、合金化溶融亜鉛メッキ（ＧＡ）、アルミニウム合金メッキ、電気亜鉛メッキ等、従来から公知の亜鉛又は亜鉛合金、アルミニウム又はアルミニウム合金による表面処理（金属被覆処理）が施されていてもよい。なお、上下面に表面処理が施された鋼材であっても、その端面には、通常、表面処理層（金属被覆層）が設けられていないが、本発明においては、端面における表面処理層の有無を問わず、そのまま、使用することが可能である。
【００２５】
一方、下方に配置されたアルミニウム材１４の材質としては、アルミニウム又はアルミニウム合金であれば、特に制限されるものではなく、目的とする継手に要求される特性等に応じて適宜に選択されるものの、好ましくは、Ｏ材（ＪＩＳ  Ｈ  ０００１で規定される質別記号がＯであるアルミニウム材であって、焼なましによって最も軟らかい状態となったもの）とした場合における引張強度が、９０ＭＰａ以上であるものが有利に用いられる。但し、ＭＩＧ溶接が施されるアルミニウム材の質別は、何等Ｏ材に限られるものではなく、Ｏ、Ｈ、Ｔ等の各質別を有するものを用いることができる。また、ここで、引張強度とは、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に規定される「金属材料引張試験方法」に準拠して測定される強度を指し、かかる引張強度が９０ＭＰａに満たない場合には、溶接部１８に脆弱な金属間化合物層が形成されずに溶接部１８の強度の低下が抑制され得たとしても、母材であるアルミニウム材１４で破断し易くなってしまうのである。これは、強度が高くなるように調質されたアルミニウム材（例えば、Ｈ材）を用いたとしても、溶接により、溶接部近傍の熱影響部（溶融はしないが、熱の影響を受ける部位）が、一般に、Ｏ材と同程度の強度となることに起因するものである。なお、そのようなアルミニウム材の材質の中でも、特に、ＪＩＳ呼称の合金番号にて、５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）、６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）のアルミニウム合金にあっては、自動車の車体パネルや化粧パネル等の建材等の構造体材料として適していると共に、優れた強度を有し、溶融溶接性が高いところから、より一層好適に採用されることとなる。
【００２６】
また、それら鋼材１２やアルミニウム材１４の形状は、平板状に何等限定されるものではなく、ＭＩＧ溶接操作が施される重ね合わせ部が、少なくとも平板状であるものであればよく、圧延や押出、鍛造等の公知の手法にて製作された各種の形状のものが、何れも、採用されることとなる。一般には、被溶接部が平板状である板材や押出形材が有利に用いられる。
【００２７】
そして、本実施形態においては、アルミニウム材１４の上方に重ね合わされた鋼材１２の厚さ：ｔが、０．５０〜２．０ｍｍの範囲内の厚さとされている。これは、鋼材１２の厚さ：ｔが、０．５０ｍｍに満たない場合には、鋼材１２が溶融しやすく、溶解量が多くなって、溶接部１８に脆弱な金属間化合物層が形成されるからであり、また、２．０ｍｍを超える場合には、鋼材１２が温まりにくく、温度の低い鋼材１２上に溶接ワイヤ（溶加材）の溶滴をのせることとなって、鋼材１２の端面１６が濡れず、溶滴が玉状となって弾かれるからである。
【００２８】
しかも、本実施形態においては、鋼材１２の厚さ：ｔが、アルミニウム材１４の厚さ：ｕの０．６〜０．８倍、即ち０．６ｕ〜０．８ｕとされている。言い換えると、アルミニウム材１４の厚さ：ｕが、鋼材１２の厚さ：ｔよりも大きくされ、鋼材１２の厚さ：ｔの１．２５〜約１．６７倍とされている。これにより、鋼材１２とアルミニウム材１４の剛性が適度に揃えられ、以て、溶接後の凝固収縮時において、熱歪みによる応力が集中して、溶接部１８に局所変形が生じ、破断するようなことが有利に防止され得るのである。つまり、鋼材１２の厚さ：ｔが、上記範囲を外れると、剛性の小さい方の被溶接材に応力が集中して、局部変形が生じ、剛性の小さい方の被溶接材が優先的に破断するようになる。なお、鋼材として、表面処理が施されたものを用いる場合には、実用的な観点から、表面処理前の裸の鋼材の厚さと表面処理層の厚さとを加えた厚さが、鋼材１２の厚さ：ｔとされる。
【００２９】
また、鋼材１２とアルミニウム材１４の重ね代：Ｗは、鋼材１２の厚さに応じて適宜に設定され得るものの、重ね代：Ｗが小さくなりすぎると、溶接部１８に加えられた熱が、アルミニウム材１４の端面２２まで伝わり、その熱が逃げないで、反射熱となって溶接部１８に加わるようになるため、好ましくは、鋼材１２の厚さ：ｔが１ｍｍ以下の場合には、３ｍｍ以上とされ、また、鋼材１２の厚さ：ｔが１ｍｍを超える場合には、鋼材１２の厚さの３倍以上、即ち３ｔ以上とされることが望ましい。
【００３０】
而して、このような本実施形態のＭＩＧ溶接継手１０は、前述せる如く、互いに異なる厚さを有する鋼材１２とアルミニウム材１４とが重ね合わされた状態下で、鋼材１２の端面１６部位がＭＩＧ溶接されて、一体化せしめられてなるものであるが、ここでは、特に、溶接部１８のビードが、ロウ材やフラックスを用いることなく、４０００系（Ａｌ−Ｓｉ系）又は５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）のアルミニウム合金からなる溶接ワイヤ（溶加材）を用いたＭＩＧ溶接によって、形成されているのである。このため、溶接金属２４の強度が高く、以て、他の材質の溶接ワイヤを用いた場合に比べて、鋼材１２とアルミニウム材１４とが強固に溶接され得ると共に、スラグの除去作業や大がかりな設備が不要となり、ロウやフラックス入りワイヤ等を使用する場合に比べて、コストが低く抑えられる。
【００３１】
また、本実施形態のＭＩＧ溶接継手１０は、鋼材１２の溶込みが有利に防止され得ており、鋼材１２の、溶込み深さが最も大きくなる上面側角部２０近傍における溶込み深さ：Ｄ（図３参照）が、鋼材１２の厚さ：ｔの５％以下にまで抑制されている。また、溶接部１８のビード表面には、鱗状の凹凸模様が規則的に形成されている。
【００３２】
このように、本実施形態のＭＩＧ溶接継手１０は、鋼材１２の溶込み深さが低く抑えられているところから、溶接部１８の健全性が効果的に高められている。従って、本実施形態に係るＭＩＧ溶接継手１０は、自動車の車体パネルや、ブラケットの接合、化粧パネル等の建材等に、有利に用いられるのである。
【００３３】
ところで、前述の如き、本実施形態に係る鋼材１２とアルミニウム材１４のＭＩＧ溶接継手１０は、例えば、以下の如き製造手法に従って、製造されることとなる。
【００３４】
すなわち、本実施形態のＭＩＧ溶接継手１０を製造するには、先ず、図４に示されるように、上述の如き厚さを有する平板状の鋼材１２と平板状のアルミニウム材１４とが、それぞれの端部部位において、鋼材１２が上方に位置するように重ね合わされる。そして、その重ね合わせ状態が維持されて、鋼材１２とアルミニウム材１４とが相互に動くことがないように、必要に応じて、適当な拘束治具（図示せず）により、それら鋼材１２とアルミニウム材１４が固定される。そして、そのような固定状態下で、鋼材１２の端面１６部位に対して、後述の如き条件で、ＭＩＧ溶接操作が実施される。
【００３５】
具体的には、このＭＩＧ溶接操作の実施に際しては、溶接機として、消耗式の電極である溶接ワイヤ３０が、ノズル３２の先端開口部３４から所定長さにおいて突出せしめられた、従来と同様なＭＩＧ溶接機が用いられる。かかるＭＩＧ溶接機においては、溶接ワイヤ３０が、図示しないワイヤ供給装置によって、ノズル３２に対して軸方向に独立して移動せしめられるようになっており、溶接ワイヤ３０の消耗等によって、溶接ワイヤ３０が溶接部１８側（図４中、下方）に供給され得る。また、溶融金属を大気から遮断するために、ノズル３２内からは、アーク溶接時に、アルゴンガスやヘリウムガス、ネオンガス等の不活性ガスの１種又は２種以上を組み合わせた混合ガスからなるイナートガス３６（図４中、二点鎖線で示す）が、溶接すべき部位に対して吹き付けられるようになっている。更に、溶接ワイヤ３０は、コンタクトチップ３８を通じて、図示しない溶接電源装置の＋極側に接続され、＋極（陽極）とされている一方、被溶接材（１２，１４）は、−極側に接続され、−極（陰極）とされている。
【００３６】
そして、図示しない溶接電源装置を作動させて、溶接ワイヤ３０と被溶接材（１２，１４）との間に所定の電流及び電圧を印加することによって、そのような溶接ワイヤ３０の先端部と被溶接材（１２，１４）との間にアーク４０（図４中、一点鎖線で示す）を発生させる一方、図５及び図６に示されるように、鋼材１２の端面１６に沿って、ノズル３２（溶接ワイヤ３０）を、相対的に移動せしめることにより、鋼材１２とアルミニウム材１４とのＭＩＧ溶接が進行せしめられることとなる。
【００３７】
この際、被溶接材（１２，１４）と溶接ワイヤ３０との間に発生したアーク４０によって、鋼材１２の端面部位が温められると共に、溶接ワイヤ３０が溶融し、溶接ワイヤ３０の溶滴４２が被溶接材上に移行し、これらの溶融アルミニウム（溶融金属）によって、鋼材１２とアルミニウム材１４とが溶接され、溶接金属２４からなるビードが溶接部１８に形成されることとなる。
【００３８】
そして、このようなＭＩＧ溶接操作において、溶接ワイヤ３０としては、上述のように、鋼材１２とアルミニウム材１４とを強固に溶接すべく、４０００系（Ａｌ−Ｓｉ系）又は５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）のアルミニウム合金材料を用いて形成されたソリッドワイヤが、用いられる。また、本実施形態において、かかる溶接ワイヤ３０の半径：ｒは、０．４〜０．８ｍｍとされる。これは、溶接ワイヤ３０の半径：ｒが上記範囲よりも小さくなると、電流密度が高くなってアーク４０が集中するために、アーク４０の集中部分で入熱が過多となって鋼材が深く溶け込み、金属間化合物からなる脆化層が厚く形成される一方、その半径：ｒが上記範囲よりも大きくなると、溶接ワイヤ３０を溶融せしめるために入熱を高くする必要があり、それによって、溶接ワイヤ３０の溶滴４２自体の温度も高くなって、溶接部１８に脆化層が厚く形成されるようになるからである。
【００３９】
また、かかるＭＩＧ溶接操作において、トーチ狙い位置、つまりノズル位置が、鋼材１２の端面１６から、水平方向（溶接方向に直交する方向、図４中、左右方向）に、あまりにも離れたところに設定されると、鋼材１２とアルミニウム材１４とに跨るビードが形成されず、図２に示される如き断面形状を有する健全な溶接部１８が形成され得なくなる。それ故、本実施形態においては、溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘが、図４に示されるように、鋼材１２の端面１６における上面側角部２０を基点：０として、水平方向に、かかる基点：０から重ね合わせ部側（図４中、基点：０よりも左側）とは反対側（図４中、基点：０よりも右側）に４ｒの距離内に、常に位置するように、溶接ワイヤ３０（ノズル３２）が配置せしめられる。換言すれば、図４に示されるように、基点：０（上面側角部２０）から溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘまでの距離（Ｌ）が０〜４ｒ（０≦Ｌ≦４ｒ）となるように、溶接ワイヤ３０が配置せしめられる。ここにおいて、上記溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘとは、ノズル３２の先端開口部３４から突出した部分における溶接ワイヤの中心線を意味する。
【００４０】
なお、そのような溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘが、基点から重ね合わせ部側（図４中、左側）の位置に配置せしめられると、つまり、Ｌが０未満となると、アーク４０が鋼材１２に集中する一方、Ｌが４を超えると、鋼材１２にアーク４０が届かなくなり、何れの場合も、上述の如き健全な溶接部１８を形成することができない。
【００４１】
そして、Ｌが０〜４ｒとなる位置を保ったままで、ノズル３２（溶接ワイヤ３０）が溶接方向（図４中、紙面に垂直な方向）に相対的に移動せしめられて、ＭＩＧ溶接が実施されることとなるが、本実施形態においては、下記式（Ｉ）にて示されるＡが４．０〜６．０（４．０≦Ａ≦６．０）となるように、ノズル３２（溶接ワイヤ３０）が、鋼材１２の端面１６に沿って相対的に移動せしめられる。
Ａ＝Ｌ／ｒ＋（ｔ／α）×Ｖ        ・・・  （Ｉ）
【００４２】
上記式（Ｉ）において、Ｌは、上述のように、基点：０から溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘまでの距離（ｍｍ）である。より具体的には、Ｌは、基点：０から、溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘと鋼材１２の上面１３の延長面１３′との交点：ｐまでの距離であり、ここでは、基点：０の位置を０ｍｍとして、鋼材１２とアルミニウム材１４との重ね合わせ部側（図４中、基点：０よりも左側）を負とする一方、重ね合わせ部とは反対側（図４中、基点：０よりも右側）を正とする。また、上記式（Ｉ）において、ｒは、溶接ワイヤ３０の半径（ｍｍ）を示し、上述のように、０．４ｍｍ≦ｒ≦０．８ｍｍとされる。そして、上記式（Ｉ）の第１項であるＬ／ｒは、溶接ワイヤ３０の半径：ｒに対して、溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘが鋼材１２の端からどの程度離れているかを示している。本実施形態では、上述のように、Ｌが０≦Ｌ≦４ｒを満たすように溶接ワイヤ３０（ノズル３２）が配置せしめられるところから、Ｌ／ｒは、０≦Ｌ／ｒ≦４の範囲とされ、溶接ワイヤ３０の半径：ｒが大きければ、上記距離：Ｌの上限を大きくすることができ、逆に溶接ワイヤ３０の半径：ｒが小さければ、上記距離：Ｌの上限は小さくなる。
【００４３】
また、上記式（Ｉ）において、ｔは、鋼材の厚さ（ｍｍ）を示し、上述のように、０．５０ｍｍ≦ｔ≦２．０ｍｍの範囲とされる。更に、αは、係数（ｍｍ・ｃｍ／分）であり、α＝２１ｍｍ・ｃｍ／分とされる。また、Ｖは、溶接速度（ｃｍ／分）を示しており、少なくとも０超（Ｖ＞０）とされる。そして、上記式（Ｉ）の第２項である（ｔ／α）×Ｖは、鋼材１２の厚さ：ｔと溶接速度：Ｖを掛け合わせたものとなっている。このように鋼材１２の厚さ：ｔと溶接速度：Ｖを掛け合わせる理由は、重ね合わされた鋼材１２とアルミニウム材１４との段差部、即ち鋼材１２の端面１６部位に、溶融金属を溜めて、健全な溶接部１８を形成するためには、溶接速度：Ｖが高速の場合は鋼材１２の厚み：ｔを薄くする必要がある一方、低速の場合は鋼材１２の厚み：ｔを大きくする必要があり、これらが反比例の関係にあるからである。
【００４４】
そして、上記式（Ｉ）の第１項と第２項を足し合わせたＡが、４．０≦Ａ≦６．０を満たすようにして、ノズル３２（溶接ワイヤ３０）を、鋼材１２の端面１６に沿って相対的に移動せしめてＭＩＧ溶接を行うことによって、端面１６に沿って連続的に延びる健全な溶接部１８が形成されるようになる。かかるＡが４．０に満たない場合には、入熱過多により母材に穴が開くおそれがあり、また、６．０を超えると、不連続ビードになるおそれがある。
【００４５】
加えて、本実施形態のＭＩＧ溶接操作においては、溶接ワイヤ３０に対して、１パルスで１溶滴が移行し、且つパルス頻度が溶接長１ｍｍ当たり０．５〜５回となる、直流の溶接パルス電流（図７参照）が流される。このような直流パルス電流を流すことによって、母材表面の酸化膜を除去するクリーニング作用（清浄作用）が発揮され得て、溶接性が向上せしめられると共に、入熱が適度に低くコントロールされて、鋼材１２の溶込みが有利に防止され得るようになっているのである。
【００４６】
なお、パルス状に変化させたパルス電流を流す理由は、パルスの無い直流の場合には平均溶接電流値が高くなって母材への入熱が過多となるところから、低い平均溶接電流値で規則的な溶滴移行を安定的に行わせて、入熱を適度に低くコントロールし、必要以上に余分な熱を被溶接材に加えないようにするためである。また、交流パルス電流ではなく、直流パルス電流とするのは、溶接ワイヤ３０を常に＋極（陽極）とすることで、常に、被溶接材に対してクリーニング作用が発揮されて、被溶接部位が清浄な金属面（新生面）とされ、溶融したアルミニウムが被溶接部で効果的に濡れ広がるようになって、健全な溶接部１８が形成され得るからである。なお、交流の場合には、溶接ワイヤ３０が＋極から−極に入れ替わったタイミングにおいて、クリーニング作用が発揮されず、これによって、溶接部１８に欠陥が発生しやすくなってしまうおそれがある。
【００４７】
さらに、ここでは、直流の溶接パルス電流が、上述せるように、１回のパルスで１つの溶滴４２が溶接ワイヤ３０の先端部３１から規則的に離脱する溶滴移行状態となり、且つパルス頻度が溶接長１ｍｍ当たり０．５〜５回となるように調整されているのであり、このような直流パルス電流を流すことによって、上記クリーニング作用が効果的に発揮されて、鋼材１２の濡れ性が高められ、これによって、溶接ワイヤ３０の溶融金属が鋼材１２の端面１６部位で弾かれてしまうようなことはなく、鋼材１２の端面１６が良好に濡れるようになる。また、入熱がコントロールされて、アルミニウム材１４の表面が適度に溶融せしめられる一方で、鋼材１２が深く溶け込むようなことが効果的に防止され得る。
【００４８】
なお、１パルスで１溶滴とならない場合、具体的には、数パルスで１溶滴の場合には、連続的なビードが得られず、不完全部が発生するのであり、また、１パルスで数溶滴の場合は、パルス電流密度が高くなって、入熱が過多となり、これによって、脆弱な金属間化合物層が厚く形成されるようになると共に、スパッタが多くなるといった弊害も招く。
【００４９】
また一方、上述せる如きパルス頻度が０．５回／ｍｍ未満の場合には、上記数パルスで１溶滴の場合と同様に、連続ビードが得られず、健全な溶接部１８が得られなくなるのであり、パルス頻度が５回／ｍｍを超える場合には、被溶接材への入熱が過多となって、接合界面に脆弱な金属間化合物層が厚く形成されるようになり、何れの場合も、溶接部１８において、破断乃至は剥離しやすくなる。なお、かかるパルス頻度（回／ｍｍ）は、溶接速度（ｍｍ／ｓ）に応じてパルス周波数（回／ｓ）を変化させることによって、或いはその反対に、パルス周波数に応じて溶接速度を変化させることによって、適宜に調整され得る。
【００５０】
加えて、本実施形態のＭＩＧ溶接操作においては、上述の如き直流の溶接パルス電流を、溶融池４４が溶接方向前方に位置する溶接部１８（アーク４０が照射されているアーク直下部４６）に常に形成されるように流しつつ、図６に示されるように、図示しないワイヤ供給装置にて溶接ワイヤ３０を下方に突出移動せしめて、アーク直下部４６に形成された溶融池４４に、溶接長１ｍｍ当たり０．１〜４回の割合で、溶接ワイヤ３０の先端部３１を差し込んで短絡させ、その後、かかる溶融池４４から、溶接ワイヤ３０の先端部３１を引き上げる。
【００５１】
このように、溶接ワイヤ３０の先端部３１を溶融池４４に差し込んで接触させることにより、溶滴移行状態から短絡移行状態となって、アーク直下部４６の過熱が防止され、入熱をより一層実用的にコントロールすることが可能となるのである。より具体的には、溶接ワイヤ３０が溶融池４４に接触した状態（短絡移行状態）では、アークによる入熱がなくなると共に、溶融池４４の熱（溶融金属の熱）で溶接ワイヤ３０が溶け、これにて、溶融池４４の熱が奪われ、アーク直下部４６の温度が低下せしめられることとなる。それ故、所定の頻度で短絡させることによって、アーク直下部４６の過熱が極めて効果的に防止され得るのであり、これによって、溶融池４４を形成しても、鋼材１２の溶込みやアルミニウム材１４の抜け落ち等が有利に防止され得るのである。従って、本実施形態のＭＩＧ溶接操作においては、上述せる如き直流の溶接パルス電流による入熱のコントロールと、短絡によるアーク直下部４６の過熱防止とが相俟って、被溶接材への入熱を従来手法に比してより一層実用的且つ容易にコントロールすることができるようになっている。
【００５２】
なお、溶融池４４がアーク直下部４６に形成されない場合には、短絡時に溶接ワイヤ３０の先端部３１を溶かして連続ビードを形成することができず、溶融不足による不完全部が惹起されるおそれがある。また、短絡頻度が溶接長１ｍｍ当たり０．１回に満たない場合には、短絡による効果を十分に得ることができず、その反対に、短絡頻度が４回／ｍｍを超えるようになると、溶融金属の温度が低くなりすぎて、溶接ワイヤ３０が溶けなくなる。
【００５３】
ところで、上述の如き直流パルス電流や短絡を採用するに際し、そのパルス形状（波形）やピーク電流値、ベース電流値、短絡時間等は、印加する溶接電圧値や溶接ワイヤ３０の種類、直径等に応じて、適宜に調整され得るのであり、例えば、図７には、電流波形の一例が、対応する電圧波形と共に、上下方向に並べて示されている。そして、このような直流パルス電流を流しつつ、例えば、６０ｃｍ／分（＝１０ｍｍ／秒）の溶接速度：ＶでＭＩＧ溶接を行うことによって、１回のパルスで１個の溶滴が移行する１パルス１溶滴移行が有利に実現され得るようになるのである。なお、かかる図７に示される電流波形においては、１秒間当たり、１６個のピークがあるところから、この溶接速度：６０ｃｍ／分では、パルス頻度が、溶接長１ｍｍ当たり、１．６回とされている。また、電圧波形において、下方に突出した部分は、溶融池４４に溶接ワイヤ３０を短絡せしめた際に、溶接ワイヤ３０と被溶接材との間の電位差が小さくなることに起因して形成されるものであり、そのような下向き突部が、１秒間当たり９個あるところから、上記溶接速度：６０ｃｍ／分では、短絡頻度が、溶接長１ｍｍ当たり０．９回とされているのである。この図７においては、２回の直流パルスをかけて、それぞれ、溶滴を１滴ずつ被溶接材上に移行させた後、１回の短絡操作を行って溶融池４４の温度を下げ、その後、更に、２回の直流パルスをかけ、１回短絡させるといった操作を繰り返している。
【００５４】
かくして、前述の如く、所定厚さの鋼材１２とアルミニウム材１４とを重ね合わせ、４０００系又は５０００系のアルミニウム合金からなる溶接ワイヤ３０を所定の位置に配置した状態で、上記式（Ｉ）にて示されるＡが４．０〜６．０となるように、溶接ワイヤ３０を鋼材１２の端面１６に沿って相対的に移動させると共に、１パルス１溶滴移行となり、且つパルス頻度が溶接長１ｍｍ当たり０．５〜５回となる直流の溶接パルス電流を、溶接方向前方の溶接部（アーク直下部４６）に溶融池４４が常に形成されるように流しつつ、そのようにして形成された溶融池４４に、短絡頻度が溶接長１ｍｍ当たり０．１〜４回となるように短絡させて、ＭＩＧ溶接操作を実施することによって、鋼材１２とアルミニウム材１４とがアーク溶接されて、一体化され、目的とするＭＩＧ溶接継手１０が製造されることとなる。そして、このようにして得られたＭＩＧ溶接継手１０にあっては、前述せるように、溶接時の入熱が実用的且つ容易にコントロールされて、鋼材１２の溶込みやアルミニウム材１４の抜け落ちが有利に抑制され得ると共に、鋼材端面１６の表面処理の有無に拘わらず、溶融金属が鋼材１２の端面１６部位にビードとなって溜まり、鋼材１２とアルミニウム材１４とに跨るビードが、鋼材１２の端面１６に沿って連続的に形成されることとなる。また、上述の如き条件を満たすようにＭＩＧ溶接操作を実施することで、鋼材１２の、溶込み深さが最も大きくなる上面側角部２０近傍における溶込み深さ：Ｄ（図３参照）が、鋼材１２の厚さ：ｔの５％以下とされ、界面に金属間化合物層が厚く形成されるようなことが防止されていると共に、溶接部１８に熱歪みによる変形も発生しにくくなっている。
【００５５】
従って、上述の如き条件でＭＩＧ溶接操作を実施して、鋼材１２とアルミニウム材１４とのＭＩＧ溶接継手を製造すれば、不連続なビードが形成されたり、ビードが鋼材端面１６に形成されないようなことが有利に防止され、従来に比して健全性の高められたＭＩＧ溶接継手が有利に製造され得るようになる。
【００５６】
以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。
【００５７】
例えば、上記の実施形態では、鋼材１２として、上面側角部２０及び下面側角部２６が直角（９０°）であるものが用いられていたが、図８に示されるように、鋼材１２の端部に開先加工が施されて、上面側角部２０′が鈍角及び下面側角部２６′が鋭角とされたものを用いて、ＭＩＧ溶接継手を製造することも、勿論可能である。なお、この図８及び後述の図９に示される実施形態に関しては、その理解を容易にするために、図１〜図６に示される前記実施形態と同様な構造とされた部位には、同一の符号を付した。
【００５８】
また、上記実施形態では、図４からも明らかなように、溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘが、鋼材１２の端面１６に対して平行になるようにノズル３２（溶接ワイヤ３０）が配置されていたが、図９に示されるように、ノズル３２（溶接ワイヤ３０）を鋼材１２の端面１６に対して傾けて、ＭＩＧ溶接操作を実施することも可能である。この場合にも、上述のように、基点：０（上面側角部２０）から、溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘと鋼材１２の上面１３の延長面１３′との交点：ｐまでの距離（Ｌ）が、０≦Ｌ≦４ｒを満たすようにノズル３２（溶接ワイヤ３０）が配置されるのである。
【００５９】
加えて、図５では、ノズル３２（溶接ワイヤ３０）が、水平方向に直角に交差する方向（図５中、上下方向）に延びる垂線：Ｙと、溶接ワイヤ３０の中心線：Ｘとのなす角θの大きさが、５°以下の範囲となるように、傾いた姿勢とされて、ＭＩＧ溶接が行われている状態が示されているが、進行方向に対するノズル３２（溶接ワイヤ３０）の傾斜角度は、従来のＭＩＧ溶接と同様に、適宜に設定され得る。
【００６０】
また、上例では、図示しないワイヤ供給装置により、ノズル３２の先端開口部３４からの溶接ワイヤ３０の突出量を変化させることによって、短絡操作を実施していたが、短絡操作は上述の手段に何等限定されるものではない。例えば、溶接ワイヤ３０の突出量を変えることなく、ノズル３２自体を上下方向に移動させたり、或いは、溶接材を上下方向に移動させることにより、溶接ワイヤ３０の先端部３１を溶融池４４に接触（短絡）せしめることも、勿論可能であり、その他、公知の手法により、短絡を行うことができる。
【００６１】
その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施されるものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。
【実施例】
【００６２】
以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。
【００６３】
＜実施例１＞
先ず、下記表１に示されるように、鋼材（１２）として、厚さ（ｔ）：０．５９ｍｍの軟鋼板を準備した。一方、アルミニウム材（Ａｌ材）として、そのＯ材における引張強度が９０ＭＰａ以上である、厚さ（ｕ）：０．７９ｍｍの５０００系アルミニウム板材（５０８３）を準備した。そして、それら鋼材（１２）とアルミニウム材（１４）とを、重ね代（Ｗ）が３ｍｍ以上となるように重ね合わせて固定した。
【００６４】
次いで、ＭＩＧ溶接機として、半径（ｒ）：０．４ｍｍの４０００系アルミニウム合金（４０４３）からなる溶接ワイヤ（３０）が装着された精密制御型ＭＩＧ溶接機を用い、溶接ワイヤ（３０）が＋極、被溶接材が−極となるように、溶接電源装置に接続した後、被溶接材との間にアークを発生させ、ＭＩＧ溶接機のノズル（３２）を、溶接速度：１４３ｃｍ／分（≒２４ｍｍ／ｓ）において、鋼材（１２）の端面（１６）部位に沿って相対移動せしめることにより、ＭＩＧ溶接を行い、実施例１に係るＭＩＧ溶接継手を製造した。
【００６５】
この際、下記表１に示されるように、１パルス当たりの溶滴数：１、溶接長１ｍｍ当たりのパルス数（パルス頻度）：０．７回となり、且つアーク直下部（４６）に溶融池（４４）が常に形成されるように直流の溶接パルス電流を流す一方、溶接ワイヤの突出量を変化させて、溶接長１ｍｍ当たり０．５回の割合で、溶接ワイヤ（３０）の先端部（３１）を溶融池（４４）に接触せしめ、短絡させた。また、溶接ワイヤの中心線（Ｘ）が鋼材（１２）の上面側角部（２０）から重ね合わせ部とは反対側に２．４ｍｍの距離のところに位置するように、即ち、Ｌ＝０ｍｍとなるようにノズル（３２）を配置し、そのノズル位置を保った状態で、鋼材（１２）の端面（１６）部位に沿って相対移動せしめた。
【００６６】
その後、得られた実施例１に係るＭＩＧ溶接継手を用いて、鋼材（１２）の上面側角部（２０）における溶込み深さの測定を行うと共に、接合状態の評価を行い、得られた結果を下記表１に示した。
【００６７】
［溶込み深さの測定］
溶込み深さの測定は、金属顕微鏡（株式会社ニコン製ＥＰＩＰＨＯＴ３００）を用いて行った。具体的には、得られたＭＩＧ溶接継手を、溶接方向に１０ｍｍ間隔で、３箇所切断し、それら３つの切断面を金属顕微鏡で観察し、鋼材（１２）の上面側角部（２０）近傍の、鋼材（１２）の上面（１３）から最も溶込みが深い部分の溶込み深さ：Ｄ（図３参照）を測定し、平均値を求めた。また、下記算術式を用いて、鋼材の溶込み率を求めた。
鋼材の溶込み率（％）＝［鋼材の溶込み深さ（mm）／鋼材の厚さ（mm）］×１００
【００６８】
［接合状態の評価］
また、接合状態の評価を、次の評価基準で評価した。
○：溶接部（１８）に、鋼材（１２）とアルミニウム材（１４）に跨るビードが連続的に形成されているもの
×：上記以外の、溶接部（１８）のビードが不連続なもの、若しくはビードが鋼材（１２）とアルミニウム材（１４）に跨るように形成されていないもの。
【００６９】
＜実施例２〜７３、比較例１〜９３＞
上記実施例１と同様に、鋼材（１２）とＡｌ材（１４）として、下記表１〜表６に示される板材を準備した。また、各Ａｌ材のＯ材における引張強度は、何れも９０ＭＰａ以上であった。そして、それらを、鋼材（１２）の厚さ（ｔ）が１ｍｍ以下の場合には、３ｍｍ以上の重ね代（Ｗ）、鋼材（１２）の厚さ（ｔ）が１ｍｍを超える場合には、３ｔ以上の重ね代（Ｗ）となるように、重ね合わせて固定した。
【００７０】
次いで、下記表１〜表６に示される半径（ｒ）と材質のアルミニウム合金からなる溶接ワイヤ（３０）が装着されたＭＩＧ溶接機を用いて、溶接ワイヤ（３０）側が＋極となるように電流・電圧を印加して、被溶接材との間にアークを発生させ、ＭＩＧ溶接機のノズル（３２）を、下記表１〜表６に示される溶接速度で、鋼材（１２）の端面（１６）部位に沿って相対移動せしめることにより、ＭＩＧ溶接を行い、実施例２〜７３及び比較例１〜９３に係るＭＩＧ溶接継手を得た。なお、かかるＭＩＧ溶接操作において、溶接ワイヤ（３０）の中心線（Ｘ）の距離（Ｌ）や、溶接速度（Ｖ）、１パルス当たりの溶滴数、パルス頻度、短絡頻度は、それぞれ、下記表１〜表６に示される条件を採用した。
【００７１】
そして、得られたＭＩＧ溶接継手を用いて、上述の溶込み深さの測定を行うと共に、接合状態の評価を行い、得られた結果を、下記表１〜表６に示した。
【００７２】
【表１】
0005173558.tif 000002
【００７３】
【表２】
0005173558.tif 000003
【００７４】
【表３】
0005173558.tif 000004
【００７５】
【表４】
0005173558.tif 000005
【００７６】
【表５】
0005173558.tif 000006
【００７７】
【表６】
0005173558.tif 000007
【００７８】
かかる表１〜３の結果から明らかなように、実施例１〜７３に係るＭＩＧ溶接継手にあっては、鋼材の溶込み深さが鋼材の厚さの５％以下となっていると共に、接合部の評価結果が、○となっており、鋼材端面におけるメッキ等の表面処理層（金属被覆層）の有無に拘わらず、鋼材とアルミニウム材とが良好に溶接されていることがわかる。
【００７９】
一方、表３〜６の結果から明らかなように、比較例１〜９３に係るＭＩＧ溶接継手にあっては、何れも、接合部の評価結果が、×となっている。
【００８０】
また、実施例１〜７３及び、下記条件（１）〜（７）を満たす比較例について、「（ｔ／α）×Ｖ」に対して、「Ａ」をプロットした。そして、得られたグラフを、図１０に示した。ここにおいて、「Ａ」をｙとし、「（ｔ／α）×Ｖ」をｘとして考えると、下記式（Ｉ）は、ｙ＝ｘ＋Ｌ／ｒとなり、傾きが１で、切片がＬ／ｒの直線となる。また、Ｌ／ｒは、上述したように、０≦Ｌ／ｒ≦４の範囲とされる。更に、下記式（Ｉ）にて表されるＡは、４．０≦Ａ≦６．０の範囲とされる。従って、図１０に示されるａ〜ｄの４つの線で囲まれた範囲が、本発明で規定される条件を満たすこととなる。
Ａ＝Ｌ／ｒ＋（ｔ／α）×Ｖ    ・・・    （Ｉ）
条件（１）  ０．５０ｍｍ≦ｔ≦２．０ｍｍ
（２）  ０．６≦ｔ／ｕ≦０．８
（３）  ０．４ｍｍ≦ｒ≦０．８ｍｍ
（４）  Ｖ＞０ｃｍ／分
（５）  １パルスの溶滴数：１
（６）  パルス頻度：０．５〜５回／ｍｍ
（７）  短絡頻度：０．１〜４回／ｍｍ
【００８１】
図１０のグラフからも明らかなように、○で示される実施例は、何れもａ〜ｄの４つの線で囲まれた範囲（図１０中、斜線の範囲）にある一方、●で示される比較例は、その範囲から外れたところに存在していることがわかる。従って、上記条件（１）〜（６）を満たしていても、Ｌ／ｒが０〜４の範囲内にないもの及び上記式（Ｉ）にて示されるＡが４．０〜６．０の範囲にないものは、健全な溶接部が得られないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に従う鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手の一例を示す斜視説明図である。
【図２】図１におけるII−II断面説明図である。
【図３】図２の部分拡大説明図である。
【図４】本発明手法に従って、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手を製造する一工程を示す縦断面説明図であって、溶接されるべき鋼材とアルミニウム材を鋼材が上になるように互いに重ね合わせ、鋼材側からＭＩＧ溶接機のノズルを配置した状態を示している。
【図５】本発明手法に従って、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手を製造する一工程を示す一部断面説明図であって、溶接ワイヤから溶滴が移行する状態を示している。
【図６】本発明手法に従って、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手を製造する一工程を示す一部断面説明図であって、短絡状態を示している。
【図７】本発明に従うＭＩＧ溶接手法において採用される直流の溶接パルス電流と電圧の波形の一例を示す説明図であって、直流パルス電流の波形を上方に示す一方、かかる溶接電流に対応する電圧の波形を下方に並べて示した。
【図８】本発明手法に従って、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手を製造する工程を示す縦断面説明図であって、溶接されるべき鋼材として、端面に開先加工が施されたものが採用されている。
【図９】本発明手法に従って、鋼材とアルミニウム材のＭＩＧ溶接継手を製造する工程を示す縦断面説明図であって、ＭＩＧ溶接機のノズルを鋼材の端面に対して傾けた状態で配置した状態を示している。
【図１０】実施例において、上記式（Ｉ）の第２項である「（ｔ／α）×Ｖ」に対して、「Ａ」をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１０  ＭＩＧ溶接継手                  １２  鋼材
１４  アルミニウム材                  １６  鋼材の端面
１８  溶接部                          ２０，２０′  上面側角部
２２  アルミニウム材の端面            ２４  溶接金属
２６，２６′  下面側角部              ３０  溶接ワイヤ
３１  先端部                          ３２  ノズル
３４  先端開口部                      ３６  イナートガス
３８  コンタクトチップ                ４０  アーク
４２  溶滴                            ４４  溶融池
４６  アーク直下部
Ｘ，Ｘ′：溶接ワイヤの中心線          Ｙ：垂線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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