異種鋁合金材料的接合體以及車輛用門的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及兩種異種鋁合金材料的接合體以及車輛用門。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋁合金材料中，已知有主要因鎂等的成分含有量的不同而形成的異種鋁材料。例如，鋁-鎂類鋁合金材料(鋁中含有鎂的合金材料、Jis規(guī)格5000系列鋁合金材料)，比鋁-鎂-硅類鋁合金材料(鋁中含有鎂以及硅的合金材料、JIS規(guī)格6000系列鋁合金材料)機(jī)械強(qiáng)度高。在鋁合金材料的接合中，有焊接(點(diǎn)焊、電弧焊接、激光焊接、摩擦攪拌焊接(摩擦攪拌接合、FSW (摩擦攪拌焊接))、包含SPR (自沖鉚接)的鉚釘接合、粘接等，其中，大多選擇使用焊接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](發(fā)明要解決的問題)
[0004]日本特開2002-283069號公報公開了將鋁-鎂-硅類鋁合金材料與鋁_鎂類鋁合金材料進(jìn)行摩擦攪拌焊接的技術(shù)。但是，專利文獻(xiàn)I處理如下情況:焊接兩部件為鋁-鎂類鋁合金材料與鋁-鎂-硅類鋁合金材料，其形狀為特殊(特定形狀)的情況，沒有公開將鋁-鎂類鋁合金材料與多個鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行焊接的技術(shù)。
[0005]本發(fā)明提出一種相對于一個鋁-鎂類鋁合金材料，將第一、第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行焊接的新型的異種鋁合金材料的接合體以及車輛用門。
[0006](解決問題所用的技術(shù)方案)
[0007]本發(fā)明為相對于一個鋁-鎂類鋁合金材料將第一、第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行焊接的異種鋁合金材料的接合體，其特征在于，將該鋁-鎂類鋁合金材料與第一鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行電弧焊接，將同一鋁-鎂類鋁合金材料與第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行摩擦攪拌焊接。在摩擦攪拌焊接中，由于在使焊接兩部件密接的狀態(tài)下進(jìn)行焊接，因此具有易于提高焊接兩部件的位置精度的優(yōu)點(diǎn)，在電弧焊接中，由于在焊接之前在焊接兩部件之間設(shè)定微小的間隔(間隙)，因此具有能夠在同一鋁-鎂類鋁合金材料與第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料的電弧焊接部分中調(diào)節(jié)累積尺寸誤差的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]在鋁-鎂類鋁合金材料中，存在鎂含有量為4.5%程度的高強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料與鎂含有量為2.2?2.8%程度的中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料。雖然本發(fā)明能夠使用上述任一類的鋁-鎂類鋁合金材料，但是中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料，與鋁-鎂-硅類鋁合金材料的焊接的配合度特別好，能夠得到對電弧焊接與摩擦攪拌焊接的雙方平衡良好的接合體。
[0009]本發(fā)明特別適合適用于車輛用門。即，在本發(fā)明中，在車輛用門的方式中，具備:第一鋁-鎂-硅類鋁合金材料為車輛用門的車門窗框，鋁-鎂類鋁合金材料為車輛用門的托架，第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料為車輛用門的內(nèi)板、或者連接該內(nèi)板與托架的中間托架。
[0010](發(fā)明的效果)
[0011]本發(fā)明為相對于鋁-鎂類鋁合金材料將第一、第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行接合的異種鋁合金材料的接合體，通過將鋁-鎂類鋁合金材料與第一鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行電弧焊接，將鋁-鎂類鋁合金材料與第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行摩擦攪拌焊接，能夠追求位置精度的提高與累積尺寸誤差的調(diào)節(jié)這兩者，并且能夠提高設(shè)計(jì)的自由度。
【附圖說明】
[0012]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的鋁門(車輛用門)的一個實(shí)施方式的側(cè)視圖。
[0013]圖2是圖1的鋁門的電弧焊接部分的概念圖。
[0014]圖3是圖1的鋁門的摩擦攪拌接合部分的概念圖。
[0015]符號說明
[0016]10鋁前門
[0017]12內(nèi)板(第一鋁-鎂-硅類鋁合金材料)
[0018]14車門窗框(第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料)
[0019]18上部窗框(第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料)
[0020]20立柱窗框(第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料)
[0021]31鏡托架(托架、中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料)
[0022]32鎖座(托架、中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示出汽車的前部座位用的鋁前門(車輛用門)10的骨架。鋁前門10具有內(nèi)板12與在內(nèi)板12的上部形成框狀的車門窗框14，門玻璃在由內(nèi)板12的上緣部與車門窗框14的內(nèi)緣部包圍的窗開口 16內(nèi)進(jìn)行升降。車門窗框14具有形成門上緣部的上部窗框18與從內(nèi)板12的后部向上側(cè)延伸設(shè)置的立柱窗框20，上部窗框18的后端部與立柱窗框20的上端部通過車門角部接合。內(nèi)板12與車外側(cè)的外板組合而構(gòu)成門板，上部窗框18的前方下部通過鏡托架31固定于內(nèi)板，立柱窗框20的下部通過鎖座32固定于內(nèi)板。在車輛前后方向上延伸的車身腰線加強(qiáng)件33固定于鏡托架31與鎖座32。在圖1中，對鏡托架31與鎖座32賦予剖面線。
[0024]內(nèi)板12為由鋁-鎂-硅類鋁合金材料(JIS規(guī)格6000系列鋁合金材料)構(gòu)成的第一部件，車門窗框14 (上部窗框18與立柱窗框20)為同樣由招-鎂-娃類招合金材料(JIS規(guī)格6000系列鋁合金材料)構(gòu)成的第二部件。與此對比，鏡托架31與鎖座32由鎂含有量為2.2?2.8%程度的中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料(JIS規(guī)格5000系列鋁合金材料)構(gòu)成。車門窗框14 (的上部窗框18)與鏡托架31、以及車門窗框14 (的立柱窗框20)與鎖座32,在焊接位置Wl分別被電弧焊接，鏡托架31、鎖座32與內(nèi)板12在多個接合點(diǎn)W2被摩擦攪拌焊接。
[0025]電弧焊接為公知的接合方法，如圖2示意性地示出，使接合的兩部件A、B相對，通過電弧放電產(chǎn)生的熔融金屬將其空隙G填補(bǔ)，從而進(jìn)行接合。
[0026]另外，摩擦攪拌焊接為公知的接合方法，如圖3示意性地示出，使接合的兩部件A、B重合，通過使前端具有突起的圓筒狀的工具C旋轉(zhuǎn)的同時以強(qiáng)力按壓，從而使突起部貫入兩部件A、B的接合部，由此，產(chǎn)生摩擦熱而使母材軟化，同時，通過利用工具C的旋轉(zhuǎn)力使接合部周邊塑性流動并混合,從而進(jìn)行接合。
[0027]在以上的實(shí)施方式的焊接構(gòu)造中，如果將兩個鏡托架31與鎖座32視為中心，則在其表里(在車寬方向上分離的表里面)的一側(cè)通過電弧焊接接合車門窗框14，另一方面，內(nèi)板12被摩擦攪拌焊接。根據(jù)該焊接構(gòu)造，由于內(nèi)板12與鏡托架31 (32)被摩擦攪拌焊接，因此在焊接之前被密接。因此，能夠?qū)⒃撁芙游恢米鳛槲恢没鶞?zhǔn)。另一方面，由于門板14與鏡托架31 (32)被電弧焊接，因此在焊接之前設(shè)定有間隙。該間隙能夠在例如0.0?2.0mm的范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，有能夠調(diào)節(jié)車寬方向的累積尺寸誤差的優(yōu)點(diǎn)。摩擦攪拌焊接與電弧焊接的位置關(guān)系也可以相反。
[0028]另外，在本實(shí)施方式中，在分別將車門窗框14 (的上部窗框18)與鏡托架31、以及車門窗框14 (的立柱窗框20)與鎖座32進(jìn)行電弧焊接，并且通過摩擦攪拌焊接將鏡托架31、鎖座32與內(nèi)板12進(jìn)行結(jié)合的接合體中，由鋁-鎂-硅類鋁合金材料(JIS規(guī)格6000系列招合金材料)構(gòu)成內(nèi)板12與車門窗框14 (上部窗框18與立柱窗框20),由鎂含有量為
2.2?2.8%程度的中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料(JIS規(guī)格5000系列鋁合金材料)構(gòu)成鏡托架31與鎖座32。具體而言，作為鎂含有量為2.2?2.8%程度的中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料，至少能夠使用JIS規(guī)格5052材料、5021材料、5652材料。另外，鋁-鎂-硅類鋁合金材料作為JIS規(guī)格6000系列鋁合金材料是已知的，具體而言，能夠使用JIS規(guī)格6016材料、6N01材料、或者與其相當(dāng)?shù)牟牧?。并且，車門窗框14 (的上部窗框18)與鏡托架31、以及車門窗框14 (的立柱窗框20)與鎖座32以外的車輛用門的構(gòu)成部件也可以不是鋁合金制。
[0029]在以上的實(shí)施方式中，雖然由鎂含有量為2.2?2.8%程度的JIS規(guī)格中強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料構(gòu)成鏡托架31與鎖座32，但是托架也能夠使用鎂含有量為4.5%程度的高強(qiáng)度鋁-鎂類鋁合金材料或者其他的鋁-鎂類鋁合金材料。另外，在以上的實(shí)施方式中，雖然將本發(fā)明適用于車輛用門，但是通常本發(fā)明也能夠適用于一般的鋁合金接合材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種異種鋁合金材料的接合體，相對于一個鋁-鎂類鋁合金材料將第一、第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行焊接，所述異種鋁合金材料的接合體的特征在于，將該鋁-鎂類鋁合金材料與第一鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行電弧焊接，將同一鋁-鎂類鋁合金材料與第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行摩擦攪拌焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種鋁合金材料的接合體，其特征在于，所述鋁-鎂類鋁合金材料由鎂含有量為2.2?2.8%的鋁合金材料構(gòu)成。
3.—種車輛用門，其特征在于，在權(quán)利要求1或2記載的異種鋁合金材料的接合體中，所述第一鋁-鎂-硅類鋁合金材料為車輛用門的車門窗框，所述鋁-鎂類鋁合金材料為車輛用門的托架，所述第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料為車輛用門的內(nèi)板、或者連接該內(nèi)板與托架的中間托架。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種異種鋁合金材料的接合體以及車輛用門，在該異種鋁合金材料的接合體中，相對于一個鋁-鎂類鋁合金材料將第一、第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行焊接，能夠追求位置精度的提高與累積尺寸誤差的調(diào)節(jié)這兩者，提高設(shè)計(jì)的自由度。所述異種鋁合金材料的接合體，是將鋁-鎂類鋁合金材料與第一鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行電弧焊接，將該鋁-鎂類鋁合金材料與第二鋁-鎂-硅類鋁合金材料進(jìn)行摩擦攪拌焊接。
【IPC分類】B23K20-12, B60J5-04, B23K28-02, B23K9-00
【公開號】CN104772572
【申請?zhí)枴緾N201410009491
【發(fā)明人】清水謙二, 大澤成信, 吉原二郎
【申請人】白木工業(yè)株式會社
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月9日