异种铝合金材料的接合体以及车辆用门的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及两种异种铝合金材料的接合体以及车辆用门。
【背景技术】
[0002]在铝合金材料中，已知有主要因镁等的成分含有量的不同而形成的异种铝材料。例如，铝-镁类铝合金材料(铝中含有镁的合金材料、Jis规格5000系列铝合金材料)，比铝-镁-硅类铝合金材料(铝中含有镁以及硅的合金材料、JIS规格6000系列铝合金材料)机械强度高。在铝合金材料的接合中，有焊接(点焊、电弧焊接、激光焊接、摩擦搅拌焊接(摩擦搅拌接合、FSW (摩擦搅拌焊接))、包含SPR (自冲铆接)的铆钉接合、粘接等，其中，大多选择使用焊接。
【发明内容】
[0003](发明要解决的问题)
[0004]日本特开2002-283069号公报公开了将铝-镁-硅类铝合金材料与铝_镁类铝合金材料进行摩擦搅拌焊接的技术。但是，专利文献I处理如下情况:焊接两部件为铝-镁类铝合金材料与铝-镁-硅类铝合金材料，其形状为特殊(特定形状)的情况，没有公开将铝-镁类铝合金材料与多个铝-镁-硅类铝合金材料进行焊接的技术。
[0005]本发明提出一种相对于一个铝-镁类铝合金材料，将第一、第二铝-镁-硅类铝合金材料进行焊接的新型的异种铝合金材料的接合体以及车辆用门。
[0006](解决问题所用的技术方案)
[0007]本发明为相对于一个铝-镁类铝合金材料将第一、第二铝-镁-硅类铝合金材料进行焊接的异种铝合金材料的接合体，其特征在于，将该铝-镁类铝合金材料与第一铝-镁-硅类铝合金材料进行电弧焊接，将同一铝-镁类铝合金材料与第二铝-镁-硅类铝合金材料进行摩擦搅拌焊接。在摩擦搅拌焊接中，由于在使焊接两部件密接的状态下进行焊接，因此具有易于提高焊接两部件的位置精度的优点，在电弧焊接中，由于在焊接之前在焊接两部件之间设定微小的间隔(间隙)，因此具有能够在同一铝-镁类铝合金材料与第二铝-镁-硅类铝合金材料的电弧焊接部分中调节累积尺寸误差的优点。
[0008]在铝-镁类铝合金材料中，存在镁含有量为4.5%程度的高强度铝-镁类铝合金材料与镁含有量为2.2?2.8%程度的中强度铝-镁类铝合金材料。虽然本发明能够使用上述任一类的铝-镁类铝合金材料，但是中强度铝-镁类铝合金材料，与铝-镁-硅类铝合金材料的焊接的配合度特别好，能够得到对电弧焊接与摩擦搅拌焊接的双方平衡良好的接合体。
[0009]本发明特别适合适用于车辆用门。即，在本发明中，在车辆用门的方式中，具备:第一铝-镁-硅类铝合金材料为车辆用门的车门窗框，铝-镁类铝合金材料为车辆用门的托架，第二铝-镁-硅类铝合金材料为车辆用门的内板、或者连接该内板与托架的中间托架。
[0010](发明的效果)
[0011]本发明为相对于铝-镁类铝合金材料将第一、第二铝-镁-硅类铝合金材料进行接合的异种铝合金材料的接合体，通过将铝-镁类铝合金材料与第一铝-镁-硅类铝合金材料进行电弧焊接，将铝-镁类铝合金材料与第二铝-镁-硅类铝合金材料进行摩擦搅拌焊接，能够追求位置精度的提高与累积尺寸误差的调节这两者，并且能够提高设计的自由度。
【附图说明】
[0012]图1是示出根据本发明的铝门(车辆用门)的一个实施方式的侧视图。
[0013]图2是图1的铝门的电弧焊接部分的概念图。
[0014]图3是图1的铝门的摩擦搅拌接合部分的概念图。
[0015]符号说明
[0016]10铝前门
[0017]12内板(第一铝-镁-硅类铝合金材料)
[0018]14车门窗框(第二铝-镁-硅类铝合金材料)
[0019]18上部窗框(第二铝-镁-硅类铝合金材料)
[0020]20立柱窗框(第二铝-镁-硅类铝合金材料)
[0021]31镜托架(托架、中强度铝-镁类铝合金材料)
[0022]32锁座(托架、中强度铝-镁类铝合金材料)。
【具体实施方式】
[0023]图1示出汽车的前部座位用的铝前门(车辆用门)10的骨架。铝前门10具有内板12与在内板12的上部形成框状的车门窗框14，门玻璃在由内板12的上缘部与车门窗框14的内缘部包围的窗开口 16内进行升降。车门窗框14具有形成门上缘部的上部窗框18与从内板12的后部向上侧延伸设置的立柱窗框20，上部窗框18的后端部与立柱窗框20的上端部通过车门角部接合。内板12与车外侧的外板组合而构成门板，上部窗框18的前方下部通过镜托架31固定于内板，立柱窗框20的下部通过锁座32固定于内板。在车辆前后方向上延伸的车身腰线加强件33固定于镜托架31与锁座32。在图1中，对镜托架31与锁座32赋予剖面线。
[0024]内板12为由铝-镁-硅类铝合金材料(JIS规格6000系列铝合金材料)构成的第一部件，车门窗框14 (上部窗框18与立柱窗框20)为同样由招-镁-娃类招合金材料(JIS规格6000系列铝合金材料)构成的第二部件。与此对比，镜托架31与锁座32由镁含有量为2.2?2.8%程度的中强度铝-镁类铝合金材料(JIS规格5000系列铝合金材料)构成。车门窗框14 (的上部窗框18)与镜托架31、以及车门窗框14 (的立柱窗框20)与锁座32,在焊接位置Wl分别被电弧焊接，镜托架31、锁座32与内板12在多个接合点W2被摩擦搅拌焊接。
[0025]电弧焊接为公知的接合方法，如图2示意性地示出，使接合的两部件A、B相对，通过电弧放电产生的熔融金属将其空隙G填补，从而进行接合。
[0026]另外，摩擦搅拌焊接为公知的接合方法，如图3示意性地示出，使接合的两部件A、B重合，通过使前端具有突起的圆筒状的工具C旋转的同时以强力按压，从而使突起部贯入两部件A、B的接合部，由此，产生摩擦热而使母材软化，同时，通过利用工具C的旋转力使接合部周边塑性流动并混合,从而进行接合。
[0027]在以上的实施方式的焊接构造中，如果将两个镜托架31与锁座32视为中心，则在其表里(在车宽方向上分离的表里面)的一侧通过电弧焊接接合车门窗框14，另一方面，内板12被摩擦搅拌焊接。根据该焊接构造，由于内板12与镜托架31 (32)被摩擦搅拌焊接，因此在焊接之前被密接。因此，能够将该密接位置作为位置基准。另一方面，由于门板14与镜托架31 (32)被电弧焊接，因此在焊接之前设定有间隙。该间隙能够在例如0.0?2.0mm的范围进行调节，因此，有能够调节车宽方向的累积尺寸误差的优点。摩擦搅拌焊接与电弧焊接的位置关系也可以相反。
[0028]另外，在本实施方式中，在分别将车门窗框14 (的上部窗框18)与镜托架31、以及车门窗框14 (的立柱窗框20)与锁座32进行电弧焊接，并且通过摩擦搅拌焊接将镜托架31、锁座32与内板12进行结合的接合体中，由铝-镁-硅类铝合金材料(JIS规格6000系列招合金材料)构成内板12与车门窗框14 (上部窗框18与立柱窗框20),由镁含有量为
2.2?2.8%程度的中强度铝-镁类铝合金材料(JIS规格5000系列铝合金材料)构成镜托架31与锁座32。具体而言，作为镁含有量为2.2?2.8%程度的中强度铝-镁类铝合金材料，至少能够使用JIS规格5052材料、5021材料、5652材料。另外，铝-镁-硅类铝合金材料作为JIS规格6000系列铝合金材料是已知的，具体而言，能够使用JIS规格6016材料、6N01材料、或者与其相当的材料。并且，车门窗框14 (的上部窗框18)与镜托架31、以及车门窗框14 (的立柱窗框20)与锁座32以外的车辆用门的构成部件也可以不是铝合金制。
[0029]在以上的实施方式中，虽然由镁含有量为2.2?2.8%程度的JIS规格中强度铝-镁类铝合金材料构成镜托架31与锁座32，但是托架也能够使用镁含有量为4.5%程度的高强度铝-镁类铝合金材料或者其他的铝-镁类铝合金材料。另外，在以上的实施方式中，虽然将本发明适用于车辆用门，但是通常本发明也能够适用于一般的铝合金接合材料。
【主权项】
1.一种异种铝合金材料的接合体，相对于一个铝-镁类铝合金材料将第一、第二铝-镁-硅类铝合金材料进行焊接，所述异种铝合金材料的接合体的特征在于，将该铝-镁类铝合金材料与第一铝-镁-硅类铝合金材料进行电弧焊接，将同一铝-镁类铝合金材料与第二铝-镁-硅类铝合金材料进行摩擦搅拌焊接。
2.根据权利要求1所述的异种铝合金材料的接合体，其特征在于，所述铝-镁类铝合金材料由镁含有量为2.2?2.8%的铝合金材料构成。
3.—种车辆用门，其特征在于，在权利要求1或2记载的异种铝合金材料的接合体中，所述第一铝-镁-硅类铝合金材料为车辆用门的车门窗框，所述铝-镁类铝合金材料为车辆用门的托架，所述第二铝-镁-硅类铝合金材料为车辆用门的内板、或者连接该内板与托架的中间托架。
【专利摘要】本发明提供一种异种铝合金材料的接合体以及车辆用门，在该异种铝合金材料的接合体中，相对于一个铝-镁类铝合金材料将第一、第二铝-镁-硅类铝合金材料进行焊接，能够追求位置精度的提高与累积尺寸误差的调节这两者，提高设计的自由度。所述异种铝合金材料的接合体，是将铝-镁类铝合金材料与第一铝-镁-硅类铝合金材料进行电弧焊接，将该铝-镁类铝合金材料与第二铝-镁-硅类铝合金材料进行摩擦搅拌焊接。
【IPC分类】B23K20-12, B60J5-04, B23K28-02, B23K9-00
【公开号】CN104772572
【申请号】CN201410009491
【发明人】清水谦二, 大泽成信, 吉原二郎
【申请人】白木工业株式会社
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月9日