所以接合边界相对于挤压方向（图2中的向下方向）倾斜角度e。对于 提高接合率（％)来说，接合边界的倾斜优选的是倾斜角度e大约为10°。可以由以下的 运算公式获得接合率（％ )(下文中相同）：
[0032] 接合率（％ ) = d/bX100(这里，d是接合边界在一体构件W的厚度方向上的维 数）。
[0033] 在图2中，附图标记"f"表示焊接期间的电激励和压力使各个材料熔化且塑性变 形并从接合部突出的部分。
[0034] 根据用于制造根据本实施方式的一体构件W的方法，与诸如电子束焊接、等离子 体焊接或TIG焊接等的现有技术的焊接方法相比，可以在短时间内以高质量方式执行第一 构件1和第二构件2的焊接，并且可以缩短制造周期并提高组装精度。即，根据环形电阻焊 接（在本实施方式中，焊接部为环形），可以以比上述现有技术的焊接更短的时间执行焊接 操作，并且由此可以在降低整体发热量并抑制焊接应变的同时执行第一构件和第二构件的 焊接。
[0035] 本实施方式所用的第一构件1由铝合金压铸件形成并含有预定量的硅（Si)。更 具体地，第一构件1由硅（Si)含量按重量计为7. 5%至18. 0%和铜（Cu)含量按重量计为 1. 5%至5. 0%的铝合金压铸件形成，并且通过将第二构件2压入到第一构件1且通过在挤 压期间电激励压入部以执行电阻焊接而与第二构件2 -体化。压入量H被设置为等于或大 于第二构件2的厚度b且小于第一构件1的厚度a的值，并且第一构件1与第二构件2的 交叠余裕c被设置为0. 5mm以上的值。
[0036] 另外，第一构件1由洛氏硬度为HRB 40以上，优选地为HRB 40至HRB 50的铝合 金压铸件形成，而第二构件2的洛氏硬度优选为HRB 80至HRB 85。然而，如果满足用于制 造上述一体构件W的挤压条件，则洛氏硬度可以是其它值。
[0037] 在已经如上所述执行由含有预定量的硅（Si)和铜（Cu)的铝合金压铸件形成的第 一构件1和由铁系材料形成的第二构件2的环形电阻焊接之后，如图3和图4所示，具有宽 度k的中间层α形成在第一构件1和第二构件2的接合边界中。中间层α包括Al-Fe-Si 三元系化合物，并且其宽度k比较小。
[0038] 根据本实施方式，因为通过使用由含有预定量的硅（Si)和铜（Cu)的铝合金压铸 件形成的第一构件1在接合边界中生成包括具有相对较高强度的Al-Fe-Si三元系化合物 的中间层α来代替包括Al-Fe二元系化合物的脆弱中间层，所以可以提高接合强度。另外， 因为添加物是硅（Si)，所以即使伴随电阻焊接的总热量增大，也可以避免中间层α的宽度 k不必要地增加。另外，因为除了硅（Si)之外将预定量的铜（Cu)添加到第一构件1，所以 可以促进由Al-Fe-Si三元系化合物形成的中间层α的生成，并由此可以进一步提高接合 强度。
[0039] 在执行由铝合金压铸件（样品Al至Α4)或铝合金铸件（样品Bl至Β3)形成的第 一构件1和由铁系材料形成的第二构件2的上述环形电阻焊接时获得表1中示出的结果。 为由铝合金压铸件形成的第一构件1制备的样品是：硅（Si)含量按重量计为5. 12%的样 品A1、硅（Si)含量按重量计为7. 45 %的样品A2、硅（Si)含量按重量计为10. 7 %的样品 A3以及硅（Si)含量按重量计为18. 1%的硅（Si)的样品A4。为由铝合金铸件形成的第一 构件1制备的样品是：硅（Si)含量按重量计为4. 53%的样品B1、硅（Si)含量按重量计为 6. 38%的样品B2以及硅（Si)含量按重量计为13. 2%的样品B3。
[0040] 表 1
[0041]
【主权项】
1. 一种用于通过焊接由铝合金材料形成的第一构件和由铁系材料形成的第二构件而 制造一体构件的方法，该方法的特征在于： 所述第一构件含有预定量的硅且厚度比所述第二构件的厚度大； 沿着所述第一构件和所述第二构件的厚度方向使所述第二构件挤压所述第一构件且 将所述第二构件压入所述第一构件中，与此同时向所述第一构件和所述第二构件的压入部 施加电流以借此执行电阻焊接，从而执行所述第一构件和所述第二构件的一体化； 将压入量设置为大于所述第二构件的厚度且小于所述第一构件的厚度的值；并且 将所述第一构件和所述第二构件的交叠余裕设置为0. 5mm以上的值。
2. 根据权利要求1所述的用于制造一体构件的方法，其中，所述第一构件由硅含量按 重量计为7. 5%至18. 0%的铝合金压铸件形成。
3.根据权利要求1所述的用于制造一体构件的方法，其中，所述第一构件由硅含量按 重量计为6. 5%至13. 0%的铝合金铸件形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制造一体构件的方法，其中，所述第一构件 具有HRB 40以上的洛氏硬度。
5. -种通过焊接由铝合金材料形成的第一构件和由铁系材料形成的第二构件而形成 的一体构件，该一体构件的特征在于： 所述第一构件含有预定量的硅且厚度比所述第二构件的厚度大； 沿着所述第一构件和所述第二构件的厚度方向使所述第二构件挤压所述第一构件且 将所述第二构件压入所述第一构件中，与此同时向所述第一构件和所述第二构件的压入部 施加电流以借此执行电阻焊接，从而执行所述第一构件和所述第二构件的一体化； 压入量被设置为大于所述第二构件的厚度且小于所述第一构件的厚度的值；并且 所述第一构件和所述第二构件的交叠余裕被设置为〇.5mm以上的值。
6. 根据权利要求5所述的一体构件，其中，所述第一构件由硅含量按重量计为7. 5%至 18. 0%的铝合金压铸件形成。
7.根据权利要求5所述的一体构件，其中，所述第一构件由硅含量按重量计为6. 5%至 13. 0%的铝合金铸件形成。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的一体构件，其中，所述第一构件具有HRB40以上 的洛氏硬度。
【专利摘要】提供一种一体构件制造方法，该方法涉及包括铝合金压铸材料的第一构件(1)和包括铁系材料的第二构件(2)的焊接和一体化，其中：第一构件(1)由包含预定量的硅且厚度尺寸大于第二构件(2)的构件构成；第二构件(2)相对于第一构件(1)沿厚度方向被推动并压配合在第一构件(1)中，与此同时向压配合部施加电流从而执行电阻焊接，致使第一构件和第二构件一体化；并且在压配合期间的压入量被设定成至少为第二构件(2)的厚度尺寸并且小于第一构件(1)的厚度尺寸，并且在压配合期间第一构件(1)和第二构件(2)之间的交叠余裕被设定为0.5mm以上。
【IPC分类】B23K11-20, C22C21-02, B23P19-02, B23K20-00, B23P11-02, B23K103-20, B23K11-00
【公开号】CN104812517
【申请号】CN201380061179
【发明人】土井康生, 望月良幸, 铃木启祐
【申请人】株式会社F.C.C.
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月11日
【公告号】DE112013005619T5, US20150251269, WO2014080791A1