异种材料板构造体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由材质不同的两个以上的金属构件构成的异种材料板构造体。更详细来说，涉及一种在机动车车身等中使用的异种材料板构造体。
【背景技术】
[0002]在机动车中，为了提高行驶性、操作性或者燃料利用率，谋求车体的轻型化。因此，在各种机动车车身部件中开始应用铝合金等那样的比重小的材料。例如，发动机罩(机盖)、车门、行李箱等机动车板构造体采用由外板(outer panel)和内板(inner panel)构成的中空构造体。作为这些板的材料，研究利用铝合金材料。
[0003]在该情况下，虽然能够将外板以及内板这两者变更为铝合金板，有时也设为使与各板的要求特性相应的特性的材料彼此组合而成的异种材料板构造体。具体来说，考虑利用铝合金板来形成要求设计性、轻型性以及碰撞能量的吸收性等的外板、并利用成形性优异的钢板来形成形状复杂且成形深度深的内板。
[0004]作为使用铝合金制外板和钢制内板而制造异种材料板构造体的方法，例如具有如下方法，即，通过将外板的周缘部折回而夹入内板的凸缘周缘部的折边加工(也称作折叠加工、卷边加工。)来将内板和外板形成为一体。在该方法中，通常，利用环氧类树脂、聚酯类树脂以及酚醛类树脂等热固化性树脂，在外板与内板之间设有也兼做用于防止电腐蚀的绝缘层的粘结剂层(树脂层)。
[0005]另一方面，所述的异种材料板构造体在组装于机动车车身进行涂装之后，以170?200°C的高温进行烤漆(烘烤)。此时，有时因铝合金制外板与钢制内板的线膨胀系数之差所造成的折边部的偏移而产生在铝合金制外板侧发生弯曲的热变形的问题。作为防止上述的热变形的方法，提出了下述方法:在通过折边加工而将内板和外板设为一体时，利用药芯焊丝(FCW)局部地对板构造体的各拐角部的规定的位置进行TIG焊接接合(参照专利文献I)。
[0006]在上述专利文献I所记载的方法中，若能够充分确保焊接接合部的强度，则可以防止折边部的偏移，因此是非常有效的。
[0007]但是，在钢材与铝材那样的异种材料接合中，除了TIG焊接以外，在MIG用焊接、激光焊接、点焊中的任一种焊接方法中均在焊接部的接合界面产生较脆的金属间化合物(例如铝与铁的金属间化合物即Al2Fe5),有时无法获得足够的接合强度。
[0008]作为不产生上述那样的金属间化合物的焊接方法，提出了使用由与一方的材料相同种类的材料构成的铆钉进行点焊的方法(参照专利文献2)。
[0009]在先技术文献
[0010]专利文献
[0011 ] 专利文献I:日本特开2013-184198号公报
[0012]专利文献2:日本特开2010-207898号公报
[0013]发明所要解决的课题
[0014]在所述的专利文献I所记载的异种材料板构造体的制造方法中，作为焊接方法，采用使用了FCW(药芯焊丝)的点接合等。然而，在该方法中，由于输入热量大，因此接合部的周围容易受到焊接热量的影响。
[0015]在将专利文献2所记载的铆钉应用于铝合金制外板与钢制内板的接合的情况下，铆钉和内板均为钢材，因此在接合部分不会产生Al2FedP样的较脆的金属间化合物。
[0016]但是，在将该方法应用于铝合金制外板的折边的情况下，由点焊产生的铆钉前端的熔融部的热量传递至铝材，有时在外板产生鼓出部分，显著损害板产品的外观。
[0017]在机动车车身用构件中，由于重视外观，因此谋求一种不仅避免接合强度劣化且避免外板的外观性劣化的接合方法。
【发明内容】
[0018]对此，本发明的目的在于，提供一种抑制折边加工部中的外板和内板的偏移以及板弯曲的产生、并且外板的外观性优异的异种材料板构造体。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]本发明所涉及的异种材料板构造体具有:由第一金属材料构成的外板;配置于该外板的下表面侧且由熔点比所述第一金属材料高的第二金属材料构成的内板；以及由与所述第二金属材料相同种类的材料构成且具备头部和轴部的铆钉，所述外板具备弯折周缘部来形成且借助粘结剂层保持所述内板的折边加工部，所述铆钉的所述头部残留于外板表面，所述轴部从所述外板的所述折边加工部的下表面侧朝向所述内板贯穿，所述轴部的前端与所述内板进行点焊，在所述内板上的与所述铆钉相对的位置具备朝向所述铆钉的轴向的突起部，在焊接后的所述内板的所述突起部与所述外板之间形成由所述粘结剂层构成或者由所述粘结剂层和空隙构成的绝热部。
[0021]所述铆钉的头部以及轴部中的至少一方也可以铆接于所述外板。
[0022]在该情况下，也可以在所述铆钉的与所述外板接触的部分设有电阻率比所述内板高的皮膜。
[0023]本发明的异种材料板构造体也可以在所述外板与所述内板之间设有粘结剂层。
[0024]另外，所述铆钉例如也可以与所述内板的拐角部进行接合。
[0025]本发明的异种材料板构造体中，例如所述第一金属材料可以为铝或者铝合金，所述第二金属材料可以为铁或者铁合金。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，由于能够抑制折边加工部中的外板与内板的偏移、板弯曲的产生，并且也能够抑制外板的鼓出部的形成，因此获得外观性优异的异种材料板构造体。
【附图说明】
[0028]图1A是示意性示出因板的烤漆时的热膨胀和收缩而导致的异种材料板构造体的变形的工序的图。
[0029]图1B是示出图1A的折边加工部的放大剖视图。
[0030]图2A是示意性示出将现有的使用了铆钉的点焊方法应用于板的接合的例子的图。
[0031]图2B是示意性示出在点焊时产生于外板的鼓出部的剖视图。
[0032]图3是示出作为异种材料板构造体的一例的发动机罩的仰视图。
[0033]图4是示出本实施方式的异种材料板构造体的折边加工部的剖视图。
[0034]图5A是示意性示出在内板上形成的突起部或者凸部的形状例的立体图。
[OO35 ]图5B是示意性示出在内板上形成的突起部或者凸部的形状例的立体图。
[0036]图5C是示意性示出在内板上形成的突起部或者凸部的形状例的立体图。
[0037]图f5D是示意性示出在内板上形成的突起部或者凸部的形状例的立体图。
[0038]图5E是示意性示出在内板上形成的突起部或者凸部的形状例的立体图。
[0039 ]图5F是示意性示出在内板上形成的突起部的形状例的立体图。
[0040]图5G是示意性示出在内板上形成的突起部的形状例的立体图。
[0041 ]图6A是示出铆钉的构造例的铆钉的轴向剖视图。
[0042]图6B是示出铆钉的构造例的铆钉的轴向剖视图。
[0043]图6C是示出铆钉的构造例的铆钉的轴向剖视图。
[0044]图6D是示出铆钉的构造例的铆钉的轴向剖视图。
[0045]图7A是示意性示出内板的突起部与铆钉的组合的剖视图。
[0046]图7B是示意性示出内板的突起部与铆钉的组合的剖视图。
[0047]图7C是示意性示出内板的突起部与铆钉的组合的剖视图。
[0048]图7D是示意性示出内板的突起部与铆钉的组合的剖视图。
[0049]图8A是将铆钉的安装方法按照其工序顺序示出的示意剖视图。
[0050]图SB是将铆钉的安装方法按照其工序顺序示出的示意剖视图。
[0051 ]图9A是将铆钉的另一安装方法按照其工序顺序示出的示意剖视图。
[0052]图9B是将铆钉的另一安装方法按照其工序顺序示出的示意剖视图。
[0053]图9C是将铆钉的另一安装方法按照其工序顺序示出的示意剖视图。
【具体实施方式】
[0054]以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。需要说明的是，本发明不限于以下说明的实施方式。
[0055][异种材料板构造体的热变形的机构]
[0056]图1A以及图1B是示意性表示由板的烤漆时的热膨胀收缩引起的异种材料板构造体1I的变形的工序的图，图1A是示出异种材料板构造体1I的整体的示意图，图1B是示出其折边加工部104的放大剖视图。图1A所示的异种材料板构造体101中，外板102由铝合金板形成，内板103由钢板形成。
[0057]S卩，外板102的线膨胀系数比内板103大。
[0058]另外，内板103配置于外板102的下表面侧。
[0059]因此，如图1B所示，通过烤漆时的加热，外板102的弯折的部分因热膨胀朝向板外侧方向较大偏移，产生从夹入内板103的位置偏移而露出的偏移变形、即所谓的“折边偏移”。另一方面，被涂敷于外板102与内板103之间的粘结剂层105因烤漆时的加热而开始热硬化，因此折边加工部104在较大偏移的状态下粘结固定于内板103。
[0060]而且，在烤漆结束后，外板102收缩，该现象造成外板102的线长的变化，成为在图1A所示那样的异种材料板构造体101的外板102上产生朝向上侧的弯曲的原因。当在外板102产生上述那样的弯曲时，在异种材料板构造体101的整体或者拐角部产生变形，因此难以获得