接合结构的制作方法

1.本发明涉及一种接合结构。


背景技术：

2.在专利文献1中公开了一种接合结构，在该接合结构中，在将第一金属材料和难以焊接到第一金属材料上的异种材料叠合起来的状态下，经由异种材料上的贯穿部对填充材料(焊丝)进行电弧焊。
3.此时，利用熔融的填充材料以覆盖异种材料的贯穿部的上表面侧外周部的方式形成凸缘部分。由此，填充材料相对于第一金属材料凝固收缩，从而产生凸缘部分与第一金属材料之间的压缩固定力，在该压缩固定力的作用下，将异种材料与第一金属材料固定起来。
4.专利文献1：国际公开第2018/030272号


技术实现要素：

[0005]-发明要解决的技术问题-[0006]
在专利文献1的发明中，水分有可能从外部通过第一金属材料和第二金属材料的叠合面之间的间隙侵入。而且，由于侵入的水分，在第一金属材料与第二金属材料相叠合的部分会发生电腐蚀，而有可能导致接合强度降低。
[0007]
本发明正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：抑制在金属材料与异种材料相叠合的部分发生电腐蚀。
[0008]-用以解决技术问题的技术方案-[0009]
本公开的各方面以一种接合结构为对象，在该接合结构中，由金属材料制成的第一部件、由难以焊接到该第一部件上的材料制成的第二部件、以及由焊接到该第一部件上的填充材料制成的第三部件相互接合，本公开采取了以下技术方案。
[0010]
即，第一方面是这样的，在所述第二部件上形成有朝着所述第一部件贯穿该第二部件的贯穿部，所述第三部件经由所述贯穿部焊接到所述第一部件上，在所述第一部件和所述第二部件的叠合面中的至少一个叠合面上形成有凹陷部，该凹陷部形成在与所述贯穿部不同的空间，并以包围该贯穿部的方式在整个一周上凹陷，所述凹陷部形成在与焊接部不同的空间，并以包围该焊接部的方式在整个一周上凹陷，该焊接部为所述第一部件与所述第三部件焊接在一起的焊接部位，在所述凹陷部设有密封材料，该密封材料堵住所述第一部件和所述第二部件的叠合面之间的间隙。
[0011]
在第一方面中，在第一部件和第二部件的叠合面中的至少一个叠合面上形成有凹陷部。凹陷部以包围第二部件的贯穿部的方式在整个一周上凹陷。在凹陷部设有密封材料。
[0012]
如上所述，通过用密封材料堵住第一部件和第二部件的叠合面之间的间隙，从而能够抑制水分从外部侵入第一部件和第二部件的叠合部分。
[0013]
由此，在焊接部的周围能够抑制在第一部件与第二部件相叠合的部分发生电腐蚀，从而确保接合强度，该焊接部为第一部件与第三部件焊接在一起的焊接部位。
[0014]
第二方面在第一方面的基础上，所述凹陷部的至少一部分朝着与所述第一部件和所述第二部件的叠合方向交叉的方向敝口。
[0015]
在第二方面中，凹陷部朝着与第一部件和第二部件的叠合方向交叉的方向敞口。例如，通过切掉第二部件的侧面的一部分，从而使凹陷部敞口。
[0016]
由此，能够使因焊接时的热而变形的密封材料、因密封材料的一部分蒸发而产生的气体从凹陷部向开口释放。
[0017]
第三方面在第一或第二方面的基础上，所述凹陷部的至少一部分朝着所述第一部件和所述第二部件的叠合方向敞口。
[0018]
在第三方面中，凹陷部朝着第一部件和第二部件的叠合方向敞口。例如，在第二部件上形成凹陷部，并且将第一部件的端缘部以俯视时与凹陷部相叠合的方式错开布置，由此使凹陷部敞口。
[0019]
由此，能够使因焊接时的热而变形的密封材料、因密封材料的一部分蒸发而产生的气体从凹陷部向开口释放。
[0020]
第四方面在第一到第三方面中任一方面的基础上，在所述第一部件和所述第二部件中的至少一者上，形成有与所述凹陷部连通的作为开口的连通部，所述连通部形成在与所述焊接部不同的空间。
[0021]
在第四方面中，在第一部件和第二部件的至少一者上形成有连通部。连通部与凹陷部连通。
[0022]
由此，能够使因焊接时的热而变形的密封材料、因密封材料的一部分蒸发而产生的气体从连通部释放。
[0023]
第五方面在第一到第四方面中任一方面的基础上，所述凹陷部形成在板厚比所述第二部件薄的所述第一部件侧，所述凹陷部是通过使所述第一部件塑性变形为立体形状而形成的。
[0024]
由此，提高了板厚比第二部件薄的第一部件侧的强度。
[0025]-发明的效果-[0026]
根据本公开的各个方面，能够抑制在金属材料与异种材料相叠合的部分发生电腐蚀。
附图说明
[0027]
图1是用于说明本第一实施方式所涉及的接合结构的侧面剖视图；
[0028]
图2是沿图1中的a-a线剖开的剖视图；
[0029]
图3是用于说明本第二实施方式所涉及的接合结构的侧面剖视图；
[0030]
图4是沿图3中的b-b线剖开的剖视图；
[0031]
图5是用于说明本第三实施方式所涉及的接合结构的侧面剖视图；
[0032]
图6是用于说明本第四实施方式所涉及的接合结构的侧面剖视图；
[0033]
图7是用于说明本第五实施方式所涉及的接合结构的侧面剖视图。
具体实施方式
[0034]
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下对优选实施方
式的说明在本质上仅为举例说明，并没有对本发明、本发明的应用对象或其用途加以限制的意图。
[0035]
(第一实施方式)
[0036]
图1示出了用于将由金属材料制成的第一部件10、由难以焊接到第一部件10上的材料制成的第二部件20、以及由填充材料制成的第三部件30相互接合起来的接合结构。
[0037]
第一部件10是由金属材料制成的板状部件。
[0038]
第二部件20是由难以焊接到第一部件10上的材料制成的板状部件。第二部件20叠合在第一部件10的上侧。第二部件20具有朝着第一部件10贯穿该第二部件20的圆形贯穿部21。
[0039]
需要说明的是，在本实施方式中，以圆形通孔为例对贯穿部21进行说明，但贯穿部21也可以是椭圆形通孔或长孔形通孔。
[0040]
在第二部件20上形成有凹陷部41。凹陷部41形成在第二部件20的与第一部件10相叠合的叠合面上。凹陷部41形成在与贯穿部21不同的空间，并以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷。
[0041]
凹陷部41形成在与焊接部不同的空间，并以包围焊接部的方式在整个一周上凹陷，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。
[0042]
在凹陷部41中设有密封材料40。密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙。密封材料40例如是涂敷于凹陷部41的树脂材料或粘接剂。需要说明的是，作为密封材料40也可以使用0形环或垫圈等，并将其嵌入凹陷部41中。
[0043]
凹陷部41分别朝着与第一部件10和第二部件20的叠合方向交叉的方向以及第一部件10和第二部件20的叠合方向敞口。
[0044]
在图2所示的例子中，凹陷部41形成为俯视时呈矩形框状。在第二部件20的上侧面、下侧面、左侧面这三个侧面中，第二部件20的各个侧面的一部分被切掉。由此，凹陷部41朝着与第一部件10和第二部件20的叠合方向相交叉的方向(图2中的上方、下方、左方)敞口。
[0045]
第一部件10的右侧端缘部以俯视时与凹陷部41的一部分相叠合的方式与凹陷部41错开布置。由此，在图1中，右侧的凹陷部41朝着第一部件10和第二部件20的叠合方向(图1中的下方)敞口。
[0046]
第三部件30由填充材料制成，该填充材料为种类与第一部件10相同的金属材料。此处，相同种类的金属材料是指能够相互焊接起来的金属，不仅指的是相同材质的金属材料，还指彼此为黑色金属材料、有色金属材料等焊接接合性良好的金属材料。换言之，相同种类的金属材料是指焊接的相容性良好的同种材料。
[0047]
具体而言，作为焊接时第一部件10和第三部件30的组合，能够列举出以下组合。作为黑色金属材料的组合，例如有低碳钢和低碳钢、不锈钢和不锈钢、低碳钢和高张力钢、高张力钢和高张力钢等。作为有色金属材料的组合，例如有铝和铝、铝和铝合金、铝合金和铝合金等。
[0048]
形成第二部件20的异种材料是材质与形成第一部件10和第三部件30的同种类金属材料不同的材料，该材质难以焊接到第一部件10和第三部件30上。
[0049]
例如，在将形成第一部件10和第三部件30的同种类金属材料设为黑色金属材料的
情况下，形成第二部件20的异种材料为铜材料或铝材料等有色金属材料。此外，作为相对于金属材料的异种材料例如有：cfrp(carbon fiber reinforced plastics，碳纤维增强塑料)、pet(polyethlen terephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)、工程塑料(engineering plastic)等树脂材料。
[0050]
需要说明的是，在以下的说明中，对作为第一部件10使用了低碳钢材料、作为第二部件20使用了铝材料、作为由填充材料制成的第三部件30使用了低碳钢材料的情况进行了说明。
[0051]
电弧焊机1包括喷嘴2和导电嘴3。喷嘴2向焊接对象物的焊接部位供给保护气体等。导电嘴3向第三部件30供给焊接电流。
[0052]
电弧焊机1通过一边向第二部件20的贯穿部21内输送第三部件30一边供给焊接电流，从而在第三部件30与第一部件10之间产生电弧5。通过电弧焊而熔融的第三部件30与第一部件10熔融结合，并且层叠在贯穿部21内。熔融后的第三部件30在填满贯穿部21内之后，流向贯穿部21的上表面侧的周缘部，并扩展成凸缘状。
[0053]
在熔融后的第三部件30成为焊缝(bead)的过程中，在第三部件30形成凸缘部31，该凸缘部31按压第二部件20的贯穿部21的周缘部。凸缘部31在第二部件20的与第一部件10相反一侧的面(图1中为上表面)上向比贯穿部21更靠径向外侧突出。
[0054]
密封材料40因焊接时的热而变形。此外，密封材料40的一部分因焊接时的热而蒸发成气体。此处，如上所述，凹陷部41分别朝着与第一部件10和第二部件20的叠合方向交叉的方向、以及第一部件10和第二部件20的叠合方向敞口。因此，能够使在凹陷部41内变形并流动的密封材料40、在凹陷部41内产生的气体从凹陷部41朝开口释放。此外，至少能够使气体朝板厚方向上的开口释放。
[0055]
然后，第三部件30相对于第一部件10凝固收缩，由此由异种材料制成的第二部件20就被压缩固定在凸缘部31与第一部件10之间。
[0056]
需要说明的是，凹陷部41形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。密封材料40被注入作为凹陷部41形成在第一部件10上的密封材料40用纵向注入路径、以及以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷的横向连通路径。利用密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙，从而提高密封性。在该状态下，通过将第一部件10和第三部件30焊接在一起，从而能够防止水分从外周侧侵入。
[0057]
如上所述，根据本实施方式所涉及的接合结构，通过用密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙，而能够抑制水分从外部侵入到第一部件10和第二部件20的叠合部分。
[0058]
由此，在焊接部的周围能够抑制在第一部件与第二部件相叠合的部分发生电腐蚀，从而确保接合强度，该焊接部为第一部件与第三部件焊接在一起的焊接部位。
[0059]
(第二实施方式)
[0060]
以下，对与上述第一实施方式相同的部分标注相同的符号，仅说明不同点。
[0061]
如图3所示，在第二部件20上形成有凹陷部41。凹陷部41形成在第二部件20的与第一部件10相叠合的叠合面上。凹陷部41形成在与贯穿部21不同的空间，并以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷。此外，凹陷部41形成在与焊接部不同的空间，并以包围焊接部的
方式在整个一周上凹陷，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。
[0062]
在凹陷部41中设有密封材料40。密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙。
[0063]
在图4所示的例子中，当俯视时凹陷部41形成为矩形框状。通过切掉第二部件20的侧面的一部分，而使得凹陷部41朝着与第一部件10和第二部件20的叠合方向交叉的方向(图4中的上方、下方、左方)敞口。
[0064]
第一部件10布置为堵住图3中右侧的凹陷部41的下方开口。在第一部件10和第二部件20上形成有作为开口部的连通部42。连通部42与图3中右侧的凹陷部41连通。
[0065]
连通部42形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。
[0066]
亦如图4所示，连通部42由圆形连通孔构成。在第一部件10和第二部件20上各形成有一个连通孔。需要说明的是，也可以在俯视时沿着凹陷部41留出间隔地形成有多个连通部42。
[0067]
此处，当利用电弧焊机1将第三部件30焊接到第一部件10上时，密封材料40因焊接时的热而发生变形。此外，密封材料40的一部分因焊接时的热而蒸发成气体。
[0068]
在图3所示的例子中，通过切掉第二部件20的侧面的一部分，而使得凹陷部41朝着与第一部件10和第二部件20的叠合方向交叉的方向(图3中的左方)敞口。此外，凹陷部41通过连通部42朝着第一部件10和第二部件20的板厚方向即叠合方向(图3中的上下方向)敞口。连通部42形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。
[0069]
由此，能够使在凹陷部41内变形并流动的密封材料40、在凹陷部41内产生的气体从凹陷部41向开口释放，并且也至少从作为板厚方向即叠合方向上的开口的连通部42释放。
[0070]
(第三实施方式)
[0071]
如图5所示，在第一部件10形成有凹陷部41。凹陷部41形成在第一部件10的与第二部件20相叠合的叠合面上。凹陷部41是通过对板厚比第二部件20薄的第一部件10进行冲压成形，使第一部件10塑性变形为立体形状而形成的。凹陷部41朝着下方呈台阶状地凹陷。凹陷部41形成在与贯穿部21不同的空间，并以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷。
[0072]
在凹陷部41中设有密封材料40。密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙。
[0073]
凹陷部41分别朝着与第一部件10和第二部件20的叠合方向交叉的方向、以及第一部件10和第二部件20的叠合方向敞口。
[0074]
在图5中，右侧的凹陷部41朝着与第一部件10和第二部件20的叠合方向相交叉的方向(图5中的右方)敞口。
[0075]
第二部件20的左侧端缘部以俯视时与凹陷部41的一部分相叠合的方式与凹陷部41错开布置。由此，在图5中，左侧的凹陷部41朝着第一部件10和第二部件20的叠合方向(图5中的上方)敞口。
[0076]
由此，通过在板厚比第二部件20薄的第一部件10侧形成凹陷部41，从而提高板厚比第二部件20薄的第一部件10侧的强度，该凹陷部41是通过冲压成形，塑性变形为立体形
状而形成的。
[0077]
凹陷部41形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。密封材料40被注入作为凹陷部41形成在第一部件10上的密封材料40用纵向注入路径、以及以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷的横向连通路径。利用密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙，从而提高密封性。在该状态下，通过将第一部件10和第三部件30焊接在一起，从而能够防止水分从外周侧侵入。
[0078]
即使在因焊接时的热而在凹陷部41内发生密封材料40变形或产生气体的情况下，也能够使流动的密封材料40或气体从凹陷部41朝开口释放。此外，至少能够使气体朝板厚方向上的开口释放。
[0079]
(第四实施方式)
[0080]
如图6所示，在第一部件10上形成有凹陷部41。凹陷部41形成在第一部件10的与第二部件20相叠合的叠合面上。凹陷部41是通过对板厚比第二部件20薄的第一部件10进行冲压成形，使第一部件10塑性变形为立体形状而形成的。凹陷部41朝着下方呈台阶状地凹陷。凹陷部41形成在与贯穿部21不同的空间，并以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷。
[0081]
第二部件20布置为堵住凹陷部41的上方开口。在第二部件20上形成有作为开口的连通部42。连通部42形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。连通部42与凹陷部41连通。在图6所示的例子中，在与左侧的凹陷部41连通的位置处和与右侧的凹陷部41连通的位置处形成有连通部42，但也可以任意设定连通部42的数量和位置。
[0082]
由此，通过在板厚比第二部件20薄的第一部件10侧形成凹陷部41，从而提高板厚比第二部件20薄的第一部件10侧的强度，该凹陷部41是通过冲压成形，塑性变形为立体形状而形成的。
[0083]
凹陷部41形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。密封材料40被注入作为凹陷部41形成在第一部件10上的密封材料40用纵向注入路径、以及以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷的横向连通路径。利用密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙，从而提高密封性。在该状态下，通过将第一部件10和第三部件30焊接在一起，从而能够防止水分从外周侧侵入。
[0084]
即使在因焊接时的热而在凹陷部41内发生密封材料40变形或产生气体的情况下，也能够使流动的密封材料40或气体至少从板厚方向上的开口即连通部42释放。
[0085]
(第五实施方式)
[0086]
如图7所示，在第一部件10形成有凹陷部41。凹陷部41形成在第一部件10的与第二部件20相叠合的叠合面上。凹陷部41是通过对板厚比第二部件20薄的第一部件10进行冲压成形，使第一部件10塑性变形为立体形状而形成的。凹陷部41朝着下方呈台阶状地凹陷。凹陷部41形成在与贯穿部21不同的空间，并以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷。此外，凹陷部41形成在与焊接部不同的空间，并以包围焊接部的方式在整个一周上凹陷，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。第二部件20布置为堵住凹陷部41的上方开口。
[0087]
在第一部件10上形成有作为开口的连通部42。连通部42形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。连通部42与凹陷部41连
通。在图7所示的例子中，在与左侧的凹陷部41连通的位置处和与右侧的凹陷部41连通的位置处形成有连通部42，但也可以任意设定连通部42的数量和位置。
[0088]
由此，通过在板厚比第二部件20薄的第一部件10侧形成凹陷部41，从而提高板厚比第二部件20薄的第一部件10侧的强度，该凹陷部41是通过冲压成形，塑性变形为立体形状而形成的。
[0089]
凹陷部41形成在与焊接部不同的空间，该焊接部为第一部件10与第三部件30焊接在一起的焊接部位。密封材料40被注入作为凹陷部41形成在第一部件10上的密封材料40用纵向注入路径、以及以包围贯穿部21的方式在整个一周上凹陷的横向连通路径。利用密封材料40堵住第一部件10和第二部件20的叠合面之间的间隙，从而提高密封性。在该状态下，通过将第一部件10和第三部件30焊接在一起，从而能够防止水分从外周侧侵入。
[0090]
即使在因焊接时的热而在凹陷部41内发生密封材料40变形或产生气体的情况下，也能够使流动的密封材料40或气体至少从板厚方向上的开口即连通部42释放。
[0091]
(其他实施方式)
[0092]
上述实施方式也可以采用以下结构。
[0093]
在本实施方式中，对第一部件10的凹陷部41进行了电弧焊，但也可以例如使用作为填充材料的填充焊丝进行激光焊接，即进行所谓的激光填料焊接。
[0094]
在本实施方式中，在第一部件10或第二部件20上形成有凹陷部41，但也可以在第一部件10和第二部件20上分别形成有凹陷部41。
[0095]-产业实用性-[0096]
综上所述，本发明能够收到可抑制在金属材料与异种材料相叠合的部分发生电腐蚀这样的实用性高的效果，因此极其有用，产业实用性高。
[0097]-符号说明-[0098]
10
ꢀꢀꢀ
第一部件
[0099]
20
ꢀꢀꢀ
第二部件
[0100]
21
ꢀꢀꢀ
贯穿部
[0101]
30
ꢀꢀꢀ
第三部件
[0102]
40
ꢀꢀꢀ
密封材料
[0103]
41
ꢀꢀꢀ
凹陷部
[0104]
42
ꢀꢀꢀ
连通部