[发明专利]异种材料焊接用填充焊剂焊丝、异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在对汽车等运送机械及建材等用的部件进行异种材料焊接时所使用的异种材料焊接用填充焊剂焊丝、使用该异种材料焊接用填充焊剂焊丝的异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法，尤其涉及一种适于用在铝或铝合金材料与镀锌钢板的焊接中的异种材料焊接用填充焊剂焊丝和异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法。

背景技术

目前，在汽车等运送机械中，使用钢材作为车身等的材料。作为运送机械等的部件使用的钢材由于在使用时会曝露于雨水等中，所以对表面实施防锈用的镀锌。由此，利用在镀锌表面形成的氧化被膜得到防水效果，并且在钢材表面存在瑕疵或气孔等的情况下，使锌优先于铁腐蚀(牺牲防腐蚀)。

最近，从保护环境的观点出发正急速开展混合动力汽车以及电动汽车等的研究开发，为了提高燃料利用率等，对这些汽车的车身等要求轻量化。而且，为了达成车身等的轻量化，正在研究由铝或铝合金材料(以下，将铝材料以及铝合金材料总称为铝合金材料)构成作为材料使用的钢材的一部分。

因此，在制造车身等时，需要对钢材和铝合金材料进行异种材料接合。作为对钢材和铝合金材料进行异种材料接合的技术，例如有如下方法：一边供给填充焊剂焊丝，一边通过MIG焊接或激光弧焊接对母材间进行接合(专利文献1)。

MIG(Metal Insert Gas：MIG)焊接是一种向要接合的部位的周边供给作为保护气体的氩气或氦气等惰性气体，在焊接焊丝和所述部位之间产生电弧，从而对钢材和铝合金材料进行熔化接合的方法。该MIG焊接由于是在通过保护气体遮蔽大气的状态下进行焊接作业，所以具有不会受到空气中的氧的影响来进行焊接的特征。另一方面，激光焊接是在向接头部供给焊接焊丝的同时，对该焊接焊丝以及接头部照射激光，利用激光使焊接焊丝以及接头部加热熔化的方法。

专利文献1：JP特开2003-211270号公报

专利文献2：JP特开2008-68290号公报

但是，在所述的现有技术中存在以下问题。在汽车的车身等构造物中，在对接焊接钢材和铝合金材料的情况下，在对焊接接头部施加外力时，在母材间作用有拉伸应力以及剪切应力。另一方面，例如在重合焊接钢材和铝合金材料的情况下，在对焊接接头部施加外力时，不仅在母材间作用有拉伸应力以及剪切应力，并且在焊接部界面，有剥离应力作用在将两个母材相互拉开的方向。因此，在焊接异种材料之间时，要求焊接接头部不仅具备拉伸剪切强度，还要具备高的剥离强度(抗剥强度)。但是，目前，在通过焊接接合钢材和铝合金材料的情况下，在接合部生成脆性高的金属间化合物，与焊接同一种类的部件之间的情况相比，存在接合部的拉伸剪切强度以及剥离强度下降的问题。

另外，在使用专利文献1公开的填充焊剂焊丝进行异种材料激光焊接的情况下，存在着由于组成的不同而导致接合部周边的韧性下降，剥离强度下降的情况。

本申请发明人在引用文献2中提出了在对钢材和铝合金材料进行MIG焊接或激光弧焊接时所使用的填充焊剂焊丝以及异种材料接合方法。但是，即便是引用文献2公开的填充焊接焊丝也存在由于组成的不同而导致接合部的剥离强度下降的情况。

发明内容

本发明是鉴于所述问题而提出的，其目的在于提供一种在对铝或铝合金材料与镀锌钢材进行焊接时，能够提高焊接接头部的拉伸剪切强度以及焊接部界面的剥离强度的异种材料焊接用填充焊剂焊丝、异种材料激光焊接方法以及异种材料MIG焊接方法。

本发明的异种材料激光焊接用填充焊剂焊丝是一种用于铝或铝合金材料与镀锌钢材这两种异种材料激光焊接中的异种材料激光焊接用填充焊剂焊丝，其具有筒状的皮材、焊剂，

所述筒状的皮材由含有0.8～1.9质量％的Si、余量是铝以及不可避免杂质的铝合金形成，所述焊剂填充在所述皮材内，并含有20～60质量％的氟化铯，

作为所述皮材中的不可避免杂质，有Mn、Mg或Fe，其含量分别是皮材的总质量的0.10质量％以下，

所述焊剂的填充率是焊丝的总质量的5～20质量％。

优选的是，构成所述皮材的铝合金的Si的含量是0.8～1.4质量％。

本发明的异种材料激光焊接方法，使用所述异种材料激光焊接用填充焊剂焊丝，由铝或铝合金材料与镀锌钢材构成接头部，对该接头部一边供应所述异种材料激光焊接用填充焊剂焊丝一边照射激光，从而接合所述铝或铝合金材料与所述镀锌钢材。