[发明专利]金属材料的接合方法及金属接合体

说明书

本发明提供一种接合方法，其是将同种及异种的各种组合的金属材料牢固地接合的简便的方法，在接合异种金属的情况下，能够抑制接合部的电解腐蚀。此外，本发明提供一种金属接合体，其具有接合部，该接合部具有高接合强度，其使得在拉伸试验中接头利用金属部伸长，该金属接合体使得接合部的电解腐蚀被非常有效地抑制。本发明的金属材料的接合方法的特征在于，具有：第一工序，经由树脂层使一方的金属材料与另一方的金属材料抵接，形成被接合界面；以及第二工序，向所述一方的金属材料和/或所述另一方的金属材料的表面照射激光，在所述被接合界面将所述树脂层和所述一方的金属材料接合，并且将所述树脂层和所述另一方的金属材料接合，形成接合部。

技术领域

本发明涉及将金属材料彼此接合的方法及金属接合体。

背景技术

以往，在金属材料彼此的接合中，采用的是铆钉紧固等机械接合、电弧焊以及激光焊接等熔融焊接方法。然而，在使用铆钉紧固的情况下，由于部件因紧固部的大小、重量而大型化、重量化，而且设计的自由度也降低，因此，能够应用的部件受到限制。

此外，在熔融焊接中，除了接合部成为熔融凝固组织以外，还形成热影响部，作为接合结构体不能充分地用金属母材(被接合材料)的机械性质。进一步，在接合异种金属材料的情况下，在接合界面形成脆弱的金属间化合物层，难以保证接头的强度及可靠性。

与此相对，近年来，将金属材料以固相进行接合的方法受到了关注，研究了采用摩擦压接或摩擦搅拌接合的金属材料的接合方法。例如，在专利文献1(日本特开2009-299138号公报)中，提出了一种金属材料的接合方法，由该方法得到的是钢材与铝合金材料的异种材料接合体，其中，将接合的钢材设为特定组成，另一方面，使接合的铝合金材料成为特定组成的Al-Mg-Si系铝合金，在异种材料接合体的铝合金材料侧的接合界面中含有特定量的Li、Mn，并且在限制了Fe的含量的基础上，得到在异种材料接合体的接合界面形成有Fe和Al的反应层的异种材料接合体。

在上述专利文献1记载的金属材料的接合方法中，通过钢材的材料表面的含有Mn、Si的外部氧化物层，和钢材的材料表面正下方的含有Mn、Si的内部氧化物层这两者，抑制点焊时的Fe及Al的扩散，抑制接合界面的Al-Fe系的脆反应层的过度生成，而且，在铝合金材料的与钢材的接合面侧，作为对存在于钢材表面上的外部氧化物层具有还原的功能的元素，使Li、Mn中的1种或2种预先存在，通过由Li、Mn产生的还原作用而破坏钢材的难以被破坏的外部氧化物层，从而能够有效地控制点焊时的Fe、Al的扩散，使其达到必要且不过度抑制的程度。其结果，能够抑制接合界面中的Al-Fe系的脆反应层(金属间化合物层)的过量生成，另一方面，能够确保为了得到高接合强度所必要的最小限度的Al-Fe系的反应层(金属间化合物层)，得到高接合强度。

此外，在专利文献2(日本特开2015-139789号公报)中，提出了一种异质部件的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，在采用摩擦搅拌接合将金属部件和具有比金属部件的熔点低的熔点的接合部件接合的方法中，(i)在具备接合面的孔径比相反侧的孔径小的形状的孔的金属部件上重叠接合部件，(ii)一边使接合工具旋转一边将接合工具按压于上述孔的上部的接合部件，将接合部件压入上述孔中而形成接合接头。

在上述专利文献2所记载的异质部件的摩擦搅拌接合方法中，在一方的金属部件上形成接合面的孔径比相反侧的孔径小的形状的孔，在该孔的内部压入并填充要接合的另一方的部件，由此能够用摩擦搅拌接合将特性(熔点)不同的两个部件(例如，一方是镀层钢板等铁系部件或钛(合金)部件，另一方是由铝、镁或它们的合金、或者树脂等构成的部件)牢固地接合。

[现有技术文献]

专利文献：

专利文献1：日本特开2009-299138号公报

专利文献2：日本特开2015-139789号公报

发明内容

[发明所要解决的技术问题]