ブックタイトルマツダ技報　2016 No.33

概要

マツダ技報　2016 No.33

マツダ技報No.33(2016)試した。接合試験はアルミと鋼板の2枚組または3枚組(アルミ/鋼板/鋼板)とし,先端径6mmのR8電極を用いて抵抗スポット溶接した。溶接時間は一定とし,電流値はめっき種,板組みごとに溶接チリが発生しない範囲で設定した。2.2断面観察接合過程におけるめっきの挙動や接合界面のIMC形成状態を明らかにするため,光学顕微鏡,電子線マイクロアナライザー(EPMA),走査型電子顕微鏡(SEM),透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて接合界面の組織観察と成分分析を行った。3.試験結果と考察3.1接合中のめっきの挙動Fig. 5にDC材とGAを用いた3枚組接合試験片の断面マクロ分析結果を示す。接合時間は最大30cyc(=0.5sec)とし,時間経過による変化を観察した。時間の経過とともにDC材の溶融域が拡大し,その溶融域内にGAめっき層に含まれるFe成分とZn成分が拡散していくことが分かる。通常,溶融しためっき成分は加圧とともに接合部外へ排出されると考えられるが,併せて,アルミ内部へ拡散することが確認できた。Fig. 6 Result of Optical Micrograph and EPMA Analysisnearby GA/DC Interface3.2 IMC層の分布調査鋼板/アルミ異材抵抗スポット溶接では,IMC層厚さが1~2μm程度の場合に高い接合強度が得られるとの報告がある(2)。そこでアルミに6000系合金板を使用し,接合界面にあるIMCの厚さを光学顕微鏡により計測した。鋼板がGAの場合はZn-Fe合金層とIMCの判別が困難なため,IMCを含む中間層の厚さを測定した。接合中心からの距離を横軸とした厚さの分布図をFig. 7に示す。また,Fig. 7中の①,②,③の各範囲の断面写真を鋼板別にFig.8に示す。Fig. 7 Thickness Distribution Chart of Interfacial Layer onSteel/6000 Series Aluminum Joint Cross-Section SurfaceFig. 5 Result of Macro EPMA Analysis of GA/DC JointCross-Section Surface更に接合部中央の界面近傍における組織変化を光学顕微鏡観察と面分析結果を元に模式図化した(Fig. 6)。めっきに含まれるFe成分はDC材内部へ徐々に拡散するが,短時間側では界面近傍にFe成分が層状に残存し,Fe濃化層とDC母材との際が起点となり接合後に割れが発生している。一方,30cyc時点で界面近傍に濃化した領域はなく,めっき成分はほぼDC材側に拡散している。以上,めっきは接合中に溶融して鋼板の新生面を露出させるが,その後のアルミ側への拡散が不十分な場合は接合強度を低下させることが分かった。Fig. 8 Optical Micrograph of Steel/6000 Series AluminumJoint Cross-Section Surface-126-