异种材料接合用电弧焊法、接合辅助构件、异种材料焊接接头和带接合辅助构件的板材
阅读：583发布：2021-12-13
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1.一种异种材料接合用电弧焊法，是将铝合金或镁合金制的第一板和钢制的第二板进行接合的异种材料接合用电弧焊法，其中，具备：
在所述第一板打出圆形的孔的工序；
将钢制的接合辅助构件压入所述第一板的孔中的工序，其中，所述钢制的接合辅助构件，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述第一板的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部；
使所述第一板与所述第二板重叠的重叠工序；
通过以下的(a)～(e)的任意一种方法，以焊接金属填充所述接合辅助构件的中空部，并且焊接所述第二板和所述接合辅助构件的填充焊接工序，
(a)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的焊丝作为熔化电极使用的气体保护电弧焊法；
(b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊法；
(c)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的钨极气体保护电弧焊法；
(d)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的等离子电弧焊法；
(e)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的涂药焊条作为熔化电极使用的焊条电弧焊法。
2.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，
在所述第二板上，通过拉深加工形成有膨胀部，
在所述重叠工序中，所述第二板的膨胀部配置在所述第一板的孔内。
3.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述重叠工序之前，还具备在所述第一板与所述第二板中的至少一方的重叠面上，对于所述孔的周围，遍及全周而涂布粘接剂的工序。
4.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述压入工序中，对于所述接合辅助构件和与该接合辅助构件对置的所述第一板之间的至少一方的对置面上，涂布粘接剂。
5.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述压入工序时，或者，在所述填充焊接工序后，在所述接合辅助构件与所述第一板的表面的边界部涂布粘接剂。
6.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的轴部的高度PH1为所述第一板的板厚BH的10％以上、100％以下。
7.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的轴部的最大外径PD1相对于所述第一板的孔的直径BD为102％以上、125％以下。
8.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2相对于所述第一板的孔的直径BD为105％以上。
9.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2是所述第一板的板厚BH的50％以上、150％以下。
10.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述填充焊接工序中，在所述接合辅助构件的表面上形成有余高，且所述余高的直径WD相对于所述接合辅助构件的中空部的直径PS为105％以上。
11.根据权利要求1所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2和所述第一板的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，在所述压入工序中，将所述轴部在凸缘部侧具有收缩部的钢制的接合辅助构件，以使所述凸缘部的露出面与所述第一板的表面大致齐平或位于所述第一板的表面的内侧的方式，压入所述第一板的孔。
12.根据权利要求11所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的厚度在所述第一板的板厚以下。
13.根据权利要求11所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述压入工序后，所述第一板被冲压成形。
14.根据权利要求11所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2为所述第一板的板厚BH的20％以上、80％以下。
15.根据权利要求11所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2相对于所述第一板的孔的直径BD为110％以上、200％以下。
16.根据权利要求11所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述填充焊接工序中，所述焊接金属距所述凸缘部的露出面的未填充高度PH3为所述第一板的板厚BH的30％以下。
17.一种接合辅助构件，其被用于权利要求1～10中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，
所述接合辅助构件为钢制，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述第一板的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部。
18.一种接合辅助构件，其被用于权利要求11～16中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，
所述接合辅助构件为钢制，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2和所述第一板的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部。
19.一种异种材料焊接接头，是具备铝合金或镁合金制的第一板和电弧焊于该第一板上的钢制的第二板的异种材料焊接接头，其中，
所述第一板具有圆形的孔，该圆形的孔面向所述第一板的与所述第二板重叠的重叠面，
所述异种材料焊接接头还具备钢制的接合辅助构件，其具有有着固定在设于所述第一板的孔内的轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述第一板的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，
所述接合辅助构件的中空部，由铁合金或Ni合金的焊接金属填充，并且，由所述焊接金属和熔融的所述第二板及所述接合辅助构件的一部分形成熔融部。
20.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，在所述第一板的孔内配置形成于所述第二板的膨胀部。
21.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，在所述第一板与所述第二板中的至少一方的所述重叠面上，在所述孔的周围，具备遍及全周而设的粘接剂。
22.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，具备设于所述接合辅助构件和与该接合辅助构件对置的所述第一板之间的至少一方的对置面上的粘接剂。
23.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，具备设于所述接合辅助构件与所述第一板的表面的边界部的粘接剂。
24.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的轴部的高度PH1是所述第一板的板厚BH的10％以上、100％以下。
25.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的轴部的最大外径PD1相对于所述第一板的孔的直径BD为102％以上、125％以下。
26.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2相对于所述第一板的孔的直径BD为105％以上。
27.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2是所述第一板的板厚BH的50％以上、150％以下。
28.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，在所述接合辅助构件的表面上形成有余高，且所述余高的直径WD相对于所述接合辅助构件的中空部的直径PS为105％以上。
29.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的轴部压入所述第一板的孔中而被固定。
30.根据权利要求19所述的异种材料焊接接头，其中，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2和所述第一板的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，
所述接合辅助构件以使所述凸缘部的露出面与所述第一板的表面大致齐平或位于所述第一板的表面的内侧的方式，被固定在所述第一板的孔内。
31.根据权利要求30所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的厚度在所述第一板的板厚以下。
32.根据权利要求30所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2是所述第一板的板厚BH的20％以上、80％以下。
33.根据权利要求30所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2相对于所述第一板的孔的直径BD为110％以上、200％以下。
34.根据权利要求30所述的异种材料焊接接头，其中，所述焊接金属距所述凸缘部的露出面的未填充高度PH3为所述第一板的板厚BH的30％以下。
35.根据权利要求30所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件压入所述第一板的孔中而被固定。
36.一种带接合辅助构件的板材，是通过电弧焊与钢制的板材形成异种材料焊接接头的带接合辅助构件的板材，其中，具备：
具有圆形的孔的铝合金或镁合金制的板材；
钢制的接合辅助构件，其具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述板材的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，
所述接合辅助构件通过所述轴部被固定在设于所述板材的孔内，由此安装在所述板材上。
37.根据权利要求36所述的带接合辅助构件的板材，其中，所述接合辅助构件的轴部压入所述板材的孔中而被固定。
38.根据权利要求36所述的带接合辅助构件的板材，其中，
所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2和所述板材的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，
所述接合辅助构件以使所述凸缘部的露出面与所述板材的表面大致齐平或位于所述板材的表面的内侧的方式，被固定在所述板材的孔内。
39.根据权利要求38所述的带接合辅助构件的板材，其中，所述接合辅助构件的厚度在所述板材的板厚以下。
40.根据权利要求38所述的带接合辅助构件的板材，其中，所述接合辅助构件压入所述板材的孔中而被固定。
异种材料接合用电弧焊法、接合辅助构件、异种材料焊接接头
和带接合辅助构件的板材
技术领域
背景技术
[0002] 以汽车为代表的运输设备，以如下各种抑制为目的而通常要求行驶燃油效率的提高：(a)作为有限资源的石油燃料消费；(b)伴随燃烧而发生的作为全球温室效应气体的CO2；(c)行驶成本。作为其手段，除了利用电力驱动等动力系统技术的改善以外，车身重量的轻量化也是改善对策之一。在轻量化中，有将现在作为主要材料的钢转换成轻量原材即铝合金、镁合金、碳纤维等的手段。但是，如果全部置换成这些轻量原材，则有导致高成本化和强度不足这样的课题，作为解决对策，使钢与轻量原材物尽其用地加以组合，被称为所谓多种材料的设计方法受到注目
[0003] 在钢与上述轻量原材的组合中，必然会出现对它们进行接合的位置。可知钢之间、铝合金之间和镁合金之间的焊接容易，但在异种材料中却极其困难。其理由在于，在钢与铝或镁的熔融混合部会生成性质极脆的金属间化合物(IMC)，在拉伸和冲击的外部应力下，熔融混合部容易破裂。因此，电阻点焊法和电弧焊法这样的焊接法不能在异种材料接合中采用，一般是使用其他的接合法。钢与碳纤维的接合，由于后者不是金属，所以也不能使用焊接。
[0004] 作为现有的异种材料接合技术的例子，可列举在钢原材与轻量原材这两方设置贯通孔，用螺栓和螺母自上下进行约束的手段。另外，作为别的例子，已知有施加强大的压力从单侧插入铆接构件，利用铆接效果进行约束的手段(例如，参照专利文献1)。
[0005] 此外，作为其他的例子，提出有如下手段，即将钢制的接合构件作为冲头压入到铝合金原材中，暂时约束冲孔与接合构件，接着使之与钢原材重叠，用铜电极从上下两方夹住，瞬间性地施加压力和高电流而对钢原材与接合构件进行电阻焊(例如，专利文献2参照)。
[0006] 另外，作为别的例子，还开发出使用摩擦搅拌接合工具直接接合铝合金与钢的原材彼此的手段。(例如，参照专利文献3)。
[0007] 【先行技术文献】
[0008] 【专利文献】
[0009] 【专利文献1】日本国特开2002－174219号公报
[0010] 【专利文献2】日本国特开2009－285678号公报
[0011] 【专利文献3】日本国专利第5044128号公报
[0012] 但是，利用螺栓和螺母的接合法，在钢原材与轻量原材构成闭合截面结构这种情况下(参照图32A)，则不能放入螺母而不能适用。另外，在可适用的开放截面结构的接头的情况下(参照图32B、图32C)，也有拧紧螺母需要时间而效率差这样的课题。
[0013] 另外，专利文献1所述的接合法是比较容易的方法，但在钢的强度高时，有不能插入的问题，并且，因为接合强度依存于摩擦力和铆接构件的刚性，所以存在得不到高接合强度这样的问题。另外，插入时需要从正、反两侧用夹具压入，因此也有不能适用于闭合截面结构的课题。
[0014] 此外，专利文献2所述的接合法，也不能适用于闭合截面结构，另外，电阻焊法有设备非常昂贵这样的课题。
[0015] 专利文献3所述的接合法，一边使铝合金原材在低温区域进行塑性流动，一边对钢原材面施加压力，两原材不会熔融在一起，能够一边防止金属间化合物的生成一边得到金属结合力，还有也可以接合钢和碳纤维这样的研究成果。但是，本接合法也不能适用于闭合截面结构，另外，因为需要高压力，所以存在机械上大型且高价这样的问题。另外，作为接合力也不那么高。
[0016] 因此，现有的异种材料接合技术具有如下的一个以上的问题：(i)构件和坡口形状被限定为开放截面结构；(ii)接合强度低；(iii)设备成本高价。因此，为了使各种原材组合的多种材料设计普及，就要求有一种兼备如下全部要素并容易使用的新技术：(i’)能够适用于开放截面结构和闭合截面结构这两方；(ii’)接合强度足够高，且可靠性也高；(iii’)低成本。
发明内容
[0017] 本发明鉴于前述的课题而做出，其目的在于，提供一种使用已经当世普及的廉价的电弧焊设备，便能够以坚固且可靠性高的品质，对铝合金(以下也称为“Al合金”)或镁合金(以下也称为“Mg合金”)与钢这样的异种材料加以接合，并且无论是开放截面结构还是闭合截面结构都能够无限制地适用的异种材料接合用电弧焊法、接合辅助构件、异种材料焊接接头以及带接合辅助构件的板材。
[0018] 在此，若想使Al合金或Mg合金与钢熔融接合，则如上述，金属间化合物(IMC)的生成不可避免。另一方面，钢之间的焊接显示出最高的接合强度和可靠性，这无论在科学上还是实践上都是显而易见的。
[0019] 因此，本发明者们设计的方法是，将钢之间的焊接作为结合力使用，再利用约束力达成异种材料的接合。
[0020] 本发明的上述目的，通过下述的构成达成。
[0021] 一种异种材料接合用电弧焊法，是将铝合金或镁合金制的第一板，和钢制的第二板进行接合的异种材料接合用电弧焊法，其中，具备：
[0022] 在所述第一板打出圆形的孔的工序；
[0023] 将钢制的接合辅助构件压入所述第一板的孔中的工序，其中，所述钢制的接合辅助构件，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述第一板的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部；
[0024] 使所述第一板与所述第二板重叠的工序；
[0025] 通过以下的(a)～(e)的任意一种方法，以焊接金属填充所述接合辅助构件的中空部，并且焊接所述第二板和所述接合辅助构件的工序。
[0027] (b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊法。
[0028] (c)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的钨极气体保护电弧焊法。
[0029] (d)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的等离子电弧焊法。
[0030] (e)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的涂药焊条作为熔化电极使用的焊条电弧焊法。
[0031] 一种接合辅助构件，其为钢制，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述第一板的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部。
[0032] 一种接合辅助构件，其为钢制，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2及所述第一板的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部。
[0033] 一种异种材料焊接接头，是具备铝合金或镁合金制的第一板，和电弧焊接于该第一板上的钢制的第二板的异种材料焊接接头，其中，
[0034] 所述第一板具有圆形的孔，该圆形的孔面向所述第一板的与所述第二板重叠的重叠面，
[0035] 还具备钢制的接合辅助构件，其具有有着固定在设于所述第一板上的孔内的轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述第一板的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，
[0036] 所述接合辅助构件的中空部，由铁合金或Ni合金的焊接金属填充，并且由所述焊接金属，与熔融的所述第二板和所述接合辅助构件的一部分形成熔融部。
[0037] 一种带接合辅助构件的板材，其是通过与钢制的板材进行电弧焊而可以形成异种材料焊接接头的带接合辅助构件的板材，其中，具备：
[0038] 具有圆形的孔的铝合金或镁合金制的板材；
[0039] 钢制的接合辅助构件，其具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1和所述凸缘部的宽度PD2分别大于所述板材的孔的直径BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，
[0040] 所述接合辅助构件，通过所述轴部被固定在设于所述板材上的孔内，由此安装在所述板材上。
[0042] 图1A是本发明的第一实施方式的异种材料焊接接头的立体图。
[0043] 图1B是沿图1A的I－I线的异种材料焊接接头的剖视图。
[0044] 图2A是第一实施方式的接合辅助构件的侧视图。
[0045] 图2B是第一实施方式的接合辅助构件的正视图。
[0046] 图3A是第一实施方式的接合辅助构件的第一变形例的侧视图。
[0047] 图3B是第一实施方式的接合辅助构件的第二变形例的侧视图。
[0048] 图4是与使用第一变形例的接合辅助构件的异种材料焊接接头的图1B所对应的剖视图。
[0049] 图5A是第一实施方式的接合辅助构件的第三变形例的正视图。
[0050] 图5B是第一实施方式的接合辅助构件的第四变形例的正视图。
[0051] 图5C是第一实施方式的接合辅助构件的第五变形例的正视图。
[0052] 图5D是第一实施方式的接合辅助构件的第六变形例的正视图。
[0053] 图6A是表示第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的穿孔操作的图。
[0054] 图6B是表示第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的压入操作的图。
[0055] 图6C是表示第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的重叠操作的图。
[0056] 图6D是表示第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的焊接操作的图。
[0057] 图7A是表示未形成余高的异种材料焊接接头的剖视图。
[0058] 图7B是表示板厚方向(三维方向)的外部应力作用于图7A的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0059] 图8是表示板厚方向(三维方向)的外部应力作用于图1B的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0060] 图9A是用于说明焊接金属的熔深的异种材料焊接接头的剖视图。
[0061] 图9B是用于说明焊接金属的熔深的异种材料焊接接头的剖视图。
[0062] 图10A是将铝制的上板与钢制的下板重叠而进行熔透焊的作为比较例的异种材料焊接接头的立体图。
[0063] 图10B是图10A的异种材料焊接接头的剖视图。
[0064] 图11A是表示剪切拉伸作用于图10A的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0065] 图11B是表示图11A的异种材料焊接接头的立体图。
[0066] 图12A是表示上下剥离拉伸作用于图10A的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0067] 图12B是表示图12A的异种材料焊接接头的立体图。
[0068] 图13A是将有孔的铝制的上板与钢制的下板重叠而进行熔透焊的作为比较例的异种材料焊接接头的立体图。
[0069] 图13B是图13A的异种材料焊接接头的剖视图。
[0070] 图14A是表示剪切拉伸作用于图13A的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0071] 图14B是表示剪切拉伸作用于图13A的异种材料焊接接头，接合部偏移近90°的状态的立体图。
[0072] 图15A是表示上下剥离拉伸作用于图13A的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0073] 图15B是表示图15A的异种材料焊接接头的立体图。
[0074] 图16A是第一实施方式的异种材料焊接接头的剖视图。
[0075] 图16B是表示上下剥离拉伸作用于图16A的异种材料焊接接头的状态的立体图。
[0076] 图17A是表示剪切拉伸作用于第一实施方式的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0077] 图17B是表示剪切拉伸作用于生成有金属间化合物的第一实施方式的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0078] 图18A是表示在上板与下板之间存在空隙的电弧焊前的状态的上板、下板及接合辅助构件的剖视图。
[0079] 图18B是将电弧焊后的状态与热收缩力一起显示的异种材料焊接接头的剖视图。
[0080] 图19是表示剪切方向的应力作用于接合辅助构件的轴部的直径过小的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0081] 图20是表示以仰焊实施电弧焊的状态的图。
[0082] 图21是表示第一实施方式的接合辅助构件的第七变形例的侧视图。
[0083] 图22A是用于说明第一实施方式的接合辅助构件的尺寸关系的上板、下板及接合辅助构件的剖视图。
[0084] 图22B是用于说明第一实施方式的第一变形例的接合辅助构件的尺寸关系的上板、下板及接合辅助构件的剖视图。
[0085] 图23A是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第一变形例的上板和下板的立体图。
[0086] 图23B是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第一变形例的上板和下板的剖视图。
[0087] 图24A是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第二变形例的上板与下板的立体图。
[0088] 图24B是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第二变形例的上板与下板的剖视图。
[0089] 图25A是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第三变形例的上板、下板和接合辅助构件的立体图。
[0090] 图25B是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第三变形例的上板、下板和合辅助构件的剖视图。
[0091] 图26A是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第四变形例的异种材料焊接接头的立体图。
[0092] 图26B是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第四变形例的异种材料焊接接头的剖视图。
[0093] 图27A是表示图3A的第一变形例的接合辅助构件的顶视图、侧视图和底视图。
[0094] 图27B是表示第一实施方式的接合辅助构件的第八变形例的顶视图、侧视图和底视图。
[0095] 图27C是表示第一实施方式的接合辅助构件的第九变形例的顶视图、侧视图和底视图。
[0096] 图28是表示第一实施方式的接合辅助构件的第十变形例的侧视图。
[0097] 图29是表示第一实施方式的接合辅助构件的第十一变形例的侧视图。
[0098] 图30是用于说明第一实施方式的异种材料接合用电弧焊法，和异种材料焊接接头的第五变形例的剖视图。
[0100] 图31B是表示在图30的下板拉深加工有膨胀部之后的状态的图。
[0101] 图32A是表示适用了第一实施方式的异种材料焊接接头的闭合截面结构的立体图。
[0102] 图32B是表示适用了第一实施方式的异种材料焊接接头的、由L字板与平板形成的开放截面结构的立体图。
[0103] 图32C表示适用了第一实施方式的异种材料焊接接头的、由两张平板形成的开放截面结构的立体图。
[0104] 图33A是本发明的第二实施方式的异种材料焊接接头的立体图。
[0105] 图33B是沿图33A的I－I线的异种材料焊接接头的剖视图。
[0106] 图34A是第二实施方式的接合辅助构件的侧视图。
[0107] 图34B是第二实施方式的接合辅助构件的正视图。
[0108] 图35是与使用了第一变形例的接合辅助构件的异种材料焊接接头的图33B所对应的剖视图。
[0109] 图36A是第二实施方式的接合辅助构件的第三变形例的正视图。
[0110] 图36B是第二实施方式的接合辅助构件的第四变形例的正视图。
[0111] 图37A是第二实施方式的异种材料焊接接头的剖视图。
[0112] 图37B是沿图37A的VI－VI线的剖视图。
[0113] 图38A是表示第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的穿孔操作的图。
[0114] 图38B是表示第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的压入操作的图。
[0115] 图38C是表示第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的重叠操作的图。
[0116] 图38D是表示第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的焊接操作的图。
[0117] 图39是用于说明压入操作的过程的剖视图。
[0118] 图40是用于说明在压入操作的过程中，凸缘部的露出面被压入至与上板的表面相比位于内侧的情况的剖视图。
[0119] 图41A是用于说明焊接金属的熔深的异种材料焊接接头的剖视图。
[0120] 图41B是用于说明焊接金属的熔深的异种材料焊接接头的剖视图。
[0121] 图42A是第二实施方式的异种材料焊接接头的剖视图。
[0122] 图42B是表示上下剥离拉伸作用于图42A的异种材料焊接接头的状态的立体图。
[0123] 图43A是表示剪切拉伸作用于第二实施方式的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0124] 图43B是表示剪切拉伸作用于生成有金属间化合物的第二实施方式的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0125] 图44是表示以仰焊实施电弧焊的状态的图。
[0126] 图45是用于说明第二实施方式的接合辅助构件的尺寸关系的上板、下板和接合辅助构件的剖视图。
[0127] 图46是用于说明焊接金属的未填充高度的异种材料焊接接头的剖视图。
[0128] 图47是表示板厚方向(三维方向)的外部应力作用于中空部被填充后的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0129] 图48A是表示未填充高度高时的异种材料焊接接头的剖视图。
[0130] 图48B是表示板厚方向(三维方向)的外部应力作用于图48A的异种材料焊接接头的状态的剖视图。
[0131] 图49A是用于说明第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第一变形例的上板和下板的立体图。
[0132] 图49B是用于说明第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第一变形例的上板和下板的剖视图。
[0133] 图50A是用于说明第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第二变形例的上板和下板的立体图。
[0134] 图50B是用于说明第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第二变形例的上板和下板的剖视图。
[0135] 图51是用于说明第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第三变形例的剖视图。
[0136] 图52A是表示适用了第二实施方式的异种材料焊接接头的闭合截面结构的立体图。
[0137] 图52B是表示适用了第二实施方式的异种材料焊接接头的、由L字板和平板形成的开放截面结构的立体图。
[0138] 图52C是表示适用了第二实施方式的异种材料焊接接头的、由两张平板形成的开放截面结构的立体图。
[0139] 图53是表示第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第四变形例的图。
[0140] 图54是表示第二实施方式的异种材料接合用电弧焊法的第五变形例的图。
具体实施方式
[0141] 以下，对于本发明的异种材料接合用电弧焊法、接合辅助构件、异种材料焊接接头和带接合辅助构件的板材的各实施方式，基于附图详细说明。
[0142] (第一实施方式)
[0143] 本实施方式的异种材料接合用电弧焊法，是将相互重叠的铝合金或镁合金制的上板10(第一板)，与钢制的下板20(第二板)，经由钢制的接合辅助构件30，通过后述的电弧焊法进行接合，从而得到图1A和图1B所示这样的异种材料焊接接头1的方法。
[0144] 在上板10上，设有在板厚方向上贯通，与下板20的重叠面相临的圆形的孔11，在该孔11中施加压力而插入接合辅助构件30。
[0145] 如图2A和图2B所示，接合辅助构件30具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，其中，所述轴部31压入固定在上板10的孔11中，所述凸缘部32配置于上板10的上表面，相对于轴部31向外。在接合辅助构件30上，形成有贯通轴部31和凸缘部32的圆形的中空部33。
[0146] 另外，如后述，轴部31的最大外径PD1和凸缘部32的宽度PD2，设定得分别大于上板10的孔11的直径BD(参照图22A)。
[0147] 此外，在本实施方式中，轴部31的外形形状构成为，在凸缘部侧具有收缩部39。具体来说，轴部31具有：外周面从前端朝向凸缘部12侧慢慢扩径，规定最大外径PD1的锥形部35；直径比该锥形部35的最大外径PD1小的小直径圆筒部36。因此，由于小直径圆筒部36，作为轴部31的外形形状在凸缘部侧具有收缩部39。
[0148] 轴部31的外形形状，只要在凸缘部侧具有收缩部39，从而在上板10上拥有铆接约束力而固定接合辅助构件30，便没有特别限定。例如，如图3A所示，轴部31也可以为外周面从前端至凸缘部32慢慢缩径的缩径锥形部37。另外，如图3B所示，轴部31也可以由设于前端侧的大直径圆筒部38，和设于凸缘部侧的小直径圆筒部36构成。
[0149] 还有，无论是图2A、图3A、图3B的哪一种接合辅助构件30，收缩部39的功能实质上都没有改变，因此使用任意的接合辅助构件30进行以后的说明。另外，图4是与使用图3A的接合辅助构件30时的异种材料焊接接头1的图1B所对应的剖视图。
[0150] 接合辅助构件30的凸缘部32的外形形状，不限定为图2B所示这样的圆形，只要在焊接后堵住上板10上被打出的孔11，则能够为任意的形状。例如，也可以是图5A～图5D所示的四角形以上的多角形。另外，如图5B所示，也可以使多角形的角部为圆弧。
[0151] 还有，在这些接合辅助构件30中，后述的凸缘部32的宽度PD2，由最短的对置面间距离规定。
[0152] 如此，通过接合辅助构件30被压入上板10，轴部31和中空部33与上板10的孔11位于同轴上。
[0153] 另外，在接合辅助构件30的中空部33中，填充有经由电弧焊而使焊补材料(焊接材料)熔融的铁合金或Ni合金的焊接金属40，并且，由焊接金属40，与熔融的下板20和接合辅助构件30的一部分形成熔融部W。因此，熔融部W也配置于上板10的孔11内，对于接合辅助构件30和下板20进行焊接，由此，上板10和下板20被接合。
[0154] 以下，对于构成异种材料焊接接头1的异种材料接合用电弧焊法，参照图6A～图6D进行说明。
[0155] 首先，如图6A所示，进行在上板10上打出孔11的穿孔操作(步骤S1)。其次，如图6B所示，将接合辅助构件30的轴部31，从上板10的上表面，压入上板10的孔11中(步骤S2)。此外，如图6C所示，进行使上板10与下板20重叠在一起的重叠操作(步骤S3)。然后，如图6D所示，进行以下详述的(a)熔化电极式气体保护电弧焊法、(b)无气体保护电弧焊法、(c)钨极气体保护电弧焊法、(d)等离子电弧焊法、(e)焊条电弧焊法中的任意一种电弧焊操作，从而将上板10和下板20接合(步骤S4)。还有，图6D表示使用(a)熔化电极式气体保护电弧焊法进行电弧焊操作的情况。
[0157] 另外，步骤S4的电弧焊操作，是为了经由上板10的孔11内的焊接金属40将接合辅助构件30与下板20接合，并且填充设于接合辅助构件30的中空部33所需要的。因此，在电弧焊中，作为填充材料的焊补材料(焊接材料)的插入不可欠缺。具体来说，通过以下的4个电弧焊法，焊补材料熔融而形成焊接金属40。
[0158] (a)熔化电极式气体保护电弧焊法，一般是被称为MAG(MAG焊)和MIG(MIG焊)的焊接法，是将实芯焊丝或药芯焊丝作为填料兼电弧发生熔化电极使用，并以CO2、Ar、He这样的保护气体遮断焊接部与大气的接触，从而形成健全的焊接部的方法。
[0159] (b)无气体保护电弧焊法，也称为自保护电弧焊法，其将特殊的药芯焊丝作为填料兼电弧发生熔化电极使用，另一方面，是不需要保护气体而形成健全的焊接部的手段。
[0160] (c)钨极气体保护电弧焊法是气体保护电弧焊法的一种，不过是不熔化电极型，一般也被称为TIG(TIG焊)。保护气体可使用Ar或He的惰性气体。电弧在钨电极与母材之间发生，填充焊丝从侧面被送给至电弧。
[0161] 一般来说，填充焊丝不被通电，但也有使之通电而提高熔融速度的热丝方式TIG。这种情况下，在填充焊丝上不发生电弧。
[0162] (d)等离子电弧焊法与TIG的原理相同，但是，其是通过气体的双重系统化和高速化使电弧紧缩，从而提高电弧力的焊接法。
[0163] (e)焊条电弧焊法，是将在金属的芯线上涂布有焊剂的涂药焊条作为填料而使用的电弧焊法，不需要保护气体。
[0164] 关于焊补材料(焊接材料)的材质，只要焊接金属40是Fe合金，则一般使用的焊接用焊丝或焊条便可以适用。还有，Ni合金在与铁的焊接中也不会发生问题，因此可以适用。
[0165] 具体来说，作为JIS，通用的有(a)Z3312、Z3313、Z3317、Z3318、Z3321、Z3323、Z3334；(b)Z3313；(c)Z3316、Z3321、Z3334；(d)Z3211、Z3221、Z3223、Z3224这样的标准材料，作为AWS(American Welding Society)，通用的有(a)A5.9、A5.14、A5.18、A5.20、A5.22、A5.28、A5.29、A5.34；(b)A5.20；(c)A5.9、A5.14、A5.18、A5.28；(d)A5.1、A5.4、A5.5、A5.11这样的标准材料。
[0166] 使用这些电弧焊法，以焊补材料填充接合辅助构件30的中空部33，但一般不需要使填充焊丝或焊条的目标位置移动，经过适当的送给时间，切断电弧使焊接结束即可。但是，中空部33的面积大时，也可以在中空部33内画圆而使填充焊丝或焊条的目标位置移动。
[0167] 希望焊接金属40填充接合辅助构件30的中空部33，再在接合辅助构件30的表面形成余高Wa(参照图1B)。不形成余高，即，如图7A所示，中空部33在焊接后处于外观上有遗留的状态，则特别是对于板厚方向(三维方向)的外部应力，接合强度有可能不足(参照图7B)。因此，通过形成余高Wa，如图8所示，对于板厚方向(三维方向)的外部应力，可抑制接合辅助构件30的变形，得到高接合强度。
[0168] 另一方面，关于与余高侧相反侧的熔深，如图9A所示，需要使下板20适度地熔融。还有，如图9B所示，即使熔化至超出下板20的板厚而形成焊接金属40、即出现所谓背高的状态也没有问题。
[0169] 但是，若下板20不熔化，焊接金属40仅在其上，则得不到高强度。另外，需要使焊接金属40不要熔透过深，以避免焊接金属40与下板20烧穿的方式进行焊接。
[0170] 通过以上的操作，Al合金和Mg合金制的上板10与钢制的下板20被高强度接合。
[0171] 以下，对于在上述电弧焊法中使用的钢制的接合辅助构件30的作用进行说明。
[0172] 首先，不使用接合辅助构件，如图10A和图10B所示，单纯地重叠铝制的上板10和钢制的下板20，从上板侧进行使用钢或镍合金制焊丝的电弧焊定点且保持一定时间的电弧点焊时，所形成的焊接金属40a为铝和钢，或铝和钢和镍的合金。该合金因为铝含量多，所以呈现具有脆性的特性的金属间化合物(IMC)。这样的异种材料焊接接头100a，乍看上去是被接合的样子，但若横向施加拉伸应力(剪切拉伸)，则如图11A和图11B所示，焊接金属40a容易破裂、脱落。另外，即使纵向施加拉伸应力(剥离拉伸)时，如图12A和图12B所示，焊接金属40a也会断裂，或者焊接金属40a与上板10的边界部或焊接金属40a与下板20的边界部断裂，使上板10脱落而接合分离。
[0173] 如此仅仅重叠铝制的上板10与钢制的下板20，即使进行熔透焊，因为焊接金属40a全部量都成为金属间化合物，所以无论面对剪切拉伸还是剥离拉伸都很脆弱，作为焊接接头不实用。
[0174] 另外，如图13A和图13B所示，还考虑预先在上板10开适当尺寸的孔11，以填补该孔11的方式使钢或镍合金的焊接材料熔透的方法。
[0175] 这种情况下，在焊接初期形成的作为下板20的钢和焊接材料所形成的焊接金属40b因为没有熔化铝，所以不会生成金属间化合物，从而具有高的强度和韧性，被与下板20坚固地结合。另外，形成于上板10上所开的孔11的内部的焊接金属40b，铝熔融的比例非常少，金属间化合物的生成得到大幅抑制，特别是中心部具有健全性。但是，如果限于上板10所设置的孔11的邻域，则形成铝和钢，或铝和镍的金属化合物层。对于这样的异种材料焊接接头100b，如图14A所示，受到剪切拉伸应力时，因为下板侧有坚固的金属结合，所以可耐受高应力。另一方面，上板侧在孔周围虽然形成有金属间化合物，但其剥离动作从形状上无法进行，因此在初始期，上板10、下板20的母材发生变形。因此，若与大体上不变形而是发生脆性断裂的图11A和图11B的异种材料焊接接头100a相比较，则可见变形能力的提高。但是，若母材的变形进行，如图14B所示，接合部倾斜接近90°，则成为与上下剥离拉伸相同的状态。
若是如此，则形成于孔11的周围部的金属间化合物剥离，上板10容易从焊接部脱离。即，改善不充分。其结果如图15A和图15B所示，在上下拉伸方向试验中当然也一样。
若是如此，则形成于孔11的周围部的金属间化合物剥离，上板10容易从焊接部脱离。即，改善不充分。其结果如图15A和图15B所示，在上下拉伸方向试验中当然也一样。
[0176] 从上述两个异种材料焊接接头100a、100b的课题出发，使用本实施方式的两梯级形状的接合辅助构件30，使之也可耐受剪切方向的拉伸应力和上下剥离方向的应力。即，如图6A～图6D所示，对上板10实施穿孔，再将接合辅助构件30的轴部31压入设于上板10的孔11中并固定之后，与应该接合的下板20重叠，以填充上板10和接合辅助构件30的内部的方式，由电弧焊形成焊接金属40。若是如此，作为截面则成为接合辅助构件30、焊接金属40、下板20被坚固的金属结合焊接接合的状态。比设于上板10的孔11宽阔的接合辅助构件30的凸缘部32的最大的作用，就是对于上下剥离应力的阻抗。如图8所示，通过适用恰当尺寸的接合辅助构件30，可以防止上板10与焊接金属40的界面剥离而脱开的现象。一般来说，焊接金属40在充分塑性变形之后断裂。还有，接合辅助构件30，无论是对于剪切方向的拉伸应力，还是对于初始应力都不会带来不良影响，此外，还针对母材变形导致的焊接部倾斜90°(参照图14B)后的剥离应力变化，防止上板10与焊接金属40的界面剥离而脱开的现象。
[0177] 另外，虽然详情后述，但接合辅助构件30的凸缘部32，因为面积越大，且厚度PH2越大，对于板厚方向(三维方向)的外部应力的强度越增加，因此优选。但是，若大得超过需要，则成为重量增加的要因，并且由于从上板10的表面的突出过剩，导致美观劣化，并与接近的其他构件的干扰发生。因此，接合辅助构件30的尺寸根据设计需要决定。
[0178] 此外，接合辅助构件30，具有用于避免Al合金或Mg合金的熔融的防护壁作用。这一作用主要由接合辅助构件30的轴部31承担。在Al合金或Mg合金的接合部最容易熔融的位置，是孔11的内面和该内面的周围的表面。通过以接合辅助构件30覆盖这些面，能够防止电弧焊的热直接传导给Al合金或Mg合金，防止与钢混合而生成金属间化合物(IMC)。电弧焊的熔深范围如果只在接合辅助构件30与下板20，则Al或Mg向焊接金属40的稀释为零，IMC被完全防止。因此，轴部31如图17A所示，作为对板宽方向(二维方向)的外部应力的阻抗作用发挥功效。
[0179] 另一方面，在本实施方式中，IMC的发生不需要是零，允许IMC稍微形成。这是由于，如图17B所示，即使在孔11的内面形成IMC，只要焊接金属40具有延展性和适度的强度，则焊接金属40便作为针对加之于板宽方向(二维方向)的外部应力的阻抗作用发挥功效，因此形成于焊接金属40的周围的IMC层的影响小。另外，虽然IMC是脆性的，但作为结构体，即使拉伸应力起作用，在接合部也会形成压缩应力和拉伸应力同时起作用的组合，对于压缩力来说，由于IMC维持充分的强度，所以IMC层的形成不会引起破裂传播。因此，接合辅助构件30的轴部31不一定要与上板10的板厚相同。
[0180] 另外，接合辅助构件30，在使作为Al合金或Mg合金的上板10和作为钢的下板20重叠时，担负着使重叠面上产生的空隙(间隙)g最小化的作用(参照图18A)。在电弧焊工序中，因为焊接金属40发生热收缩，所以这时，力在下板20与接合辅助构件30一同靠近的方向上起作用。由此，即使焊接前有一些空隙g，如图18B所示，在焊接后空隙g也会减少，接合部的设计精度提高。
[0181] 如上述，接合辅助构件30，其轴部31和凸缘部32各自有作用，但需要轴部31的最大外径PD1，和凸缘部32的宽度PD2比设于上板10的孔11的直径BD大，且在轴部31与凸缘部32的边界部分，设置直径小的“收缩部39”。如果轴部31的最大外径PD1比上板10的孔径小，则即使在接合状态下，也没有在水平方向约束上板10的力，因此如图19所示，若受到水平方向的剪切应力，则比较容易发生接合辅助构件30与上板10的孔11间的这部分间隙量的偏移。
[0182] 其后，接合辅助构件30成为虽然不容易移动，但容易发生微小偏移的状态，这是设计精度的劣化要因，因此不被允许。因此，在接合状态下，接合辅助构件30与上板10的孔11间需要处于无间隙的状态。为了实现这一状态，能够采取的措施是，将接合辅助构件30的轴部31的最大外径PD1设计得比上板10的孔11的直径BD大，施加压力进行插入。但是，金属有弹性这样的性质，若应力消失，则应变多少会复原。反过来说，就是有复原的力存在，即使施加压力而压入，也可能被推回。因此为了不让这样的问题发生，在轴部31的凸缘部侧的边界区域设置收缩部39，在接合辅助构件30的压入时，上板10的母材的一部分在收缩部39发生金属流入而得到铆接效果，能够容易地使接合辅助构件30不分离。
[0183] 如此通过使接合辅助构件30压入，也能够获得几个次生效应。一个就是以什么样的姿势都能够接合。如果相对于上板10的孔11的直径BD，轴部31的最大外径PD1小，能够容易出入，则例如在仰焊时，接合辅助构件30会掉落而不能接合。但是，如图20所示，如果将接合辅助构件30压入上板10的孔11中，因为接合辅助构件30不容易掉落，所以可以进行接合操作。
[0184] 另外，接合工序之前，例如，在与接合不同的工厂预先将接合辅助构件30集中压入作为上板10的铝或镁合金中，由于不容易分离，所以能够搬送到接合工厂进行接合工序。
[0185] 关于压入方法不论手段，可列举用人手压入，或用锤子等敲击，或使用借助油压、水压、空气压力、气压、电力驱动等的动力的压床这样的实用的手段。另外，接合辅助构件30也可以通过拧入孔11而进行压入，使用这样的手段时，能够在轴部31的前端设置螺丝状的规则的起伏，从而能够容易拧入。例如，如图21所示，也可以在轴部31的锥形部35上形成槽35a。
[0186] 还有，若压入压力强，则不仅轴部31，直至凸缘部32的一部分都会被压入上板10的母材，但没有问题(参照图4)。实际上，如果凸缘部32的外径是非圆形(参照图5A、图5B、图5C、图5D)，则凸缘部32的一部分被压入上板10的母材中，其具有的效果是，防止上板10对于下板20作用水平方向的回转力时由于比较弱的力铆接效果偏移而发生旋转的现象，因此优选。
[0187] 出于以上的理由，所使用的接合辅助构件30为钢制，具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1和凸缘部32的宽度PD2分别大于上板10的孔11，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39。
[0189] 另外，接合辅助构件30的各种尺寸，如图22A和图22B所示，基于与上板10的关系而以如下方式设定。还有，图22A表示使用本实施方式的接合辅助构件30的情况，图22B表示使用第一变形例的接合辅助构件30的情况。
[0190] ·轴部高度PH1
[0191] 轴部高度PH1，设计为上板10的板厚BH的10％以上、100％以下。接合辅助构件30的轴部31，具有减少上述的Al、Mg的上板10在焊接工序时的熔融量，和接合辅助构件30压入到上板10的孔11所带来的铆接约束效果。轴部高度PH1越大，越能防止电弧热向上板10的传热，因此前者的效果变高而优选。但是，若轴部高度PH1超出上板10的板厚BH而变大，则上板10与下板20产生缝隙，所以不为优选。因此，轴部高度PH1的上限相对于板厚BH为100％。另一方面，若小于10％，则得不到前者的效果，上板10的熔融造成的焊接金属40的脆化变得显著。另外，也得不到后者的铆接约束效果，容易分离。因此，轴部高度PH1的下限为10％。
[0192] ·轴部的最大外径PD1
[0193] 轴部31的最大外径PD1，相对于上板10的孔11的直径BD(以下也称为“孔径BD”)，设计为102％以上、125％以下。接合辅助构件30的轴部31具有压入上板10而发挥铆接约束的作用。为了发挥这一效果，其必须比上板10的孔径大。如果相对于孔径BD没有大于最低的2％以上，则不能对上板孔邻域施加适当的压力。所以为最大102％以上。另一方面，轴部31的最大外径PD1越大，铆接力越强，压入所需要的力越大，简易性受损，此外也不能承受上板孔周边的压力，有可能导致龟裂发生。根据这些理由决定轴部31的最大外径PD1的上限，具体来说为125％。
[0194] ·凸缘部的宽度PD2
[0195] 凸缘部32的宽度PD2，相对于上板10的孔11的直径BD，设计为105％以上。接合辅助构件30的凸缘部32，如上述，担负的主要任务是，作为对抗加之于板厚方向的外部应力，换言之就是剥离应力作用时的阻力。在构件构成之中，轴部31对于剥离应力也拥有对于上板10的铆接约束效果程度的阻力，但凸缘部32的这一作用大。接合辅助构件30其凸缘部32的宽度PD2越大，且厚度越大，对于板厚方向(三维方向)的外部应力而言，强度越增加，因此优选。凸缘部32的宽度PD2相对于孔11的直径BDX低于105％时，接合辅助构件30面对加之于板厚方向的外部应力而发生弹塑性变形时，容易变成上板10的孔11的大小以下的表观尺寸，如果那样则上板10容易脱离。总之，接合辅助构件30没有显示出高阻力。因此，凸缘部32的宽度PD2分别以孔11的直径BD的105％为下限。更优选凸缘部32的宽度PD2，分别以孔11的直径BD的120％为下限即可。另一方面，在接合部强度的观点上，则不需要设置上限。
[0196] ·凸缘部的厚度PH2
[0197] 凸缘部32的厚度PH2，设计为上板10的板厚BH的50％以上、150％以下。如上述所述，接合辅助构件30的凸缘部32其外形尺寸越大，且厚度PH2越大，相对于板厚方向(三维方向)的外部应力，强度能增加，因此优选。该凸缘部32的厚度PH2根据接头的上板10的板厚BH而变大，发挥着高阻力。凸缘部32的厚度PH2低于上板10的板厚BH的50％时，接合辅助构件30的凸缘部32面对加之于板厚方向的外部应力容易发生弹塑性变形，成为上板10的孔11的大小以下的表观尺寸，容易脱离。即，接合辅助构件30未显示出高阻力。因此，凸缘部32的厚度PH2以上板10的板厚BH的50％为下限。另一方面，若凸缘部32的厚度PH2高于上板10的板厚BH的150％而变大，则接头强度上没有问题，但会成为过度突出的形状，不仅外观差，而且重量也重。因此，凸缘部32的厚度PH2需要为上板10的板厚BH的150％以下。
[0198] 另外，如图1B所示，在利用电弧进行的填充焊接工序中，在接合辅助构件30的表面上形成有余高Wa时，余高Wa的直径WD，设定为接合辅助构件30的中空部33的直径PS的105％以上。
[0199] 如上述，接合辅助构件30具有面对加之于板厚方向(三维方向)的外部应力发挥阻力的作用，但是，如果不完全填埋中空部33，则无法发挥高阻力。若中空部33未完全填埋，为中空部33的内侧面有残留的状态，则接合辅助构件30和焊接金属40的结合面积不足，容易分离。为了提高接合辅助构件30与焊接金属40的结合面积，希望完全填充，形成余高Wa。若形成余高Wa，则其直径WD高于接合辅助构件30的中空部33的直径PS。余高Wa的直径WD分别为接合辅助构件30的中空部33的直径PS的105％以上，余高才可确实地形成，因此以此为下限值。
[0200] 还有，关于上板10和下板20的板厚，没必要限定，但若考虑施工效率和作为重叠焊的形状，则希望上板10的板厚为4.0mm以下。另一方面，若考虑到电弧焊的线能量，要是板厚过薄，则焊接时发生烧穿，焊接困难，因此希望上板10、下板20均为0.5mm以上。
[0201] 根据以上的构成，能够坚固地接合上板10为铝合金或镁合金，下板20为钢的原材。
[0202] 在此，作为将异种金属之间直接接合时的课题，除了IMC的形成这样的课题以外，还已知有一个课题。这就是若异种金属彼此接触，则形成伽伐尼电池(galvanic cell)，从而成为加速腐蚀的原因。这一原因(电池的阳极反应)造成的腐蚀称为电蚀。若异种金属之间接触的面上有水，则腐蚀进行，因此作为接合处，在容易有水进入的地方适用本实施方式时，以防止电蚀为目的，需要实施用于防止水的侵入的封闭处理。在本接合法中，因为也会形成多个Al合金或Mg合金与钢接触的面，所以优选使用树脂系的粘接剂，其不但可实现进一步提高接头强度的目的，还可以作为密封材料使用。
[0203] 例如，图23A和图23B所示的第一变形例，在上板10和下板20的接合面，也可以对于焊接部周围遍及全周而环状涂布粘接剂60。还有，作为在上板10和下板20的接合面，对于焊接部周围遍及全周而涂布粘接剂60的方法，如图24A和图24B所示的第二变形例，也包括对于除去焊接处以外的整个接合面进行涂布的情况，由此，能够降低上板10、下板20及焊接金属40的电蚀速度。
[0204] 另外，如图25A和图25B所示的第三变形例，也可以在上板10的孔11的周围与接合辅助构件30的下表面之间涂布粘接剂60。由此，能够降低上板10、接合辅助构件30以及焊接金属40的电蚀速度。
[0205] 此外，如图26A和图26B所示的第四变形例，也可以在接合辅助构件30与上板10的表面的边界部涂布粘接剂60。由此，能够获得电蚀速度降低的效果。还有，在图25A和图25B所示的第三变形例中，涂布只能在焊接工序前实施，但在图26A和图26B所示的第四变形例中，涂布无论在焊接工序前还是焊接工序后都可以实施。
[0206] 还有，接合辅助构件30与上板10的接触面，如图27A所示，没必要是平坦的面。即，接合辅助构件30与上板10的接触面，如图27B和图27C所示，可以根据需要设置狭缝34a、34b。特别是若在与上板10的接触面侧设置圆周状的狭缝34a、网格状的狭缝34b、或放射状的狭缝(未图示)，则粘接剂60的涂布进入到狭缝34a、34b的间隙中而无法流走，可进行稳定的粘接，密封的效果也确实。在这样不平坦的面的情况下，接合辅助构件30的凸缘部32的厚度PH2的定义，为高度最大的部分。
[0207] 另外，如图28所示，在相当于接合辅助构件30的边的地方，从使用时的安全性和锻造时的限制等方面出发，使之保持圆弧便没有任何问题。特别是若中空部33的上表面端面预先扩散成研钵状，则焊接金属40与接合辅助构件30的吻合性提高，也有外观提升的效果。
[0208] 还有，在接合辅助构件30上空出的中空部33的面可以是平坦的圆筒面，但也可以如图29所示这样形成螺纹槽33a。在本工法中尽管不使用阳螺纹，但通过具有螺纹槽33a，电弧焊时与熔融池的接触表面积增加，焊接金属40与接合辅助构件30被更坚固地结合。螺纹槽33a等不平坦面时的孔11的直径PS，定义为最宽的相对面间距离。
[0209] 此外，如图30所示的第五变形例，也可以在下板20上设置膨胀部21。
[0210] Al合金或Mg合金制的上板10的板厚比较薄时，下板20不加工，上板10进行穿孔，仅在接合时将接合辅助构件30插入孔11中，便可以进行良好的焊接。但是，若上板10的板厚大，则在焊接工序中，填充接合辅助构件30的中空部33便会耗费时间，效率变差。另外，热量过大，下板20的钢板容易在填充完毕之前烧穿。因此，如果以拉深加工在下板20设置膨胀部21，则孔11的体积变小，因此能够一边防止烧穿缺陷，一边进行填充。
[0211] 另外，在第五变形例中，下板20的膨胀部21成为用于使上板10与下板20定位的标记，能够容易地使下板20的膨胀部21与上板10的孔11合在一起，带来重叠操作的效率提高。
[0212] 还有，膨胀部21的拉深加工，如图31A所示，以压模52约束下板20要被形成膨胀部21的这部分的周边部。然后，如图31B所示，对于形成膨胀部21的部分施加压力，压入冲头
53，由此膨胀部21被成形。
53，由此膨胀部21被成形。
[0213] 另外，本实施方式的焊接法，可以说是接合面积小的点焊，因此，对于具有一定程度的接合面积的实用构件彼此重叠的部分J进行接合时，如图32A～图32C所示这样，多次实施本焊接法即可。由此，可对重叠的部分J进行坚固的接合。本实施方式也能够在图32B和图32C所示这样的开放截面结构中使用，但在图32A所示这样的闭合截面结构中特别能够适用。
[0214] 如以上说明，根据本实施方式的异种材料接合用电弧焊法，其具备如下工序：在上板10打出圆形的孔11的工序；将钢制的接合辅助构件30压入设于上板10的孔11中的工序，其中，所述钢制的接合辅助构件30，具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1和凸缘部32的宽度PD2分别大于上板10的孔11的直径BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39；使上板10与下板20重叠的工序；通过以下的(a)～(e)的任意一种方法，以焊接金属40填充接合辅助构件30的中空部33，并且焊接下板20和接合辅助构件30的工序。
[0215] (a)以能够得到铁合金或Ni合金的焊接金属40的焊丝作为熔化电极使用的气体保护电弧焊法。
[0216] (b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊法。
[0217] (c)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的钨极气体保护电弧焊法。
[0218] (d)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的等离子电弧焊法。
[0219] (e)以能够得到铁合金或Ni合金的焊接金属40的涂药焊条作为熔化电极使用的焊条电弧焊法。
[0220] 由此，使用廉价的电弧焊设备，便能够以坚固且可靠性高的品质，对于Al合金或Mg合金的上板10和钢的下板20进行接合，并且无论是开放截面结构还是闭合截面结构都能够无限制地适用。
[0221] 另外，通过拉深加工在下板20形成膨胀部21，在重叠工序中，下板20的膨胀部21被配置在上板10的孔11内。由此，即使上板10的板厚大时，也能够防止烧穿缺陷而进行焊接，另外，能够使上板10与下板20易于定位。
[0222] 另外，还具备在重叠工序之前，对于上板10和下板20的至少一方的重叠面，在孔11的周围，遍及全周而涂布粘接剂60的工序。由此，粘接剂除了提高接头强度以外，还能够作为密封材料起作用，从而降低上板10、下板20以及焊接金属40的电蚀速度。
[0223] 另外，在压入工序中，对于接合辅助构件30，和与该接合辅助构件相对的上板10之间的至少一方的对置面，涂布粘接剂60。由此，能够降低上板10、接合辅助构件30以及焊接金属40的电蚀速度。
[0224] 另外，在压入工序时，或在填充焊接工序后，在接合辅助构件30与上板10的表面的边界部涂布粘接剂60。由此，能够提高上板10与接合辅助构件30的接合强度。
[0225] 另外，接合辅助构件30的轴部31的高度PH1，因为是上板10的板厚BH的10％以上、100％以下，所以能够减少焊接工序时的上板10的熔融量，并且，能够将接合辅助构件30铆接约束在上板10的孔11中。
[0226] 另外，接合辅助构件30的轴部31的最大外径PD1，相对于上板10的孔11的直径BD为102％以上、125％以下，因此能够将接合辅助构件30铆接约束在上板10的孔11中。
[0227] 另外，接合辅助构件30的凸缘部32的宽度PD2，相对于上板10的孔11的直径BD为105％以上，因此接合辅助构件30，能够作为对抗加之于板厚方向的外部应力的阻力而发挥功能。
[0228] 另外，接合辅助构件30的凸缘部32的厚度PH2，因为是上板10的板厚BH的50％以上、150％以下，所以接合辅助构件30，既考虑到外观性和重量增加，又能够作为对抗板厚方向的外部应力的阻力而发挥功能。
[0229] 另外，在填充焊接工序中，在接合辅助构件的表面上形成有余高Wa，且余高Wa的直径WD相对于接合辅助构件30的中空部33的直径PS为105％以上，因此余高Wa能够作为对抗板厚方向的外部应力的阻力发挥功能。
[0230] 另外，本实施方式的接合辅助构件30为钢制，具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1和凸缘部32的宽度PD2分别大于上板10的孔11的直径BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39。由此，接合辅助构件30适用于上述异种材料接合用电弧焊法。
[0231] 另外，本实施方式的异种材料焊接接头1，具备铝合金或镁合金制的上板10，和电弧焊于上板10的钢制的下板20，上板10具有与下板20重叠的面相临的圆形的孔11，还具备钢制的接合辅助构件30，其具有有着压入到设于上板10的孔11中的轴部31，和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1和凸缘部32的宽度PD2分别大于上板10的孔11的直径BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39，接合辅助构件30的中空部33，被铁合金或Ni合金的焊接金属40填充，并且由焊接金属40、熔融的下板20和接合辅助构件30的一部分形成熔融部W。
[0232] 由此，具备Al合金或Mg合金的上板10和钢的下板20的异种材料焊接接头1，使用廉价的电弧焊设备，便可以坚固且可靠性高的品质接合，并且无论在开放截面结构中还是闭合截面结构中都能够无限制地适用。
[0233] 此外，本实施方式的带接合辅助构件的板材，具备如下：具有圆形的孔11的铝合金或镁合金制的上板(铝合金或镁合金制的板材)10；钢制的接合辅助构件，其具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部
31的最大外径PD1和凸缘部32的宽度PD2分别大于上板10的孔11的直径BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39，接合辅助构件30，其轴部31被固定在设于上板10的孔11内，从而安装于上板
10。
31的最大外径PD1和凸缘部32的宽度PD2分别大于上板10的孔11的直径BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39，接合辅助构件30，其轴部31被固定在设于上板10的孔11内，从而安装于上板
10。
[0234] 由此，带接合辅助构件的板材，与钢制的下板(钢制的板材)20进行电弧焊，从而能够以坚固且可靠性高的品质形成异种材料焊接接头。
[0235] 还有，本发明不受前述实施方式和实施例限定，可以适宜进行变形、改良等。
[0236] (第二实施方式)
[0237] 本实施方式的异种材料接合用电弧焊法，是将相互重叠的铝合金或镁合金制的上板10(第一板)，与钢制的下板20(第二板)，经由钢制的接合辅助构件30，通过后述的电弧焊法加以接合，从而得到图33A和图33B所示这样的异种材料焊接接头1的方法。还有，在第二实施方式中，挪用上述第一实施方式的附图的一部分时行说明。
[0238] 在上板10上，设有在板厚方向上贯通，与下板20的重叠面相临的圆形的孔11(参照图38A)，在该孔11中通过施加压力而插入接合辅助构件30的全体。
[0239] 如图34A和图34B所示，接合辅助构件30，具有有着轴部31，和相对于该轴部31向外的凸缘部32的带阶梯的外形形状。在接合辅助构件30上，形成有贯通轴部31和凸缘部32的圆形的中空部33。
[0240] 另外，接合辅助构件30，如后述，轴部31的最大外径PD1、凸缘部32的宽度PD2、以及上板10的孔11的直径BD的关系，满足PD2＞PD1＞BD，并且整体的厚度PH设计为上板10的板厚BH以下(参照图45)。
[0241] 此外，在本实施方式中，轴部31的外形形状构成为，在凸缘部侧具有收缩部39。具体来说，轴部31具有如下：外周面从前端朝向凸缘部12侧慢慢扩径，规定最大外径PD1的锥形部35；比该锥形部35的最大外径PD1小的小直径圆筒部36。因此，由于小直径圆筒部36，致使轴部31的外形形状在凸缘部侧具有收缩部39。
[0242] 轴部31的外形形状，只要在凸缘部侧具有收缩部39，在上板10上拥有铆接约束力而固定接合辅助构件30，便没有特别限定。例如，如图3A所示，轴部31也可以为外周面从前端至凸缘部32慢慢缩径的缩径锥形部37。另外，如图3B所示，轴部31也可以由设于前端侧的大直径圆筒部38，和设于凸缘部侧的小直径圆筒部36构成。
[0243] 还有，收缩部39的功能，无论是图2A、图3A、图3B的哪一种接合辅助构件30，实质上都没有变化，因此使用任意的接合辅助构件30进行以后的说明。另外，图35是使用图3A的接合辅助构件30时的异种材料焊接接头1的图33B所对应的剖视图。
[0244] 接合辅助构件30的凸缘部32的外形形状，不限定为图34B所示这样的六角形，只要在焊接后堵住上板10上被打出的孔11，则能够为任意的形状。总之，也可以是图36A所示的圆形，图36B所示的椭圆形，图34B、图5A～图5D所示的四角形以上的多角形。另外，如图5B所示，也可以使多角形的角部为圆弧。
[0245] 另外，在本实施方式中，凸缘部32被压入上板10内而使用。因此，上板10和下板20只由1个接合辅助构件30接合时，在正圆形的凸缘部32中，若对上板10施加强大的水平方向的回转力FR，则上板10有可能以接合辅助构件30为中心转动的方式而发生旋转。因此，使凸缘部32的外径形状为椭圆形和多角形，如图37B所示，即使施加回转力FR，也能够防止上板10相对于下板20相对性地旋转。
[0246] 还有，在这些接合辅助构件30中，后述的凸缘部32的宽度PD2由最短的对置面间距离规定。
[0247] 如此，接合辅助构件30整体被压入上板10中，轴部31和中空部33与上板10的孔11位于同轴上。
[0248] 另外，在接合辅助构件30的中空部33中，填充有经由电弧焊而使焊补材料(焊接材料)熔融的铁合金或Ni合金的焊接金属40，并且，由焊接金属40，与熔融的下板20以及接合辅助构件30的一部分形成熔融部W。因此，熔融部W也配置于上板10的孔11内，对于接合辅助构件30和下板20进行焊接，由此，上板10和下板20被接合。
[0249] 以下，对于构成异种材料焊接接头1的异种材料接合用电弧焊法，参照图38A～图38D进行说明。
[0250] 首先，如图38A所示，进行在上板10打出孔11的穿孔操作(步骤S1)。其次，如图38B所示，将接合辅助构件30的全体，从上板10的上表面，压入到上板10的孔11中(步骤S2)。再如图38C所示，进行使上板10与下板20重叠的重叠操作(步骤S3)。然后，如图38D所示，进行以下详述的(a)熔化电极式气体保护电弧焊法、(b)无气体保护电弧焊法、(c)钨极气体保护电弧焊法、(d)等离子电弧焊法、(e)焊条电弧焊法的任意一种电弧焊操作，将上板10和下板20加以接合(步骤S4)。还有，图38D表示使用(a)熔化电极式气体保护电弧焊法进行电弧焊操作的情况。
[0251] 作为步骤S1的穿孔操作的具体方法，可列举a)使用冲头的冲孔，b)使用模具的冲模打孔，c)由激光、等离子体、水冲法等进行的切断。
[0252] 在步骤S2的压入操作中，如图39所示，接合辅助构件30，从上板10的上表面10a被压入孔11中，直至凸缘部32的露出面32a与上板10的上表面(第一板的表面)10a成为大致齐平的同一面。这是由于，若凸缘部32从上板10的上表面10a凸出，则不仅有碍美观，而且在上板10之上组合其他构件时，接合辅助构件30的凸出还可能变得妨碍。另外，上板10的上表面10a在焊接后仍维持平坦性，这在设计自由度方面也有价值。
[0253] 但是，关于接合辅助构件30的压入深度，如图40所示，即使陷落到上板10的上表面10a以下，对于接头强度也不会造成什么不良影响，因此允许。
[0254] 另一方面，需要使接合辅助构件30的下表面不要从上板10的下表面(＝与下板20的重叠面)脱出。这是由于，若是脱出，则在压入有接合辅助构件30的上板10与下板20间造成间隙，组装精度变差。
[0255] 但是，从最初就已判定在上板10与下板20间有缝隙的特殊的情形下，根据该缝隙，可允许接合辅助构件30从上板10的下表面突出。
[0256] 出于以上的理由，接合辅助构件30的厚度PH，设计为上板10的板厚BH以下。
[0257] 还有，关于压入操作，其手段无关紧要，可列举用锤子等敲击，或使用借助油压、水压、空气压力、气压、电力驱动等的动力的压这样实用的手段。
[0258] 另外，也可以拧入，采用这种手段时，能够在轴部31的前端设置螺纹状的规则的起伏，以便容易拧入。例如，如图21所示，也可以在轴部31的锥形部35上，形成螺旋状的槽35a。
[0259] 另外，步骤S4的电弧焊操作，是为了经由上板10的孔11内的焊接金属40将接合辅助构件30和下板20加以接合，且填充设于接合辅助构件30上的中空部33所需要的。因此，在电弧焊中，作为填充材料的焊补材料(焊接材料)的插入不可欠缺。具体来说，通过以下的4个电弧焊法，焊补材料可熔融而形成焊接金属40。
[0260] (a)熔化电极式气体保护电弧焊法，一般是被称为MAG(MAG焊)和MIG(MIG焊)的焊接法，是将实芯焊丝或药芯焊丝作为填料兼电弧发生熔化电极使用，并以CO2、Ar、He、O2这样的保护气体遮断焊接部与大气的接触，从而形成健全的焊接部的方法。
[0261] (b)无气体保护电弧焊法，也称为自保护电弧焊法，其将特殊的药芯焊丝作为填料兼电弧发生熔化电极使用，另一方面，是不需要保护气体而形成健全的焊接部的手段。
[0262] (c)钨极气体保护电弧焊法是气体保护电弧焊法的一种，不过是不熔化电极型，一般也被称为TIG(TIG焊)。保护气体可使用Ar或He的惰性气体。电弧在钨电极与母材之间发生，填充焊丝从侧面被送给至电弧。
[0263] 一般来说，填充焊丝不被通电，但也有使之通电而提高熔融速度的热丝方式TIG。这种情况下，在填充焊丝上不发生电弧。
[0264] (d)等离子电弧焊法与TIG的原理相同，但是，其是通过气体的双重系统化和高速化使电弧紧缩，从而提高电弧力的焊接法。
[0265] (e)焊条电弧焊法，是将在金属的芯线上涂布有焊剂的涂药焊条作为填料而使用的电弧焊法，不需要保护气体。
[0266] 关于焊补材料(焊接材料)的材质，只要焊接金属40是Fe合金，则一般使用的焊接用焊丝或焊条便可以适用。还有，Ni合金在与铁的焊接中也不会发生问题，因此可以适用。
[0267] 具体来说，作为JIS，通用的有(a)Z3312、Z3313、Z3317、Z3318、Z3321、Z3323、Z3334；(b)Z3313；(c)Z3316、Z3321、Z3334；(d)Z3211、Z3221、Z3223、Z3224这样的标准材料，作为AWS(American Welding Society)，通用的有(a)A5.9、A5.14、A5.18、A5.20、A5.22、A5.28、A5.29、A5.34；(b)A5.20；(c)A5.9、A5.14、A5.18、A5.28；(d)A5.1、A5.4、A5.5、A5.11这样的标准材料。
[0268] 使用这些电弧焊法，以焊补材料填充接合辅助构件30的中空部33，但一般不需要使填充焊丝或焊条的目标位置移动，经过适当的送给时间，切断电弧使焊接结束即可。但是，中空部33的面积大时，也可以在中空部33内画圆而使填充焊丝或焊条的目标位置移动。
[0269] 关于焊接金属40的熔深，如图41A所示，需要使下板20适度地熔融。还有，如图41B所示，即使熔至超出下板20的板厚而形成焊接金属40，即出现所谓背高的状态也没有问题。
[0270] 但是，若下板20不熔化，焊接金属40仅在其上，则金属结合不完全，因此作为接头得不到高强度。另外，需要使焊接金属40不要熔透过深，以避免焊接金属40与下板20烧穿的方式进行焊接。
[0271] 通过以上的操作，Al合金或Mg合金制的上板10与钢制的下板20被高强度接合。
[0272] 以下，对于上述电弧焊法中所使用的钢制的接合辅助构件30的作用进行说明。
[0273] 首先，不使用接合辅助构件，如图10A和图10B所示这样，单纯地重叠铝制的上板10与钢制的下板20，从上板侧进行使用钢或镍合金制焊丝的电弧焊定点保持一定时间的电弧点焊时，所形成的焊接金属40a为铝和钢，或铝和钢和镍的合金。该合金因为铝含量多，所以呈现具有脆性的特性金属间化合物(IMC)。这样的异种材料焊接接头100a，乍看上去是被接合的样子，但若横向施加拉伸应力(剪切拉伸)，则如图11A和图11B所示，焊接金属40a容易破裂、脱落。另外，即使纵向施加拉伸应力(剥离拉伸)时，如图12A和图12B所示，焊接金属40a也会断裂，或者焊接金属40a与上板10的边界部或焊接金属40a与下板20的边界部断裂，使上板10脱落而接合分离。
[0274] 如此仅仅重叠铝制的上板10与钢制的下板20，即使进行熔透焊，因为焊接金属40a全部量都成为金属间化合物，所以无论面对剪切拉伸还是剥离拉伸都很脆弱，作为焊接接头不实用。
[0275] 另外，如图13A和图13B所示，还考虑预先在上板10开适当尺寸的孔11，以填补该孔11的方式使钢或镍合金的焊接材料熔透的方法。
[0276] 这种情况下，在焊接初期形成的作为下板20的钢与焊接材料所形成的焊接金属40b因为没有熔化铝，所以不会生成金属间化合物，从而具有高的强度和韧性，被与下板20坚固地结合。另外，形成于上板10上所开孔11的内部的焊接金属40b，铝熔融的比例非常少，金属间化合物的生成被大幅抑制，特别是中心部具有健全性。但是，如果限于上板10所设置的孔11的邻域，则形成铝和钢，或铝和镍的金属化合物层。对于这样的异种材料焊接接头
100b，如图14A所示，受到剪切拉伸应力时，因为下板侧有坚固的金属结合，所以可耐受高应力。另一方面，上板侧在孔周围形成有金属间化合物，但其剥离动作从形状上无法进行，因此在初始期，上板10、下板20的母材发生变形。因此，若与大体上不变形而是发生脆性断裂的图11A和图11B的异种材料焊接接头100a相比较，则可见变形能力的提高。但是，若母材的变形进行，如图14B所示这样，接合部倾斜接近90°，则成为与上下剥离拉伸相同的状态。若是如此，则形成于孔11的周围部的金属间化合物剥离，上板10容易从焊接部脱离。总之，改善不充分。其结果如图15A和图15B所示，在上下拉伸方向试验中当然也一样。
100b，如图14A所示，受到剪切拉伸应力时，因为下板侧有坚固的金属结合，所以可耐受高应力。另一方面，上板侧在孔周围形成有金属间化合物，但其剥离动作从形状上无法进行，因此在初始期，上板10、下板20的母材发生变形。因此，若与大体上不变形而是发生脆性断裂的图11A和图11B的异种材料焊接接头100a相比较，则可见变形能力的提高。但是，若母材的变形进行，如图14B所示这样，接合部倾斜接近90°，则成为与上下剥离拉伸相同的状态。若是如此，则形成于孔11的周围部的金属间化合物剥离，上板10容易从焊接部脱离。总之，改善不充分。其结果如图15A和图15B所示，在上下拉伸方向试验中当然也一样。
[0277] 从上述两个异种材料焊接接头100a、100b的课题出发，使用本实施方式的两梯级形状的接合辅助构件30，使之也可耐受剪切方向的拉伸应力和上下剥离方向的应力。即，如图38A～图38D所示，对上板10实施穿孔，再将具有中空部33的接合辅助构件30压入设于上板10的孔11中并固定之后，与应该接合的下板20重叠，以填充上板10和接合辅助构件30的内部方式，由电弧焊形成焊接金属40。若是如此，作为截面则成为接合辅助构件30、焊接金属40、下板20被坚固的金属结合焊接接合的状态。比设于上板10的孔11宽阔的接合辅助构件30的凸缘部32的最大的作用，就是对于上下剥离应力的阻抗。如图42A所示，通过适用恰当尺寸的接合辅助构件30，可防止上板10与焊接金属40的界面剥离脱开的现象。一般来说，焊接金属40在充分地塑性变形之后断裂。还有，接合辅助构件30，无论是对于剪切方向的拉伸应力，还是对于初始应力都不会带来不良影响，此外，还针对母材变形导致的焊接部倾斜90°(参照图42B)后的剥离应力变化，防止上板10与焊接金属40的界面剥离而脱开的现象。
[0278] 另外，接合辅助构件30的凸缘部32，因为面积越大，且厚度PH2越大，对于板厚方向(三维方向)的外部应力的强度越增加，因此优选。但是，若面积和厚度过于大，则压入所需要的压力变高，不仅需要强力的冲压装置，而且对于上板还会使过度的应变发生，其结果是，龟裂进入上板10或接合辅助构件30，发生变形。因此，考虑上板10的材质、板厚、孔径而处于适当的尺寸。
[0279] 此外，接合辅助构件30，具有用于避免Al合金或Mg合金的熔融的防护壁作用。在Al合金或Mg合金的接合部最容易熔融的位置，是孔11的内面和该内面的周围的表面。通过以接合辅助构件30覆盖这些面(参照图43A的区域X)，能够防止电弧焊的热直接传导给Al合金或Mg合金，防止与钢混合而生成金属间化合物(IMC)。电弧焊的熔深范围如果只是接合辅助构件30与下板20，则Al或Mg向焊接金属40的稀释为零，IMC被完全防止。
[0280] 但是，在本实施方式中，不需要IMC的发生是零，可允许IMC稍微形成。这是由于，如图43B所示，即使在孔11的内面形成IMC，只要焊接金属40具有延展性和适度的强度，则焊接金属40便作为针对加之于板宽方向(二维方向)的外部应力的阻抗作用发挥功效，因此形成于焊接金属40的周围的IMC层的影响小。另外，虽然IMC是脆性的，但作为结构体，即使拉伸应力起作用，在接合部也会形成压缩应力和拉伸应力同时起作用的组合，对于压缩力来说，由于IMC维持充分的强度，所以IMC层的形成不会引起破裂传播。因此，接合辅助构件30不一定要与上板10的板厚相同。
[0281] 如以上述，接合辅助构件30具有的作用是，(1)在焊接时防止作为上板10的原材的铝合金或镁合金因熔融而生成IMC，(2)焊接后使上板10和下板20坚固地结合。但是，在焊接工序前设置于上板10时，仅靠压入，其容易从上板10脱落，在焊接工序中有招致故障的情况。例如，在上板10设置接合辅助构件30后，搬送至远处的场所而进行焊接的情况，和焊接的姿势为横焊和仰焊(参照图44)等的情况有代表性。在这些情形下，会不可避免地脱离，这时便不能焊接。为了防止这种情况，需要预先将接合辅助构件30临时预固定在上板10上直到进行焊接。作为其对策，是将“铆接”的功能赋予接合辅助构件30，该“铆接”的功能利用了作为上板10的原材的金属的弹塑性变形。
[0282] 具体来说，通过以下方式达成，不仅使接合辅助构件30的凸缘部32，而且使轴部31的最大外径PD1也比设于上板10的孔11的直径BD大，且在轴部31与凸缘部32的边界部分设置直径小的收缩部39。
[0283] 将接合辅助构件30的轴部31的最大外径PD1设定得比上板10的孔11的直径BD大一些，通过施加压力插入，上板10的原材发生弹塑性变形而扩展。其后，若插入直径小的收缩部39，则扩展的压力降低，因此弹性变形部分发生金属流入，得到形状上的铆接效果。如此利用原材自身的弹力，能够使接合辅助构件30不容易脱落。
[0284] 另外，轴部31的轴向截面，希望是与上板10的孔11相似的圆形截面，以便容易压入。
[0285] 另外，为了针对上板10的板厚方向的剥离应力而发挥凸缘部32的阻抗作用，需要凸缘部32的宽度PD2比轴部31的最大外径PD1相对要大。
[0286] 出于以上的理由，所使用的接合辅助构件30为钢制，具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1、凸缘部32的宽度PD2、及上板10的孔11的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39，厚度PH为上板10的板厚BH以下。
[0287] 还有，钢制的接合辅助构件30的材质，只要是纯铁和铁合金，便没有特别限制，例如，可列举软钢、碳钢、不锈钢等。
[0288] 另外，图45表示接合辅助构件30的各种尺寸。即，在本实施方式中，使轴部31的最大外径PD1、凸缘部32的宽度PD2、以及上板10的孔11的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，使接合辅助构件30的厚度PH为上板10的板厚BH以下，除了这些规定以外，可按如下方式规定接合辅助构件30的尺寸。
[0289] ·凸缘部的宽度PD2
[0290] 凸缘部32的宽度PD2，相对于上板10的孔11的直径BD，设定为110％以上、200％以下。如上述，凸缘部32其面积越大，且厚度PH2越大，面对于板厚方向(三维方向)的外部应力，强度越增加，因此优选。凸缘部32的宽度PD2相对于上板10的孔11的直径BD低于110％时，凸缘部32面对施加于板厚方向的外部应力而发生弹塑性变形时，容易成为上板10的孔11的大小以下的表观直径，如果那样，则上板10容易脱离。即，凸缘部32无法显示高阻力。因此，凸缘部32的宽度PD2，以上板10的孔11的直径BD的110％为下限。更优选以120％作为下限。另一方面，因为凸缘部32比轴部31的截面积大，由于压入而需要巨大的力，致使上板10承受巨大的应变，因此若压入宽大的面积，则存在龟裂进入上板10等而毁坏的情况。因此，优选凸缘部32的宽度(直径)PD2处于200％以下。
[0291] ·凸缘部的厚度PH2
[0292] 凸缘部32的厚度PH2，设计为上板10的板厚BH的20％以上、80％以下。接合辅助构件30的凸缘部32担负的主要任务是，作为对抗加之于板厚方向的外部应力，换言之就是剥离应力作用时的阻力。在构件构成之中，轴部31和收缩部39对于剥离应力也拥有对于上板10的铆接效果程度的阻力，但相对来说凸缘部32的作用大。凸缘部32其面积越大，且厚度PH2越大，对于板厚方向(三维方向)的外部应力强度越增加，因此优选。厚度PH2低于上板10的板厚BH的20％时，接合辅助构件30的凸缘部32面对加之于板厚方向的外部应力，容易发生弹塑性变形，上板10容易从接合辅助构件30上脱落。即无法显示高阻力。因此，凸缘部32的厚度PH2，优选以上板10的板厚BH的20％作为下限。另一方面，凸缘部32的厚度PH2大得超过上板10的板厚BH的80％，则对于上板10和接合辅助构件30有临时铆接作用的收缩部39与轴部31的高度合计低于20％，铆接力变弱。另外，凸缘部32因为比轴部31的截面积大，所以因压入而需要很大的力，致使上板10承受巨大的应变，因此若深深地压入，则有龟裂进入上板10等而毁坏的情况。因此，凸缘部32的厚度PH2，优选为上板10的板厚BH的80％以下。
[0293] 另外，如图46所示，焊接金属40距凸缘部32的露出面32a的未填充高度PH3，设定为上板10的板厚BH的30％以下。优选焊接金属40填充接合辅助构件30的中空部33，其表面位置与接合辅助构件30的表面处于同等高度。由此，如图47所示，对于板厚方向(三维方向)的外部应力，接合辅助构件30的变形得到抑制，能够得到高强度。另一方面，如图48A所示，若未填充高度PH3过大，则接合辅助构件30与焊接金属40的结合面积变小，接合强度变低。若只填充到低于上板10的板厚BH的70％，则接头接合强度的降低显著，如图48B所示，接合辅助构件30变形，上板10容易脱离。因此，使未填充高度以上板10的板厚BH的30％为下限。
[0294] 另一方面，理想上如上述，焊接金属40可以填充至与上板10的表面同等的高度。但是，接合后的异种材料焊接接头1再被组装到大的构造体上时，如果接合部的上部空间有富余，也可以用焊接金属40填充接合辅助构件30的整个中空部33，再形成余高。
[0295] 还有，关于上板10和下板20的板厚，不一定非要限定，但若考虑施工效率、作为重叠焊的形状，则优选上板10的板厚为4.0mm以下。另一方面，若考虑电弧焊的线能量，则要是板厚过薄，焊接时烧穿，难以进行焊接，因此优选上板10、下板20均为0.5mm以上。
[0296] 根据以上的构成，能够将上板10为铝合金或镁合金、下板20为钢的原材坚固地结接。
[0297] 在此，作为直接接合异种金属彼此时的课题，除了IMC的形成这一课题以外，还已知有一个课题。这就是若异种金属彼此接触，则形成伽伐尼电池(galvanic cell)，从而成为加速腐蚀的原因。这一原因(电池的阳极反应)造成的腐蚀称为电蚀。若异种金属之间接触的面上有水，则腐蚀进行，因此作为接合处，在容易有水进入的地方适用本实施方式时，以防止电蚀为目的，需要实施用于防止水的侵入的封闭处理。在本接合法中，因为也会形成多个Al合金或Mg合金与钢接触的面，所以优选使用树脂系的粘接剂，其不但可实现进一步提高接头强度的目的，还可以作为密封材料使用。
[0298] 例如，如图49A和图49B所示的第一变形例，在上板10和下板20的接合面，也可以对于焊接部周围遍及全周而环状涂布粘接剂60。还有，作为在上板10和下板20的接合面，对于焊接部周围遍及全周而涂布粘接剂60的方法，如图50A和图50B所示的第二变形例这样，也包括在除去焊接处以外的整个接合面进行涂布的情况，由此，能够降低上板10、下板20、以及焊接金属40的电蚀速度。
[0299] 另外，如图28所示，在相当于接合辅助构件30的边的位置，从使用时的安全性和锻造时的限制等方面出发，使之保持圆弧便没有任何问题。特别是若中空部33的上表面端面预先扩散成研钵状，则焊接金属40与接合辅助构件30的吻合性提高，也有外观提升的效果。
[0300] 还有，在接合辅助构件30上空出的中空部33的面可以是平坦的圆筒面，但也可以如图29所示这样形成螺纹槽33a。在本工法中尽管不使用阳螺纹，但通过具有螺纹槽33a，电弧焊时与熔融池的接触表面积增加，焊接金属40与接合辅助构件30被更坚固地结合。螺纹槽33a等不平坦面时的孔11的直径PS，定义为最宽的相对面间距离。
[0301] 此外，如图51所示的变形例，也可以在下板20以设置膨胀部21。
[0302] Al合金或Mg合金制的上板10的板厚比较薄时，下板20不加工，上板10进行穿孔，仅在接合时将接合辅助构件30插入孔11中，便可以进行良好的焊接。但是，若上板10的板厚大，则在焊接工序中，填充接合辅助构件30的中空部33便会耗费时间，效率变差。另外，热量过大，下板20的钢板容易在填充完毕之前烧穿。因此，如果以拉深加工在下板20设置膨胀部21，则孔11的体积变小，因此能够一边防止烧穿缺陷，一边进行填充。
[0303] 另外，在此变形例中，下板20的膨胀部21成为用于使上板10与下板20定位的标记，能够容易地使下板20的膨胀部21与上板10的孔11合在一起，带来重叠操作的效率提高。
[0304] 还有，膨胀部21的拉深加工，如图31A所示，以压模50约束下板20要被形成膨胀部21的这部分的周边部。然后，如图31B所示，对于形成膨胀部21的部分施加压力，压入冲头
51，膨胀部21被成形。
51，膨胀部21被成形。
[0305] 另外，本实施方式的焊接法，可以说是接合面积小的点焊，因此，对于具有一定程度的接合面积的实用构件彼此重叠的部分J进行接合时，如图52A～图52C所示这样，多次实施本焊接法即可。由此，可对重叠的部分J进行坚固的接合。本实施方式也能够在图52B和图52C所示这样的开放截面结构中使用，但在图52A所示这样的闭合截面结构中特别能够适用。
[0306] 另外，如图53和图54所示，在本接合法中，由于埋入上板10内的接合辅助构件30不会从上板10的正反面突出，所以作为焊接工序的前工序，使用模具70等，对于埋入有接合辅助构件30的上板10(带接合辅助构件的上板10)的Al或Mg母材进行冲压成形很容易。另外，作为之后的工序，是冲压成形的带接合辅助构件的上板10，与下板20被重叠、焊接。当然，本焊接法不用区分开放截面结构、闭合截面结构，均可以进行制造。
[0307] 这样的带接合辅助构件的上板10，在冲压成形工序前，由于形成得均大致平坦，所以处理性良好。
[0308] 如以上说明，根据本实施方式的异种材料接合用电弧焊法，其具备如下工序：在上板10打出圆形的孔11的工序；将钢制的接合辅助构件30，以使凸缘部32的露出面与上板10的表面大致齐平或位于内侧的方式，压入设于上板10的孔11中的工序，其中，所述钢制的接合辅助构件30，具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1、凸缘部32的宽度PD2、和上板10的孔11的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39；使上板10与下板20重叠的工序；通过以下的(a)～(e)的任意一种方法，以焊接金属40填充接合辅助构件30的中空部33，并且焊接下板20和接合辅助构件30的工序。
[0309] (a)以能够得到铁合金或Ni合金的焊接金属40的焊丝作为熔化电极使用的气体保护电弧焊法。
[0310] (b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊法。
[0311] (c)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的钨极气体保护电弧焊法。
[0312] (d)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的等离子电弧焊法。
[0313] (e)以能够得到铁合金或Ni合金的焊接金属40的涂药焊条作为熔化电极使用的焊条电弧焊法。
[0314] 由此，使用廉价的电弧焊设备，便能够以坚固且可靠性高的品质，对于Al合金或Mg合金的上板10和钢的下板20进行接合，并且无论是开放截面结构还是闭合截面结构都能够无限制地适用。
[0315] 另外，因为接合辅助构件30的厚度PH在上板10的板厚BH以下，所以，如果使接合辅助构件30的凸缘部32的露出面位于与上板10的表面大体齐平的位置，如此将其压入到设于上板10的孔11中，则能够防止接合辅助构件30从上板10的下表面突出。
[0316] 另外，通过拉深加工在下板20形成膨胀部21，在重叠工序中，下板20的膨胀部21被配置在上板10的孔11内。由此，即使上板10的板厚大大时，也能够防止烧穿缺陷而进行焊接，另外，能够使上板10与下板20易于定位。
[0317] 另外，还具备在重叠工序之前，对于上板10和下板20中的至少一方的重叠面，在孔11的周围，遍及全周而涂布粘接剂60的工序。由此，粘接剂除了提高接头强度以外，还能够作为密封材料起作用，从而降低上板10、下板20以及焊接金属40的电蚀速度。
[0318] 另外，在压入工序之时，上板10被冲压成形。即，接合辅助构件30不会从上板10的上表面10a突出，因此能够将压入有接合辅助构件30的上板10用模具等冲压成形为希望的形状。
[0319] 另外，接合辅助构件30的凸缘部32的厚度PH2，因为是上板10的板厚BH的20％以上、80％以下，所以接合辅助构件30，能够一边确保提供铆接作用的轴部31的长度，一边作为对抗板厚方向的外部应力的阻力发挥功能。
[0320] 另外，接合辅助构件30的凸缘部32的宽度PD2，因为相对于上板10的孔11的直径BD为110％以上、200％以下，所以既考虑到接合辅助构件30对上板10的压入性，接合辅助构件30又能够作为对抗板厚方向的外部应力的阻力发挥功能。
[0321] 另外，在填充焊接工序，距所述凸缘部的露出面的所述焊接金属的未填充高度PH3，是所述第一板的板厚BH的30％以下，因此能够确保异种材料焊接接头1的接合强度。
[0322] 另外，本实施方式的接合辅助构件30为钢制，具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1、凸缘部32的宽度PD2、及上板10的孔11的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39。由此，接合辅助构件30，适用于上述异种材料接合用电弧焊法。
[0323] 另外，本实施方式的异种材料焊接接头1，具备铝合金或镁合金制的上板10，和电弧焊于上板10的钢制的下板20，上板10具有与下板20重叠面相临的圆形的孔11，还具备钢制的接合辅助构件30，其具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1、凸缘部32的宽度PD2、和上板10的孔11的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39，接合辅助构件30，以凸缘部32的露出面32a与上板10的上表面10a大致齐平或位于内侧的方式，被固定在上板10的孔11内，接合辅助构件30的中空部33被铁合金或Ni合金的焊接金属40填充，并且由焊接金属40，和熔融的下板20以及接合辅助构件30的一部分形成熔融部W。
[0324] 由此，具备Al合金或Mg合金的上板10和钢的下板20的异种材料焊接接头1，可使用廉价的电弧焊设备，以坚固且可靠性高的品质被接合，并且无论开放截面结构还是闭合截面结构都能够无限制地适用。
[0325] 此外，本实施方式的带接合辅助构件的板材，具备如下：具有圆形的孔11的铝合金或镁合金制的上板(铝合金或镁合金制的板材)10；和钢制的接合辅助构件30，其具有有着轴部31和凸缘部32的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通轴部31和凸缘部32的中空部33，轴部31的最大外径PD1、凸缘部32的宽度PD2、和上板10的孔11的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，轴部31在凸缘部侧具有收缩部39。而且，接合辅助构件30，以使凸缘部32的露出面32a与上板10的表面大致齐平位于内侧的方式，被固定在上板10的孔11内。
[0326] 由此，带接合辅助构件的板材，通过与钢制的下板(钢制的板材)20进行电弧焊，能够以坚固且可靠性高的品质形成异种材料焊接接头。
[0327] 还有，本发明不受前述实施方式和实施例限定，可以适宜进行变形、改良等。
[0328] 【实施例】
[0329] 在此，使用以下的实施例A～E，确认第一实施方式的有效性。
[0330] ＜实施例A＞
[0331] 在实施例A中，使用上板10为板厚1.6mm的铝合金A5083，下板20为板厚1.4mm的590MPa级高张力钢板加以组合的重叠接头。另外，该重叠接头，通过使用直径1.2mm的JIS Z3312YGW16的钢制焊丝，以80％Ar+20％CO2的混合气体作为保护气体的MAG焊接法，进行一定时间定点的电弧焊而被接合。
[0332] 对于此焊接接头1，遵循JIS Z3136“电阻点焊和凸焊接头的剪切试验所对应的试验片尺寸和试验方法”，和JIS Z3137“电阻点焊和凸焊接头的十字形拉伸试验”，进行破断试验。在此，将Z3136的抗拉强度作为TSS表示，将Z3137的抗拉强度作为CTS表示。作为合格与否判定值，为TSS≥8kN，CTS≥5kN。
[0333] 此外，作为不是必须但优选的性能值，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS，取得方式为，对于焊接接头实施轮流重复盐水喷雾→干燥→湿润而使之加速腐蚀的JASO－CCT(Japanese Automobile Standards Organization Cyclic Corrosion Test)28天，其后同样实施破断试验而取得。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0334] 在表1中，比较例显示为No.A1～A9，本实施例显示为No.A10～A18。
[0335] 【表1】
[0336]
[0337] No.A1是不使用接合辅助构件，也不在上板10打孔，而是对上板10直接实施电弧焊的例子。另外，也不使用粘接剂。因为钢制焊丝和铝母材熔融混合，所以形成的焊接金属为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0338] No.A2是在上板10设置直径7.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件30而实施电弧焊的例子。若与No.A1相比，则焊接金属的铝混合量降低，因此金属间化合物量少，脆化程度也低，但尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0339] No.A3是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30的材质为JIS G3106SM490C(以后，实施例A的材质相同)。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，不能贯通接合辅助构件30与上板10而熔透至下板20，不能进行焊接。
[0340] No.A4是对于实施了直径7.0mm的穿孔的上板10压入接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。还有，在此对于接合辅助构件30不实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0341] No.A5是在没有进行穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。在接合辅助构件30上实施直径5.0mm的穿孔。其结果是，焊接金属与No.A1同样，成为钢制焊丝和铝母材熔融混合的产物，所形成的焊接金属为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0342] No.A6是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上，插入实施了直径5.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。在接合辅助构件30的轴部31设置收缩部39，但轴部31的最大外径小于上板10的孔径。因此，接合辅助构件30其轴部31不是以压入孔11，而是以放置在孔11内的状态被进行电弧焊。由于在接合辅助构件30的轴部31与上板10的孔11的壁面间存在间隙，所以在剪切拉伸试验(TSS)中容易发生偏移，为低值。
[0343] No.A7是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上，压入实施了直径5.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但凸缘部32的直径小于上板10的孔径。尽管是以电弧焊的余高堵住上板10的孔11的状态，但若遭受应力，则容易断裂，因此CTS、TSS均为低值。
[0344] No.A8是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上，压入实施了直径5.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。虽然凸缘部32、轴部31均比上板10的孔径大，但在轴部31没有收缩部，是圆桶形。这种情况下，接合辅助构件30能够暂时地压入孔11，但由于没有收缩部，所以得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0345] No.A9是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10，插入实施了直径5.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。但是，接合辅助构件30没有轴部31与凸缘部32的边界，也没有收缩部，即为圆形钢管的形态，其直径小于上板10的孔11。在接合辅助构件30的轴部31与上板10的孔11的壁面间存在间隙，上板10的表面也只是勉强借助余高与接合辅助构件30相连，因此若遭受应力，则容易断裂。CTS、TSS均为低值。
[0346] 另一方面，No.A10～A18，在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上压入实施了直径5.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，另一方面，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属40的流入被抑制为零或极低，从而可形成高品质的焊接金属。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，由于上板10与接合辅助构件30被铆接约束，所以受到剪切应力的TSS也为高值。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体(A11～A13，A16～A18)，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于No.A10而言，可知随着No.A11、No.A12、No.A13的顺序和粘接剂涂布位置增加，腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
[0347] ＜实施例B＞
[0348] 在实施例B中，使用上板10为板厚0.8mm的镁合金ASTM AZ31B，下板20为板厚1.0mm的780MPa级高张力钢板加以组合的重叠接头。另外，该重叠接头，是通过以100％Ar气作为保护气体使用的TIG焊接法，一边将直径1.0mm的JIS Z3316YGT50的钢制焊丝作为非导电填料插入，一边进行一定时间定点的电弧焊而进行接合。
[0349] 对于此焊接接头1，遵循JIS Z3136和JIS Z3137，进行破断试验。在此，将Z3136的抗拉强度作为TSS表示，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥4kN，CTS≥3kN。
[0350] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例A同样，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS，取得方式为，对于焊接接头1实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验而取得。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0351] 在表2中，比较例显示为No.B1～B8，本实施例显示No.B9～B17。
[0352] 【表2】
[0353]
[0354] No.B1是不使用接合辅助构件，在上板10也不打孔，而是对于上板10直接实施电弧焊的例子。也没有使用粘接剂。因为钢制焊丝与镁母材熔融混合，所以形成的焊接金属为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0355] No.B2是在上板10设置直径5.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件而实施电弧焊的例子。若与No.B1相比，则焊接金属的镁合金混合量有所降低，因此金属间化合物量少，脆化程度也低，尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0356] No.B3是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30的材质为JIS G3101SS400(以后，实施例B的材质相同)。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30和上板10而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0357] No.B4与No.B2同样，是在穿孔出直径5.0mm的孔11的上板10压入接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0358] No.B5是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。对于接合辅助构件30实施直径3.8mm的穿孔。其结果是，焊接金属与No.B1同样，成为钢制焊丝与镁合金母材熔融混合的产物，因此所形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0359] No.B6是在在实施了直径5.0mm的穿孔的上板10，插入实施了直径3.8mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但轴部31的最大外径比上板10的孔径小。所以，接合辅助构件30，其轴部31不是以压入孔11，而是以放置在孔11内的状态进行电弧焊。由于在接合辅助构件30的轴部31与上板10的孔11的壁面间存在间隙，所以在剪切拉伸试验(TSS)中容易发生偏移，为低值。
[0360] No.B7是在实施了直径5.0mm的穿孔的上板10，压入实施了直径3.8mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但凸缘部32的直径比上板10的孔径小。虽是以电弧焊的余高堵住上板10的孔11的状态，但若受到应力则容易断裂，因此CTS、TSS均为低值。
[0361] No.B8是在实施了直径5.0mm的穿孔的上板10，压入实施了直径3.8mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。凸缘部32、轴部31均大于上板10的孔径，但在轴部31没有收缩，是圆桶形。这种情况下，虽然接合辅助构件30能够暂时地压入孔11，但由于没有收缩部，所以得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0362] 另一方面，No.B9～B17，是在实施了直径5.0mm的穿孔的上板10压入实施了直径3.8mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，另一方面，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，镁向所形成的焊接金属40的流入而被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属40。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，由于上板10与接合辅助构件30被铆接约束，所以受到剪切应力的TSS也是高值。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体(B10～B17)，具有防止镁合金与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于No.B9而言，随着No.B10、No.B11、No.B12的顺序和粘接剂涂布位置增加，可知腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
[0363] ＜实施例C＞
[0364] 在实施例C中，使用上板10为板厚3.6mm的铝合金A6061，下板20为板厚2.2mm的400MPa级钢板加以组合的重叠接头。另外，重叠接头，通过使用了直径4.0mm的JIS Z3252ECNi－CI的Ni合金涂药焊条的焊条电弧焊法，进行一定时间定点的电弧焊而接合。还有，对于上板10实施穿孔时，在下板20的焊接处用冲头进行深拉深加工，加工成1.8mm的高度，即，使之进入到设于上板10的孔11的板厚中央。
[0365] 对于此焊接接头1，遵循JIS Z3136和JIS Z3137，进行破断试验。在此将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥9kN，CTS≥6kN。
[0366] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例A、B同样，对于焊接接头1，实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0367] 在表3中，比较例显示为No.C1～C7，本实施例显示为No.C8～C14。
[0368] 【表3】
[0369]
[0370] No.C1是不使用接合辅助构件，在上板10也不打孔，而对于上板10直接实施电弧焊的例子。也不使用粘接剂。因为Ni合金涂药焊条与铝母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0371] No.C2是在上板10设置直径9.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件30而实施电弧焊的例子。若与No.C1相比，则焊接金属的铝合金混合量降低，因此金属间化合物量少，脆化程度也低，但尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0372] No.C3是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30的材质是JIS G4051S12C(以后，实施例C的材质相同)。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，不能贯通接合辅助构件30和上板10而熔透至下板20，不能进行焊接。
[0373] No.C4是在实施了直径9.0mm的穿孔的上板10压入接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0374] No.C5是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。对于接合辅助构件30实施直径7.0mm的穿孔。其结果是，焊接金属与No.C1同样，因为Ni合金焊条与镁合金母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0375] No.C6是在实施了直径9.0mm的穿孔的上板10上，插入实施了直径7.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但轴部31的最大外径比上板10的孔径小。所以，接合辅助构件30，其轴部31不是以压入孔11，而是以放置在孔11内的状态进行电弧焊。由于在接合辅助构件30的轴部31与上板10的孔11的壁面间存在间隙，所以在剪切拉伸试验(TSS)中容易发生偏移，为低值。
[0376] No.C7是在实施了直径9.0mm的穿孔的上板，压入实施了直径7.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。凸缘部32、轴部31均大于上板10的孔径，但在轴部31没有收缩部，是圆桶形。这种情况下，虽然接合辅助构件30能够暂时地压入孔11，但由于没有收缩，所以得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0377] 另一方面，No.C8～C14，是在实施了直径9.0mm的穿孔的上板10，压入实施了直径7.0mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，另一方面，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。虽然上板10的板厚为3.6mm而比较厚，但通过下板20的深拉深加工，在焊接处，接合辅助构件30与下板20间的距离变小，能够得到焊接效率的提高和防烧穿效果。另外，由于上板10与接合辅助构件30被铆接约束，所以受到剪切应力的TSS也是高值。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体(No.C9～C13)，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。
[0378] ＜实施例D＞
[0379] 在实施例D中，使用上板10为板厚1.2mm的铝合金A6N01，下板20为板厚1.2mm的SPCC钢板加以组合的重叠接头。另外，重叠接头，通过使用直径1.2mm的JIS Z3313T49T14－0NS－G的钢制药芯焊丝的自保护电弧焊法，进行一定时间定点的电弧焊而接合。
[0380] 对于此焊接接头1，遵循JIS Z3136和JIS Z3137，进行破断试验。在此将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥6kN，CTS≥4kN。
[0381] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例A、B、C同样，对于焊接接头1，实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0382] 表4中，比较例显示为No.D1～D3，本实施例显示为No.D4～D5。
[0383] 【表4】
[0384]
[0385] No.D1是不使用接合辅助构件，在上板10也不打孔，而对于上板10直接实施电弧焊的例子。也不使用粘接剂。因为钢制焊丝与铝母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0386] No.D2是在上板10设置直径6.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件30而实施电弧焊的例子。与No.D1相比，焊接金属的铝合金混合量降低，因此金属间化合物量少，脆化程度也低，但尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0387] No.D3是在实施了直径6.0mm的穿孔的上板，插入实施了直径4.4mm的穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30的轴部31小于上板10的孔径，也没有收缩部。所以，接合辅助构件30，其轴部31不是以压入孔11，而是以放置在孔11内的状态进行电弧焊。由于在接合辅助构件30的轴部31与上板10的孔11的壁面间存在间隙，所以在剪切拉伸试验(TSS)中容易发生偏移，为低值。
[0388] 另一方面，No.D4～D5，是在实施了直径6.0mm的穿孔的上板10，压入加工JIS G3106SM490A材而成的、实施了直径4.4mm的钻孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，另一方面，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属40的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属40。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，由于上板10与接合辅助构件30被铆接约束，所以受到剪切应力的TSS也是高值。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体No.D5，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，成无粘接材的试验体No.D4相比，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS
[0389] ＜实施例E＞
[0390] 在实施例E中，使用上板10为板厚4.0mm的铝合金A7N01，下板20为板厚3.0mm的1180MPa级高张力钢板加以组合的重叠接头。在下板20的应该焊接的位置，通过拉深加工形成高度1.5mm的膨胀部21。另外，该重叠接头，通过使用直径1.2mm的JIS Z3321YS309L的不锈钢制焊丝，等离子气体：100％Ar、保护气体：99％Ar+21％H的等离子电弧焊法，进行一定时间定点的电弧焊而被接合。
[0391] 对于该焊接接头1，遵循JIS Z3136“电阻点焊和凸焊接头的剪切试验所对应的试验片尺寸和试验方法”，以及JIS Z3137“电阻点焊和凸焊接头的十字形拉伸试验”，进行破断试验。在此，将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥10kN，CTS≥8kN。
[0392] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例A～D同样，对于焊接接头1实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0393] 在表5中，本实施例显示为No.E1～E3。
[0394] 【表5】
[0395]
[0396] No.E1～E3是在实施了直径10.0mm的穿孔的上板10上，压入加工SUS304不锈钢材而成的、实施了直径8.0mm的钻孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，另一方面，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属40的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。上板10的板厚为比较厚的4.0mm，但通过下板20的深拉深加工，在焊接位置，接合辅助构件30与下板20间的距离变小，能够得到焊接效率的提高和防烧穿效果。另外，由于上板10与接合辅助构件30被铆接约束，所以受到剪切应力的TSS也是高值。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体No.E1、E3，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于无粘接剂的试验体No.E2，No.E3有粘接剂涂布，腐蚀后TSS和腐蚀后CTS提高。
[0397] 接着，使用以下的实施例F～J，确认第二实施方式的有效性。
[0398] ＜实施例F＞
[0399] 在实施例F中，使用上板10为板厚1.6mm的铝合金A5083，下板20为板厚1.4mm的590MPa级高张力钢板加以组合的重叠接头。另外，该重叠接头，通过使用直径1.2mm的JIS Z3312YGW16的钢制焊丝，以80％Ar+20％CO2的混合气体作为保护气体的MAG焊接法，进行一定时间定点的电弧焊而被接合。
[0400] 对于该焊接接头1，遵循JIS Z3136“电阻点焊和凸焊接头的剪切试验所对应的试验片尺寸和试验方法”，以及JIS Z3137“电阻点焊和凸焊接头的十字形拉伸试验”，进行破断试验。在此，将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥8kN，CTS≥5kN。
[0401] 此外，作为不是必须但优选的性能值，对于焊接接头实施轮流重复盐水喷雾→干燥→湿润而使之加速腐蚀的JASO－CCT(Japanese AutomobileStandards Organization Cyclic Corrosion Test)28天，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0402] 在表6中，比较例显示为No.F1～F9，本实施例显示为No.F10～F15。
[0403] 【表6】
[0404]
[0405] No.F1是不使用接合辅助构件，在上板10也不打孔，而对于上板10直接实施电弧焊的例子。另外，也不使用粘接剂。因为钢制焊丝与铝母材熔融混合，所以所形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0406] No.F2是在上板10设置直径7.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件30而实施电弧焊的例子。若与No.F1相比，因为焊接金属的铝混合量降低，所以金属间化合物量少，脆化程度也低，但尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0407] No.F3是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30的材质是JIS G3106SM490C(以后，实施例F的材质相同)。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，不能贯通接合辅助构件30和上板10而熔透至下板20，不能进行焊接。
[0408] No.F4是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10压入接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0409] No.F5是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。对于接合辅助构件30实施直径5.0mm的穿孔。其结果是，焊接金属与No.F1同样，成为钢制焊丝与铝母材熔融混合的产物，因此所形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0410] No.F6是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但轴部31的最大外径比上板10的孔径小。所以，接合辅助构件30，其轴部31不是压入孔11内，而是放置在孔11内的状态。即使压入上板10的孔11至接合辅助构件30的凸缘部32，也得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0411] No.F7是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上，压入实施了穿孔的接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。相对于接合辅助构件30的收缩部39而在露出面侧的部分(相当于凸缘部32的部分)，小于轴部31的最大外径。若对上板10施加应力，则上板10容易从接合辅助构件30的周围脱落，因此CTS、TSS均为低值。
[0412] No.F8是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。凸缘部32、轴部31均大于上板10的孔径，但在轴部31没有收缩部，是圆桶形。这种情况下，虽然接合辅助构件30能够暂时地压入孔11，但由于没有收缩部，所以得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0413] No.F9是在实施了直径7.0mm的穿孔的上板10上，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。但是，接合辅助构件30在其轴部31与凸缘部32的边界也没有收缩部，即为圆形钢管的形态，其直径小于上板10的孔11。在接合辅助构件30的轴部31与上板10的孔11的壁面间存在间隙，上板10的表面也只是勉强借助余高与接合辅助构件30相连，因此若遭受应力，则容易断裂。CTS、TSS均为低值。
[0414] 另一方面，No.F10～F15是在实施了穿孔的上板10上，压入接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。还有，上板10的孔径，以表6所示的方式设定，接合辅助构件30实施适当尺寸的穿孔。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，并且，凸缘部32的宽度大于轴部31的最大外径，此外，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于上板10与接合辅助构件30借助收缩部39被铆接约束，所以能够稳定压入。作为焊接品质，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属40的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，TSS也为十分高的值。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体(A11，A13，A14)，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于No.F10而言，由于No.F11进行粘接剂涂布，可知腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
[0415] ＜实施例G＞
[0416] 在实施例G中，使用上板10为板厚0.8mm的镁合金ASTM AZ31B，下板20为板厚1.0mm的780MPa级高张力钢板加以组合的重叠接头。另外，该重叠接头，通过使用100％Ar气作为保护气体的TIG焊接法，一边将直径1.0mm的JIS Z3316YGT50的钢制焊丝作为非导电填料插入，一边进行一定时间定点的电弧焊而接合。
[0417] 对于此焊接接头1，遵循JIS Z3136和JIS Z3137，进行破断试验。在此将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥4kN，CTS≥3kN。
[0418] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例F同样，对于焊接接头1实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0419] 在表7中，比较例显示为No.G1～G8，本实施例显示为No.G9～G13。
[0420] 【表7】
[0421]
[0422] No.G1是不使用接合辅助构件，在上板10也不打孔，而对于上板10直接实施电弧焊的例子。也不使用粘接剂。因为钢制焊丝与镁母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0423] No.G2是在上板10设置直径5.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件而实施电弧焊的例子。若与No.G1相比，则焊接金属的镁合金混合量降低，因此金属间化合物量少，脆化程度也低，但尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0424] No.G3是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30的材质是JIS G3101SS400(以后，实施例G的材质相同)。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30和上板10而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0425] No.G4与No.G2同样，是在穿孔了直径5.0mm的孔11的上板10压入接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0426] No.G5是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。对于接合辅助构件30实施直径3.8mm的穿孔。其结果是，焊接金属与No.G1同样，成为钢制焊丝与镁合金母材熔融混合的产物，因此所形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0427] No.G6是在实施了直径5.0mm的穿孔的上板10，插入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但轴部31的最大外径比上板10的孔径小。所以，接合辅助构件30，其轴部31不是压入孔11，而是放置在孔11内的状态。即使压入到上板10的孔11中直至接合辅助构件30的凸缘部32，也得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0428] No.G7是在实施了直径5.0mm的穿孔的上板10，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。相对于接合辅助构件30的收缩部39而在露出面侧的部分(相当于凸缘部32的部分)，小于轴部31的最大外径。若对上板10施加应力，则上板10容易从接合辅助构件30的周围脱落，因此CTS、TSS均为低值。
[0429] No.G8是在实施了直径5.0mm的穿孔的上板10，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。凸缘部32、轴部31均大于上板10的孔径，但在轴部31没有收缩，是圆桶形。这种情况下，虽然接合辅助构件30能够暂时地压入孔11，但由于没有收缩部，所以得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0430] 另一方面，No.G9～G13，是在实施了穿孔的上板10压入接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。还有，上板10的孔径，以表7所示的方式设定，接合辅助构件30也实施适当尺寸的穿孔。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，并且，凸缘部32的宽度大于轴部31的最大外径，此外，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于上板10与接合辅助构件30被收缩部39铆接约束，所以能够稳定压入。作为焊接品质，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，镁向所形成的焊接金属40的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属40。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，TSS也为十分高的值。
更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体(B10～B12)，具有防止镁合金与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于No.G9而言，由于No.G10进行粘接剂涂布，可知腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体(B10～B12)，具有防止镁合金与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于No.G9而言，由于No.G10进行粘接剂涂布，可知腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
[0431] ＜实施例H＞
[0432] 在实施例H中，使用上板10为板厚3.6mm的铝合金A6061，下板20为板厚2.2mm的400MPa级钢板加以组合的重叠接头。另外，重叠接头，通过使用直径4.0mm的JIS Z3252ECNi－CI的Ni合金涂药焊条的焊条电弧焊法，进行一定时间定点的电弧焊而接合。还有，在上板10实施穿孔时，对于下板20的焊接处用冲头进行深拉深加工，加工至1.8mm的高度，即，使之进入到设于上板10的孔11的板厚中央。
[0433] 对于此焊接接头1，遵循JIS Z3136和JIS Z3137，进行破断试验。在此将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥9kN，CTS≥6kN。
[0434] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例F、G同样，对于焊接接头1实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0435] 在表8中，比较例显示为No.H1～H7，本实施例显示为No.H8～H13。
[0436] 【表8】
[0437]
[0438] No.H1是不使用接合辅助构件，在上板10也不打孔，而对于上板10直接实施电弧焊的例子。也不使用粘接剂。因为Ni合金涂药焊条与铝母材熔融混合，所以所形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0439] No.H2是在上板10设置直径9.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件30而实施电弧焊的例子。若与No.H1相比，则焊接金属的铝合金混合量降低，因此金属间化合物量少，脆化程度也低，但尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0440] No.H3是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。接合辅助构件30的材质是JIS G4051S12C(以后，实施例H的材质相同)。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，不能贯通接合辅助构件30和上板10而熔透至下板20，不能进行焊接。
[0441] No.H4是在实施了直径9.0mm的穿孔的上板10压入接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。还有，在此对于接合辅助构件30没有实施穿孔。其结果是，虽然总算能够贯通接合辅助构件30而熔透至下板20，但是下板20的熔深宽度非常小，若进行破断试验则容易断裂。
[0442] No.H5是在没有实施穿孔的上板10之上搭载接合辅助构件30，从其上进行电弧焊的例子。对于接合辅助构件30实施直径7.0mm的穿孔。其结果是，焊接金属与No.H1同样，因为Ni合金焊条与镁合金母材熔融混合，所以形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0443] No.H6是在实施了直径9.0mm的穿孔的上板10上，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但轴部31的最大外径比上板10的孔径小。所以，接合辅助构件30，其轴部31不是压入孔11，而是放置在孔11内的状态。即使压入到上板10的孔11中直至接合辅助构件30的凸缘部32，也得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0444] No.H7是在实施了直径9.0mm的穿孔的上板，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。凸缘部32、轴部31均大于上板10的孔径，但在轴部31没有收缩部，是圆桶形。这种情况下，虽然接合辅助构件30能够暂时地压入孔11，但由于没有收缩，所以得不到铆接效果，接合辅助构件30脱出分离。因此不能进行实体焊接。
[0445] 另一方面，No.H8～H13，是在实施了穿孔的上板10中压入接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。还有，上板10的孔径，以表8所示的方式设定，接合辅助构件30也实施适当尺寸的穿孔。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，并且，凸缘部32的宽度大于轴部31的最大外径，此外，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于上板10与接合辅助构件30被收缩部39铆接约束，所以能够稳定压入。作为焊接品质，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，TSS也为十分高的值。上板10的板厚虽为比较厚的3.6mm，但通过下板20的深拉深加工，在焊接位置，接合辅助构件30与下板20间的距离变小，能够得到焊接效率的提高和防烧穿效果。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体(No.H9～H12)，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于No.H8而言，由于No.H9进行粘接剂涂布，可知腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
[0446] ＜实施例I＞
[0447] 在实施例I中，使用上板10为板厚1.2mm的铝合金A6N01，下板20为板厚1.2mm的SPCC钢板加以组合的重叠接头。另外，重叠接头，通过使用直径1.2mm的JIS Z3313T49T14－0NS－G的钢制药芯焊丝的自保护电弧焊法，进行一定时间定点的电弧焊而接合。
[0448] 对于此焊接接头1，遵循JIS Z3136和JIS Z3137，进行破断试验。在此将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥6kN，CTS≥4kN。
[0449] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例F、G、H同样，对于焊接接头1实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0450] 在表9中，比较例显示为No.I1～I3，本实施例显示为No.I4～I7。
[0451] 【表9】
[0452]
[0453] No.I1是不使用接合辅助构件，在上板10也不打孔，而对于上板10直接实施电弧焊的例子。也不使用粘接剂。因为钢制焊丝与铝母材熔融混合，所以所形成的焊接金属成为极脆的金属间化合物，呈低TSS、CTS。
[0454] No.I2是在上板10设置直径6.0mm的孔11，但不使用接合辅助构件30而实施电弧焊的例子。若与No.I1相比，则焊接金属的铝合金混合量降低，因此金属间化合物量少，脆化程度也低，但尽管如此，仍为低TSS、CTS。
[0455] No.I3是在直径5.5mm的实施了穿孔的上板，压入实施了穿孔的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。虽然在接合辅助构件30的轴部31设置着收缩部39，但轴部31和凸缘部32的外径相等，因此对于板厚方向，即对于剥离的应力的阻力小，上板10容易从接合辅助构件30的周围脱落，CTS、TSS均为低值。
[0456] 另一方面，No.I4～I7，是在实施了穿孔的上板10，压入加工JIS G3106SM570材而成的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。还有，上板10的孔径，以表9所示的方式设定，接合辅助构件30也实施了适当尺寸的穿孔。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，并且，凸缘部32的宽度大于轴部31的最大外径，此外，另一方面，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于上板10与接合辅助构件30被收缩部39铆接约束，所以能够稳定压入。作为焊接品质，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属40的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属40。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，TSS也为十分高的值。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体No.I5，I6，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，相对于无粘接材的试验体No.I4而言，No.I5通过进行粘接剂涂布，可知腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
[0457] ＜实施例J＞
[0458] 在实施例J中，使用上板10为板厚4.0mm的铝合金A7N01，下板20为板厚3.0mm的1180MPa级高张力钢板加以组合的重叠接头。在下板20的应该焊接的地方，通过拉深加工而形成高度1.5mm的膨胀部21。另外，该重叠接头通过使用了直径1.2mm的JIS Z3321YS309L的不锈钢制焊丝，等离子气体：100％Ar、保护气体：99％Ar+1％H2的等离子电弧焊法，进行一定时间定点的电弧焊而被接合。
[0459] 对于该焊接接头1，遵循JIS Z3136“电阻点焊和凸焊接头的剪切试验所对应的试验片尺寸和试验方法”，以及JIS Z3137“电阻点焊和凸焊接头的十字形拉伸试验”，进行破断试验。在此，将Z3136的抗拉强度表示为TSS，将Z3137的抗拉强度表示为CTS。作为合格与否判定值，为TSS≥10kN，CTS≥8kN。
[0460] 此外，作为不是必须但优选的性能值，与实施例F～I同样，对于焊接接头1实施28天JASO－CCT，其后同样实施破断试验，取得腐蚀后TSS和腐蚀后CTS。这些优选的性能值的合格判定值为，相对无腐蚀试验的值达80％以上。
[0461] 在表10中，本实施例显示为No.J1～J4。
[0462] 【表10】
[0463]
[0464] No.J1～J4是在实施了穿孔的上板10，压入加工SUS304不锈钢材而成的接合辅助构件30整体，从其上进行电弧焊的例子。还有，上板10的孔径，以表10所示的方式设定，接合辅助构件30也实施了适当尺寸的穿孔。接合辅助构件30，其轴部31的最大外径和凸缘部32的宽度分别大于上板10的孔径，并且，凸缘部32的宽度大于轴部31的最大外径，此外，成为在轴部31的凸缘部侧拥有收缩部39的形状。在这些试验体中，由于上板10与接合辅助构件30被收缩部39铆接约束，所以能够稳定压入。作为焊接品质，由于接合辅助构件30的轴部31的存在，铝向所形成的焊接金属40的流入被抑制为零或极低，可形成高品质的焊接金属。此外，下板20的熔深也足够大，另外，接合辅助构件30的凸缘部32为相对于上板10的孔11而具有宽阔的面积的构造，因此在十字形拉伸试验中可防止脱落，也能够得到高CTS。另外，TSS也为十分高的值。
[0465] 虽然上板10的板厚是比较厚的4.0mm，但通过下板20的深拉深加工，在焊接位置，接合辅助构件30与下板20间的距离变小，能够得到焊接效率的提高和防烧穿效果。更进一步说，在恰当的位置涂布高温固化型双液混合粘接材料后，于180℃×0.5小时环境下保持而使之固化的试验体No.J3，具有防止铝与钢界面的电蚀的作用，因腐蚀造成的CTS和TSS的降低得到抑制，显示出高水平的腐蚀后CTS、TSS。具体来说，相对于无粘接材的试验体No.J2，由于No.J3由于进行粘接剂涂布，可知腐蚀后TSS和腐蚀后CTS依次增高。
[0466] (1)一种异种材料接合用电弧焊法，是将铝合金或镁合金制的第一板，和钢制的第二板进行接合的异种材料接合用电弧焊法，其中，具备：
[0467] 在所述第一板打出圆形的孔的工序；
[0468] 将钢制的接合辅助构件压入所述第一板的孔中的工序，其中，所述钢制的接合辅助构件，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径和所述凸缘部的宽度分别大于所述第一板的孔的直径，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部；
[0469] 使所述第一板与所述第二板重叠的工序；
[0470] 通过以下的(a)～(e)的任意一种方法，以焊接金属填充所述接合辅助构件的中空部，并且焊接所述第二板和所述接合辅助构件的工序。
[0471] (a)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的焊丝作为熔化电极使用的气体保护电弧焊法。
[0472] (b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊法。
[0473] (c)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的钨极气体保护电弧焊法。
[0474] (d)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的等离子电弧焊法。
[0475] (e)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的涂药焊条作为熔化电极使用的焊条电弧焊法。
[0476] (2)根据(1)所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述第二板，通过拉深加工形成膨胀部，
[0477] 在所述重叠工序中，所述第二板的膨胀部配置在所述第一板的孔内。
[0478] (3)根据(1)或(2)所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述重叠工序之前，还具备在所述第一板与所述第二板的至少一方的重叠面，对于所述孔的周围，遍及全周而涂布粘接剂的工序。
[0479] (4)根据(1)～(3)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述压入工序中，对于所述接合辅助构件，和与该接合辅助构件对置的所述第一板之间的至少一方的对置面，涂布粘接剂。
[0480] (5)根据(1)～(4)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述压入工序之时，或在所述填充焊接工序后，在所述接合辅助构件与所述第一板的表面的边界部涂布粘接剂。
[0481] (6)根据(1)～(5)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的轴部的高度PH1，为所述第一板的板厚BH的10％以上、100％以下。
[0482] (7)根据(1)～(6)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的轴部的最大外径PD1，相对于所述第一板的孔的直径BD为102％以上、125％以下。
[0483] (8)根据(1)～(7)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2，相对于所述第一板的孔的直径BD为105％以上。
[0484] (9)根据(1)～(8)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2，是所述第一板的板厚BH的50％以上、150％以下。
[0485] (10)根据(1)～(11)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述填充焊接工序中，在所述接合辅助构件的表面上形成有余高，且所述余高的直径WD，相对于所述接合辅助构件的中空部的直径PS为105％以上。
[0486] (11)一种接合辅助构件，其用于(1)～(10)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，
[0487] 所述接合辅助构件为钢制，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径和所述凸缘部的宽度分别大于所述第一板的孔的直径，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部。
[0488] (12)一种异种材料焊接接头，是具备铝合金或镁合金制的第一板，和电弧焊于该第一板上的钢制的第二板的异种材料焊接接头，其中，
[0489] 所述第一板，具有与所述第二板重叠的面相临的圆形的孔，
[0490] 还具备钢制的接合辅助构件，其具有有着压入到设于所述第一板的孔内的轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径和所述凸缘部的宽度分别大于所述第一板的孔的直径，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，
[0491] 所述接合辅助构件的中空部，由铁合金或Ni合金的焊接金属填充，并且由所述焊接金属，与熔融的所述第二板和所述接合辅助构件的一部分形成熔融部。
[0492] (13)根据(12)所述的异种材料焊接接头，在所述第一板的孔内，配置形成于所述第二板的膨胀部。
[0493] (14)根据(12)或(13)所述的异种材料焊接接头，其中，在所述第一板与所述第二板中的至少一方的所述重叠面，在所述孔的周围，具备遍及全周而设的粘接剂。
[0494] (15)根据(12)～(14)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，具备粘接剂，所述粘接剂设于所述接合辅助构件和与该接合辅助构件对置的所述第一板之间的至少一方的对置面。
[0495] (16)根据(12)～(15)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，具备设于所述接合辅助构件与所述第一板的表面的边界部的粘接剂。
[0496] (17)根据(12)～(16)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的轴部的高度PH1，是所述第一板的板厚BH的10％以上、100％以下。
[0497] (18)根据(12)～(17)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的轴部的最大外径PD1，相对于所述第一板的孔的直径BDX为102％以上、125％以下。
[0498] (19)根据(12)～(18)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2，相对于所述第一板的孔的直径BDX为105％以上。
[0499] (20)根据(12)～(19)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2，为所述第一板的板厚BH的50％以上、150％以下。
[0500] (21)根据(12)～(20)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，在所述接合辅助构件的表面上形成有余高，且所述余高的直径WD相对于所述接合辅助构件的中空部的直径PS为105％以上。
[0501] (22)根据(12)～(21)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的轴部，压入所述第一板的孔并被固定。
[0502] (23)一种带接合辅助构件的板材，是可以通过电弧焊与钢制的板材形成异种材料焊接接头的带接合辅助构件的板材，其中，具备：
[0503] 具有圆形的孔的铝合金或镁合金制的板材；
[0504] 钢制的接合辅助构件，其具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径和所述凸缘部的宽度分别大于所述板材的孔的直径，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，
[0505] 所述接合辅助构件，通过所述轴部被固定在设于所述板材的孔内，由此安装在所述板材上。
[0506] (24)根据(23)所述的带接合辅助构件的板材，其中，所述接合辅助构件的轴部，压入所述板材的孔内而被固定。
[0507] (25)一种异种材料接合用电弧焊法，是将铝合金或镁合金制的第一板，和钢制的第二板进行接合的异种材料接合用电弧焊法，其中，具备：
[0508] 在所述第一板打出圆形的孔的工序；
[0509] 将钢制的接合辅助构件以使凸缘部的露出面与所述第一板的表面大致齐平或位于内侧的方式压入所述第一板的孔的工序，其中，所述钢制的接合辅助构件，其具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2、和所述第一板的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部；
[0510] 将所述第一板与所述第二板重叠的工序；
[0511] 通过以下的(a)～(e)的任意一种方法，以焊接金属填充所述接合辅助构件的中空部，并且焊接所述第二板和所述接合辅助构件的工序。
[0512] (a)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的焊丝作为熔化电极使用的气体保护电弧焊法。
[0513] (b)以所述焊丝作为熔化电极使用的无气体保护电弧焊法。
[0514] (c)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的钨极气体保护电弧焊法。
[0515] (d)以所述焊丝作为不熔化电极填料使用的等离子电弧焊法。
[0516] (e)以能够得到铁合金或Ni合金的所述焊接金属的涂药焊条作为熔化电极使用的焊条电弧焊法。
[0517] (26)根据(25)所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的厚度在所述第一板的板厚以下。
[0518] (27)根据(25)或(26)所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述第二板上，通过拉深加工而形成膨胀部，
[0519] 在所述重叠工序中，所述第二板的膨胀部配置在所述第一板的孔内。
[0520] (28)根据(25)～(27)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述重叠工序之前，还具备在所述第一板与所述第二板的至少一方的重叠面，对于所述孔的周围，遍及全周而涂布粘接剂的工序。
[0521] (29)根据(25)～(28)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述压入工序后，所述第一板被冲压成形。
[0522] (30)根据(25)～(29)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2，是所述第一板的板厚BH的20％以上、80％以下。
[0523] (31)根据(25)～(30)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2，相对于所述第一板的孔的直径BD为110％以上、200％以下。
[0524] (32)根据(25)～(31)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，在所述填充焊接工序中，所述焊接金属距所述凸缘部的露出面的未填充高度PH3，是所述第一板的板厚BH的30％以下。
[0525] (33)一种接合辅助构件，其用于(25)～(32)中任一项所述的异种材料接合用电弧焊法，其中，
[0526] 所述接合辅助构件为钢制，具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2、和所述第一板的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部。
[0527] (34)一种异种材料焊接接头，是具备铝合金或镁合金制的第一板，和电弧焊于该第一板上的钢制的第二板的异种材料焊接接头，其中
[0528] 所述第一板，具有与所述第二板重叠的面相临的圆形的孔，
[0529] 还具备钢制的接合辅助构件，其具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2、和所述第一板的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，[0530] 所述接合辅助构件，以使所述凸缘部的露出面与所述第一板的表面大致齐平或位于内侧的方式，被固定在所述第一板的孔内，
[0531] 所述接合辅助构件的中空部，被铁合金或Ni合金的焊接金属填充，并且由所述焊接金属，和熔融的所述第二板和所述接合辅助构件的一部分形成熔融部。
[0532] (35)根据(34)所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的厚度为所述第一板的板厚以下。
[0533] (36)根据(34)或(35)所述的异种材料焊接接头，其中，在所述第一板的孔内，配置有形成于所述第二板的膨胀部。
[0534] (37)根据(34)～(36)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，在所述第一板和所述第二板的至少一方的所述重叠面，在所述孔的周围，具备遍及全周而设的粘接剂。
[0535] (38)根据(34)～(37)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的厚度PH2，是所述第一板的板厚BH的20％以上、80％以下。
[0536] (39)根据(34)～(38)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件的凸缘部的宽度PD2，相对于所述第一板的孔的直径BD这110％以上、200％以下。
[0537] (40)根据(34)～(39)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述焊接金属距所述凸缘部的露出面的未填充高度PH3，为所述第一板的板厚BH的30％以下。
[0538] (41)根据(34)～(40)中任一项所述的异种材料焊接接头，其中，所述接合辅助构件，压入所述第一板的孔而被固定。
[0539] (42)一种带接合辅助构件的板材，是可以通过电弧焊与钢制的板材形成异种材料焊接接头的带接合辅助构件的板材，其中，具备：
[0540] 具有圆形的孔的铝合金或镁合金制的板材；
[0541] 钢制的接合辅助构件，其具有有着轴部和凸缘部的带阶梯的外形形状，并且，形成有贯通所述轴部和所述凸缘部的中空部，所述轴部的最大外径PD1、所述凸缘部的宽度PD2、和所述板材的孔的直径BD的关系为PD2＞PD1＞BD，所述轴部在凸缘部侧具有收缩部，[0542] 所述接合辅助构件，以使所述凸缘部的露出面与所述板材的表面大致齐平或位于内侧的方式，被固定在所述板材的孔内。
[0543] (43)根据(42)所述的带接合辅助构件的板材。其中，所述接合辅助构件的厚度为所述板材的板厚以下。
[0544] (44)根据(42)或(43)所述的带接合辅助构件的板材，其中，所述接合辅助构件压入所述板材的孔中而被固定。
[0545] 本申请基于2016年12月27日申请的日本国专利申请(专利申请2016－254215)，和2016年12月27日申请的日本国专利申请(专利申请2016－254216)，其内容在此作为参照编入。
[0546] 【符号说明】
[0547] 10 上板
[0548] 11 孔
[0549] 20 下板
[0550] 30 接合辅助构件
[0551] 31 轴部
[0552] 32 凸缘部
[0553] 33 中空部
[0554] 40 焊接金属
[0555] W 熔融部
[0556] Wa 余高
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