セルフピアシングリベットによるアルミニウム合金板と超高張力鋼板の

セルフピアシングリベットによる
アルミニウム合金板と超高張力鋼板の塑性接合
塑性加工研究室
篠原正広
自動車の軽量化
アルミ合金板と超高張力鋼板
抵抗スポット溶接困難
セルフピアシングリベットによる接合
超高張力鋼板：非常に高強度かつ低延性
(a) 上板:超高張力鋼板(ダイの改善) (b) 下板:超高張力鋼板
上板アルミニウム合金板，
下板超高張力鋼板における接合条件
ダイの形状パラメータ
Φ2.0
Φ5.3
D：ダイ直径
5.0mm
Φ7.8
hm：ダイ山深さ
Dm：ダイ山直径
tu
tl
hm
Dm
D
適正値を検討する
超高張力鋼板アルミニウム合金板リベット
材質
SPFC980
A5052-H34
ボロン鋼
板厚t / mm 1.0 1.4 2.3 1.0 1.5 2.0 2.5
−
硬さ HV
339 348 342 81
80
75
73
500
ダイ直径とダイ深さの影響（tu=1.5mm，tl=1.4mm）
ダイ直径，ダイ山深さ大
オーバーラップ∆x
割れ
外側割れ
発生
発生
11.2mm
2.0mm
0.9mm
1.5mm
13.0mm
2.0mm
ダイ直径，ダイ山深さ小
オーバーラップ∆x
なし
割れ
なし
ダイ山直径の影響（tu=1.5mm，tl=1.4mm）
小
ダイ山直径
オーバーラップ∆x
下板の変形量
外側割れ
大
小
10.0mm
2.6mm
ダイ山直径
0.9mm
0.9mm
10.0mm
2.0mm
大
内側割れ
オーバーラップ∆x
小
下板の変形量
大
ダイ修正前後の接合結果の比較
正常
0.6
0.4
分離
外側割れ
0.2
内側割れ
0.5
1
1.5
下板厚さ／総板厚
下板厚さ／総板厚
0.9mm
0.8
0.8
0
11.5mm
2.3mm
1.5mm
13.0mm
2.0mm
総板厚／リベット脚長さ
外側割れ
正常
0.6
0.4
分離
0.2 内側割れ
0
0.5
1
1.5
総板厚／リベット脚長さ
十字引張試験
上板
リベット
リベット
下板
100
150
50
20
φ
(a)十字引張試験
上板
リベット
下板
(b) 十字引張強度
板の十字引張強さの関係
Pa
M
/
さ
強
張
十字引
100
上板破断
下板破断
80
60
40
0.7
0.6
1.0
0.4
厚
／
0.5
下
板
リベ 0.9 0.8
0.7
ット
0.6
脚長
0.5
さ／
総板
厚
総
板
厚
20
結言
1)ダイ形状を修正し，正常な接合が行える板
の組合せを増やすことができた．
２) 板厚と接合状態により接合強度は変化す
る．

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