[发明专利]金属、树脂部件以及碳纤维强化树脂部件的接合方法

说明书

提供将金属与树脂部件接合的方法、将CFRP部件与树脂部件接合的方法，经由树脂部件将金属与CFRP部件接合的方法，特别是能够加快接合速度地将它们接合并且能够得到具有优异的接合强度的接合部件的接合方法。在将金属与树脂部件重叠并从树脂部件侧照射激光从而进行接合的方法中，其特征在于，在所述金属上依次重叠可透过激光的所述树脂部件和玻璃，从所述树脂部件侧隔着所述玻璃向所述金属与所述树脂部件重叠在一起的接合部位照射所述激光，以0.5m～5.0m/min的接合速度进行接合。

技术领域

本发明涉及金属与树脂部件的接合、碳纤维强化树脂部件与树脂部件的接合、经由树脂制中间部件实现的金属与碳纤维强化树脂部件的接合，特别是涉及能够加快接合速度将它们接合、并且能够得到具有优异的接合强度的接合部件的接合方法。

背景技术

近年来，在汽车领域，从用于达成CO₂排放限制的车身轻量化的趋势出发，需求在确保强度和刚性的同时使部件轻量化。为满足这样的要求，逐渐开始将以往使用金属的部件的一部分代替为树脂，采用将金属与树脂部件接合而成的部件。特别是将树脂与碳纤维复合而成的碳纤维强化树脂(以下有时也称为“CFRP”)的开发不断进展，在能够确保强度和刚性并且使部件轻量化的方面备受期待。因此，也期望树脂部件与CFRP部件等的接合部件、以及将金属与CFRP等树脂接合而成的部件。另外，考虑到这些接合部件在汽车领域等的利用，因此也需求产生效率高，例如接合速度、产量高。

通常，金属与不限于CFRP的树脂的接合是困难的。其中，作为将金属与树脂部件接合的方法，有使用接合剂等进行接合的方法、在金属和树脂部件的至少一者设置固定部件从而使两者固定接合的方法、使用螺丝等进行机械接合的方法、在金属侧的接合面形成微小的凹凸从而利用锚定效应进行接合的方法、向金属和树脂部件的至少一者照射激光从而进行接合的方法等。

使用接合剂、固定部件或螺丝等进行接合的方法，除了金属和树脂部件以外还需要用于接合的材料。从经济性、可回收性的提高等方面出发，优选将金属与树脂部件直接接合的方法。另外，在金属侧的接合面形成微小的凹凸从而进行接合的方法，在不使用接合剂等用于接合的材料这一点上是有利的，但除了接合工序以外还需要进行凹凸形成工序，在生产性的提高方面存在改善的空间。与此相对，利用激光将金属与树脂部件接合的方法，不需要接合剂等用于接合的材料，也不需要金属的接合面的加工。关于利用激光将金属与树脂接合的方法，提出了以下这样的以高接合强度进行接合的技术。

专利文献1中，在使用激光源的金属树脂接合方面，公开了并用树脂熔融用激光源和树脂分解用激光源的技术。该技术中，如果利用单一的激光源对接合部位的树脂进行加热，则无法均匀地控制功率密度分布，此时会在激光照射部产生大的气泡和/或蒸发区域，但通过树脂熔融用激光源预先将大范围的树脂熔融，并且向熔融了的树脂的狭窄的部位照射树脂分解用激光源从而将树脂分解，由此能够在期望的位置形成具有高的接合强度的接合部位。

另外，专利文献2中公开了一种通过激光照射将树脂与金属的接合面接合的方法，该技术中，对于树脂和金属，从金属侧通过加压材料进行加压，并且使用光吸收率大的材料作为加压材料，向加压材料照射激光，从加压材料经由金属向树脂进行热传导，由此将树脂与金属高强度且均匀地接合。

另外，专利文献3中公开了在热塑性树脂与金属的激光接合时，有时由于热应力会使树脂剥离，得不到良好的接合，因此优选通过玻璃等对接合部的上部进行加压。

另外，专利文献4中公开了在将两个工件进行激光接合时，通过可透过激光的旋转轴使各工件的接合部位加压密合，抑制各工件的弯曲、变形的技术。

在树脂部件与CFRP部件的接合中，使用接合剂焊接、振动焊接、超声波焊接、摩擦焊接、热板焊接技术等，例如专利文献5采用摩擦焊接技术，而专利文献6采用热板焊接技术，将树脂部件与CFRP部件接合。