特許 6757600 異種金属積層構造形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6757600

(24)【登録日】2020年9月2日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】異種金属積層構造形成方法

(51)【国際特許分類】

   B22F 3/16 20060101AFI20200910BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20200910BHJP

   B23K 26/34 20140101ALI20200910BHJP

   B23K 26/144 20140101ALI20200910BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20200910BHJP

   B23K 9/04 20060101ALI20200910BHJP

   B23K 10/02 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   B22F3/16

   B22F3/105

   B23K26/34

   B23K26/144

   B23K26/21 Z

   B23K9/04 J

   B23K10/02 501A

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-110935(P2016-110935)

(22)【出願日】2016年6月2日

(65)【公開番号】特開2017-214635(P2017-214635A)

(43)【公開日】2017年12月7日

【審査請求日】2019年5月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】藤谷 泰之

(72)【発明者】

【氏名】上谷 佳祐

(72)【発明者】

【氏名】成田 竜一

(72)【発明者】

【氏名】石井 建

(72)【発明者】

【氏名】平松 範之

(72)【発明者】

【氏名】荻村 晃示

(72)【発明者】

【氏名】坪田 秀峰

【審査官】 西田 彩乃

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／１１０００１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００１５１７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０２１６７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｆ ３／１６

Ｂ２２Ｆ ３／１０５

Ｂ２３Ｋ ９／０４

Ｂ２３Ｋ １０／０２

Ｂ２３Ｋ ２６／１４４

Ｂ２３Ｋ ２６／２１

Ｂ２３Ｋ ２６／３４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一の金属材料の粉末を供給することにより前記第一の金属材料から形成される第一のビード帯と、第二の金属材料の粉末を供給することにより前記第二の金属材料から形成される第二のビード帯とが交互に配置された異種金属層を形成する異種金属層形成工程を含み、前記異種金属層形成工程を繰り返すことにより、複数の異種金属層が順次積層された異種金属積層構造を形成する異種金属積層構造形成方法であって、
積層順序の第一番目の前記異種金属層形成工程を、前記第二のビード帯の幅よりも前記第一のビード帯の幅の方が小さくなるように実行し、
前記積層順序の第二番目以降の前記異種金属層形成工程を、前記積層順序が増加するにつれて、前記第二のビード帯の幅が順次小さくなるとともに前記第一のビード帯の幅が順次大きくなるように実行し、
前記異種金属層形成工程は、前記異種金属層の積層方向に直交する方向から見て前記異種金属層における前記第一の金属材料と前記第二の金属材料との境界が三角波状をなすように実行され、
第一の金属材料は、アルミニウム及び鉄の一方であって、
第二の金属材料は、アルミニウム及び鉄の他方である異種金属積層構造形成方法。

【請求項2】

前記第一のビード帯のビード及び前記第二のビード帯のビードの延在方向が、互いに交差する請求項１に記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項3】

前記第一のビード帯及び前記第二のビード帯の延在方向が、互いに一致する請求項１に記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項4】

第一の金属材料の粉末を供給することにより前記第一の金属材料から形成される第一のビード帯と、第二の金属材料の粉末を供給することにより前記第二の金属材料から形成される第二のビード帯とが交互に配置された異種金属層を形成する異種金属層形成工程を含み、前記異種金属層形成工程を繰り返すことにより、複数の異種金属層が順次積層された異種金属積層構造を形成する異種金属積層構造形成方法であって、
積層順序の第一番目の前記異種金属層形成工程を、前記第二のビード帯の幅よりも前記第一のビード帯の幅の方が小さくなるように実行し、
前記積層順序の第二番目以降の前記異種金属層形成工程を、前記積層順序が増加するにつれて、前記第二のビード帯の幅が順次小さくなるとともに前記第一のビード帯の幅が順次大きくなるように実行し、
前記異種金属層形成工程は、前記異種金属層の積層方向に直交する方向から見て前記異種金属層における前記第一の金属材料と前記第二の金属材料との境界が三角波状をなすように実行され、
前記第一のビード帯及び前記第二のビード帯の延在方向が、互いに一致する異種金属積層構造形成方法。

【請求項5】

第一の金属材料は、アルミニウム及び鉄の一方であって、
第二の金属材料は、アルミニウム及び鉄の他方である請求項４に記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項6】

前記積層順序の第二番目以降の前記異種金属層形成工程を、前記第二のビード帯の幅よりも前記第一のビード帯の幅が大きくなるまで実行する請求項１から５のいずれか一項に記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項7】

前記異種金属層形成工程は、前記異種金属層の積層方向に直交する方向から見て前記異種金属層における前記第一の金属材料と前記第二の金属材料との境界が三角波状をなすように実行される請求項１から６のいずれか一項記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項8】

前記第一のビード帯は、単一のビードによって形成されている請求項１から７のいずれか一項に記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項9】

前記第一のビード帯及び前記第二のビード帯は、レーザ・メタル・デポジション装置を用いて形成される請求項１から８のいずれか一項に記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項10】

前記第一のビード帯のビード及び前記第二のビード帯のビードを、直線状又は波状に形成する請求項１から９のいずれか一項に記載の異種金属積層構造形成方法。

【請求項11】

前記第一の金属材料と前記第二の金属材料との希釈率が１％以下である請求項１から１０のいずれか一項に記載の異種金属積層構造形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、異種金属の組合せが積層された異種金属積層構造形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、異種金属同士を接合したり、金属母材の表面に金属母材と異なる種類の金属材料を被覆したりする方法として、アーク溶接、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶融溶接が用いられている。

【0003】

また、特許文献１には、金属母材の表面に金属母材とは異なる種類の金属材料を被覆する際に、両者の境界層及びその近傍において傾斜機能部を形成する方法が記載されている。傾斜機能部は、金属母材の組織と被覆層の組織とを相互に拡散させて両者の分布が金属母材側から被覆層側へかけて連続的な変化を示す部位である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第２９８２３５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、アルミニウム（Ａｌ）と鉄（Ｆｅ）等の組み合わせでは接合界面に脆弱な反応層（金属間化合物）を生成すると同時に、線膨張係数等の物性が大きく異なる。これにより、接合界面で発生する熱応力が大きくなり、割れが発生し界面で破壊しやすく、溶融溶接を行うことは困難である。
また、機械的な接合方法、若しくは接着剤を用いて異種金属同士を接合する方法もある。しかしながら、機械的な接合方法では重量増加が問題となり、接着剤を用いる方法では強度不足が問題となる。

【0006】

この発明は、割れが発生したり金属間化合物が生成したりするため、溶融接合が困難な異種金属の組合せを積層する場合において、溶融接合を可能とする異種金属積層構造形成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第一の態様によれば、異種金属積層構造形成方法は、第一の金属材料の粉末を供給することにより前記第一の金属材料から形成される第一のビード帯と、第二の金属材料の粉末を供給することにより前記第二の金属材料から形成される第二のビード帯とが交互に配置された異種金属層を形成する異種金属層形成工程を含み、前記異種金属層形成工程を繰り返すことにより、複数の異種金属層が順次積層された異種金属積層構造を形成する異種金属積層構造形成方法であって、積層順序の第一番目の前記異種金属層形成工程を、前記第二のビード帯の幅よりも前記第一のビード帯の幅の方が小さくなるように実行し、前記積層順序の第二番目以降の前記異種金属層形成工程を、前記積層順序が増加するにつれて、前記第二のビード帯の幅が順次小さくなるとともに前記第一のビード帯の幅が順次大きくなるように実行する。

【0008】

このような構成によれば、金属粉末を用いた微細なビードを形成する工程を繰り返して異種金属層を形成することによって、低入熱での金属積層構造の形成が可能となる。
また、低入熱のビード形成を繰り返して異種金属層が順次積層された金属積層構造を形成することによって、溶接での接合が困難な材料同士の接合が可能となる。即ち、互いに混合することによって脆弱な金属間化合物が生成されるような金属の組合せを積層する場合においても、必要な強度を確保することができる。

【0009】

本発明の第二の態様によれば、第一の金属材料の粉末を供給することにより前記第一の金属材料から形成されて千鳥状又は碁盤目状に配置された複数の第一のビード部と、第二の金属材料の粉末を供給することにより前記第二の金属材料から形成されて前記複数の第一のビード部を除く範囲に配置された第二のビード部とからなる異種金属層を形成する異種金属層形成工程を含み、前記異種金属層形成工程を繰り返すことにより、複数の異種金属層が順次積層された異種金属積層構造を形成する異種金属積層構造形成方法であって、積層順序の第一番目の前記異種金属層形成工程を、前記第二のビード部の面積よりも前記第一のビード部の面積の方が小さくなるように実行し、前記積層順序の第二番目以降の前記異種金属層形成工程を、前記積層順序が増加するにつれて、前記第二のビード部の面積が順次小さくなるとともに前記第一のビード部の面積が順次大きくなるように実行する。

【0010】

このような構成によれば、平面的な接合強度をより均一にすることができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、互いに混合することによって脆弱な金属間化合物が生成されるような金属の組合せを積層する場合においても、必要な強度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第一の実施形態の異種金属層結合体の側方から見た概略図である。

【図2】本発明の第一の実施形態の異種金属層結合体形成方法のフローチャートである。

【図3】本発明の第一の実施形態の第二金属部形成工程を示す側方から見た概略図である。

【図4】本発明の第一の実施形態の積層順序の第一番目の異種金属層形成工程を示す側方から見た概略図である。

【図5】本発明の第一の実施形態の積層順序の第二番目の異種金属層形成工程を示す側方から見た概略図である。

【図6】本発明の第一の実施形態の積層順序の第三番目の異種金属層形成工程を示す側方から見た概略図である。

【図7】本発明の第二の実施形態の積層順序の第一番目の異種金属層形成工程を示す側方から見た概略図である。

【図8】本発明の第二の実施形態の積層順序の第二番目の異種金属層形成工程を示す側方から見た概略図である。

【図9】本発明の第二の実施形態の積層順序の第三番目の異種金属層形成工程を示す側方から見た概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

〔第一の実施形態〕
以下、本発明の第一の実施形態の異種金属積層構造形成方法について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の異種金属積層構造形成方法は、第一の金属材料（例えば、アルミニウム）と第二の金属材料（例えば、鉄）等の異種金属同士が接合された異種金属接合体を形成する際に用いる。
図１に示すように、本実施形態の異種金属接合体１０は、第二の金属材料Ｂによって形成されている第二金属部１２の表面１２ａに、第一の金属材料Ａと第二の金属材料Ｂとからなる異種金属積層構造１を形成した後、異種金属積層構造１の表面１ａに第一の金属材料Ａによって形成されている第一金属部１１を形成することによって得られる。

【0014】

異種金属積層構造１は、第二金属部１２側から第一金属部１１側に向かうに従って、漸次第一の金属材料Ａの量が多くなるように、両者の分布が連続的に変化する傾斜機能部である。
具体的には、異種金属積層構造１において、第二の金属材料Ｂは側方から見て三角波状をなしている。異種金属積層構造１において、第二の金属材料Ｂが三角波状をなしていることによって、第二の金属材料Ｂは、第二金属部１２側から第一金属部１１側に向かうに従って、漸次量が少なくなる。
異種金属積層構造１において、第一の金属材料Ａは三角波状をなす第二の金属材料Ｂの隣り合う山の間の隙間を充填するように配置されている。

【0015】

図２に示すように、異種金属接合体形成方法は、第二金属部１２を形成する第二金属部形成工程Ｐ１と、第二金属部１２の表面１２ａに、第一の金属材料Ａから形成される第一のビード帯Ｃ１と第二の金属材料Ｂから形成される第二のビード帯Ｃ２が交互に配置された異種金属層２１，２２，２３を形成する異種金属層形成工程Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と、複数の異種金属層形成工程を経て形成された異種金属積層構造１の表面１ａに、第一の金属材料Ａによって形成されている第一金属部１１を形成する第一金属部形成工程Ｐ５と、を有している。
ビード帯は、一以上のビードによって形成されている。換言すれば、ビード帯は、一以上のパス（溶接操作）によって形成される。

【0016】

図３に示すように、第二金属部形成工程Ｐ１は、第二の金属材料Ｂによって形成されている第二金属部１２を形成する工程である。第二金属部形成工程Ｐ１では、ＬＭＤ（レーザ・メタル・デポジション、Ｌａｓｅｒ Ｍｅｔａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、以下ＬＭＤと呼ぶ。）装置３０を用いて第二の金属材料Ｂを積層する。
具体的には、ＬＭＤ装置３０を図３の紙面に直交する方向に移動させながら一方向に延びるビード３４を形成する。ビード３４の形成を隙間なく行うことにより、第二の金属材料Ｂにより形成された面が形成される。さらに、第二の金属材料Ｂにより形成された面を積層することにより、第二金属部１２が形成される。

【0017】

ＬＭＤ装置３０は、レーザ・メタル・デポジションを用いて金属材料からなるビードを形成する装置である。ＬＭＤは、レーザをワークに照射し、照射領域に金属粉末を噴射することにより、レーザで粉末を溶融肉盛りする方法である。

【0018】

ＬＭＤ装置３０は、レーザ光３１を照射する照射口と、粉体３２を噴射する噴射口と、シールドガス３３を供給する供給口と、を有する。レーザ光３１は、粉体３２及び、ワークを溶融するエネルギーを、粉体３２及びワークに付与する。粉体は、ビードを形成するための原料である。シールドガス３３は、ビードの酸化を抑制するために供給される不活性ガスである。
ＬＭＤ装置３０は、図示しない移動装置に取り付けられている。移動装置は、例えば、マニピュレータによって構成されており、ＬＭＤ装置３０を移動させる。

【0019】

第二金属部形成工程Ｐ１では、ＬＭＤ装置３０に限ることはなく、金属材料を積層することができる装置を使用することができる。
金属材料を積層することができる装置としては、線状の金属を連続的に配置することができる装置、例えば、溶接ロボットや、金属用３Ｄ（三次元）プリンタを採用することができる。溶接によって第二金属部１２を形成する場合は、アーク溶接等の溶接方法を適宜用いることができる。第二金属部形成工程Ｐ１では、例えば、鋳造によって第二金属部１２を形成したり、第二の金属材料Ｂによって形成された板を用意したりしてもよい。
異種金属積層構造１が形成される第二金属部１２の表面は、平面であってよいし、曲面や球面であってもよい。

【0020】

図４、図５、及び図６に示すように、異種金属層形成工程Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、第一の金属材料Ａの粉末を供給することにより第一の金属材料Ａから形成される第一のビード帯Ｃ１と、第二の金属材料Ｂの粉末を供給することにより第二の金属材料Ｂから形成される第二のビード帯Ｃ２とが交互に配置された異種金属層２１，２２，２３を形成する工程である。

【0021】

本実施形態の異種金属層形成工程Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４によって形成される異種金属層２１，２２，２３には、平面視において、帯状の第一のビード帯Ｃ１と、帯状の第二のビード帯Ｃ２とが、ビード帯の延在方向と直交する方向に交互に配置される。
本実施形態の異種金属積層構造形成方法は、異種金属層形成工程を３回繰り返すことによって複数の異種金属層２１，２２，２３が順次積層された異種金属積層構造１を形成する。

【0022】

図４に示すように、積層順序の第一番目の異種金属層形成工程Ｐ２により、第二金属部１２の表面１２ａに第一の金属層２１が形成される。第一の金属層２１は、第一の金属材料Ａによって形成される第一のビード帯Ｃ１１の幅Ｗ１１と、第二の金属材料Ｂによって形成される第二のビード帯Ｃ２１の幅Ｗ２１との比Ｗ１１：Ｗ２１が、Ｗ１１：Ｗ２１＝１：３となるように形成される。比Ｗ１１：Ｗ２１は、これに限ることはなく、第二のビード帯Ｃ２１の幅Ｗ２１よりも第一のビード帯Ｃ１１の幅Ｗ１１の方が小さければよい（Ｗ１１＜Ｗ２１であればよい。）。
また、第一のビード帯Ｃ１１は、単一のビードによって形成されていることが好ましい。即ち、第一のビード帯Ｃ１１は、１回のパスによって形成されていることが好ましい。

【0023】

また、異種金属層２１，２２，２３の高さＨは、例えば、約１ｍｍ以下とすることが好ましい。
また、母材に対する希釈率は、１％以下とすることが好ましい。即ち、第一の金属材料Ａと第二の金属材料Ｂから構成される金属間化合物の比率を可能な限り低くすることが好ましい。本実施形態の異種金属層形成工程Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４では、ＬＭＤを用いてビードを形成するため、他の溶接法と比較して金属間化合物の量は限定される。

【0024】

図５に示すように、積層順序の第二番目の異種金属層形成工程Ｐ３により、第一の金属層２１の表面２１ａに第二の金属層２２が形成される。第二の金属層２２は、第一の金属材料Ａによって形成される第一のビード帯Ｃ１２の幅Ｗ１２と、第二の金属材料Ｂによって形成される第二のビード帯Ｃ２２の幅Ｗ２２との比Ｗ１２：Ｗ２２が、Ｗ１２：Ｗ２２＝１：１となるように形成される。
第二の金属層２２の第一のビード帯Ｃ１２は、第一の金属層２１の第一のビード帯Ｃ１１と幅方向（図５における左右方法）の中心位置が一致するように形成される。同様に、第二の金属層２２の第二のビード帯Ｃ２２は、第一の金属層２１の第二のビード帯Ｃ２１と幅方向の中心位置が一致するように形成される。

【0025】

比Ｗ１２：Ｗ２２は、これに限ることはなく、第二の金属層２２の第二のビード帯Ｃ２２の幅Ｗ２２が第一の金属層２１の第二のビード帯Ｃ２１の幅Ｗ２１（図４参照）よりも小さく、かつ、第二の金属層２２の第一のビード帯Ｃ１２の幅Ｗ１２が第一の金属層２１の第一のビード帯Ｃ１１の幅Ｗ１１よりも大きければよい。

【0026】

図６に示すように、積層順序の第三番目の異種金属層形成工程Ｐ４により第三の金属層２３が形成される。第三の金属層２３は、第一のビード帯Ｃ１３の幅Ｗ１３と第二のビード帯Ｃ２３の幅Ｗ２３との比Ｗ１３：Ｗ２３が、Ｗ１３：Ｗ２３＝３：１となるように形成される。比Ｗ１３：Ｗ２３は、これに限ることはなく、第三の金属層２３の第二のビード帯Ｃ２３の幅Ｗ２３が第二の金属層２２の第二のビード帯Ｃ２２の幅Ｗ２２よりも小さく、かつ、第三金属層２３の第一のビード帯Ｃ１３の幅Ｗ１３が第二の金属層２２の第一のビード帯Ｃ１２の幅Ｗ１２よりも大きければよい。

【0027】

このように、積層順序の第二番目以降の異種金属層形成工程Ｐ３，Ｐ４を、積層順序が増加するにつれて、第二のビード帯Ｃ２の幅が順次小さくなるとともに第一のビード帯Ｃ１の幅が順次大きくなるように実行することによって、異種金属積層構造１が形成される。異種金属積層構造１は、第二金属部１２側から第一金属部１１側に向かうに従って、漸次第一の金属材料Ａの量が多くなるとともに、漸次第二の金属材料Ｂの量が少なくなるように形成されている。

【0028】

続く第一金属部形成工程Ｐ５では、第二金属部形成工程Ｐ１と同様の方法にて、第一金属部１１が形成される。これにより、図１に示すような異種金属接合体１０が完成する。

【0029】

このような構成によれば、粉末を用いた微細なビードを形成する工程を繰り返して異種金属層２１，２２，２３を形成することによって、低入熱での異種金属積層構造１の形成が可能となる。また、低入熱のビード形成を繰り返して異種金属層２１，２２，２３が順次積層された異種金属積層構造１を形成することによって、溶接での接合が困難な材料同士の接合が可能となる。即ち、互いに混合することによって脆弱な金属間化合物が生成されるような金属の組合せを積層する場合においても、必要な強度を確保することができる。

【0030】

なお、上記実施形態においては、第一の金属層２１におけるビード帯Ｃ１，Ｃ２の延在方向と、第二の金属層２２におけるビード帯Ｃ１，Ｃ２の延在方向が一致しているがこれに限ることはない。例えば、第一の金属層２１におけるビード帯Ｃ１，Ｃ２の延在方向と、第二の金属層２２におけるビード帯Ｃ１，Ｃ２の延在方向とが交差（例えば、直交）する構成としてもよい。

【0031】

また、ビードを直線状でなく、波状に形成してもよい。即ち、波状のビードを隙間なく形成することによって複数のビードによる面を形成してもよい。
また、上記実施形態では異種金属層形成工程を三段階としたが、これに限ることはなく、さらに段階を増やしてもよい。

【0032】

〔第二の実施形態〕
以下、本発明の第二実施形態の異種金属積層構造形成方法について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の異種金属積層構造形成方法は、異種金属積層構造１を形成する複数の異種金属層形成工程において形成される異種金属層のパターンが、第一の実施形態の異種金属層形成工程において形成される異種金属層のパターンと異なる。

【0033】

本実施形態の異種金属層形成工程によって形成される異種金属層は、碁盤目状に配置された複数の第一のビード部Ｄ１と、複数の第一のビード部Ｄ１を除く範囲に配置された第二のビード部Ｄ２とからなる。
図７は、積層順序の第一番目の異種金属層形成工程Ｐ２によって形成された第一の金属層２１Ｂの平面図である。第一の金属層２１Ｂは、第一の実施形態の異種金属積層構造形成方法と同様に、第二金属部１２の表面１２ａ（図４参照）に形成される。図７に示すように、第一の金属層２１Ｂは、碁盤目状に配置された複数の第一のビード部Ｄ１１と、複数の第一のビード部Ｄ１１を除く範囲に配置された第二のビード部Ｄ２１とからなる。

【0034】

積層順序の第一番目の金属層形成工程Ｐ２により、第一の金属層２１が形成される。第一の金属層２１は、第一の金属材料Ａによって形成される複数の第一のビード部Ｄ１１の総面積Ｓ１１と、第二の金属材料Ｂによって形成される第二のビード部Ｄ２１の面積Ｓ２１との比Ｓ１１：Ｓ２１が、Ｓ１１：Ｓ２１＝１：１０となるように形成される。比Ｓ１１：Ｓ２１は、これに限ることはなく、第二のビード部Ｄ２１の面積Ｓ２１よりも第一のビード部Ｄ１１の面積Ｓ１１の方が小さければよい。

【0035】

図８に示すように、積層順序の第二番目の金属層形成工程Ｐ３により、第二の金属層２２Ｂが形成される。第二の金属層２２Ｂは、第一の金属材料Ａによって形成される第一のビード部Ｄ１２の面積Ｓ１２と、第二の金属材料Ｂによって形成される第二のビード部Ｄ２２の面積Ｓ２２との比Ｓ１２：Ｓ２２が、Ｓ１２：Ｓ２２＝１：１となるように形成される。
第二の金属層２２の第一のビード部Ｄ１２は、第一の金属層２１の第一のビード部Ｄ１２（図７参照）と中心位置が一致するように形成される。
比Ｓ１２：Ｓ２２は、これに限ることはなく、第二の金属層２２の第二のビード部Ｄ２２の面積Ｗ２２が第一の金属層２１の第二のビード部Ｄ２１の面積Ｓ２１よりも小さく、かつ、第二の金属層２２の第一のビード部Ｄ１２の面積Ｓ１２が第一の金属層２１の第一のビード部Ｄ１１の面積Ｓ１１よりも大きければよい。

【0036】

図９に示すように、積層順序の第三番目の金属層形成工程Ｐ４により第三の金属層２３Ｂが形成される。第三の金属層２３Ｂは、第一のビード部Ｄ１３の面積Ｓ１３と第二のビード部Ｄ２３の面積Ｓ２３との比Ｓ１３：Ｓ２３が、Ｓ１３：Ｓ２３＝１０：１となるように形成される。
比Ｗ１３：Ｗ２３は、これに限ることはなく、第三の金属層２３の第二のビード部Ｄ２３の面積Ｗ２３が第二の金属層２２の第二のビード部Ｄ２２の面積Ｓ２２よりも小さく、かつ、第三の金属層２３の第一のビード部Ｄ１３の面積Ｓ１３が第二の金属層２２の第一のビード部Ｄ１２の面積Ｓ１２よりも大きければよい。

【0037】

上記実施形態によれば、第二金属部１２側から第一金属部１１側に向かうに従って、漸次第一の金属材料Ａの量が多くなるように、両者の分布が連続的に変化する傾斜機能部が、碁盤目状に配置される。これにより、平面的な接合強度をより均一にすることができる。

【0038】

なお、異種金属層形成工程Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における第一のビード部Ｄ１の配置方法は、第一のビード部Ｄ１が、平面的に均等に配置されていれば、碁盤目状に限ることはない。例えば、第一のビード部Ｄ１が千鳥状に配置されてもよい。

【0039】

以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第一の金属材料をアルミニウムとし、第二の金属材料を鉄としたが、これに限ることはなく、例えば、異種金属間の溶接に適した二種類の金属を用いてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１ 異種金属積層構造
１０ 異種金属接合体
１１ 第一金属部
１２ 第二金属部
２１ 第一の金属層（異種金属層）
２２ 第二の金属層（異種金属層）
２３ 第三の金属層（異種金属層）
３０ ＬＭＤ装置
Ａ 第一の金属材料
Ｂ 第二の金属材料
Ｃ１，Ｃ２ ビード帯
Ｄ１，Ｄ２ ビード部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】