[發明專利]封板的感應焊接組件

有效

• 申請號: 201010124085.6
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN101837510A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: M·M·吉蘭;S·E·哈特菲爾德-萬希;J·E·卡斯利
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: B23K13/01
• 分類號: B23K13/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

技術領域

本發明涉及用于焊接多塊板的焊接組件和方法。更具體地，本發明涉及用來對和汽車相關的封板進行感應焊接的感應焊接組件和方法。

背景技術

汽車制造中使用多種技術來將具有相對較大截面積的多個表面結合在一起。在一些情況中，這些表面具有變化的截面或者可能是用不同厚度或形狀的材料制成的。

使這些表面結合的一些方法可使用機械緊固件。然而，機械緊固件可能會使人產生這樣的顧慮，即時間的流逝會使表面變得分開。另一種使表面結合的方法包括使用了電阻焊、激光焊、等離子焊或縫焊技術的焊接。在典型的焊接應用中，使用例如夾具來使多個表面被重疊并且機械地固定就位。熱源(例如，電極)被放置在重疊表面附近并靠近該重疊表面。當熱源定位在重疊表面附近時，受熱源影響的區域的溫度快速上升，并大致形成液體。然后，熱源沿重疊表面行進直到完成所期望的焊接。在焊接完成之后，將熱源從表面移開，于是該表面冷卻。這樣，可生成用于將兩個或更多個表面結合在一起的焊縫。傳統的焊接熱源具有若干缺點，包括與余熱以及焊接的不一致性和不完整性有關的安全考慮。因此，提供一種能在結合表面上的狹窄區域內產生熱效應以避免任何余熱或不安全工作環境的感應裝置將會是有益的。

然而，傳統焊接技術提供了不規則的應力點并且需要額外的焊接后準備工作以去除任何多余的邊緣或表面。一些焊接技術可以不沿結合表面的周邊延伸，但會產生不期望的“鼠洞(Rat?Holes)”。另外一些焊接技術使用翻邊或卷邊操作來使表面周邊結合，但會使周邊的表面內發生變化。不過，這些操作可能需要過量的材料，而這些過量的材料需要額外時間和資源以便去除。而且，一些焊接技術對于需要沿生產線一致運動的制造工藝而言實在太不切實際或者太過昂貴。

前述焊接技術中的某些技術可能具有下面問題中的一個或多個，例如，“鼠洞”或由于水徙動進入卷邊表面的內部范圍中而引起的絲狀腐蝕。另外，使用搭接焊或縫焊工藝可容許產生卷邊凸緣，該卷邊凸緣可能需要額外時間和資源以便去除任何多余的卷邊或焊縫。一些工藝使用粘接劑或臨時性焊接以在焊接前或者在運輸和組裝操作期間臨時性地固定被焊接表面。使用粘接劑的結果是，在焊接完成后可能有必要進行固化工藝，并在固化工藝之后可能需要使用密封劑。使用臨時性焊接可能會進一步耽擱時間或引起過多的費用。這些問題和過多的操作可能會在制造工藝期間導致時間耽擱并增加費用。

除了前面指出的顧慮之外，傳統上實施在汽車制造工藝中的翻邊、粘接和卷邊工藝可能還存在封裝限制，因為這些工藝需要考慮到施加粘接劑的區域、卷起凸緣的區域或者應用卷邊器壓牢裝置的區域。如果使用替代性的焊接工藝，則可能會有益于去除過量的材料。另外，通過去除任何過量材料，可使用增強的封裝設計以便運送結合表面，從而提供了額外的好處。使用替代性的焊接工藝還可使被焊接表面具有改進的抗撓性和剛度，并且使凸緣具有更短的尺寸。

最后，通過容許提供了沿周邊使表面結合的改進的焊接工藝，終加工完成的產品可以憑借更小的半徑而具有改進的特性，例如尺寸變化減小和設計自由度增強。另外，如前面所述，使用替代性焊接工藝可使若干制造操作變得不再必要，這些制造操作包括模具翻邊操作、卷邊操作、卷邊粘接劑的應用、卷邊后密封件的需求、卷邊粘接劑的誘導固化、以及在從組裝工藝向終加工工藝的轉移期間用于臨時固定表面的工序間焊接。

因此，提供質量上乘、生產率高并且經濟的焊接設備是有益的，該焊接設備提供了前述優點中的至少一些優點，因此可在對結合表面進行成形的同時，對具有不同厚度和/或不同的表面的材料進行焊接。

發明內容

本發明通過提供一種用于將大致平坦的第一表面感應焊接到大致平坦的第二表面以形成封閉組件的方法和裝置從而減少了現有技術的難點和缺點，其中第一表面和第二表面都具有足夠大的截面。該方法包括如下步驟：使上模與下模間隔開以便容納第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面配置成疊置取向；在所述上模和下模之間將第一表面的端部固定到第二表面的端部；在所述上模和所述下模處將第一表面朝向第二表面壓緊以形成端對端壓緊的第一和第二表面布置；以及感應加熱所述端對端壓緊的第一和第二表面布置以形成封閉組件。本發明還包括針對現有技術難點和缺點的感應焊接裝置，該感應焊接裝置包括與第二臂可操作地分開的第一臂，所述第一臂與上模關聯，所述第二臂與下模關聯，所述上模適于容納第一表面，所述下模適于容納第二表面，所述第一表面疊置于所述第二表面上，所述感應線圈與所述上模和下模中的一個關聯，并且適于感應加熱所述被容納的第一表面和第二表面以形成封閉組件。

本發明還提供了以下方案。