[發(fā)明專利]用于接合由高強(qiáng)度鋼制成的組件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180044578.1
• 申請日: 2011-10-06
• 公開（公告）號: CN103237613A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍斯特·黑里貝特·蘭澤拉特;約亨·申克
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: B21D39/04
• 分類號: B21D39/04;F16B17/00;B62D27/02
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 賀小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于接合由高強(qiáng)度鋼制成的空心型材，特別是用于形成機(jī)動車輛車架的空心型材的方法，空心型材通過在連接區(qū)中擠壓或按壓在一起（壓接）來互相連接，這在形狀配合上防止被拉出。

背景技術(shù)

當(dāng)此后提及高強(qiáng)度鋼時，應(yīng)當(dāng)理解，其包括鋼，例如其也稱為AHSS（先進(jìn)高強(qiáng)度鋼）或UHSS（超高強(qiáng)度鋼）的鋼。這種鋼還稱為雙相鋼（DP，兩相鋼）、相變誘發(fā)塑性鋼（TRIP，保留的奧氏體鋼）、較高的孔延展性鋼（HHE）、復(fù)相鋼（CP，復(fù)相鋼）、高強(qiáng)度低合金鋼（HSLA）、多相鋼、馬氏體相鋼以及硼鋼（含有百萬分之幾硼的合金鋼，例如，低碳錳硼B(yǎng)S21119型以及中碳錳硼B(yǎng)S311110型，其中的級別來自克魯斯集團(tuán)（CORUS））等。應(yīng)當(dāng)理解，所有主要的鋼制造商都具有它們自己的型號和特性，盡管這些型號和特性在本質(zhì)上是相互一致的。

這些各種鋼通常具有拉伸強(qiáng)度，與“標(biāo)準(zhǔn)”鋼相比，拉伸強(qiáng)度在AHSS鋼的情況下高于300MPa，并且在UHSS鋼的情況下甚至高于700MPa，并且在硼鋼和馬氏體相鋼的情況下甚至相當(dāng)于高于1400MPa。

鋼的強(qiáng)度通常借助于熱處理來獲得，在熱處理的過程中鋼被淬火并且防止轉(zhuǎn)變成低強(qiáng)度相。因此，在加工過程中，在很長的一段時間之后加熱這些鋼是不明智的，并且在很大程度上這是因為它們接著會遭受相當(dāng)大的強(qiáng)度損耗。

然而由于許多不同的原因，特別是在汽車構(gòu)造中，使用輕型和高強(qiáng)度鋼是令人滿意的。盡管由于節(jié)省材料而重量減少，但是這些依然使具有高強(qiáng)度車身（或其他組件）成為可能，其特別滿足了正在發(fā)展的碰撞試驗要求。此外，這節(jié)省了燃料并減少了CO₂和其他溫室氣體的排放。

出于該目的，將由高強(qiáng)度鋼制成的鋼板焊接在一起來形成車身部件是公知的。

然而，形成高強(qiáng)度鋼并隨后將它們焊接卻并不簡單。

因此，將空心型材生產(chǎn)成作為車架結(jié)構(gòu)的車身是公知的，將一個空心型材插入另一個空心型材中，并且隨后其被焊接在一起。

然而，焊接本身卻帶來一些問題。

例如，EP0995666A1號歐洲專利文獻(xiàn)公開了一種用于連接兩個或多個車輛車身的組件或設(shè)計為管狀車架的底盤的方法，其中它們通過插接式連接互相連接并被另外固定，當(dāng)組件被放置在一起時，排列在組件的重疊和接觸區(qū)域中的連接點上的連接元件最初未被激活，并且在實施插接式連接之后，連接元件在外部被激活并固定插接式連接。

DE19721478A1號德國專利文獻(xiàn)公開了一種用于連接空心型材，特別是用于形成車輛車架的空心型材的方法，外空心型材的空心型材末端被形狀配合地推至內(nèi)空心型材末端上，并且這些空心型材分別互相連接以在形狀配合上防止被拉出，在不同情況下，至少一個孔穴被引入內(nèi)空心型材末端中并被居中，并且凸起或珠狀物都配合地壓入外空心型材末端中，并且?guī)Э刍蛑闋钗锉婚]鎖地引入相應(yīng)的孔穴中，或者將在其中形成的孔穴用作沖模。此外，執(zhí)行節(jié)點的粘合劑粘結(jié)。

因此，使用一種壓接粘結(jié)（翻邊、擠壓、夾緊等）來連接部件，由于簡單和成本其將是可取的。

然而，問題是硬化的高強(qiáng)度鋼不能通過該方法被簡單地接合。會出現(xiàn)材料裂縫和斷裂。材料在這種情況下還趨于經(jīng)受削弱的應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容

相比之下，本發(fā)明的目的在于提供一種用于接合組件的方法，該方法甚至適合于高強(qiáng)度鋼，然而其并不削弱生成的組件。此外，該方法能夠簡單并有效地使用。

該目的借助于權(quán)利要求1中所述的方法來實現(xiàn)。

由于至少一個空心型材中的一個末端具有軟連接區(qū)，因此至少在擠壓過程中，對于擠壓操作來說，甚至對高強(qiáng)度鋼，如UHSS和AHSS鋼來使用熱壓接是可能的。

因此，在空心型材或轉(zhuǎn)接件（也稱為節(jié)點）的情況下，未硬化并因此為軟的區(qū)用于通過擠壓而連接。因此在該連接區(qū)中沒有或出現(xiàn)極少可控制的材料裂縫或斷裂，并且同樣沒有應(yīng)力。

因此，空心型材可以被接合在一起來形成用于機(jī)動車輛車身的空心車架結(jié)構(gòu)，其被稱為空間車架，其無須執(zhí)行焊接或者使用另外常用的金屬板。

連接區(qū)中軟的未硬化的材料可以在擠壓（熱成型擠壓）過程中被（局部地）再硬化，或者隨后，因此可以在連接區(qū)域中獲得與空心型材或轉(zhuǎn)接件的材料的其余部分中一樣的強(qiáng)度。