[發(fā)明專利]摩擦焊接元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310717605.8
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103878476B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設計）人: S·策比施;M·米利施
• 申請（專利權）人: 伊卓特有限兩合公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 李翔,黃志興

技術領域

本發(fā)明涉及一種摩擦焊接元件，用于與至少一個構件連接。

背景技術

已知用于連接摩擦焊接幾何結構的摩擦焊接元件特別是包括銷和具有驅動幾何結構的頭部。所述摩擦焊接元件以其摩擦焊接幾何結構與至少一個構件焊接。由此可以在兩個構件，尤其是板狀的構件之間實現(xiàn)連接，其方式是上部的最靠近頭部的構件通過與摩擦焊接元件與下部的構件保持在一起，所述摩擦焊接元件與所述下部的構件連接。可選地，也可以只是摩擦焊接元件本身與最靠近頭部的構件連接，并由此為其他構件提供安裝部位。

在摩擦焊接過程中，在軸向力的影響下，通過摩擦焊接元件的旋轉產生熱。在摩擦焊接幾何結構或摩擦銷部分熔化的情況下，摩擦焊接元件與構件連接。

根據(jù)現(xiàn)有技術，與摩擦焊接元件連接或通過摩擦焊接元件連接的構件和摩擦焊接元件之間不是可靠密封的，由此構件復合體易于受腐蝕影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種摩擦焊接元件，該摩擦焊接元件確保摩擦焊接連接的可靠密封。

所述目的通過權利要求1的特征部分的特征和前序部分的特征相結合來實現(xiàn)。各從屬權利要求構成本發(fā)明優(yōu)選的實施形式。

用于與構件連接的摩擦焊接元件已知包括摩擦焊接幾何結構，特別是銷、頭部和與頭部連接的驅動幾何結構。驅動幾何結構和頭部可以構造成一體。

在摩擦焊接過程中，在軸向力的影響下，通過摩擦焊接元件的旋轉形成熱。在摩擦焊接幾何結構熔化的情況下使下部和上部的構件連接。

根據(jù)本發(fā)明，在頭部上安裝一種材料，所述材料通過在摩擦焊接過程中產生的熱在與最靠近頭部的構件的表面接觸時熔化并在冷卻時固化。摩擦焊接過程可以分為摩擦階段和和擠壓階段（Stauchphase）。熱量可以在摩擦階段和/或在擠壓階段傳遞到所述材料上。由于所述材料在摩擦焊接過程期間熔化并在摩擦焊接過程結束以后硬化，摩擦焊接元件和所述構件之間的過渡區(qū)域被封閉。這種封閉能夠防止水分進入，由此可以基本上避免腐蝕。

由于通過本發(fā)明的解決方案不再需要摩擦焊接過程后續(xù)的封閉過程，因此提供了一種非常有利和節(jié)約時間的解決方案，在這種方案中，摩擦熱協(xié)同地用于封閉連接部位。

已經(jīng)證實，采用塑料，特別是熱塑性塑料是特別有利的。塑料具有這樣的優(yōu)點，即塑料不僅對于氣溶膠等具有良好的封閉特性，而且由于其電絕緣性還附加地有助于降低腐蝕。在本發(fā)明的范圍內釬焊料也被設定為所述材料。

根據(jù)有利的第一實施形式，摩擦焊接元件設計成使得所述材料至少沿徑向外部模制（一體成形）在具有驅動幾何結構的頭部上。通過在摩擦焊接元件的頭部的邊緣上環(huán)繞地模制所述材料、特別是塑料，所述材料主要在依次進行摩擦階段和擠壓階段的摩擦焊接過程中使用。

在摩擦階段，在軸向壓力下通過摩擦焊接元件的旋轉產生熱。所述熱傳遞到上部的構件的表面上。在摩擦階段結束后，摩擦焊接元件被擠壓并由此被壓入被加熱的上部構件中。由此側向環(huán)繞模制的材料與上部的構件的受加熱的表面發(fā)生接觸并熔化。由此所述材料環(huán)繞地封閉與壓緊的摩擦元件的連接部位。在連接部位冷卻后，熔化區(qū)域硬化并持久地確保對連接部位的密封。

根據(jù)另一種實施方式，材料可以覆蓋頭部的至少一個下棱邊，該下棱邊構成頭部在上部構件上的支承面。

由于頭部的下棱邊由所述材料覆蓋，所述下棱邊在頭部壓緊在上部構件的表面上時熔化。這種熔化可以在單純的擠壓階段進行或者在由摩擦階段和擠壓階段組成的組合運動中實現(xiàn)。在結合了擠壓階段和摩擦階段的組合運動中，所述材料除了吸收上部構件的表面溫度以外還額外地吸收通過頭部在上部構件上的旋轉摩擦產生的熱。

如果所述材料在頭部和上部構件之間熔化，則進入的頭部可以排壓位于頭部下方的熔體。熔體此時可以填充頭部和上部構件之間較小的不平度。

一種簡單的將所述材料設置在頭部到一個構件的過渡部中的形式是將所述材料構造成盤件，所述盤件的外直徑至少等于頭部的外直徑并且所述盤件具有同心的缺口，所述缺口至少具有摩擦銷的孔徑。在盤件與摩擦焊接元件的組合體中，所述銷穿過盤件。

材料的熔點優(yōu)選低于摩擦焊接元件的熔點。熔點在250℃到400℃之間的塑料、特別是熱塑性塑料已經(jīng)證實是特別有利的。這一方面確保了毫無問題的操作，另一方面確保了在摩擦過程中產生的溫度下實現(xiàn)可靠的熔化。