[發明專利]設置焊接裝置，其模塊化組件及可用該裝置執行的連續連接方法

有效

• 申請號: 201380075839.5
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN105121086B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 托斯頓·德拉特;謝爾蓋·特維格-畢蓋羅;豪格爾·托馬斯
• 申請（專利權）人: 伯爾霍夫連接技術有限公司
• 主分類號: B23K11/00
• 分類號: B23K11/00;B23K11/28;B23K11/34;B23K28/02
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

本發明公開了設置焊接裝置，該設置焊接裝置在多個材料層中用于設置螺柱狀輔助連接件并且使它們在第二材料層上經受機械熱成形處理以及通過焊接操作的方式使它們連接到所述第二層。為了該目的，該沖頭用于應用到遵循規定的特征力和電流曲線的焊接輔助連接件機械和熱負荷。此外，本發明公開了借助于設置焊接裝置能夠實現的相應的連接方法。

1.技術領域

本發明涉及組合的設置焊接裝置，其設計為：將螺柱狀焊接輔助連接件設置于至少一個第一材料層中，并且使它們在由導電材料制成的第二材料層上經受機械熱成形處理或者到第二材料層的導電面積并且以牢固結合的方式通過焊接操作使它們連接，即通過焊接操作的正極物質連接。此外，本發明涉及用該設置焊接裝置借助于螺柱狀焊接輔助連接部件以機械熱設置焊接處理的形式而執行的連續的連接方法。

2.背景技術

焊接是用于將可焊接材料(如鋼鐵)制成的組件相互連接的普遍的方法。示例性的焊接方法是電阻點焊和螺柱焊，其中兩個相對設置的組件通過焊接以點互連。另一個焊接方法是電弧螺柱焊。

在不同的行業中，由不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件現今可能需要互連。盡管如此，焊接表示甚至對于這些不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件表示有效的連接方法。為了該目的，由可焊接材料制成的焊接輔助連接件被固定在由不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件中。在由可焊接材料制成的組件和焊接輔助連接件之間的焊接連接按以下方式產生：以使由可焊接材料制成的組件和不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件經由焊接輔助連接件互連。不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件的實例是鋁片，由塑料或纖維增強塑料制成的模制件，例如碳纖維增強塑料，僅舉幾個例子。以上所描述的方法例如源于德國專利申請DE10015713A1。

德國專利申請10 2005006253A1描述了通過在由不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件和由可焊接材料制成的組件之間進行焊接的連接方法。這里，具有軸的螺柱和由可焊接材料制成的頭部插入到由不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件中的預制孔內，并且隨后與由可焊接材料制成的組件焊接。為了在不可焊接材料或難以可焊接材料制成的組件的預穿孔區域中可靠地緊固具有其軸的螺柱，該螺柱的軸在焊接后通過壓縮側向變形，以在該螺柱的軸和組件的孔的內部之間產生壓入配合。由于多個方法步驟，這里所描述的連接方法在技術上是復雜的并且是耗時的。

在德國專利申請DE 10 2004025492A1和DE 102007036416A1中，鉚釘、螺柱或釘子分別在不可焊接材料或難以焊接材料制成的組件中設置為焊接輔助連接件。焊接輔助連接件的前端在不可焊接材料或難以焊接材料制成的組件的一側突出，并且形成具有很小接觸表面的焊接點用于接觸由可焊接材料制成的相對設置的組件。焊接輔助連接件和由可焊接材料制成的組件互連，例如借助于電阻焊接以電阻點焊或者電阻螺柱焊的方式，焊接輔助連接件的尖端或邊緣就會熔化或溶解，以形成所謂的焊點熔核。由于在焊接輔助連接件的尖端上或者切削面積中的焊接輔助連接件和由可焊接材料制成的組件之間的小接觸表面，因此用于焊接的接觸區域相對較小。由于與在較大的面積內彼此接觸的相對設置的組件相比的小接觸表面，這延長了焊接處理或者削弱焊接連接。對應于在焊接輔助連接件和由可焊接材料制成的組件之間的小接觸面積，形成的焊點熔核會很小。其中，這削弱了機械加載能力以及所建立的連接壽命。此外，在使用半中空沖頭鉚釘作為焊接輔助連接件的情況下，產生了由不可焊接材料或難以可焊接材料制成的廢塞。在隨后的焊接期間，它位于焊接區域并且在焊點熔核的區域中，使得形成焊接連接的質量通過該污染而削弱。