[發(fā)明專利]混合工件接合

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711249597.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN108160898A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·蕭;高大龍;J·F·阿瑞內(nèi)斯;N·黃;P-C·王
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B21J15/02
• 分類號(hào): B21J15/02;B21J15/12
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;鄧雪萌

一種用于接合多個(gè)工件的方法包括提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具。緊固件固定到驅(qū)動(dòng)工具上。然后可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)工具，使得緊固件的遠(yuǎn)端抵靠多個(gè)工件的表面旋轉(zhuǎn)。然后，由于緊固件抵靠多個(gè)工件的表面的旋轉(zhuǎn)摩擦而在多個(gè)工件上產(chǎn)生加熱的材料區(qū)域。緊固件的遠(yuǎn)端可旋轉(zhuǎn)地并且軸向地驅(qū)動(dòng)穿過加熱的材料區(qū)域。最后，從緊固件上移除驅(qū)動(dòng)工具，使得當(dāng)加熱的材料區(qū)域冷卻后，加熱的材料區(qū)域的一部分熔合到緊固件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括緊固件的工件組件及其接合方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

可以通過各種方法來實(shí)現(xiàn)黑色金屬和有色金屬材料的接合。在用于接合重疊構(gòu)件的一個(gè)示例中，緊固件可以在壓力驅(qū)動(dòng)下壓入到構(gòu)件中。模具或心軸可以破壞緊固件的終端，以便在構(gòu)件和緊固件之間產(chǎn)生機(jī)械干涉。在另一個(gè)用于接合重疊構(gòu)件的示例中，超聲波焊接裝置可以使用高頻超聲波振動(dòng)在工件的界面處產(chǎn)生熱量。被加熱的工件可以充分熔融以在界面處形成接頭。

發(fā)明內(nèi)容

一種用于接合多個(gè)工件的方法包括提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具。緊固件固定到驅(qū)動(dòng)工具上。然后可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)工具，使得緊固件的遠(yuǎn)端抵靠多個(gè)工件的表面旋轉(zhuǎn)。然后，由于緊固件抵靠多個(gè)工件的表面的旋轉(zhuǎn)摩擦而在多個(gè)工件上產(chǎn)生加熱的材料區(qū)域。緊固件的遠(yuǎn)端可旋轉(zhuǎn)地并且軸向地驅(qū)動(dòng)穿過加熱的材料區(qū)域。最后，從緊固件上移除驅(qū)動(dòng)工具，使得當(dāng)加熱的材料區(qū)域冷卻后，加熱的材料區(qū)域的一部分熔合到緊固件。

混合接合系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具，驅(qū)動(dòng)工具在緊固件的近端處容納緊固件，并且模具與驅(qū)動(dòng)工具同軸對(duì)齊。緊固件由驅(qū)動(dòng)工具可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，使得緊固件的遠(yuǎn)端抵靠材料組件的表面旋轉(zhuǎn)。此外，由緊固件抵靠材料組件旋轉(zhuǎn)引起的摩擦在材料組件上產(chǎn)生加熱的材料區(qū)域。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具可旋轉(zhuǎn)地并且軸向地驅(qū)動(dòng)緊固件的遠(yuǎn)端穿過加熱的材料區(qū)域并進(jìn)入模具。此外，加熱的材料區(qū)域的至少一部分被模具變形。

混合接合系統(tǒng)包括具有桿部和心軸頭部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具以及具有中空柄的緊固件。驅(qū)動(dòng)工具的桿部延伸穿過緊固件的中空柄，并且心軸頭部布置在其遠(yuǎn)端。緊固件由驅(qū)動(dòng)工具可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，使得緊固件的遠(yuǎn)端抵靠材料組件的表面旋轉(zhuǎn)。此外，由緊固件抵靠材料組件旋轉(zhuǎn)引起的摩擦在材料組件上產(chǎn)生加熱的材料區(qū)域。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)工具可旋轉(zhuǎn)地并且軸向地驅(qū)動(dòng)緊固件的遠(yuǎn)端穿過加熱的材料區(qū)域。此外，加熱的材料區(qū)域的至少一部分被心軸頭部變形。

根據(jù)本文提供的描述，其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)該理解的是，描述和具體示例僅用于說明的目的，而不旨在限制本公開的范圍。

附圖說明

本文描述的附圖僅用于說明的目的，并不旨在以任何方式限制本公開的范圍。

圖1是根據(jù)本公開的用于混合接合過程的示例性混合接合機(jī)的示意圖；

圖2是根據(jù)本公開的用于混合接合過程的摩擦攪拌工具和緊固件的透視圖；

圖3和圖4是圖1的示例性混合接合機(jī)在接合過程中的示意圖；

圖5是根據(jù)本公開的使用混合接合過程的混合接合機(jī)所形成的接頭的示意圖；

圖6是根據(jù)本公開的用于混合接合過程的另一示例性混合接合機(jī)的示意圖；

圖7、圖8和圖9是圖6的示例性混合接合機(jī)在接合過程中的示意圖；并且

圖10是根據(jù)本公開的使用混合接合過程的混合接合機(jī)所形成的接頭的示意圖。

具體實(shí)施方式