[實用新型]Fe-Al異種材料電阻鉚接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821077757.0
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN208527880U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 周澤健;劉宇;王筠;張常明;殷偉青
• 申請（專利權(quán)）人: 小原（南京）機電有限公司;小原（上海）有限公司
• 主分類號: B21D39/00
• 分類號: B21D39/00;B21D37/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本實用新型公開了一種Fe?Al異種材料電阻鉚接裝置，包括浮動電極、加壓電極和凹模，所述凹模的上端面中心具有內(nèi)凹的空腔，在凹模的上方布置浮動電極和加壓電極，加壓電極對準空腔，浮動電極對稱分布在加壓電極的兩側(cè)，浮動電極連接直流電源正極，加壓電極連接直流電源負極。本實用新型可以避免異種材料板材鉚接因塑性變形不足導致裂紋等缺陷問題，擴大無鉚釘鉚接應用范圍。

技術(shù)領域

本實用新型涉及異種材料連接技術(shù),尤其是一種Fe-Al異種材料電阻鉚接裝置。

背景技術(shù)

近年來，以節(jié)能減排為目標的汽車車身輕量化成為汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢。鋁合金及高強度鋼等高比強度材料的應用，可以在保證車身剛性前提下更大限度的實現(xiàn)輕量化。但鋁合金與高強鋼材料熱物理性能差異大且易生成硬脆的金屬間化合物，導致其焊接性較差，難以用傳統(tǒng)電阻點焊形成可靠連接接頭。因此，鋁合金/高強鋼異種材料連接已成為車身輕量化亟待解決的問題。

對此，TOX公司推出了無鉚釘鉚接技術(shù)(專利號US20080289169)，該技術(shù)依靠板件塑性，使板件產(chǎn)生局部變形而將板件咬合在一起。實踐證明該技術(shù)能有效地避免點焊高熱輸入量導致的缺陷，保證了接頭連接質(zhì)量，已成為汽車車身異種材料連接應用最為廣泛的技術(shù)。但該技術(shù)在連接鑄鋁、7000系等高強低塑性鋁合金工件時，易出現(xiàn)裂紋，接頭性能差；在連接高強鋼時，受制板材高屈服強度，需大幅增加鉚接力，帶來鉚接設備尺寸/重量增加、鉚模磨損加速等問題，尤其對熱成型等超高強度鋼板無法形成有效接頭。

對此，上海交通大學提出了一種電致塑性無鉚釘鉚接裝置(專利號201010272239.6)，通過該裝置在鉚接板材形變方向施加電場，利用電致塑性提高板材塑性。但不同金屬板材電致塑性能力不同，對塑韌性差異較大板材鉚接，如高強低塑性鋁合金/高強鋼，仍無法解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，借助連接板材電導率、接觸電阻差異，合理分配流過不同板材內(nèi)電流大小，差異化降低板材屈服點，整體提高連接板材組合的塑性，而提供的一種Fe-Al異種材料電阻鉚接裝置。該裝置可避免Fe-Al異種材料板材鉚接因塑性變形不足導致裂紋等缺陷問題，擴大無鉚釘鉚接應用范圍。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案：一種Fe-Al異種材料電阻鉚接裝置，包括浮動電極、加壓電極和凹模，所述凹模的上端面中心具有內(nèi)凹的空腔，在凹模的上方布置浮動電極和加壓電極，加壓電極對準空腔，浮動電極對稱分布在加壓電極的兩側(cè)，浮動電極連接直流電源正極，加壓電極連接直流電源負極。

進一步的，所述凹模呈圓柱臺結(jié)構(gòu)，所述空腔四周邊緣設有圓弧倒角，空腔底部中心設有球狀凸起，凸起邊緣與空腔底面之間設置過度圓弧，過度圓弧曲率半徑為待鉚接板材厚度的1/3～2/3，浮動電極的中心線和凸起的中心線對齊。

進一步的，所述浮動電極和加壓電極分別連接一個氣缸或伺服電缸，通過改變浮動電極施加壓力改變待鉚接板材接觸電阻大小，通過加壓電極驅(qū)動預熱后的待鉚接板材塑性變形填充凹模的空腔。

進一步的，所述浮動電極端部圓弧的曲率半徑為50mm～150mm，加壓電極錐度為0～ 10°，加壓電極端部弧面的曲率半徑為75mm～200mm。

有益效果：通過該電阻鉚接裝置可以控制電極加壓力，改變板材接觸電阻，進而改變預熱電流在不同板材內(nèi)流向分布，控制板材發(fā)熱量，差異化降低板材屈服點，避免不同板材鉚接因塑性變形不足導致裂紋等缺陷問題，擴大無鉚釘鉚接應用范圍。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為采用本實用新型的Fe-Al異種材料電阻鉚接工藝流程圖；

圖中：1-浮動電極，2-加壓電極，3-鋼板，4-鋁板，5-凹模，6-凸起，7-空腔。

具體實施方式：