CN101862934B - 修复摩擦搅拌焊接组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及修复摩擦搅拌焊接组件。公开了修复方法和修复的摩擦搅拌焊接组件。摩擦搅拌焊接组件的修复可包括步骤：钻出穿过所述摩擦搅拌焊接组件的有差异部分的孔；将铆钉组件的心轴头和管状铆钉主体滑动通过所述孔；将铆钉头和粘结剂/密封物垫圈坐靠在第一工件和第二工件中的一个上，其中，粘结剂/密封物垫圈位于铆钉头和主体的部分与摩擦搅拌焊接组件之间；拉动心轴，使得所述心轴头生成铆钉主体的翻转部分，所述翻转部分接合所述摩擦搅拌焊接组件；以及固化所述粘结剂/密封物垫圈。

Description

修复摩擦搅拌焊接组件
技术领域
本发明总体上涉及摩擦搅拌焊接组件，且具体地涉及摩擦搅拌焊接组件的修复。
背景技术
摩擦搅拌焊接通常用于将金属工件结合在一起，其中，期望在完成结合过程之后保持最初金属特性。这是可能的，因为材料在摩擦搅拌焊接过程期间不熔融且通常不使用填充材料。在该焊接过程期间，探头转动，同时沿结合线移动。摩擦热使得受影响的材料软化，但不熔融。这种变形材料的区域称为搅拌区。
摩擦搅拌焊接操作通常以高度重复的操作进行，且不幸的是，在控制或执行所述过程时有时出现问题或偏差，且生成有差异焊接件(discrepant weld)。由于成本原因，不希望废弃具有有差异焊接件的工件。然而，焊接组件不能被使用，除非结合强度满足特定组件的要求。
发明内容
一个实施例设想一种修复摩擦搅拌焊接组件的方法，所述摩擦搅拌焊接组件具有与第二工件结合的第一工件，所述方法包括步骤：钻出穿过所述摩擦搅拌焊接组件的有差异部分的孔；将铆钉组件的心轴头和管状铆钉主体滑动通过所述孔；将铆钉头和粘结剂/密封物垫圈坐靠在第一工件和第二工件中的一个上，其中，粘结剂/密封物垫圈位于铆钉头和主体的部分与摩擦搅拌焊接组件之间；拉动心轴，使得所述心轴头生成铆钉主体的翻转部分，所述翻转部分接合所述摩擦搅拌焊接组件；以及固化所述粘结剂/密封物垫圈。
一个实施例设想一种修复部件组件，包括：第一工件；摩擦搅拌焊接到所述第一工件的第二工件，所述摩擦搅拌焊接件包括有差异部分；以及铆钉组件。所述铆钉组件延伸通过穿过所述摩擦搅拌焊接件的有差异部分钻出的孔，其中，所述铆钉组件包括靠近工件的铆钉头和粘结剂/密封物垫圈，所述粘结剂/密封物垫圈被紧固和密封地接合在铆钉头和靠近所述有差异部分的摩擦搅拌焊接件之间。
一种修复摩擦搅拌焊接组件的方法，所述摩擦搅拌焊接组件具有与第二工件结合的至少第一工件，所述方法包括步骤：(a)钻出穿过所述摩擦搅拌焊接组件的有差异部分的孔；(b)将铆钉组件的心轴头和管状铆钉主体滑动通过所述孔；(c)将铆钉头和粘结剂/密封物垫圈坐靠在第一工件和第二工件中的一个上，其中，粘结剂/密封物垫圈位于铆钉头和主体的部分与摩擦搅拌焊接组件之间；(d)拉动心轴，使得所述心轴头生成铆钉主体的翻转部分，所述翻转部分接合所述摩擦搅拌焊接组件；以及(e)固化所述粘结剂/密封物垫圈。
步骤(a)还限定为：所述第一工件具有可接近侧，所述第二工件具有相对的不可接近侧，其中，所述孔从所述可接近侧穿过所述不可接近侧钻出。
步骤(b)还限定为：所述铆钉组件是盲铆钉组件，其中，心轴头和铆钉主体从所述可接近侧滑动穿过所述孔。
步骤(e)还限定为：所述固化通过将摩擦搅拌焊接组件放置在热炉中来致动。
步骤(c)还限定为：所述粘结剂/密封物垫圈是基于聚合物的粘结剂/密封物。
一种修复摩擦搅拌焊接组件的方法，所述摩擦搅拌焊接组件具有与第二工件结合的第一工件，以在第一工件上限定可接近侧且在第二工件上限定相对的不可接近侧，所述方法包括步骤：(a)从所述可接近侧一直到所述不可接近侧钻出穿过所述摩擦搅拌焊接组件的有差异部分的孔；(b)将铆钉组件的心轴头和管状铆钉主体从所述可接近侧朝所述不可接近侧滑动通过所述孔；(c)将铆钉头和粘结剂/密封物垫圈坐靠在通过摩擦搅拌焊接形成的间隙中，其中，粘结剂/密封物垫圈位于铆钉头和铆钉主体的部分与摩擦搅拌焊接组件的搅拌区之间；(d)拉动心轴，使得所述心轴头生成铆钉主体的翻转部分，所述翻转部分在所述不可接近侧上接合所述摩擦搅拌焊接组件；以及(e)固化所述粘结剂/密封物垫圈。
步骤(e)还限定为：所述固化通过将摩擦搅拌焊接组件放置在热炉中来致动。
步骤(c)还限定为：所述粘结剂/密封物垫圈由在升高温度下固化的基于聚合物的粘结剂/密封物制成。
步骤(c)还限定为：所述粘结剂/密封物垫圈是基于聚合物的粘结剂/密封物。
一种修复的部件组件，包括：第一工件；摩擦搅拌焊接到所述第一工件的第二工件，其中所述摩擦搅拌焊接件包括有差异部分；以及铆钉组件，所述铆钉组件延伸通过穿过所述摩擦搅拌焊接件的有差异部分钻出的孔，所述铆钉组件包括靠近工件的铆钉头和粘结剂/密封物垫圈，所述粘结剂/密封物垫圈被紧固和密封地接合在铆钉头和靠近所述有差异部分的摩擦搅拌焊接件之间。
所述粘结剂/密封物是基于聚合物的粘结剂/密封物。
所述第一工件包括可接近侧，所述第二工件包括相对的不可接近侧，且所述铆钉组件是盲铆钉组件，其中铆钉头位于所述可接近侧上。
实施例的优点在于改进了有差异摩擦搅拌焊接件的结合强度，从而减少废弃特定部件组件的潜在需要。铆钉结合的接合部降低了采用摩擦搅拌焊接来结合工件的总体成本，因为由有差异焊接件引起的废弃量被最小化。而且，甚至在部件组件的一侧在焊接过程之后不可接近时，也能够实现对有差异摩擦搅拌焊接件的这种修复。此外，这种铆钉结合的接合部减少了在使用所述部件组件期间从接合部产生尖叫噪音的可能性。
附图说明
图1是在部件组件中的有差异摩擦搅拌焊接件的示意图。
图2是单侧(盲)铆钉组件的示意图。
图3是类似于图1的视图，但是示出了在修复有差异摩擦搅拌焊接件的过程中的步骤。
图4是示出了在修复有差异摩擦搅拌焊接件的过程中的另一步骤的示意图。
图5是示出了在修复有差异摩擦搅拌焊接件的过程中的又一步骤的示意图。
图6是示出了在修复有差异摩擦搅拌焊接件的过程中的再一步骤的示意图。
图7是示出了在炉中的部件组件的示意图。
图8是在部件组件中的有差异摩擦搅拌焊接件的示意图，其中，可以根据第二实施例进行修复。
图9是类似于图4的示意图，但示出了根据第二实施例的过程步骤。
图10是类似于图6的示意图，但示出了根据第二实施例的过程步骤。
具体实施方式
参考图1，示出了部件组件20，部件组件20包括第一工件22和第二工件24，且已经经受摩擦搅拌焊接过程。特定摩擦搅拌焊接过程在靠近从摩擦搅拌焊接过程留下的第一工件22中的间隙34处的搅拌区28中已经生成有差异摩擦搅拌焊接件26。此外，第一工件22可焊接到第二工件24，使得所述部件组件具有可接近侧30和相对的不可接近侧32，所述不可接近侧32在焊接操作之后是不可接近的。虽然在附图中示出两个工件被摩擦搅拌焊接在一起，但是其它数量的工件可以被摩擦搅拌焊接在一起，例如三个片材，同时仍保持在本发明的范围内。
图2示出了在摩擦搅拌焊接件修复中使用的单侧(盲)铆钉组件38。盲铆钉组件38包括接合铆钉头42的管状铆钉主体40。锥形粘结剂/密封物垫圈44围绕铆钉头42的下侧和铆钉主体40的一部分定位。垫圈44是足够柔性的，以允许在铆钉组件38位于部件组件中时折曲(在下文进一步讨论)。粘结剂/密封物可为能够在升高的温度或环境温度下固化的基于聚合物的粘结剂/密封物。粘结剂/密封物垫圈可以由例如Henkel制造的粘结剂号5087制成-但是如果期望可以采用其它合适的粘结剂/密封物。心轴46延伸穿过铆钉主体40和铆钉头42且包括心轴头48，心轴头48在与铆钉头42相对的端部上接合铆钉主体40。
图3示出了用于修复有差异摩擦搅拌焊接件的修复过程中的步骤。从可接近侧30一直到不可接近侧32钻出穿过有差异摩擦搅拌焊接件26的位置的孔52。孔52被钻出成稍微大于心轴头和铆钉主体直径。
图4示出了修复过程中的下一个步骤，其中，盲铆钉组件38位于部件组件的可接近侧30，心轴头48和铆钉主体40被定向为可伸缩地滑动到孔52中。盲铆钉组件38然后滑动到孔中，直到铆钉头42坐靠在有差异摩擦搅拌焊接件26的间隙34中，如图5所示。粘结剂/密封物垫圈44是足够柔性的，以允许铆钉头42坐靠在间隙34中，且变形以填充铆钉头42和工件22、24之间的区域。而且，铆钉头42的直径可定尺寸为填充间隙34的标称宽度且安置成与第一工件22的可接近侧30的表面相对齐平。
然后使用常规工具(未示出)将心轴46拉动通过组件的一部分，从而使得心轴头48生成铆钉主体40的翻转部分54，所述翻转部分54抵靠部件组件20的不可接近侧32紧固，如图6所示。心轴46的端部可折断，从而与可接近侧30的表面基本齐平。
部件组件20与盲铆钉组件38可在炉(例如油漆炉58，如图7所示)中固化，从而允许粘结剂/密封物垫圈44膨胀并填充盲铆钉组件38和工件22、24之间的任何空隙并结合到所述部分。油漆炉58中的固化例如可在大约180摄氏度下进行大约20分钟。替代地，如果期望，可以使用使得粘结剂/密封物固化的不同方法。部件组件20然后可以用于最初预期目的，其中，摩擦搅拌焊接件相对于有差异摩擦搅拌焊接件具有改进的结合强度。
图8-10示出了本发明的第二实施例。由于该实施例类似于第一实施例，因此，对类似的元件使用类似的附图标记，但是使用100系列附图标记。在该实施例中，在有差异摩擦搅拌焊接件126的位置处可接近部件组件120的另一侧(参见图8)。
同样，在有差异摩擦搅拌焊接件126的位置处钻出穿过工件122、124的孔152(图9)。铆钉组件138同样定位成滑动到孔152中，但是从与间隙134相对的侧(图9)。在该实施例中，铆钉组件138与第一实施例稍微不同。在图9中示出了安装之前的铆钉组件138。管状铆钉主体140此时包括逐步减小为较薄部分150的台阶，较薄部分150延伸到心轴头148。而且，铆钉头142定形为安置在所述表面上，而不是凹进到部件组件120的表面中。此外，除了在铆钉头142下面延伸之外，粘结剂/密封物垫圈144此时还沿管状铆钉主体140延伸到心轴头148。
然后使用常规工具(未示出)将心轴146拉动通过组件的一部分，从而使得心轴头148生成铆钉主体140的翻转部分154，所述翻转部分154在间隙134中抵靠搅拌区128和第一工件122紧固，如图10所示，粘结剂/密封物夹在其间。心轴146的端部可折断，从而与心轴头142的表面基本齐平。部件组件120与盲铆钉组件138可在炉(例如油漆炉)中固化，从而允许粘结剂/密封物垫圈144膨胀并填充盲铆钉组件138和工件122、124之间的任何空隙并结合到所述部分。
虽然已经详细描述了本发明的某些实施例，但是本发明所属领域技术人员将认识到由所附权利要求限定的用于实践本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (12)

1.一种修复摩擦搅拌焊接组件的方法，所述摩擦搅拌焊接组件具有与第二工件结合的至少第一工件，所述方法包括步骤：
(a)钻出穿过所述摩擦搅拌焊接组件的有差异部分的孔；
(b)将铆钉组件的心轴头和管状铆钉主体滑动通过所述孔；
(c)将铆钉头和粘结剂/密封物垫圈坐靠在第一工件和第二工件中的一个上，其中，粘结剂/密封物垫圈位于铆钉头和第一工件和第二工件中的一个之间且位于管状铆钉主体的部分与摩擦搅拌焊接组件之间；
(d)拉动心轴，使得所述心轴头生成铆钉主体的翻转部分，所述翻转部分接合所述摩擦搅拌焊接组件；以及
(e)固化所述粘结剂/密封物垫圈。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)还限定为：所述第一工件具有可接近侧，所述第二工件具有相对的不可接近侧，其中，所述孔从所述可接近侧穿过所述不可接近侧钻出。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(b)还限定为：所述铆钉组件是盲铆钉组件，其中，心轴头和铆钉主体从所述可接近侧滑动穿过所述孔。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(e)还限定为：所述固化通过将摩擦搅拌焊接组件放置在热炉中来致动。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)还限定为：所述粘结剂/密封物垫圈是基于聚合物的粘结剂/密封物。
6.一种修复摩擦搅拌焊接组件的方法，所述摩擦搅拌焊接组件具有与第二工件结合的第一工件，以在第一工件上限定可接近侧且在第二工件上限定相对的不可接近侧，所述方法包括步骤：
(a)从所述可接近侧一直到所述不可接近侧钻出穿过所述摩擦搅拌焊接组件的有差异部分的孔；
(b)将铆钉组件的心轴头和管状铆钉主体从所述可接近侧朝所述不可接近侧滑动通过所述孔；
(c)将铆钉头和粘结剂/密封物垫圈坐靠在通过摩擦搅拌焊接形成的间隙中，其中，粘结剂/密封物垫圈位于铆钉头和第一工件和第二工件中的一个之间且位于管状铆钉主体的部分与摩擦搅拌焊接组件的搅拌区之间；
(d)拉动心轴，使得所述心轴头生成铆钉主体的翻转部分，所述翻转部分在所述不可接近侧上接合所述摩擦搅拌焊接组件；以及
(e)固化所述粘结剂/密封物垫圈。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(e)还限定为：所述固化通过将摩擦搅拌焊接组件放置在热炉中来致动。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(c)还限定为：所述粘结剂/密封物垫圈由在升高温度下固化的基于聚合物的粘结剂/密封物制成。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(c)还限定为：所述粘结剂/密封物垫圈是基于聚合物的粘结剂/密封物。
10.一种修复的部件组件，包括：
摩擦搅拌焊接件，其具有第一工件、和摩擦搅拌焊接到所述第一工件的第二工件，其中所述摩擦搅拌焊接件包括有差异部分；以及
铆钉组件，所述铆钉组件延伸通过穿过所述摩擦搅拌焊接件的有差异部分钻出的孔，所述铆钉组件包括靠近工件的铆钉头、管状铆钉主体和粘结剂/密封物垫圈，所述粘结剂/密封物垫圈位于铆钉头和第一工件和第二工件中的一个之间，且被紧固和密封地接合在管状铆钉主体和靠近所述有差异部分的摩擦搅拌焊接件之间。
11.根据权利要求10所述的修复的部件组件，其中，所述粘结剂/密封物垫圈是基于聚合物的粘结剂/密封物垫圈。
12.根据权利要求10所述的修复的部件组件，其中，所述第一工件包括可接近侧，所述第二工件包括相对的不可接近侧，且所述铆钉组件是盲铆钉组件，其中铆钉头位于所述可接近侧上。
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