CN103358092B - 用于凸焊突出部的形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于凸焊突出部的形成方法，包括：提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；将所述金属板放置在所述下模的顶部上；将填充材料定位在所述金属板的顶部上；以及使上模降低至所述填充材料上，以便所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫使所述金属板到所述下模的凹槽中，由此形成突出部并且所述突出部填充有所述填充材料。
Description
技术领域
本发明涉及在片材金属上形成突出部以便改进片材金属的电阻焊接。
背景技术
通常在电阻焊接过程中把金属板焊接在一起。突出部形成在片材金属中的一个上并且片材放置在彼此的顶部上，使得所述一块片材的突出部接触另一块片材。把焊接电极应用于这些突出部的位置，以便使电流集中在突出部。当施加焊接电流时，突出部熔化并且与另一片材金属熔接，从而把片材焊接在一起。
更具延展性且更轻质金属例如铝和镁的凸焊会是困难的，因为突出部会过早地塌陷并且对焊接过程制造负面影响。
将期望的是，提供一种通过制造更大强度的突出部而改进片材金属板的凸焊的方法，从而将阻止在电极施加到片材金属板的力下的过早塌陷。
发明内容
一种用于制造在金属板上的突出部的方法，包括：提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；将所述金属板放置在所述下模的顶部上；将填充材料定位在所述金属板的顶部上；使上模降低至所述填充材料上，以便所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫使所述金属板到所述下模的凹槽中，由此形成突出部并且所述突出部填充有所述填充材料。
本发明还提供如下方案：
1.一种用于制造在金属板上的突出部的方法，包括：
提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；
将所述金属板放置在所述下模的顶部上；
将填充材料定位在所述金属板的顶部上；
使上模降低至所述填充材料上，以便所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫使所述金属板到所述下模的凹槽中，由此形成突出部并且所述突出部填充有所述填充材料。
2.如方案1所述的方法，其特征在于，还包括：所述填充材料是填丝。
3.如方案2所述的方法，其特征在于，还包括：所述填充材料是在所述金属板顶部上的一定长度的填丝。
4.如方案3所述的方法，其特征在于，还包括：在降低所述上模时，所述一定长度的填丝被所述上模切割成精确长度。
5.如方案1所述的方法，其特征在于，还包括：用于把所述填充材料定位在所述金属板的顶部上上的定位夹紧装置。
6.如方案5所述的方法，其特征在于，还包括：所述定位夹紧装置具有在所述金属板上方的抬高位置以及位于所述金属板顶部上以定位所述填充材料的降低位置。
7.如方案5所述的方法，其特征在于，还包括：所述定位夹紧装置具有两个壁，一个壁具有用于接收所述丝的开口，另一个壁具有与所述丝的端部接合的止动表面。
8.如方案1所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模具有定位槽，所述定位槽形成于其下模具型面中并且对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且对准所述下模中的所述槽。
9.如方案1所述的方法，其特征在于，还包括：所述填充材料是选自当施加焊接电流到金属板时融合入所述金属板的金属中的金属的合金。
10.如方案1所述的方法，其特征在于，还包括：所述下模中的凹槽具有V形截面，以便接收所述金属板并且限定所述突出部的形状。
11.一种用于制造在金属板上的突出部的方法，包括：
提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；
将所述金属板放置在所述下模的顶部上；
使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上；
将填丝供给到所述定位夹紧装置中，使得所述定位夹紧装置将把所述填丝定位在所述金属板的顶部上，其中所述填丝对准所述下模的凹槽；
使上模降低至所述填充材料上，使得所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫使所述金属板到所述下模的凹槽中，由此使突出部形成到所述凹槽中并且所述填丝变形以填充所述突出部。
12.如方案11所述的方法，其特征在于，还包括：在所述定位夹紧装置降低至所述金属板上之前或者之后，将所述填丝供给到所述定位夹紧装置中。
13.如方案11所述的方法，其特征在于，还包括：所述定位夹紧装置具有两个壁，一个壁具有用于接收所述丝的开口，另一个壁具有与所述丝的端部接合的止动表面。
14.如方案11所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模具有形成于其下模型面中的定位槽，所述定位槽对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且还对准所述下模中的凹槽。
15.如方案14所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模的下模型面中的所述定位槽形成迫使所述填充材料到所述金属板并且形成从所述金属板的上表面突出的填充材料的穹顶部。
16.如方案11所述的方法，其特征在于，还包括：所述填充材料是选自当施加焊接电流到金属板时融合入所述金属板的金属中的金属的合金。
17.如方案11所述的方法，其特征在于，还包括：所述填丝是供给经过所述定位夹紧装置的壁中的开口的连续长度的丝，并且所述上模的降低从所述连续长度的丝中切掉一定长度的丝。
18.一种用于制造在金属板上的突出部的方法，包括：
提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；
将所述金属板放置在所述下模的顶部上；
使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上，所述定位夹紧装置在其中具有覆盖在所述下模的凹槽上的定位开口；
使填丝供给经过所述定位夹紧装置的定位开口，使得所述填丝定位在所述金属板的顶部上，其中所述填丝对准所述下模的凹槽；
使上模降低至所示填充材料上，使得所述上模切割所述填丝并且迫使所述填丝进入所述金属板并且继而迫使所述金属板进入所述下模的凹槽，由此使突出部形成入所述凹槽中并且所述填丝变形以填充所述突出部。
19.如方案18所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模具有形成于其下模型面中的定位槽，所述定位槽对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且还对准所述下模中的凹槽。
20.如方案18所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模的下模型面中的所述定位槽形成迫使所述填充材料到所述金属板并且形成从所述金属板的上表面突出的填充材料的穹顶部。
应当理解的是，本文中的详细说明和具体实例，虽然说明了本发明的示例性实施例，但意图是仅以说明为目的而并非限制本发明的范围。
附图说明
从详细说明和附图将更充分理解本发明，其中：
图1是用于在片材金属板中形成突出部的上模和下模的侧视图，其中图示的上模处在抬高的位置。
图2是图1的上模和下模的前视图。
图3是图2的上模和下模的俯视图。
图4是类似于图1的侧视图，但显示降低至图1的片材金属板上的定位夹紧装置。
图5类似于图2的前视图，但显示处在其降低位置的定位夹紧装置。
图6是类似于图4的侧视图，但显示供给到定位固定装置中的丝。
图7是类似于图5的前视图，但显示供给到定位固定装置中的丝。
图8是类似于图6的侧视图，但显示切除丝并迫使丝到片材金属中的处在降低位置的上模。
图9是类似于图7的前视图，但显示上模处在降低位置。
图10是类似于图8的侧视图，但显示上模和定位夹紧装置抬高高于片材金属板。
图11是类似于图9的前视图，但显示上模和定位夹紧装置抬高高于片材金属板。
图12是显示从下模中取出的片材金属板以及在其中所形成的突出部的侧视图。
图13是显示从下模中取出的片材金属板以及在其中所形成的突出部的前视图。
图14是显示片材金属板的透视图，其具有形成于其中的突出部。
图15是显示用于把两块片材金属板焊接到一起的电阻焊接装置的正视图。
图16是类似于图15的视图，但显示已完成的电阻焊接过程。
具体实施方式
下面对某些示例性实施例的描述在本质上只是示例性的，而并非意图限制本发明、其应用或使用。
参照图1和图2，下模10的形状为矩形，并且具有带V形凹槽14的上表面12。片材金属板18放置在下模10的顶部上。片材金属板具有上表面19和下表面20。
上模22的形状为圆柱形，并且在其底部上具有模具型面24。上模22的模具型面24具有在其中的定位槽26，定位槽26对准并且覆盖在下模10的V形凹槽14上。上模22保持在下模10的上方。下模10是固定的，上模22可相对于下模10上下移动。
定位夹紧装置30包围上模22并且相对于上模22上下移动。在图1和图2中，上模22和定位夹紧装置30在下模10的上方被抬高，因此可以容易地把片材金属板18放置在下模10上。定位夹紧装置30具有第一壁32和第二壁34，第一壁32和第二壁34在直径方向彼此相对并且还位于下模10的V形凹槽14的相对端。第二壁34具有用于接收填丝的圆形开口38，如将在下文中的论述。
参照图4和图5，定位夹紧装置30已降低至片材金属板18上，同时上模22仍然保持在下模10的上方。
在图6和图7中，可以看出填丝42已插入经过定位夹紧装置30的第二壁34的圆形开口38。填丝42的端部44与由定位夹紧装置30的第一壁32所提供的定位限位器46接合。因此，如图7中所见，填丝42位于片材金属板18上并且覆盖在下模10的V形凹槽14上。填丝42可以是平直长度的丝或者可以从线圈中解开。
在图8和图9中，上模22被迫使地降低至填丝42和片材金属板18上。在上模22的下降期间，上模22的定位槽26接纳填丝42的上表面并逐渐地迫使填丝42向下移动，由此迫使片材金属板18向下进入V形凹槽14中。另外，上模22的下降已切除掉填丝42。因此，如图9中所见，片材金属板18的区域已向下移位到V形凹槽14中，从而形成从片材金属板18的底部向下突出的V形突出部48。填丝42的切除部已变形并且成为填充V形突出部48的背面的填充物50。
在图10和图11中，上模22和定位夹紧装置30均被抬高。片材金属板18可被提高离开下模10。
在图12、图13和图14中，已从下模10中取出片材金属板18。V形突出部48从片材金属板18的下表面20突出，并且用由填丝42的切除部所构成的填充物50填充。填充物50的穹顶部52升高高于片材金属板18的上表面19。穹顶部52是上模22的定位槽26的生成物（artifact）。
图15示出了典型的电阻焊接设置，其中下电极58支撑片材金属板56。片材金属板18位于片材金属板56的顶部上。V形突出部48与片材金属板56的上表面62接合，因此V形突出部48提供片材金属板18和56之间的接触点。图15还示出了降低至片材金属板18上并且与填充物50的穹顶部52接触的上电极66。
通过对上电极66施加向下的压力同时在电极58和电极66之间施加电流，而实施电阻焊接过程。被填充物50支持的突出部48将软化并融合入片材金属板56，由此形成片材金属板18和56之间的电阻焊接。在上电极66的向下压力期间，填充V形突出部48的其它空背面中的填充物50的存在将支持V形突出部48抵御过早地塌陷，该过早塌陷可不利于高质量电阻焊接的形成。
在图16中，上电极66已完全降低并且可以看出突出部48和填充物50已融合入片材金属板18和56，从而提供高质量电阻焊核70。
前述过程对于把由铝或镁制成的片材金属板焊接到一起是尤其有利的。铝板和镁板比钢板更具延展性，现有技术所形成的通常的中空突出部容易过早塌陷。我们已发现，通过用填丝填充其它空的突出部的背面，如本文中所述，将补充突出部的强度并且仍然允许塌陷以及高质量焊接的形成。
尽管本文中的附图示出了V形突出部的实例，但突出部可以具有U形或十字形的截面或者现有技术中已知的其它形状。另外，尽管我们示出了具有传统圆形截面的填丝的实例，但若需要填丝也可以具有其它截面。另外，本文中的附图示出了在上模中的半圆形定位槽26，其对于在填丝被向下挤压入片材金属板中时精确地定位填丝是有用的。另外，如图14中最佳地示出，在变形状态下，定位槽26的存在留出圆形或穹形的填丝的上表面。也可以在不存在定位槽26的情况下实施本发明，在此情况下，填充物50将与片材金属板18的上表面19齐平，不形成穹顶部52。
通过选择用于填丝42的材料，可以控制突出部的强度。例如，根据需要填丝42可以为与片材金属板18的合金相同或者不同的金属合金，从而影响熔点以及对突出部塌陷的抗性。
尽管附图中仅示出了形成于片材金属板18上的一个突出部，但在实际实施中可在片材金属板18上的间隔位置形成多个这种突出部。另外，突出部的尺寸部分地由被挤压入片材金属中的填丝42的长度确定。若需要，则可以将填丝切割成非常短的长度，使得所形成的突出部的形状将为圆锥形而不是如本文附图中所示的更长的V形。另外，尽管附图示出了使用长且连续的填丝42，平直长度的丝或者从线圈中解开的丝，但应当理解的是，作为替代，短长度或块的预切丝可供给通过开口38用于挤压入片材金属板18中。
本文中的附图示出了在定位夹紧装置30已降低至片材金属板18上之后丝42供给到定位夹紧装置30。然而，作为替代，可以在定位夹紧装置30降低至片材金属板18上之前将填丝42供给到定位夹紧装置30中。
Claims (18)
1.一种用于制造在金属板上的突出部的方法，包括：
提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；
将所述金属板放置在所述下模的顶部上；
通过定位夹紧装置将填充材料定位在所述金属板的顶部上，所述定位夹紧装置具有在所述金属板上方的抬高位置以及位于所述金属板顶部上以定位所述填充材料的降低位置；
使上模降低至所述填充材料上，以便所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫使所述金属板到所述下模的凹槽中，由此形成突出部并且所述突出部填充有所述填充材料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述填充材料是填丝。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：所述填充材料是在所述金属板顶部上的一定长度的填丝。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：在降低所述上模时，所述一定长度的填丝被所述上模切割成精确长度。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：所述定位夹紧装置具有两个壁，一个壁具有用于接收所述填丝的开口，另一个壁具有与所述填丝的端部接合的止动表面。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模具有定位槽，所述定位槽形成于其模具型面中并且对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且对准所述下模中的所述凹槽。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述填充材料是选自当施加焊接电流到金属板时融合入所述金属板的金属中的金属的合金。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述下模中的凹槽具有V形截面，以便接收所述金属板并且限定所述突出部的形状。
9.一种用于制造在金属板上的突出部的方法，包括：
提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；
将所述金属板放置在所述下模的顶部上；
使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上；
将填丝供给到所述定位夹紧装置中，使得所述定位夹紧装置将所述填丝定位在所述金属板的顶部上，其中所述填丝对准所述下模的凹槽；
使上模降低至所述填丝上，使得所述填丝被迫使到所述金属板中并且继而迫使所述金属板到所述下模的凹槽中，由此使突出部形成到所述凹槽中并且所述填丝变形以填充所述突出部。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：在所述定位夹紧装置降低至所述金属板上之前或者之后，将所述填丝供给到所述定位夹紧装置中。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：所述定位夹紧装置具有两个壁，一个壁具有用于接收所述填丝的开口，另一个壁具有与所述填丝的端部接合的止动表面。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模具有形成于其模具型面中的定位槽，所述定位槽对准位于所述金属板顶部上的所述填丝并且还对准所述下模中的凹槽。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模的模具型面中的所述定位槽形成迫使所述填丝到所述金属板并且形成从所述金属板的上表面突出的填丝的穹顶部。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：所述填丝是选自当施加焊接电流到金属板时融合入所述金属板的金属中的金属的合金。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：所述填丝是供给经过所述定位夹紧装置的壁中的开口的连续长度的丝，并且所述上模的降低从所述连续长度的丝中切掉一定长度的丝。
16.一种用于制造在金属板上的突出部的方法，包括：
提供具有凹槽的下模，所述凹槽采用所期望突出部的形状；
将所述金属板放置在所述下模的顶部上；
使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上，所述定位夹紧装置在其中具有覆盖在所述下模的凹槽上的定位开口；
使填丝供给经过所述定位夹紧装置的定位开口，使得所述填丝定位在所述金属板的顶部上，其中所述填丝对准所述下模的凹槽；
使上模降低至所述填丝上，使得所述上模切割所述填丝并且迫使所述填丝进入所述金属板并且继而迫使所述金属板进入所述下模的凹槽，由此使突出部形成入所述凹槽中并且所述填丝变形以填充所述突出部。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模具有形成于其模具型面中的定位槽，所述定位槽对准位于所述金属板顶部上的所述填丝并且还对准所述下模中的凹槽。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：所述上模的模具型面中的所述定位槽形成迫使所述填丝到所述金属板并且形成从所述金属板的上表面突出的填丝的穹顶部。
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