CN105555459A - 用于以非可拆解的方式连接部件或部件区域的方法及非可拆解连接 - Google Patents

用于以非可拆解的方式连接部件或部件区域的方法及非可拆解连接 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于连接部件(1、2)或部件区域的方法以及涉及一种使用所述方法形成的非可拆解连接。为此目的,两个连接面(4、5)在一些区域中通过包含的粘合层(3)使用以下步骤焊接到一起:-在一个连接面(4)上设置焊接基底(16),-将粘合层(3)施加到连接面(5)上,-将连接面(4、5)移动到一起使得焊接基底(16)抵靠另一个连接面(5),以及-在焊接基底(16)抵靠连接面的区域中引入焊接电流。根据本发明,在连接面(4、5)移动到一起之前,间隔件(18)设置在所述连接面之间,并且焊接基底(16)突出超过间隔件(18)。以这种方式,在焊接基底(16)的区域中,连接面(4、5)彼此间隔开。

Description

用于以非可拆解的方式连接部件或部件区域的方法及非可拆解连接
说明书
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于以非可拆解的方式连接部件或部件区域的方法以及一种根据权利要求6的非可拆解连接。
焊接或粘合连接用于非可拆解连接至少两个部件或单个部件的部件区域。目的是通过其实质性接合连接获得的永久连接。在焊接连接处,基材最初通过焊接热局部熔化。实际的连接仅由于当留下熔融相时随后的冷却形成。因此,原则上,可以转变成熔融相的所有材料都可以彼此焊接。根据所使用的焊接方法,材料接合可以在具有或不具有适当的焊接填料的情况下引起。
为了获得必要的焊接热,必须从外侧供应能量。除了在摩擦焊接期间为此目的而施加的动能之外,这种能量也可以例如通过适当的热源产生。然而,当焊接金属材料时,由于引入焊接电流,其电阻可以直接用于获得局部加热。电阻点焊已被建立,特别是在例如车体部件的薄壁元件的情况下。这种焊接例如使用焊钳进行,待连接的金属板或金属板区域采用焊钳在周围接合。在这种情况下,它们通过电极从相对侧局部压靠彼此直到在待焊接的区域之间形成导电接触。随后,焊接电流经由电极流过局部接触区域以便形成焊接连接。
除了通过焊接获得部件表面的实质性接合连接之外,在许多情况下也使用纯粹的粘合方法。由于粘合层存在于部件表面之间,因此也产生了形成非可拆解粘合连接的实质性接合连接。
在这方面,DE4431991A1描述了一种用于连接平面部件的方法。待连接的部件可以包含彼此相同或彼此不同的材料。特别地,可以涉及含铁和不含铁的材料。实际的连接是通过在热的作用下硬化的粘合剂的在先施加实现的。为此,将粘合剂普遍施加在待连接的部件的至少一个抵接面上。随后,将部件放置在彼此的抵接面上。在第一步,仅在部件之间引起点状粘合连接。为此,最初仅加热设置有粘合剂的抵接面的部分区域。以这种方式,粘合剂局部硬化以便在部件之间获得最初足以耐用的连接或固定。随后,给部件供应较长时间的操作热,以便硬化保持的粘合剂直到连接的最终强度。以这种方式,待连接的部件尽可能快地初步固定是可能的,而最后大量的固化在随后的过程中引起。因此,例如,最后的加热操作可以在硬化炉中硬化所施加的漆的情况下进行。从而相应地有效地利用必要的时间和能量。
根据常规电阻点焊,在待连接的部件区域之间使用附加的粘合层也是已知的。部件区域之间的附加的实质性接合连接通过粘合层提供。这种被称为粘合焊接的方法的优点包含形成高度耐用的连接。这特别是因为用于力传递的连接面可以由此扩大超出焊接区域直到粘合层的尺寸。
关于粘合焊接已知的问题包含自身形成焊接连接。例如,粘合层最初构成初始障碍,以便在待连接的部件区域的抵接面之间形成适当的导电接触。这是因为,除其他外,例如,在汽车工业中使用的粘合剂是不导电的。因此,待焊接在一起的连接区域中的粘合层必须凹进或移位。由于在这种情况下包含高粘度并因此浓的流动的粘合剂,相应地高的力是必要的以便通过移位粘合剂将待连接的部件区域压靠彼此。由于为此需要的压紧力经由电极施加,因此电极具有相应高的磨损度。此外,如果高的压紧力必须仅从一侧施加而没有适当的反向支承,那么它们是特别不适当的。
最后,粘合剂的不适当的移位导致不期望的焊接缺陷。此外,所使用的许多粘合剂可以仅使用附加的辅助连接电路来局部移位。这是用于粘合剂的临时预热以便降低其粘度。然而,附加的辅助连接电路的使用降低了粘合焊接的工艺可靠性。由于在粘合焊接中彼此粘合和彼此焊接的区域之间的典型变化,以这种方式产生的粘合间隙是不均匀的。此外,彼此连接的部件区域之间的焊接区域中的粘合间隙没有任何间距。因此,粘合层的厚度随着连接面而变化。因此,粘合间隙总体上不能调节。
为了实现粘合间隙的可调性,凸焊方法是进一步已知的。在这种情况下,待连接的部件面之间的焊接所必需的接触通过所谓的焊接凸起来形成。焊接凸起通常是压入到至少一个薄壁部件中的变形。虽然压痕在部件的一侧上由此形成,但是相对侧具有以凸起的形式的必要的突出部。以这种方式制造的部件面也通过电极来焊接。这些电极可以是焊钳的部件,如在常规的电阻点焊或粘合焊接中也使用的。
由于通过焊接凸起预先确定接触面尺寸,可以从而实现不依赖于电极的尺寸的电流密度。换句话说,在这种情况下不应该使用逐渐减小以便变薄并且因此快速磨损的电极以便获得有限的接触区域。因此,在凸焊方法中使用具有相应较少的电极磨损的平面电极是可能的。在这种情况下,存在将所述凸焊方法与粘合层的使用组合的已知方法。
在这方面,DE3326612A1描述了一种用于通过电阻点焊连接两个金属板的方法。在实际焊接之前,首先将凸起状变形压入到第一板中。设置凸起以便形成针对第二板焊接必要的导电接触。为了改进待形成的连接,两个板中的至少一个在变形区域中设置有粘合层。粘合层在板的在变形区域中具有突出部的一侧施加。随后,将具有其突出部的第一板抵靠第二板的抵接区域放置并且压入到粘合层和第二板中。通过在变形区域中施加电极,从一个板通过突出部流进另一个板的焊接电流最终被施加到板上。结果是,板的金属在变形区域中局部熔化,由此形成了实质性接合连接。因此,材料接合包含焊接连接和粘合连接。
凸焊方法和粘合层的设置的组合已经提供了许多优点。由于当前形成焊接凸起,粘合层可以大体上更容易地局部移位,因为可以经由电极引入的压紧力在很小的表面区域上分布。在焊接凸起下以这种方式可以实现的高压缩应变再次导致必要的压紧力总体上能够减小。由于粘合层的简单的局部移位性可以实现改进的导电接触。此外,免除了有时必要的辅助连接电路的设置使得工艺可靠性总体上增加。
尽管如此,在这种情况下,粘合间隙的范围不能进行调节。因此,在焊接操作期间的熔化过程首先开始于焊接凸起的尖端并且引发焊接熔核的生长。在这种情况下,焊接凸起完全转变成熔融相。结果是,焊接凸起的初始突出部在焊接后被压缩,并且因此不再可用。此外,彼此连接的部件面也由此在彼此上平面定位。
因此,已知的焊接方法和随其一起形成的焊接连接当然仍留有改进的空间。
在这种背景下,本发明的目的是改进一种用于以非可拆解的方式连接部件或部件区域的方法,使得焊接和粘合的组合连接可以以工艺可靠的方式实现,其中必要的粘合间隙可以进行调节。此外,旨在提出一种包含焊接和粘合的组合的改进的非可拆解连接,其中还在焊接的区域中形成必要的粘合间隙。
这个目的的方法相关的部分的解决方案在具有权利要求1的特征的方法中阐述。这个目的的装置相关的部分通过权利要求6的特征解决。本发明的附加的特别有利的实施例在从属权利要求中公开。
应当指出的是,在以下说明书中单独阐述的特征可以以任何技术上有利的方式彼此组合并且阐述本发明的附加实施例。说明书特别是参考附图进一步描述和说明本发明。
由于根据本发明的用于以非可拆解的方式连接部件或部件区域的方法,两个连接面通过包含的粘合层至少部分彼此焊接。在这方面,构想以下步骤:
-在连接面上设置焊接基底,
-将粘合层施加到连接面上,
-朝向彼此移动连接面,其中焊接基底被抵靠另一个连接面设置,以及
-在所施加的焊接基底的区域中引入焊接电流。
应该提到的是,至少一个焊接基底的设置可以在施加粘合层之前和在施加粘合层之后进行。相应地,粘合层的施加可以在设置至少一个焊接基底之前或在设置至少一个焊接基底之后进行。当然,通过同时设置焊接基底和施加粘合层以并行的方式进行也是可以想到的。优选地,粘合层的施加仅在在连接面之一上已设置至少一个焊接基底之后进行。
关于连接的构想结构,焊接基底和粘合层可以在一个且相同的连接面上一起设置和施加。然而,至少一个焊接基底可以设置在第一连接面上,而粘合层施加到第二连接面并且因此到相应的另一个连接面。粘合层和焊接基底优选设置在不同的连接面。以这种方式预先制造的两个连接面的接近运动由此以这样的方式进行:通过粘合层相应地局部移位来抵靠另一个连接面施加焊接基底。焊接基底与相对的连接面的抵接用于形成导电接触,以便甚至能够通过引入焊接电流来进行电阻焊。
根据本发明,在朝向彼此移动彼此以非可拆解的方式待连接的连接面之前,间隔件设置在连接面之间。在这种情况下,应该指出的是,焊接基底突出到间隔件上方。换句话说,在相互接近的连接面之间延伸的间隔件的范围应该以这样的方式选择:使得当焊接基底已经处于施加状态时,间隔件和至少一个连接面之间保持间距。
在这种情况下,特别的优点包含间隔件的附加设置。定位在彼此上并且在焊接操作期间在焊接基底的区域中彼此压靠的连接面之间保持的间距可以从而进行控制。以已知的方式,焊接基底的熔化过程在此也初始开始于其尖端,该熔化过程通过引入焊接电流开始。在以这种方式引发的焊接熔核的生长期间,焊接凸起在这种情况下也被完全转变成熔融相。然而,由于根据本发明的间隔件,将焊接凸起完全压在一起不再可能。因此,朝向彼此移动连接面仅直到间隔件阻止进一步压缩的时间仍然是可能的。结果是,可以因此不再是连接面在彼此上平面定位的情况。间隔件本身不熔化。
由于焊接凸起相应地抵靠另一个连接面的容易地可实现的施加,形成了足够的导电接触。因此,在这种情况下,设置辅助连接电路不是必要的,由此提供了所需的工艺可靠性。此外,连接面之间的保持的粘合间隙不再以不受控制的方式产生。为此,间隔件与一个或多个连接面之间初始产生的间距应该由间隔件的结构来限定。以这种方式,在连接过程期间和特别是在焊接操作期间连接面之间保持的粘合间隙可以进行调节。调节粘合间隙必要的变量因此是焊接基底突出到间隔件上方或间隔件落到焊接基底的高度下方的尺寸。该尺寸代表在焊接操作期间在焊接基底的区域中可以朝向彼此进一步移动连接面的差。
焊接基底的设置允许使用大电极。根据需要,由于在单次操作中用于焊接两个或两个以上焊接基底的平面范围是适当的电极在这种情况下也可以使用。提出的方法也适用于通过由于施加焊接凸起必要的很小的压紧力在一侧施加的电极来焊接。特别地,在两个或两个以上焊接基底同时焊接期间,可以引起焊接基底两端的焊接电流的必要的短路。大的特别是平的电极的使用导致有利的副作用:粘合层可以在焊接过程期间经由电极压缩到多个焊接基底之间的粘合间隙中。从而形成了在很大程度上工艺可靠的非可拆解连接。大电极的使用进一步引起仅轻微的电极磨损。特别地,关于例如当铝的焊接部件或部件面时产生的高的焊接电流,当使用大电极时由于磨损减小产生的长的使用寿命。
通过选择适当的间隔件,粘合间隙现在可以选择性地进行调节并且特别适合于所使用的粘合剂的要求。
间隔件所使用的材料可以是导电或者不导电的材料。优选地,间隔件是由导电材料制成或具有至少一种导电材料。在焊接过程开始时,间隔件与连接面中的至少一个没有任何物理接触。因此,间隔件也不会由于在焊接过程的开始时不存在的导电接触而转化成熔融相。由于因此在焊接操作期间也存在的间隔件的固体性,提供了连接面的进一步接近运动的可控停止。
此外,当连接面的进一步接近运动停止时,焊接操作可以同时停止。其原因是,在当间隔件接触连接面时形成导电表面区域的那个时间,导电表面区域瞬时增加发生。在该时间,该表面区域包含间隔件和焊接基底的至少一部分。由于表面区域的即时增加,引入的焊接电流的电流密度急剧下降,使得焊接过程被瞬时中断。
在本发明的背景下,焊接基底和/或间隔件以初始不依赖于连接面的元件的形式存在是可以想到的。因此,例如,焊接基底可以经由粘合剂、螺钉式、插入式或焊接连接以实质接合、刚性锁止和/或非刚性锁止的方式设置在连接面之一上。在粘合连接的情况下,在粘合层在那层上方施加的情况下,焊接基底可以设置在例如连接面之一上。以上提到的连接类型相应地适用于间隔件的设置。
在根据本发明的方法的有利实施例中,提供了焊接基底被压制成相关连接面之外的突出部。可选择地或此外,间隔件也可以被压制成相关连接面之外的突出部。焊接基底和/或间隔件从而可以是待彼此连接的部件或部件面的实质上均匀的整体部件。
所得的优点涉及极其简单地形成焊接基底和/或间隔件。特别是薄壁部件或部件面在目前的意义上具有易变形性。因此,通过部件或部件面的后侧作为定向在其中的隆起或突出部可以有利地形成焊接基底和/或间隔件,后侧面分别远离连接面之一。结果是,以这种方式移位的部件或部件面的部分区域作为焊接基底和/或作为间隔件定位为超出连接面。根据在该部件区域中所使用的材料的厚度,可以从而形成焊接基底和/或间隔件的极其精确的实施例。
如关于焊接基底的设置以上已经阐述的,间隔件当然也可以连同粘合层施加到连接面之一上。在这种情况下,将间隔件整合在粘合剂的质量上将是可以想到的,该粘合剂的质量本身是不成形的,该间隔件然后与施加粘合层同时设置在相应的连接面上。然而,间隔件还可以仅在已施加粘合层之后选择性地设置。在这种情况下,间隔件由于粘合层的粘合性质保持在连接面的必要区域中。
以这种方式,间隔件可以由不同于部件或部件区域的材料制成。在这种情况下,非导电材料将是可以想到的,而且例如以弹性方式构造。然而,为了通过以这种方式构造的间隔件在连接面的接近运动期间获得必要的停止,其柔性可以例如逐步调整。相对于其弹性行为的其电阻将由此随着增加的变形而增加直到接近运动停止。使用初始是固体但可以熔化为间隔件的粘合剂也将是进一步可以想到的。以这种方式,所讨论的接近运动的初始停止可以在焊接过程中引起,其中以这种方式构造的间隔件可以在随后的热处理操作期间熔化。当所使用的粘合层通过这样的热处理操作硬化时是特别有利的。
关于间隔件和焊接基底相对于彼此的位置,本发明的步骤规定了它们彼此能够设置有间距。大体上确保转化成熔融相的焊接基底在焊接过程期间不会对间隔件产生任何影响从而将是可能的。因此,在焊接过程期间选择性地防止间隔件不被至少部分转变成熔融相,或至少不被削弱从而是可能的。此外,由于彼此之间设置有间距,另外承受连接面的过大的接近运动的区域可以通过间隔件选择性地支撑在连接面之间。这样的实施例可能是必要的,例如,在空间形成的部件或部件面中,以便实现连接区域相对于彼此的可控的端部位置。从而有利地形成了大体上均匀的粘合间隙。
作为优选的替代实施例,间隔件和焊接基底当然也可以一起设置为连接面之一上的一个单元。在本发明的背景下,术语“单元”旨在是指其各自的形状和/或轮廓彼此合并。在这种情况下,特定的优点涉及焊接基底和间隔件在单次操作中的简单常见的设置。特别是当焊接基底和间隔件被压到连接面之一之外时,它们可以通过单个成形的工具特别是通过相应的冲孔印模一起形成。由于间隔件和焊接基底紧邻,在焊接过程期间,接近运动的选择性停止进一步以有利的方式精确地在引入力发生的位置产生。工艺可靠且精确地形成旨在通过间隔件调节的粘合间隙从而是可能的。
根据待连接的部件或部件面的要求和实施例,关于焊接基底和间隔件相对于彼此上述阐述的位置可能性的组合也可以是有利的。在这种情况下,焊接基底和间隔件将在一些区域中作为单元设置,而在其他区域中焊接基底和间隔件会有间距。
用于部件或部件区域的非可拆解连接的上述方法除了实现工艺可靠的连接之外可能对于实现粘合间隙的精确可调性是极为有利的。间隔件的设置确保了连接面之间的以其他方式难以达到的粘合间隙具有精确的范围,该范围允许用于通过粘合层的平面粘合的最大的固体性。因此,在焊接基底的区域中以平面的方式将连接面压靠彼此是过去的事情。由于所得的粘合间隙的大体上均匀的结构,消除了由于粘合层的过小的厚度或不存在的厚度导致的以恒定方式的连接可能不够耐用的风险。
本发明进一步提供了一种通过上述方法在两个部件或部件区域之间形成的非可拆解连接。在这种情况下,两个连接面采用电阻焊通过包含的粘合层经由设置在连接面上的焊接基底彼此焊接。根据本发明,间隔件设置在连接面之间。在这种情况下,显著的方面是在焊接基底的区域中连接面彼此间隔开的事实。换句话说,在焊接的焊接基底的区域中,连接面之间也有粘合间隙,该粘合间隙就其厚度来说大体上对应于保持的粘合间隙。
所获得的优点已经在所阐述的方法的背景下进行了解释使得在这一点可以参考在本说明书中的相应的解释。此外,这也适用于关于本发明的装置相关的部分的后续解释。
在有利的改进中,提供的是,焊接基底和/或间隔件被压制成相关连接面之外的突出部(一个或多个)。当然,间隔件和/或焊接基底也可以是附加元件,该附加元件不是待连接的部件或部件面的实质上均匀完整的部件。在这方面,特别地,间隔件可以设置为连接面之一上的单独的元件。
在本发明的背景下,进一步想到的是,间隔件与焊接基底可以间隔开地设置。在替代实施例中,间隔件和焊接基底可以构造为一个单元。
根据本发明的用于部件或部件区域的非可拆解连接的上述方法和根据本发明的非可拆解连接并不限于在此公开的措施和实施例,而是当然也包括具有相同的效果的附加的措施和实施例。
关于现有技术,在附图中:
图1是现有技术中已知的用于粘合焊接形式的电阻点焊的方法在引入必要的焊接电流之前不久的示意横截面;
图2以相同的方式示出了在焊接过程结束之后的图1的现有技术中已知的电阻点焊;
图3以相同的方式示出了图2的现有技术中已知的电阻点焊在进行附加的电阻点焊之前不久的结果;
图4以相同的方式示出了图3的现有技术中已知的两个电阻点焊在焊接过程结束之后的结果;
图5是现有技术中已知的常规凸焊方法在引入必要的焊接电流之前不久的示意横截面;
图6以相同的方式示出了图5的现有技术中已知的凸焊方法在焊接过程结束之后的结果;
图7是现有技术中已知的用于粘合焊接形式的凸焊方法在一起移动待连接的部件之前的示意横截面;
图8是图7的现有技术中已知的用于粘合焊接的方法在引入必要的焊接电流之前不久的横截面,以及
图9以相同的方式示出了图7和8的现有技术中已知的用于粘合焊接的方法在焊接过程结束之后的结果。
以下参考在随后的附图中说明的实施例更详细地解释本发明的附加的有利细节和效果,附图中:
图10是根据本发明的焊接基底与根据本发明的间隔件组合的示意平面图;
图11是根据本发明图10的焊接基底和间隔件的组合的横截面;
图12是根据本发明用于使用图10和11的组合连接部件或部件面的方法在接近运动期间的示意横截面;
图13以相同的方式示出了根据本发明图10至12的方法在焊接过程结束之后的结果;
图14是根据本发明关于图10的包含焊接基底和间隔件的替代组合的示意平面图;
图15是根据本发明图14的焊接基底和间隔件的替代组合的横截面;
图16是根据本发明用于使用图14和15的组合连接部件或部件面的方法在接近运动期间的示意横截面;
图17以相同的方式示出了根据本发明图14至16的方法在焊接过程结束之后的结果;
图18以相同的方式示出了根据本发明图10至13的方法使用大电极在焊接过程结束之后的结果,以及
图19是根据本发明示意性地示出焊接基底和间隔件的组合的选择的平面图。
涉及图1至9的随后的说明书涉及现有技术中已知的焊接方法。相关的解释用于阐述关于连接两个部件的相关缺点。从而旨在提供根据本发明的方法以及以这种方式形成的根据本发明的非可拆解连接的更好的理解。
图1首先示出了焊接粘合形式的电阻点焊的已知方法的现有技术。在这个例子中,第一部件1和第二部件2旨在部分通过包含的粘合层3彼此焊接。
粘合层3之前以未更详细说明的方式至少施加到第一部件1的第一连接面4或到第二部件2的第二连接面5。当然,粘合层3也可以施加到两个连接面4、5。随后,两个部件1、2定位成一个在另一个上,如图1中可以看到的结果。虽然以未说明的方式朝向彼此移动两个连接面4、5,但是粘合层3与两个连接面4、5的平面接触能够形成。
现在为了获得局部焊接位置,将第一电极7施加到第一部件1背离第一连接面4的第一后侧6并且将第二电极9施加到第一部件1背离第二连接面5的第二后侧8。在这个例子中,两个电极7、9正好彼此相对。设置电极7、9以传导焊接电流通过两个部件1、2。为此,两个部件1、2是由导电材料制成。为了能够经由电极7、9引入焊接电流,电极连接到电路10。为了这个目的,两个电极7、9经由实线11连接到电流源12。
实际焊接操作经由电路10的短路(在此未示出)进行。在这个例子中,电路10是断开的,如两个电极7、9之间的线11的指示所说明的。电路10的短路以及因此闭合是由图2中所说明的两个连接面4、5通过其局部压缩移动到一起引起的,局部压缩是通过朝向彼此移动的电极7、9引起的。进行这种移动直到连接面4、5部分位于彼此上并且因此在连接面4、5之间具有局部的导电接触。高电极力F是必要的,以便使粘合层3在两个电极7、9之间的区域中移位。
图2示出了短路状态,在该状态下,焊接电流从电极7、9中的一个通过两个部件1、2的接触的连接面4、5流进电极7、9中的另一个。由此产生局部加热,通过局部加热接触的连接面4、5部分熔化。在切断焊接电流之后,熔化并且随后冷却的区域转变成实质上均匀的实质性接合连接。从而在两个部件1、2之间形成局部焊接连接13。如可以看到的,在焊接连接13的区域中,粘合层3已几乎被完全移位。由于部件1、2相对于粘合层3所产生的变形保持围绕的方式使得粘合层3就其范围而言朝向焊接连接13以楔形的方式逐渐减小,因此形成了一种火山口类型。
图3说明了通过焊接连接13和粘合层3彼此连接的部件1、2。在焊接连接13中,在焊接过程期间形成的焊接熔核14被指示为椭圆形。在这个例子中,附加的焊接连接13旨在以上述方式形成,与焊接连接13间隔。关于为此必要的单独额步骤可以参考涉及图1和2的解释。
图4示出了彼此间隔开的两个焊接连接13的结果。由于由粘合层3的移位导致的上述问题,两个焊接连接13之间现在以菱形的方式形成。结果是,以极为不均匀的方式填充有粘合层3的粘合间隙15与两个连接面4、5相对于彼此的范围相关。
图5现在示出了可以实施凸焊方法的布置。不同于以上阐述的常规电阻焊,区别在于焊接基底16的设置。在这种情况下,焊接基底16也可以被称为焊接突出部。如可以看到的,在这个例子中,焊接基底16由第一部件1形成。为此,部件1从其第一后侧6朝向其第一连接面4部分定位。焊接基底16允许经由焊接基底16的尖端17宛如自身形成简单的导电接触。因此,两个部件1、2在焊接过程期间仅必须通过大体上更小的电极力F压靠彼此。在这方面,相比于常规的电阻焊,也可以使用大体上更大的电极7、9,因为以点状的方式引入电极力F不是必要的。
图6说明了焊接过程的结果。通过引入焊接电流,焊接基底16转变成熔融相,焊接熔核14在熔融相中形成。然而,在这个例子中,通过电极力F将两个部件1、2移动到一起,到它们现在定位成一个的焊接面4、5在另一个的焊接面4、5上这样的程度。这样的原因是被完全压缩的焊接基底16的熔化。
图7中现在说明了图5和6中示出的凸焊方法与粘合焊接的组合。如可以看到的,除了在第一部件1上设置焊接基底16之外,为此目的,现在也将粘合层3施加到第二部件2的第二连接面5。所示的状态构成了完整的粘合层3,其中两个部件1、2到目前为止仍然彼此间隔开,焊接基底16的尖端17尚未被引入到粘合层3中。
图8说明了两个连接面4、5通过电极力F的接近运动的第一步。在这个例子中,粘合层3的局部位移迫使焊接基底16通过该层直到焊接基底16的尖端17抵靠第二部件2的第二连接面5施加。从这时起,形成导电接触并且两个连接面4、5与粘合层3平面接触。在经由电路10已引入焊接电流之后,焊接基底16转变成熔融相现在以已经描述的方式开始。同时,两个连接面4、5在焊接基底16的区域中通过电极力F朝向彼此局部移动。
图9中所说明的焊接过程的结果示出了两个部件1、2以类似于粘合焊接形式的常规电阻焊的火山口状的方式变形。虽然直到形成焊接熔核14粘合层3的残留量有时仍然存在,但是在这个例子中粘合层3的残留量以朝向所形成的焊接连接13的楔状方式移位。
在这种背景下,很明显,本身有利的粘合焊接总体上具有就获得选择性地可调的粘合间隙15而言的缺点。特别地,由于粘合层3的可变范围,在这种情况下通过粘合层3可能形成不具有足够耐用的连接的区域。本发明从这一点出发。
关于图10至19的随后说明用于解释本发明。
图10是根据本发明的实施例在使用部件1的示例形成为切口的焊接连接区域的平面图。通过观察第一连接面4,看到如现有技术中已经知道的焊接基底16的布置是可能的。在这个例子中,布置具有以杆状的方式延伸到连接面4的部分区域上方的细长结构。根据本发明,间隔件18进一步设置在连接面4上。在这个例子中,间隔件18也具有以杆状的方式延伸到连接面4的部分区域上方的细长结构。在这个例子中,焊接基底16和间隔件18相对于彼此定向,使得它们彼此相交。在这种情况下,焊接基底16和间隔件18一起形成角度w,在这个例子中角度w是90°。如在此已经指示的,焊接基底16突出到间隔件18上方,这在图11中再次更好地说明。
图11以通过间隔件18的第一部件1的纵剖面的形式说明了根据本发明图10的焊接基底16和间隔件18的布置。如已经提到的,焊接基底16突出到间隔件18上方。在这个例子中,在图11中向下定向的焊接基底16的尖端17与第一连接面4间隔开间距x1。然而,间隔件18的上部区域19与第一连接面4间隔开间距x2。如可以看到的,尖端17与第一连接面4的间距x1大于上部区域19与第一连接面4的间距x2。根据本发明,术语“突出到上方”旨在是指两个上述间距x1、x2的关系。
图12再次示出了图11的第一部件1,根据本发明第一部件1是预先制造的并且现在旨在通过包含的粘合层3连接到第二部件2。图示大体上对应于图8中已经示出的状态,根据此,焊接基底16的尖端17通过粘合层3的局部移位抵接第二部件2的第二连接面5的部分区域。随后,以未示出的方式经由电路10并且特别是经由两个电极7、9引入焊接电流。如在前面的背景中已经描述的,焊接基底16在这种情况下从其尖端17开始转变成熔融相。同时,通过电极力F以未示出的方式朝向彼此移动电极使得两个连接面4、5更靠近彼此移动。进行接近运动直至第一部件1通过间隔件18抵接第二部件2的第二连接面5的部分区域,如在图13中可以看到的。
图13示出了根据本发明的方法的结果,根据此,除了通过粘合层3的粘合连接之外,通过形成焊接熔核14来形成焊接连接13。可以清楚地看到连接面4、5之间形成了均匀的焊接间隙。粘合层3从而具有大体上均匀的范围。在这个例子中,粘合层3延伸直到焊接连接13,没有由部件1、2中的一个的局部变形形成楔形减少。
图14以第一部件1的第一连接面4的平面图的形式示出了焊接基底16和间隔件18相对于彼此的替代实施例或布置。不同于图10的结构,在这个例子中,它们没有设置成角度w,而是相互平行延伸。在其平行布置中,焊接基底16和间隔件18彼此间隔开。在这个例子中,焊接基底16和间隔件18还构造成杆状的方式。关于图14的图示,焊接基底16在这个例子中设置在右侧,而间隔件18位于焊接基底16的左侧。
图15以通过焊接基底16和间隔件18以及第一部件1的剖面的形式示出了图14的焊接基底16和间隔件18的替代布置。如可以看到的,在这个例子中,焊接基底16也突出到间隔件18上方。如关于图11已经阐述的,间隔件18的上部区域19在此也与第一部件1的第一连接面4间隔开间距x2,该间距x2小于焊接基底16的尖端17与第一连接面4的间距x1。
图16示出了焊接基底16的状态,焊接基底16的尖端17施加到第二部件2的第二连接面5的部分区域。该状态极大程度上对应于图12中的图示,仅是焊接基底16和间隔件18的替代布置。在这个例子中,清楚地看到,随后的焊接过程所必需的导电接触仅通过焊接基底16的尖端17来提供同时间隔件18的上部区域19与第二连接面5初始间隔开也是可能的。
图17示出了大体上对应于图13的结果的焊接过程的结果。在这个例子中,两个连接面4、5的接近运动也通过间隔件18的设置来停止,其中焊接连接13在焊接基底16的区域中形成。如可以看到的,焊接基底16的保持残留量可以通过其相对于第一连接面4的两个间距x1、x2之间的差来调节。因此,在这个例子中,留下焊接基底16的特定部分以便形成焊接熔核14。然而,在图13中的焊接基底16几乎完全被压缩。
图18示出了彼此连接并且在这个例子中已通过总共4个焊接连接13焊接的两个部件1、2的更大的布置。在这个例子中,说明了两个连接面4、5已经朝向彼此移动,接近动作已停止,并且形成了焊接熔核14时的焊接过程。该示意图旨在说明根据本发明的方法连同大的第一电极7特别是在一侧引入电极力F的优点。
如可以看到的,在这个例子中,第二电极9减小为两个焊接连接13之间的小部分区域,其中它仅用于触点闭合并且不对第一电极7的电极力F起反轴承的作用。为此目的,两个部件1、2在其端部区域通过适当的轴承20来支撑,轴承20施加必要的反作用力F/2至电极力F以便产生静态平衡。由于第一电极7横跨至少两个焊接连接13,这些连接能够在单次操作中通过焊接电流能够经由电路10在电极7、9之间流动来形成。由于第一电极7的范围,以有利的方式在焊接连接13之间压缩粘合层3的多个部分区域也进一步是可能的。从而在连接面4、5之间能够形成极为精确的粘合间隙15。
图19以示意平面图的形式示出了根据本发明的焊接基底16和间隔件18的布置的多个替代实施例。在这个例子中,同时示出了总共四个结构变型。然而,根据本发明,布置可能性不会减少到这里示出的那些,而是相反也包含因此等价的其他有利的形式。
参考图19的说明,在最左侧示出了粘合图10至13已经描述的变型。在这个例子中,焊接基底16和间隔件18相交,其中它们一起限定角度w。在这个例子中,该角度也是90°,如在图10中已经示出的。
在相交的实施例旁边右侧示出了焊接基底16已如上构造为杆的变体。然而,间隔件18具有点状结构。在这个例子中,间隔件18的直径大体上对应于杆状焊接基底16的横截面宽度。在这个实施例中,总共两个间隔件18与焊接基底16进一步粘合。在这个例子中,点状间隔件18设置在杆状焊接基底16的纵向侧旁边,与焊接基底16有间隔。其位置是关于杆状焊接基底16的纵向方向的镜像。
此外,在上述实施例旁边的右侧,焊接基底16和间隔件18的平行布置再次出现,如在图14至17中已经示出的。
在图19的最右侧,说明了包含两个焊接基底16和两个间隔件18的实施例。它们围绕想象的中心设置并且围绕该中心以平面的方式弯曲。以这种方式,间隔件18和焊接基底16一起形成圆形结构,该圆形结构在间隔件18和焊接基底16之间的变化处中断。间隔件18和焊接基底16在该圆形结构的圆周方向彼此交替。
附图标记列表
1第一部件
2第二部件
31和2之间的粘合层
41的第一连接面
52的第二连接面
61的第一后侧
7第一电极
82的第二后侧
9第二电极
10电路
1110的线
1210的电流源
131和2之间的焊接连接
1413的焊接熔核
154和5之间的粘合间隙
16焊接基底
1716的尖端
18间隔件
1918的上部区域
20轴承
F电极力
F/2反作用力
w16和18之间的角度
x117和4之间的间距
x219和4之间的间距

Claims (10)

1.一种用于以非可拆解的方式连接部件(1、2)或部件区域的方法,其中两个连接面(4、5)通过包含的粘合层(3)彼此部分地焊接,所述方法具有以下步骤:
在连接面(4)上设置焊接基底(16),
将所述粘合层(3)施加到连接面(5)上,
朝向彼此移动所述连接面(4、5),其中所述焊接基底(16)抵靠所述另一个连接面(5)设置,
在所施加的焊接基底(16)的区域中引入焊接电流,
其中,
在朝向彼此移动所述连接面(4、5)之前,间隔件(18)设置在所述连接面之间,其中所述焊接基底(16)突出到所述间隔件(18)上方。
2.根据权利要求1所述的方法,其中
所述焊接基底(16)和/或所述间隔件(18)被压制成所述相关连接面(4)之外的一个/多个突出部。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中
所述间隔件(18)连同所述粘合层(3)被施加到所述连接面(4、5)之一上。
4.根据前述权利要求之一所述的方法,其中
所述间隔件(18)与所述焊接基底(16)间隔开地设置。
5.根据前述权利要求之一所述的方法,其中
所述间隔件(18)和所述焊接基底(16)被设置为一个单元。
6.一种特别是通过前述权利要求之一所述的方法形成的两个部件(1、2)或部件区域之间的非可拆解连接,其中两个连接面(4、5)采用电阻焊通过包含的粘合层(3)经由设置在连接面(4)上的焊接基底(16)彼此焊接,
其中
间隔件(18)设置在所述连接面(4、5)之间,其中所述连接面(4、5)在所述焊接基底(16)的区域中彼此间隔开。
7.根据权利要求6所述的非可拆解连接,其中
所述焊接基底(16)和/或所述间隔件(18)被压制成所述相关连接面(4)之外的一个/多个突出部。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的非可拆解连接,其中所述间隔件(18)设置为所述连接面(4、5)之一上的单独的元件。
9.根据权利要求6至8中的一项所述的非可拆解连接,其中
所述间隔件(18)与所述焊接基底(16)间隔开地设置。
10.根据权利要求6至9中的一项所述的非可拆解连接,其中
所述间隔件(18)和所述焊接基底(16)被构造为一个单元。
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