CN106457353A - 用于制造混合板坯的方法和由此制成的板成形件 - Google Patents

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M.格劳尔
J.阿梅迪克
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    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing

Abstract

本发明涉及一种用于制造混合板坯(100)的方法，其具有以下步骤：‑将待相互接合的子板坯(110,120)定位，其中，它们有搭接地沿着至少一个所设置的接合路线布置；‑借助于弯轧接合沿着接合路线接合子板坯(110,120)；并且接下来；‑沿着接合路线压制子板坯(110,120)。本发明此外涉及一种由这样产生的混合板坯(100)制成的板成形件。

Description

用于制造混合板坯的方法和由此制成的板成形件
技术领域
本发明涉及一种用于制造混合板坯(Hybridplatine)的方法。
本发明此外涉及一种板成形件(Blechformteil)、如尤其车身构件，其由混合板坯来制造。
背景技术
由现有技术已知所谓的裁剪板坯(Tailored Blank)。裁剪板坯是由多个相互接合的子板坯或板件(尤其由不同厚度和/或质量的钢板件)形成的板坯，其进一步通过变形、尤其通过深拉被变形成重量-和负载优化的板成形件。在现有技术中子板坯典型地相互激光焊接，因此称呼裁剪焊接板坯也常见。对于该现有技术代表性地参考文件DE 10 2011 078032 A1、DE 10 2011 101 586 A1和DE 10 2009 053 534 A1。
由现有技术同时还已知所谓的混合板坯，在其中由不同的或多样的基础材料(例如钢和铝)构成的板件相互焊接，其中，这样的混合板坯可如传统的激光焊接的钢板坯那样变形。对于该现有技术例如参考文件DE 10 2011 109 600 A1。
发明内容
本发明应指出一种用于制造混合板坯用于接下来的变形的新途径。
这利用根据本发明的方法相应于权利要求1的特征来实现。利用并列权利要求，本发明还涉及一种板成形件，其通过根据本发明制成的板坯的变形来制造或生产。优选的设计方案和改进方案对于两个发明对象类似地不仅由从属权利要求而且由接下来的阐述得出。
根据本发明的用于制造混合板坯的方法至少包括以下步骤：
-使相应准备的且待相互接合的子板坯定位(包括取向)，其中，将子板坯有搭接地或者说有搭接接头(Ueberlappstoss)地沿着至少一个所设置的接合路线(Fuegeverlauf)布置；
-借助于弯轧接合(Durchsetzfügen)或通过产生弯轧接合连接部沿着接合路线接合子板坯；并且接下来
-沿着接合路线压制子板坯，尤其这样使得之前所产生的在子板坯之间的弯轧接合连接部被按压或者说压印和/或挤压。
弯轧接合被理解成利用咬边形成(Hinterschnittbildung)且在不使用接合元件或接合辅助件的情况下通过板材的局部塑性变形来制造接合连接部(弯轧接合连接部)。弯轧接合(也称为咬接(Clinchen))像这样由现有技术已知。优选地弯轧接合在冷状态中、也就是说在室温下进行。
根据本发明的用于将子板坯形状配合地连接成混合板坯的方法的接合过程相应地包括两个阶段或子过程，即弯轧-或者说咬合接合过程和压制过程。这些阶段或子过程可直接彼此相继地来实施或在时间上和地点上分离地进行。所使用的子板坯的板厚可处于0.3mm至3.0mm的范围中。
利用根据本发明的方法可在耗费比较小的情况下成本有利地由不同类金属材料的子板坯(例如由钢-和铝子板坯)来制造混合板坯。所使用的子板坯可具有覆层，例如金属的抗腐蚀覆层。此外也可使用由不可焊接的或不可钎焊的金属材料(例如镁-可塑合金)形成的子板坯。根据本发明的方法不仅在无焊接连接的情况下而且在无接合元件或接合辅助件(通过其例如可能损坏被用于之后的变形的变形工具)的情况下进行。利用根据本发明的方法制成的在子板坯之间的接合缝在很大程度上是防腐蚀的。此外，不会产生焊接-或钎焊飞溅物。这不是伴随本发明的优点的最终的列举。
特别优选地设置成，鉴于之后的变形过程将子板坯耐变形地但是非刚性地相互连接，使得在混合板坯变形时在子板坯之间实现受限的相对运动。
优选地设置成，将待接合的子板坯在搭接区域中或在搭接接头中还整面地相互粘接。粘合材料优选地在将待相互接合的子板坯定位之前将粘合材料(在相应于搭接区域的面区域中)涂覆到子板坯的至少一个上。粘合材料然后在搭接区域中构造粘合材料层，由此提高所获得的连接强度。此外可利用粘合材料获得接合缝的密封和/或隔离(尤其以避免通过电镀分离的电化学腐蚀)。代替粘合材料也可使用密封材料。
优选地，在被加热的状态中沿着缝-或接合路线进行子板坯的压制，对此被弯轧接合的子板坯在沿着接合路线压制之前和/或在压制时被局部地加热。这也可被称为热压制(Warmverpressen)。通过局部加热可减小变形阻力并且获得更高的变形度。避免裂纹形成或裂纹开始。此外可通过加热进行组织再生。此外可通过供热使所应用的粘合材料硬化或至少部分硬化(所谓的胶化或凝化(Angelieren))，其中，后者鉴于上面所阐述的在变形时在子板坯之间受限的相对运动是有利的。加热温度可处于数百摄氏度的范围中。
在弯轧接合时制成的在子板坯之间的接合连接部(弯轧接合连接部)可包括大量沿着缝-或接合路线布置的接合点(咬合点)。然而优选地设置成，在子板坯弯轧接合时沿着接合路线产生单个不中断的线形的弯轧接合连接部(线形的咬合连接部)。为了提高连接强度，也可以产生多个彼此紧密毗邻的线形的弯轧接合连接部。
弯轧接合可利用相对而置的成形辊或轮廓辊实现，对此成形辊和待接合的子板坯沿着接合路线实施相对运动。根据成形辊的设计可产生线形的弯轧接合连接部或者单个的接合点。弯轧接合可利用一个辊对或相继利用多个辊对实现。轧辊例如可布置在机器人引导的C形箍的框架边腿等处。
弯轧接合的子板坯的压制和尤其热压制可利用相对而置的压辊实现，其中，压辊和弯轧接合的子板坯沿着缝-或接合路线实施相对运动。压制可利用一个辊对或利用多个辊对实现。轧辊例如可布置在机器人引导的C形箍的框架边腿等处。
为了实现热压制，压辊可被加热，对此压辊例如可具有电加热部。另一方面可设置成，弯轧接合的(且因此预接合的且彼此固定的)子板坯直接在压辊之间压制时被电阻加热，其中，压辊作为电极起作用。在压制的同时即可经由压辊实现电阻加热。此外，弯轧接合的子板坯的局部加热也可在压制之前进行，例如利用布置在压辊之前的电感的加热-或加温装置等。
利用根据本发明的方法制成的混合板坯设置成接下来通过变形且尤其通过深拉(在至少一个与压制相联系的且相应地构造的工具中)被再加工成板成形件。
根据本发明的板成形件由混合板坯制成，该混合板坯利用根据本发明的方法来生产或制造。根据本发明的板成形件尤其是用于机动车车身的车身构件。根据本发明的板成形件特征尤其在于，其一件式地由弯轧接合的或者说咬合的混合板坯形成，该混合板坯包括两个由不同类金属材料构成的子板坯，这些子板坯在至少一个搭接的连接区域中利用压制的弯轧接合连接部来接合，其中，子板坯在搭接-或连接区域中优选地还相互粘接。
一种用于制造根据本发明的板成形件的方法至少包括以下步骤：
-将待相互接合的子板坯定位，其中，它们有搭接地沿着至少一个所设置的接合路线来布置；
-借助于弯轧接合沿着接合路线接合子板坯；并且接下来
-沿着接合路线压制被弯轧接合的子板坯
-使通过先前的步骤所制造的混合板坯变形成板成形件。
附图说明
接下来示例性地且以非限制性的方式参照示意性的且不按比例的附图来详细阐述本发明，其中，也研究本发明的特别优选的且有利的实施形式。在附图中示出的和/或接下来所阐述的特征可独立于具体的特征组合是本发明的通用特征。
图1以两个单独图示说明了在制造混合板坯时的弯轧接合过程。
图2以两个单独图示说明了在制造混合板坯时的压制过程。
图3说明了用于制造混合板坯的本发明的优选的实施形式。
具体实施方式
在制造用于再加工成成形件的混合板坯时用于子板坯的形状配合的连接的根据本发明的方法的接合过程包括两个阶段或子过程(这也可被称为两阶段式接合过程)，其接下来参考图1和2来详细阐述。
图1示出弯轧接合过程，在其中两个子板坯110和120(其有搭接地或有搭接接头U地布置在连接区域中)借助于两个成形辊210和220沿着所设置的接合路线通过制造或生产不中断的、线形的弯轧接合连接部V来接合。(以类似的方式也可弯轧接合三个或更多个子板坯。)上轮廓辊210和下轮廓辊220在此实施旋转或回转运动，如利用旋转箭头所示。上子板坯110例如由铝板、镁板或三明治板(其例如也可具有塑料和尤其纤维加强的塑料)形成。下子板坯120例如由钢板形成。在子板坯110和120之间存在粘合-或密封材料130。在弯轧接合时(即在制造弯轧接合连接部V时)产生带有咬边形成的板材料的局部塑性变形，如在图1b中所示。
可使对应的轮廓辊210/220相对于待接合的子板坯110/120运动，对此其例如布置在机器人引导的C形箍中。备选地，可使待接合的子板坯110/120相对于位置固定的辊对210/220运动。(关于图2和3同样适用)。
图2示出了压制过程，在其中根据图1所产生的在子板坯110/120之间的弯轧接合连接部V借助于两个相对而置的压辊310和320来压制。通过按压或压印之前所产生的弯轧接合连接部V并且在此增强咬边，通过压制来提高连接强度。此外，可减少在弯轧接合时在下侧处产生的高出部(Ueberhoehung)H(必要时甚至减到零，使得所产生的接合缝不再具有高出部)，这鉴于混合板坯的接下来的变形是有利的。对应的压辊310/320可被加热或者优选地构造为电极用于局部地电阻加热相接合地处于压辊310/320之间的子板坯110/120(如以电流源和电流箭头I所示)，以实现热压制。
不同于在图2中所示的实施可能性(在其中压辊310/320构造为平轧辊)，这些压辊也可构造为轮廓辊(类似于在图1中所示出的)。代替辊对200和300，另外也可使用其他合适的工具(分别带有上模和下模)。
图3示出本发明的一特别优选的实施形式，在其中弯轧接合过程和压制过程直接彼此相继地且因此近似在一工序中来实施，对此相应的辊对200和300彼此并排或串联布置。待接合的子板坯110/120相对于辊对200和300的运动方向以R来说明。在由轮廓辊对200形成的第一过程阶段或输入阶段中实现彼此对齐的子板坯110/120的连续的机械弯轧接合，其中，子板坯110/120借助于线形的弯轧接合连接部V来彼此固定。在由压辊对300形成的第二过程阶段或输出阶段中在第一阶段200中连续产生的弯轧接合连接部V随后连续地被压制(压制的弯轧接合连接部V’)，由此在弯轧接合时在所产生的接合缝处高出的总厚度又被减小。制成的混合板坯以100来标记。
附图标记清单
100 混合板坯
110 子板坯
120 子板坯
130 粘合材料、密封材料
200 辊对
210 轮廓辊
220 轮廓辊
300 辊对
310 压辊
320 压辊
H 高出部
I 电流
R 运动方向
U 搭接区域、搭接接头
V 弯轧接合连接部、接合缝。

Claims (9)

1.一种用于制造混合板坯(100)的方法，其包括：
-将待相互接合的子板坯(110, 120)定位，其中，所述子板坯有搭接(U)地沿着至少一个所设置的接合路线布置；
-借助于弯轧接合沿着所述接合路线接合所述子板坯(110, 120)；并且接下来
-沿着所述接合路线压制所述子板坯(110, 120)。
2. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于
所述子板坯(110, 120)在搭接区域(U)中被整面相互粘接(130)。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于
所述子板坯(110, 120)的压制在被加热的状态中实现。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于
在所述子板坯(110, 120)弯轧接合时产生线形的弯轧接合连接部(V)。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于
所述弯轧接合利用相对而置的成形辊(210, 220)实现。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于
所述子板坯(110, 120)的压制利用相对而置的压辊(310, 320)实现。
7. 根据权利要求6所述的方法，
其特征在于
所述压辊(310, 320)被加热。
8. 根据权利要求6所述的方法，
其特征在于
待接合的所述子板坯(110, 120)在相对而置的所述压辊(310, 320)之间压制时被电阻加温，其中，所述压辊(310, 320)作为电极起作用。
9.一种板成形件、尤其车身构件，其由混合板坯(100)制成，所述混合板坯利用根据上述权利要求中任一项所述的方法来制造。
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