CN106715026A - 用于接合复合板构件与另外的构件的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了将用于接合复合板构件与另外的构件的方法和装置进一步改进成使得接合方法以及接合部位的准备可尽可能快速且成本有利地借助于自动化方法来执行，提出通过加热和施加压力(16)在接合部位(15)的区域中挤压多层构件的中间层(14)且通过施加电压(17)使多层构件的两个外部结构元件(10,11)彼此粘合。

Description

用于接合复合板构件与另外的构件的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在第一构件的接合部位(Fuegestelle)处接合第一构件与第二构件的方法，其中，第一构件具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件、大致平面地构造的第二结构元件和至少局部地布置在这两个结构元件之间的具有塑料的中间层。
此外，本发明涉及一种结构元件复合体(Bauelementverbund)，其包括第一构件和在第一构件的接合部位处与第一构件相连接的第二构件。
此外，本发明涉及一种用于在第一构件处的接合部位的接合部位准备以在第一构件的接合部位处将第一构件与第二构件接合的装置。
背景技术
在汽车制造中已知轻型结构设计，例如基于铝材或复合板构件。尤其在车身制造中，用于碰撞相关构件的高强度钢与用于大面积构件的多层复合板的组合是尤其相对于使用铝材在经济上更有利的轻型结构设计。复合板通常由较薄的、例如0.2mm至0.3mm厚的由钢构成的盖板和例如由热塑性塑料构成的带有通常在0.2mm与1.5mm之间厚度的具有塑料的中间层构成。与其它已知的车身板相比，单位面积重量在此明显更小。这样的复合板构件的另一优点是其较高的抗弯强度。
布置在这两个较薄的由钢构成的盖板之间的中间层电绝缘且因此不适合用于电阻焊、电弧焊和束焊(Strahlschweissen)。为了在车身制造中使用这样的复合板构件，因此须进一步开发适合于大批量的接合技术。然而热接合工艺由于该中间层而不能工艺可靠地应用。由于较高的工艺温度，导致较强的泡沫和飞溅形成以及导致复合板构件的损坏。板式构件以及功能元件(例如连接元件，如螺柱和螺母)的材料配合的安装同样由于中间层而不可实现。在功能元件(例如连接元件)机械接合的情况下塑料中间层导致连接强度的降低。在接合过程中所产生的在复合板构件与功能元件之间的夹持力可在KTL工艺中在大约180°C的范围中的温度下通过在中间层的材料中的蠕变过程消除。
根据目前的现有技术因此优选地将板形的构件机械地与复合板构件接合。用于连接复合板构件与功能元件(例如连接件，如螺柱和螺母)的接合方法在现有技术中尚未知。
为了焊接多层复合板，由文件DE 101 11 567 A1已知制造部分地不带绝缘中间层的构件。在这些位置处可进行电阻点焊。
由文件DE 10 2011 054 362 A1已知一种用于制造带有金属边缘区域的复合板件的方法，其中，其具有两个由金属构成的外部盖板和至少一个布置在盖板之间的由塑料构成的层。
在文件WO 2013/020 636 A1中说明了一种用于接合板式结构元件与由热塑性塑料构成的中间层以准备接合部位的方法。在此提出将中间层局部地熔融和挤压且借助于焊接建立两个结构元件的材料配合的连接。为此，在挤压中间层之后在一区域中施加焊接电流，直至这两个结构元件中的至少一个加热直到超过其熔点且部分液化。由此可在这两个结构元件之间建立材料配合的连接。
发明内容
本发明的目的是将用于接合多层构件与另外的构件的方法(其中，多层构件的中间层由具有塑料的中间层构成)进一步改进成使得在多层构件处的接合部位准备可快速地且成本有利地来执行。
该目的通过一种用于在第一构件的接合部位处接合第一构件与第二构件的方法来实现。第一构件具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件和大致平面地构造的第二结构元件以及至少局部地布置在这两个结构元件之间的具有塑料的中间层。
根据本发明，第一构件因此多层地、优选地作为复合板构件来构造。平面地构造在本发明的意义中应理解成，在纵向和/或宽度方向上的伸展大于构件的厚度。例如，第一构件的两个结构元件是板式的、优选地具有钢的结构元件。具有塑料的中间层是电绝缘的且优选地是弹性的或热塑性的。特别优选地，具有塑料的中间层由聚乙烯或聚酰胺或由聚乙烯和聚酰胺的组合构成。
根据本发明的用于在第一构件的接合部位的区域中接合或连接这两个构件的方法设置根据权利要求1的步骤a)至d)。构件的连接在本发明的意义中应理解成构件的接合。
步骤a)至d)可依次以及还至少部分并行地或相叠地来实施。例如，步骤a)和b)可至少部分相叠地来执行。优选地，步骤a)至d)以上述顺序来执行。
在接合部位的区域中在这两个结构元件之间的接触应理解成，这两个结构元件在该区域中触碰，因为通过加热和施加压力到这两个结构元件上在该区域中中间层被挤压。通过在步骤c)中施加电压，因此在这两个结构元件之间产生电接触。因此优选地设置成，仅当在这两个结构元件之间建立了接触时，那么才实施至少步骤c)或者说那么才将电压施加到这两个结构元件处。
优选地，在步骤c)中将电压控制成使得在第一结构元件与第二结构元件之间的接触区域中的温度不上升超过规定的临界温度(Temperaturschwelle)。在此优选设置成，规定的临界温度小于第一结构元件的材料的熔点以及也小于第二结构元件的材料的熔点。
因此，这两个结构元件的材料不通过由于电流所产生的热量在接触区域中被液化。优选地，因此也未设置有这些材料的部分或局部液化。两个结构元件的材料在电流供给和由此所造成的加热下保持在固态中。由于由电流供给所造成的加热和施加压力到一个或两个结构元件上，使这两个结构元件在接触区域中彼此粘合。因此未设置有这两个结构元件的焊接(其中，在接触区域中的温度上升超过这两个结构元件的材料的熔点，以在结构元件与该区域之间建立材料配合的连接)
因为这两个结构元件在接触区域中通过电流供给仅被加热到使得这两个结构元件的材料不液化，可提供尽可能快速的且成本有利的连接和因此接合部位准备。由于比较低的温度，可显著提升接合部位准备的节拍时间。此外，显著减少被用于该方法的工具(例如特殊制造的或改造的焊钳的帽或电极帽)的磨损。
规定的临界温度优选小于1600°C、特别优选地小于1530°C以及极其特别优选地小于1500°C。
在步骤a)中加热一个或两个结构元件时，(多个)结构元件在表面处、也就是说在区域中(在该区域中调温的工具加热第一结构元件和/或第二结构元件)被加热到在200°C与600°C之间的温度上。
优选地，在步骤c)中一直施加电压，直到中间层由于由电流所引起的加热在邻接接合部位的第一区域中被热破坏。
中间层的在接合部位的区域中在这两个结构元件之间被挤压的材料因此在第一区域中、也就是说在围绕接合部位且在这两个结构元件之间布置的区域中被热破坏成使得中间层的材料在冷却之后在该第一区域中也不再能流动。因此，特性通过中间层材料的加热被改变成使得中间层的材料在该区域中不再具有可流动的特性。在此，电压在步骤c)中优选地被一直施加或这样调整，直到被挤压的材料在第一区域中至少局部地具有空腔。
电压例如可在规定的时间段结束之后被施加到这两个结构元件处。该时间段被定义成使得可充分可靠地由此出发，即，通过在步骤a)中的加热和在步骤b)中的压力施加在接合部位的区域中在这两个结构元件之间建立了接触。优选地设置成，在步骤b)中探测何时在接合部位的区域中在第一结构元件与第二结构元件之间建立了接触，以便在步骤c)中施加电压。因此，施加电压的时刻不或至少不仅仅取决于规定的时间段。特别优选地，通过该接触的探测所产生的信号被用于在步骤c)中施加电压或者说用于引入步骤c)。
在这两个结构元件之间的接触的探测优选地借助于测试电压来执行。为此施加测试电压到这两个结构元件处。借助于电阻测量和/或电流测量来探测何时在接合部位的区域中在这两个结构元件之间建立了接触。测试电压可经由在步骤a)和/或步骤b)中所使用的工具(例如冲头)来施加。
此外，在这两个结构元件之间的接触的探测可借助于行程测量来执行。例如可为此来测量用于在步骤b)中施加压力的至少一个工具的行程或路程。如果工具的行程或者说所经过的路程相应于在该区域中中间层的厚度，那么接触可被建立。在使用两个工具用于在步骤b)中施加压力的情况下，其中，使两个工具在相反方向上移动，如果两个工具的行程或所经过的路程总和相应于中间层的厚度，那么接触可被建立。
通过适应性地调节电流供给，可进一步使用于方法步骤c)的过程时间最小化。在此优选地设置成就在探测在这两个结构元件之间的接触之后引入电流。
由于在步骤a)中的加热，在第一过程步骤中使在这两个结构元件之间的中间层局部地塑化和熔融。中间层的加热例如可通过热流从对此适合的工具(例如冲头、冲压工具或焊接电极)穿过结构元件传递到中间层中。通过在步骤b)中施加力，中间层在该区域中被挤压。经由温度以及挤压力可影响用于加热中间层的持续时间。
在执行步骤a)至c)之后，持久地确保垂直穿过第一构件的层结构的导电能力，因为在接合部位的区域中中间层的材料被持久地挤压。这些方法步骤a)至c)因此被称为用于接合部位准备的方法步骤。步骤d)包括时间上后置的在多层的第一构件与另外的(即第二)构件之间的接合过程。
接合部位或者说该区域(在其中在这两个结构元件之间中间层被挤压)可根据调温的工具、例如冲头具有任意的几何形状。此外，该几何形状主要取决于第二构件(其应与多层的第一构件在步骤d)中相连接)如何构造。例如，接合部位可在步骤a)至c)中圆形地或辐状地(bahnfoermig)来构造。对于后置的电阻点焊过程或电弧-螺柱焊接过程，接合部位的直径优选地在2mm与20mm之间。对于功能元件(例如连接元件，如螺母或螺柱)的后置的电阻凸焊，接合部位的直径优选地可直至30mm。
优选地设置成，步骤a)至c)连续地沿着第一构件的规定的线或轨迹(Bahn)来执行，以便辐状地构造接合部位。在此，辐状的接合部位可具有在1mm与20mm之间的宽度。辐状的接合部位的长度可在3mm与第一构件的最大长度之间。辐状的接合部位也可沿着第一构件的多个侧棱、例如周缘闭合地且因此沿着四个侧棱来布置。因此，辐式的接合部位可沿着第一构件的一部分或还沿着第一构件的整个长度或宽度来布置。优选地将辐状的接合部位布置在第一构件的边缘区域中。为了在步骤a)至c)中连续地沿着第一构件的规定的线布置辐状的接合部位，优选地设置有一滚子状的以及特别优选地两个滚子状的工具。因此例如可借助于电阻滚缝焊(Widerstandsrollnahtschweissen)来布置辐状的接合部位。(多个)滚子状的工具可具有一个或多个加热元件，以便在步骤a)中执行到一个或两个结构元件上的热输入。此外，(多个)滚子状的工具可构造用于将压力施加到一个或两个结构元件上。还优选设置成，(多个)滚子状的工具构造用于施加电压。因此，利用一个或两个滚子状的工具可来执行用于接合部位的准备的所有步骤a)至c)。在此，使(多个)滚子状的工具优选地以规定的速度且/或逐步地或分批地沿着结构元件的一个或两个表面运动。
此外优选地设置成，在步骤b)中将压力这样施加到第一结构元件上，使得在第一结构元件的表面上在接合部位的区域中产生凹部。此外优选地设置成，将压力这样施加到第二结构元件上，使得在第二结构元件的表面上在接合部位的区域中保留有大致平整的或者说平坦的面。因此优选地设置成，用于在步骤b)施加压力的工具构造成使得仅在第一构件的一侧面上在中间层的材料挤压之后在该区域中产生凹部。因此优选地，第一构件的相对的表面保持平坦或者说平整。
用于在步骤b)中施加压力的工具(例如冲头)优选地也被用于第一和/或第二结构元件的加热。为此，以一温度加载工具。特别优选地，以不同的温度加载用于加热第一结构元件和第二结构元件的工具。例如，可以较低的温度来加载带有大致平坦地构造的按压面的工具而以较高的温度来加载带有弯曲的、例如凸状的按压面的工具。
优选地在步骤d)中在第一构件的接合部位的区域中通过焊接(例如通过电阻点焊、电弧-螺柱焊接或电阻凸焊)来连接第二构件。在此，第二构件可平面地、也就是说板形地来构造。此外优选地设置成，第二构件构造为功能元件、例如为用于与另外的构件或元件连接的连接件。例如，该连接件可以是螺母、凸焊螺母(Buckelmutter)或螺柱。可将另外的构件或元件装设、例如旋拧或夹持到这样的功能元件或连接件处。为了将另外的构件或元件旋拧到连接件处，连接件(例如螺母)可具有内螺纹或也可具有外螺纹。被装设到连接件处的另外的构件或元件例如可以是电线(例如接地线)或也可以是装衬件(例如内衬、配件等)。在车辆制造中，因此例如接地线可被避免或减少。通过将例如车辆前照灯的接地部与连接件(其按照根据本发明的方法与第一构件相连接且因此具有与第一构件的电气连接)连接，附加地可节省接地线。接地连接因此可经由第一构件或者说第一构件的表面来建立。
此外优选地设置成，在第一构件与第二构件在步骤d)中连接或接合之前在接合部位的区域中穿过第一构件钻有孔。因此，可准备在第一构件的接合部位的区域中与另外的构件的接下来的螺旋连接。备选地，可在接合部位的区域中穿过第一构件冲出孔。钻孔或冲孔过程可在一单独的工序中进行或被集成到用于步骤a)、b)和/或c)的工具中。
在接合部位的区域中穿过第一构件的孔中可布置有第二构件(例如连接元件)且与第一构件机械地连接。例如，连接元件可被插过第一构件中的孔且被夹持、粘合或还焊接。布置在孔中的且与第一构件相连接的连接元件优选地具有用于容纳螺旋连接的内螺纹。
根据本发明此外设置有一种结构元件复合体，其包括第一构件和在第一构件的接合部位处与第一构件相连接的第二构件。在此，第一构件具有至少大致平面地构造的第一结构元件、大致平面地构造的第二结构元件以及至少局部地布置在这两个结构元件之间的具有塑料的中间层。根据本发明的结构元件复合体按照根据权利要求1至9所述的方法来制造。
第二构件可如第一构件那样大面积地、例如板状地来构造。此外，第二构件同样可多层地、尤其作为复合板来构造。此外，第一和/或第二构件可构造为多板(Mehrblech)。例如可为此设置有由两个或更多个复合板构成的多板。
在第一构件与第二构件之间优选地至少局部地布置有粘合层。
优选地，第二构件构造为功能元件、例如为连接件(例如为螺母、凸焊螺母或螺柱)。在此，功能元件或者说连接元件可在接合部位的区域中安放到第一构件上且与第一构件相连接。备选地，第二构件可在接合部位的区域中插过布置在第一构件中的孔且与第一构件相连接。在此，连接件(例如螺母、凸焊螺母或螺柱)可借助于机械的或还有热的方法与第一构件相连接。例如，连接件可借助于电弧-螺柱焊接、电阻凸焊或类似的焊接方法与第一构件相连接。此外，连接元件与第一构件可通过夹持连接(尤其在连接件布置在孔中的情况下)在接合部位的区域中与第一构件相连接。
还优选地设置成，连接元件的最大宽度小于接合部位的最大宽度或直径。特别优选地，连接元件的最大宽度小于接合部位的最大宽度的一半或直径的一半。连接元件的最大宽度例如可以是连接元件的外径。
此外根据本发明设置有一种用于在第一构件处的接合部位的接合部位准备以在第一构件的接合部位处将第一构件与第二构件接合的装置。根据本发明，用于接合部位准备的该装置构造用于执行根据权利要求1至9所述的方法。
用于接合部位准备的装置优选地具有用于将压力施加到第一构件的第一结构元件上的第一按压器件以及用于将压力施加到第一构件的第二结构元件上的第二按压器件。在此优选地设置成，这两个按压器件中的一个具有大致平坦地构造的按压面。另一按压器件可具有任何合适的按压面。例如，另一按压器件可具有凸状地构造的按压面。由于按压器件的凸状地构造的按压面，在第一构件的表面上在步骤b)中施加压力时在该表面中产生凹部。由于另一按压器件具有大致平坦地构造的按压面，在步骤b)中施加压力之后第一构件的相对的外表面继续平坦地或者平整地来构造。
此外，一个或两个按压器件的按压面优选地可带状地来构造。按压器件可构造为冲具、例如为冲压冲头或构造为焊接装置的电极帽。此外，按压器件可滚子状地构造用于辐状的接合部位的构造。一个或两个按压器件可具有用于产生用于步骤a)的热量的加热元件。此外，一个或两个按压器件可具有探测器件，以便在步骤b)中施加压力期间探测在这两个构件之间的接触。特别优选地，至少一个加热元件在按压器件中构造成使得其具有在第一端部处的较高的导热能力以及在第二端部处的较差的导热能力。因此，在第一端部的区域中可特别有利地来执行到这两个结构元件的其中一个中的热引入。反之在第二端部的区域中不或者仅以非常小的量将热导引到该装置中。
附图说明
其中：
图1a显示了用于在多层的第一构件处的接合部位的准备的方法步骤a)至c)，
图1b显示了在接合部位的区域中的不同区，
图2a显示了用于第一构件在所准备的接合部位处与板式的第二构件连接的方法步骤d)，
图2b显示了用于第一构件在所准备的接合部位的区域中与构造为螺柱的第二构件连接的方法步骤d)，
图2c显示了用于第一构件在所准备的接合部位的区域中与构造成螺母的第二构件连接的方法步骤d)，
图2d显示了用于第一构件在所准备的接合部位的区域中与环状的且布置在穿过第一构件的孔中的第二构件连接的方法步骤d)，
图3a-3c显示了用于执行方法步骤a)至c)的按压器件的不同设计方案，以及
图4显示了一种用于接合部位准备的装置。
具体实施方式
图1a显示了用于准备在第一构件10处的接合部位15的方法步骤a)至c)。第一构件10多层地来构造且具有两个板式的结构元件12,13以及布置在这两个结构元件12,13之间的中间层14。中间层构造为具有塑料的层。为了连接第一构件10与第二构件11(在图1a中未示出)，接合方法须设置成使得在连接第一构件10与第二构件11之前准备接合部位15。在此重要的是，中间层14在接合部位15的区域中被挤压，从而在该区域中在这两个结构元件12,13之间产生接触。
用于在步骤b)中施加压力的按压器件26,27例如可以是焊接装置的电极帽。此外，对于各个方法步骤a)至c)可使用不同的工具。如在图1a中所示，在该示例中对于方法步骤a)至c)使用相同的工具、即按压器件26,27。为此，这两个按压器件26,27具有加热元件29以及用于联接电压17的端子。
在第一方法步骤中，将这两个预先加热的按压器件26,27安放到结构元件12,13的相应的表面上。经由加热元件29将按压器件26,27加温或加热到在200°C与500°C之间的温度上。
在第二步骤中利用这两个按压器件26,27将压力16施加到结构元件12,13上，直到中间层14在待准备的接合部位15的区域中在第一结构元件12与第二结构元件13之间被挤压且在这两个结构元件12,13之间建立了接触。
一旦在该区域中在这两个结构元件12,13之间建立了接触，将电压17施加到这两个按压器件26,27处。因此，导引电流垂直穿过这两个结构元件12,13。根据电流强度的大小，在这两个结构元件12,13之间的接触区域由于电阻加热而被加热。在此，将电压17控制成使得在这两个结构元件12,13之间的接触区域中的温度不超过规定的临界温度21。这两个结构元件12,13构造为金属板且具有大约1530°C的熔化温度。为了使这两个结构元件12,13在该区域中不焊接、而是仅彼此粘合，临界温度21处于这两个结构元件12,13的大约1530°C的熔化温度之下。因此在接触部位的区域中不通过电阻加热产生焊接核心(Schweisslinse)。
由于电阻加热造成在中间层14中的热流。被挤压的中间层14的材料由于该热流在被挤压的中间层14的第一区域18中、即在直接邻接到接合部位15处的区域中被热破坏成使得材料在该区域中丧失其流动性。还在冲压工具打开或压力16放松之后因此不造成在接合部位15的区域中中间层14的不期望的回流。
图1b示出接合部位15的区域。在此，在图1b中在上部示出在接合部位15周围被挤压的中间层14的不同区域18,19,20。在接合部位15的区域中，中间层14的材料完全被挤压。由于电阻加热和由此所引起的穿过被挤压的中间层14的材料的热流，该材料在第一区域18中被热破坏成使得其丧失其流动性。被挤压的中间层14的第二区域19联接到第一区域18处。在该区域中，中间层14的材料仅被热影响。在被挤压的中间层14的其余区域、第三区域20中以及在未被挤压的中间层14的区域中，中间层14的材料不被破坏或影响。
在图1b中所示的示例中为了接合部位准备使用这样的按压器件26,27，使得仅仅一个凹部25布置在第二结构元件13中。例如第二构件11可布置在该区域中且被与第一构件10相连接、例如焊接。在图1b中显示了与第一构件10相连接的作为第二构件11的螺柱23。因此，螺柱23布置在凹部25中。在第一构件10的相对的外表面上、即在第二结构元件13的表面的区域中，通过对此合适的按压器件26(未在图1b中示出)来保持第一构件10的平坦的外表面。
接合部位15的最大宽度42大于第二构件11(即螺柱23)的最大宽度43。
在图2a至2d中显示了用于在所准备的接合部位15的区域中连接第一构件10与第二构件11的方法步骤d)。在图2a中示出如何将平面地构造的以板的形式的第二构件11在接合部位15的区域中与第一构件10焊接。在此，在第一构件10与第二构件11之间的接触部位的区域中产生焊接核心30。在这两个平面地构造的构件10,11之间布置有粘合层31。粘合层31例如可履带状或带形地被施加到(多个)构件10,11的一个或两个表面上。
利用电弧-螺柱焊接，可将销状的部件(例如螺柱23)与平面地构造的第一构件10在所准备的接合部位15处接合或者说连接。电弧点火(Lichtbogenzuendung)的形式可通过顶峰点火(Spitzenzündung)或起升点火(Hubzündung)实现。作为能量源可使用焊接整流器或变流器、焊接变压器或电容器。焊接电流强度处于100A至10000A的范围中。焊接时间可为10ms至2000ms。销状的第二构件11(例如螺柱23)的材料可具有钢或铬镍钢。在此，第二构件11可具有金属光泽、镀锌或类似的防腐覆层。此外，根据应用情况第二构件11可具有上油部(Beoelung)或涂覆的油层。销状构造的第二构件11(例如螺柱23)通常具有在1mm与14mm之间的直径。该直径通常具有在3mm与8mm之间的范围。销状构造的第二构件11(例如螺柱23)的长度可在1mm与100mm之间。在此，销状构造的第二构件11(例如螺柱23)可局部地或在整个长度上具有外螺纹和/或内螺纹。
在图2b至2d中，第二构件11构造为功能元件、尤其为连接元件。在图2b中，第二构件11、即连接件构造为螺柱23。在所准备的接合部位15的区域中借助于电弧焊将螺柱23焊到第一构件10的表面上。在此，焊接过程可在保护气体环境32下通过围绕螺柱23设置陶瓷环33来执行。
图2c显示了第二构件11，其中，第二构件11构造为螺母22、即为凸焊螺母。在此，螺母22以布置在端侧的环绕的凸起22a在接合部位15的区域中被安放到第一构件10的表面上。凸起22a可构造为环形-或弓形凸起(Segmentbuckel)。借助于合适的焊接装置将螺母22在接合部位15的区域中焊接到第一构件10的表面上。为此，焊接电极35例如可具有定心销37。为了容纳定心销37，在接合部位15的区域中可设置有空隙。
在图2d中，第二构件11构造为环形的连接元件、例如环形的螺母22。与在图2a至2c中的布置相比，在图2d中不是借助于热接合方法而是借助于机械接合方法将第二构件11与第一构件10相连接。在此，在连接第一构件10与第二构件11之前在接合部位15的区域中布置有穿过第一构件10的孔24。孔24可通过钻孔或冲孔来布置。第二构件11被插入在接合部位15的区域中的孔24中且借助于合适的按压器件26,27与第一构件10夹紧。
在图3a至3c中显示了用于执行方法步骤a)至c)的按压器件26,27的不同形式。按压器件26,27尤其可具有不同的按压面28。在图3a中，两个按压器件26,27具有凸状构造的按压面28。由此，在准备接合部位15时将第一构件10的两个表面压入，从而产生凹部25。
在图3b中，按压器件26具有平坦的或者说平整的按压面28。由此实现，第一构件10的表面在准备接合部位15之后继续保持平坦的或者说平整的表面。备选地，也可两个按压器件26,27具有平坦的按压面28。由此可产生如在图2c中所示的接合部位。
在图3c中显示了滚子状的按压器件26,27。借助于这样的滚子状的按压器件26,27，可在第一构件10处来布置或者说准备辐式的接合部位15。
图4显示了用于准备接合部位的装置200。用于准备接合部位15的方法步骤a)至c)可利用装置200或者多个或不同的装置来执行。为此，装置200为了中间层14的加热和挤压而具有冲压工具、例如按压器件26,27。例如，为此焊接设备可在电极35,36中装备有加热元件29。通过此外设置的热电偶(Thermoelement)39，可在按压器件26,27处调节所期望的温度。调温的按压器件26,27可在常见的电阻焊接设备(例如C形钳、X形钳、机械钳、固定-和龙门设备)的所有结构形式中实现。在此可取消电极的水冷。因为尤其对于步骤c)在施加电压17以使这两个结构元件12,13彼此粘合时设置有较短的过程时间，可提高构造为电极帽的按压器件26,27的使用寿命。此外，装置200为了散热可具有冷却孔41。借助于调节器38可处理温度信号。独立于焊接参数、环境影响、节拍时间和运行状态，可通过控制压缩空气阀40和加热元件29来调整所期望的温度。
在装置200、例如电阻点焊钳的设计中，可通过针对性地应用铜合金和铬镍钢来影响在按压器件26,27与基体、例如钳基体之间的温度轮廓。通过由铜合金(例如CuCr1Zr或CuNiSiCr)构成的构件来促进从加热元件29至按压器件26,27(例如电极帽)的热流。可通过由相对较差地导热的铬镍钢构成的构件(例如电阻点焊钳的电极臂)来减少从加热元件29到装置200的基体中和到装置200的其它温度敏感的构件中的热流。此外，可考虑在该区域中使用陶瓷绝缘板，以便将尽可能少的热从按压器件26,27导引至装置200的基体。例如，可在按压器件26,27与装置200的基体之间布置有绝缘板。
装置200也可被用于方法步骤d)以在步骤a)至c)中所准备的接合部位15的区域中连接第一构件与第二构件。
附图标记清单
100 结构元件复合体
200 用于接合部位准备的装置
10 第一构件
11 第二构件
12 第一构件的第一结构元件
13 第一构件的第二结构元件
14 中间层
15 接合部位
16 压力
17 电压
18 被挤压的中间层的第一区域
19 被挤压的中间层的第二区域
20 被挤压的中间层的第三区域
21 临界温度
22 螺母
22a 凸起
23 螺柱
24 孔
25 凹部
26 第一按压器件
27 第二按压器件
28 按压面
29 加热元件
30 焊接核心
31 粘合层
32 保护气体
33 陶瓷环
34 电弧
35 第一焊接电极
36 第二焊接电极
37 定心销
38 调节器
39 热电偶
40 压缩空气阀
41 冷却孔
42 接合区域的最大宽度
43 第二构件的最大宽度。

Claims (12)

1. 一种用于在第一构件(10)的接合部位(15)处接合第一构件(10)与第二构件(11)的方法，其中，所述第一构件(10)具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件(12)、大致平面地构造的第二结构元件(13)和至少局部地布置在这两个结构元件(12,13)之间的具有塑料的中间层(14)，其特征在于以下步骤：
a) 在所述接合部位(15)的区域中加热所述第一结构元件(12)和/或所述第二结构元件(13)；以及
b) 在所述接合部位(15)的区域中施加压力(16)到所述第一结构元件(12)和/或所述第二结构元件(13)上，直到在所述接合部位(15)的区域中在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间的中间层(14)被挤压且在所述接合部位(15)的区域中在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间建立接触；以及
c) 在所述接合部位(15)的区域中施加电压(17)到所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件(13)处，直到所述第一结构元件(12)和所述第二结构元件在所述接合部位(15)的区域中彼此粘合；以及
d) 在所述接合部位(15)的区域中连接所述第一构件(10)与所述第二构件(11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c)期间在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间的接触区域中的温度不上升超过规定的临界温度(21)，其中，所述临界温度(21)小于所述第一结构元件(12)的材料的熔点且小于所述第二结构元件(13)的材料的熔点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，规定的所述临界温度(21)小于1600°C、优选地小于1530°C、特别优选地小于1500°C。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤c)中一直施加所述电压(17)，直到所述中间层(14)由于由电流所引起的加热在邻接到所述接合部位(15)处的第一区域(18)中被热破坏，这样使得所述中间层(14)在冷却之后在该第一区域(18)中也不再能流动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中探测何时在所述接合部位(15)的区域中在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间建立了接触，以便在步骤c)中施加所述电压(17)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，探测在所述第一结构元件(12)与所述第二结构元件(13)之间的接触借助于施加在这两个结构元件(12,13)处的测试电压和/或借助于行程测量来执行。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤a)至c)连续地沿着所述第一构件(10)的规定的线来执行，以便辐状地构造所述接合部位(15)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中将所述压力(16)这样施加到所述第一结构元件(12)上，使得在所述第一结构元件(12)的表面上在所述接合部位(15)的区域中产生凹部(25)，且将所述压力(16)这样施加到所述第二结构元件(13)上，使得在所述第二结构元件(13)的表面上在所述接合部位(15)的区域中保留有大致平整的面。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中在所述第一结构元件(10)的接合部位(15)的区域中通过焊接将所述第二构件(11)与所述第一构件(10)相连接。
10.一种结构元件复合体(100)，其包括第一构件(10)和在所述第一构件(10)的接合部位(15)处与所述第一构件(10)相连接的第二构件(11)，其中，所述第一构件(10)具有至少一个大致平面地构造的第一结构元件(12)、大致平面地构造的第二结构元件(13)和至少局部地布置在这两个结构元件(12,13)之间的具有塑料的中间层(14)，其特征在于，所述结构元件复合体(100)按照根据前述权利要求所述的方法来制造。
11.一种用于在第一构件(10)处的接合部位(15)的接合部位准备以按照根据权利要求1至9所述的方法在所述第一构件(10)的接合部位(15)处将所述第一构件(10)与第二构件(11)接合的装置(200)。
12.根据权利要求11所述的用于接合部位准备的装置(200)，其特征在于，用于接合部位准备的所述装置(200)具有用于将压力(16)施加到所述第一构件(10)的第一结构元件(12)上的第一按压器件(26)和用于将压力(16)施加到所述第一构件(10)的第二结构元件(13)上的第二按压器件(27)，其中，这两个按压器件(27)中的一个具有大致平坦地构造的按压面(28)。
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