CN110732769A - 涂覆工件的方法、工件、涂覆机以及摩擦焊接设备的用途 - Google Patents

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Abstract

示出了涂覆工件(5)的方法，其中将所施加的涂层材料(10)摩擦焊接到工件(5)上。根据本发明的工件包括使用该方法施加的涂层(20)、(21)。涂覆机(100)包括用于涂覆工件(5)的摩擦体(1)。此外，示出了用于涂覆工件(5)的摩擦焊接设备的用途。

Description

涂覆工件的方法、工件、涂覆机以及摩擦焊接设备的用途
技术领域
本发明涉及涂覆工件的方法、工件、涂覆机以及摩擦焊接设备的用途。
背景技术
为了将接触元件固定到工件上，例如使用超声波焊接方法进行附接是已知的。也可以通过焊接或锡焊进行连接。对于锡焊，在某些情况下，必须例如用化学品对工件表面进行预处理。这可能很费力。
发明内容
本发明的问题是提供一种用于涂覆工件的更简单的解决方案。
根据本发明，这通过摩擦焊接到工件上的所施加的涂层材料得以解决。
在根据本发明的工件的情况下，存在已经使用根据本发明的方法而被施加的涂层。
根据本发明的涂覆机的特征在于，存在用于涂覆工件的摩擦体。
本发明还设想用于涂覆工件的摩擦焊接设备的用途。
在根据本发明的解决方案的情况下，不必对表面进行预处理。将涂层材料以高压和摩擦按压到工件上。通过在该方法期间产生的摩擦，通过材料的混合和扩散将涂层材料连接到工件上。根据本发明的涂覆技术还可以特别用于小区域的选择性涂覆。
根据本发明的解决方案可以通过以下配置和进一步发展而得到进一步改进，这些配置和进一步发展本身是有利的并且可以根据需要彼此组合。
工件可以由铝构成，或者可以具有铝。例如，它可以由铝合金构成或者可以包括铝合金。工件可以进一步由镁构成或者可以包括镁，例如可以由镁合金构成或者可以包括镁合金。这种材料可以使容易构造成为可能。可替代地或另外，工件可包括钛或钛合金，例如如果重要的是材料是惰性的。
可焊材料可用作涂层材料。在这种配置中，可以在涂覆位置处制造焊接接头。
可焊材料可以具有比工件材料更高的熔点。例如，这可以是银、铜、镍、金、钯以及这些金属的合金。使用具有较低熔点的材料也是可能的，特别是锡、锌、锑、碲、铋、磷、镉、锗或这些金属与高熔点金属的合金。
涂层材料可以是接触材料，这使电可释放的接触成为可能。这些尤其是银、金、钯、镍、锡和锌以及这些与高熔点金属的合金。
可替代地或另外，涂层材料可以是可粘合材料，例如纯铝、金、镍和/或银。
特别地，摩擦热可以通过摩擦体的旋转产生。可替代地，可以使用振荡或线性运动。产生摩擦的运动尤其可以是旋转运动，以便保持较低的空间要求。
该方法可以类似于摩擦焊接方法和/或摩擦搅拌焊接方法。
在有利的配置中，涂层材料可以作为粉末施加。这可以使容易给量和施加成为可能。
在另一种有利的配置中，涂层材料可以作为片或薄片施加。例如，这种片或薄片可被预先制造，使得它们仅需要在涂覆步骤之前使用接合工具放置或进给。
可替代地或另外，涂层材料可以作为浆料施加。例如，可以给予大量这样的浆料，使得不同的量可以容易地应用于不同的应用。浆料可以是粘稠的和糊状的，从而可以进行简单的定位。它也可以更加流动，因此使例如通过流体管线的施加成为可能。
在一种配置中，其中可以进行简单的施加和良好的给量，涂层材料作为丝线施加。
涂覆机可具有用于涂层材料的进给装置。例如，进给装置可包括用于粉末或流体材料的给量装置。例如，进给装置可包括用于粉末或流体材料的管或通道。
进给装置可包括定位装置，利用该定位装置，涂层材料可定位在所需位置。
在特别有利的配置中，涂层材料可以通过摩擦体进给。这可以使特别简单的进给和紧凑的结构成为可能。
此外，摩擦体可以具有用于涂层材料的进给通道。
在工件的情况下，在一种有利的配置中，涂层可以摩擦焊接到工件的其余部分。
该方法可用于在不同位置特别是在工件上的相邻位置处产生不同的涂层。例如，在第一位置，可以产生适于接触的涂层。在可以特别包围第一区域的相邻区域中，例如可以施加防腐蚀涂层，或者防止机械损坏的涂层。
特别地，施加的涂层材料可以选择性地摩擦焊接到工件上，从而产生可焊区域。可焊区域可包含典型的锡焊金属，比如锡、锌、银、金或铅。可焊区域首先可以通过焊接生产接头，并且可以在两个待连接的元件之间产生相互作用。潜在的干扰层比如氧化物层可以在可焊区域的产生期间进行化学改变，例如可以减少或者机械地破碎或去除，以便可以实现良好的接触。
下面参考附图，基于有利的配置，通过示例更详细地解释本发明。在这种情况下描绘的有利的进一步发展和配置各自彼此独立并且可以根据需要彼此组合，这取决于在特定应用中这如何是必要的。
附图说明
在附图中：
图1示出了方法的第一实施例的示意图；
图2示出了具有两种不同涂层的工件的示意图；
图3示出了在正接触元件的附接期间具有涂层的工件的示意图；
图4示出了在与非正接触元件接触期间具有涂层的工件的示意图；
图5示出了方法的另一实施例的示意图；
图6示出了方法的另一实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出了用于涂覆工件5的方法的第一实施例。工件5可以是电气部件，例如接触元件或不同的导电元件。工件5还可以实现机械功能。工件尤其可以包括的材料比如镁、铝或钛或者具有这些元素中的至少一种的合金。
工件5旨在涂覆有涂层材料10，其例如在先前的步骤中已被施加。涂层材料10可包括比工件5更高或更低熔点的材料。例如，涂层材料可以包括金、银或钯。
在所示的示例中，涂层材料10配置为薄片或片11，其例如由较大的片冲压而成。在放置到工件5上之后，将涂覆机100的摩擦体1沿着按压方向52压到涂层材料10上。在这种情况下，摩擦体1围绕旋转轴线58沿旋转方向51旋转，因此，在摩擦体1的尖端4处和在涂层材料10中以及在摩擦体5的表面处产生热量。这导致涂层材料10和工件5之间的熔合。涂层材料10以摩擦焊接或摩擦搅拌焊接的方式焊接到工件5上，并在工件5上形成涂层20。
仅示意性地和部分地示出的涂覆机100可以具有用于摩擦体1的驱动装置、用于摩擦体1的按压装置、用于涂层材料10的定位装置、用于涂层材料10的进给机构以及其他元件。
在图2中，可以看到通过根据图1的方法制造的涂层20。它仅布置在工件5的表面5的部分区域上。在涂层20的紧邻区域中，存在另外的涂层21，其可以使用相同的方法制造。涂层21可以具有不同的性质并且可以包括不同的涂层材料10。例如，涂层20可以布置成良好接触并且可以形成可焊区域25。可焊区域25可以另外包含的材料比如锡、锌、银、金或铅，并且可确保在此位置能够制造焊接接头或其得到改善。涂层21可确保具有耐腐蚀性。
图3示出了如何借助于涂层20将接触元件40锡焊到工件5。在这种情况下，焊料30用于接合。涂层20使接触元件40的简单钎焊成为可能，而工件5不必用化学品预处理。
图4示出了工件5与接触元件45的可释放接触。接触元件45沿着接触方向55被带到涂层20上。这里，涂层20可以确保在接触元件45和工件5之间存在低的可再现的过渡电阻。
图5示出了方法的另一种配置。在这里所示的示例中，涂层材料10作为粉末12或浆料13进给。此外，在摩擦体1中存在进给通道2，该进给通道2通向摩擦体1的尖端4。涂层材料10可以从进给通道2露出并且可以通过摩擦体1焊接到工件5上。进给通道2尤其可以不对称地布置在摩擦体1中，从而进给通道2在旋转期间围绕旋转轴线旋转。以这种方式，进给的涂层材料10自动地进入具有挤压表面的挤压区域，因此可以被加热。因此，进给通道2尤其可以不与旋转轴线58同心。
所示的方法尤其包括这样的步骤，其中涂层材料10，与摩擦焊接或摩擦搅拌焊接中发生的情况类似，通过工具即摩擦体1的旋转被加热，并且熔合到工件5或者与工件5混合或扩散。
图6示出了这样的实施例，其中涂层材料10以丝线14的形状进给。此外，涂覆机100可以包括进给装置60，其将丝线14进给到所需的涂层位置。
附图标记列表
1 摩擦体
2 进给通道
4 尖端
5 工件
10 涂层材料
11 片
12 粉末
13 浆料
14 丝线
20 涂层
21 涂层
25 可焊区域
30 焊料
40 接触元件
45 接触元件
51 旋转方向
52 按压方向
55 接触方向
58 旋转轴线
100 涂覆机

Claims (14)

1.一种用于涂覆工件(5)的方法，其特征在于，将所施加的涂层材料(10)摩擦焊接到工件(5)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层材料(10)作为粉末(12)施加。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，所述涂层材料(10)作为薄片或片(11)施加。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述涂层材料(10)作为浆料(13)施加。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述涂层材料(10)作为丝线(14)施加。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述涂层材料(10)通过摩擦体(1)进给。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述工件(5)包括铝、镁、钛或这些材料的合金。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，将所施加的涂层材料(10)选择性地摩擦焊接到工件(5)上，从而产生可焊区域(25)。
9.一种工件(5)，其特征在于，存在已经使用根据权利要求1至8中任一项所述的方法而被施加的涂层(20、21)。
10.根据权利要求9所述的工件(5)，其中，所述涂层(20、21)摩擦焊接到工件(5)的其余部分。
11.一种涂覆机(100)，其特征在于，存在用于涂覆工件(5)的摩擦体(1)。
12.根据权利要求11所述的涂覆机(100)，其中，所述涂覆机(100)具有用于涂层材料(10)的进给装置(60)。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的涂覆机，其中，所述摩擦体(1)具有用于涂层材料(10)的进给通道(2)。
14.用于涂覆工件(5)的摩擦焊接设备的用途。
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