CN112839768A

CN112839768A - 可焊铝片材及相关方法和设备

Info

Publication number: CN112839768A
Application number: CN201980067839.8A
Authority: CN
Inventors: A·尤纳尔; J·M·埃普; D·J·斯皮内拉; R·J·基尔默; L·M·明
Original assignee: Aokoninke Technology Co ltd
Current assignee: Aokoninke Technology Co ltd; Howmet Aerospace Inc
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2021-05-25
Also published as: JP2022504941A; CA3114683A1; US20210308783A1; EP3870388A1; KR20210064275A; WO2020086245A1

Abstract

一种用于电阻点焊焊接铝合金的方法包括减小叠层的与阳极接触的外表面的电阻，同时例如通过喷砂处理阳极接触表面让搭接表面处于较高电阻下。可以使用例如具有难熔金属成分的高电阻电极。可以使用多于两个构件的叠层。片材材料可以被制备为具有较低电阻表面和较高电阻表面并与具有较高电阻表面的其他片材一起使用。叠层的阴极接触表面也可以具有减小的电阻。可以在组装车辆主体时使用这种方法和片材。

Description

可焊铝片材及相关方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求2018年10月22日提交的标题为“WELDABLE ALUMINUM SHEETAND ASSOCIATED METHODS AND APPARATUS”的共同拥有的、共同待决的美国临时专利申请序号62/748,730的权益，通过引用将其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及通过焊接来接合材料，并且更具体地，本发明涉及用于通过电阻焊接来接合铝合金材料的方法设备和材料。

背景技术

钢的电阻点焊(RSW)被用在许多工业应用中，例如，用在常常采用机器人焊接装备的汽车制造中。钢的RSW是一种快速且低成本的工艺，可灵活用于各式各样的金属规格，易于操作和自动化。与钢的RSW相比，类似规格的铝片材通常在较短的时间内需要较高的焊接电流。已尝试解决这个，诸如清洁、表面处理和以机器制造电极、在与叠层接触时使电极扭曲、清洁并用转化涂层涂布片材以及在电极与叠层之间使用牺牲性插入物。尽管如此，但是对当前电阻焊接钢片材的制造商来说，直接将铝替代到其接合单元中仍然存在挑战。用于经由RSW接合铝片材的替代方法和设备因此仍然是本领域中的关注点。

发明内容

所公开的主题涉及一种用于电阻焊接的方法，包括以下步骤：(A)提供至少部分地由铝组成的第一构件；(B)提供至少部分地由铝组成的第二构件，所述第一构件和所述第二构件中的每一个均具有带有第一电阻的第一外表面及带有第二电阻的第二外表面和具有第三电阻的内部；(C)减小所述第一构件的第一外表面的至少一部分的电阻以产生较低电阻表面，所述第一构件的第二外表面保持比所述较低电阻表面高的电阻并且是较高电阻表面；(D)将所述第一构件紧靠所述第二构件放置，同时所述较高电阻表面邻接所述第二构件的第一外表面或第二外表面，从而产生双厚度叠层；(E)提供具有阳极和阴极的电阻焊机；(F)将所述阳极紧靠所述较低电阻表面定位并将所述阴极紧靠所述叠层的第二构件定位；以及(G)使焊接电流通过所述叠层，从而在所述邻接表面处在所述第一构件与所述第二构件之间产生焊点。

在另一个实施方案中，所述减小步骤是通过喷砂处理所述第一外表面。

在另一个实施方案中，所述喷砂处理用氧化铝砂进行，从而产生介于30μin至300μin之间的表面粗糙度。

在另一个实施方案中，所述减小步骤是通过化学处理。

在另一个实施方案中，所述邻接表面是磨光表面。

在另一个实施方案中，所述第一构件和所述第二构件的第一外表面和第二外表面包括氧化物层，并且其中所述氧化物层在所述减小步骤期间在所述较低电阻表面上变薄。

在另一个实施方案中，所述第一构件和所述第二构件中的至少一个是片材。

在另一个实施方案中，所述第一构件和所述第二构件都是片材。

在另一个实施方案中，进一步包括在所述通过步骤之后对所述阳极进行修整的步骤，并且其中所述通过步骤在进行每个修整步骤之前进行200次以上。

在另一个实施方案中，进一步包括减小所述第二构件的第一外表面的电阻以产生第二较低电阻表面的步骤，所述阴极在所述定位步骤期间被紧靠所述第二较低电阻表面定位。

在另一个实施方案中，进一步包括以下步骤：提供至少部分地由铝组成的第三构件，其中所述第一构件和所述第二构件的叠层是双厚度叠层；以及将所述双厚度叠层抵靠所述第三构件放置，从而产生三厚度叠层，所述双厚度叠层与所述第三构件的邻接表面各自是搭接表面。

在另一个实施方案中，设置在所述第一构件或所述第二构件的第一表面和第二表面中的至少一个上的润滑剂在所述通过步骤期间保持在所述表面上。

在另一个实施方案中，所述第一构件或第二构件的第一表面和第二表面中的至少一个具有在所述通过步骤期间保持在所述表面上的转化涂层。

在另一个实施方案中，所述阳极和所述阴极至少部分地由难熔金属组成。

在另一个实施方案中，所述难熔金属是钨。

在另一个实施方案中，一种铝合金材料具有：带有第一电阻的第一外表面；带有第二电阻的第二外表面；和具有第三电阻的内部，所述第一外表面的电阻低于所述第二外表面的电阻。

在另一个实施方案中，所述第一外表面和所述第二外表面包括氧化物层。

在另一个实施方案中，所述第一外表面的氧化物层比所述第二表面的氧化物层薄。

在另一个实施方案中，所述第一构件的第一外表面的氧化物层的厚度在3nm至50nm的范围内。

在另一个实施方案中，所述第一构件的第一外表面的粗糙度在30μin至300μin的范围内。

在另一个实施方案中，所述第一构件的第一外表面的氧化物层至少部分地由无定形的Al₂O₃组成。

所述第一构件的第二外表面是磨光表面。

在另一个实施方案中，所述第一外表面和所述第二外表面中的至少一个在其上具有润滑剂。

在另一个实施方案中，一种复合物具有：至少部分地由铝组成的第一构件；至少部分地由铝组成的第二构件，所述第一构件和所述第二构件中的每一个均具有带有第一电阻的第一外表面及带有第二电阻的第二外表面和具有第三电阻的内部，所述第一构件的第一外表面的至少一部分的电阻低于所述第一构件的第二外表面的电阻，所述第二外表面是较高电阻表面；所述第一构件与所述第二构件并置，同时所述较高电阻表面邻接所述第二构件的第一外表面或第二外表面；以及焊点，所述焊点接合所述第一构件和所述第二构件的邻接表面。

在另一个实施方案中，所述焊点是电阻点焊焊点。

在另一个实施方案中，所述第一外表面的部分是喷砂处理的表面。

在另一个实施方案中，所述邻接表面是磨光表面。

在另一个实施方案中，所述第一外表面和所述第二外表面包括氧化物层，并且其中所述第一构件的第一外表面的氧化物层比其所述第二表面的氧化物层薄。

在另一个实施方案中，所述第一构件的第一外表面的部分的氧化物层的厚度在3nm至50nm的范围内。

在另一个实施方案中，所述第一构件的第一外表面的部分的粗糙度在30μin至300μin的范围内。

在另一个实施方案中，所述第一构件的第一外表面的部分的氧化物层至少部分地由无定形Al₂O₃组成。

在另一个实施方案中，所述第一构件的第二外表面是磨光表面。

在另一个实施方案中，所述复合物进一步包括至少部分地由铝组成的第三构件，所述第二构件抵靠所述第三构件并且具有将所述第二构件接合到所述第三构件的第二焊点。

在另一个实施方案中，所述复合物形成车辆主体的一部分。

附图说明

为了更完整地理解本公开，参考结合附图考虑的示例性实施方案的以下详细描述。

图1是铝合金的片材的图解视图；

图2是依照本公开的实施方案的电阻焊机的电极之间的两个铝合金片材的叠层的图解视图；

图3A至图3D是依照本公开的另一个实施方案的铝合金的表面在喷砂处理之后的四个形貌图像集；

图4是依照本公开的另一个实施方案的铝片材的五个不同表面的形貌的平均X轮廓的曲线图；

图5是依照本公开的另一个实施方案的铝片材的表面在喷砂处理之后的扫描电子显微镜(SEM)图像；

图6是依照本公开的实施方案的三个焊接片材组件的相片；

图7是依照本公开的实施方案的图6的两个焊接组件的放大相片集；

图8A是依照本公开的一系列焊接操作中使用的焊接电极的相片；

图8B至图8E是将依照本公开的焊接与传统方法进行比较的一系列焊接测试中使用的阴极焊接电极的四个相片集；

图9是依照传统RSW方法在300次连续焊接期间实现的焊接突缘直径的曲线图；

图10是依照本公开的实施方案的在300次连续焊缝期间实现的焊接突缘直径的曲线图；

图11是铝片材的依照本公开的实施方案的RSW、标准RSW和电阻钎焊的焊接时间和焊接电流的曲线图，将所得的焊点按焊接尺寸分类为不符合的或可接受的；

图12是铝片材的依照本公开的实施方案的RSW(使用涂布钨的电极)、标准RSW(具有第1或2类铜电极)和电阻钎焊的焊接力对焊接电流的曲线图，将所得的焊点按焊接尺寸分类为不符合的或可接受的；

图13是依照本公开的另一个实施方案的钨面电极的相片；

图14是图13的钨面电极在磨光片材的RSW之后的相片；

图15是双厚度片材的焊接叠层的四个图集，其中一个图为传统RSW叠层的并且三个图为依照本公开的实施方案的叠层的；

图16是双厚度片材的焊接叠层的四个图集，其中一个图为传统RSW叠层的并且三个图为依照本公开的实施方案的叠层的，电极为难熔材料(插入物或电镀的)和标准铜电极的组合；以及

图17是依照本公开的实施方案的三厚度片材的焊接叠层的图。

具体实施方式

附图构成本说明书的一部分并且包括本公开的说明性实施方案，并且说明了其各种目的和特征。另外，各图中所示的任何测量结果、规格等旨在为说明性的，而不是限制性的。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

在已经公开的那些益处和改进当中，根据结合附图进行的以下描述，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。在本文中公开了本发明的详细实施方案；然而，应当理解，所公开的实施方案仅仅说明可以以各种形式体现的本发明。另外，连同本发明的各种实施方案一起给出的实例中的每一个均旨在为说明性的，而不是限制性的。

在通篇说明书和权利要求书中，除非上下文另有明确规定，否则以下术语采取本文明确相关的含义。如本文所用，短语“在一个实施方案中”和“在一些实施方案中”不一定指相同实施方案(虽然它们可以是)。此外，如本文所用，短语“在另一个实施方案中”和“在一些其他实施方案中”不一定指不同实施方案(虽然它们可以是)。因此，如下文所述，可以容易地将本发明的各种实施方案组合，而不偏离本发明的范围或精神。

另外，除非上下文另外清楚地规定，否则如本文所用，术语“或”是一种包括性的“或”运算符，并且相当于术语“和/或”。除非上下文另外清楚地规定，否则术语“基于”不具有排他性并且允许基于未描述的附加因素。另外，在整个说明书中，“一个”、“一种”和“该”的含义包括复数引用。“在...中”的含义包括“在...中”和“在...上”。

本公开的一个方面是认识使通过RSW接合铝及其合金的工艺变得与经由RSW接合钢不同的若干因素。(在本公开中，“铝”应包括纯铝及其合金。)差异包括：i)经由RSW接合铝材料例如铝片材需要较高的焊接电流，例如为类似规格的钢所需要的焊接电流的2-3倍；并且ii)铝在固化期间显示出较高的收缩并且在焊接期间显示出较高的热膨胀系数。以上因素需要使焊接参数保持在窄范围内以避免焊接缺陷，或替代地，将较高的力和电流用于较宽的工艺窗口。为了减轻这些效应，需要对电极进行频繁的修整，并且优选大面电极以减轻电极粘附。较高的电流需要行业用在较高的频率(高于800Hz而不是50至60Hz)下操作的直流(DC)电源来焊接，以便减小变压器尺寸和公共事业线路汲取。即使利用这些措施，阳极(DC焊接工艺中的正电极)也开始拾取铝，即，来自铝片材的铝粘着到电极，从而对一些合金族来说在少至10次焊接中腐蚀电极和片材，但是通常在二十五至五十次焊接之后。阳极的腐蚀然后导致阴极的腐蚀，从而需要对电极进行重修表面以确保均匀压力和电流分布。珀尔帖效应进一步加速阳极腐蚀，这导致与铜和铝之间的塞贝克系数差成比例的附加热产生。随着电流在阳极与铝片材之间流动，在阳极片材界面处局部地产生这种附加热，从而导致接近界面的铝片材的局部熔化。通过比较，相同电极在被用在焊接钢片材中的情况下可持续更久。行业通过采用常规的电极修整和/或电流步进来解决电极磨损。通常在大约200至300次焊接之后做电极修整或重修表面以进行钢片材的RSW。类似规格的铝片材所需要的电极修整之间的焊点次数通常

等

于钢的焊点次数。采用在许多焊接已完成之后递增地提升电流来补偿电极磨损的电流步进对铝来说无效，因为与钢相比电流通常高得多且难以增加。

在铝的RSW中，大电流通过要焊接的片材以产生焦耳加热。本公开的一个方面是认识到在搭接界面(被焊接材料例如铝的片材之间的接触区域)处的加热应该比在叠层的其他区域中大，使得搭接界面处的金属在其他区域之前熔化，与相邻片材的金属合并，并且在与电极中的任何一个接触的表面融化之前再固化为焊点。这可以通过选择性地控制要焊接的铝材料的不同表面的氧化物层的厚度、从而控制叠层的不同区域中的电阻和焦耳加热来完成。这不同于用磨光焊接片材，即，使氧化物层具有通过轧制机中的轧制工艺确定的厚度，或者不加区别地以化学方法清洁整个铝片材或对整个铝片材施加转化涂层以与磨光相比均匀地减少氧化物。虽然化学清洁可以改善一些磨光流路径之上的焊接一致性，但是它需要将焊接电流增加10％至25％，从而与钢片材RSW相比，进一步扩大焊接装备要求方面的差异。

本公开的一个方面是认识到在被电极接触的要焊接的铝材料的表面上存在高电阻的氧化物层可在电极/片材界面处引起高的局部温度，这导致电极的粘附和劣化。进一步地，焊接电流优先地在局部凹凸已变形的地方流动，从而毁坏氧化物层。在电极接触与片材表面形貌的组合未均匀地穿透氧化物的更严重的情况下，电极材料与铝之间的这种局部反应可引起电极的生长或磨损，从而限制其可用寿命。依照本公开的实施方案，可通过处理要在电极和片材的界面处焊接的片材的表面以控制通过片材表面的电阻从而减少电极界面处的热产生来减轻这种状况。可以以化学方法、通过暴露于等离子体、激光或喷水、或以机械方式(钢丝刷、苏格兰硬石等)、通过暴露于喷砂介质(氧化铝、铁、玻璃珠、干冰等)来对与电极接触的片材的表面进行处理。

依照本公开的另一个实施方案，提升铝片材的RSW的鲁棒且简单的表面处理是通过喷砂处理被焊接电极中的一个或两个接触的片材的表面，同时让叠层中的片材的搭接表面留在未处理(磨光)状况下。可对与被电极接触的搭接表面侧相反的整个侧或局部地对在通过RSW焊接片材时将被电极接触的片材表面的区域应用喷砂处理。

依照另一个实施方案，可使用包含物理元素或被镀有难熔或镍基材料的专用电极来进行铝到铝的RSW。当使用这种类型的电极时，可对磨光铝片材、用化学方法清洁的片材、已被涂布有转化涂层的片材或已通过在片材的一个或两个表面上喷砂例如喷砂处理来减少其氧化物层的片材进行焊接。在一个实施方案中，专用电极与叠层的片材的至少一个电极接触表面上的氧化物层的差异减少相结合地使用，从而给该片材的搭接表面留下较厚的氧化物层，例如，如通过磨光所提供的。

依照本公开的另一个实施方案，仅通过减少氧化物层来处理仅一个电极接触表面，例如，叠层的阳极接触表面被喷砂处理，从而让叠层中的所有其他片材的氧化物层不受干扰或具有较大的厚度，甚至让该表面与阴极接触。在另一个实施方案中，叠层的与阳极和阴极电极接触的所有表面都被处理，例如，喷砂处理，以减小其厚度。

在本公开的一个实施方案中，在叠层中存在两个片材，使得所得的焊点可以被称为双厚度或2T接头。在另一个实施方案中，可以在叠层中存在不止两个片材，从而产生较大数量的厚度的焊点，例如，三厚度(3T)接头或更大接头。在一个实施方案中，外电极接触表面被处理以减小氧化物厚度，使得它们具有比搭接表面低的接触电阻，从而促进铝片材的焊接接头，例如，2T或3T接头或更大接头。在一个实施方案中，仅叠层中的一个片材的阳极电极接触侧被处理以减小氧化物层的厚度。

在一个实施方案中，依照本公开的叠层，例如具有带有减小厚度的氧化物层且带有氧化物层较厚的搭接表面的一个或两个电极接触表面的叠层与在形成/成形操作期间使用的传统润滑剂相容。通常，诸如片材铝的片材材料设有表面润滑剂，该表面润滑剂促进通过形成模具而将片材形成为各种形状。例如，诸如主体面板的汽车零件用专门地配制的润滑剂形成，以确保可在使工具(模具)磨损最小化的同时获得零件形状。然后可以在不清洁的情况下焊接多个形成的零件并且润滑剂可影响焊点的一致性和质量。本公开的一个方面是认识到搭接表面处的润滑剂不会像被暴露于电极的润滑剂那样多影响焊接质量。在叠层的电极接触表面处，表面润滑剂通常加速电极腐蚀和磨损并且导致焊接不一致、气孔、破裂、电极粘附、排出和小焊接尺寸。例如通过依照本公开的喷砂处理使氧化物层的厚度减小的电极接触表面减少在电极界面处产生的热量，从而补偿润滑剂的有害影响。

图1示出了分别在上表面18和下表面20上具有中央合金部分12及氧化铝(Al₂O₃)的层14、16的铝合金片材10。Al氧化物表面可以是Al氧化物、低价氧化物、氢氧化物和Mg氧化物的混合物。在汽车生产中，通常在焊接工艺期间在层14、16上还存在各种形成润滑剂和毛坯清洗涂层。铝合金可以是1XXX、2XXX、3XXX、4XXX、5XXX、6XXX或7XXX系列的铝锻造合金中的任何一种，包括片材和挤出件两者。附加地，铝合金可以是包括但不限于沙和模具铸件的铸造合金。

图2是依照本公开的实施方案的电阻焊机140的阳极130和阴极132电极之间的两个铝合金片材110A、110B的叠层105的图解视图。片材110A、110B的氧化物层114A、114B分别已在厚度上减小了，然而氧化物层116A、116B的厚度已与如由制造商例如从轧制机(未示出)所生产的厚度相同。层114A、112A、116A、116B、112B和114B中的每一个均具有与从阳极130流向阴极130、132的电流I关联的电阻114AR、112AR、116AR、116BR、112BR和114BR，加起来为通过叠层105的总电阻RT。电阻114AR、112AR、116AR、116BR、112BR和114BR被图解地示出且未按比例绘制，同时为了图示的容易，电阻114AR和114BR分别被示出为与所对应的氧化物层114A、114B相邻。在表面(未示出)上存在润滑剂和其他材料也将有助于总电阻RT。

从轧制机获得的类型5xxx和6xxx的铝合金片材上的氧化物层14和16(图1)的厚度将在5nm至几百nm的范围内。取决于先前提及的材料的氧化物厚度，在表示焊接的力下针对1.5mm 5xxx-O片材上的2T叠层在电极之间测量的电阻可以具有超过1500微欧姆的统计最大值(平均值+3*标准偏差)。在依照本公开减小氧化物层14的厚度之后，例如，如由图2的层114A、114B所示，所得的厚度将在5nm至50nm的范围内。通过层114A、112A、116A、116B、112B和114B中的每一个的电阻取决于电通路的组成(具有固有电阻率)和尺寸，即，横截面面积和厚度。因为氧化铝的电阻率非常高，所以氧化物层114A和114B的厚度的大大减小将大大地减小在电极结处焊接电流的电阻加热。1.5mm 5xxx-O的2T片材叠层在表面114A和114B的机械磨损情况下的统计最大电阻是约500微欧姆。相比之下材料的脱氧(所有片材表面都已减少氧化物)可将统计最大值减小至500微欧姆以下，这需要较高的焊接电流，因为焊接界面处的电阻较低。

因为氧化物层116A、116B具有比氧化物层114A、114B大的厚度，所以与氧化物层116A、116B相关联的电阻较大，并且由流过氧化物层116A、116B的电流I所产生的热量与当电流I流过氧化物层114A、114B时产生的热量相比相应地较大。电阻和加热方面的上述差异允许给定电流I在中央合金部分112A、112B接近氧化物层114A、114B并且阳极130和阴极132熔化之前启动接近氧化物层116A、116B之间的搭接界面FI的中央合金部分112A、112B的熔化和焊接。

在氧化物层例如114A的厚度的小尺度下，可能期望将在给定表面区域例如被焊接电极接触的表面区域之上发生其厚度的变化。在微观水平下，中央合金部分12和氧化铝的层14、16将不是几何上平坦的，而是将在尺寸上变化。例如，可期望中央合金部分12的上表面18(图1)具有在中央合金部分12的平均高度或厚度上方和下方延伸的高点(凹凸)和低点(凹坑)。结果，当将电极例如130压靠氧化物表面114(图2)时，一个人可能期望中央合金部分112A的高度变化将产生跨具有阳极电极130的接触区域的电导率变化，使得将经历高电导率和低电导率的局部区域。如以上所指出的，其他氧化物、元素和化合物可以存在于氧化物层例如114A中和/或在界面130I处。因此，氧化物厚度减小的表面例如114A、114B能被更一般地描述为在处理例如喷砂处理之后与未处理表面如116A、116B比具有较低的电阻(“低电阻”)，这些未处理表面保持较高的电阻(“高电阻”)。氧化物层例如114A、114B或116A、116B的总接触电阻是片材形貌、氧化物化学性质和氧化物厚度的函数。因此可以许多不同的方式实现低电阻(“低电阻”)界面。例如，在粗糙形貌之上的较厚氧化物层可以产生与在较光滑形貌上的较薄氧化物层相同的接触电阻。依照本公开的一个实施方案，一种系统，包括在电极与片材界面处提供均匀、一致且较低的电阻然而在搭接表面处的电阻较高的形貌、氧化物厚度和化学性质的组合，提升搭接界面处的加热和焊接并且减少电极接触界面例如130I处的熔化、粘附和电极降级。

图3示出了用氧化铝砂喷砂的6022-T4铝合金片材的表面的四个形貌图像218A、218B、218C、218D。为了产生218A中所示的表面，在距表面5-6英寸且垂直于其的距离处由以40psi空气压力操作的Trinco Model 36/BP介质喷砂机对表面喷砂54号砂，从而具有约1又1/4英寸²的覆盖范围。在3分钟的总停留时间内执行七遍，从而产生粗糙度为Sa 210μin的表面。为了产生218B中所示的表面，以60psi空气压力但是在其他参数与之前相同情况下对表面喷砂54号砂，从而产生粗糙度为Sa 240μin的表面。为了产生218C中所示的表面，在其他参数与之前相同情况下以40psi空气压力对表面喷砂120号砂，从而产生粗糙度为Sa 90μin的表面。为了产生218D中所示的表面，在其他参数与之前相同情况下以60psi空气压力对表面喷砂120号砂，从而产生粗糙度为Sa113μin的表面。

图4示出了6022-T4铝片材的五个不同表面的形貌的平均X轮廓线图318E、318F、318G、318H和318I。X轮廓是从使用非接触光学表面轮廓仪(例如，ZeScope)获得的3-D形貌图像获得的。轮廓线318I是从以60psi通过120级氧化铝砂喷砂的表面生成的并且演示了凹凸A与低点L之间的15μm的高度差异。在一个实施方案中，经喷砂处理的片材的表面粗糙度从～30μin至300μin。

图5示出了6022-T4铝片材的表面418I在以60psi用120氧化铝砂进行喷砂处理之后的SEM图像。这与如由图4的线318I和图3的218D所示的表面相同。陡凹凸A当被电极130接触时像图2的114A那样穿透氧化物层，从而创建多个电流路径以得到均匀电流分布。如图3和图4中所示，表面由多个陡凹凸A表征。依照本公开，喷砂处理从表面去除初始厚氧化物层，例如16(图1)。通过喷砂处理去除的厚氧化物层(6-10nm的典型厚度)例如14由于暴露于空气而立即被新的较薄的(标称3–4nm)氧化物层例如在室温下形成在中央合金部分112A上的114A替换。新的氧化物层114A由无定形的Al₂O₃构成，并且比初始氧化物层14薄得多，与初始磨光氧化物层14、16相比具有较低的电阻。初始氧化物层14、16是在片材10在通过例如热轧制、冷轧制、热处理等制备过期间经受的各种处理步骤期间形成的，从而产生其大大的厚度。依照本公开的喷砂处理的其他后果是第二相微粒如Al12(Fe、Mn)2Si、Al3(Fe、Mn)、Mg2Si、Al3Mg2和变体中的一些在喷砂工艺期间被去除，这减小表面的化学非均匀性。另外，喷砂处理在经喷砂处理的表面中引发压缩残余应力，其随着基材金属的塑性屈服以较低施加的焊接力开始并以全力接近较高的完成水平而改善电极/片材接触。

实验结果

在6022-T4铝片材的125x450 mm x 0.9mm厚度面板上进行可焊性测试。基线状况是磨光并且不施加附加表面处理或转化涂层。如上所述，经改善的状况是在一侧以60psi用120氧化铝砂进行喷砂处理。MP404润滑剂被以100mg/平方米的覆盖率施加到所有表面以表示典型的行业状况，例如在汽车主体和面板的制作中。每种状况被测试，使得面板被焊接到本身并在不改变焊接参数的情况下连续地运行总共300次焊接。然后将面板组装成叠层，例如图2的叠层105，同时具有不受干扰的氧化物层例如像图2的层116A、116B的磨光表面被一起定位在搭接界面FI处，并且可归因于喷砂处理的薄氧化物层114A、114B被定位为分别与焊接机140的阳极130和阴极132相邻。焊接机140是在喉部深度为约500mm的压迫式伺服枪上采用如通常称为MFDC的中频DC的类型。焊接参数如下：焊接力为400daN、5kA持续33ms的预热步骤、紧接着是26kA的67ms焊接脉冲。所有焊接都是通过直径为16mm且面半径为50mm的RWMA第2类铜公型电极完成的。在每个125x450mm面板上，以每分钟大约10个焊点的速率执行100次连续焊接。沿着5行执行每个面板上的焊点，每行有20个焊点。在进行焊接之后，面板被轧制剥离和检查，使得所有100个焊点都被破坏性地测试并且凸缘拉出直径被测量。焊接突缘拉出小于3.5√GMT，其中GMT表示支配金属规格被认为是不符合的或尺寸不足的。即使融合界面断裂高于3.5√GMT，当被剥离时未拉出突缘即没有界面断裂的焊点也被认为是不符合的焊点。

图6示出了使用在前面的段落中针对喷砂处理状况描述的材料和程序制成的三个焊接组件505WA、505WB、505WC。顶部片材510A通过焊点550接合到底部片材510B(仅沿着下边缘可见)。使用以上参数做出了总共三百个顺序的焊点550(每个组件505WA、505WB、505WC为一百个焊点550)。所有焊点质量良好且未观察到电极130、132(图2)粘附到片材510A、510B或铝堆积在电极上。

图7示出了分别图6的组件505WA和5025WC的两个部分的放大片段7S1、7S2。焊接从焊点550S开始并按照顺序行和列交叉向上继续进行，直到在组件505WA中做出了一百个焊点为止。对组件505WB和505WC着手了相同的焊接方法，以组件505WC上的最后焊点550L结束。如可从视觉检查中领会的，第一焊点550S和最后焊点550L具有相同的尺寸和外观。第一焊点550S和最后焊点550L也证明了关于焊接强度和完整性具有相同的质量。这表明来自电极与片材界面之间的低电阻的电极腐蚀的缺少使得能在大量焊接操作之上实现极好的焊接质量和一致性。

图8A示出了安装于在形成组件505A、505B和505C时即在完成三百个焊点550之后使用的检查托盘634上的阳极630和阴极632电极。电极630、632被检查并发现没有示出磨损或堆积，表明依照本公开的铝片材的RSW焊接能在需要对电极进行修整之前继续形成更多的焊点。在两个焊接片材10的两面上具有厚氧化物层14、16的磨光表面的可比较焊接示出在约五十次焊接之后的电极降级和在三百次焊接之后的过度腐蚀。进一步地，在磨光状况下在片材的整个三百次焊接中观察到电极粘附。

图8B分别示出了阴极焊接电极732AI、732AF、732BI、732BF、732CI、732CF、732DI、732DF的四个比较相片集732A、732B、732C、732D。阴极被示出为在被用于一系列焊接测试中之前处于初始状况732AI、732BI、732CI、732DI，而在做出300次焊接之后处于最终状况732AF、732BF、732CF、732DF。如相片732A中所示，在使用传统方法来在磨光5182铝合金上做出300次电阻点焊之后，阴极电极732AF的状况显著地降级。相比之下，相片732B示出阴极732BF在通过使用氧化物层例如与阳极130(图1)接触的114A的喷砂处理来通过依照本公开的RSW焊接在5182铝中做出300次电阻点焊之后未严重地降级。相同的结果在相片732C和732D中是明显的，其中与在相同类型的材料中但是使用依照本公开的教导喷砂处理的片材来进行相同数量的焊接之后的阴极732DF相比，阴极732CF的状况在6022磨光铝合金中进行300次电阻点焊之后严重地降级。

图9示出了在片材的所有表面都处于磨光状况情况下在0.9mm厚的6022-T4铝合金的两个片材的300次RSW焊接过程中的焊接突缘尺寸(直径)的曲线图860。在大约200次焊接之后，突缘直径下降至临界值以下并且将被认为是不稳定的。下表1示出了来自图9中所示的焊接测试的实际焊接数据。数据被归一化以呈现焊接突缘直径，使得在对0.9mm 6022-T4进行300次连续焊接内测量焊接突缘直径，所有表面磨光。在表1中，透明单元格表示3个焊接面板上不符合的焊点(突缘直径小于3.5√GMT)位置。图9示出了磨光铝在约200次焊接之后显示出差异。当考虑到安全余量和生产变化时，将需要约50次焊接的修整间隔。

表1

图10示出了两个0.9mm厚的6022-T4铝合金的RSW焊接的焊接突缘尺寸的曲线图960，其中电极侧表面被喷砂处理并且搭接侧表面处于磨光状况。图10中图示的结果揭示了焊接在300次焊接中以稳定性能继续进行并且将期望在会观察到差异之前获得甚至较高的成功性能水平。针对钢RSW的典型行业实践涉及在约250次焊接时进行电极修整，使得图10中图示的结果与钢RSW修整循环有利地进行比较。下表2示出了来自图10中所示的焊接测试的实际焊接数据。

表2

表2中的数据被归一化以呈现焊接突缘直径并且图示了使用依照本公开经喷砂处理的片材工艺获得的焊接一致性。具体地，表2示出了在0.9mm 6022-T4上进行300次连续焊接测量的焊接突缘直径(电极侧喷砂处理纹理化，搭接侧磨光)。在表2中，透明单元格表示三个焊接面板上不符合的焊点(突缘直径小于3.5√GMT)位置。与图9和表1中所示的与处于磨光状况的焊接铝片材有关的结果不同，不存在缺少焊接突缘的冷焊点。图9和图10中图示的两种焊接状况之间的唯一差异是在图10中焊接的片材的电极侧表面被喷砂处理，图9和图10两者中的搭接表面被磨光。依照本公开，控制电极的磨损以及特别是阳极的磨损和腐蚀显著地改善针对铝的电阻焊接工艺的长期一致性。

在本公开的另一个实施方案中，通过喷砂处理即在界面130I处去除仅与阳极130接触的片材10上的厚氧化物层14，从而让存在于片材10上的厚氧化物层14与阴极132接触，即，在界面132I处。本公开的一个方面是认识到劣化在叠层105与阳极130之间的界面130I处较早地衰落并较快地增长。结果，仅在与阳极130接触的侧即在界面130I处具有减小的氧化物厚度的叠层105将显示改善的即较低的修整频率。

在电极界面130I处使用电阻减小的电极接触片材表面还影响可以有结果地使用的电极类型和/或材料的范围。铜基电极显示出接近80％IACS的高强度和电导率。典型的铜电极包括RWMA第1类(CuZr或铜协会牌号C15000)、第2类(CuCr或C18200和CuCrZr C18150)和分散强化铜(DSC或C15760)。第1类电极被特意地选择为具有优越的电导率和热导率以使在接触界面处产生的热保持低，从而防止损坏和粘附。铝磨光表面通常需要非常高电导率的铜(即第1类)以使粘附保持最小，然而钢的RSW可使用第2类电极。与钢片材的RSW相比，铝的RSW需要来自较高的电流的附加焦耳加热，因为第1类电极不提供和第2类电极一样多的二次热。

依照本公开的另一个实施方案，包括但不限于诸如钨(100W或C74300)、通常称为elkonite(1W3/5W3或C74450、10W3或C74400、30W3或C74350)的钨-铜共混物和钼(C42300)的材料的难熔金属电极可以比传统第1类和第2类铜级显著低的电流在铝中产生焊点。难熔金属电极的电导率小于60％IACS并且常常范围在30％至50％的范围内。

图11和图12分别示出了曲线图1060(考虑焊接电流和焊接时间的影响)和1160(考虑焊接电流和焊接力的影响)，并且表征在1.1mm6022-T4片材上用第2类电极(记为标准RSW)和纯钨(记为100W)电极两者产生的焊点。曲线图1060和1160示出了使用磨光片材的焊接结果，其中蓝色点指示小于3sqrt(t)，橙色-小于3至4sqrt(t)，黄色-4至5sqrt(t)，绿色-5至6sqrt(t)。如两个图中所示，可在使用类似的焊接时间和力的同时比传统第2类电极低20％至30％的电流用钨电极产生焊点。此工艺与以比电阻焊接工艺低得多的力但用比电阻焊接工艺高的焊接时间操作的电阻钎焊不同。对于每个单独的焊接参数集，产生了若干焊点，测试了剥离并测量了所得的焊点。范围从12kA至22kA的电流产生了可接受的焊接突缘尺寸。与用于传统第2类焊接电极的24至32kA相比，这在电流上大大减小。尺寸适合焊接钢的装备通常具有20kA左右的焊接电流极限。因此，难熔金属电极为最终用户提供在不改变当前焊接钢的现有装备的情况下经由RSW接合铝片材的能力。除了钨之外，还可以成对地或在一个电极由一种材料制成而另一个电极由此组的不同材料制成情况下类似地利用具有钼或镍组分的电极。这提供了来自焊接装备(变压器、枪、控件)、机器人(较轻的有效载荷能力、较快的机器人速度)、变电站容量(不需要加大尺寸)和灵活性(用现有系统处理多种材料)的资本成本节省。

虽然基于难熔金属的电极在降低所需焊接电流方面提供优点，但是它们未显示出传统铜电极材料的稳定长期性能。在产生图11和图12的焊接结果时，在每种焊接参数设定(～每3至5次焊接)之后用200砂金刚纸清洁钨电极。当连续地做出不止10次焊接时，在阳极上观察到显著的铝堆积。

图13示出了既为了焊接工艺参数测试又为了测试电极寿命而采用的钨电极1230(阳极)和1232(阴极)。6mm钨圆片1230T、1232T被钎焊到标准CuCr电极1230S、1232S以分别形成复合阳极1230和阴极1232，在下文中更简称为“钨电极”。钨电极1230、1232被用在上述相同焊接装备即500mm压焊枪、16mm电极直径、50mm面半径等上，但是使用比传统第2类铜电极低的电流，例如，对于钨电极在67ms时为20kA，而对于铜电极在67ms时为28kA。这种设置用于焊接各自厚度为1.1mm的两个磨光6022-T4铝合金片材。在大约10次焊接内，观察到明显的阳极粘附并且从电极拉出大量材料。

图14示出了在前面的段落中描述的状况下进行100次连续焊接之后的钨电极，即阳极1330和阴极1332，例如图13中所示的那些。虽然阴极1332具有很少的堆积，但是阳极1330拾取了大量铝，从而在钨部分中引起局部破裂(参见图13的1230T)。这些结果表明，由于与由难熔电极显示出的相对较高的电阻相关联的高热和片材材料拾取，磨光铝片材不适应与难熔电极进行RSW焊接。

本公开的一个方面是认识到阳极和阴极的归因于焊接的降级/磨损是相关的。这种关系被示出在以上在前面的段落中使用第2类铜电极和钨电极描述的相同1.1mm 6022-T4板材上做出的100次焊接的系列中。在这些测试中，在每次焊接之后铜阳极和钨阳极都用200砂金刚纸修整，但是在100次连续焊接期间并未清洁阴极。对于钨电极和铜电极两者，在阴极上未观察到磨损，表明如果阳极未显示出看得出的磨损和腐蚀，那么阴极也将不会显示出磨损。在本公开的实施方案中，可通过依照本公开的教导建立的与叠层的低电阻界面例如通过喷砂处理来减轻钨阳极上的堆积。经喷砂处理的阳极接触表面可提供这种低电阻界面，从而使得能够使用钨电极并因此实现使用较低焊接电流的相关优点。

在另一个实验中，像在上述焊接测试中使用的片材那样的两个6022-T4片材中的每一个的两个表面都被喷砂处理。MP404润滑剂被施加到片材的所有面。如上所述使用相同焊接设定来进行通过RSW焊接。此实验表明焊接尚未发生。此结果归因于经处理的表面在搭接界面处的低电阻，这不会创建足以熔化邻接表面并将它们焊接在一起的热。

使用先前描述的相同第2类电极材料、几何形状、焊接装备和焊接参数来对0.9mm6022-T4上的各种其他铝合金片材表面进行附加300次RSW焊接。这些材料既在轧机状况下运行又按针对常规和EDT抛光表面的Arconic 951^TM预处理而运行。表示在汽车工业中当前供应的可商购的铝合金片材的这些材料显示了与上述磨光片材类似的电极腐蚀和粘附，即，电极在50次焊接之后劣化并在300次焊接之后过度腐蚀。

本公开的各方面涉及用于增强铝片材的表面的方法，这些方法改善电阻焊工艺的一致性和可重复性以减少对破坏性拆卸的需要并且用于与RSW焊接磨光铝相比改善RSW工艺的效率。依照本公开的实施方案，在电极/叠层界面处的选择性表面增强导致在电极/叠层界面处的电阻小于在片材与片材(或搭接)表面处的电阻，从而减少电极的磨损和腐蚀。当使用常规的铜基电极时，可扩展电极修整和替换以提高工艺的效率。附加地，选择性表面增强使得能够采用替代电极材料，诸如难熔基金属和合金及镍基合金。这些电极材料向焊接提供附加热，因为它们具有较低的电导率和导热率并且仅可与表面增强一起使用，因为常规的铝表面很快地损坏由这些材料制成的电极。本公开的方法允许在减小的电流水平下进行电阻焊接，从而使得用户能够用被采用来焊接钢的相同电阻焊接装备来焊接铝。

图15示出了定位在一对焊接电极即阳极1430和阴极1432之间的铝合金片材例如1410A1和1410B1的四个两片材(2T)RSW叠层1405A、1405B、1405C、1405D。叠层1405A示出了由两个磨光片材1410A1、1410B1构成的基线构造，这两个磨光片材可以或可能不具有一致地施加到所有表面的表面处理或转化涂层。如上所述，本公开的一个方面是一种叠层，该叠层具有位于片材的表面上的较低电阻氧化物层1414A，例如，叠层1405B在与阳极1430的界面处的1410A2，以及较高电阻层，例如，在相反侧位于搭接界面处的1416A。在一个实施方案中，如由叠层1405B所示的，在两侧1414A和1416A的电阻跨在一侧与阳极1430的接触界面且跨顶部片材1410A2与底部片材1410B2之间的界面(搭接界面)是稳定且一致的。底部片材1410A2的优选定向是将低电阻侧(“低电阻”)紧靠用于DC型焊接系统的阳极电极1430放置。叠层1405B、1405C和1405C图示了各种叠层，其中低电阻层1416A被利用来优于基线叠层1405A提供改善的RWS。在叠层1405B、1405C和1405C中的每一个中，阳极1430接触低电阻表面层1414A。具有低电阻层1414A的上部片材1410A2、1410A3、1410A4可如在叠层1405B中一样与常规磨光片材例如1410B2配对，并且仍然优于叠层1405A的基线构造提供增强的焊接性能。或者，下部片材可以具有在搭接界面或阴极界面处的低电阻表面层1416C(叠层1405C)或1414C(叠层1405D)并且优于叠层1405A的基线提供增强的焊接。这种灵活性在将从多个源接收的组件接合在一起的商业环境中是有益的，因为与基线构造相比，至少在阳极侧具有高可焊接性片材将提高RSW性能。如叠层1405C中所示，具有低电阻层1416A的片材1410A3可与另一个类似的片材1410B3配对。虽然优选的是低电阻层1416C被定位为如叠层1405D中所示的那样与阴极1432接触以减少阴极1432的磨损或腐蚀，但是它可被紧靠高电阻层1416A定位在搭接界面处并且与基线构造相比仍然产生层1410A3和层1410B3的改善的RSW。底部片材的所有表面例如1410B3或1410B4可以是低电阻类型，但是这将需要比叠层1405D的RSW所需要的焊接电流高至少10％至20％的焊接电流。表3示出了像图15中所示的那样的可能的表面位置组合，尤其是对于双厚度叠层增强焊接性能的高可焊接性产品的片材定向。

表3

图16示出了定位在一对焊接电极即阳极1530和阴极1532之间的铝合金片材例如1510A1和1510B1的四个两片材(2T)RSW叠层1505A、1505B、1505C、1505D。叠层1505A示出了由两个磨光片材1510A1、1510B1构成的基线构造，这两个磨光片材可以或可能不具有一致地施加到所有表面的表面处理或转化涂层。如上所述，本公开的一个方面是一种叠层，该叠层具有位于片材的表面的较低电阻氧化物层1514A，例如，叠层1505B在与阳极1530的界面处的1510A2，以及较高电阻层，例如，在顶部片材例如1510A2的相反侧位于搭接界面处的1516A。在一个实施方案中，低电阻表面1514A允许使用由具有低热导率和电导率的材料制成的阳极和阴极，而不会显著地熔化与阳极1530和阴极1532的界面处的铝片材1512A、1512B并损坏电极。因此，可采用诸如钨的电极材料，这可将所需焊接电流降低至少10％。难熔电极也可以被采用并产生具有不同形状特征的不同地成形的焊接熔核。用难熔电极做出的焊点与用更椭圆的铜电极制成的传统RSW焊点比在横截面方面是更方的。

图17示出了具有三厚度(3T)RSW焊接叠层1605的本公开的另一个实施方案。铝的3T RSW叠层由于板材表面的变化而不常见并且将通常需要两步骤操作，其中首先焊接两个片材，然后将那些片材中的一个焊接到第三片材。这种两步骤方法增加焊点数并最终增加用于接合三个铝片材的工艺的成本。例如通过喷砂处理在顶部片材1612A上发展低电阻层1614A可以用于促进3T叠层1605的RSW。如在2T接头的情况下一样，阳极电极1630接触第一片材1612A的低电阻层1614A以减少电极磨损和腐蚀。下表4描述了3T叠层的片材表面的相对电阻水平和位置，包括所有表面都被磨光的基线叠层以及依照本公开的利用在阳极界面处具有低电阻表面的至少一个片材的九种变型。片材1是顶部片材，其在其上表面处接触阳极1630。在九种变型中的一些中，三种的两个片材具有一个低电阻表面，并且在九个变型中的一些中，三种的三个片材具有一个低电阻表面。

表4

片材2和3可以是具有低电阻面的常规铝(磨光)或片材。由于低电阻当与磨光配对显示良好的焊接性能，所以可在3T接头中获得良好的焊接。如果具有一个低电阻表面的片材与另一个这种片材相邻堆叠，则相邻搭接表面优选地是高电阻表面，诸如将向搭接界面提供热的磨光表面。通常，被定位为与高电阻表面相邻的低电阻表面与在高第电阻表被并置的情况下比将具有更好的接触均匀性并将产生改善的焊接性能。跨界面的电流转移的均匀性的这种改善大大提高了焊接质量并使得能实现铝的3T焊接。

虽然已经描述了本发明的多个实施方案，但应了解这些实施方案仅具说明性且无限制性，且多种润饰对于所属领域的技术人员而言可为显而易见的。更进一步地，各种步骤可以按任何期望的顺序执行(并且可以添加任何期望的步骤和/或可以消除任何期望的步骤)。所有此类变型和修改都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims

1.一种用于电阻焊接的方法，包括以下步骤：

(A)提供至少部分地由铝组成的第一构件；

(B)提供至少部分地由铝组成的第二构件，所述第一构件和所述第二构件中的每一个均具有带有第一电阻的第一外表面及带有第二电阻的第二外表面和具有第三电阻的内部；

(C)减小所述第一构件的所述第一外表面的至少一部分的所述电阻以产生较低电阻表面，所述第一构件的所述第二外表面保持比所述较低电阻表面高的电阻并且是较高电阻表面；

(D)将所述第一构件紧靠所述第二构件放置，其中所述较高电阻表面邻接所述第二构件的所述第一外表面或所述第二外表面，从而产生双厚度叠层；

(E)提供具有阳极和阴极的电阻焊机；

(F)将所述阳极紧靠所述较低电阻表面定位并将所述阴极紧靠所述叠层的所述第二构件定位；以及

(G)使焊接电流通过所述叠层，从而在所述邻接表面处在所述第一构件与所述第二构件之间产生焊点。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述减小步骤是通过喷砂处理所述第一外表面。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述喷砂处理用氧化铝砂进行，从而产生介于30μin至300μin之间的粗糙度表面。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述减小步骤是通过化学处理。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述邻接表面是磨光表面。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述第一构件和所述第二构件的所述第一外表面和所述第二外表面包括氧化物层，并且其中所述氧化物层在所述减小步骤期间在所述较低电阻表面上变薄。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述第一构件和所述第二构件中的至少一个是片材。

8.如权利要求8所述的方法，其中所述第一构件和所述第二构件都是片材。

9.如权利要求8所述的方法，还包括在所述通过步骤之后对所述阳极进行修整的步骤，并且其中所述通过步骤在进行每个修整步骤之前进行200次以上。

10.如权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：减小所述第二构件的所述第一外表面的所述电阻以产生第二较低电阻表面，所述阴极在所述定位步骤期间被紧靠所述第二较低电阻表面定位。

11.如权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：提供至少部分地由铝组成的第三构件，其中所述第一构件和所述第二构件的所述叠层是双厚度叠层；以及将所述双厚度叠层抵靠所述第三构件放置，从而产生三厚度叠层，所述双厚度叠层与所述第三构件的邻接表面各自为搭接表面。

12.如权利要求11所述的方法，其中设置在所述第一构件或所述第二构件的所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上的润滑剂在所述通过步骤期间保持在所述表面上。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一构件或所述第二构件的所述第一表面和所述第二表面中的至少一个具有在所述通过步骤期间保持在所述表面上的转化涂层。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述阳极和所述阴极至少部分地由难熔金属组成。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述难熔金属是钨。

16.一种铝合金材料，包括：

(A)带有第一电阻的第一外表面；

(B)带有第二电阻的第二外表面；和

(C)具有第三电阻的内部，所述第一外表面的所述电阻低于所述第二外表面的所述电阻。

17.如权利要求16所述的材料，其中所述第一外表面和所述第二外表面包括氧化物层。

18.如权利要求17所述的材料，其中所述第一外表面的所述氧化物层比所述第二表面的所述氧化物层薄。

19.如权利要求17所述的材料，其中所述第一构件的所述第一外表面的所述氧化物层的厚度在3nm至50nm的范围内。

20.如权利要求19所述的材料，其中所述第一构件的所述第一外表面的粗糙度在30μin至300μin的范围内。

21.如权利要求20所述的材料，其中所述第一构件的所述第一外表面的氧化物层至少部分地由无定形的Al₂O₃组成。

22.如权利要求21所述的材料，其中所述第一构件的所述第二外表面是磨光表面。

23.如权利要求22所述的材料，其中所述第一外表面和所述第二外表面中的至少一个在其上具有润滑剂。

24.一种复合物，包括：

至少部分地由铝组成的第一构件；

至少部分地由铝组成的第二构件，所述第一构件和所述第二构件中的每一个均具有带有第一电阻的第一外表面及带有第二电阻的第二外表面和具有第三电阻的内部，所述第一构件的所述第一外表面的至少一部分的电阻低于所述第一构件的所述第二外表面的电阻，所述第二外表面是较高电阻表面，

所述第一构件与所述第二构件并置，其中所述较高电阻表面邻接所述第二构件的所述第一外表面或所述第二外表面；以及

焊点，所述焊点接合所述第一构件和所述第二构件的邻接表面。

25.如权利要求24所述的复合物，其中所述焊点是电阻点焊焊点。

26.如权利要求25所述的复合物，其中所述第一外表面的所述部分是喷砂处理的表面。

27.如权利要求26所述的复合物，其中所述邻接表面是磨光表面。

28.如权利要求27所述的复合物，其中所述第一外表面和所述第二外表面包括氧化物层，并且其中所述第一构件的所述第一外表面的所述氧化物层比其所述第二表面的所述氧化物层薄。

29.如权利要求28所述的复合物，其中所述第一构件的所述第一外表面的所述部分的所述氧化物层的厚度在3nm至50nm的范围内。

30.如权利要求29所述的复合物，其中所述第一构件的所述第一外表面的所述部分的粗糙度在30μin至300μin的范围内。

31.如权利要求30所述的复合物，其中所述第一构件的所述第一外表面的所述部分的所述氧化物层至少部分地由无定形的Al₂O₃组成。

32.如权利要求24-31中任一项所述的复合物，其中所述第一构件的所述第二外表面是磨光表面。

33.如权利要求32所述的复合物，其中所述第一构件和所述第二构件中的至少一个是片材。

34.如权利要求33所述的复合物，其中所述第一构件和所述第二构件都是片材。

35.如权利要求34所述的复合物，还包括至少部分地由铝组成的第三构件，所述第二构件抵靠所述第三构件并且还包括将所述第二构件接合到所述第三构件的第二焊点。

36.如权利要求35所述的复合物，其中所述复合物形成车辆主体的一部分。