CN113623298A - 一种金属板与复合材料板的连接结构及连接工艺 - Google Patents

一种金属板与复合材料板的连接结构及连接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种金属板与复合材料板的连接结构及连接工艺，属于金属与复合材料连接领域。该连接结构包括：第一金属板以及通过连接组件抵接于所述第一金属板的板面上的复合材料板；所述复合材料板具有至少一个第一连接孔，所述连接组件包括：覆盖于所述第一连接孔上的第二金属板以及位于所述第二金属板与所述复合材料板之间的第一结构胶，所述第一结构胶环绕于所述第一连接孔，所述第二金属板与所述第一金属板在所述第一连接孔的位置处焊接连接。本发明可以在不需要改变当前的生产线的设备的前提下使金属板与复合材料板连接可靠，保证了其整体结构强度。

Description

一种金属板与复合材料板的连接结构及连接工艺
技术领域
本发明涉及一种金属与复合材料之间的连接技术，特别涉及一种金属板与复合材料板之间的连接结构及连接工艺。
背景技术
伴随着安全、环保、节能的汽车发展的大趋势，车身的用材也由传统的钢制车身，逐渐向钢铝混合车身，并进一步向钢/铝/复合材料混合车身转化。
车身结构用材的变化，必然伴随着连接技术的需求，传统车身生产线均为以电阻点焊为主的生产线，在复合材料加入之后，如果使用盲端拉铆、SPR等技术进行金属与复合材料的连接，则需要对现有生产线做较大的改动或者新投生产线，势必带来较大的固定资产投入。如何在不改变现有生产线的前提下，实现金属与复合材料的连接，即实现可以兼容现有生产线的金属与复合材料的连接，是当前的技术难点与痛点。
发明内容
为此，本发明提供一种能够兼容现有生产线的金属板与复合材料板之间的连接结构及连接工艺。
针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种金属板与复合材料板的连接结构，包括：第一金属板以及通过连接组件抵接于所述第一金属板的板面上的复合材料板；所述复合材料板具有至少一个第一连接孔，所述连接组件包括：覆盖于所述第一连接孔上的第二金属板以及位于所述第二金属板与所述复合材料板之间的第一结构胶，所述第一结构胶环绕于所述第一连接孔，所述第二金属板与所述第一金属板在所述第一连接孔的位置处焊接连接。
本发明的部分实施方式中，所述第一金属板设有至少一个第一凸起，所述复合材料板的所述第一连接孔环绕于所述第一凸起外围，所述第二金属板为平板结构，所述第一凸起抵接于所述第二金属板的板面上。
本发明的部分实施方式中，所述第二金属板设有至少一个第二凸起，所述复合材料板的所述第一连接孔环绕于所述第二凸起外围，所述第一金属板为平板结构，所述第二凸起抵接于所述第一金属板的板面上。
本发明的部分实施方式中，所述复合材料板设置为多层复合材料板，多层复合材料板之间通过第二结构胶连接。
本发明同时提供一种金属板与复合材料板的连接工艺，其包括如下步骤：
将第二金属板与复合材料板通过第一结构胶连接，使所述第二金属板覆盖于所述复合材料板的第一连接孔上；
将第一金属板置于所述复合材料板远离所述第二金属板的一侧并通过工装夹具固定，使所述第一金属板与所述第二金属板在所述第一连接孔处贴合；
将所述第一金属板与所述第二金属板在第一连接孔的位置处进行焊接连接。
本发明的部分实施方式中，将电阻焊枪的第一电极设置于所述第一金属板上，所述电阻焊枪的第二电极设置于所述第二金属板上，通过对第一电极与第二电极加压通电，使所述第一金属板与所述第二金属板形成电阻焊接。
本发明的部分实施方式中，所述复合材料板设置为多层复合材料板，所述复合材料板通过第二结构胶连接，且多层复合材料板设置贯通的所述第一连接孔。
本发明的部分实施方式中，将所述第一金属板通过冲压的方式成型第一凸起，所述第一凸起的面积小于所述第一连接孔的孔径，将所述第一连接孔环绕于所述第一凸起上，并使所述第一凸起的表面与所述第二金属板的板面抵接后焊接。
本发明的部分实施方式中，将所述第二金属板通过冲压的方式成型第二凸起，所述第二凸起的面积小于所述第一连接孔的孔径，将所述第一连接孔环绕于所述第二凸起上，并使所述第二凸起的表面与所述第一金属板的板面抵接后焊接。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本发明提供的金属板与复合材料板的连接结构中，通过借助连接组件实现第一金属板与复合材料板的连接，且连接组件中，通过第一结构胶环绕于复合材料板的第一连接孔实现与复合材料板的粘接连接，由于其连接面积较大，连接可靠性较高，同时通过连接组件的第二金属板与第一金属板焊接，使第一金属板与复合材料板的连接强度较高，作为承载结构的所述第一金属板上不开设通孔，使复合材料板与金属板的整体结构强度较高，同时，通过上述焊接连接的方式可以不需要改变当前的生产线的设备，降低了生产成本。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
图1为本发明的金属板与复合材料板的连接结构的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明的金属板与复合材料板的连接结构中连接组件的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示为本发明提供的金属板与复合材料板的连接结构的一种具体实施方式。其包括：第一金属板10以及通过连接组件30抵接于所述第一金属板10板面上的复合材料板20；其中，所述复合材料板20具有至少一个第一连接孔20a，所述连接组件30包括：覆盖于所述第一连接孔20a上的第二金属板31以及位于所述第二金属板31与所述复合材料板20之间的第一结构胶32，所述第一结构胶32环绕于所述第一连接孔20a，所述第二金属板31与所述第一金属板10在所述第一连接孔20a的位置处焊接连接。
上述金属板与复合材料板20的连接结构中，通过借助连接组件30实现第一金属板10与复合材料板20的连接，且连接组件30中，通过第一结构胶32环绕于复合材料板20的第一连接孔20a实现与复合材料板20的粘接连接，由于其连接面积较大，连接可靠性较高，同时通过连接组件30的第二金属板31与第一金属板10焊接，使第一金属板10与复合材料板20的连接强度较高，作为承载结构的所述第一金属板10上不开设通孔，使复合材料板20与金属板的整体结构强度较高，同时，通过上述焊接连接的方式可以不需要改变当前的生产线的设备，降低了生产成本。
为了使第一金属板10与第二金属板31之间焊接可靠，两者板面需进行抵接后焊接，为此，一种具体实施方式中，所述第一金属板10设有至少一个第一凸起10a，所述复合材料板20的所述第一连接孔20a环绕于所述第一凸起10a外围，所述第二金属板31为平板结构，所述第一凸起10a抵接于所述第二金属板31的板面上。
另一种具体实施方式中，所述第二金属板31设有至少一个第二凸起，所述复合材料板20的所述第一连接孔20a环绕于所述第二凸起外围，所述第一金属板10为平板结构，所述第二凸起抵接于所述第一金属板10的板面上。
通过上述两种具体实施方式，可以使所述第一金属板10与所述第二金属板31的部分板面抵接，后续再进行焊接时两者受到的作用力较小，结构强度能够得到保证。
具体地，所述复合材料板20设置为多层复合材料板20，多层复合材料板20之间通过第二结构胶连接。这样，根据该结构板的需求，可以在第一金属板10上连接多层复合材料板20，多层复合材料板20之间通过第二结构胶连接，且多层复合材料板20上设置贯通的第一连接孔20a，所述第一金属板10的第一凸起10a的厚度或所述第二金属板31的第二凸起的厚度则与多层复合材料板20的所述第一连接孔20a的厚度匹配。
通过上述金属板与复合材料板20的连接结构，可以实现多层复合材料板20与金属板的连接。
具体地，所述第一结构胶32与所述第二结构胶由结构胶质材料构成，其中，所述第一结构胶32形成环形结构，使第二金属板31与复合材料板20的连接更加牢固；所述第二金属板31为钢板、铝板或其他金属合金材料板，其与所述第一金属板10的材料相同或相近，以使两者焊接更加可靠。
本发明同时提供一种金属板与复合材料板20的连接方法，其包括如下步骤：
S1.将第二金属板31与复合材料板20通过第一结构胶32连接，使所述第二金属板31覆盖于所述复合材料板20的第一连接孔20a上；
S2.将第一金属板10置于所述复合材料板20远离所述第二金属板31的一侧并通过工装夹具固定，使所述第一金属板10与所述第二金属板31在所述第一连接孔20a处贴合；
S3.将所述第一金属板10与所述第二金属板31在第一连接孔20a的位置处进行焊接连接。
上述金属板与复合材料板20的连接方法中，通过借助连接组件30实现了第一金属板10与复合材料板20的连接。一方面，通过在第二金属板31与复合材料板20之间通过第一结构胶32粘接，由于第一结构胶32环绕于复合材料板20的第一连接孔20a周围，相比现有通过铆钉等连接方式，连接可靠性较高；另一方面，通过连接组件30的第二金属板31与第一金属板10焊接，作为承载结构的所述第一金属板10上不开设通孔，使复合材料板20与金属板的整体结构强度较高，同时，通过上述焊接连接的方式可以不需要改变当前的生产线的设备，降低了生产成本。
具体地，所述第一金属板10与所述第二金属板31的焊接方法为：将电阻焊枪的第一电极A1设置于所述第一金属板10上，所述电阻焊枪的第二电极A2设置于所述第二金属板31上，通过对第一电极A1与第二电极A2加压通电，使所述第一金属板10与所述第二金属板31形成电阻焊接。
为了使第一金属板10与第二金属板31之间焊接牢固，在对第一金属板10与第二金属板31进行焊接前，通过以下两种具体实施方式使第一金属板10与第二金属板31实现抵接。
一种实施方式中，如图1所示，将所述第一金属板10通过冲压的方式成型第一凸起10a，所述第一凸起10a的面积小于所述第一连接孔20a的孔径，使所述复合材料板20的第一连接孔20a环绕于所述第一凸起10a上，并使所述第一凸起10a的表面与所述第二金属板31的板面抵接，抵接后通过电阻焊枪将两者进行点焊连接。
另一种实施方式中，将所述第二金属板31通过冲压的方式成型第二凸起，所述第二凸起的面积小于所述第一连接孔20a的孔径，将所述第一连接孔20a环绕于所述第二凸起上，并使所述第二凸起的表面与所述第一金属板10的板面抵接后焊接。
具体地，一种实施方式中，所述复合材料板20设置为多层复合材料板20，多层所述复合材料板20通过第二结构胶连接，且多层复合材料板20设置贯通的所述第一连接孔20a，这样，所述第一金属板10的第一凸起10a的厚度或所述第二金属板31的第二凸起的厚度则与多层复合材料板20的所述第一连接孔20a的厚度匹配，以使所述第一凸起10a与第二金属板31的板面抵接，或所述第二凸起与所述第一金属板10的板面抵接。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种金属板与复合材料板的连接结构，其特征在于，包括：
第一金属板以及通过连接组件抵接于所述第一金属板的板面上的复合材料板；
所述复合材料板具有至少一个第一连接孔，所述连接组件包括：覆盖于所述第一连接孔上的第二金属板以及位于所述第二金属板与所述复合材料板之间的第一结构胶，所述第一结构胶环绕于所述第一连接孔，所述第二金属板与所述第一金属板在所述第一连接孔的位置处焊接连接。
2.根据权利要求1所述的一种金属板与复合材料板的连接结构，其特征在于，所述第一金属板设有至少一个第一凸起，所述复合材料板的所述第一连接孔环绕于所述第一凸起外围，所述第二金属板为平板结构，所述第一凸起抵接于所述第二金属板的板面上。
3.根据权利要求1所述的一种金属板与复合材料板的连接结构，其特征在于，所述第二金属板设有至少一个第二凸起，所述复合材料板的所述第一连接孔环绕于所述第二凸起外围，所述第一金属板为平板结构，所述第二凸起抵接于所述第一金属板的板面上。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种金属板与复合材料板的连接结构，其特征在于，所述复合材料板设置为多层复合材料板，多层复合材料板之间通过第二结构胶连接。
5.一种金属板与复合材料板的连接工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
将第二金属板与复合材料板通过第一结构胶连接，使所述第二金属板覆盖于所述复合材料板的第一连接孔上；
将第一金属板置于所述复合材料板远离所述第二金属板的一侧并通过工装夹具固定，使所述第一金属板与所述第二金属板在所述第一连接孔处贴合；
将所述第一金属板与所述第二金属板在第一连接孔的位置处进行焊接连接。
6.根据权利要求5所述的一种金属板与复合材料板的连接工艺，其特征在于，将电阻焊枪的第一电极设置于所述第一金属板上，所述电阻焊枪的第二电极设置于所述第二金属板上，通过对第一电极与第二电极加压通电，使所述第一金属板与所述第二金属板形成电阻焊接。
7.根据权利要求5或6所述的一种金属板与复合材料板的连接工艺，其特征在于，所述复合材料板设置为多层复合材料板，所述复合材料板通过第二结构胶连接，且多层复合材料板设置贯通的所述第一连接孔。
8.根据权利要求5或6所述的一种金属板与复合材料板的连接工艺，其特征在于，将所述第一金属板通过冲压的方式成型第一凸起，所述第一凸起的面积小于所述第一连接孔的孔径，将所述第一连接孔环绕于所述第一凸起上，并使所述第一凸起的表面与所述第二金属板的板面抵接后焊接。
9.根据权利要求5或6所述的一种金属板与复合材料板的连接工艺，其特征在于，将所述第二金属板通过冲压的方式成型第二凸起，所述第二凸起的面积小于所述第一连接孔的孔径，将所述第一连接孔环绕于所述第二凸起上，并使所述第二凸起的表面与所述第一金属板的板面抵接后焊接。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211109

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