CN115138960A - 用于分离先前连结的构件的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于分离先前连结的构件的方法。用于分离彼此连结的第一构件(1)和第二构件(2)的方法包括以下步骤：将夹紧环(14)放置在第一构件的表面上；将旋转探针(17)穿过夹紧环的通孔(10)进给到第一构件的表面中，直到探针的末端超越第一构件和第二构件之间的界面，该旋转探针在其外周表面上具有螺纹，螺纹被定向成将结合部的材料提升离开第二构件而成为提升部。可以通过使用旋转探针和夹紧环将提升部再次压塌成结合部来将两个构件彼此重新连结。

Description

用于分离先前连结的构件的方法

技术领域

本公开涉及一种用于分离先前彼此连结的多个构件的方法。本公开还涉及一种用于将先前通过使用这种分离方法彼此分离的构件重新连结的方法。

背景技术

摩擦搅拌焊接是本领域公知的一种方法，在这种方法中，旋转工具压靠一对相互重叠的构件，使得与旋转工具相邻的构件的材料借助摩擦热被塑性搅拌并移位，并在 构件之间产生结合部分。这种方法可以被实践为点焊，该点焊用于在单个点处连结构 件，或者可以被实践为线焊，该线焊用于沿线连结构件。在前一种情况下，在每个点 处进行点焊时，旋转工具在单个点处保持静止。在后一种情况下，旋转工具沿线相对 于待连结的构件移动。

JP2012-160318A公开了在其外圆周表面上具有螺纹的销(探针)的用途，使得 将由摩擦产生的塑性流体材料向前推动。JP2007-54848A公开了一种分离先前通过摩 擦搅拌焊接彼此连结的两个构件的方法。根据该现有技术，通过摩擦搅拌焊接彼此连 结的两个构件在大气中经受热处理，以在两个构件之间产生金属间化合物层。该金属 间化合物层相对较脆，使得两个构件可以相对容易地彼此分离。

通常情况下，为了检查、修理、维护、回收和其他目的，期望将牢固地彼此连结 的两个构件彼此分离。在某些应用中，期望以这种方式彼此分离的构件能够再次重新 连结到原始状态。JP2012-160318A没有公开任何方便的方法来在两个构件彼此连结 后将构件远离彼此分离。JP2007-54848A中公开的技术需要进行相对耗时的热处理来 分离两个构件。此外，邻接连结部分的部分不可避免地经受到热处理的热影响，这防 止该工艺应用于在邻接区域中包含有敏感部件的物体。此外，即使在热处理之后，仍 然需要很大的力来分离构件，而且一旦彼此分离，由于热处理造成的永久性热影响， 分离的构件就不适合在原来的连结部分处彼此重新连结。

发明内容

鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是提供一种用于分离先前彼此连结的构件的方法。本发明的第二个目的的某一方面还提供一种用于重新连结先前通过根 据本发明的分离方法彼此分离的构件的方法。

为了实现这样的目的，本发明提供了一种用于将在结合部3处彼此连结的第一构件1和第二构件2彼此分离的方法，所述方法包括以下步骤：将所述第一构件和所述 第二构件放置在工作台上，其中所述第一构件背离所述工作台；将夹紧环14放置在 所述第一构件的表面上，所述夹紧环具有抵靠所述第一构件的所述表面的接触表面 12以及延伸穿过所述接触表面的通孔10，使得所述夹紧环的所述通孔与所述结合部 对准；将包括探针17的分离旋转工具15穿过所述夹紧环的所述通孔进给到所述第一 构件的所述表面中，所述探针在其外周表面上具有螺纹，所述螺纹被定向成将所述结 合部的至少一部分的材料提升离开所述第二构件而成为提升部20；将所述探针与所 述夹紧环一起提升离开所述第一构件的所述表面；以及将所述第一构件和所述第二构 件远离彼此分离。由于结合部被提升离开第二构件，并不再有助于两个构件的连结， 因此第一构件可以容易地与第二构件分离。此外，由于分离过程期间产生的热是由于 探针旋转而产生的摩擦热，因此该热不会对第一构件和第二构件产生显著的不利影响， 使得第一构件和第二构件可以被重新使用，并在需要时重新连结，而不会有任何问题。 此外，结合部可以基本上完全转换成提升部，使得分离过程不会产生碎屑，使得在分 离过程期间或之后不需要进行清洁。

优选地，所述探针被进给到所述第一构件的所述表面中，直到所述探针的末端超越所述第一构件和所述第二构件之间的界面。因此，两个构件可以以有利的方式彼此 分离。

分离过程可以在点连结处进行。在点分离过程的情况下，所述分离旋转工具还包括主体16，所述主体具有比所述探针更大的外径，并以同轴关系连接到所述探针的 基端，以便由所述主体的邻接所述探针的所述基端的部分限定环形的肩部表面18， 使得在进给所述分离旋转工具的步骤中，所述提升部被接纳在由所述肩部表面、所述 探针的所述外周表面以及所述通孔的内周表面限定的环形空间中。由此，提升部形成 为包括远离第一构件的表面突出的管状突出部。结果，结合部基本上完全移入环形空 间中，并转换成管状突出部，使得以可靠的方式不产生碎屑。

优选地，所述分离旋转工具的所述环形的肩部表面是平坦的。因此，可以以有利的方式形成管状突出部。

根据本发明，这样彼此分离的两个构件可以通过进一步执行以下步骤来重新连结： 将所述第二构件放置在工作台上，并以紧密叠置的关系将所述第一构件放置在所述第二构件上，并使所述第一构件和所述第二构件处于在所述两个构件最初彼此连结时的 相对位置；将夹紧环14放置在所述第一构件的所述表面上，所述夹紧环具有抵靠所 述第一构件的所述表面的接触表面12以及大致正交于所述接触表面延伸的通孔10， 使得所述夹紧环的所述通孔与所述提升部对准；将包括探针8的重新连结旋转工具 23穿过所述夹紧环的所述通孔进给到所述第一构件的所述表面中，以便将所述提升 部20的材料朝向所述第二构件再次推动成结合部3；以及将所述探针与所述夹紧环 一起提升离开所述第一构件的所述表面。将包括探针的旋转工具穿过夹紧环的通孔进 给到第一构件的表面中；并将所述探针与所述夹紧环一起提升离开所述第一构件的所 述表面。因此，通过先前的分离过程产生的提升部可以方便地被朝向第二构件推动， 以便再次形成结合部，使得两个构件可以像这两个构件最初连结时那样彼此连结，而 不需要任何附加材料。优选地，所述重新连结旋转工具被进给到所述第一构件的所述 表面中，直到所述探针的末端延伸超过所述第一构件和所述第二构件之间的界面。由 此，两个构件的材料可以被有利地搅拌，并且两个构件可以以有利的方式重新连结。 优选地，所述探针在其外周表面上设置有螺纹，所述螺纹被定向成将所述提升部的所 述材料朝向所述第二构件再次推动成结合部。由此，两个构件可以以有利的方式重新 连结。

优选地，所述重新连结旋转工具23还包括主体7，所述主体具有比所述探针更 大的外径，并以同轴关系连接到所述探针的基端，以便由所述主体的邻接所述探针的 所述基端的部分限定环形的肩部表面9，在进给所述旋转工具的步骤中所述提升部被 环形肩部压塌，并被接纳在由所述肩部表面、所述探针的所述外周表面和所述通孔的 内周表面限定的环形空间中。通过压塌提升部，并使用提升部作为重建结合部的材料， 可以在不需要任何外来材料的情况下进行重新连结过程。优选地，所述重新连结旋转 工具的所述肩部表面是凹形形状的。优选地，所述重新连结旋转工具的所述探针具有 比所述分离旋转工具的所述探针更大的直径和更小的长度。由此，可以以特别有利的 方式进行重新连结过程。

连结过程也可以作为线连结进行。在所述结合部31沿所述第一构件的所述表面从起点延伸到终点的情况下，用于分离这些构件的所述方法还可以包括在进给所述旋 转探针的步骤之后并在提升所述探针的步骤之前沿所述结合部将所述夹紧环34和所 述探针35从所述结合部的一个端部移动到另一端部以便将所述结合部转换成提升部 40的步骤，所述夹紧环的所述接触表面设置有凹槽39，所述凹槽从所述通孔延伸到 所述接触表面的外周，并且朝相对于所述夹紧环的移动来说的向后方向定向。

因此，先前沿线连结的两个构件可以如两个构件在点处连结的情况一样以有利的方式分离。用于这种分离过程的工具与用于沿线连结两个构件的工具相似，因此不需 要大量的投资来将本发明的应用从点连结扩大到线连结。另外，结合部可以基本上完 全转换成提升部，使得分离过程不会产生碎屑，使得在分离过程期间或之后不需要进 行清洁。

根据本发明的另一个方面，这样彼此分离的两个构件可以通过进一步执行以下步骤而沿线重新连结：将所述第二构件放置在工作台上，并以紧密叠置的关系将所述第 一构件放置在所述第二构件上，并使所述第一构件和所述第二构件处于在所述两个构 件最初彼此连结时的相对位置；将夹紧环34放置在所述第一构件的所述表面上，所 述夹紧环具有抵靠所述第一构件的所述表面的接触表面38以及大致正交于所述接触 表面延伸的通孔36，使得所述夹紧环的所述通孔与所述提升部的一个端部对准；将 包括探针的重新连结旋转工具33穿过所述夹紧环的所述通孔在所述提升部的一个端 部处进给到所述第一构件的所述表面中；将所述旋转探针沿所述提升部移动，以便将 所述提升部转换成所述结合部直到到达所述提升部的另一端部，所述夹紧环的所述接 触表面设置有凹槽，所述凹槽从所述通孔延伸到所述接触表面的外周，并且朝相对于 所述夹紧环的移动来说的向前方向定向；以及将所述探针与所述夹紧环一起提升离开 所述第一构件的所述表面。由此，通过先前的分离过程产生的提升部可以方便地朝向 第二构件被推动，以便再次形成结合部，使得使两个构件可以像这两个构件最初连结 时那样彼此连结，而不需要任何附加的材料。

优选地，所述重新连结旋转工具被进给到所述第一构件的所述表面中，直到所述探针的末端延伸超过所述第一构件和所述第二构件之间的界面。由此，两个构件的材 料可以被有利地搅拌，并且两个构件可以以有利的方式重新连结。优选地，所述探针 在其外周表面上设置有螺纹，所述螺纹被定向成将所述提升部20的所述材料朝向所 述第二构件再次推动成结合部31。由此，两个构件可以以有利的方式重新连结。

优选地，所述第一构件的材料比所述第二构件的材料更容易变形。

由于探针被进给到第一构件的表面中，该第一构件比第二构件更容易变形，因此主要由第一构件的材料形成的结合部可以被有利地塑性搅拌并移位，使得有利地打破 两个构件之间的附接，并且可以用特别小的力将两个构件彼此分离。

优选地，所述第一构件和所述第二构件是电子或电气部件的彼此电连接的部件。在一个特别有利的应用中，所述第一构件是电池端子，并且所述第二构件是引线端子。

由此，可以连接到电力使用者或用于充电的电力的供应者的电池端子和引线端子可以通过摩擦搅拌焊接以最小的电阻可靠地连结在一起，并且可以以方便且可靠的方 式根据需要进行分离和重新连结。

因此，本发明提供了一种以方便且可靠的方式分离先前彼此连结的构件的方法，并提供了以方便且可靠的方式重新连结先前通过根据本发明的分离方法彼此分离的 构件的方法。

附图说明

现在，下文参照附图来描述本发明，在附图中：

图1A至图1C是示出在单个点处通过摩擦搅拌焊接连结两个构件的过程的图示；

图2A至图2C是类似于图1A至图1C的图示，示出了将先前彼此连结的两个构 件彼此分离的过程；

图3A至图3C是类似于图1A至图1C的图示，示出了将先前彼此分离的两个构 件重新连结的过程；

图4是示出沿着线彼此连结的两个叠置的构件的平面图；

图5A至图5C是类似于图1A至图1C的图示，示出了沿线连结两个构件的过程；

图6是示出从与图5A至图5C的图示的方向相差90度的方向观察时沿着线连结 两个构件的过程的图示；

图7A至图7C是类似于图1A至图1C的图示，示出了将先前沿线彼此连结的两 个构件分离的过程；

图8是示出从与图7A至图7C的图示的方向相差90度的方向观察时将先前沿着 线彼此连结的两个构件分离的过程的图示；

图9是类似于图8的图示，示出了重新连结先前沿线彼此分离的两个构件的过程。

图10是夹紧环的仰视图，该夹紧环可用于图4至图9中所示的过程；以及

图11A至图11C是示出将引线端子与电池端子连结和分离的过程的图示。

具体实施方式

下文将参照附图描述本发明的优选实施方式。

图1A至图1C示出了第一构件1和第二构件2经由通过摩擦搅拌焊接形成的结 合部3彼此连结的过程，该第一构件1和第二构件2均由板状构件构成。第二构件2 放置在具有平坦顶表面的工作台上，第一构件1以叠置关系放置在第二构件2的顶部 上，并且连结装置4被施加到第一构件1的上侧，这将在下文中进行描述。优选地， 第一构件1的材料比第二构件2的材料更容易变形，但并不限于此。在本发明的替代 实施方式中，第二构件2不是板状构件，而是具有相当大厚度的构件，如块状物。另 外，三个或更多个构件可以同时共同彼此结合。第一构件1和第二构件2的材料的可 能组合包括但不限于铝合金和铝合金、铜合金和铜合金、铁合金和铁合金、铝合金和 铁合金、铝合金和铜合金、铝合金和碳纤维增强塑料、铝合金和玻璃纤维增强塑料、 镁合金和铁合金、镁合金和铜合金、镁合金和碳纤维增强塑料以及镁合金和玻璃纤维 增强塑料，每个组合中的第一者和第二者分别为第一构件1和第二构件2的材料。

连结装置4包括：绕其中心轴线旋转的连结旋转工具5；以及围绕连结旋转工具 5的环形夹紧环6。为了便于描述，假定连结旋转工具5的中心轴线竖直延伸，并且 第二构件2放置在工作台的水平表面上。在实际操作中，其他定向是可能的。例如， 连结旋转工具5的中心轴线可以相对于竖直方向成角度，可以横向延伸，或者甚至可 以竖向倒置。

连结旋转工具5具有绕其中心轴线的旋转对称形状。连结旋转工具5包括：主体 7，该主体具有以中心轴线为中心的大致圆柱形形状；以及探针8或销状突出部，该 探针或销状突出部从主体7的下端以同轴关系向下延伸。探针8的直径比主体7的小， 使得在探针8的基端处限定有环形的肩部表面9。环形的肩部表面9设置有凹形轮廓， 但也可以是平坦的。探针8的外周形成有螺纹。

夹紧环6具有大致圆形的外轮廓，并设置有沿其中心轴线延伸的通孔10。夹紧 环6的上端设置有径向向外延伸的径向凸缘11。夹紧环6的下表面用作接触表面12， 该接触表面12在摩擦搅拌焊接时抵靠第一构件1的上表面。

第一构件1和第二构件2可以通过使用连结装置4的摩擦搅拌焊接连结在一起， 如下文中所述。如图1A中所示，工人将第二构件2放置在工作台(图中未示出)上， 并将第一构件1以叠置关系放置在第二构件2的顶部上，并且将夹紧环6放置在第一 构件1的顶部上以围绕期望形成结合部3的区域。在将夹紧环6的接触表面12压靠 第一构件1的同时，连结旋转工具5旋转，并如图1B中所示穿过夹紧环6的通孔10。 连结旋转工具5被向下推动，从而使探针8被推动到第一构件1的材料中。此时，由 于连结旋转工具5的旋转，在连结旋转工具5和第一构件1的材料之间产生摩擦热， 并使第一构件1的材料塑性流动。第二构件2的一些材料也可以塑性流动。探针8 上的螺纹定向成使得随着探针8旋转，第一构件1的材料向上移位。结果，第一构件 1的塑化材料(可能与第二构件2的材料一起)流入通孔10的内圆周表面、肩部表 面9和探针8的外周表面限定的管状空腔中。然后，连结旋转工具5被向上竖直地提 升出夹紧环6的通孔10。结果，至少大部分由第一构件1的材料(可能还有少量的 第二构件2的材料)组成的结合部3形成在发生塑性流动的部分处，并固结。图1C 示出了结合部3，该结合部3具有火山口状的凹陷，该凹陷被隆起的周缘围绕，该周 缘由移入由通孔10的内圆周表面、肩部表面9和探针8的外周表面限定的空腔中的 塑化材料形成。这个周缘通常高于第一构件1的原始上表面，并且凹陷的底部位于第 二构件2的上表面和下表面之间。

替代地，第一构件1和第二构件2在不使用夹紧环6的情况下彼此连结。此外， 探针8可以在其外周表面上不具有螺纹。在这种情况下，连结旋转工具5的旋转方向 可以是顺时针或逆时针。

图2A至图2C示出了根据本发明的第一个实施方式的通过使用分离装置13来分 离第一构件1和第二构件2(它们通过摩擦搅拌焊接连结)的过程。分离装置13包 括夹紧环14和围绕其中心轴线旋转的分离旋转工具15。这里所示的夹紧环14和分 离旋转工具15在结构上与图1A至图1C中所示的对应件相似，因此，下文中主要描 述夹紧环14和分离旋转工具15与图1A至图1C所示对应件不同的特征。

夹紧环14中的通孔10的直径等于或略大于图1中所示的夹紧环6的通孔10的 直径。在这个过程中，可以使用图1A至图1C中所示的夹紧环6。

分离旋转工具15包括主体16和探针17，该探针17从主体16的下端沿中心轴 线向下延伸。探针17的直径比主体16的小，并且探针17的外周表面上形成有螺纹。 在探针17的基部处限定在主体16中的肩部表面18是平坦的。探针17的外径比图 1A至图1C中所示的探针8的略大，并且比图1A至图1C中所示的探针8的略长。

如下文所述，第一构件1和第二构件2可以通过使用分离装置13而彼此分离。 如图2A中所示，工人将如前所述彼此连结的第一构件1和第二构件2放在工作台(图 中未示出)上，使得第一构件1以叠置的关系放置在第二构件2的顶部上。夹紧环 14放置在第一构件1上，该夹紧环的接触表面12抵靠第一构件1的上表面以围绕结 合部3。然后，如图2B中所示，分离旋转工具15向下穿过夹紧环14的通孔10，并 且在分离旋转工具15旋转的同时，探针17被推动到结合部3中。结果，由于探针 17的旋转产生的摩擦热，结合部3的材料被塑性地搅拌。此时，分离旋转工具15的 旋转方向使得结合部3的材料由于螺纹而塑性地向上移位。探针17被进给到结合部 3中，直到其下部末端到达位于第二构件2的上表面和下表面之间的点。一旦探针17 在第二构件2中到达一定的深度，并且结合部3的在第一构件1的下表面(或第二构 件2的上表面)以下的部分的材料已经塑性地向上移位超过第二构件2的上表面，塑性移位的材料被推动到围绕探针17与肩部表面18和通孔10的内圆周表面协作限定 的管状空腔19(环状空腔)中。然后，分离旋转工具15从夹紧环14的通孔10被拉 出，如图2C中所示。结果，第一构件1的材料的塑性搅拌部分固结成从第一构件1 的上表面向上突出的管状突出部，并且第二构件2的上表面上形成有凹痕或凹部，以 便与管状突出部的中心孔对准。因此，该管状突出部具有内孔，该内孔在其上端处开 口，并在其下端处与形成在第二构件2中的凹痕连通。此时，结合部3的由第一构件 1的材料组成的部分基本上远离第一构件1移位，并转换成管状突出部。结果，第一 构件1和第二构件2之间的结合基本丧失，两个构件可以用相对小的力彼此分离。

图3A至图3C示出了通过使用重新连结装置21将第一构件1和第二构件2(该 第一构件1和第二构件2如先前参照图2A至图2C描述的那样彼此分离)重新连结 的过程。重新连结装置21包括夹紧环22以及绕中心轴线旋转的重新连结旋转工具 23。这里所示的夹紧环22和重新连结旋转工具23在结构上与图1A至图1C所示的 对应件相似，因此，下文中主要描述夹紧环22和重新连结旋转工具23与图1A至图 1C所示对应件不同的特征。

夹紧环22包括通孔10和接触表面12，与图2A至图2C中所示的夹紧环14类 似，并且夹紧环22的通孔10的直径可以等于或略大于图2A至图2C中所示的夹紧 环14的通孔的直径。因此，同一夹紧环可以用于分离(图2A至图2C)和重新连结 (图3A至图3C)。

重新连结旋转工具23包括主体7和探针8。由于探针8的直径比主体7的小得 多，因此在探针17的基部处在主体16中限定有环形的肩部表面9。在这种情况下， 肩部表面9设置有凹形形状。肩部表面9也可以是平坦的。用于重新连结的探针8 的突出长度小于用于分离的探针17的突出长度。用于重新连结的探针8的直径等于 或小于用于分离的探针17的直径。然而，用于结合的连结旋转工具5(图1A至图 1C)也可以用作用于重新连结的重新连结旋转工具23(图3A至图3C)。

下文中将参照图3A至图3C描述用于重新连结通过图2A至图2C中所示的过程 彼此分离的两个构件的过程。如图3A中所示，工人将第二构件2放置在工作台(图 中未示出)上，并将第一构件1以叠置关系放置在第二构件2上，使第一构件1和第 二构件2处于与根据图1中所示过程将这两个构件彼此连结时相同的相对位置。夹紧 环22的接触表面12压靠第一构件1，并且如图3B中所示，重新连结旋转工具23向 下穿过夹紧环22的通孔10，并绕其中心轴线旋转。重新连结旋转工具23被向下推 动，直到探针8的末端低于第一构件1和第二构件2之间的界面。结果，在分离过程 期间形成的管状突出部被向下按压。这个管状突出部在下文中被称为提升部20。此 时，重新连结旋转工具23的旋转方向使得提升部20的材料以及周围材料借助重新连 结旋转工具23的旋转产生的摩擦热塑性地液化，并被向下推动。特别地，在重新连 结旋转工具23向下移动期间，肩部表面9抵靠提升部20，并将提升部20的塑性液 化材料向下推动。结果，提升部20被向下按压，并填充由第一构件1的上表面、重 新连结旋转工具23的肩部表面9、探针8的外周以及第一构件1和第二构件2的周 围部分限定的间隙。如图3C中所示，当操作者拉出重新连结旋转工具23时，已经 塑性流动的部分固结，并成为结合部3。在替代的实施方式中，在重新连结时使用的 探针8在外周表面上不具有螺纹，并具有光滑或粗糙的外周表面。在这种情况下，重 新连结旋转工具23的旋转方向可以是顺时针或逆时针。如果期望，在施加重新连结 旋转工具23之前，可以向提升部20添加附加的材料，以便在重新连结过程完成之后 形成结合部3的一部分。

下文中将讨论图2A至图2C中所示的分离两个构件的过程的优点。分离旋转工 具15绕探针17向上推动结合部3，并且该结合部形成为管状突出部，该管状突出部 填充肩部表面18和第一构件1的上表面之间的间隙。结果，结合部3大部分被从第 一构件1和第二构件2之间的界面区域推出，使得第一构件1和第二构件2之间的结 合被大大削弱。因此，在完成图2A至图2C中所示的过程后，两个构件仍然可以彼 此附接，但通过施加相对较小的力可以容易地彼此分离。

另外，由于在图2A至图2C所示的分离过程中，结合部3形成为从第一构件1 的上表面向上突出的管状突出部，因此不需要移除结合部3的任何部分或第一构件1 和第二构件2的材料。因此，这种分离过程不会产生碎屑。

在图2A至图2C所示的分离过程或图3A至图3C所示的重新连结过程期间，由 分离旋转工具15产生的摩擦热与基于摩擦搅拌焊接的连结过程期间产生的摩擦热没 有明显区别，对第一构件1和第二构件2的周围部分的任何不良热影响都是最小的， 使得两个构件可以被重新使用或结合回到一起而没有任何问题。

分离装置和重新连结装置的各种部件大多与连结装置的部件通用。因此，将连结装置转换成分离装置和重新连结装置不需要大量投资。

通过对第一构件使用与第二构件相比比较容易变形的材料，第一构件1的材料可以易于塑化，使得可以利用相对小的能量消耗(用于旋转工具的压力和扭矩)以有利 的方式执行连结过程、分离过程和重新连结过程。

图4至图6示出了通过使用连结装置32经摩擦搅拌焊接将两个构件沿线彼此连 结的过程。图4示出了在第一构件1的表面上线性延伸的结合部31。图5A至图5C 示出了沿图4的线A-A截取的截面图，并且图6是沿图4的线B-B截取的截面图， 此时连结过程正在进行中。

在这种情况下，第一构件1和第二构件2沿线彼此连结，但只要除最下部构件外 的构件具有相对小的厚度，三个或更多个构件也可以类似地连结在一起。优选地，第 一构件1的材料比第二构件2的材料更容易变形。

连结装置32使用连结旋转工具33以及夹紧环34，它们的结构与前述实施方式 中的相似，下文的讨论针对于其与前述旋转工具和夹紧环不同的特征。

连结旋转工具33大致呈圆柱形形状，并且其下端处设置有作为螺纹部的探针35。探针35可以具有与连结旋转工具33的其余部分基本相同的外径，但也可以比连结旋 转工具33的其余部分的直径小或大。

夹紧环34具有大致圆柱形形状，并设置有沿其中心轴线延伸的通孔36以及在其上端部中径向向外延伸的径向凸缘37。夹紧环34的下表面是抵靠第一构件1的上表 面的接触表面28。探针35向下穿入通孔36中。探针35被紧密地接纳在通孔36中， 但可以相对于夹紧环34自由旋转。如图6和图10中所示，径向凹槽39在接触表面 28中从通孔36径向向外延伸。径向凹槽39的宽度与通孔36的内径基本相同。

参照图5A至图6，将描述通过使用连结装置32经摩擦搅拌焊接将第一构件1与 第二构件2连结的过程。如图5A中所示，工人将第二构件2放置在工作台上，然后 将第一构件1以叠置关系放置在第二构件2上。夹紧环34被放置在第一构件1上， 并且接触表面38被按压到第一构件1的上表面上。然后，如图5B中所示，探针35 绕其中心轴线旋转，并经由夹紧环34的通孔36推靠第一构件1的上表面。随着探针 35下方的材料由于摩擦热而软化并变得可塑性变形，探针35被进给到第一构件1的 材料中，如图5B中所示。此时，连结旋转工具33的旋转方向使得第一构件1和第 二构件2的已经成为塑性流体的材料被探针35上的螺纹向下推动。探针35被向下推 动，直到探针35的下端到达第二构件2的上表面和下表面之间的点。

此后，如图6中所示，探针35连同夹紧环34沿第一构件1的主平面线性移动， 从而形成图4中所示的结合部31。此时，夹紧环34的凹槽39位于夹紧环34和探针 35的移动方向上的前部，使得第一构件1和第二构件2的材料的塑性流体部分在凹 槽39中以及围绕探针35形成，并被推到探针35的后方和夹紧环34的下方。一旦夹 紧环34和探针35到达结合部31的终点，探针35就停止其线性移动，并向上从通孔 36被拉出，如图5C中所示。当探针35向前移动时，探针35的后侧的材料的塑性流 体部分迅速固结，并形成具有线性构造的结合部31。

图7A至图8示出了根据本发明的第二实施方式的通过使用分离装置32分离第 一构件1和第二构件2(如图5A至图6中所示，该第一构件1和第二构件2通过摩 擦搅拌焊接沿线连结)的过程。分离装置32包括夹紧环34以及绕其中心轴线旋转的 分离旋转工具33。夹紧环34和旋转工具33在结构上与图5A至图6中所示的对应件 相似，因此，下文中主要描述夹紧环34和旋转工具33不同于图5A至图6中所示对 应件的特征。首先，工人将第一构件1和第二构件2放置在工作台(图中未示出)上， 其中第一构件1通过图5A至图6中所示的过程沿结合部31附接到第二构件2。如图 7A中所示，夹紧环34的接触表面38压靠第一构件1的表面。此时，夹紧环34定向 成使得相对于分离旋转工具33沿第一构件1的主平面和沿结合部31的线性移动的方 向，凹槽39位于通孔36的后侧。

然后，如图7B中所示，探针35向下穿过通孔36，并且被进给到结合部31的材 料中。分离旋转工具33沿结合部31的长度移动。当分离旋转工具33沿结合部31 的长度移动时，分离旋转工具33此时在与连结旋转工具33的方向相反的方向上旋转。 结果，结合部31的材料成为塑性流体，并被探针35上的螺纹向上推动。由于探针 35被通孔36的内壁表面相对紧密地围绕，因此，在被提升离开第一构件1的同时结 合部31的塑性流体材料被推动到凹槽39中。这时探针35的下端位于第一构件1的 上表面和下表面之间。结合部31的材料的被向上推动离开第一构件1的部分形成固 结的提升部40，并附接到第一构件1，但基本上脱离第二构件2。一旦探针35到达 结合部31的另一端，分离旋转工具33被向上提升离开第一构件1和第二构件2，并 且移除夹紧环34。由于结合部31被转换成提升部40，该提升部基本上脱离第二构件 2，因此第一构件1和第二构件2可以用很小的力彼此分离。

图9示出了将通过图7A至图8中示出的过程彼此分离的第一构件1和第二构件 2重新连结的过程。工人将第二构件2放置在工作台上，并将第一构件1定位在第二 构件2上，如它们最初彼此连结时那样彼此定位。夹紧环34和重新连结旋转工具33 放置在提升部40(该提升部最初是两个构件彼此连结时的结合部31)的终点上。当 重新连结旋转工具33旋转时，探针35被推动到提升部40中。探针35的旋转方向使 得提升部40的已成为塑性流体的材料被向下推动。

夹紧环34的凹槽39此时定位在重新连结旋转工具33的前端处。因此，当重新 连结旋转工具33沿着提升部40的长度移动时，提升部40的材料最初被凹槽39接纳， 并被旋转探针35向下推动。结果，提升部40被探针35向下压塌，并由接触表面38 保持向下按压。一旦重新连结旋转工具33到达提升部40的另一端，重新连结旋转工 具33就从通孔36升高出去，并且夹紧环34被移除。这样，提升部40就完全转换成 结合部31，该结合部将第一构件1和第二构件2牢固地连结。

关于沿线分离和重新连结方面，分离装置和重新连结装置的各种部件大多与连结装置的部件通用。因此，将连结装置转换成分离装置和重新连结装置不需要大量投资。 在图7A至图8所示的分离第一构件1和第二构件2的过程期间，结合部31基本上 完全转换成提升部40，使得不产生碎屑，也不需要后续的清洁工作。另外，在完成 图7A至图8所示的分离过程之后，结合部31形成为提升部40，该提升部从第一构 件1的上表面被提升，而第一构件1和第二构件2只是彼此弱连接，使得这两个构件 可以轻松地彼此分离。当重新连结通过图7和图8所示的分离过程而彼此分离的两个 构件时，不需要添加材料，使得可以简化重新连结过程。另外，在分离过程和重新连 结过程期间，对两个构件的热影响非常有限，以至于防止了第一构件1和第二构件2 的材料特性因分离过程和重新连结过程而改变。

图11A至图11C示出了本发明的应用于电池端子的第三实施方式。图11A示出 了需要电力的供应或为充电而供应电力的电气装置43的引线端子41，以及电池44 的柱状电池端子42。引线端子41通过图1A至图1C中所示的过程借助结合部45连 结到电池端子42的顶端。结合部45主要由引线端子41的材料形成，但电池端子42 的少量材料也塑性移位，以便形成结合部45的一部分。因此，结合部45延伸到电池 端子42中。

图11B示出了对如图11A所示的最初彼此连结的引线端子41和电池端子42执 行分离过程的结果。图中未示出的分离旋转工具的探针已将结合部45的材料大部分 向上提升，使得结合部45转变成了提升部46。然而，在这种情况下，连结旋转工具 的肩部表面是平坦的，使得结合部45的顶端升高到引线端子41的周围部分的上表面 之上，但基本上是平坦的。

在分离过程之后，电池端子42的上表面与提升部46的下表面之间存在间隙，使 得可以容易地从电池端子42移除引线端子41(如图11C中所示)。此时，可能会在 电池端子42的表面上产生小的凹痕，并且少量的结合部45可能会留在小凹痕的上表 面上。

如果期望，如图11C中所示彼此分离的引线端子41和电池端子42可以通过图 3A至图3C中所示的过程重新连结。在这种情况下，通过使用合适的工具套组，将 提升部46向下推动到限定在电池端子42的上表面和提升部46的下表面之间的间隙 中，直到该间隙基本上被提升部46的材料填充，从而再次形成结合部45。该实施方 式也至少提供了第一实施方式和第二实施方式所提供的大部分优点。

已经根据具体实施方式描述了本发明，但本发明不受所说明的实施方式的限制，并且在不背离本发明精神的情况下，可以用各种方式进行改变和替换。例如，根据本 发明的分离过程和重新连结过程适用于相关构件最初通过摩擦搅拌焊接以外的方法(例如激光焊接、电点焊接、电弧焊接和使用化学剂的结合以及其他可能性)彼此连 结的情况。根据本发明的分离过程和重新连结过程可广泛用于维修、维护和回收各种 装置。

Claims (17)

1.一种用于将在结合部处彼此连结的第一构件和第二构件远离彼此分离的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述第一构件和所述第二构件放置在工作台上，其中所述第一构件背离所述工作台；

将夹紧环放置在所述第一构件的表面上，所述夹紧环具有抵靠所述第一构件的所述表面的接触表面以及延伸穿过所述接触表面的通孔，使得所述夹紧环的所述通孔与所述结合部对准；

将包括探针的分离旋转工具穿过所述夹紧环的所述通孔进给到所述第一构件的所述表面中，所述探针在其外周表面上具有螺纹，所述螺纹被定向成将所述结合部的至少一部分的材料提升离开所述第二构件而成为提升部；

将所述探针与所述夹紧环一起提升离开所述第一构件的所述表面；以及

将所述第一构件和所述第二构件远离彼此分离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述探针被进给到所述第一构件的所述表面中，直到所述探针的末端超越所述第一构件和所述第二构件之间的界面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分离旋转工具还包括主体，所述主体具有比所述探针更大的外径，并以同轴关系连接到所述探针的基端，以便由所述主体的邻接所述探针的所述基端的部分限定环形的肩部表面，使得在进给所述分离旋转工具的步骤中，所述提升部被接纳在由所述肩部表面、所述探针的所述外周表面以及所述通孔的内周表面限定的环形空间中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述分离旋转工具的所述肩部表面是平面的。

5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

将所述第二构件放置在工作台上，并以紧密叠置的关系将所述第一构件放置在所述第二构件上，并使所述第一构件和所述第二构件处于在这两个构件最初彼此连结时的相对位置；

将夹紧环放置在所述第一构件的所述表面上，所述夹紧环具有抵靠所述第一构件的所述表面的接触表面以及正交于所述接触表面延伸的通孔，使得所述夹紧环的所述通孔与所述提升部对准；

将包括旋转探针的重新连结旋转工具穿过所述夹紧环的所述通孔进给到所述第一构件的所述表面中，以便将所述提升部的材料朝向所述第二构件再次推动成结合部；以及

将所述探针与所述夹紧环一起提升离开所述第一构件的所述表面。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述重新连结旋转工具被进给到所述第一构件的所述表面中，直到所述探针的末端延伸超过所述第一构件和所述第二构件之间的界面。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述探针在其外周表面上设置有螺纹，所述螺纹被定向成将所述提升部的所述材料朝向所述第二构件再次推动成结合部。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述重新连结旋转工具还包括主体，所述主体具有比所述探针更大的外径，并以同轴关系连接到所述探针的基端，以便由所述主体的邻接所述探针的所述基端的部分限定环形的肩部表面，在进给所述重新连结旋转工具的步骤中所述提升部被所述肩部表面压塌，并被接纳在由所述肩部表面、所述探针的所述外周表面和所述通孔的内周表面限定的环形空间中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述重新连结旋转工具的所述肩部表面是凹形形状的。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述重新连结旋转工具的所述探针具有比所述分离旋转工具的所述探针更大的直径和更小的长度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结合部沿所述第一构件的所述表面从起点延伸到终点，所述方法还包括在进给所述旋转探针的步骤之后并在提升所述探针的步骤之前沿所述结合部将所述夹紧环和所述探针从所述结合部的一个端部移动到另一端部以便将所述结合部转换成提升部的步骤，所述夹紧环的所述接触表面设置有凹槽，所述凹槽从所述通孔延伸到所述接触表面的外周，并且朝相对于所述夹紧环的移动来说的向后方向定向。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

将所述第二构件放置在工作台上，并以紧密叠置的关系将所述第一构件放置在所述第二构件上，并使所述第一构件和所述第二构件处于在这两个构件最初彼此连结时的相对位置；

将夹紧环放置在所述第一构件的所述表面上，所述夹紧环具有抵靠所述第一构件的所述表面的接触表面以及正交于所述接触表面延伸的通孔，使得所述夹紧环的所述通孔与所述提升部的一个端部对准；

将包括探针的重新连结旋转工具穿过所述夹紧环的所述通孔在所述提升部的一个端部处进给到所述第一构件的所述表面中；

将旋转的所述探针沿所述提升部移动，以便将所述提升部转换成所述结合部直到到达所述提升部的另一端部，所述夹紧环的所述接触表面设置有凹槽，所述凹槽从所述通孔延伸到所述接触表面的外周，并且朝相对于所述夹紧环的移动来说的向前方向定向；以及

将所述探针与所述夹紧环一起提升离开所述第一构件的所述表面。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述重新连结旋转工具被进给到所述第一构件的所述表面中，直到所述探针的末端延伸超过所述第一构件和所述第二构件之间的界面。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述探针在其外周表面上设置有螺纹，所述螺纹被定向成将所述提升部的所述材料朝向所述第二构件再次推动成结合部。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一构件的材料比所述第二构件的材料更容易变形。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一构件和所述第二构件是电子或电气部件的彼此电连接的部件。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一构件是引线端子，并且所述第二构件是电池端子。

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