DE102010061502A1 - Joining composite metal part and constructing sheet metal, comprises providing two outer cover plates made of metal and non-metallic layer arranged between the cover plates with other components made of metal - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines Verbundblechteils umfassend mindestens zwei äußere Deckbleche aus Metall und mindestens eine zwischen den Deckblechen angeordnete nichtmetallische Schicht, vorzugsweise eine Kunststoffschicht, mit einem weiteren Bauteil aus Metall. Daneben betrifft die Erfindung eine gefügte Blechkonstruktion umfassend ein Bauteil, welches mit dem Verbundblechteil gefügt ist.The invention relates to a method for joining a composite sheet metal part comprising at least two outer cover plates made of metal and at least one arranged between the cover plates non-metallic layer, preferably a plastic layer, with a further component made of metal. In addition, the invention relates to a joined sheet metal construction comprising a component which is joined to the composite sheet metal part.
Verbundblechteile, welche in Form eines Sandwichsbleches zwei äußere Deckbleche aus Metall und mindestens eine dazwischen liegende nichtmetallische, beispielsweise aus Kunststoff bestehende, Schicht aufweisen, werden zunehmend als sogenannte Leichtbleche im Kraftfahrzeugbau verwendet. Ein Grund für ihre zunehmende Verwendung liegt darin, dass die Verbundblechteile Eigenschaften aufweisen können, welche sich bei Vollmaterial häufig gegenseitig ausschließen. Beispielsweise ermöglicht ein gattungsgemäßes Verbundblechteil trotz seines geringen Gewichts sehr lokale Steifigkeiten und Festigkeiten und kann gute Schalldämpfung bereitstellen. Viele Anwendungen erfordern es aber, dass diese Verbundblechteile mit anderen Blechteilen oder Bauteilen gefügt werden müssen. Die häufig bei Blechen angewendeten Fügeverfahren, wie Schmelzschweißen und Löten, verursachen allerdings Probleme aufgrund ihres hohen Wärmeeintrags. Hierdurch können Schäden am Verbundblechteil entstehen, da die zwischen den metallischen Deckblechen angeordnete nichtmetallische Schicht bzw. Kunststoffschicht durch den Wärmeeintrag beschädigt werden kann. Das Schweißen und Löten von Verbundblechteilen mit anderen Bauteilen war bisher als kritisch eingestuft worden. Aus der US-Patentanmeldung US 2008/0087650 A1 ist ein Verfahren zur Reparatur eines geschweißten Verbundblechteils mit einem Bauteil, vorliegend einem Rohr, bekannt, bei welchem die defekte Schweißverbindung durch eine neue Schweißverbindung ersetzt werden soll. Bei diesem bekannten Verfahren wird zunächst ein Dorn durch das Verbundblechteil bis zum Rohr getrieben. Der Dorn wird anschließend entfernt und die entsprechende Stelle über ein Widerstandsschweißen punktgeschweißt. Beim Eintreiben des Dornes durch das Verbundblechteil werden die beiden äußeren Deckbleche verformt und miteinander verbunden, so dass ein Stromfluss trotz der isolierenden nichtmetallischen Schicht zwischen den Deckblechen des Sandwichteils beim Widerstandsschweißen zustande kommt. Allerdings muss bei dem Verfahren das Verbundblechteil an dieser Stelle zerstört werden. Darüber hinaus kann eine Beschädigung der zwischen den äußeren Deckblechen bestehenden Kunststoffschicht beim Widerstandsschweißen in der Regel nicht ausreichend sicher vermieden werden. Das bekannte Verfahren ist daher nicht ohne weiteres für die Herstellung von gefügten Blechkonstruktionen, welche ein Verbundblechteil mit einem Bauteil aus Metall verbindet und beispielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet werden, geeignet. Zudem stellt das Eintreiben und Entfernen des Dorns einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt dar, der mit weiteren Kosten behaftet ist.Composite sheet metal parts, which in the form of a sandwich sheet two outer metal cover plates and at least one intervening non-metallic, for example made of plastic, layer are increasingly being used as so-called lightweight sheets in the automotive industry. One reason for their increasing use is that the composite sheet metal parts may have properties that are often mutually exclusive with solid material. For example, allows a generic composite sheet metal part despite its low weight very local stiffness and strength and can provide good soundproofing. Many applications, however, require that these composite sheet metal parts must be joined with other sheet metal parts or components. However, the joining methods often used in sheet metal, such as fusion welding and brazing, cause problems due to their high heat input. This can cause damage to the composite sheet metal part, since the arranged between the metal cover sheets non-metallic layer or plastic layer can be damaged by the heat input. The welding and brazing of composite sheet metal parts with other components has heretofore been classified as critical. US patent application US 2008/0087650 A1 discloses a method for repairing a welded composite sheet metal part with a component, in the present case a pipe, in which the defective welded joint is to be replaced by a new welded joint. In this known method, a mandrel is first driven through the composite sheet metal part to the pipe. The mandrel is then removed and the corresponding spot spot-welded by resistance welding. When driving the mandrel through the composite sheet metal part, the two outer cover plates are deformed and connected to each other, so that a current flow occurs despite the insulating non-metallic layer between the cover plates of the sandwich part in resistance welding. However, in the process, the composite sheet metal part must be destroyed at this point. In addition, damage to existing between the outer cover plates plastic layer in resistance welding usually can not be avoided with sufficient certainty. The known method is therefore not readily for the production of joined sheet metal structures, which connects a composite sheet metal part with a metal component and are used for example in motor vehicles suitable. In addition, the driving and removing the mandrel is an additional processing step, which is associated with further costs.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fügen von Verbundblechteilen mit weiteren Bauteilen zur Verfügung zu stellen, bei welchem die nichtmetallische Schicht des Verbundblechteils nicht oder nur in sehr geringem Maße beschädigt wird und dennoch eine hochfeste Verbindung zwischen einem Bauteil aus Metall und einem Verbundblechteil bereitgestellt wird. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine entsprechend gefügte Blechkonstruktion vorzuschlagen.Proceeding from this, the present invention has the object to provide a method for joining composite sheet metal parts with other components available, in which the non-metallic layer of the composite sheet metal part is not or only to a very limited extent damaged and yet a high-strength connection between a metal component and a composite sheet metal part is provided. Moreover, it is an object of the present invention to propose a correspondingly joined sheet metal construction.
Die oben genannte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass beide äußeren Deckbleche des Verbundblechteils zumindest teilweise vom Bauteil überlappt werden und im Überlappungsbereich das Bauteil mit mindestens einem der äußeren Deckbleche des Verbundblechteils gefügt wird. Anders als aus dem Stand der Technik bekannt, überlappt das Bauteil, mit welchem das Verbundblechteil verbunden werden soll, beide äußeren Deckbleche des Verbundblechteils und kann so beim Fügen, d. h. beim Kleben, Schweißen, Löten eine besonders feste Verbindung zwischen den äußeren Deckblechen des Verbundblechteils und dem Bauteil bereitstellen, ohne dass die zwischen den äußeren Deckblechen liegende nichtmetallische Schicht, welche vorzugsweise aus Kunststoff besteht, beeinträchtigt wird. Durch den beidseitigen Überlappungsbereich des Bauteils mit den beiden äußeren Deckblechen können beide äußeren Deckbleche zur Bereitstellung der Verbindung zwischen Bauteil und Verbundblechteil genutzt werden. Dies erhöht die Festigkeit der Verbindung und ermöglicht, dass nur die Deckbleche bei der Erzeugung der Verbindung involviert sind.The above object is achieved according to a first teaching of the present invention in that both outer cover plates of the composite sheet metal part are at least partially overlapped by the component and in the overlapping region, the component is joined with at least one of the outer cover sheets of the composite sheet metal part. Unlike in the prior art, the component to which the composite sheet metal part is to be connected overlaps both outer cover sheets of the composite sheet metal part and can thus be joined during joining, i. H. provide a particularly strong connection between the outer cover plates of the composite sheet metal part and the component during gluing, welding, soldering, without the non-metallic layer lying between the outer cover plates, which is preferably made of plastic, being impaired. Due to the overlapping region of the component on both sides with the two outer cover plates, both outer cover plates can be used to provide the connection between the component and the composite sheet metal part. This increases the strength of the joint and allows only the cover sheets to be involved in the formation of the joint.
Die Dicken für die verwendeten Metallteile liegen beim Verbundblechteil zwischen 0,1 bis 0,8 mm, wobei insbesondere maximal 0,5 mm vorzugsweise maximal 0,3 mm verwendet werden. Die zwischen den Deckblechen des Verbundblechteils vorgesehenen nichtmetallische Schicht, vorzugsweise eine Kunststoffschicht oder Kunststoffschaumschicht weist Dicken von 0,1 bis 1,5 mm auf. Durch die Auswahl der Legierungen, der Dicken der Metallteile sowie die Auswahl der Dicke der nichtmetallischen Schicht kann das Gesamtgewicht der Blechkonstruktion reduziert werden.The thicknesses for the metal parts used are in the composite sheet metal part between 0.1 to 0.8 mm, in particular a maximum of 0.5 mm, preferably a maximum of 0.3 mm are used. The provided between the cover plates of the composite sheet metal part non-metallic layer, preferably a plastic layer or plastic foam layer has thicknesses of 0.1 to 1.5 mm. By selecting the alloys, the thicknesses of the metal parts as well as the selection of the thickness of the non-metallic layer, the total weight of the sheet metal construction can be reduced.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann alternativ oder kummulativ ein Verbindungsteil aus einem Metall verwendet werden, welches ein- oder beidseitig die äußeren Deckbleche des Verbundblechteils zumindest teilweise überlappt, das Verbindungsteil im Überlappungsbereich zumindest mit einem äußeren Deckblech des Verbundblechteils gefügt ist, wobei das Verbindungsteil zusätzlich mit dem Bauteil über eine stoff-, form- und/oder kraftschlüssige Verbindung verbunden ist. Die Verwendung eines Verbindungsteils, welches den Überlappungsbereich mit dem Verbundblechteil einseitig oder beidseitig des Verbundblechteils bereitstellt, verbessert die Flexibilität hinsichtlich der Befestigungsmöglichkeiten eines Verbundblechteils an dem Bauteil aus Metall deutlich. Insbesondere ist es möglich, das Verbundblechteil ohne Anpassung des Bauteils mit diesem zu verbinden und eine sehr gute Anbindung des Verbundblechteils an das Bauteil allein durch eine Verbindung des Verbindungsteils mit dem Bauteil zu erzielen. Wird das Verbindungsteil anstelle des Bauteils alternativ zur Ausbildung eines Überlappungsbereichs mit dem Verbundblechteil verwendet, überlappt das Verbindungsteil beide äußeren Deckbleche des Verbundblechteils zumindest teilweise und kann damit eine Fügefläche zwischen Verbindungsteil und dem Verbundblechteil bzw. den äußeren Deckblechen des Verbundblechteils bereitstellen. Bei der kummulativen Verwendung eines Verbindungsteils stellt das Verbindungsteil einen Überlappungsbereich auf einem der äußeren Deckbleche des Verbundblechteils bereit und wird einerseits mit dem Verbundblechteil und andererseits mit dem Bauteil gefügt. Auch hierdurch ergibt sich eine besonders gute Verbindung zwischen Verbundblechteil und Bauteil ohne die zwischen den äußeren Deckblechen angeordnete Kunststoffschicht zu beschädigen.According to a further embodiment of the method according to the invention may alternatively or cumulatively, a connecting part made of a metal is used which at least partially overlaps the outer cover plates of the composite sheet metal part on one or both sides, the connecting part is joined in the overlapping region at least with an outer cover plate of the composite sheet metal part, wherein the connecting part additionally with the component via a material, form - And / or non-positive connection is connected. The use of a connecting part, which provides the overlapping area with the composite sheet metal part on one or both sides of the composite sheet metal part, remarkably improves the flexibility with regard to the fastening possibilities of a composite sheet metal part to the metal structural part. In particular, it is possible to connect the composite sheet metal part without adaptation of the component with this and to achieve a very good connection of the composite sheet metal part to the component solely by a connection of the connecting part with the component. If the connecting part is used instead of the component as an alternative to forming an overlapping region with the composite sheet metal part, the connecting part at least partially overlaps both outer cover sheets of the composite sheet metal part and can thus provide a joining surface between the connecting part and the composite sheet metal part or the outer cover sheets of the composite sheet metal part. In the cumulative use of a connecting part, the connecting part provides an overlapping area on one of the outer cover sheets of the composite sheet metal part and is joined, on the one hand, to the composite sheet metal part and, on the other hand, to the structural part. This also results in a particularly good connection between the composite sheet metal part and component without damaging the plastic layer arranged between the outer cover plates.
Als Metalle kommen sowohl für das Verbindungsteil als auch für das Bauteil Stahl, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen in Frage. Die Dicke des Verbindungsteils ist derart anzupassen, dass es in der Konstruktion keine Schwachstelle bildet.Suitable metals for both the connecting part and for the component steel, aluminum or magnesium alloys in question. The thickness of the connecting part is to be adjusted so that it does not form a weak point in the construction.
Überlappt gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Verbindungsteil das Verbundblechteil und das Bauteil zumindest teilweise beidseitig und wird in den gebildeten Überlappungsbereichen das Verbindungsteil mit dem Bauteil und dem Verbundblechteil gefügt, kann beispielsweise auch das Bauteil als sandwichartiges Verbundblech ausgebildet sein und dennoch eine einfache Fügeverbindung zwischen beiden Verbundblechteilen zur Verfügung gestellt werden.According to a further embodiment of the method according to the invention, the connecting part overlaps the composite sheet metal part and the component at least partially on both sides and joined in the formed overlapping areas, the connecting part with the component and the composite sheet metal part, for example, the component may be formed as a sandwich-like composite sheet and yet a simple joint connection between be made available to both composite sheet metal parts.
Besteht gemäß einer weiteren Ausgestaltung das Bauteil aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise ebenfalls aus einem Leichtblech, kann eine zusätzliche Gewichtsersparnis erzielt werden. Eine besonders gut mit einem Verbindungsteil oder mit dem Verbundblechteil schweißbare oder lötbare Verbindung kann dagegen bereitgestellt werden, wenn das Bauteil aus einem metallischen Vollmaterial besteht.According to a further embodiment, if the component consists of a composite material, for example likewise of a lightweight sheet, an additional weight saving can be achieved. On the other hand, a connection which can be welded or soldered particularly well with a connection part or with the composite sheet metal part can be provided if the component consists of a metallic solid material.
Besonders einfache Verbindungsteile können dadurch bereitgestellt werden, dass diese einen s-förmigen, y-förmigen, einen doppelt y-förmigen oder einen x-förmigen Querschnitt aufweisen. S-förmige Verbindungsteile dienen dazu das Verbundblechteil einseitig zu überlappen. Y-förmige Verbindungsteile können dagegen an einem Ende des Verbindungsteils ein Verbundblechteil beidseitig überlappen und an dem gegenüberliegenden Ende einen mit einem Bauteil verschweißbaren Anbindungsbereich zur Verfügung stellen. Der doppelt y-förmige Querschnitt stellt an beiden Enden des Verbindungsteils einen Überlappungsbereich bereit, so dass beispielsweise auf einfache Weise ein Bauteil, welches als Verbundblechteil ausgebildet ist, mit dem Verbundblechteil gefügt werden kann. Dies gilt auch für ein Verbindungsteil, welches einen x-förmigen Querschnitt aufweist. Weist das Verbindungsteil eine Bördelung auf, kann auch das Verbundblechteil in die gebildete Falz der Bördelung eingebracht werden und ein beidseitiger Überlappungsbereich der äußeren Deckbleche des Verbundblechteils zum Fügen zur Verfügung gestellt werden.Particularly simple connecting parts can be provided by having an S-shaped, Y-shaped, a double Y-shaped or an X-shaped cross section. S-shaped connecting parts serve to overlap the composite sheet metal part on one side. On the other hand, Y-shaped connecting parts can overlap on both sides at one end of the connecting part a composite sheet metal part and at the opposite end provide a connection area that can be welded to a component. The double Y-shaped cross-section provides an overlapping area at both ends of the connecting part, so that, for example, a component, which is designed as a composite sheet metal part, can be joined to the composite sheet metal part in a simple manner. This also applies to a connecting part which has an x-shaped cross section. If the connecting part has a flanging, the composite sheet metal part can also be introduced into the formed fold of the flanging and a two-sided overlapping area of the outer cover sheets of the composite sheet metal part can be made available for joining.
Zur Vermeidung von Korrosion im Bereich der Kante des Verbundblechteils kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens an die im Überlappungsbereich aufgenommenen Kante des Verbundblechteils zumindest teilweise über eine Dichtklebung abgedichtet werden. Die Dichtklebung wird stirnförmig an der Kante des Verbundblechteils angeordnet, so dass die Kante vor Korrosion geschützt ist.To avoid corrosion in the region of the edge of the composite sheet metal part, according to a further embodiment of the method according to the invention, at least partially sealed by a sealing adhesive to the edge of the composite sheet metal part received in the overlapping region. The sealing adhesive is arranged end-to-end on the edge of the composite sheet metal part, so that the edge is protected against corrosion.
Beim Fügen von Verbundblechteilen mit Bauteilen aus Metall kommen verschiedene Fügeverfahren in Frage. Vorteilhaft ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dann, wenn das Fügen durch ein Widerstandsschweißen, ein Laserschweißen, ein Löten aber auch ein Kleben erfolgt. Bei den Schweiß- oder Lötverfahren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren jeweils eine ausreichende Metallgrenzfläche zur Verfügung gestellt, welche beispielsweise geschweißt oder gelötet werden kann. Beim Kleben stellt das beidseitige Überlappen des Verbundblechteils ausreichende Klebeflächen zur Verfügung, um die stoffschlüssige Verbindung zwischen Verbundblechteil und Bauteil bzw. Verbindungsteil ausreichend stabil auszugestalten.When joining composite sheet metal parts with components made of metal, different joining methods come into question. The application of the method according to the invention is advantageous if the joining takes place by means of resistance welding, laser welding, soldering but also gluing. In the welding or soldering processes, in each case a sufficient metal boundary surface is provided by the method according to the invention, which can be welded or soldered, for example. When gluing the two-sided overlapping of the composite sheet metal part sufficient adhesive surfaces available to make the cohesive connection between the composite sheet metal part and component or connecting part sufficiently stable.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Ausbildung der Strompfade beim Widerstandsschweißen Klemmelektroden, Rollenelektroden und/oder Strombrücken verwendet. Bevorzugt wird auch eine Rollenelektrode als Schweißelektrode verwendet. Alle drei Elektrodenformen sind besonders einfach und können eine ausreichende Stromführung bzw. eine ausreichende Erwärmung der Kontaktzonen, beispielsweise im Falle von Schweißelektroden, bereitstellen.According to a further embodiment of the method according to the invention, clamping electrodes, roller electrodes and / or current bridges are used to form the current paths in resistance welding. Preferably, a roller electrode is used as a welding electrode. All three electrode forms are particularly simple and can provide sufficient current conduction or sufficient heating of the contact zones, for example in the case of welding electrodes.
Werden beim einseitigen oder zweiseitigen Widerstandsschweißen mindestens zwei Strompfade gebildet, wobei ein erster Strompfad sich über eine erste Schweißelektrode und die beiden äußeren Deckbleche des Verbundblechteils bis zur Kontaktierungselektrode oder bis zu einer zweiten Schweißelektrode erstreckt und erstreckt sich mindestens ein zweiter Strompfad von der ersten Schweißelektrode über den Überlappungsbereich des Bauteils und/oder des Verbindungsteils, über das Bauteil selbst und/oder das Verbindungsteil selbst bis zur Kontaktierungselektrode oder der zweiten Schweißelektrode, kann ein Widerstandsschweißen eines Verbundblechteils durchgeführt werden, bei welchem insbesondere eine qualitativ hochwertige Schweißverbindung zwischen dem äußeren Deckblech und dem Bauteil bzw. dem Verbindungsteil erzeugt wird, ohne die dazwischen liegende, nichtmetallische Schicht bzw. Kunststoffschicht des Verbundblechteils zu beeinträchtigen. Vor allem können hierdurch ausreichend prozesssicher stabile Schweißverbindungen zwischen dem Verbundblechteil und einem Bauteil oder einem Verbindungsteil aus Metall zur Verfügung gestellt werden.If at least two current paths are formed in one-sided or two-sided resistance welding, wherein a first current path extends over a first welding electrode and the two outer cover plates of the composite sheet metal part to the contacting electrode or to a second welding electrode and at least one second current path extends from the first welding electrode over the Overlap region of the component and / or the connecting part, on the component itself and / or the connecting part itself to the bonding electrode or the second welding electrode, a resistance welding of a composite sheet metal part can be carried out, in which in particular a high quality welded joint between the outer cover plate and the component or ., The connecting part is produced without affecting the intermediate, non-metallic layer or plastic layer of the composite sheet metal part. Above all, this makes it possible to provide sufficiently reliable welded joints between the composite sheet metal part and a component or a connecting part made of metal.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verbindungsteil Prägungen auf, welche vor dem Widerstandsschweißen die nichtmetallische Schicht bzw. die Kunststoffschicht des Verbundblechteils beispielsweise lokal durchstoßen, so dass beim Widerstandsschweißen Schweißverbindungspunkte an den Durchstoßstellen gebildet werden. Diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfordert lediglich einen einzigen Strompfad, welcher sich von der ersten Elektrode durch das Verbindungsteil über die Prägungen zu einem äußeren Deckblech des Verbundblechteils und anschließend zur zweiten Elektrode führt. Auch die Elektrodengeometrie kann bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders einfach ausgestaltet werden.According to a further embodiment of the method according to the invention, the connecting part has embossments which, for example, locally pierce the non-metallic layer or the plastic layer of the composite sheet metal part prior to the resistance welding so that welding connection points are formed at the penetration points during resistance welding. This variant of the method according to the invention requires only a single current path, which leads from the first electrode through the connecting part via the embossings to an outer cover plate of the composite sheet metal part and then to the second electrode. Also, the electrode geometry can be made particularly simple in this embodiment of the method according to the invention.
Gemäß einer zum Widerstandsschweißen alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Schmelzschweißen unter Verwendung eines Laserstrahls durchgeführt, bei welchem der Laserstrahl die äußeren Deckbleche des Verbundblechteils nicht vollständig durchdringt. Hierdurch wird erreicht, dass der Laserstrahl, welcher zur Erzeugung der Schweißverbindung das Bauteil bzw. das Verbindungsteil durchdringt und auf die äußeren Deckbleche des Verbundblechteils trifft, die nichtmetallische Schicht bzw. die Kunststoffschicht zwischen den äußeren Deckblechen des Verbundblechteils nicht in Mitleidenschaft zieht. Bei diesem Verfahren ist es auch möglich, dass beim Schmelzschweißen eine Kehlnaht zwischen Bauteil bzw. Verbindungsteil und einem äußeren Deckblech des Verbundblechteils erzeugt wird, welche stirnseitig entlang der Kante der die Überlappungsbereiche bildenden Bereiche des Bauteils oder des Verbindungsteils verläuft. Bei beiden Konfigurationen wird die nichtmetallische Zwischenlage des Verbundblechteils so wenig wie möglich beeinträchtigt.According to an alternative embodiment of the method according to the invention for resistance welding, fusion welding is carried out using a laser beam in which the laser beam does not completely penetrate the outer cover plates of the composite sheet metal part. This ensures that the laser beam, which penetrates the component or the connecting part for producing the welded joint and meets the outer cover sheets of the composite sheet metal part, does not affect the non-metallic layer or the plastic layer between the outer cover sheets of the composite sheet metal part. In this method, it is also possible that a fillet weld between the component or connecting part and an outer cover plate of the composite sheet metal part is produced during fusion welding, which extends along the edge of the overlapping regions forming portions of the component or the connecting part. In both configurations, the non-metallic interlayer of the composite sheet metal part is affected as little as possible.
Ebenfalls alternativ zum Widerstandsschweißen und zum Schmelzschweißen ist es möglich, ein MIG-Löten durchzuführen, wobei die äußeren Deckbleche des Verbundblechteils mit dem Überlappungsbereich des Bauteils und/oder des Verbindungsbereichs verlötet werden. Auch bei diesem Verfahren besteht die Möglichkeit die nichtmetallische Zwischenschicht des Verbundblechteils unbeschädigt zu lassen, da sich die Erwärmung insbesondere auf die Grenzfläche zwischen Bauteil und/oder Verbindungsteil zu den äußeren Deckblechen beschränkt.Also as an alternative to resistance welding and fusion welding, it is possible to carry out MIG brazing, with the outer cover sheets of the composite sheet metal part being brazed to the overlapping region of the component and / or the joining region. Also in this method, it is possible to leave the non-metallic intermediate layer of the composite sheet metal part undamaged, since the heating is limited in particular to the interface between the component and / or connecting part to the outer cover plates.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch eine gefügte Blechkonstruktion gelöst, welche vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist und ein Bauteil aus Metall und ein mit dem Bauteil gefügtes Verbundblechteil aufweist, welches mindestens zwei äußere Deckbleche aus Metall und mindestens eine zwischen den Deckblechen angeordnete nichtmetallische Schicht, vorzugsweise eine Kunststoffschicht, umfasst. Bei der gefügten Blechkonstruktion überlappen das Bauteil und/oder ein mit dem Bauteil verbundenes Verbindungsteil aus Metall das Verbundblechteil zumindest teilweise. Im Überlappungsbereich des Bauteils und/oder des Verbindungsteils ist mindestens eine gefügte Verbindung, insbesondere Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung zwischen den Deckblechen und dem Bauteil und/oder dem Verbindungsteil vorgesehen. Wie bereits zuvor ausgeführt, ermöglicht die erfindungsgemäße Blechkonstruktion, dass ein Verbundblechteil ohne Beschädigung oder wesentliche Beeinträchtigung der nichtmetallischen Zwischenschicht mit einem Bauteil gefügt werden kann. Die erfindungsgemäße Blechkonstruktion verfügt nicht nur über verbesserte Eigenschaften gegenüber Vollmaterialblechkonstruktionen, sondern kann auch auf einfache Weise hergestellt werden. Die Blechkonstruktion kann dabei sowohl aus Stahl, einer Aluminiumlegierung oder auch einer Magnesiumlegierung bestehen. Die üblichen Metallblechdicken, welche für die Verbundblechteile bzw. Leichtbleche verwendet werden, betragen zwischen 0,1 mm und 0,8 mm bei den Deckblechen, wobei insbesondere maximal 0,5 mm vorzugsweise maximal 0,3 mm dicke Deckbleche verwendet werden. Die nichtmetallische Zwischenschicht des Verbundblechteils weist üblicherweise eine Schichtdicke von 0,1 mm bis 1,5 mm auf.According to a second teaching of the present invention, the above-described object is achieved by a joined sheet metal construction, which has preferably been produced by the method according to the invention and a component made of metal and joined to the component composite sheet metal part having at least two outer cover sheets of metal and at least a non-metallic layer, preferably a plastic layer, arranged between the cover plates. In the joined sheet metal construction, the component and / or a connection part made of metal connected to the component at least partially overlap the composite sheet metal part. At least one joined connection, in particular welding, soldering or adhesive connection between the cover plates and the component and / or the connecting part is provided in the overlapping region of the component and / or the connecting part. As already stated above, the sheet metal construction according to the invention makes it possible to join a composite sheet metal part to a component without damage or substantial impairment of the nonmetallic intermediate layer. The sheet metal construction according to the invention not only has improved properties compared to solid sheet metal constructions, but can also be produced in a simple manner. The sheet metal construction can consist of steel, an aluminum alloy or a magnesium alloy. The usual sheet metal thicknesses which are used for the composite sheet metal parts or lightweight sheets, be between 0.1 mm and 0.8 mm in the cover sheets, in particular a maximum of 0.5 mm, preferably a maximum of 0.3 mm thick cover sheets are used. The non-metallic intermediate layer of the composite sheet metal part usually has a layer thickness of 0.1 mm to 1.5 mm.
Gemäß einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Blechkonstruktion ist mindestens ein Verbindungsteil mit einem s-förmigen, y-förmigen, einem doppelt y-förmigen oder einen x-förmigen Querschnitt und/oder einer Bördelung zur Aufnahme der zu überlappenden Bereiche des Verbundblechteils vorgesehen, wobei das Verbindungsteil mit dem Bauteil stoff-, kraft-, und/oder formschlüssig verbunden ist. Wie bereits zuvor ausgeführt, ermöglicht die Verwendung mindestens eines Verbindungsteils mit einem entsprechenden Querschnitt eine einfache und flexible Verbindung des Bauteils mit dem Verbundblechteil unabhängig von der spezifischen Geometrie und Werkstoff des Bauteils. Beispielsweise lassen sich je nach Wahl des Verbindungsteils sowohl flanschbehaftete Bauteile als auch flanschlose Bauteile mit einem Verbundblechteil fügen. According to a next embodiment of the sheet metal construction according to the invention at least one connecting part with an s-shaped, y-shaped, a double y-shaped or an x-shaped cross-section and / or a flange for receiving the regions of the composite sheet metal part to be overlapped is provided, wherein the connecting part with the component material, force, and / or positively connected. As stated previously, the use of at least one connecting part with a corresponding cross-section allows a simple and flexible connection of the component with the composite sheet metal part, regardless of the specific geometry and material of the component. For example, depending on the choice of the connecting part, both flanged components and flangeless components can be joined with a composite sheet metal part.
Eine besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Blechkonstruktion wird dadurch erreicht, dass das Bauteil und das Verbundblechteil ein Teil eines Kraftfahrzeugs bilden. Gerade im Kraftfahrzeugbau spielt bei gleichen oder verbesserten Steifigkeit- und Festigkeitseigenschaften eine zusätzliche Gewichtsersparnis eine große Rolle. Insbesondere vorteilhaft ist dabei die Verwendung der gefügten Blechkonstruktion im Bereich der Kraftfahrzeugkarosserie.A particularly preferred variant of the sheet metal construction according to the invention is achieved in that the component and the composite sheet metal part form part of a motor vehicle. Especially in the automotive industry with the same or improved stiffness and strength properties an additional weight saving plays a major role. Particularly advantageous is the use of the joined sheet metal construction in the area of the motor vehicle body.
So kann gemäß zweier weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Blechkonstruktion ein besonderer Gewichtsvorteil dadurch erzielt werden, dass das Bauteil als Seitenholm oder als eine seitliche Verstärkung einer Motorhaube und das Verbundblechteil als Dach einer Kraftfahrzeugkarosserie oder als Motorhaube ausgebildet ist. In beiden Varianten verringert die Verwendung des Verbundblechteils das Gewicht des Kraftfahrzeuges, wobei gleichzeitig die Eigenschaften bezüglich der lokalen Beulsteifigkeit und -festigkeit gegenüber Vollmaterial erhalten werden. Darüber hinaus können Schall- und Aufpralldämpfung verbessert werden.Thus, according to two further embodiments of the sheet metal construction according to the invention a particular weight advantage can be achieved that the component is designed as a side rail or as a lateral reinforcement of a hood and the composite sheet metal part as a roof of a motor vehicle body or as a bonnet. In both variants, the use of the composite sheet metal part reduces the weight of the motor vehicle, while at the same time preserving the local buckling resistance and rigidity with respect to solid material. In addition, sound and impact attenuation can be improved.
Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt inIn addition, the invention will be explained in more detail with reference to embodiments in conjunction with the drawings. The drawing shows in
Zunächst zeigt
Die Schweißelektroden
Aufgrund der Verteilung des Stroms auf beide Strompfade ergibt sich im Bereich der Schweißzone
Die
In
Die Verwendung eines doppelt y-förmigen Verbindungsteils
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem ein Widerstandsschweißen verwendet wird, zeigen
In
Eine weitere Alternative zum zweiseitigen Widerstandsschweißen eines Verbundblechteils mit einem Verbindungsteil zeigt
Die
Alternativ kann das Verbundblechteil
In den
In
Die
Die in den
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