DE102017213586A1 - Methods and compounds for welding dissimilar sheet materials - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Verschweißen eines Blechstapels angegeben, der mehrere Bleche aus unterschiedlichen Materialien aufweist. In einem Aspekt enthalten die Stahlbleche ein Aluminiumblech und ein heißgalvanisiertes Stahlblech. In einem Aspekt enthält das Verfahren, das heißgalvanisierte Blech an ein heißgestanztes Stahlblech widerstandspunktzuschweißen, das zwischen dem Aluminiumblech und dem heißgalvanisierten Blech angeordnet ist, wobei das heißgalvanisierte Stahlblech Spannungsentlastungsabschnitte enthält. Das Verfahren enthält ferner das Anordnen einer Metallfolie auf dem Aluminiumblech und das Verdampfen der Metallfolie, damit Abschnitte des Aluminiumblechs durch die Spannungsentlastungsabschnitte des heißgestanzten Stahlblechs vorstehen, um die Abschnitte des Aluminiumblechs an das galvanisierte Stahlblech zu schweißen. In einem anderen Aspekt enthält das Verfahren das Anordnen der Metallfolie auf einem angehobenen Abschnitt des Aluminiumblechs und das Vorstehen des angehobenen Abschnitts des Aluminiums auf das heißgalvanisierte Stahlblech.The invention relates to a method for welding a sheet stack comprising a plurality of sheets of different materials. In one aspect, the steel sheets include an aluminum sheet and a hot-galvanized steel sheet. In one aspect, the method includes resistance point welding the hot-galvanized sheet to a hot stamped steel sheet disposed between the aluminum sheet and the hot-galvanized sheet, the hot-galvanized steel sheet including stress relief portions. The method further includes placing a metal foil on the aluminum sheet and vaporizing the metal foil so that portions of the aluminum sheet protrude through the stress relief portions of the hot stamped steel sheet to weld the portions of the aluminum sheet to the galvanized steel sheet. In another aspect, the method includes placing the metal foil on a raised portion of the aluminum sheet and projecting the raised portion of the aluminum onto the hot-galvanized steel sheet.
Description
Querverweis auf verwandte AnmeldungenCross-reference to related applications
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/371565, eingereicht am 05. August 2016.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 62/371565, filed on Aug. 5, 2016.
Hintergrundbackground
Der hierin offenbare Gegenstand betrifft Verfahren und entsprechende Verbindungen zum Verschweißen von unähnlichen Blechmaterialien oder Legierungen.The subject matter disclosed herein relates to methods and corresponding compounds for welding dissimilar sheet materials or alloys.
Reibrührschweißen ist weithin als Prozess bekannt, um mehrere Aluminiumwerkstücke oder -bleche miteinander zu verbinden. Beim Reibrührschweißen werden aufeinander gelegte Bleche verbunden, indem ein zylindrisches Werkzeug, das an der Spitze einen Vorsprung hat, fest gegen die aufeinander gelegten Bleche gedrückt wird, während das Werkzeug gedreht wird, und ein Bereich um das Verbindungsteil herum mittels der Drehkraft des Werkzeugs plastisch zum Fließen gebracht und gerührt wird, während der Vorsprung des Werkstücks in die Bleche eindringt und Reibungswärme erzeugt. Diese Wärme schmilzt oder schweißt wiederum die Bleche zusammen. Reibrührschweißen wird weithin in verschiedenen Industrien verwendet, die Aluminiumwerkstücke oder Bleche verwenden. Zum Beispiel kann Reibrührschweißen zur Automobilherstellung verwendet werden.Friction stir welding is widely known as a process for joining multiple aluminum workpieces or sheets together. In friction stir welding, overlaid sheets are joined by pressing a cylindrical tool having a projection at the tip firmly against the overlaid sheets while the tool is rotated, and a portion around the connecting piece by means of the rotational force of the tool plastically Flow is brought and stirred, while the projection of the workpiece penetrates into the sheets and generates frictional heat. This heat melts or welds the sheets together again. Friction stir welding is widely used in various industries that use aluminum workpieces or sheets. For example, friction stir welding may be used for automobile manufacturing.
Wenn man bestimmte herkömmliche Reibrührschweißtechniken und -verfahren anwendet, kann das Verschweißen eines Aluminiumblechs mit einem Blech aus unterschiedlichem Material, zum Beispiel Stahlblech, schwierig sein. Gegenwärtige Versuche zur Verwendung von herkömmlichen Widerstandpunkschweißtechniken haben zu Spannungskorrosionsbruch geführt, und haben Schweißungen ergeben, die nicht für strukturelle Anwendungen geeignet sind (zum Beispiel das Zusammenhalten von Blechen oder Stücken mit Schweißungen, die stark genug sind, um zum Beispiel Crashtestsanforderungen zu erfüllen). Demzufolge bleibt in der Technik Bedarf nach einem Prozess zum Verbinden von Blechen aus unähnlichen Materialien, wie etwa Aluminium und Stahl.When applying certain conventional friction stir welding techniques and methods, welding an aluminum sheet to a sheet of different material, for example steel sheet, may be difficult. Current attempts to use conventional resistance punk welding techniques have resulted in stress corrosion cracking and have resulted in welds that are not suitable for structural applications (for example, holding sheets or pieces with welds strong enough to meet, for example, crash test requirements). Accordingly, there remains a need in the art for a process for joining sheets of dissimilar materials, such as aluminum and steel.
ZusammenfassungSummary
Diese Zusammenfassung soll eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form bieten, die nachfolgend in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Diese Zusammenfassung dient nicht dazu, Schlüsselmerkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch dient sie als als Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands.This summary is intended to provide a selection of concepts in a simplified form that are further described below in the detailed description. This summary is not intended to identify key features of the claimed subject matter, nor does it serve as an aid in determining the scope of the claimed subject matter.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Schweißverfahren angegeben. Das Verfahren enthält das Anlegen eines Stroms an einen Blechstapel zum Widerstandspunktschweißen eines ersten Blechs des Blechstapels auf ein zweites Blech des Blechstapels, wobei das zweite Blech zumindest einen Ausschnitt enthält. Das Verfahren enthält auch das Anordnen von zumindest einer Metallfolie auf einer ersten Seite eines dritten Blechs des Blechstapels. Das Verfahren enthält ferner das Verdampfen der zumindest einen Metallfolie, damit zumindest ein Abschnitt des dritten Blechs durch den zumindest einen Ausschnitt des zweiten Blechs vom ersten Blech vorsteht, um eine Schweißung zu bilden.According to one aspect of the present disclosure, a welding method is provided. The method includes applying a current to a sheet stack for resistance spot welding a first sheet of sheet stack to a second sheet of the sheet pile, the second sheet including at least one cutout. The method also includes placing at least one metal foil on a first side of a third sheet of the sheet stack. The method further includes vaporizing the at least one metal foil so that at least a portion of the third sheet protrudes through the at least a portion of the second sheet from the first sheet to form a weld.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Schweißverfahren angegeben. Das Verfahren enthält Plattieren eines ersten Blechs eines Blechstapels mit einem Übergangsmaterial. Das Verfahren enthält auch das Anheben von zumindest einem Abschnitt eines zweiten Blechs des Blechstapels mit einem Winkel, wobei sich der zumindest eine angehobene Abschnitt von einem Rand des zweiten Blechs aufwärts erstreckt. Das Verfahren enthält ferner das Anordnen von zumindest einer Metallfolie auf dem zumindest einem angehobenen Abschnitt des zweiten Blechs. Das Verfahren enthält das Verdampfen der zumindest einen Metallfolie, damit der zumindest eine anghobene Abschnitt des zweiten Blechs auf das erste Blech vorsteht.In another aspect of the present disclosure, a welding method is provided. The method includes plating a first sheet of a sheet stack with a transition material. The method also includes raising at least a portion of a second sheet of sheet stack with an angle, wherein the at least one raised portion extends upwardly from an edge of the second sheet. The method further includes placing at least one metal foil on the at least one raised portion of the second sheet. The method includes evaporating the at least one metal foil so that the at least one raised portion of the second plate protrudes onto the first plate.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Schweißverfahren angegeben. Das Verfahren enthält das Anlagen eines Stroms an einen Blechstapel zum Widerstandspunkschweißen eines ersten Blechs des Blechstapels auf ein zweites Blech des Blechstapels, wobei das zweite Blech zumindest einen Ausschnitt enthält. Das Verfahren enthält auch das Anordnen von zumindest einer Metallfolie auf einer ersten Seite eines dritten Blechs des Blechstapels, wobei das dritte Blech mit einem Übergangsmaterial plattiert ist. Das Verfahren enthält ferner das Verdampfen der zumindest einen Metallfolie, damit zumindest ein Abschnitt des dritten Blechs durch den zumindest einen Ausschnitt des zweiten Blechs zu dem ersten Blech vorsteht, um eine Schweißung zu bilden.In another aspect of the present disclosure, a welding method is provided. The method includes applying a current to a stack of sheet metal for resistance sputter welding a first sheet of the sheet stack to a second sheet of the stack of sheets, the second sheet including at least one cutout. The method also includes placing at least one metal foil on a first side of a third sheet of the sheet stack, the third sheet being clad with a transition material. The method further includes vaporizing the at least one metal foil so that at least a portion of the third sheet protrudes through the at least a portion of the second sheet to the first sheet to form a weld.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Folienverdampfungsaktuatorschweiß-(VFAW)-Teil angegeben. Das Teil enthält ein erstes Blech eines Blechstapels, das auf ein zweites Blech der Blechstapel an mehreren Schweißpunkten widerstandspunktgeschweißt ist, wobei das zweite Blech eine Mehrzahl von Ausschnitten enthält. Das Teil enthält auch ein drittes Blech des Blechstapels, das auf das erste Blech durch die Mehrzahl von Ausschnitten geschweißt ist. Eine Abwechslung der Schweißpunkte und Schweißungen in der Mehrzahl von Ausschnitten bildet einen mechanischen Ineinandergriff.In another aspect of the present disclosure, a film evaporation actuator weld (VFAW) member is provided. The part includes a first sheet of a sheet stack which is resistance point welded to a second sheet of the sheet stacks at a plurality of weld points, the second sheet including a plurality of cutouts. The part also contains a third sheet of the sheet stack resting on the first sheet by the plurality of Cut-outs welded. A variety of welds and welds in the plurality of cutouts forms a mechanical mesh.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die neuartigen Merkmale, die als charakteristische Aspekte der Offenbarung angesehen werden, sind in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. In der folgenden Beschreibung sind gleiche Teile in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Die Zeichnungen und Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und bestimmte Figuren können zugunsten der Klarheit und der Konsistenz in herausgehobener oder verallgemeinerter Form gezeigt sein. Jedoch wird die Offenbarung selbst, sowie eine bevorzugte Anwendungsform, weitere Ziele und Vorteile davon, am besten in Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Offenbarung verständlich, wenn man sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen liest, wobei:The novel features believed to be characteristic aspects of the disclosure are set forth in the appended claims. In the following description, like parts throughout the specification and drawings have been given the same reference numerals. The drawings and figures are not necessarily to scale, and certain figures may be shown in emphasized or generalized form for the sake of clarity and consistency. However, the disclosure itself, as well as a preferred embodiment thereof, other objects and advantages thereof, will be best understood by reference to the following detailed description of exemplary embodiments of the disclosure, when read in conjunction with the accompanying drawings, wherein:
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Allgemein beschrieben gibt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Schweißen eines Blechstapels an, der mehrere Bleche aus unterschiedlichen Materialien aufweist. In einem Aspekt enthält der Blechstapel ein Aluminiumblech und ein heißgalvanisiertes Stahlblech. In einem Aspekt kann das Verfahren das Widerstandspunktschweißen des heißgalavanisierten Blechs an ein heißgestanztes Stahlblech enthalten, das zwischen dem Aluminiumblech und dem heißgalvanisierten Blech angeordnet wird, wobei das heißgestanzte Stahlblech Spannungsentlastungsabschnitte enthält. Das Verfahren kann ferner enthalten, eine Metallfolie auf dem Aluminiumblech anzuordnen und die Metallfolie zu verdampfen, so dass Abschnitte des Aluminiumblechs durch die Spannungsentlastungsabschnitte des heißgestanzten Stahlblechs vorstehen, um die Abschnitte des Aluminiumblechs an das galvanisierte Stahlblech zu schweißen. In einem anderen Aspekt kann das Verfahren beinhalten, die Metallfolie auf einem angehobenen Abschnitt des Aluminiumblechs anzuordnen und den angehobenen Abschnitt des Aluminiums auf das heißgalvanisierte Stahlblech vorstehen zu lassen, ohne einen Abstandshalter (zum Beispiel heißgestanztes Stahlblech) zwischen dem Aluminiumblech und dem heißgalvanisierten Blech zu verwenden.In general terms, the present disclosure provides a method of welding a sheet stack comprising a plurality of sheets of different materials. In one aspect, the sheet stack includes an aluminum sheet and a hot-galvanized steel sheet. In one aspect, the method may include resistance spot welding the hot-galvanized sheet to a hot stamped steel sheet interposed between the aluminum sheet and the hot-galvanized sheet, the hot stamped steel sheet including stress relief portions. The method may further include disposing a metal foil on the aluminum sheet and vaporizing the metal foil such that portions of the aluminum sheet protrude through the stress relief portions of the hot stamped steel sheet to weld the portions of the aluminum sheet to the galvanized steel sheet. In another aspect, the method may include placing the metal foil on a raised portion of the aluminum sheet and projecting the raised portion of the aluminum onto the hot-galvanized steel sheet without using a spacer (eg, hot stamped steel sheet) between the aluminum sheet and the hot-galvanized sheet ,
In einem Aspekt können das Seitenschwellerinnenblech
In Bezug auf
Obwohl hierin drei einzelne Bleche dargestellt und beschrieben sind, können die obigen Lehren auch leicht auf Blechstapel mit mehr als drei einzelnen Blechen angewendet werden, einschließlich vier Blechen, fünf Blechen, sechs Blechen oder eine noch höhere oder geringere Zahl von Blechen.Although three individual sheets are illustrated and described herein, the above teachings may also be readily applied to sheet stacks having more than three individual sheets, including four sheets, five sheets, six sheets, or even more or fewer sheets.
In einem Aspekt können mehrere Abschnitte des heißgestanzten Stahlblechs
In Bezug auf
In Block
In Block
In Bezug auf
Nun wird in Bezug auf
Alternativ oder zusätzlich kann in Block
In Block
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Die Verfahren und entsprechenden Vorrichtungen sind so beschrieben worden, dass ein Blechstapel aus unterschiedlichen Materialien mit zwei oder mehr einzelnen Blechen zuverlässig verschweißt werden kann. Die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen ermöglichen eine wirtschaftliche, flexible und effiziente Lösung zum Verschweißen, die nicht die Kosten und den Aufwand erfordert, die mit der Verwendung einer spezialisierten Schweißvorrichtung und/oder mit dem Austausch der meisten existierenden Schweißmaschinen einhergehen.The methods and corresponding devices have been described so that a sheet stack of different materials with two or more individual sheets can be reliably welded. The described methods and apparatus provide an economical, flexible and efficient welding solution that does not require the expense and expense associated with using a specialized welding apparatus and / or replacement of most existing welding machines.
Die vorstehende Beschreibung von Ausführungen und Beispielen ist zum Zwecke der Illustration und Beschreibung aufgezeigt worden. Sie soll sich auf die hierin beschriebenen Formen nicht erschöpfen oder diese beschränken. Im Lichte der obigen Lehren sind zahlreiche Modifikationen möglich. Einige dieser Modifikationen sind diskutiert worden, andere werden Fachkundigen verständlich werden. Die Ausführungen wurden zur Illustration verschiedener Ausführungen ausgewählt und beschrieben. Der Umfang ist natürlich nicht auf die hierin aufgeführten Beispiele oder Ausführungen beschränkt, sondern kann von Fachkundigen in einer beliebigen Anzahl von Anwendungen und äquivalenten Vorrichtungen angewendet werden. Stattdessen soll der Umfang durch die beigefügten Ansprüche definiert sein. Darüber hinaus können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden, um weitere Ausführungen der Offenbarung zu bilden.The foregoing description of embodiments and examples has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the forms described herein. Numerous modifications are possible in light of the above teachings. Some of these modifications have been discussed, others will be understood by those skilled in the art. The designs have been selected and described to illustrate various designs. The scope, of course, is not limited to the examples or embodiments set forth herein, but may be applied by those skilled in any number of applications and equivalent devices. Instead, the scope should be defined by the appended claims. Moreover, the features of the various embodiments may be combined to form further embodiments of the disclosure.
Es wird ein Verfahren zum Verschweißen eines Blechstapels angegeben, der mehrere Bleche aus unterschiedlichen Materialien aufweist. In einem Aspekt enthalten die Stahlbleche ein Aluminiumblech und ein heißgalvanisiertes Stahlblech. In einem Aspekt enthält das Verfahren, das heißgalvanisierte Blech an ein heißgestanztes Stahlblech widerstandspunktzuschweißen, das zwischen dem Aluminiumblech und dem heißgalvanisierten Blech angeordnet ist, wobei das heißgalvanisierte Stahlblech Spannungsentlastungsabschnitte enthält. Das Verfahren enthält ferner das Anordnen einer Metallfolie auf dem Aluminiumblech und das Verdampfen der Metallfolie, damit Abschnitte des Aluminiumblechs durch die Spannungsentlastungsabschnitte des heißgestanzten Stahlblechs vorstehen, um die Abschnitte des Aluminiumblechs an das galvanisierte Stahlblech zu schweißen. In einem anderen Aspekt enthält das Verfahren das Anordnen der Metallfolie auf einem angehobenen Abschnitt des Aluminiumblechs und das Vorstehen des angehobenen Abschnitts des Aluminiums auf das heißgalvanisierte Stahlblech.The invention relates to a method for welding a sheet stack comprising a plurality of sheets of different materials. In one aspect, the steel sheets include an aluminum sheet and a hot-galvanized steel sheet. In one aspect, the method includes resistance point welding the hot-galvanized sheet to a hot stamped steel sheet disposed between the aluminum sheet and the hot-galvanized sheet, the hot-galvanized steel sheet including stress relief portions. The method further includes placing a metal foil on the aluminum sheet and vaporizing the metal foil so that portions of the aluminum sheet protrude through the stress relief portions of the hot stamped steel sheet to weld the portions of the aluminum sheet to the galvanized steel sheet. In another aspect, the method includes placing the metal foil on a raised portion of the aluminum sheet and projecting the raised portion of the aluminum onto the hot-galvanized steel sheet.
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