至少兩個疊置的板狀部件的摩擦焊連接的製作方法
2023-09-19 21:55:00 1
專利名稱:至少兩個疊置的板狀部件的摩擦焊連接的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種至少兩個疊置的板狀部件的摩擦焊連接(friction weldingconnection),其中,最下部部件由拉伸強度大於1000兆帕的高強度鋼製成,並且一個或多個上部的部件由可穿透材料優選輕金屬製成,該可穿透材料被摩擦焊元件(frictionwelding element)穿透,該摩擦焊元件通過摩擦焊連接的方式連接到所述最下部部件上。
背景技術:
該摩擦焊連接由DE 102006013529. I公開。這種摩擦焊連接包括由鋼組成的下部 件,和由鋁或塑料材料組成的上部件。所述摩擦焊元件本身由鋼製成,其和所述下部件已經成為需要摩擦焊連接的一部分。該種摩擦焊連接的應用為板狀的布置,該板狀的布置,一方面具有高剛性,並且另一方面可抵抗環境影響,例如,車身鋼板材料需要抵抗環境影響。這樣的一種布置似乎由DE 102006013529A1和DE 2009006775A1公開。其中,在最後提到的文件中,在0027部分中指出,第一(上部)部件由一種比第二 (下部)部件40更軟的材料製成。例如,第一部件可以是招片金屬(aluminum sheet metal),而第二部件可以是鋼片材料。
發明內容
本發明基於提供對應於被施加的需求的金屬材料組合物的目的,並且其中,該金屬材料組合物不僅包括關於環境的必要特性,還要更進一步確保所述摩擦焊連接產品具有高安全性。根據本發明,上述目的通過摩擦焊元件來實現,所述摩擦焊元件由含碳量為
0.17-0. 45%、含鉻量為0. 70-1. 5%和含鑰量為0. 15-0. 80%的合金鋼組成。其中,所述合金鋼的材料等級例如可以為21CrMoV57和40CrMoV47。在所述摩擦焊連接的實施中,所述摩擦焊元件的材料起了特別關鍵的作用,因為該材料應該一方面在不改變材料本身的情況下,通過其自身的塑性穿過上部件,能容易地摩擦通過最下部的下部件的最終塗層並和最下部的下部件形成摩擦焊連接,該摩擦焊連接具有特別的耐久性和強度的特徵,並因此,通過摩擦焊連接的方式使板複合體具有非常高的強度。所述連接材料,由於高強度鋼的使用使其特別穩定,並提供所需的輕型結構,因此特別適用於汽車車體的生產。這種適合本發明的實施方式,例如在DE 102006013529的圖4、圖5和圖6中已顯示出,其中,儘管只提供了用於所述複合材料的兩種板狀部件,例如用於上部件的相對柔軟的材料和用於下部件的高強度硬質材料(見0037部分)。根據本發明,所述摩擦焊元件的特殊結構賦予了其幾乎不會失去硬度的特性,儘管通過上部的一個或多個部件本身的熔透,穿透過程本身也能無幹擾地發生。同樣,在最下部的下部件與摩擦焊元件碰撞時,最先提到的元件在第一位置保持其強度,直到最後提到的部件的摩擦焊達到當最下部的下部件的實際摩擦焊接導致也至摩擦焊元件的焊接那樣大的程度。對於確保製造摩擦焊連接的安全程序這是尤為重要的,並且,如上述DE102009006775中0014部分中關於材料用途的描述,使用含錳和/或玻爾(bohr)的鋼確保了程序的安全,因為該材料強度低。
具體實施例方式根據本發明摩擦焊連接的整體結構的實施方式在圖中顯示出。該圖顯示了帶有連接元件2的上部板3和下部板4結合的螺栓(bold) I,其中,所述板3和板4包括它們通過摩擦焊連接彼此結合在一起的部件。關於板3,它是鋁板,關於板4,它是鋼板。在所述摩擦焊過程中,所述連接元件2通過凸起5穿透所述板2,並且最後達到板4,由此基於旋轉和壓力形成摩擦焊區60。其中,通過具有貼著所述板4的肩部7的摩擦焊元件2,所述板3被不 斷擠壓來貼著所述板4,在摩擦焊過程的最後,通過摩擦焊連接6的方式,在板3和板4之間形成了強連接。
權利要求
1.ー種具有至少兩個疊置的板狀部件(3,4)的摩擦焊連接,其中,最下部的下部件(4)由拉伸強度大於1000兆帕的高強度鋼製成,並且ー個或多個上部件(3)由可穿透材料優選輕金屬製成,該可穿透材料被摩擦焊元件(2)穿透,該摩擦焊元件(2)通過摩擦焊(6)的方式連接到所述最下部的下部件(4)上,其特徵在於,該摩擦焊元件(2)由含碳量為O.17-0. 45%、含鉻量為O. 70-1. 5%和含鑰量為O. 15-0. 80%的合金鋼組成。
2.根據權利要求I所述的摩擦焊連接,其中,所述摩擦焊元件進ー步含有含量為O.20-0. 35% 的釩。
3.根據權利要求I所述的摩擦焊連接,其中,所述摩擦焊元件的拉伸強度大於1000兆帕。
4.根據權利要求I所述的摩擦焊連接,其中,被穿透的上部板由塑料材料組成。
5.根據權利要求I所述的摩擦焊連接,其中,最下部的下部板由不被所述摩擦焊元件穿透的高強度鋼組成。
6.根據權利要求I所述的摩擦焊連接,其中,最下部的下部板被摩擦焊元件穿透。
7.根據權利要求I所述的摩擦焊連接,其中,所述摩擦焊元件包括塗層。
全文摘要
本發明涉及一種具有至少兩個疊置的板狀部件(3,4)的摩擦焊連接,其中,下部件(4)由拉伸強度大於1000兆帕的高強度鋼製成,並且一個或多個上部件(3)由可穿透材料優選輕金屬製成,該可穿透材料被摩擦焊元件(1,2)穿透,該摩擦焊元件(1,2)通過摩擦焊連接(5,6)的方式連接到所述下部件(4)上。該摩擦焊元件(1,2)由含碳量為0.17-0.45%、含鉻量為0.70-1.5%和含鉬量為0.15-0.80%的合金鋼製成。
文檔編號B23K35/02GK102695580SQ201080058537
公開日2012年9月26日 申請日期2010年12月20日 優先權日2009年12月22日
發明者E·克裡斯特 申請人:伊卓特有限兩合公司