[发明专利]焊接辅助结合零件和用该零件连接元件的方法

说明书

公开了一种螺柱形状的焊接辅助结合零件，其特征在于，包括头部、柄和尖端。所述焊接辅助结合零件通过机械热固方法驱动进入由不可焊接材料或焊接不良材料制成的元件中。在该驱入过程中，通过机械变形形成焊头，使得所述元件随后可通过焊接辅助结合零件以焊接方式连接到由可焊接材料制成的又一元件。

技术领域

本发明涉及一种通过焊接辅助结合零件和机械热固焊接法连接多个元件的方法。通过使用该机械热固焊接法，至少一个由焊接良好或焊接不良材料制成的第一元件与至少一个由焊接良好材料制成的第二连接元件通过该焊接辅助结合零件相互连接。

背景技术

焊接是一种连接如钢铁等可焊接材料制成的元件的行之有效的方法，典型的焊接方法有电阻点焊和螺柱焊，在所述方法中，两个相对设置的元件通过焊接可选择性地或点对点地相互连接。另外一种焊接方法是光弧螺柱焊。

如今，在不同行业中，都需要对元件进行连接。这些元件部分由不可焊接材料或焊接不良材料制成。而焊接提供了一种对这些不可焊接材料或焊接不良材料制成的元件有效的连接方法。为此，需要将由可焊接材料制成的焊接辅助结合零件固定到不可焊接材料或焊接不良材料制成的元件中。这样，才能在由可焊接材料制成的元件与焊接辅助结合零件之间产生焊接连接，使得由可焊接材料制成的元件与由不可焊接或焊接不良材料制成的元件通过焊接辅助结合零件相互连接。不可焊接材料或焊接不良材料制成的元件的例子包括铝片、塑料模具或如碳纤维增强塑料等纤维增强塑料制成的模具，上述仅为一些示例。上述方法的示例可参考德国专利申请DE 100 15 713 A1。

在德国专利申请10 2005 006 253 A1中，描述了一种由不可焊接材料或焊接不良材料制成的元件与由可焊接材料制成的元件通过焊接进行连接的方法。该方法中，将一个由可焊接材料制成的包括柄和头部的螺栓插入到一个由不可焊接材料或焊接不良材料制成的元件上的预制孔内，然后将其焊接到由可焊接材料制成的元件上。为了使螺栓与其在由不可焊接或焊接不良材料制成的元件的预穿孔部分的柄连接更牢固，通过压缩使焊接后的螺栓柄横向变形，在螺栓柄与元件孔内壁形成压力配合连接。由于该方法包括多个步骤，所述连接方法是一种技术复杂且耗时较长的方法。

在德国专利申请DE10 2004 025 492 A1和10 2007 036 416 A1中，铆钉、螺栓和钉子分别用作由不可焊接材料或焊接不良材料制成的元件中的焊接辅助结合零件。焊接辅助结合零件的尖端部分从该元件的一侧突出并形成一个焊接点，该焊接点的接触面很小，用于连接由可焊接材料制成的相对设置的元件。一旦焊接辅助结合零件与可焊接材料元件通过例如电阻点焊或者电阻螺柱焊的电阻焊接方式相连接，该焊接辅助结合零件的尖端或边缘就会熔化，从而形成所谓的电焊镜片或焊接熔核。由于焊接辅助结合零件和可焊接材料元件间的小接触面位于焊接辅助结合零件的尖端或边缘部分，使得用于焊接的焊接区域相对较小。与相对设置的有较大接触面的零件相比，小接触面的焊接会延长焊接过程或使焊接连接降级。对应于焊接辅助结合零件和可焊接材料元件间的小接触面焊接所形成的焊接熔核就很小。这会影响所形成连接的机械载荷能力及生命周期。此外，在使用半空穿孔铆钉作为焊接辅助结合零件时，会产生废渣或不可焊接材料或焊接不良材料。在接下来的焊接中，所产生的废渣会进入焊接区和焊接熔核部分，这种污染会影响正在形成的焊接连接的质量。

此外，在DE 10 2004 025 492 A1中显示出，有利的是，使由可焊接材料制成的元件在接触部分产生机械变形，并通过在由不可焊接或焊接不良材料制成的元件中的焊接辅助结合零件的固定程序用于后续焊接。特别是，焊接辅助结合零件的尖端或边缘进入由可焊接材料制成的元件，或是在该由可焊接材料制成的元件上产生一个凹陷或凹口。该凹口在焊接辅助结合零件与由可焊接材料制成的元件的电阻焊接中应分别在该凹陷或凹口中促进形成足够大的焊接熔核。为了实现此方法，在固定焊接辅助结合零件之前应使所有上述元件相互连接。此外，还需要又一个工作步骤，即在由可焊接材料制成的元件上制造一个凹痕并使其与已固定的焊接辅助结合零件对准。这是一个复杂且耗时较长的过程，还需要付出额外的建设性努力以对待连接元件精确定位，且在可用的焊接方法以及工艺顺序选择中受限。