[发明专利]自冲凸焊铆钉和使用该铆钉的连接结构和连接方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年9月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2014-0124565的优先权和利益，其全部内容通过引用被并入本文。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及铆钉。更具体地，本发明涉及用于通过机械连接和熔融结合来连接不同的基本材料的自冲凸焊铆钉(selfpiercingprojectionweldingrivet)以及使用铆钉的连接结构和连接方法。

背景技术

在交通工具工业中，为了提高里程，通过使用非铁材料例如铝合金、镁合金和复合材料来设计交通工具主体的重量减少。为此，交通工具工业研究可代替用于交通工具主体的组装的普通点焊的连接方法。

在这种情况下，复合材料可以例如是FRP(纤维增强塑料)或CFRP(碳纤维增强塑料)。

同时，虽然存在用于处理和形成非铁材料的产品的技术的积极进展，但是用于结合非铁材料和钢材料的不同材料的方法最近正在发展中。

作为用于连接非铁材料和钢材料的一般方法，使用这样一种方法，在该方法中分别在非铁材料和钢材料中形成用于铆接的孔，铆钉穿过孔放置，且这样放置的铆钉受到塑性变形以将非铁材料和钢材料机械地连接在一起。

最近，介绍了用于使用铆钉来连接非铁材料和钢材料的方法，其中铆钉连接孔仅在非铁材料中形成，且电流和压力在铆钉放置在孔中的状态中被施加到铆钉和钢材料，用于使用来自电阻的热来即时地焊接铆钉和钢材料的接触部分。

然而，相关领域技术由于用于在非铁材料中制造铆钉连接孔的过程的添加而有使生产率和可加工性差的倾向，且难以在连接的时刻精确地将铆钉放置在非铁材料中的铆钉连接孔中。

而且，在非铁材料中的铆钉连接孔的制造易于在非铁材料的经处理部分周围形成细密裂缝或降低连接产品的外观质量。

在背景部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，且因此它可包含未形成在这个国家中对本领域普通技术人员而言已经知道的现有技术的信息。

发明内容

本发明被做出以便提供自冲凸焊铆钉和使用自冲凸焊铆钉的连接结构和方法，其具有通过机械连接和熔融结合来连接不同的基本材料的优点。

根据本发明的示例性实施方式，用于连接非铁材料和钢材料的自冲凸焊铆钉可包括头部分、整体地连接到头部分以用于穿透非铁材料的柄部分和在柄部分的穿透端处形成的用于与钢材料接触的突出部分。

突出部分可由焊接电流熔化以用于将柄部分连接到钢材料。

突出部分可具有三角形横截面。

柄部分可具有中空圆柱形状，具有在其中形成的至少一个狭缝。

至少一个狭缝可从突出部分朝着头部分延伸而形成，在柄部分中以预设的间隔分隔开。

柄部分通过预定压力穿透非铁材料，且头部分的边缘可通过预定压力被压配合到非铁材料的表面中。

头部分可包括用于托住非铁材料的表面的具有比柄部分的直径大的直径的凸缘。

凸缘可具有与非铁材料的表面相对的凹表面。

凸缘可具有在其边缘处形成的尖的压配合端以压配合到非铁材料的表面中。

根据本发明的示例性实施方式，可提供使用自冲凸焊铆钉的连接结构，自冲凸焊铆钉包括头部分、整体地连接到头部分以用于穿透第一材料的柄部分和在柄部分的穿透端处形成的用于与第二材料接触的突出部分，其中柄部分可压配合到第一材料中并与第二材料熔融结合。

在连接结构中，柄部分可使用突出部分凸焊到第二材料。

在连接结构中，柄部分可具有中空圆柱形状，具有在其中形成的至少一个狭缝，其中在柄部分内部的第一材料的一部分可整体地连接到与狭缝匹配的第一材料的另一部分。

在连接结构中，头部分可包括用于托住第一材料的表面的具有比柄部分的直径大的直径的凸缘，且凸缘的边缘可压配合到第一材料的表面中。

在连接结构中，第一材料是选自铝合金、镁合金和复合材料的非铁材料。

在连接结构中，第二材料可以是钢材料。

根据本发明的示例性实施方式，使用包括头部分、整体地连接到头部分以用于穿透第一材料的柄部分和在柄部分的穿透端处形成的用于与第二材料接触的突出部分的自冲凸焊铆钉的连接方法可包括下列步骤：在可移动电极移动到上侧的状态中在固定电极上设置彼此重叠的钢材料和非铁材料，将自冲凸焊接铆钉供给到在可移动电极之下的地方，使用可移动电极将压力施加到自冲凸焊铆钉以将柄部分压配合到非铁材料中并使突出部分与钢材料接触，以及将焊接电流施加到固定电极和可移动电极以用于熔化突出部分并使柄部分和钢材料熔融结合。