[发明专利]混合工件接合

说明书

一种用于接合多个工件的方法包括提供旋转驱动工具。紧固件固定到驱动工具上。然后可旋转地驱动驱动工具，使得紧固件的远端抵靠多个工件的表面旋转。然后，由于紧固件抵靠多个工件的表面的旋转摩擦而在多个工件上产生加热的材料区域。紧固件的远端可旋转地并且轴向地驱动穿过加热的材料区域。最后，从紧固件上移除驱动工具，使得当加热的材料区域冷却后，加热的材料区域的一部分熔合到紧固件。

技术领域

本发明涉及一种包括紧固件的工件组件及其接合方法。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

可以通过各种方法来实现黑色金属和有色金属材料的接合。在用于接合重叠构件的一个示例中，紧固件可以在压力驱动下压入到构件中。模具或心轴可以破坏紧固件的终端，以便在构件和紧固件之间产生机械干涉。在另一个用于接合重叠构件的示例中，超声波焊接装置可以使用高频超声波振动在工件的界面处产生热量。被加热的工件可以充分熔融以在界面处形成接头。

发明内容

一种用于接合多个工件的方法包括提供旋转驱动工具。紧固件固定到驱动工具上。然后可旋转地驱动驱动工具，使得紧固件的远端抵靠多个工件的表面旋转。然后，由于紧固件抵靠多个工件的表面的旋转摩擦而在多个工件上产生加热的材料区域。紧固件的远端可旋转地并且轴向地驱动穿过加热的材料区域。最后，从紧固件上移除驱动工具，使得当加热的材料区域冷却后，加热的材料区域的一部分熔合到紧固件。

混合接合系统包括旋转驱动工具，驱动工具在紧固件的近端处容纳紧固件，并且模具与驱动工具同轴对齐。紧固件由驱动工具可旋转地驱动，使得紧固件的远端抵靠材料组件的表面旋转。此外，由紧固件抵靠材料组件旋转引起的摩擦在材料组件上产生加热的材料区域。旋转驱动工具可旋转地并且轴向地驱动紧固件的远端穿过加热的材料区域并进入模具。此外，加热的材料区域的至少一部分被模具变形。

混合接合系统包括具有杆部和心轴头部的旋转驱动工具以及具有中空柄的紧固件。驱动工具的杆部延伸穿过紧固件的中空柄，并且心轴头部布置在其远端。紧固件由驱动工具可旋转地驱动，使得紧固件的远端抵靠材料组件的表面旋转。此外，由紧固件抵靠材料组件旋转引起的摩擦在材料组件上产生加热的材料区域。旋转驱动工具可旋转地并且轴向地驱动紧固件的远端穿过加热的材料区域。此外，加热的材料区域的至少一部分被心轴头部变形。

根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本公开的用于混合接合过程的示例性混合接合机的示意图；

图2是根据本公开的用于混合接合过程的摩擦搅拌工具和紧固件的透视图；

图3和图4是图1的示例性混合接合机在接合过程中的示意图；

图5是根据本公开的使用混合接合过程的混合接合机所形成的接头的示意图；

图6是根据本公开的用于混合接合过程的另一示例性混合接合机的示意图；

图7、图8和图9是图6的示例性混合接合机在接合过程中的示意图；并且

图10是根据本公开的使用混合接合过程的混合接合机所形成的接头的示意图。

具体实施方式