夹芯板的多级电阻焊接制造技术

本发明专利技术涉及一种用于将夹芯板(1)与至少一个其他金属部件(2)电阻焊接的方法，其中，夹芯板具有两个金属覆盖层(1a,1c)和设置在金属覆盖层(1a,1c)间的热塑性塑料层,其中，至少这样加热夹芯板(1)的待焊接区域(3)，即，热塑性塑料层软化并通过将覆盖层挤压到一起而挤出焊接区域(3)，覆盖层和其他部件通过经过第一和第二焊接电极(6,7)的电流而相互焊接，其中，第一焊接电极(6)与夹芯板(1)的一个金属覆盖层接触而第二焊接电极(7)与金属部件接触。目的在于提供一种用于电阻焊接夹芯板的简单方法，通过该方法能够在短周期内将夹芯板(1)与其他金属部件(2)接合，而不会导致在夹芯部件中气泡或缺陷的形成，该目的通过至少包括以下步骤的电阻焊接得以实现：■(A)通过预热电流加热夹芯板的待焊接区域(3)并且通过在第一和第二焊接电极上施加焊接力而挤出焊接区域中夹芯板金属覆盖层间的塑料，从而将夹芯板的金属覆盖层挤压到一起，■(B)在使用第一和第二焊接电极(6，7)之间的预焊电流(IH)的条件下，在夹芯板(1)的金属覆盖层之间形成预焊，■(C)通过焊接电流将已预焊的夹芯板的金属覆盖层(1a,1c)与部件焊接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】夹芯板的多级电阻焊接
本专利技术涉及一种用于将夹芯板与至少一个其他的金属的部件电阻焊接的方法，其中，夹芯板具有两个金属覆盖层和设置在金属覆盖层间的热塑性塑料层,其中，至少这样加热夹芯板的待焊接的区域，即，热塑性塑料层软化并通过将覆盖层挤压到一起而挤出焊接区域，覆盖层和其他的部件通过经过第一和第二焊接电极的电流而相互焊接，其中，第一焊接电极与夹芯板的一个金属覆盖层接触而第二焊接电极与金属的部件接触。
技术介绍
在汽车领域中对于轻质结构理念越来越高的需求推动了在前景中夹芯板的使用，其在两个金属的薄覆盖层之间具有热塑性塑料层，从而在使用夹芯板的的情况下在汽车结构中进一步扩大节省重量的潜力。夹芯板例如通过具有连续的热塑性塑料层的金属带材与另一个金属带材的粘合带状地制成并且分隔成为板材。夹芯板可以提供拓宽了重量减轻潜力的不同的、特殊的特性。因此，夹芯板由于塑料层具有比实心板明显更轻的重量并且同时提供了较高的强度值。此外，夹芯板是隔音的并提供高的刚性。然而夹芯板的缺点在于，夹芯板具有电绝缘的塑料层，塑料层在熔焊过程中会导致关于形成完美的焊接连接的问题。由于夹芯板缺乏焊接的性能，例如与其他金属部件电阻焊接，因此常常将夹芯板粘合或者互相机械地接合。德国专利文献DE102011109708A1中已知一种用于将夹芯板与其他金属部件接合的方法，其中在连接区域中的中间层熔化并且挤压出连接区域，从而随后能够通过部件和夹芯板的覆盖层之间产生电接触而形成焊接点。还提出，通过能够调温的电极或挤压部件加热接合区域。焊接电极或者挤压部件为此例如设有加热部件。该焊接电极的结构因而相对复杂。除此之外，需要进一步提高热塑性塑料层的加热的速度，以便能够实现更短的周期。此外，美国专利文件US4,650,951中已知一种用于电阻焊接两个复合板的方法，该方法使用了两个焊接电极，这两个焊接电极是供热的并且在实际的焊接开始之前加热和挤出位于覆盖层之间的塑料层。另外，在尚未公开的德国专利文献DE102013108563中已知一种方法，其中为了使夹芯板与其他的金属部件通过电阻焊接而连接使用了两个电路。在此，该方法分为两个步骤，其中一个为预热步骤，其中，待焊接的区域通过预热电流加热并且热塑性塑料从夹芯板的待焊接的区域中挤出。另一个步骤为，在预热之后通过提供焊接电流使夹芯板与金属的部件焊接。但是已发现，在该操作方法中当覆盖板接触时仍提供预热电流的情况下会导致短路并且由此在夹芯板中产生会导致气泡形成或脱层的涌流。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的在于提供一种用于电阻焊接夹芯板的简单的方法，通过该方法能够在短的周期内将夹芯板与其他的金属的部件接合，而不会导致在夹芯部件中气泡或缺陷的形成。根据本专利技术的教导，上述目的通过至少包括以下步骤的电阻焊接得以实现：-(A)通过预热电流加热夹芯板的待焊接的区域并且通过在第一焊接电极和第二焊接电极上施加焊接力而挤出焊接区域中的夹芯板的金属覆盖层间的塑料，从而将夹芯板的金属覆盖层挤压到一起，-(B)在使用在第一焊接电极和第二焊接电极之间的预焊电流的条件下，在夹芯板的金属覆盖层之间形成预焊，-(C)通过焊接电流将已预焊的夹芯板的金属覆盖层与部件焊接。根据本专利技术的教导，通过夹芯板的金属覆盖层首先通过预焊而连接并且随后才与金属的部件焊接，可以十分有效地防止会在夹芯板中导致缺陷的涌流的产生。在直接焊接的情况下，在将塑料层挤出的过程中仍剩余的塑料残留在金属覆盖层的内侧上在非常短的时间内熔化或者蒸发。产生的气体导致气泡形成或者脱层。另外，涌流也可能通过金属覆盖层的涂层部分的蒸发而在夹芯板内部中与塑料残留相互作用，从而会在连接区域附近立即导致气泡形成或脱层。相反地，在预焊过程中能量输入保持为很小，从而金属覆盖层不会完全熔化，而是仅使两个金属覆盖层之间的邻接层产生材料配合的连接。由于其余的金属并未达到熔化温度，因此塑料在附近的区域内不会达到蒸发温度，从而在预焊之前和/或预焊过程中金属覆盖层之间的塑料残留进行平缓地移除。随后，在夹芯板的邻近区域内不会导致气泡形成或脱层的条件下，进行夹芯板的金属覆盖层与金属部件焊接的步骤。根据该方法的第一种设计方案，预热电流流经第一焊接电极和待焊接的金属部件之间的支路，由此可以防止电流直接引导经过覆盖板，从而避免了损坏，例如由于过高的加热而引起的覆盖板和塑料层之间的脱层。根据该方法的另一种设计方案，在第一焊接电极和第二焊接电极之间进行电阻测量，从而在焊接电极之间的电阻下降的情况下降低或切断预热电流。通过两个焊接电极之间的电阻测量实现了监测热塑性塑料从夹芯板中的待焊接区域中挤出的过程。如果夹芯板的金属覆盖层相互接近，则第一焊接电极和第二焊接电极之间的电阻迅速地下降，其中，在两个焊接电极上、进一步保持恒定的焊接力作用下，该电阻在两个金属层之间金属接触时缓慢地下降至最小。因此，经过电阻测量可以通过取决于塑料从待焊接区域中的挤出的控制来调整或切断预热电流。根据下一个实施方式，该方法的另一个改进由此得以实现，即，在预热电流降低至预设的第一个数值之后或者在切断预热电流之后，两个焊接电极继续朝向彼此移动，直到待连接区域中的覆盖板完全接触。为了在第一焊接电极和第二焊接电极之间形成预焊，调整在夹芯板的金属覆盖层之间的预焊电流，其中，预焊电流可选地小于焊接电流。已发现，在避免了涌流和由此在夹芯板中产生的气泡或脱层的情况下由此实现了进一步的改进，即，当预热电流已经下降到预设的、例如非常小的数值或完全切断以及待连接区域中的覆盖层基本上完全接触时，才接通第一焊接电极和第二焊接电极之间的预焊电流。由此可以更好地控制夹芯板中的热量传入。预焊电流可选地小于用于使金属覆盖层与金属部件焊接的焊接电流。通过该措施平缓地加热处于接触的金属覆盖层的区域并且实现了金属覆盖层的预焊的更好的可控性。在预热和焊接电极相互挤压的过程中，优选第一焊接电极和第二焊接电极之间的电阻下降至预设的第一个电阻值，从而在达到预设的第一个电阻值时减小或切断预热电流，从而避免在覆盖板完全接触情况下的短路。因此，例如当金属覆盖板之间几乎不存在塑料时，才可以接通预焊电流。优选在使用斜坡函数的条件下将预焊电流调整到其最大的数值。由此还可以实现，缓慢地加热金属覆盖层之间仍存在的塑料残留并且通过由焊接电极施加的焊接力可以从金属覆盖层的中间腔中移除。根据该方法的另一种设计方案，在达到第一焊接电极和第二焊接电极之间的预设的第二个电阻值时在第一电路中调整用于使夹芯板与部件焊接的焊接电流。如上所述地，电阻值与仍位于金属覆盖层之间的塑料的量有关。预设的第二电阻值因此可以用于这样调整金属覆盖层之间剩余的塑料的比例，即，在焊接金属覆盖层与金属部件的过程中显著降低了夹芯板中涌流的危险。根据该方法的另一种设计方案，在使用斜坡函数的条件下将焊接电流调整到其最大的数值。斜坡函数理解为随时间增加的、直至达到最大值的焊接电流或预焊电流。该最大值例如可以在一定时间内保持恒定。为了通过将热塑性塑料挤出夹芯板的待焊接区域中的速度来降低夹芯板中缺陷的危险，根据另一种设计方案，第一焊接电极和第二焊接电极之间的焊接力至少一直增加直到第一焊接电极和第二焊接电极之间的电阻下降。因此有意识地利用热塑性塑料变为液体的区域并由此利用金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将夹芯板与至少一个其他的金属的部件电阻焊接的方法，其中，所述夹芯板具有两个金属覆盖层和设置在所述金属覆盖层间的热塑性塑料层,其中，至少这样加热所述夹芯板的待焊接的区域，即，所述热塑性塑料层软化并通过将覆盖层挤压到一起而挤出焊接区域，所述覆盖层和所述其他的部件通过经过第一焊接电极和第二焊接电极的电流而相互焊接，其中，所述第一焊接电极与所述夹芯板的一个金属覆盖层接触而所述第二焊接电极与所述金属的部件接触，其特征在于，所述电阻焊接至少包括以下步骤：‑(A)通过预热电流加热所述夹芯板的待焊接的区域并且通过在所述第一焊接电极和所述第二焊接电极上施加焊接力而挤出焊接区域中的所述夹芯板的金属覆盖层间的塑料，从而将所述夹芯板的所述金属覆盖层挤压到一起，‑(B)在使用在所述第一焊接电极和所述第二焊接电极之间的预焊电流的条件下，在所述夹芯板的所述金属覆盖层之间形成预焊，‑(C)通过焊接电流将已预焊的所述夹芯板的所述金属覆盖层与所述部件焊接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.12 DE 102013112436.41.一种用于将夹芯板与至少一个其他的金属的部件电阻焊接的方法，其中，所述夹芯板具有两个金属覆盖层和设置在所述金属覆盖层间的热塑性塑料层,其中，至少这样加热所述夹芯板的待焊接的区域，即，所述热塑性塑料层软化并通过将覆盖层挤压到一起而挤出焊接区域，所述覆盖层和所述其他的部件通过经过第一焊接电极和第二焊接电极的电流而相互焊接，其中，所述第一焊接电极与所述夹芯板的一个金属覆盖层接触而所述第二焊接电极与所述金属的部件接触，其特征在于，所述电阻焊接至少包括以下步骤：-(A)通过预热电流加热所述夹芯板的待焊接的区域，所述预热电流流经所述第一焊接电极和待焊接的所述金属的部件之间的支路，并且通过在所述第一焊接电极和所述第二焊接电极上施加焊接力而挤出焊接区域中的所述夹芯板的金属覆盖层间的塑料，从而将所述夹芯板的所述金属覆盖层挤压到一起，-(B)在使用在所述第一焊接电极和所述第二焊接电极之间的预焊电流的条件下，在所述夹芯板的所述金属覆盖层之间形成预焊，对此，在所述预热电流降低至预设的第一个数值之后或者在切断所述预热电流之后，为了在所述夹芯板的所述金属覆盖层之间形成预焊而在第一和第二焊接电极之间设置预焊电流，其中，所述预焊电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿泽迪纳·谢尔吉，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE