在用于连接金属工件的压力凝固焊接方法和系统中，将可控和可编程的电势施加到包括第一工件（130）和第二工件（140）的电路上。第一工件（130）朝向第二静态工件（140）线性平移以沿接合界面（190）接合。在闪光阶段（310）期间，第一工件（130）和第二工件（140）以可控速率一起移动并且将电压施加至所述电路，从而产生热量软化或塑化所述接合界面（190）。将位置偏移（210）或突然压力施加于第一工件（130）和第二工件（140）中的至少一个，然后实施镦锻（130）以迫使所述第一工件（130）和所述第二工件（140）一起沿着所述接合界面（190）焊接所述第一工件（130）和所述第二工件（140）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在用于连接金属工件的压力凝固焊接方法和系统中，将可控和可编程的电势施加到包括第一工件（130）和第二工件（140）的电路上。第一工件（130）朝向第二静态工件（140）线性平移以沿接合界面（190）接合。在闪光阶段（310）期间，第一工件（130）和第二工件（140）以可控速率一起移动并且将电压施加至所述电路，从而产生热量软化或塑化所述接合界面（190）。将位置偏移（210）或突然压力施加于第一工件（130）和第二工件（140）中的至少一个，然后实施镦锻（130）以迫使所述第一工件（130）和所述第二工件（140）一起沿着所述接合界面（190）焊接所述第一工件（130）和所述第二工件（140）。【专利说明】具有偏置阶段的先进高强度钢的压力凝固闪光焊接的方法和系统
技术介绍
本专利技术涉及闪光焊接的方法。更具体地，它在与先进高强度钢(AHSS)的闪光焊接的结合中找到应用，并且将通过具体地参考其进行描述。然而，应当理解的是所述技术也适用于其他应用。闪光焊接是电阻焊接方法，其中将两个工件的边缘以彼此紧密接近的空间关系精确地定位。然后将至少一个工件朝向另一个工件相对缓慢地移动，同时施加电势在工件边缘之间产生电弧或闪光以加热或软化材料。一旦将软化的工件边缘压在彼此上然后在相当大的压力下产生“镦锻”或冲撞，同时使高安培的电流流过压缩边缘以将它们融合和焊接在一起。镦锻阶段包括第一和第二工件之间迅速和完全的紧密接触，连同一些额外的位移一起，使得部分材料沿边缘挤出。在常规闪光焊接操作期间，当闪光发生时工件边缘之间的电流具有相当低的相对值。当对工件进行镦锻时，工件中的电流比闪光期间显示的电流大得多。闪光焊接已用于连接铁路的铁轨，用于在酸洗和冷轧线中处理的钢圈，汽车零部件，飞机发动机环，带锯锯条和各种部件。闪光焊接的材料可以是含铁的或不含铁的。然而，通过引进由先进高强度钢(AHSS)等级构成的工件，在闪光和镦锻期间的加热速率在焊接品质上具有显著影响。AHSS已更广泛地用作汽车行业需求的高强度、高合金含量材料。已证明使用这些常规闪光焊接技术更难以将AHSS工件焊接在一起。具体地，通常通过抗拉强度对AHSS等级进行分类，同时焊接质量是钢的化学组成的函数。使用常规焊接技术难以进行，因为一个工件可能会具有和另一同级别的工件不同的化学组成。AHSS的高碳当量(Ceq)导致在焊接中或其附近形成马氏体，从而产生可导致故障的脆性区域。在一些应用中，如酸洗线，可将低Ceq圈插入AHSS圈中以稀释Ceq并减少马氏体的形成。这种技术称为检测板检测(checker boarding)。当检测板检测有效时,更希望将AHSS圈自身焊接。诸如带锯锯条的应用不允许使用检测板检测技术。Ceq=C+(Mn+Cu+Cr)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+(5*B)注:这是用于计算碳当量的数种公式中的一种并且可用于多种钢板材料。本领域技术人员已经尝试多种替代方法(包括利用激光焊接组件)和过程以解决此问题。认为激光焊接可在AHSS工件中提供具有减少的焊接断裂的高质量焊接。然而激光设备非常昂贵，并且由于马氏体的形成以及没有可取代它的任何镦锻，所以通常需要焊后回火。因此，需要提供用于结构上连接AHSS工件的方法和系统(具有高质量焊接)。进一步地，需要提供对现有组件的改进的闪光焊接方法作为更昂贵的激光焊接方法的替代方案。
技术实现思路
本申请涉及利用电机驱动的凸轮、模拟设备或数字设备来产生工件的位置相对于时间的曲线，用于连接金属工件的闪光焊接方法。所述方法包括对包括第一工件和第二工件的电路施加可设置的电势以在接合界面处加热和软化工件。以预定速率使第一工件沿着位置路径朝向第二工件加速运动。使第一工件相对于第二工件暂时地从位置路径偏置。然后沿位置路径将第一工件镦锻在第二工件上从而产生沿着接合界面混合和锻造或结合第一工件和第二工件的效果。本公开是在闪光阶段期间在闪光时间内的可编程点并且通过第一工件的可编程向前移动(或偏置)压力凝固工件的方法。在沿着之前的闪光路径连续地将可移动部分朝向固定部分移动直到达到期望的镦锻温度时，保持时间相对于位置的偏置。凝固是在镦锻之前可发生的工件的固相界面配合。在闪光焊接中术语“凝固”通常认为是坚决反对的。加压凝固的发生是新颖的，但是当在精确的和可设置的条件下实施时可产生可重复的效果。在另一实施方式中，用于连接金属工件的闪光焊接方法包括，控制定位组件以便沿着接合界面对齐第一工件和第二工件，定位组件至少包括用于固定第一工件的第一平台(具有夹钳)、用于固定第二工件的第二静态平台，定位组件使第一工件沿着位置路径朝向第二工件偏置。将可控电势引入至少包含第一工件和第二工件的电路中。控制第一工件的第一表面的位置以邻接地接合第二工件的第二表面。在沿着位置路径施加镦锻压力之前控制定位组件将偏置压力提供至第一工件同时沿着接合界面邻接第二工件。沿着接合界面挤出材料从而减少任何空隙以及沿着接合界面使第一工件和第二工件相互接合和结合。然后可将过量材料从焊接接头移除。一种将金属工件闪光焊接在一起的系统，包括:定位组件，其含有可操作以沿着公共平面将固定第一工件的第一平台朝向固定第二工件的第二静态平台线性平移的平移装置。电路，其至少包括第一工件、第二工件和用于产生电势的相关电源。处理器，其编程控制定位组件、电势和沿着位置路径的加速速率。一个优点在于AHSS工件的高质量、高强度焊接。另一优点在于成本效应。又一优点在于与现有的钢处理设备兼容。本专利技术的其他特征和益处将在以下【具体实施方式】中变得清楚。【专利附图】【附图说明】图1A是现有技术的闪光焊接方法的示意图；图1B是现有技术的闪光焊接方法的示意图；图1C是现有技术的闪光焊接方法的示意图；图2A是根据本专利技术的焊接方法的一个实施方式的示意图。图2B是根据本专利技术的焊接方法的一个实施方式的示意图。图2C是根据本专利技术的焊接方法的一个实施方式的示意图。图3是具有第一工件与第二工件对齐的夹钳组件的平面图；图4是在闪光阶段期间第一工件邻接第二工件的夹钳组件的平面图；图5是在偏置阶段期间第一工件邻接第二工件的夹钳组件的平面图；图6是在镦锻阶段期间第一工件邻接第二工件的夹钳组件的平面图；图7是描绘从接合界面移除过量材料的平面图；图8是控制器的一个实施方式的流程图；图9是根据本申请的闪光焊接方法的流程图；图1OA是根据本申请的焊接方法的一个实施方式的示意图；图1OB是根据本申请的焊接方法的一个实施方式的示意图；图1OC是根据本申请的焊接方法的另一个实施方式的示意图。【具体实施方式】根据本专利技术提供了用于闪光焊接材料的方法和系统。闪光焊接是公知的电阻焊接方法，其中在邻接表面的整个区域上产生聚结。这种聚结或挤出的材料是由高温引起并可由针对有待焊接的材料和施加在其上的压力之间流动的电势的阻抗获得。典型的闪光焊接方法包括两个主要阶段:闪光阶段和镦锻阶段。参照图1A，示出了典型闪光焊接方法的示意图。横坐标代表时间(秒)而纵坐标代表第一工件相对于第二工件沿着接合界面进行闪光焊接和连接的压力P (kN)、电流C (安培)和位置D (距离)。此外，图1B的纵坐标代表位置D而图1C的纵坐标代表用于现有技术闪光焊接方法的另一实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·P·马特森，
申请(专利权)人：泰勒温菲尔德科技有限公司，
类型：
国别省市：
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