本发明专利技术公开一种能量吸收系统及其焊接工艺。根据本发明专利技术一个实施方案的一种能量吸收系统，具有振动焊接在一起的基底和防震垫。以及一种振动焊接第一和第二部件的方法，该第一部件和第二部件由不能用于彼此振动焊接在一起的材料制成，所述方法包括如下步骤：在将第一部件和第二部件振动焊接在一起之前，在至少第一部件表面上附着一层可用于振动焊接至第二部件的材料层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
对相关申请的交叉参考该申请要求了2002年2月20日申请的美国临时申请No.60358123的优先权。迄今为止，能量吸收系统是通过用粘合剂将这些基底粘接在它们的防震垫上来制造出的。参照车顶内衬和附图说明图1，通常的制造顺序是将车顶内衬10装载到压力机中的紧固装置上。然后将粘合剂涂覆到车顶内衬10上。在涂覆粘合剂之后，将防震垫18安放在位于车顶内衬10上的粘合剂上面并且将压力机闭合。在经过适当的保持或固化时间之后，打开压力机，并且取出完成的车顶内衬/防震垫能量吸收系统。上述工艺存在许多缺点。通常使用粘合剂喷枪来将粘合剂涂覆到基底上，并且它们会在基底的衬底和可见表面上留下多余的粘合剂或粘合剂串。固化时间不够以及粘合剂位置不够会导致基底和防震垫之间的粘接不牢。防震垫在基底上的不正确定位会导致在基底/防震垫能量吸收系统安装在汽车中时出现障碍。在一个实施方案中，防震垫具有由热固性材料例如聚氨基甲酸乙酯形成的基底层以及至少部分由热塑性材料制成的衬底层，对所述防震垫和基底进行振动焊接，从而将防震垫的衬底层振动焊接在基底上。在一个实施方案中，基底具有至少部分由热塑性材料制成的衬底层，对所述防震垫和基底进行振动焊接，从而将基底的衬底层和防震垫振动焊接在一起。在一个实施方案中，防震垫和基底中每一个可以具有至少部分由热塑性材料制成的衬底层，对所述防震垫和基底进行振动焊接，从而将基底和防震垫的衬底层振动焊接在一起。在一个实施方案中，车顶内衬能量吸收系统具有带有基底层和聚酯或聚丙烯衬底层的车顶内衬以及防震垫。对车顶内衬和防震垫进行振动焊接，从而将聚酯或聚丙烯衬底层和防震垫振动焊接在一起。在一个实施方案中，涉及一种用于振动焊接由不适宜进行振动焊接的材料制成的第一和第二部件的方法，它包括在振动焊接所述第一和第二部件之前；将一层适宜振动焊接在所述第二部件上的材料层涂覆到至少所述第一部件的表面上。在一个实施方案中，这个材料层至少部分由热塑性材料例如聚丙烯薄膜制成。在本专利技术的方法的一个变型中，在将所述第一和第二部件振动焊接在一起之前将适宜彼此振动焊接在一起的相应材料层分别涂覆到第一和第二部件上。对所述第一和第二部件进行振动焊接，从而将在它们表面上的相应材料层振动焊接在一起。在一个实施方案中，通过将聚丙烯蜂窝结构或聚丙烯肋条结构夹在聚丙烯基板之间来制成这样一种结构例如能量吸收系统。将该聚丙烯蜂窝结构或聚丙烯肋条结构振动焊接在其中一块聚丙烯基板上，然后将它振动焊接在另一块聚丙烯基板上。优选实施方案的详细说明优选实施方案下面的说明其本质上主要是示例性的，并且决不是要对本专利技术、其应用或用途进行限制。参照图3，本专利技术的工艺是参照车顶内衬/防震垫能量吸收系统8进行描述的，该系统包括粘接在防震垫18上的车顶内衬10(图1)。防震垫18在图中所示为一种聚丙烯蜂窝结构。应该理解的是，防震垫18可以是其它防震垫结构，例如聚丙烯肋条结构56(图6)。已知的是，聚丙烯肋条结构56是一种由聚丙烯模制成具有用来吸收冲击的肋条58的结构。在图3中，摩擦或振动焊接设备20具有其上安装有上部工具24的振动头22。振动焊接设备20还具有由安装在工作台30上的气缸28支撑的下部预定心固定装置26。振动焊接设备20还包括具有防震垫容纳固定装置34的压力区32。举例来说，压力区32可以为VS-8101/1、VS-8101/2或VS-8101/7压力区，它们可以从Branson Ul trasonics ofRochester Hill，Michigan得到。弄粗糙的插入件36例如有花纹的铝插入件安装在上部工具24中。举例来说，振动焊接设备20可以是在题目为“摩擦焊接设备”的US3920504中所披露的那种振动焊接设备，该文献其全文在这里被引用作为参考。将车顶内衬10装载到预定心固定装置26上，并且该车顶内衬的可见表面(织物层16)面向上。将防震垫18安放在防震垫固定装置34上，并且开始振动焊接设备20的焊接循环。工作台30使气缸28和压力区32上升，从而使车顶内衬10进入上部工具24，并且压力区32将防震垫18压靠在车顶内衬10的聚酯衬底层14上。当车顶内衬10已经上升进入上部工具，则使预定心固定装置26下降。然后促动振动头22，从而使防震垫18振动压靠着车顶内衬10的聚酯衬板14以将防震垫18振动焊接在车顶内衬10上。将弄粗糙的插入件36设置在上部工具24中，从而在车顶内衬10已经上升进入上部工具24并且防震垫18通过压力区32被压靠在车顶内衬10上时它们与防震垫18相对。一旦完成振动焊接循环，则振动焊接设备20使防震垫18在压力下保持压靠在车顶内衬10一段适当的时间。一旦该保持时间过后，则使工作台30下降，并且从振动焊接设备20取出所完成的车顶内衬/防震垫能量吸收系统8。应该理解的是，振动焊接设备20可以如此构成，从而使防震垫18上升进入上部工具24，并且车顶内衬10上升压靠在防震垫18上。一个部件压靠在另一个上的振动作用，在该情况中示为防震垫18的聚丙烯蜂窝结构压靠在车顶内衬10的聚酯衬板14上，这会产生足够的摩擦热以使热塑性聚丙烯防震垫18和车顶内衬10的热塑性聚酯衬板14熔接在一起，从而根据防震垫18和聚酯衬板14的相应组分形成聚合物连接件和机械连接件(互锁)中的一种或两种。在聚丙烯衬底情况中，粘接基本上是聚合物粘接，而在聚酯衬底情况中，粘接基本上是机械粘接，其中热塑型聚丙烯蜂窝防震垫18包围着聚酯衬底层14的纤维(互锁)。应该理解的是，防震垫18可以不是聚丙烯蜂窝结构，例如泡沫或聚丙烯肋条结构。上述工艺可以采用例如在上述美国专利No.3920504中所述的已知摩擦或振动焊接设备来进行。根据构成所要焊接的两个部件的材料来改变焊接参数条件以使这两个部件实现正确的振动或摩擦焊接。重要的焊接参数包括压力、幅度、频率、焊接时间和保持时间。所示为防震垫18的聚丙烯蜂窝结构可以是以下蜂窝结构中的任一个由Trau ma Lite Ltd.Of Manchester，United Kingdom以TRAUMA-LITE为商标销售的聚丙烯蜂窝体；由ATS，Inc.OfCanonsburg，Pennsylvania销售的PP 8-80 TUBUS蜂窝体以及由ATS，Inc.销售的WAVECORE聚丙烯蜂窝体。采用从BransonUltrasonics获得的Branson Ultrasonics微振动焊剂将涂有聚酯的车顶内衬材料焊接在这些聚丙烯蜂窝结构上所用的示例性焊接参数有最大夹持载荷331N-340N焊接幅度1.70-180mm(顶端到顶端)焊接时间1-8秒焊接频率240Hz表1显示出其中实现了粘接的用来将这种车顶内衬材料的零件焊接在这些蜂窝结构上的Branson Ultrasonics MINI-VIBRATIONWELDER的焊接参数。用于实现令人满意且优化的粘接的焊接参数可以通过常规试验来确定。(厚度为10mm和20mm的蜂窝材料(70mm×700mm)，在内部有和没有泡沫以及聚酯衬垫的车顶内衬材料。)表1 表2显示出用来将上述类型的聚丙烯蜂窝结构的夹层结构焊接在两层聚丙烯板基底之间的Branson Ultrasonics MINI-VIBRATIONWELDE本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能量吸收系统，它包括振动焊接在一起的基底和至少一个防震垫。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格布拉姆，罗伯特吉福德，
申请(专利权)人：布兰森超音波学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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