本发明专利技术描述了一种用于组装两个钣金元件(1,2)的方法，两个钣金元件中的一个由钢制成，而另一个由铝制成，所述方法包括使用填充材料热焊接两个钣金元件的步骤。在两个钣金元件(1,2)之间设置V形接合面(3)，通过沿着所述接合面(3)以间断的方式在接合面(3)的底部中沉积焊缝(4)来固定两个钣金元件(1,2)，然后在接合面(3)中将适于形成密封接口(5)的材料沉积在所述接合面(3)的整个长度上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及不同材料的钣金元件的组装方法，特别是其中一个由钢制成而另一个由铝制成的钣金元件的组装方法。
技术介绍
在汽车领域，更具体地在降低能耗及因此降低CO2排放的范围内，期望尽可能地使机动车辆减轻。因此，在减轻结构的视角下，可以预期用较轻的铝合金元件来替换某些钢制构件。为了组装其中一个由钢制成而另一个是基于铝的两个构件，传统的机械组装的解决方案(铆接、压铆、螺纹连接)已知并且可应用。但是，对于刚性的问题，可能需要实现这些元件之间的连续连接。Fe-Al合金冶金学极为复杂，在这两种材料之间通过熔融的所有组装需要利用特殊的技术并且安排专用的操作模式。同样地，已实施的研究指出，需要使焊接接头的设计适应钢/铝焊接的特殊性。实际上，钢和铝是具有非常不同的物理性质的材料，这使得通过熔融的所有组装变得复杂。其主要差异如下：Al的熔融温度为660℃，Fe的熔融温度为1536℃，两者之间的差距很大，而对于含有硅的铝合金而言该差距还会增大。然而在研究两种材料的融合时，对焊接非常不利的该差距在钎焊的情况下显示出有益性(在这种情况下，铝的融合相对于钢而言保持固态)。Al的线膨胀系数为23.1×10-6K-1，Fe(铁氧体)的线膨胀系数为12.6×10-6K-1。在冷却时引起的形变差异在焊接中导致很大的应力(牵引或压缩)水平，这很大程度上促使裂纹的出现。此外，铝和钢的热性质也不同，导致两种材料的热行为非常不同。比热容热导率Al897J.Kg-1.K-1237W.m-1.K-1Fe450J.Kg-1.K-1(铁氧体)75W.m-1.K-1(铁氧体)因此，当应用热源时，连接二者的能量分布具有强不对称性。焊接操作条件因此总是很复杂。实施钢/铝焊接的另一个困难是由于在这两种材料之间不能获得延展性合金。实际上，铝在钢中的溶解性几乎为零，其很快地形成脆性金属间化合物，这使得形成的合金的所有机械使用都无法实现。平衡图预期会形成多种定义的化合物或金属间化合物。为实施组装通常采用的解决方案因此在术语的合适意义上不是焊接钢和铝，而是通过扩散而实现连接，类似于钎焊。因此，铝处于液态而钢保持固态。尽管难以避免金属间化合物的形成，但是可以通过调节对组装的热量供应即通过使用CMT(冷金属过渡)弧或激光类型的焊接技术来控制层的性质和厚度。但是，冶金分析已确认，在填充金属和钢之间的金属间化合物的存在。因此，即使已证明所形成的层的厚度是可通过使用CMT技术或激光控制的，但实际上该层是脆性的，并且显示需要使焊接接头的设计适应该连接的特殊性。在接合面的配置中，可以利用搭接(参见图1)，其在剪切牵引上表现很好。但是，当该组装垂直于层而被致动(沿着方向F的纯牵引)或剥离(enpelage)时，这种配置承受不住应力。在DE10017453中，提出了一种通过使用填充材料在钢制钣金件与铝制钣金件之间通过焊接的连接方法，其中，钢制钣金件至少在连接区域设有镀层。该镀层或者由锌构成，或者由铝构成，并且因此允许与Zn-AI合金的热连接。因此可以实现由钢与铝制成的两个钣金件之间的连续热连接。但是，在对于用于机动车辆的一个为钢制钣金件且另一个为铝制钣金件的两个元件如铝制顶蓬与钢制座舱侧部之间的组装的范围内，这样的热连接由于在由此实施的焊接处可能发生的裂纹的危险而不可实现。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在提出一种方法，其允许获得具有不同热性能的不同材料制成的钣金元件如钢制钣金件和铝制钣金件的组装，同时遵循组装特征(抗拉及抗裂强度)。本专利技术旨在提出一种用于组装两个钣金元件的方法，两个钣金元件中的一个由钢制成，而另一个由铝制成，所述方法包括使用填充材料热焊接两个钣金元件的步骤，其特征在于，在所述两个钣金元件之间设置V形接合面，通过沿着所述接合面以间断的方式在所述接合面的底部中沉积焊缝来固定所述两个钣金元件，然后在所述接合面中将适于形成密封接口的材料沉积在所述接合面的整个长度上。因此，有利地，以间断的方式实施的焊接具有大幅改善的机械稳定性，这体现在以下方面中：未焊接的钣金件的部分允许吸收材料之间的膨胀差异，而形成接口的材料允许使接合面密封，并因此通过遮盖焊接的不连续而允许组装。为了能够实现这种组装方法，优选地在两个待组装元件之间设置V形接合面，其深度允许同时以间断的方式产生焊缝，然后接收形成接口的材料，以便同时填补焊缝之间的空间及覆盖所述焊缝来将其遮盖。这种接口优选地由胶合热塑型柔性有机材料构成，例如聚氯乙烯(PVC)。本专利技术还涉及一种两个钣金元件的组件，其中一个由钢制成，而另一个由铝制成，所述两个元件根据本专利技术的上述组装方法来组装，并且所述两个元件之间具有呈V形的接合面、在所述接合面的底部中并沿着所述接合面以间断的方式沉积的焊缝和适于形成密封接口的材料，其沉积在所述接合面的整个长度上，填补所述焊缝之间的空间并遮盖所述焊缝。本专利技术还涉及一种机动车辆，包括由铝制钣金坯件获得的顶蓬和两个各自由钢制钣金坯件获得的座舱侧部，所述顶蓬借助于根据本专利技术的组装方法被组装在每个座舱侧部上，所述顶蓬和座舱侧部之间具有呈V形的接合面、在所述接合面的底部中并沿着所述接合面以间断的方式沉积的焊缝和适于形成密封接口的材料，其沉积在所述接合面的整个长度上，填补所述焊缝之间的空间并遮盖所述焊缝。附图说明现在通过参照附图更详细地描述本专利技术，在附图中：图1示出了根据本专利技术的组装方法的第一步骤的截面图；图2示出了根据组装方法的第二步骤的截面图；图3示出了其中顶蓬正处于根据本专利技术的组装的过程中的车辆的俯视立体图；以及图4示出了一旦组装方法结束，根据图3的视图。具体实施方式在示出的实施例中，将铝制车辆顶蓬1组装在钢制车辆座舱侧部2上。顶蓬1由铝制钣金坯件(在实施例中厚度约为1.5mm)优选地通过冲压获得，使得每个纵向边缘1a优选地以约为4mm的曲率半径R向内弯曲。座舱侧部2同样通过冲压由钢制钣金件实现。当组装时，弯曲边缘1a被设置成对着座舱侧部2的面2a。设置在顶蓬1的边缘1a和座舱侧部2的面2a之间的接合面3基本上呈V形，并且由于顶蓬边缘1a的曲率半径R，在该示出的实施例中，该接合面3的深度约为7mm。根据本专利技术的原理，顶蓬1的边缘1a通过焊缝4刚性地固定到座舱侧部的面2a，焊缝4通过已知的所述“CMT”焊接的焊接方法获得。如更好地在图3的图上示出，该焊缝4沉积在接合面3的底部中，并且沿着座舱侧部2的面2a上和顶蓬的弯曲边缘1上的接合面以间断的方式沉积。通过“CMT”焊接，已知一种电弧焊接方法，其是“MIG/MAG”(“金属惰性气体(MetalInertGas)”和“金属活性气体(MetalActiveGas)”的英语缩略词)类型的焊接方法的变型例，其中金属的熔融通过由在可熔电极丝(由铝、硅和镁构成的填充金属)和待组装部件之间的保护环境中击穿(éclater)的电弧释放出的热能获得。在“MIG/MAG”方法中，适应钢制钣金件和铝制钣金件的组装需求的这些“MIG/MAG”方法的结果为铝基材料与铝填充材料同时熔融并且熔融使电镀钢湿润。实施CMT焊接，使得丝的击穿点(lepointd'impact)(和电弧的击穿点)在因此构成顶蓬的铝制钣金件上定向。由此实施的相对于接合面的角度为90°。以适当且控制的方式实施焊接能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于组装两个钣金元件(1,2)的方法，两个钣金元件中的一个由钢制成，而另一个由铝制成，所述方法包括使用填充材料热焊接两个钣金元件的步骤，其特征在于，在所述两个钣金元件(1,2)之间设置V形接合面(3)，通过沿着所述接合面(3)以间断的方式在所述接合面(3)的底部中沉积焊缝(4)来固定所述两个钣金元件(1,2)，然后在所述接合面(3)中将适于形成密封接口(5)的材料沉积在所述接合面(3)的整个长度上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 FR 14539461.一种用于组装两个钣金元件(1,2)的方法，两个钣金元件中的一个由钢制成，而另一个由铝制成，所述方法包括使用填充材料热焊接两个钣金元件的步骤，其特征在于，在所述两个钣金元件(1,2)之间设置V形接合面(3)，通过沿着所述接合面(3)以间断的方式在所述接合面(3)的底部中沉积焊缝(4)来固定所述两个钣金元件(1,2)，然后在所述接合面(3)中将适于形成密封接口(5)的材料沉积在所述接合面(3)的整个长度上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝制钣金元件是由铝制钣金坯件通过冲压获得的顶棚(1)，使得每个纵向边缘(1a)朝向内弯曲。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铝制钣金坯件(1)的厚度为1.5mm，并且所述纵向边缘(1a)的曲率半径R约为4mm。4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其特征在于，所述钢制钣金元件是由钢制钣金坯件通过冲压获得的座舱侧部(2)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述弯曲边缘(1a)被设置成对着所述座舱侧部(2)的面(2a)，使得在待组装的两个元件之间的...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·费纳，罗马里克·勒诺，
申请(专利权)人：标致雪铁龙集团，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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