用于焊接中蒸汽释放的机械造窝制造技术

一种用于将两个工件焊接在一起的方法。所述方法包括利用冲压系统冲压第一工件，第一工件包含在熔化时生成蒸汽的材料，例如锌。在第一预选区域冲压第一工件以在第一预选区域中形成多个凹部。所述方法进一步包括将第一预选区域定位成邻近第二工件的第二预选区域。在这样冲压和定位之后，所述方法包括施加能量到第一预选区域和第二预选区域中至少一个，以熔化第一和第二工件的材料来形成将第一和第二工件连接在一起的接头。基于创建的配置和构造，任何由熔融材料形成的蒸汽在形成的凹部之间从正在形成的接头排出，并且远离所述第一和第二工件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及焊接，且更具体地涉及用于促进诸如锌的焊接材料中不需要的蒸汽副产品的释放的系统和方法。
技术介绍
焊接是在广泛行业中使同种或异种材料结合的常用方式。用于焊接的能量可以以各种方式施加，例如通过激光或超声波振动。在汽车制造方面，钢或金属(例如铝)正在被使用。与将多种材料焊接在一起相关的需求和挑战在增加。通过焊接相连的工件包括这些，例如仪表板和门板、灯、空气管道、方向盘、装饰、车厢底板或其他车辆贮存隔间、装饰部件、外部零件以及发动机部件。例如，就发动机部件和其他引擎盖下的(UTH)应用而言，工件经持续配置和开发以承受热的和/或化学上的侵蚀性环境。就外部零件而言，诸如挡泥板，工件正在发展成可在装配线上上漆并且在很长一段时间具有高的耐热和耐化学性。以及在汽车应用中正在持续考虑许多其他潜在用途。当焊接中熔化时，某些材料释放出不需要的气体或蒸汽。含锌的工件可以具有这个特性。这些工件可包含如镀锌钢，例如，或是镀锌和铝的组合的钢。用这些方式涂敷工件以提供益处，例如为所得部件提供高的抗腐蚀性。当不需要的蒸汽在正形成的接头中产生时，其被施以高压且必须从周围熔融材料中脱离。参考附图，且更具体地参考第一个图，图1示出示例性现有技术构造100，其中，第一工件110正与第二工件120接合。熔化的材料由数字130表示。通过给构造100的热影响区140(HAZ)施加焊接能量(例如，通过激光)来熔化材料，以及加压的蒸汽由数字150示出。在某些情况下，高压蒸汽150在熔融金属中形成不需要的气孔以脱离，如图2中的附图标记200示意性地示出的那样。也有可能的是，当熔融材料冷却时，蒸汽150可能困在其中。用其他方式促进来自熔融材料中的气体的释放的先前的努力没有预期的那么有效，而且/或就设备和工艺而言代价高。
技术实现思路
本公开涉及将两个工件焊接在一起的方法。至少其中的一个工件包含一种材料，诸如锌或锌和铝，该材料在焊接熔化时释放不需要的蒸汽。本方法包括利用冲压系统在第一工件的第一预选区域处冲压第一工件，以形成多个凹部或凹窝。本方法还包括将第一预选区域定位成邻近第二工件的相应区域。在像这样冲压和定位之后，本方法包括将能量施加至第一预选区域和第二预选区域以熔化第一工件和第二工件的材料来形成连接两个工件的接头。基于所生成的配置和生成构造，任何由例如锌或锌和铝的熔化的材料所产生的蒸汽在形成的凹部间从正在形成的接头处排出，并且远离第一工件和第二工件。本专利技术的其他方面将在下文中部分说明和提出。附图说明图1示意性地示出了正焊接在一起的两个工件的现有技术构造。图2示出了在由熔化的材料产生的蒸汽以一种不需要的方式从正在形成的焊缝顶部脱离之后的图1的构造。图3-图7示出了根据本公开的各种实施例冲压的第一工件。图8-图12通过各个步骤示出了正焊接工件的侧横截面，这些步骤中的任何一个可以是自动化的。图13和图14根据各种实施例示意性示出了包括相关的致动和控制设备的冲压机械。图15示出了用于本文描述的自动化功能中使用的示例控制器。图16示出了执行现有技术中这些功能的方法。图17示出了其中在同一方向上以条状形成的凹部的构造。图18示出了其中在另一方向上以条状形成的凹部的构造。图19示出了其中在填充图案中形成凹部的构造。附图不一定是按比例绘制的，例如为了示出具体部件的细节，有些特征可以放大或缩小。在某些情况下，为了避免使本公开含糊，熟知的部件、系统、材料或方法未详细说明。这里公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员多方面地应用本公开的代表性基础。具体实施方式根据需要，在此公开本公开的具体实施例。公开的实施例仅作为示例，能以各种可替换的形式以及这些形式的组合来具体实施。在此使用的，例如示例性和类似的术语广义地指的是用作说明、样本、模型或样式的实施例。这里公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员应用本公开的代表性基础。虽然此处描述的本技术主要与汽车相关，然而该技术不限于汽车。这些概念可用于例如与飞机和船舶有关的各种各样的应用中。I.图3-图7、图13和图14再次参考附图，特别是第三个图，图3示出了包含第一工件110的构造300。工件110用第一侧面112所示进行说明。第一侧面112可称为接合面。工件110的预定区302机械性地造窝以形成一个或多个蒸汽抽空区304的区域。其中抽空区304和凹陷和/或突出部在图8-图12中更加详细地示出。在凹陷区304中的凹陷可用其他术语称谓，诸如凹部或凹窝。预定要造窝的区域可以但不必由计算机处理执行。通过形成凹部或低部，在低部之间形成高部。例如，当来自机械冲压系统的齿压进接合面时，在凹部周围的一些表面材料可以相对于初始表面(例如，从初始表平面)升高。高部或突出部能有助于本文单独描述的排气，或通过低部联合起来排气。为了这些目的，在高区域间形成间隙。低部和高部在图8-图12中提到。蒸汽抽空区304利用机械冲压器械或系统通过使工件110的第一表面112变形而形成。示例的机械冲压系统1300、1400在图13和图14中示意性地示出(非按比例)。虽然图13和图14中的机械冲压系统1300、1400的本体示出为方形，然而系统的本体可以具有任何各种各样的形状。在预期的实施例中，例如，冲压表面是弯曲的(如由圆形或弧形部组成)且抵靠工件110轧制而形成气体抽空凹部。机械冲压系统1300、1400包括诸如齿的多个突出部1302、1402。根据将在工件110中形成的蒸汽抽空区304所需要的形状、大小、数目和间距，各实施例中的突出部1302、1402可以具有任何各种形状、大小、数目和齿间距。在一个实施例中，当在大约0.1至0.5mm之间以及在一个案例中在大约0.2至0.3mm之间将齿定位在一起时，使齿成形并应用于其生成工件110、120之间的最终间隙。在预期的实施例中(未示出)，至少一些突出部1302、1402在至少形状、大小和间距之一方面不同于邻近的突出部或多个突出部。图13的机械冲压系统1300的突出部1302通常为尖的。图14的机械冲压系统1400的突出部1402通常为圆形。任何突出部1302、1402可具有圆形轮廓或侧面，例如突出部1302、1402为锥形，其锥点远离机械冲压系统1300、1400的基体或本体而朝向冲压的工件110。或任何突出部1302、1402也可具有轮廓，或者侧面可拥有角部，例如突出部1302、1402为三角棱锥体、方椎体或其它多边形的棱椎。在预期实施例中，突出部1302、1304包括细长尖端，而非每个突出部1302、1304均汇聚于某个点。所述点可为例如三棱柱的细长尖端。此实施例还视为由图13进行说明。此类型的齿1302形成尖底通道、凹槽、槽道或具有等于齿1302的长度的长度的类似物。在另一个预期实施例中，突出部1402类似于三棱柱但具有圆形、细长尖端，诸如圆柱体的一半。此实施例考虑由图14示出。这个齿1402将形成与齿1402一样长的圆形通道。示例性冲压系统1300、1400可包括或连接至一个或多个致动和控制装置，诸如图13和图14中示意性地示出且由数字1310标识的致动和控制装置。致动部件由数字1320标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将第一工件和第二工件焊接在一起的方法，其包括：利用冲压系统冲压结合面的第一预选区域处的所述第一工件的结合面，以在所述第一预选区域中形成多个凹部；将所述第一预选区域定位成邻近所述第二工件的第二预选区域；以及施加能量到所述第一预选区域和所述第二预选区域中的至少一个，以熔化所述第一和第二工件的材料来形成将所述第一工件连接到所述第二工件的接头，其中由正在熔化的工件材料形成的蒸汽在所述凹部和/或形成在所述结合面上对应的突出部之间从正在形成的所述接头排出，并且远离所述第一和第二工件。

【技术特征摘要】
2015.09.04 US 14/8456751.一种用于将第一工件和第二工件焊接在一起的方法，其包括：利用冲压系统冲压结合面的第一预选区域处的所述第一工件的结合面，以在所述第一预选区域中形成多个凹部；将所述第一预选区域定位成邻近所述第二工件的第二预选区域；以及施加能量到所述第一预选区域和所述第二预选区域中的至少一个，以熔化所述第一和第二工件的材料来形成将所述第一工件连接到所述第二工件的接头，其中由正在熔化的工件材料形成的蒸汽在所述凹部和/或形成在所述结合面上对应的突出部之间从正在形成的所述接头排出，并且远离所述第一和第二工件。2.根据所述权利要求1所述的方法，其中：所述冲压系统包括多个用于形成所述凹部的齿；以及每个齿具有作为所述齿的第一部分的尖端，所述齿接触正在冲压的所述第一工件的所述结合面。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述冲压系统包括具有冲头面的钢冲头，所述冲头面包括多个形成所述凹部的齿。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一预选区域延伸到或邻近所述第一工件的第一边缘，以及所述第二预选区域延伸到或邻近所述第二工件的第二边缘，且所述第一工件的第一部分不与所述第二工件的部分重叠；以及形成的所述接头是搭接接头。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·李，J·A·沃斯科尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US