用于脉冲焊接的电极盒制造技术

一种用于工具的盒组件，包括容纳导体的盒主体或壳体。导体连接到脉冲发生器或电荷储存源，所述脉冲发生器或电荷储存源放电，以使导体气化并产生电液或电磁冲击波用以将两个部件冲击焊接或脉冲焊接在一起。

Electrode box for pulse welding

A cartridge assembly for a tool, including a cartridge body or housing for holding a conductor. The conductor is connected to the pulse generator or charge storage source, the pulse generator or charge storage source discharge, so that the conductor and gasification electro-hydraulic or electromagnetic shock wave with pulse welding or welding together with the impact of two parts.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于脉冲焊接的电极盒关于联邦赞助研究或开发的声明本专利技术是根据由能源部授予的第DE-EE0006432号合同在政府支持下进行的。政府对本专利技术享有一定的权利。
本公开涉及包含电极的流体填充盒，该电极在经受高压放电时形成等离子体，而用于将部件脉冲焊接在一起。
技术介绍
车身结构中(尤其是乘客舱安全厢或座舱中)由铝镁合金制成的部件通过包括可提供更高的强度和增加的刚度的更多轻质合金来降低车辆重量。在一些应用中，轻质合金部件必须接合到高强度含铁材料部件，以满足设计和管理要求。异种金属接头(诸如硼钢至6xxx系列铝)可专用于安全标准要求严格的结构中。诸如铆钉或压铆接头(clinchjoint)的机械接头可用于接合异种材料，但是这种接头的强度、耐久性和耐蚀性与低碳钢部件之间的焊接性能不对等。挤出件和液压成型部件用于安全车厢尤其是车顶梁白车身(BIW)构造是有利的，这是因为与具有焊接凸缘的钣金部件总成相比，它们能够提供非常高的硬度并提高材料利用率。广泛应用挤出件和液压成型部件的主要障碍是缺少用于将这些部件装配到BIW结构中的能负担得起的大规模生产的接合方法。诸如电阻焊接、MIG焊接、TIG焊接、摩擦焊接和旋转搅拌焊接的接合方法产生热，而热会引起尺寸变形(dimensionaldistortion)并会对由特殊的可热处理合金制成的部件的微观结构或材料属性造成不利影响。当前，几种不同类型的接合方法是可用的并且可被归类为单侧方法或双侧方法。单侧接合方法对于挤出件到挤出件的接合的实施是关键的，这是由于与一些挤出件中的封闭的内部空隙相关的进入问题导致。诸如流钻螺钉的单侧式接合方法增加了装配成本，并且不太适合高强度钢部件。诸如自冲铆钉和压铆接头的双侧接合方法需要进入接合件的后侧，并且难以在接合挤出件或管状部件的一些应用中使用。下面概括的本公开解决以上问题和其他问题。
技术实现思路
脉冲接合方法(或高速冲击焊接)不存在以上缺点。通过高速冲击焊接形成的高强度/高质量的异种材料接合/焊接不会产生大量的热并且使材料基本上保持不变。电液(EH)力和电磁(EM)力可单独使用或相结合地使用，以提供产生材料的有限局部加热和固态混合的脉冲。脉冲接合方法产生强度非常高的接合件，其基本上没有缺陷。然而，必须支撑结构的受冲击的元件，以防止过度变形。本公开包含对挤出件上难以接近的区域实施异种材料的单侧脉冲焊接的构思。一次性、自给式的盒包含导体，该导体气化以形成施加到被置于固定装置中的部件的电液/电磁脉冲，其中所述固定装置夹持将要接合的部件。可在难以接近的区域在由异种材料制成的部件之间形成脉冲焊接部。根据本公开的一方面，提供用于将第一管脉冲焊接到第二管的盒组件。盒装配到第一管，工具装配到第二管。盒组件包括限定有腔的壳体，腔内填充有流体。在腔内且靠近壳体的壁处设置有导体，储存的电荷通过导体放电，以对第一管施加电液作用并将第一管脉冲焊接到第二管。根据本公开的另一方面，当电荷储存源放电时壳体被封闭在第一管内。导体是金属线圈，所述金属线圈产生冲击第一管以将第一管驱入到第二管中的电磁脉冲。所述电磁脉冲朝向第二管动力学地驱动第一管，以形成将第一管接合到第二管的冲击焊接部。导体是金属箔，所述金属箔产生冲击第一管以将第一管驱入到第二管中的电磁脉冲。壳体由相对不可压缩的牛顿材料形成，在导体放电时所述牛顿材料向第一管传递水力学压力。不可压缩的材料本质上包括水、蜡、油或油脂。根据本公开的另一方面，公开了一种盒组件，用于限定有具有敞开侧的腔的工具和夹持在敞开侧上面的部件的闭合件。所述盒组件包括盒主体和导体，所述导体设置在盒主体中且靠近敞开侧。储存的电荷通过导体放电，以电液地使管的壁的一部分运动而将该管脉冲焊接到所述部件。根据本公开的又一方面，导体可以是金属线圈，该金属线圈产生冲击管以将管的壁驱入到所述部件中的电磁脉冲。所述电磁脉冲朝向内管动力学地驱动外管，以形成将外管接合到内管的冲击焊接部。导体可以是金属箔，所述金属箔产生冲击管以将管驱入到所述部件中的电磁脉冲。壳体可由相对不可压缩的材料或牛顿材料形成，上述材料充分不可压缩以将通过放电产生的冲击波经流体传播到管的壁。例如，不可压缩的材料可以是水或聚氨酯类组合物。根据本公开的另一方面，公开了一种将管状构件接合到部件的方法。所述方法包括将被包含在盒内的导体插入到管状构件的选定区域中的步骤。靠着所述选定区域装配所述部件，并靠着所述部件装配夹具。使储存的电荷通过导体放电，以使导体气化而将管状构件的所述选定区域驱入到所述部件中并在管状构件和部件之间形成脉冲焊接部。盒还包括填充有流体的壳体，其中，所述方法还包括将导体和流体预组装到壳体中，而盒封闭导体和流体，其中，放电步骤还包括通过水、盒和管状构件传播放电时的能量并将能量传播到所述部件。将盒插入到管状构件中的所述选定区域处的步骤在夹具处于打开位置的情况下执行，在装配所述部件的步骤之后进行靠着所述部件装配夹具的步骤。导体可以是单绕组电线，储存的电荷放电的步骤使绕组电线气化并在管状构件的所述选定区域上施加电液力和电磁力。本公开的以上方面和其他方面将在下面参照附图更详细地描述。附图说明图1是示出了电液/电机械(EH/EM)工具和盒的示意截面图，一对管状构件就位，以被脉冲焊接在一起；图2是示出了在将一对管状构件脉冲焊接在一起之后EH/EM工具和盒的示意截面图；图3是示出了EH/EM工具和盒的示意截面图，管状构件和另一部件就位，以被脉冲焊接在一起；图4是示出了在将管状构件和另一部件脉冲焊接在一起之后具有管状构件和另一部件的EH/EM工具和盒的示意截面图。具体实施方式参照附图公开了说明的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例，这些示例可以以各种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制，可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式实施所公开的构思的代表性基础。参照图1和图2，示出了设置在夹具12中的盒组件10。盒组件10是一次性使用或可丢弃的盒，该盒放一次电以在外管16和内管18之间形成冲击焊接部或脉冲焊接部。在图1和图2示出的实施例中，盒组件10可包括壳体20，该壳体20包括用于存放液体24的多个壁。替代地，盒组件10的结构可以是由泊松比高的材料(诸如很适合传递脉冲或冲击的高密度蜡、聚合物或油脂)制成的固体构件。夹持工具12限定有腔26，且盒组件10插入到腔26中。在示出的实施例中，盒被容纳在内管18内部，进而被容纳在外管16内。当盒放电时，夹持工具12限制外管16运动。盒包括可由线圈或金属箔形成的导体30。导体30连接到脉冲发生器32或电荷储存源。脉冲发生器32可以是一组电容器或电感器，这些电容器或电感器放电以向导体30提供使导体30气化的高电压尖峰。导体30气化形成冲击波(可以是电液冲击波、电磁冲击波或电液/电磁组合冲击波)或脉冲。当脉冲发生器32通过导体30放电时，电磁或电液冲击波通过盒组件的液体24或固体传播。冲击波传播到图1和图2示出的实施例中的内管18，从而在内管18被驱入到外管16中时形成冲击焊接部36。如图2所示，冲击焊接部36形成在外管16和内管18的四个侧面中的每个上。内管18的拐角没有被完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盒组件，用于将第一管脉冲焊接到第二管，工具被装配至第二管，所述盒组件包括：壳体，限定有腔；流体，填充所述腔；导体，设置在腔中且靠近壳体的壁，其中，储存的电荷通过导体放电，以对第一管施加电液作用并将第一管脉冲焊接到第二管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.08 US 14/454,9681.一种盒组件，用于将第一管脉冲焊接到第二管，工具被装配至第二管，所述盒组件包括：壳体，限定有腔；流体，填充所述腔；导体，设置在腔中且靠近壳体的壁，其中，储存的电荷通过导体放电，以对第一管施加电液作用并将第一管脉冲焊接到第二管。2.根据权利要求1所述的盒组件，其中，当储存的电荷放电时，壳体被封闭在第一管内。3.根据权利要求1所述的盒组件，其中，导体是金属线圈，所述金属线圈产生冲击第一管以将第一管驱入到第二管中的电磁脉冲。4.根据权利要求3所述的盒组件，其中，所述电磁脉冲朝向第二管动力学地驱动第一管，以形成将第一管接合到第二管的冲击焊接部。5.根据权利要求1所述的盒组件，其中，导体是金属箔，所述金属箔产生冲击第一管以将第一管驱入到第二管中的电磁脉冲。6.根据权利要求1所述的盒组件，其中，壳体由相对不可压缩的流体材料形成，所述流体材料充分不可压缩以在导体放电时向第一管传递水力学压力。7.根据权利要求6所述的盒组件，其中，不可压缩的材料从本质上包括水、油和油脂的组中选择。8.根据权利要求6所述的盒组件，其中，当储存的电荷放电到导体中时导体气化。9.一种盒组件，用于工具和闭合件，工具限定有具有敞开侧的腔，闭合件用于夹持敞开侧上面的部件，所述盒组件包括：盒主体；导体，设置在盒主体中且靠近敞开侧，其中，储存的电荷通过导体放电，以电液地使管的壁的一部分运动而将所述管脉冲焊接到所述部件。10.根据权利要求9所述的盒组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·约瑟夫·弗朗西斯·波南，谢尔盖·法德勒威奇·高洛瓦申科，亚历山大·马穆托夫，罗伊德·道格拉斯·梅森，斯科特·阿尔文·道森，詹姆斯·德弗里斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US