将第一构件和第二构件连接在一起的方法及结构技术

一种将第一构件和第二构件连接在一起的方法和结构，包括第一构件和第二构件。第一构件具有限定相对的第一表面和第二表面的基座、以及从基座的第二表面向外延伸以在其间限定容座的间隔开的第一壁和第二壁。第二构件包括从根部延伸至第一顶部的细长肋，根部具有均匀的根部厚度，并且第一顶部具有不大于根部厚度的第一顶部厚度。第一顶部的尺寸适于插入到容座中并与容座共形地成形，使得第一顶部接合容座的封闭端。摩擦搅拌焊接接头延伸穿过基座以及第一构件的第一壁和第二壁的至少一部分并进入第二构件的第一顶部中，因此连接第一构件和第二构件。

The method and structure of connecting the first and the second components together

A method and structure that connects the first and the second components, including the first and the second. The first member has a relative relative first surface and a base of the second surface, and a first and second wall extending outwardly from the second surface of the base to define the holder. The second member includes elongated ribs extending from the root to the first top, and the root has uniform root thickness, and the first top has a first top thickness which is not greater than the root thickness. The size of the first top is suitable to be inserted into the seat and formed conformally with the seat, so that the first top joins the closed end of the seat. The friction stir welded joint extends through the base and at least one part of the first wall and the second wall of the first component and enters the first top part of the second component, thereby connecting the first component and the second component.

【技术实现步骤摘要】
将第一构件和第二构件连接在一起的方法及结构
本公开内容总体上涉及结构部件的连接，并且更具体地，特别是涉及摩擦搅拌焊接(frictionstirwelding，搅拌摩擦焊接)方法和组件。
技术介绍
与其他形式的连接(诸如栓接)相反，将结构部件焊接在一起的优点是公知的。一种焊接工艺被称为摩擦搅拌焊接(FSW)。FSW是一种使用在工具与待连接的部件之间产生的热来软化和机械混合部件的部分的固态连接过程(即，金属不熔化)。然后使用机械压力(其可通过工具施加)连接软化的材料。与其他形式的焊接相比，虽然FSW避免了从液相冷却材料相关联的问题，但是普遍关心的是，由于隧道缺陷导致的由FSW形成的焊缝的充足性、由于缺乏锻造导致的结合的不连续、以及工具在部件中的不完全穿透。鉴于这些及其他考虑因素，呈现了在此做出的本公开内容。
技术实现思路
根据一个实例，一种将第一构件和第二构件连接在一起的方法包括：为第一构件设置限定相对的第一表面和第二表面的基座、以及从基座的第二表面向外延伸以在其间限定容座(receptacle，插座)的间隔开的第一壁和第二壁。第二构件设置为从根部延伸至第一顶部的细长肋，根部具有均匀的根部厚度，并且第一顶部具有不大于根部厚度的第一顶部厚度，第一顶部的尺寸适于插入到容座中并与容座共形地成形。第一构件和第二构件定位为使得第二构件的第一顶部插入到第一构件的容座中，其中顶部接合容座的封闭端。第一顶部以及第一壁和第二壁摩擦搅拌焊接以在第一构件和第二构件之间形成焊接接头。根据另一实例，一种结构包括第一构件，该第一构件具有限定相对的第一表面和第二表面的基座、以及从基座的第二表面向外延伸以在其间限定容座的间隔开的第一壁和第二壁。第二构件包括从根部延伸至第一顶部的细长肋，根部具有均匀的根部厚度，并且第一顶部具有不大于根部厚度的第一顶部厚度，第一顶部的尺寸适于插入到容座中并与容座共形地成形，使得第一顶部接合容座的封闭端。摩擦搅拌焊接接头延伸穿过基座以及第一构件的第一壁和第二壁的至少一部分并进入第二构件的顶部中。根据又一实例，一种结构包括第一构件，该第一构件具有限定内表面的基座、以及从基座的内表面向外延伸以限定第一容座的间隔开的第一壁和第二壁。第二构件包括具有根部以及第一顶部和第二顶部的细长肋，根部具有均匀的根部厚度，并且第一顶部和第二顶部中的每个具有不大于根部厚度的顶部厚度。第三构件具有限定内表面的第二基座、以及从第二基座的内表面向外延伸以限定第二容座的间隔开的第一壁和第二壁。第一顶部的尺寸适于插入到第一容座中并与第一容座共形地成形，使得第一顶部接合第一容座的封闭端。类似地，第二顶部的尺寸适于插入到第二容座中并与第二容座共形地成形，使得第二顶部接合第二容座的封闭端。第一摩擦搅拌焊接接头延伸穿过基座以及第一构件的第一壁和第二壁的至少一部分并进入第二构件的第一顶部中，并且第二摩擦搅拌焊接接头延伸穿过第二基座以及第三构件的第一壁和第二壁的至少一部分并进入第二构件的第二顶部中。在结合附图阅读下面的详细描述时，这些和其它方面和特征将变得更加显而易见。此外，尽管关于具体实例公开了各种特征，但是应当理解，不背离本公开内容的范围的情况下，各种特征可彼此组合，或者单独使用，与任何各种实例一起使用。附图说明图1是根据本公开内容构造的为外壳的形式的结构的立体图。图2是沿着图1的线2-2截取的结构的横截面的侧视图。图3是图2的侧视图的放大细节。图4是图1的结构的横截面的侧视图，其中摩擦搅拌焊接工具进行摩擦搅拌焊接。图5是图1的结构在摩擦搅拌焊接之后的横截面的侧视图。图6是根据本公开内容构造的为冷却板的形式的结构的替代实例的立体图。图7是图6的冷却板的分解图。图8是图6的冷却板的横截面的侧视图。图9是根据本公开内容构造的具有三个部件的结构的另一实例的横截面的侧视图。图10是示出了根据本公开内容的连接第一构件和第二构件的方法的示意性流程图。应当理解，附图不必按比例绘制，并且所公开的实施方式有时示意性地示出。进一步应当认识到，以下的详细说明在本质上仅是示例性的，而并非旨在限制本公开内容或者其应用和使用。因此，为了说明的方便起见，虽然本公开内容以一些说明性的实施方式被描绘和描述，但应当认识到，本公开内容可实现为各种其他类型的实施方式及各种其他系统和环境。具体实施方式以下详细描述是执行本公开内容的当前预期的最佳模式。该描述不具有限制意义，而是仅仅为了示出本公开内容的一般原理而做出的，因为本公开内容的范围由所附权利要求最好地限定。图1示出了结构10，其包括使用FSW连接在一起的为第一构件12和第二构件14的形式的结构部件。示例性结构10在图1中示出为外壳，其中第一构件12是外壳盖，并且第二构件14是外壳底部，并且外壳盖焊接到外壳底部。结构10仅作为实例示出为外壳，如应该理解的，结构10可以其他形式提供并且用于其他目的。如图2和3中最佳地示出的，第一构件12包括基座16，该基座16是基本上平面的并且限定相对的第一表面18和第二表面20。尽管该实施方式的基座16是平面的，但是应当理解，基座16可设置有非平面构造。第一构件12还包括壁组22，其中每个壁组包括从基座16的第二表面20向外延伸的间隔开的第一壁24和第二壁26。每组第一壁24和第二壁26在其间限定一个容座28，其中容座28包括封闭端30和开口端32。在所示实施方式中，容座28的封闭端30与基座16的第二表面20基本上对准，然而封闭端30可相对于第二表面20设置在其他高度处。在所示实施方式中，第一壁和第二壁中的每个具有均匀的壁厚度T。第一壁24和第二壁26被示出为彼此平行并且从基座16基本垂直地延伸。然而，应当理解，第一壁24和第二壁26可以是不平行的并且可以不同于90度的角度从基座16延伸。第一壁24包括远端34，并且第二壁包括远端36。远端34、36可设置在距基座16的第一表面18基本上相同的端距(enddistance，端部距离)D(图2)处。另外，第一壁24具有壁外表面38，并且第二壁26具有壁外表面40。壁外表面38、40隔开外壁距离OD。继续参考图2和3，第二构件14包括底壁42以及从底壁42向外延伸的多个细长肋44。每个肋44包括根部46和第一顶部48。根部46具有均匀的根部厚度RT，并且第一顶部48具有不大于根部厚度RT的第一顶部厚度TT。第一顶部48的尺寸适于插入到容座28中并与容座28共形地成形，使得第一顶部48接合容座28的封闭端30。在所示实施方式中，第一顶部48具有圆角横截面轮廓。如图3中最好地示出的，第二构件14的第一顶部48可插入到第一构件12的容座28中。当第一构件12和第二构件14以这种方式组装时，在第一构件12和第二构件14之间形成界面区域(interfaceregion)50。界面区域50在此被限定为第一构件12和第二构件14的表面彼此符合的区域。界面区域50包括间隔横向距离LD的第一纵向腿部52和第二纵向腿部54，其中横向中间部55在第一纵向腿部52和第二纵向腿部54之间延伸。为了促进更牢固的焊接，如下所述，第一纵向腿部52和第二纵向腿部54中的每个具有大于横向距离LD的长度LL。为了进一步改善焊接，第一壁24和第二壁26的壁厚度T可为根部厚度RT的约1/2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将第一构件和第二构件连接在一起的方法，所述方法包括：对所述第一构件设置限定相对的第一表面和第二表面的基座、以及从所述基座的所述第二表面向外延伸以在此间限定容座的间隔开的第一壁和第二壁；将所述第二构件设置为从根部延伸到第一顶部的细长肋，所述根部具有均匀的根部厚度，并且所述第一顶部具有不大于所述根部厚度的第一顶部厚度，所述第一顶部的尺寸适于插入到所述容座中并与所述容座共形地成形；将所述第一构件和所述第二构件定位为使得所述第二构件的所述第一顶部插入到所述第一构件的所述容座中，其中所述第一顶部接合所述容座的封闭端；以及摩擦搅拌焊接所述第一顶部以及所述第一壁和所述第二壁以在所述第一构件和所述第二构件之间形成焊接接头。

【技术特征摘要】
2016.08.12 US 15/235,9261.一种将第一构件和第二构件连接在一起的方法，所述方法包括：对所述第一构件设置限定相对的第一表面和第二表面的基座、以及从所述基座的所述第二表面向外延伸以在此间限定容座的间隔开的第一壁和第二壁；将所述第二构件设置为从根部延伸到第一顶部的细长肋，所述根部具有均匀的根部厚度，并且所述第一顶部具有不大于所述根部厚度的第一顶部厚度，所述第一顶部的尺寸适于插入到所述容座中并与所述容座共形地成形；将所述第一构件和所述第二构件定位为使得所述第二构件的所述第一顶部插入到所述第一构件的所述容座中，其中所述第一顶部接合所述容座的封闭端；以及摩擦搅拌焊接所述第一顶部以及所述第一壁和所述第二壁以在所述第一构件和所述第二构件之间形成焊接接头。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一顶部具有圆角横截面轮廓。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述容座的所述封闭端与所述基座的所述第二表面基本上对准。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一壁和所述第二壁中的每个具有约为所述第二构件的所述根部厚度的一半的均匀的壁厚度。5.根据权利要求4所述的方法，其中：所述第一壁和所述第二壁中的每个包括设置在距所述基座的所述第一表面端距处的远端，并且通过将摩擦搅拌焊接工具的销穿过所述第一构件的所述基座插入到所述第二构件中不大于所述端距的销深度来进行所述摩擦搅拌焊接，其中，所述销具有大于所述第二构件的所述根部厚度的销直径。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一壁和所述第二壁中的每个具有壁外表面，所述壁外表面间隔外壁距离，并且所述销直径小于所述外壁距离。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，在所述第一构件和所述第二构件之间形成界面区域，所述界面区域包括间隔横向距离的第一纵向腿部和第二纵向腿部，并且其中，所述第一纵向腿部和所述第二纵向腿部中的每个具有大于所述横向距离的长度。8.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，还包括：为第三构件设置限定相对的第一表面和第二表面的第二基座、以及从所述第二基座的所述第二表面向外延伸以在此间限定第二容座的间隔开的第一壁和第二壁；还对所述第二构件设置与所述第一顶部相对的第二顶部，并且所述第二顶部具有不大于所述第二构件的所述根部厚度的第二顶部厚度，所述第二顶部的尺寸适于插入到所述第二容座中并与所述第二容座共形...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·A·利特温斯基，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US