导电辅助件、异种材料接合装置及异种材料接合方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种导电辅助件，其包括第一柱体、第二柱体以及绝缘覆盖层，所述第一柱体以及所述绝缘覆盖层分别设置在所述第二柱体的两个相对端，所述第二柱体的水平投影落入所述第一柱体的水平投影内，所述导电辅助件用于第一待接合件和第二待接合件的接合，所述第一待接合件和所述第二待接合件层叠设置，所述绝缘覆盖层与所述第一待接合件接触设置，所述绝缘覆盖层在通电时能够产生绝缘破坏，冲击性电流熔化所述第一待接合件形成开孔，使得所述第二柱体能够穿过所述第一待接合件与所述第二待接合件相接触并形成熔核，所述第一待接合件被夹紧在所述第一柱体和所述第二待接合件之间。本发明专利技术还提供了一种异种材料接合装置及异种材料接合方法。

Conductive accessories, joint device of different materials and joint method of different materials

【技术实现步骤摘要】
导电辅助件、异种材料接合装置及异种材料接合方法
本专利技术涉及异种材料连接
，特别是涉及一种导电辅助件、异种材料接合装置及异种材料接合方法。
技术介绍
因地球温室效应等环境问题，汽车界在尝试着向轻量化发展，例如，将铝合金材运用于车身上。但是，铝合金材与钢材相比在强度、成形性、焊接性、成本上等都具有劣势，所以将钢材全部换成铝合金材是不现实的。因此，现状是部分使用铝合金材，采用钢材和铝合金材共存的一种形式。像这样的情况，肯定会产生钢材和铝合金材的接合。但是，钢材和铝合金材直接焊接的话其焊接部会形成脆硬的金属间化合物，会破坏焊接部的稳定性。除了钢材和铝合金材外，其他异种材料构成的两个待接合件需要接合时，也往往会形成脆硬的金属间化合物。因此，异种材料的接合目前是一个非常大的壁垒。目前，实用的是采用铆接或者螺栓进行机械接合。但是铆接或者螺栓接合的话要事先在待接合件上开设通孔，然后对通孔定位，将铆钉或者螺栓插入。这样会增加成本且作业效率低。总之，目前现状是异种材料的接合技术还未达到工业上的要求。前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导电辅助件、异种材料接合装置及异种材料接合方法，能够方便、有效地完成异种材料的接合，且不会产生脆硬的金属间化合物。本专利技术提供一种导电辅助件，用于第一待接合件和第二待接合件的接合，所述导电辅助件包括导电部以及绝缘覆盖层，所述导电部包括第一柱体以及第二柱体，所述第一柱体以及所述绝缘覆盖层分别设置在所述第二柱体的两个相对端，所述第一待接合件和所述第二待接合件层叠设置，接合时，所述绝缘覆盖层与所述第一待接合件接触设置，所述绝缘覆盖层在通电时能够产生绝缘破坏，冲击性电流熔化所述第一待接合件形成开孔，使得所述第二柱体能够穿过所述第一待接合件与所述第二待接合件相接触并形成熔核，将所述第一待接合件被夹紧在所述第一柱体和所述第二待接合件之间。在其中一个实施方式中，所述绝缘覆盖层由陶瓷粉末构成。在其中一个实施方式中，所述绝缘覆盖层的厚度为5～200μm。在其中一个实施方式中，所述陶瓷粉末是酸化物系陶瓷粉末，或碳化物系陶瓷粉末，或氮化硅系陶瓷粉末。在其中一个实施方式中，所述第二柱体的水平投影落入所述第一柱体的水平投影内。在其中一个实施方式中，所述第一待接合件和所述第二待接合件层叠设置，所述第二柱体的高度大于所述第一待接合件的高度。在其中一个实施方式中，所述第二柱体的高度小于所述第一待接合件和所述第二待接合件的高度之和。在其中一个实施方式中，所述第一待接合件由第一材料制成，所述第二待接合件由第二材料制成，所述第二柱体由第三材料制成，所述第二材料的熔点以及所述第三材料的熔点均大于所述第一材料的熔点。在其中一个实施方式中，所述第二材料和所述第三材料为同种材料，所述第三材料的熔点等于所述第二材料的熔点。在其中一个实施方式中，所述第一材料为铝合金材，所述第二材料和所述第三材料均为钢材。本专利技术还提供一种异种材料接合装置，所述异种材料接合装置包括电源、第一电极、第二电极以及如上述任一项所述的导电辅助件，所述第一电极和所述第二电极分别通过导线与所述电源电性连接，且所述第一电极与所述第一柱体接触设置，所述第二电极与所述绝缘覆盖层间隔设置，所述第一待接合件和所述第二待接合件置于所述绝缘覆盖层和所述第二电极之间的间隙内，且所述第二待接合件和所述第二电极接触设置。在其中一个实施方式中，所述第一电极、所述导电辅助件和所述第二电极同轴设置，所述第一电极位于所述第二电极的上方，且所述第一电极和所述第二电极中的至少一个可以在外力作用下沿竖直方向移动，对所述导电辅助件、所述第一待接合件以及所述第二待接合件起到夹紧作用。本专利技术还提供一种异种材料接合方法，应用于如上述任一项所述的异种材料接合装置，包括：将所述第一待接合件和所述第二待接合件层叠设置并置于所述导电辅助件和所述第二电极之间的间隙内，所述绝缘覆盖层与所述第一待接合件相接触，所述第二电极与所述第二待接合件相接触；控制所述电源施加开孔用电流I1，并持续开孔用时间T1，并对所述第一电极和/或所述第二电极施加外力，使得所述第一电极和所述第二电极相互靠拢，所述绝缘覆盖层产生绝缘破坏，破坏所述绝缘覆盖层流入的瞬间冲击性电流熔化所述第一待接合件形成开孔，所述第二柱体在所述第一电极和所述第二电极的夹紧作用下通过所述开孔穿过所述第一待接合件，与所述第二待接合件相接触；控制所述电源施加焊接用电流I2，并持续焊接用时间T2，并对所述第一电极和/或所述第二电极施加外力，使得所述第一电极和所述第二电极相互靠拢，所述第二柱体和所述第二待接合件均部分熔融，且在所述第一电极和所述第二电极的夹紧作用下，所述第二柱体部分伸入所述第二待接合件内；控制所述电源停止输出电流，并对所述第一电极和/或所述第二电极施加外力，使得所述第一电极和所述第二电极相互靠拢，所述第二柱体和所述第二待接合件相互接触的部分冷却后形成熔核，所述第一待接合件被夹紧在所述第一柱体和所述第二待接合件之间；对所述第一电极和/或所述第二电极施加外力，使得所述第一电极和所述第二电极相互背离，取出所述导电辅助件、所述第一待接合件和所述第二待接合件完成接合后构成的接合体。在其中一个实施方式中，当所述第一待接合件由铝合金材制成，所述第二待接合件和所述导电辅助件由钢材制成时，所述开孔用电流I1为2～10kA，所述开孔用时间T1为50～500ms，所述焊接用电流I2为5～15kA，所述焊接用时间T2为100～700ms。本专利技术提供的导电辅助件具有绝缘覆盖层，通电时，可以产生绝缘破坏，从而有瞬间冲击性电流熔化第一待接合件而形成开孔，所需电流较小，所费时间也较短，无需事先开孔，因此，也不用对开孔进行定位，用于接合作用时，可以使得接合作用简单、便捷。此外，因为无需施加大电流，也不会生成脆硬的金属间化合物，且导电辅助件本身也不会过热。本专利技术提供的异种材料接合装置由于采用了上述所述的导电辅助，因此具有相同的有益效果。同样地，本专利技术提供的异种材料接合方法由于采用了上述所述的异种材料接合装置，也因此具有相同的有益效果。附图说明图1为本专利技术提供的一种异种材料接合装置的结构示意图。图2为图1所示的异种材料接合装置在完成接合时的结构示意图。图3为图1所示的异种材料接合装置的导电辅助件的主视图。图4为图1所示的异种材料接合装置在实现接合时的电流-时间曲线图。电源1第二柱体42第一电极2绝缘覆盖层43第二电极3第一待接合件5导电辅助件4第二待接合件6第一柱体41熔核7具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。请参阅图1和图2，本专利技术提供了一种导电辅助件4，包括导电部(图未标)以及设置在导电部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电辅助件(4)，用于第一待接合件(5)和第二待接合件(6)的接合，其特征在于，所述导电辅助件(4)包括导电部以及绝缘覆盖层(43)，所述导电部包括第一柱体(41)以及第二柱体(42)，所述第一柱体(41)以及所述绝缘覆盖层(43)分别设置在所述第二柱体(42)的两个相对端，所述绝缘覆盖层(43)与所述第一待接合件(5)接触设置，接合时，所述绝缘覆盖层(43)在通电时能够产生绝缘破坏，冲击性电流熔化所述第一待接合件(5)形成开孔，使得所述第二柱体(42)能够穿过所述第一待接合件(5)与所述第二待接合件(6)相接触并形成熔核(7)，将所述第一待接合件(5)被夹紧在所述第一柱体(41)和所述第二待接合件(6)之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种导电辅助件(4)，用于第一待接合件(5)和第二待接合件(6)的接合，其特征在于，所述导电辅助件(4)包括导电部以及绝缘覆盖层(43)，所述导电部包括第一柱体(41)以及第二柱体(42)，所述第一柱体(41)以及所述绝缘覆盖层(43)分别设置在所述第二柱体(42)的两个相对端，所述绝缘覆盖层(43)与所述第一待接合件(5)接触设置，接合时，所述绝缘覆盖层(43)在通电时能够产生绝缘破坏，冲击性电流熔化所述第一待接合件(5)形成开孔，使得所述第二柱体(42)能够穿过所述第一待接合件(5)与所述第二待接合件(6)相接触并形成熔核(7)，将所述第一待接合件(5)被夹紧在所述第一柱体(41)和所述第二待接合件(6)之间。


2.如权利要求1所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述绝缘覆盖层(43)由陶瓷粉末构成。


3.如权利要求2所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述绝缘覆盖层(43)的厚度为5～200μm。


4.如权利要求2所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述陶瓷粉末是酸化物系陶瓷粉末，或碳化物系陶瓷粉末，或氮化硅系陶瓷粉末。


5.如权利要求1所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述第二柱体(42)的水平投影落入所述第一柱体(41)的水平投影内。


6.如权利要求1所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述第一待接合件(5)和所述第二待接合件(6)层叠设置，所述第二柱体(42)的高度大于所述第一待接合件(5)的高度。


7.如权利要求1至6任一项所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述第二柱体(42)的高度小于所述第一待接合件(5)和所述第二待接合件(6)的高度之和。


8.如权利要求1-6任一项所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述第一待接合件(5)由第一材料制成，所述第二待接合件(6)由第二材料制成，所述第二柱体(42)由第三材料制成，所述第二材料的熔点以及所述第三材料的熔点均大于所述第一材料的熔点。


9.如权利要求8所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述第二材料和所述第三材料为同种材料，所述第三材料的熔点等于所述第二材料的熔点。


10.如权利要求9所述的导电辅助件(4)，其特征在于，所述第一材料为铝合金材，所述第二材料和所述第三材料均为钢材。


11.一种异种材料接合装置，其特征在于，所述异种材料接合装置包括电源(1)、第一电极、第二电极以及如权利要求1至10任一项所述的导电辅助件(4)，所述第一电极和所述第二电极分别通过导线与所述电源(1)电性连接，且所述第一电极与所述第一柱体(41)接触设置，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡辺吾朗，罗时清，丁华，冯波，张杰，黄露，
申请(专利权)人：吉利汽车研究院宁波有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33