将焊接和胶接结合用以接合金属元件的方法技术

一种接合金属元件（２、８）的方法具有下面这些步骤：在这些元件之间沉积粘合剂材料（１６），并且通过固态或者熔接焊接把这些元件焊接在一起。焊接部（１８）与粘合剂材料（１６）分隔开并且被如此地形成，以致可以防止粘合剂材料（１６）露出到焊接部（１８）中。在由时间和空间所分开的这些元件中形成两种结合（胶粘和焊接）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种接合金属元件的方法，更加具体地说，本专利技术涉及一种接合金属元件的方法，该方法包括把元件焊接在一起并且把粘合剂插入到焊接元件之间。
技术介绍
传统上，以包括熔接焊接、固态焊接、化学/机械结合和机械接合和锁紧在内的、各种各样的技术使一些金属元件接合在一起。在熔接焊接中，通过熔化金属的接合，使这些元件接合在一起。当这些元件的熔化金属被混合并且固化时，产生了这些元件之间的焊接。以熔接焊接为基础的传统过程包括气体金属弧焊接(如气体钨弧焊接)和激光束焊接。在金属元件的固态接合中，借助在压力作用下迫使这些零件在一起并且在这些元件之间的界面上施加热量，或者如以摩擦搅动焊接(friction stir welding)或者锻焊同时迫使塑化金属在一起，以实现配合表面之间的界面扩散。金属元件的化学/机械结合包括使用粘合剂、元件的锁紧的机械接合，如通过螺栓、铆钉和其它这样的固定器的机械接合。在结构冗余比较重要或者在两个元件之间需要额外密封的一些情况下，这些接合过程中的两个过程可以结合起来使用以把它们的特别有利特性传给接合的总体性能。使用两个接合过程的这种方法已用于航空宇宙、汽车和交通工业中。典型地，使用机械固定器来接合元件和粘合剂或者密封剂。包括机械固定器和粘合剂在内的这些接合比较坚固并且可靠。但是，熔接和以固态为基础的焊接过程与化学/机械结合过程(例如使用粘合剂)相结合，产生了问题。在相同的接合区域上同时施加这两个过程时，或者甚至当顺序地进行这两个过程时，产生了冶金的不相容。在焊接期间所形成的粘合剂(典型为有机材料)和热熔化塑化金属之间的接触严重地损害了焊接接合和胶接的一体性。在一些情况下，焊接的熔化金属和粘合剂之间的接触产生了粘附力从而强烈地分解成能够中断焊接过程的稳定性的烃烟(如焊接弧、激光束在锁眼和熔化池中所产生的等离子体)，把污染物加入到固化焊接部(在表面上产生了总开口和容积孔、焊口、夹杂物和过量的杂质)并且导致不一致的焊接几何形状。如果在产生焊接的同时施加粘合剂，那么焊接借助从粘合剂中所喷出的烟可变成移位或者改变的形状，在不同的位置上被石化，或者形成不能控制的孔和遗漏，所有这些产生了较差的接合质量和均匀度。当热塑化金属接触粘合剂时，一些粘合剂可以加入到金属中并且作为连续的(如膜)或者片断的污染物分布在整个焊接部上。相应地，仍然需要一种这样的方法，即使用熔接或者固态焊接和胶接来接合金属元件，该方法可以克服这些问题。
技术实现思路
本专利技术方法可以满足这种需要，借助物理地分开两个接合过程，通过在两个过程的施加之间进行物理分开和/或给它们的使用按顺序排列，该方法结合了通过焊接的接合和通过粘合剂/密封剂的接合。该方法包括一些步骤提供具有第一接合表面的第一金属元件；提供具有第二接合表面的第二金属元件；使第一接合表面和第二接合表面熔接或者固态焊接在一起；及在第一和第二接合表面之间沉积粘合剂材料。粘合剂材料可以分配到在第二接合表面中所限定出的凹口中。第一元件可限定开口，从而能把粘合剂输送到第二接合表面的凹口中。在焊接之前(使用可膨胀的、可硬化的粘合剂)，可预先放置粘合剂，或者在通过控制喷射来进行焊接之后，施加粘合剂。这些焊接部可以是细长的，或者在多个位置上可以焊接这些元件，而粘合剂设置在位于这些焊接部之间的位置上。第二元件中的凹口包围着这些焊接部。粘合剂材料可以包括加强件如纤维或者网。加强件还可以包括锁紧件，该锁紧件与第一和第二接合表面中的至少一个相接合。此外，粘合剂材料可以膨胀。本专利技术还包括装配接合好的金属元件，该接合好的金属元件是根据本专利技术方法来制造出的。本专利技术方法特别适合在航空器机身的第一和第二元件之间、如在表面件和纵桁之间形成接合处，或者本专利技术方法特别适合接合机动车的元件。通过结合附图的下面描述可以完全理解本专利技术，其中相同标记在所有附图中表示相同的零件。附图说明图1是接合之前的一对金属元件的横剖视图；图2示出了使用支撑板根据本专利技术来焊接和分配粘合剂之后的、图1的元件；图3是图2的焊接元件的顶视图；图4是两个元件之间的接合处的焊接部和粘合剂的另一布置的横剖视图；图5是两个元件之间的接合处的焊接部和粘合剂的另一布置的横剖视图；图6是使用可膨胀粘合剂和焊接的一对接合金属元件的横截面图；图7是使用具有加强件的粘合剂根据本专利技术来接合的焊接元件的横剖视图；图8是使用具有加强件的粘合剂根据本专利技术来接合的焊接元件的横剖视图；图9是使用具有加强件的粘合剂根据本专利技术来接合的焊接元件的横剖视图；图10是使用锁紧件、粘合剂和焊接来接合的金属元件的横剖视图。具体实施例方式出于下文的解释目的，术语“上部”、“下部”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”和它的派生词如它在附图中所取向那样来论及本专利技术。但是，应该知道的是，除了明确地具体说明是相反的之外，本专利技术可以采取各种各样的替换变形和步进顺序。还应该知道，在附图中所示出的及在下面说明中所描述的具体装置和过程是本专利技术的简单示例性实施例。因此，涉及这里所公开的实施例的具体尺寸大小和其它物理特性不能被认为是限制性的。本专利技术涉及一种使用粘合剂或者密封剂的熔接或者固态焊接来生产接合金属元件的方法。本专利技术的重要特征是，借助分开接合体，可以避免结合过程的两种的相互不利作用，这些接合体借助时间和空间上的每个过程来生产。根据本专利技术所产生的焊接是熔接焊接或者固态焊接，并且在下文中一般称为“焊接”。合适的熔接焊接过程包括气体金属弧焊接、激光束焊接、电子束焊接和电阻缝焊。合适的固态焊接过程包括摩擦搅动焊接、锻造(forging)、铆接和超声波缝焊。本专利技术特别适合于用在接合铝合金元件上。参照图1和2，具有露出表面4和第一接合表面6的第一金属元件2定位在具有第二接合表面10的第二金属元件8上。图1示出了作为片型产品的第一元件2和作为结构元件如肋的第二元件8。这种布置并不意味着是限制性的；根据本专利技术的方法，也可以接合金属元件的其它形状。第一元件2限定出至少一个开口12。开口12与在第二元件8中所限定出的凹口14对准。开口12和凹口14被定尺寸和构成成用来通过开口12把粘合剂分配到凹口14中。凹口14被示成和描述成在第二元件8中限定出，但是它们可以在第一元件2的第一接合表面6或者在元件2、8的两个表面中限定。参照图2，粘合剂材料16被插入(例如，被喷射)通过开口12并且填充凹口14。粘合剂16也可以填充开口12。在分配粘合剂之前或者在把粘合剂分配到凹口14之后，元件2和8在位置18上被焊接在一起。图2所示出的焊接18被示成是摩擦搅动焊接的结果。如果在形成焊接18(通过放置粘合剂/密封剂垫或者类似物)之前把粘合剂16加入到凹口14中，那么有助于通过支撑件如支撑板20来支撑第二元件8，支撑板提供了这样的表面，即当把第一元件2推靠在第二元件8上以确保粘合剂16与第一接合表面相接触直到粘合剂16凝固为止时，第二元件8支承在该表面上。用在本专利技术中的可喷射粘合剂/密封剂材料的非限制性例子包括环氧基结构粘合剂、硅和聚硫化物。参照图3，凹口14可以是连续的并且包围着焊接18的长度。元件2中的若干开口12被示出。开口12的数量和布置依赖于凹口14的尺寸大小。包围焊接18的粘合剂用来加强元件2和8之间的结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合的金属元件的组件，它包括：第一元件，它具有露出的表面和第一接合表面；第二元件，它具有邻接所述第一接合表面的第二接合表面；粘合剂材料，它设置在所述第一接合表面与所述第二接合表面之间；及熔化焊接部或者固态 焊接部，它从所述露出表面延伸到所述第二元件中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：I斯托尔，SF麦克利里，PL普莱斯，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]