[发明专利]多个叠放的板的摩擦焊组件

说明书

技术领域

本发明涉及通过连接主体将多个叠放的板保持在一起的摩擦焊组件，该连接主体通过挡圈(collar)设置在上部板上并形成为终止于尖端的细长锥体，其中，所述连接主体包括位于其挡圈区域的驱动元件，该驱动元件用于与加压旋转工具连接。 

背景技术

这种摩擦焊组件可以从国际申请公开文件WO 02/062518A1中得知。在该文件的图7c中显示了用于这种摩擦焊组件的连接主体，该连接主体一方面包括用于与上部板邻接的挡圈，另一方面，主要包括细长锥体，该细长锥体在远离挡圈的方向形成扁平的尖端(flat tip)，该扁平的尖端通过延续细长锥体的相应钝角化的短锥体形成。该连接主体用于在旋转作用下按压到两个叠放的板内，直到挡圈邻接上部板。因为连接主体的旋转和由此在连接主体和两个板之间产生的摩擦，相互刮擦的部分的材料会热塑化，从而产生摩擦焊区域，因而摩擦焊区域的材料会穿过上部板的上侧的边缘脱落。其它的连接主体显示在图9a至图9d中，该连接主体包括位于挡圈区域的驱动元件，该驱动元件用于与加压旋转工具连接，其中显示了六角头(hex-head)和槽。 

发明内容

基于提供上述摩擦焊组件的目的提出本发明，本发明的摩擦焊组件通过特殊的形状设计而具有非常高的强度。根据本发明，这是通过由细长锥体形成并从上部板穿入下部板的突出件(girder)以及从下部板突出的突出件沿其内表面形成延伸到所述细长锥体的摩擦焊区域而实现的。 

本发明利用了所述摩擦焊区域的特殊形状设计(即在足够的压力和高摩擦作用下的摩擦焊过程中形成的所述突出件)，所述摩擦焊区域使得叠放的板之间不仅通过所述连接主体连接，而且还通过在所述摩擦焊操作过程中从所述板挤压出的材料连接。其中，特别地，使用由所述上部板形成并穿入所述下部板的突出件，该突出件主要是通过在所述摩擦焊过程中挤出的板的材料件使所述叠放的板紧密连接并因而传递使两个板保持在一起的力，在所述摩擦焊过程中为实施摩擦焊的目的提供了足够量的摩擦焊材料。由位于所述上部板上的细长锥体形成的突出件延伸到所述下部板的材料内，其中，所述突出件以类似于从所述连接主体和所述板挤压出材料的方式形成连续的摩擦焊区域，该摩擦焊区域使两个板彼此可靠地连接。 

方便地，所述细长锥体形成为使得其尖端由短锥体形成，该短锥体比延伸必要长度的细长锥体更陡。由于这种形状设计，所述连接主体能够通过相应的轴向压力和旋转而容易地挤压到两个叠放的板中，从而所述板的材料由于所述连接主体的周缘的摩擦而熔化，并因而作为具有相应的分力的锥体沿轴向向前推动所述板的熔化的材料，其中，由于所述连接主体的形状，所述连接主体能够容易地穿入两个叠放的板并迅速使得所述两个板在它们与所述连接主体邻接的区域熔化，从而通过可以说是从上部板穿入下部板的突出件产生与两个板的紧密连接。 

在布置所述摩擦焊组件时，可以使该摩擦焊组件形成为使得所述尖端从所述下部板突出。但是，也可以使所述摩擦焊组件布置为使得所述尖端被所述下部板的材料包围。 

有利地，可以对所述尖端进行另外的硬化。但是，也可以通过使所述尖端涂敷相比所述细长锥体的材料较硬的材料而得到非常坚硬的尖端。通过这种方式处理的尖端容易穿入所述板。 

还可以在金属件上连接作为附加件的坚硬的尖端，例如通过焊接。 

形成所述连接主体的细长锥体可以在作为连接主体的作用之外具有附加作用，也就是作为螺栓或螺母，其中，所述细长锥体包括用于该目的的盲孔。为了吸收因摩擦焊而在所述挡圈的方向流出的热塑化的材料(尤其是来自所述上部板的材料)，可以方便地在所述挡圈的面对所述上部板的侧设置槽。 

可以使所述摩擦焊区域穿过所述突出件的区域延伸到所述挡圈的面对所述上部金属板的侧，从而为所述摩擦焊区域提供非常高的强度。 

可以通过在所述挡圈的面对所述上部板的侧上涂敷热熔性粘结剂而实现所述连接主体和所述上部板之间非常强的连接。所述热熔性粘结剂也会在进行摩擦焊布置的过程中被加热并因而熔化且在冷却后在所述挡圈和板之间提供额外的连接，其中，该连接还可以提供腐蚀防护。 

特别薄的板通常需要加强。在这种情况下，可以通过使一个板形成为另一个板的加强件的方式而有利地使用所述摩擦焊组件。因而，所述两个板能够通过所述摩擦焊组件而彼此牢固连接，从而对延伸超过所述加强件的板提供必要的连接强度，从而为了摩擦焊的目的而使两个板相对于彼此锁止。