[发明专利]封板的感应焊接组件

说明书

技术领域

本发明涉及用于焊接多块板的焊接组件和方法。更具体地，本发明涉及用来对和汽车相关的封板进行感应焊接的感应焊接组件和方法。

背景技术

汽车制造中使用多种技术来将具有相对较大截面积的多个表面结合在一起。在一些情况中，这些表面具有变化的截面或者可能是用不同厚度或形状的材料制成的。

使这些表面结合的一些方法可使用机械紧固件。然而，机械紧固件可能会使人产生这样的顾虑，即时间的流逝会使表面变得分开。另一种使表面结合的方法包括使用了电阻焊、激光焊、等离子焊或缝焊技术的焊接。在典型的焊接应用中，使用例如夹具来使多个表面被重叠并且机械地固定就位。热源(例如，电极)被放置在重叠表面附近并靠近该重叠表面。当热源定位在重叠表面附近时，受热源影响的区域的温度快速上升，并大致形成液体。然后，热源沿重叠表面行进直到完成所期望的焊接。在焊接完成之后，将热源从表面移开，于是该表面冷却。这样，可生成用于将两个或更多个表面结合在一起的焊缝。传统的焊接热源具有若干缺点，包括与余热以及焊接的不一致性和不完整性有关的安全考虑。因此，提供一种能在结合表面上的狭窄区域内产生热效应以避免任何余热或不安全工作环境的感应装置将会是有益的。

然而，传统焊接技术提供了不规则的应力点并且需要额外的焊接后准备工作以去除任何多余的边缘或表面。一些焊接技术可以不沿结合表面的周边延伸，但会产生不期望的“鼠洞(Rat Holes)”。另外一些焊接技术使用翻边或卷边操作来使表面周边结合，但会使周边的表面内发生变化。不过，这些操作可能需要过量的材料，而这些过量的材料需要额外时间和资源以便去除。而且，一些焊接技术对于需要沿生产线一致运动的制造工艺而言实在太不切实际或者太过昂贵。

前述焊接技术中的某些技术可能具有下面问题中的一个或多个，例如，“鼠洞”或由于水徙动进入卷边表面的内部范围中而引起的丝状腐蚀。另外，使用搭接焊或缝焊工艺可容许产生卷边凸缘，该卷边凸缘可能需要额外时间和资源以便去除任何多余的卷边或焊缝。一些工艺使用粘接剂或临时性焊接以在焊接前或者在运输和组装操作期间临时性地固定被焊接表面。使用粘接剂的结果是，在焊接完成后可能有必要进行固化工艺，并在固化工艺之后可能需要使用密封剂。使用临时性焊接可能会进一步耽搁时间或引起过多的费用。这些问题和过多的操作可能会在制造工艺期间导致时间耽搁并增加费用。

除了前面指出的顾虑之外，传统上实施在汽车制造工艺中的翻边、粘接和卷边工艺可能还存在封装限制，因为这些工艺需要考虑到施加粘接剂的区域、卷起凸缘的区域或者应用卷边器压牢装置的区域。如果使用替代性的焊接工艺，则可能会有益于去除过量的材料。另外，通过去除任何过量材料，可使用增强的封装设计以便运送结合表面，从而提供了额外的好处。使用替代性的焊接工艺还可使被焊接表面具有改进的抗挠性和刚度，并且使凸缘具有更短的尺寸。

最后，通过容许提供了沿周边使表面结合的改进的焊接工艺，终加工完成的产品可以凭借更小的半径而具有改进的特性，例如尺寸变化减小和设计自由度增强。另外，如前面所述，使用替代性焊接工艺可使若干制造操作变得不再必要，这些制造操作包括模具翻边操作、卷边操作、卷边粘接剂的应用、卷边后密封件的需求、卷边粘接剂的诱导固化、以及在从组装工艺向终加工工艺的转移期间用于临时固定表面的工序间焊接。

因此，提供质量上乘、生产率高并且经济的焊接设备是有益的，该焊接设备提供了前述优点中的至少一些优点，因此可在对结合表面进行成形的同时，对具有不同厚度和/或不同的表面的材料进行焊接。

发明内容

本发明通过提供一种用于将大致平坦的第一表面感应焊接到大致平坦的第二表面以形成封闭组件的方法和装置从而减少了现有技术的难点和缺点，其中第一表面和第二表面都具有足够大的截面。该方法包括如下步骤：使上模与下模间隔开以便容纳第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面配置成叠置取向；在所述上模和下模之间将第一表面的端部固定到第二表面的端部；在所述上模和所述下模处将第一表面朝向第二表面压紧以形成端对端压紧的第一和第二表面布置；以及感应加热所述端对端压紧的第一和第二表面布置以形成封闭组件。本发明还包括针对现有技术难点和缺点的感应焊接装置，该感应焊接装置包括与第二臂可操作地分开的第一臂，所述第一臂与上模关联，所述第二臂与下模关联，所述上模适于容纳第一表面，所述下模适于容纳第二表面，所述第一表面叠置于所述第二表面上，所述感应线圈与所述上模和下模中的一个关联，并且适于感应加热所述被容纳的第一表面和第二表面以形成封闭组件。

本发明还提供了以下方案。