[发明专利]至少两个叠置的板状部件的摩擦焊连接

说明书

技术领域

本发明涉及一种至少两个叠置的板状部件的摩擦焊连接（friction welding connection），其中，最下部部件由拉伸强度大于1000兆帕的高强度钢制成，并且一个或多个上部的部件由可穿透材料优选轻金属制成，该可穿透材料被摩擦焊元件（friction welding element）穿透，该摩擦焊元件通过摩擦焊连接的方式连接到所述最下部部件上。

背景技术

该摩擦焊连接由DE 102006013529.1公开。这种摩擦焊连接包括由钢组成的下部件，和由铝或塑料材料组成的上部件。所述摩擦焊元件本身由钢制成，其和所述下部件已经成为需要摩擦焊连接的一部分。该种摩擦焊连接的应用为板状的布置，该板状的布置，一方面具有高刚性，并且另一方面可抵抗环境影响，例如，车身钢板材料需要抵抗环境影响。这样的一种布置似乎由DE 102006013529A1和DE 2009006775A1公开。其中，在最后提到的文件中，在0027部分中指出，第一（上部）部件由一种比第二（下部）部件40更软的材料制成。例如，第一部件可以是铝片金属（aluminum sheet metal），而第二部件可以是钢片材料。

发明内容

本发明基于提供对应于被施加的需求的金属材料组合物的目的，并且其中，该金属材料组合物不仅包括关于环境的必要特性，还要更进一步确保所述摩擦焊连接产品具有高安全性。根据本发明，上述目的通过摩擦焊元件来实现，所述摩擦焊元件由含碳量为0.17-0.45%、含铬量为0.70-1.5%和含钼量为0.15-0.80%的合金钢组成。其中，所述合金钢的材料等级例如可以为21CrMoV57和40CrMoV47。

在所述摩擦焊连接的实施中，所述摩擦焊元件的材料起了特别关键的作用，因为该材料应该一方面在不改变材料本身的情况下，通过其自身的塑性穿过上部件，能容易地摩擦通过最下部的下部件的最终涂层并和最下部的下部件形成摩擦焊连接，该摩擦焊连接具有特别的耐久性和强度的特征，并因此，通过摩擦焊连接的方式使板复合体具有非常高的强度。所述连接材料，由于高强度钢的使用使其特别稳定，并提供所需的轻型结构，因此特别适用于汽车车体的生产。

这种适合本发明的实施方式，例如在DE 102006013529的图4、图5和图6中已显示出，其中，尽管只提供了用于所述复合材料的两种板状部件，例如：用于上部件的相对柔软的材料和用于下部件的高强度硬质材料（见0037部分）。

根据本发明，所述摩擦焊元件的特殊结构赋予了其几乎不会失去硬度的特性，尽管通过上部的一个或多个部件本身的熔透，穿透过程本身也能无干扰地发生。同样，在最下部的下部件与摩擦焊元件碰撞时，最先提到的元件在第一位置保持其强度，直到最后提到的部件的摩擦焊达到当最下部的下部件的实际摩擦焊接导致也至摩擦焊元件的焊接那样大的程度。对于确保制造摩擦焊连接的安全程序这是尤为重要的，并且，如上述DE 102009006775中0014部分中关于材料用途的描述，使用含锰和/或玻尔（bohr）的钢确保了程序的安全，因为该材料强度低。

具体实施方式

根据本发明摩擦焊连接的整体结构的实施方式在图中显示出。该图显示了带有连接元件2的上部板3和下部板4结合的螺栓（bold）1，其中，所述板3和板4包括它们通过摩擦焊连接彼此结合在一起的部件。关于板3，它是铝板，关于板4，它是钢板。在所述摩擦焊过程中，所述连接元件2通过凸起5穿透所述板2，并且最后达到板4，由此基于旋转和压力形成摩擦焊区60。其中，通过具有贴着所述板4的肩部7的摩擦焊元件2，所述板3被不断挤压来贴着所述板4，在摩擦焊过程的最后，通过摩擦焊连接6的方式，在板3和板4之间形成了强连接。