[发明专利]焊接复合材料的方法及其制品

权利要求书

1.一种包括一将基材材料与复合材料接触的步骤的方法，其中所述复合材料包括一对被隔开的钢板及处于所述钢板之间的芯层；

所述芯层的体积是所述复合材料总体积的大约25体积%（vol%）或更高；

所述芯层包括布置在一束或多束纤维中的多根钢纤维，所述纤维沿所述芯层厚度方向延伸，从而使所述芯层与所述钢板电接触；及

所述钢纤维具有与所述纤维长度方向垂直的横截面，所述横截面的面积是大约1×10^-5mm²至大约2.5×10^-2mm²。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括对所述基材及所述复合材料施加大约2.5kA至大约25kA的焊接电流，以将所述基材与所述复合材料焊接的步骤，从而实现特征是焊点面积大约1mm²或更大的焊接。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中金属纤维的含量是所述复合材料芯层总体积的大约10vol%至大约30vol%。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中所述复合材料具有一用于将所述复合材料焊接到0.8mm厚冷轧钢上的工艺窗口，其中所述工艺窗口的特征是：焊接电流范围从大约1.2至大约3.5kA。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其中所述复合材料与所述基材的静态电阻之比是大约2至30。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其中所述芯层包括一聚合物基体，所述聚合物基体包括选自由聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、包括丙烯腈的聚合物、包括丙烯酸的聚合物、包括丙烯酸酯的聚合物、聚酰亚胺、聚碳酸酯、离聚物和包括一种或多种上述聚合物的共聚物所组成的组中的至少一种聚合物。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其中所述金属纤维具有通常为矩形的横截面。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其中所述复合材料的厚度是从大约0.4至大约4mm。

9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其中所述方法包括一采用多级焊接工艺形成焊接的步骤，所述多级焊接工艺包括一在一级焊接期间对所述基材和所述复合材料施加焊接电流的步骤以及一在二级焊接期间对所述基材和所述复合材料施加一不同焊接电流的步骤，从而在所述复合材料和所述基材之间形成焊接。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述复合材料的厚度大约是1mm或更高。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中由多级焊接工艺形成的所述焊接是与另一焊接距离约200mm或不到200mm处的焊接，所述另一焊接是前面形成的，在所述复合材料和所述基材之间的焊接。

12.根据权利要求1至11任一项所述的方法，其中所述复合材料具有冲压结构。

13.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其中所述复合材料在贯穿厚度方向的静态电阻是整体材料的静态电阻的2倍或2倍以上，所述整体材料与复合材料厚度相同且采用与所述复合材料金属板相同的金属制造。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述焊接电流足够低，并焊接时间足够短，从而在电阻点焊步骤期间不会发生金属喷溅。

15.根据权利要求1至14任一项所述的方法，其中所述复合材料的金属板对的结合厚度是大约0.6mm或更低，并且低于所述复合材料总厚度的大约75%。

16.根据权利要求1至15任一项所述的方法，其中所述方法包括使用一对电极对焊接组套进行电阻点焊的焊接步骤，所述焊接组套包括所述基材，所述电极包括一接触所述焊接组套表面的第一电极和一接触所述焊接组套相对表面的第二电极；

其中所述第一电极具有接触所述焊接组套的表面积，该表面积等于或小于所述第二电极的表面积；

其中所述电阻点焊步骤包括一在足够时间内在所述第一电极和所述第二电极之间通过足够焊接电流的步骤，从而使所述基材和所述复合材料形成焊接，其特征在于焊点尺寸是所述第一电极表面积50%或更高。