[发明专利]用于接合由高强度钢制成的组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于接合由高强度钢制成的空心型材，特别是用于形成机动车辆车架的空心型材的方法，空心型材通过在连接区中挤压或按压在一起（压接）来互相连接，这在形状配合上防止被拉出。

背景技术

当此后提及高强度钢时，应当理解，其包括钢，例如其也称为AHSS（先进高强度钢）或UHSS（超高强度钢）的钢。这种钢还称为双相钢（DP，两相钢）、相变诱发塑性钢（TRIP，保留的奥氏体钢）、较高的孔延展性钢（HHE）、复相钢（CP，复相钢）、高强度低合金钢（HSLA）、多相钢、马氏体相钢以及硼钢（含有百万分之几硼的合金钢，例如，低碳锰硼BS21119型以及中碳锰硼BS311110型，其中的级别来自克鲁斯集团（CORUS））等。应当理解，所有主要的钢制造商都具有它们自己的型号和特性，尽管这些型号和特性在本质上是相互一致的。

这些各种钢通常具有拉伸强度，与“标准”钢相比，拉伸强度在AHSS钢的情况下高于300MPa，并且在UHSS钢的情况下甚至高于700MPa，并且在硼钢和马氏体相钢的情况下甚至相当于高于1400MPa。

钢的强度通常借助于热处理来获得，在热处理的过程中钢被淬火并且防止转变成低强度相。因此，在加工过程中，在很长的一段时间之后加热这些钢是不明智的，并且在很大程度上这是因为它们接着会遭受相当大的强度损耗。

然而由于许多不同的原因，特别是在汽车构造中，使用轻型和高强度钢是令人满意的。尽管由于节省材料而重量减少，但是这些依然使具有高强度车身（或其他组件）成为可能，其特别满足了正在发展的碰撞试验要求。此外，这节省了燃料并减少了CO₂和其他温室气体的排放。

出于该目的，将由高强度钢制成的钢板焊接在一起来形成车身部件是公知的。

然而，形成高强度钢并随后将它们焊接却并不简单。

因此，将空心型材生产成作为车架结构的车身是公知的，将一个空心型材插入另一个空心型材中，并且随后其被焊接在一起。

然而，焊接本身却带来一些问题。

例如，EP0995666A1号欧洲专利文献公开了一种用于连接两个或多个车辆车身的组件或设计为管状车架的底盘的方法，其中它们通过插接式连接互相连接并被另外固定，当组件被放置在一起时，排列在组件的重叠和接触区域中的连接点上的连接元件最初未被激活，并且在实施插接式连接之后，连接元件在外部被激活并固定插接式连接。

DE19721478A1号德国专利文献公开了一种用于连接空心型材，特别是用于形成车辆车架的空心型材的方法，外空心型材的空心型材末端被形状配合地推至内空心型材末端上，并且这些空心型材分别互相连接以在形状配合上防止被拉出，在不同情况下，至少一个孔穴被引入内空心型材末端中并被居中，并且凸起或珠状物都配合地压入外空心型材末端中，并且带扣或珠状物被闭锁地引入相应的孔穴中，或者将在其中形成的孔穴用作冲模。此外，执行节点的粘合剂粘结。

因此，使用一种压接粘结（翻边、挤压、夹紧等）来连接部件，由于简单和成本其将是可取的。

然而，问题是硬化的高强度钢不能通过该方法被简单地接合。会出现材料裂缝和断裂。材料在这种情况下还趋于经受削弱的应力。

发明内容

相比之下，本发明的目的在于提供一种用于接合组件的方法，该方法甚至适合于高强度钢，然而其并不削弱生成的组件。此外，该方法能够简单并有效地使用。

该目的借助于权利要求1中所述的方法来实现。

由于至少一个空心型材中的一个末端具有软连接区，因此至少在挤压过程中，对于挤压操作来说，甚至对高强度钢，如UHSS和AHSS钢来使用热压接是可能的。

因此，在空心型材或转接件（也称为节点）的情况下，未硬化并因此为软的区用于通过挤压而连接。因此在该连接区中没有或出现极少可控制的材料裂缝或断裂，并且同样没有应力。

因此，空心型材可以被接合在一起来形成用于机动车辆车身的空心车架结构，其被称为空间车架，其无须执行焊接或者使用另外常用的金属板。

连接区中软的未硬化的材料可以在挤压（热成型挤压）过程中被（局部地）再硬化，或者随后，因此可以在连接区域中获得与空心型材或转接件的材料的其余部分中一样的强度。