[发明专利]设置焊接装置，其模块化组件及可用该装置执行的连续连接方法

说明书

本发明公开了设置焊接装置，该设置焊接装置在多个材料层中用于设置螺柱状辅助连接件并且使它们在第二材料层上经受机械热成形处理以及通过焊接操作的方式使它们连接到所述第二层。为了该目的，该冲头用于应用到遵循规定的特征力和电流曲线的焊接辅助连接件机械和热负荷。此外，本发明公开了借助于设置焊接装置能够实现的相应的连接方法。

1.技术领域

本发明涉及组合的设置焊接装置，其设计为：将螺柱状焊接辅助连接件设置于至少一个第一材料层中，并且使它们在由导电材料制成的第二材料层上经受机械热成形处理或者到第二材料层的导电面积并且以牢固结合的方式通过焊接操作使它们连接，即通过焊接操作的正极物质连接。此外，本发明涉及用该设置焊接装置借助于螺柱状焊接辅助连接部件以机械热设置焊接处理的形式而执行的连续的连接方法。

2.背景技术

焊接是用于将可焊接材料(如钢铁)制成的组件相互连接的普遍的方法。示例性的焊接方法是电阻点焊和螺柱焊，其中两个相对设置的组件通过焊接以点互连。另一个焊接方法是电弧螺柱焊。

在不同的行业中，由不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件现今可能需要互连。尽管如此，焊接表示甚至对于这些不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件表示有效的连接方法。为了该目的，由可焊接材料制成的焊接辅助连接件被固定在由不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件中。在由可焊接材料制成的组件和焊接辅助连接件之间的焊接连接按以下方式产生：以使由可焊接材料制成的组件和不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件经由焊接辅助连接件互连。不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件的实例是铝片，由塑料或纤维增强塑料制成的模制件，例如碳纤维增强塑料，仅举几个例子。以上所描述的方法例如源于德国专利申请DE10015713A1。

德国专利申请10 2005006253A1描述了通过在由不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件和由可焊接材料制成的组件之间进行焊接的连接方法。这里，具有轴的螺柱和由可焊接材料制成的头部插入到由不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件中的预制孔内，并且随后与由可焊接材料制成的组件焊接。为了在不可焊接材料或难以可焊接材料制成的组件的预穿孔区域中可靠地紧固具有其轴的螺柱，该螺柱的轴在焊接后通过压缩侧向变形，以在该螺柱的轴和组件的孔的内部之间产生压入配合。由于多个方法步骤，这里所描述的连接方法在技术上是复杂的并且是耗时的。

在德国专利申请DE 10 2004025492A1和DE 102007036416A1中，铆钉、螺柱或钉子分别在不可焊接材料或难以焊接材料制成的组件中设置为焊接辅助连接件。焊接辅助连接件的前端在不可焊接材料或难以焊接材料制成的组件的一侧突出，并且形成具有很小接触表面的焊接点用于接触由可焊接材料制成的相对设置的组件。焊接辅助连接件和由可焊接材料制成的组件互连，例如借助于电阻焊接以电阻点焊或者电阻螺柱焊的方式，焊接辅助连接件的尖端或边缘就会熔化或溶解，以形成所谓的焊点熔核。由于在焊接辅助连接件的尖端上或者切削面积中的焊接辅助连接件和由可焊接材料制成的组件之间的小接触表面，因此用于焊接的接触区域相对较小。由于与在较大的面积内彼此接触的相对设置的组件相比的小接触表面，这延长了焊接处理或者削弱焊接连接。对应于在焊接辅助连接件和由可焊接材料制成的组件之间的小接触面积，形成的焊点熔核会很小。其中，这削弱了机械加载能力以及所建立的连接寿命。此外，在使用半中空冲头铆钉作为焊接辅助连接件的情况下，产生了由不可焊接材料或难以可焊接材料制成的废塞。在随后的焊接期间，它位于焊接区域并且在焊点熔核的区域中，使得形成焊接连接的质量通过该污染而削弱。