[发明专利]复合构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合构件，特别是汽车复合构件的制造方法，对此在第一工艺步骤提供经成型的第一构件，在第二工艺步骤提供经成型的第二构件，并且在第三工艺步骤将第一构件和第二构件相互连接。

背景技术

已知在工业制造中经常应用复合构件，该复合构件由多个相互连接的单个构件组成。在此对于工业，特别是对于汽车工业来说始终希望尽可能地使用轻质构件，该轻质构件基于其造型以及与相邻构件的连接而能够满足对于稳定性和坚固性的各种要求并且具有比较轻的重量。重量减轻的最大潜力在于提供大面积的构件，因为壁厚的略微减小就已经对构件的最终重量产生很大影响。

为了制造这种大面积的、由多个不同材料的单个构件组成的构件，例如能够使多个具有较牢固的框架构件的由轻金属构成的扁平构件相连，并且这样组成的复合构件随后在经加热的工具中通过深拉形成各种最终形状。然而这里的缺陷在于，在形成最终形状的复合构件的冷却过程中会在接合区域产生大的机械应力，因为不同的单个构件通常具有不同的热膨胀系数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用来制造复合构件形式的轻质构件的方法和装置，通过该方法/装置克服了前述在现有技术中的缺陷。特别是应当能够简单、快速且成本有利地制造由不同材料的构件组成的复合构件，并且对此不会在最终成型的复合构件中产生由大量热导致的内应力。

该目的通过一种复合构件的制造方法，特别是汽车复合构件的制造方法实现，其中在第一工艺步骤提供经成型的第一构件，在第二工艺步骤提供经成型的第二构件，并且在第三工艺步骤将第一构件和第二构件相互连接，另外，在第三工艺步骤中通过搅拌摩擦焊接将第一构件和第二构件相互连接，对此第一工艺步骤提供了第一规格的第一构件，并且第二工艺步骤提供了与第一规格不同的第二规格的第二构件。

根据本发明的方法相对于现有技术的优势在于，两个相互待连接的构件在相互连接之前就已经处于经成型的状态。因此在连接之后不需要使复合构件成型或者仅还需轻微地使复合构件成型，以便使复合构件具有其最终的形状。这由此得以实现，即，为连接第一构件和第二构件使用搅拌摩擦焊接方法，在该方法中以简单的方式就能将经成型的构件相互焊接，而无需大量加热整个复合构件。因此本发明的重要优势在于，在复合构件中不会出现大量热造成的内应力。在第一和/或第二工艺步骤提供特别是分别作为定制板坯的第一构件和/或第二构件，该定制板坯也能够形成为“定制产品”。“定制产品”特别是指定制板坯、定制条带和定制卷板。第一规格和第二规格分别包含一个构件规格，该构件规格例如包括对于构件特定的规定，如厚度、强度、硬度、可变形性、韧性或类似特性。复合构件特别是包括汽车的车身构件，例如发动机罩、行李舱盖、车门、底板或类似物的至少一个部件。

本发明的有利设计和扩展方案由从属权利要求以及依照附图的说明给出。

根据本发明的一个优选的实施方式，在第二工艺步骤提供具有第二规格的第二构件，该第二规格相比于第一规格限定了较小厚度、较低强度、较低硬度、较高可变形性和/或较大韧性。替代性或附加性能够考虑的是，第一规格和第二规格分别包含材料规格。在这种情况下，第一构件和第二构件具有不同的材料或者不同的材料组成。优选在第一工艺步骤提供钢构件作为第一构件，而在第二工艺步骤提供轻金属构件作为第二构件。有利的是，无论如何第一构件都始终比第二构件更加稳定和更加坚硬，而第二构件则比第一构件更轻。因此第一构件赋予复合构件其结构刚度，而第二构件的选择则保证总重量减轻。

根据本发明的另一个优选的实施方式，在第一工艺步骤提供承重框架构件形式的第一构件，而在第二工艺步骤提供扁平构件形式的第二构件。优选在第三工艺步骤中将第二构件至少部分地安置在第一构件的开口区域中。因此第一构件用作结构坚硬的支撑构件，该第一构件作为支撑构件接收负荷并且作为框架构件支撑第二构件，而第二构件主要用于提供扁平的形状或者用于封闭支撑构件中的开口，例如从而提供平整的表面。第一构件特别是由钢制成。第二构件特别是包括例如由铝、镁、钛或对应合金构成的轻金属。

根据本发明的另一个优选的实施方式，在第一工艺步骤中通过变形，特别是通过深拉制造第一构件，和/或在第二工艺步骤中通过变形，特别是通过深拉制造第二构件。可以考虑在第一或第二工艺步骤中将第一构件或第二构件首先加工成半成品，或者在第一或第二工艺步骤中已经将第一构件或第二构件完全成型为各个最终形状。