[发明专利]具有用于部件的第一接合表面和/或第二接合表面及接合元件的准备步骤的接合方法和接合装置

说明书

本发明涉及一种用于将接合元件(24)接合到部件(32)的方法，特别是用于螺柱焊接的方法，包括以下步骤：提供具有第一接合表面(30)的接合元件(24)，并提供具有第二接合表面(34)的部件(32)；准备第一接合表面(30)和/或第二接合表面(34)，其中该准备步骤包括检测第一接合表面(30)和/或第二接合表面(34)的状态；将接合元件(24)接合到部件(32)；其中，准备步骤包括对第一接合表面(30)和/或第二接合表面(34)执行以下检测方法中的至少一种：(i)对接合表面(30,34)的电接触电阻测量；(ii)对接合表面(30,34)的导电率测量；(iii)对接合表面(30,34)的荧光测量；以及(iv)对接合表面(30,34)的激光测量。还定义一种相应的接合装置。

技术领域

本发明涉及一种用于将接合元件接合到部件的方法，特别是用于螺柱焊接的方法，包括以下步骤：提供具有第一接合表面的接合元件，并提供具有第二接合表面的部件，并例如通过螺柱焊接又或通过螺柱粘合/胶合或类似的方法，将接合元件接合到部件。

本发明还涉及一种用于将接合元件接合到部件的接合装置，特别是用于执行上述方法的接合装置，包括接合头，在接合头上，用于保持待接合到部件的接合元件的保持设备布置成使得接合元件的第一接合表面能够被对准在部件的第二接合表面上。

背景技术

在上述方法中，诸如螺柱等接合元件优选地接合到诸如金属板等部件上，使得螺柱相对于部件的表面垂直地突出。例如，这种接合布置可用于将由塑料材料制成的夹子紧固到螺柱上。夹子例如可用于相对于部件固定管线，例如电线、燃料管线或制动管线。因此，通用接合方法尤其应用于机动车辆的车身结构领域。

在螺柱焊接期间，在接合元件和部件之间建立电流的流动，接合元件相对于部件升高，从而在它们之间使得电弧通过。电弧导致部件和接合元件相对的接合表面熔合。随后将接合元件降低到部件上，因此电接合电流被短路。整个熔体固化，接合过程完成。

在螺柱粘合或螺柱胶合期间，接合元件的接合表面上通常首先设置有可活化粘合剂。然后通过被活化的粘合剂进行螺柱粘合。随后将接合元件和部件彼此压紧，最后使粘合剂固化。这可以借助各种外部因素(特别是通过加热)来实现。

这种接合连接的质量不仅仅取决于实际的接合过程。部件的材料特性和表面质量，以及在一些情況下，的接合元件也在该过程中起着不可忽视的作用。如果部件和接合元件由钢制成，则这适用。然而，如果部件和接合元件分别由铝合金制造，则该问题尤其存在。

在基于铝合金的接合连接中，工件特性的改变变得特别明显。这些类型的特性可包括铝合金是否是回收材料。另外，特别是在挤塑成型材料的情况下，在上层的不均匀的晶粒尺寸方面会出现问题，该层可以达到最多1mm的深度。这种不均匀的晶粒尺寸会导致不同的导电率。结果，这会影响电流通过电弧的流动。

此外，许多部件是在铸造过程中制造的。这导致如下问题：表面被涂有分离剂，例如蜡、油、聚硅氧烷、烃、聚合物等。特别是如果此类分离剂的涂层在接合表面上不均匀，则难以相应地调整接合参数。烃覆盖物可导致焊缝中的孔隙或气泡，因此总体上导致焊缝的较高孔隙率，这会对焊接强度产生负面影响。合金元素也会对可焊性产生影响。

尽管通常要求部件具有某些表面规格，然后根据接合参数专门调整接合工艺，但实际上并不总是容易遵守所述表面规格。

在螺柱焊接领域中，已知在实际螺柱焊接过程之前执行电弧清洁过程(“电弧清洁(clean flash)”)。这包括在焊接过程之前建立具有小电流和交变极性的电弧，基于其杂质电离所述电弧，并从部件表面分离所述电弧。该过程的问题在于，此类杂质随后可能附着在螺柱上的另一个接合表面上，因此，在这种情况下，在一致的接合连接方面也会出现问题。

发明内容

鉴于此，本发明所解决的问题是提供一种用于将接合元件接合到部件的改进方法，以及提供一种改进的接合装置。