[发明专利]异种金属的电容放电焊接

说明书

一种将由第一材料制成的汽车部件的第一块接合到由第二材料制成的汽车部件的第二块的方法包括：在该汽车部件的第一块和第二块中的每一者上加工接合面；清洁该汽车部件的第一块和第二块中的每一者的接合面；将金属填料放置在该汽车部件的第一块和第二块的接合面之间；将第一块和第二块与位于第一块和第二块的接合面之间的该金属填料保持在一起；并且使电流通过该第一块、该金属填料和该第二块，以熔化该金属填料并将该第一块焊接到该第二块。

技术领域

本公开涉及电容放电焊接，并且更具体地涉及电容放电焊接异种材料。

背景技术

电容放电焊接是一种电阻焊接的形式，其利用电容器放电和使电流通过零件。利用大量能量对该电容器充电，该能量被选择性地并且快速地释放到该零件中。在电容放电焊接期间，对该电容器充电。将零件的两块被彼此接触地放置。当释放该电容器时，大电流通过该两块。由于电流穿过该两块而产生的热使两个表面熔化，两个表面在固化时在这两块之间形成焊接点。

由于重量和强度的优点，轻质材料的使用(诸如汽车中用于汽车部件的铝和钛)已经变得越来越普遍。然而，由于固有更高的弹性模量和机械强度选择，某些部件或部件的零件(诸如齿轮界面或高应力集中点)仍必须由钢制成，从而导致结构性能改善。对于工业的挑战是，如何将这两种材料一起利用，同时又不因这两种材料的结构连接所产生的缺点(如果有的话)造成损害。当异种材料(诸如钢和铝)直接彼此焊接时，会出现诸如形成脆性铝/铁金属间相的问题。

另外，为了制成具有大表面积的强焊接点，需要非常大量的电流熔化被焊接在一起的两个零件之间的界面。

因此，虽然当前的电容放电焊接工艺实现了它们的预期目的，但是需要一种改进的电容放电焊接工艺，其使用比传统工艺更少的电流并且在由异种材料制成的零件之间形成坚固的焊接结合。

发明内容

根据本公开的若干方面，一种将由第一材料制成的汽车部件的第一块接合到由第二材料制成的汽车部件的第二块的方法包括：在该汽车部件的该第一块和该第二块中的每一者上机加工接合面；清洁该汽车部件的该第一块和第二块中的每一者的接合面，将金属填料放置在该汽车部件的该第一块和第二块的接合面之间，将该第一块和该第二块与位于该第一块和该第二块的接合面之间的该金属填料保持在一起，并且使电流通过该第一块、该金属填料和该第二块以熔化该金属填料并将该第一块焊接到该第二块。

根据另一方面，该方法还包括在使电流通过该第一块、该金属填料和该第二块之前，以第一预定力将该第一块和该第二块挤压在一起。

根据另一方面，该方法还包括以介于10兆帕和200兆帕之间的第一预定力将该第一块和该第二块挤压在一起。

根据另一方面，该方法还包括在该金属填料熔化后，以第二预定力将该第一块和该第二块挤压在一起。

根据另一方面，该方法还包括以介于100兆帕和500兆帕之间的第二预定力将该第一块和该第二块挤压在一起。

根据另一方面，该方法还包括在该汽车部件的第一块和第二块中的每一者上机加工平坦接合面，其中该平坦接合面彼此平行，且相对于穿过该第一块、该金属填料和该第二块的电流路径以一定角度定向。

根据另一方面，该方法还包括在该汽车部件的第一块和第二块中的每一者上机加工平坦接合面，其中该平坦接合面彼此平行，且相对于穿过该第一块、该金属填料和该第二块的电流路径以大约45度的角度定向。

根据另一方面，该方法还包括在将金属填料放置在汽车部件的第一块和第二块的接合面之间之前，由金属填充材料片形成金属填料。

根据另一方面，该方法还包括由金属填充材料片形成实心双环金属填料和单环网金属填料中的一种。

根据另一方面，该方法还包括基于制成第一块和第二块的材料，选择合适的金属填充材料。