專利名稱：至少兩個疊置的板狀部件的摩擦焊連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種至少兩個疊置的板狀部件的摩擦焊連接(friction weldingconnection),其中，最下部部件由拉伸強(qiáng)度大于1000兆帕的高強(qiáng)度鋼制成，并且一個或多個上部的部件由可穿透材料優(yōu)選輕金屬制成，該可穿透材料被摩擦焊元件(frictionwelding element)穿透,該摩擦焊元件通過摩擦焊連接的方式連接到所述最下部部件上。
背景技術(shù)：
該摩擦焊連接由DE 102006013529. I公開。這種摩擦焊連接包括由鋼組成的下部 件，和由鋁或塑料材料組成的上部件。所述摩擦焊元件本身由鋼制成，其和所述下部件已經(jīng)成為需要摩擦焊連接的一部分。該種摩擦焊連接的應(yīng)用為板狀的布置，該板狀的布置，一方面具有高剛性，并且另一方面可抵抗環(huán)境影響，例如，車身鋼板材料需要抵抗環(huán)境影響。這樣的一種布置似乎由DE 102006013529A1和DE 2009006775A1公開。其中，在最后提到的文件中，在0027部分中指出，第一(上部)部件由一種比第二 (下部)部件40更軟的材料制成。例如，第一部件可以是招片金屬(aluminum sheet metal),而第二部件可以是鋼片材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于提供對應(yīng)于被施加的需求的金屬材料組合物的目的，并且其中，該金屬材料組合物不僅包括關(guān)于環(huán)境的必要特性，還要更進(jìn)一步確保所述摩擦焊連接產(chǎn)品具有高安全性。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過摩擦焊元件來實(shí)現(xiàn)，所述摩擦焊元件由含碳量為
0.17-0. 45%、含鉻量為0. 70-1. 5%和含鑰量為0. 15-0. 80%的合金鋼組成。其中，所述合金鋼的材料等級例如可以為21CrMoV57和40CrMoV47。在所述摩擦焊連接的實(shí)施中，所述摩擦焊元件的材料起了特別關(guān)鍵的作用，因?yàn)樵摬牧蠎?yīng)該一方面在不改變材料本身的情況下，通過其自身的塑性穿過上部件，能容易地摩擦通過最下部的下部件的最終涂層并和最下部的下部件形成摩擦焊連接，該摩擦焊連接具有特別的耐久性和強(qiáng)度的特征，并因此，通過摩擦焊連接的方式使板復(fù)合體具有非常高的強(qiáng)度。所述連接材料，由于高強(qiáng)度鋼的使用使其特別穩(wěn)定，并提供所需的輕型結(jié)構(gòu)，因此特別適用于汽車車體的生產(chǎn)。這種適合本發(fā)明的實(shí)施方式，例如在DE 102006013529的圖4、圖5和圖6中已顯示出，其中，盡管只提供了用于所述復(fù)合材料的兩種板狀部件，例如用于上部件的相對柔軟的材料和用于下部件的高強(qiáng)度硬質(zhì)材料(見0037部分)。根據(jù)本發(fā)明，所述摩擦焊元件的特殊結(jié)構(gòu)賦予了其幾乎不會失去硬度的特性，盡管通過上部的一個或多個部件本身的熔透，穿透過程本身也能無干擾地發(fā)生。同樣，在最下部的下部件與摩擦焊元件碰撞時，最先提到的元件在第一位置保持其強(qiáng)度，直到最后提到的部件的摩擦焊達(dá)到當(dāng)最下部的下部件的實(shí)際摩擦焊接導(dǎo)致也至摩擦焊元件的焊接那樣大的程度。對于確保制造摩擦焊連接的安全程序這是尤為重要的，并且，如上述DE102009006775中0014部分中關(guān)于材料用途的描述，使用含錳和/或玻爾(bohr)的鋼確保了程序的安全，因?yàn)樵摬牧蠌?qiáng)度低。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明摩擦焊連接的整體結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式在圖中顯示出。該圖顯示了帶有連接元件2的上部板3和下部板4結(jié)合的螺栓(bold) I，其中，所述板3和板4包括它們通過摩擦焊連接彼此結(jié)合在一起的部件。關(guān)于板3，它是鋁板，關(guān)于板4，它是鋼板。在所述摩擦焊過程中，所述連接元件2通過凸起5穿透所述板2，并且最后達(dá)到板4，由此基于旋轉(zhuǎn)和壓力形成摩擦焊區(qū)60。其中，通過具有貼著所述板4的肩部7的摩擦焊元件2，所述板3被不 斷擠壓來貼著所述板4，在摩擦焊過程的最后，通過摩擦焊連接6的方式，在板3和板4之間形成了強(qiáng)連接。
權(quán)利要求
1.ー種具有至少兩個疊置的板狀部件(3，4)的摩擦焊連接，其中，最下部的下部件(4)由拉伸強(qiáng)度大于1000兆帕的高強(qiáng)度鋼制成，并且ー個或多個上部件(3)由可穿透材料優(yōu)選輕金屬制成，該可穿透材料被摩擦焊元件(2)穿透，該摩擦焊元件(2)通過摩擦焊(6)的方式連接到所述最下部的下部件(4)上，其特征在于，該摩擦焊元件(2)由含碳量為O.17-0. 45%、含鉻量為O. 70-1. 5%和含鑰量為O. 15-0. 80%的合金鋼組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦焊連接，其中，所述摩擦焊元件進(jìn)ー步含有含量為O.20-0. 35% 的釩。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦焊連接，其中，所述摩擦焊元件的拉伸強(qiáng)度大于1000兆帕。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦焊連接，其中，被穿透的上部板由塑料材料組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦焊連接，其中，最下部的下部板由不被所述摩擦焊元件穿透的高強(qiáng)度鋼組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦焊連接，其中，最下部的下部板被摩擦焊元件穿透。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的摩擦焊連接，其中，所述摩擦焊元件包括涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少兩個疊置的板狀部件(3,4)的摩擦焊連接，其中，下部件(4)由拉伸強(qiáng)度大于1000兆帕的高強(qiáng)度鋼制成，并且一個或多個上部件(3)由可穿透材料優(yōu)選輕金屬制成，該可穿透材料被摩擦焊元件(1,2)穿透，該摩擦焊元件(1,2)通過摩擦焊連接(5,6)的方式連接到所述下部件(4)上。該摩擦焊元件(1,2)由含碳量為0.17-0.45%、含鉻量為0.70-1.5%和含鉬量為0.15-0.80%的合金鋼制成。
文檔編號B23K35/02GK102695580SQ201080058537
公開日2012年9月26日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者E·克里斯特 申請人:伊卓特有限兩合公司