[发明专利]异种材料的接合

说明书

提供了一种用于通过金属极惰性气体保护焊和冷金属过渡来将由铝材料形成的第一部分接合至由钢材料形成的第二部分的方法。铝填充材料在所述部分之间形成角焊缝接头并且提供了用于汽车车身应用的结构，例如，接合至钢的挤压箱连接件的铝的保险杠挤压件。第一部分包括用于隐藏接头的起点和终点的凹口。在第一部分与第二部分之间可以设置有由铝材料和钢材料的混合物形成的过渡板以提供凹口。第二部分可以包括将所述部分进一步接合在一起的机械紧固件。在另一实施方式中，第二部分包括多个凹窝并且沿着这些凹窝被焊接至第一部分。

现有申请的交叉引用

该PCT专利申请要求于2013年4月19日提交的、名称为“Joining of DissimilarMaterials(异种材料的接合)”的、序列号61/813,701的美国临时专利申请的权益，该申请的全部公开内容被视为本申请的公开内容的一部分并且在此通过引用而并入。

技术领域

本发明提供一种用于接合异种材料的方法，并且提供包括接合的异种材料的结构。

背景技术

汽车的车身部件常常包括接合在一起以实现最佳性能的异种材料。例如，保险杠组件可以包括由铝材料形成的用于与防撞梁连接的挤压件以及由钢材料形成的挤压箱连接件。异种材料通常通过自冲铆钉和粘合剂来接合。异种材料的这种接合允许保险杠组件实现足够的强度和轻的重量的要求。然而，自修补铆钉的使用在超高强度钢(UHSS)的情况下受到限制，这是由于用于容纳铆钉的孔必须形成在钢材料中。目前，孔仅在钢材料的强度小于600MPa的情况下可以形成在钢材料中。因而，仍需要更强、更有效并更具成本效益的接合异种材料的方法。

发明内容

本发明提供了一种用于以接合过程期间的低热量输入来接合异种材料的方法，并且提供了具有超常强度的接头。该方法不需要在钢材料中形成用于铆钉的孔，并且因而可以使用超高强度钢(UHSS)而不会在材料强度上受到限制。

根据一个实施方式，该方法包括提供由铝材料形成的第一部分，以及在第一部分中形成凹口。由钢材料形成的第二部分随后被沿着第一部分设置。该方法接着包括通过填充材料将第一部分接合至第二部分，其中，该接合的步骤通过将填充材料布置在凹口中而开始及终止。

本发明还提供了一种用于利用过渡板来接合异种材料的方法。该方法包括提供由铝材料形成的第一部分和由钢材料形成的第二部分；以及在第一部分与第二部分之间设置由铝材料和钢材料的混合物形成的过渡板。过渡板包括凹口，并且第一部分通过沿着过渡板延伸的填充材料而接合至第二部分，其中，接合步骤的开始和终止包括将填充材料布置在凹口中。

本发明还提供了一种用于接合异种材料的方法，该方法包括以下步骤：提供由铝材料形成的第一部分；提供由钢材料形成的第二部分；以及沿着第二部分的表面形成多个凹窝。该方法接着包括通过沿着凹窝进行焊接而将第一部分接合至第二部分。

本发明还提供了一种包括异种材料的结构，该结构包括由铝材料形成并包括凹口的第一部分；以及由钢材料形成并通过填充材料接合至第一部分的第二部分。由填充材料提供的接头开始于和终止于凹口中。

由本发明提供的另一结构包括由铝材料形成的第一部分，由钢材料形成的第二部分，以及设置在第一部分与第二部分之间的由铝材料和钢材料的混合物形成的过渡板。过渡板包括凹口，并且填充材料沿着过渡板延伸并且将第一部分接合至第二部分。由填充材料提供的接头开始于和终止于凹口中。

本发明还提供了一种结构，该结构包括由铝材料形成的第一部分，以及由钢材料形成并被焊接至第一部分的第二部分，其中，第二部分包括多个凹窝并被沿着所述凹窝焊接至第一部分。

附图说明

本发明通过参照结合附图考虑的以下详细描述而被更好地理解，将容易领会本发明的其他优点，在附图中：

图1是示例性保险杠组件的俯视图；