[发明专利]用于使用隆起和粘合剂鲁棒地接合工件的系统和工艺

说明书

技术领域

本技术大致上涉及用于接合零部件或工件的系统和工艺，并且更具体地涉及用于使用隆起或技巧设置的突起并结合粘合剂来鲁棒地接合工件的系统和工艺。工件诸如由于各自包括聚合物、各自包括金属且一个包括聚合物且一个包括金属而可以具有相同或类似材料。

背景技术

焊接是接合各种行业(包括消费者电子器件、家用产品和电器、农业、建筑设备、运输系统等)中的类似和不同材料的常见方式。

不同材料可包括不同金属、不同聚合物或聚合物与金属的组合。制造商可选择有利特性，诸如重量轻、高度适形性或可塑性、坚固、耐用性，或通过组合某些聚合物或复合物材料与其它材料而具有理想的纹理或颜色。制品可以包括各种部件(外部、内部或装饰特征)，其中材料选择并且配置成承受热和/或化学侵蚀环境或用于上漆或承受随时间变化的耐化学性。

用于接合类似或不同材料的工艺除其它之外还包括机械接合(例如，螺栓和铆钉)、熔接(例如，熔弧焊和激光焊接)、固态接合(例如，摩擦-搅拌焊接和超声焊接)、钎焊或锡焊和粘合剂粘结。

鲁棒地接合材料而无需大的成本具有挑战性。考虑因素包括所接合的材料的化学、机械和热行为。粘合剂粘结存在包括有效成本效益和非入侵性的许多优势。

常规的粘合剂粘结技术涉及在两个通常光滑表面之间涂敷粘合剂。转向图式且更具体地转向第一图式，图1说明常规粘合剂粘结型系统100。该系统100包括由粘合剂130接合至第二工件120的第一工件110。

在某些情况中，以微米级对表面抛光或刻痕，以诸如除去表面污染物和/或增加粗糙度。

常规技术具有缺点。虽然常规的粘合剂粘结型接头具有相对较强的剪切强度，防止相应的工件相对于彼此横向(或平行)移动，但是它们趋向于具有相对较弱剥离强度。图1中的箭头101指示示例性剪切力。

在抵消非横向力(诸如剥离力或拉离)方面，粘合剂的单独使用通常没有充分作用。图1中的箭头103指示示例性剥离力。剥离力趋向于将工件拉离彼此。在操作中，裂缝形成在接头的粘合剂中并且(诸如通常横向地且没有障碍)在粘合剂中扩散，从而削弱了接头100。

继续参考图式，图6示出示例性接头610的断裂面。接头610对应于常规系统，如图1的系统100。接头610中所示的线表示响应于剥离力输入而在粘合剂中扩散的裂缝。

设计者尝试通过增加诸如铆钉的机械紧固件来解决前述缺点。但是，这伴随有辅助缺陷，诸如增加成本、产品重量和随后电化腐蚀的潜在性。

虽然粘合剂粘结可较为坚固，但是大部分取决于所使用的粘合剂，基于较强粘合剂的粘合是理想的且现在是可行的。

发明内容

归因于前述缺陷，需要存在用于鲁棒地、有效地且具成本效益地将工件粘结在一起的工艺和系统。

一方面，该工艺涉及在待接合的两个工件中的一个工件的配接表面上形成隆起或突起，以及在工件之间施用粘合剂。粘合剂变为设置在突起上和/或突起之间。该工艺还包括将工件与工件之间的粘合剂配接。所得接头显著强于形成在不具有突起的类似大小的工件之间的接头。

另一方面，该工艺涉及在待接合的这两个工件的相应配接表面上形成隆起或突起、在工件之间施用粘合剂，其中该粘合剂变为设置在两个工件的突起之间，以及将工件与工件之间的粘合剂配接。执行配接使得一个工件的突起变为设置在另一个工件的突起上和/或该突起之间。以此方式形成的接头也显著强于形成在不具有突起的类似大小的工件之间的接头。

该突起可具有各种形状(诸如圆顶形)、在突起中具有凹陷或具有较宽尖端、头端或球状物。

某些工艺包括在接合的一个或两个基底上和/或一个或两个基底中提供突起和/或凹槽。

工艺可不仅仅在粘结中使用，且本文的教导可以扩展至其它类型的粘合。除由突起和/或凹槽提供的机械连接外，该工艺还可包括一种或多种另外的方法，诸如粘合剂的粘结或混合技术，诸如粘结/胶接点焊、粘结/铆钉粘合或焊接/铆钉粘合。

本技术的其它方面将在下文中部分说明和提出。

附图说明

图1说明常规粘合剂粘结型接头的侧面横截面。

图2说明根据本技术的示例性第一工件的侧面横截面和其替代性突起形状。

图3说明根据本技术的另一个示例性第一工件的侧面横截面。

图4说明粘结特殊配置的工件的示例性工艺的阶段。

图5示出说明各种类型的接头的强度的图表。

图6示出说明本技术的效果的断面图像。