用于電阻焊接夾芯板的方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明除了涉及一種設(shè)備外還涉及一種用于將夾芯板與至少一個其他的、特別是金屬的部件電阻焊接的方法，其中夾芯板具有兩個金屬覆蓋層和設(shè)置在金屬覆蓋層間的熱塑性塑料層,其中通過預(yù)熱電流這樣加熱夾芯板的待焊接的區(qū)域，即將熱塑性塑料層軟化并通過擠壓覆蓋層擠出焊接區(qū)域，并且其中覆蓋層和另外的部件通過流經(jīng)第一電極裝置的第一焊接電極和第二電極裝置的第二焊接電極的焊接電流而相互焊接。在短的周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)過程可靠的焊接結(jié)果的目的由此得以實(shí)現(xiàn)，即，通過夾緊裝置使夾芯板與另外的部件相對固定，其中第一電極裝置至少暫時地接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域，從而使預(yù)熱電流流經(jīng)夾緊裝置并且通過預(yù)熱電流加熱夾芯板的待焊接的區(qū)域。
【專利說明】
用于電阻焊接夾芯板的方法和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將夾芯板與至少一個其他的、特別是金屬的部件電阻焊接的方法，其中，夾芯板具有兩個金屬覆蓋層和設(shè)置在金屬覆蓋層間的熱塑性塑料層，其中，通過預(yù)熱電流這樣加熱夾芯板的待焊接的區(qū)域，即，將熱塑性塑料層軟化并通過擠壓覆蓋層擠出焊接區(qū)域，并且其中，覆蓋層和另外的部件通過流經(jīng)第一電極裝置的第一焊接電極和第二電極裝置的第二焊接電極的焊接電流而相互焊接。
[0002]另外，本發(fā)明還涉及一種用于將夾芯板與至少一個其他的、特別是金屬的部件電阻焊接的設(shè)備，該夾芯板具有兩個金屬覆蓋層和設(shè)置在金屬覆蓋層間的熱塑性塑料層，該設(shè)備包括:具有第一焊接電極的第一電極裝置和具有第二焊接電極的第二電極裝置；用于提供焊接電流的裝置，焊接電流至少經(jīng)過第一焊接電極和第二焊接電極從而形成焊接連接;用于提供預(yù)熱電流的裝置，從而可以這樣加熱夾芯板的待焊接的區(qū)域，即，使熱塑性塑料層軟化并且可以通過覆蓋層擠壓在一起而擠出焊接區(qū)域。
【背景技術(shù)】
[0003]使用在兩個薄的金屬覆蓋層之間具有熱塑性塑料層的夾芯板有利于機(jī)動車領(lǐng)域中輕質(zhì)結(jié)構(gòu)理念的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谑褂眠@類板材的條件下進(jìn)一步增大了機(jī)動車結(jié)構(gòu)中節(jié)省重量的潛力。夾芯板可以提供不同有利的、通常獨(dú)有的性能，這些性能開拓了新的節(jié)省重量的潛力。這樣夾芯板由于塑料層而比實(shí)心板具有明顯更小的重量并且同時提供高的強(qiáng)度值。除此之外，夾芯板是隔音的并提供高的剛性。
[0004]然而在使用夾芯板的過程中的問題是，夾芯板具有電絕緣的塑料層，塑料層在熱焊接過程中導(dǎo)致關(guān)于形成完美的焊接連接的問題。因此將夾芯板一體化到現(xiàn)有的金屬結(jié)構(gòu)中是困難的。由于夾芯板缺乏焊接的性能，例如與其他金屬部件電阻焊接或電阻點(diǎn)焊，因此常常將夾芯板粘合或者互相機(jī)械地接合。
[0005]盡管如此，為了實(shí)現(xiàn)夾芯板的焊接，德國專利文獻(xiàn)DElO 2011 109 708 Al中已知一種用于將夾芯板與其他金屬部件接合的方法，其中中間層在連接區(qū)域中熔化并且擠壓出連接區(qū)域，從而隨后能夠通過產(chǎn)生部件和夾芯板的覆蓋層之間的電接觸而產(chǎn)生焊接點(diǎn)。還提出，通過能夠調(diào)溫的電極或擠壓部件加熱接合區(qū)域。焊接電極或者擠壓部件為此例如設(shè)有可單獨(dú)控制調(diào)節(jié)的加熱部件。焊接電極的結(jié)構(gòu)因而相對復(fù)雜，因?yàn)樵诤附与姌O主體和焊接電極帽上進(jìn)行改造是必要的。除此之外，熱塑性塑料層的加熱的速度需要提高，以便能夠?qū)崿F(xiàn)更短的周期。
[0006]美國專利文件US4，650，951中已知一種方法，其中兩個夾芯板借助位于遠(yuǎn)程的旁路電路連接，從而用于加熱的電流能夠流經(jīng)該旁路電路并隨后可以焊接板材。但是這樣在非常輕的板材中會導(dǎo)致一些問題，因?yàn)槔鐘A芯板的薄的覆蓋層可能脫層。因此提出了一種用于電阻焊接兩個復(fù)合板的方法，該方法使用了兩個焊接電極，在實(shí)際焊接開始之前，通過圍繞焊接電極的加熱元件使其加熱并且這樣使位于覆蓋層之間的塑料層加熱并且擠出。這也導(dǎo)致需要改造焊接電極。
[0007]德國專利文獻(xiàn)DE548 002 C中已知一種方法，其中，使用了遠(yuǎn)離焊接電極的夾緊裝置，以便于包繞待焊接板材的絕緣的漆層、紙層或氧化層并且使絕緣層熔化，從而實(shí)現(xiàn)了焊接。但是，這會導(dǎo)致夾芯板的損壞以及脫層。另外，焊接結(jié)果取決于夾緊裝置的定位，這會導(dǎo)致不均勻的焊接過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]以此為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于夾芯板的電阻焊接的方法以及設(shè)備，該方法和設(shè)備以盡可能簡單的方法實(shí)現(xiàn)并且在短的周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)過程可靠的焊接結(jié)果。
[0009]上述目的根據(jù)本發(fā)明所述方法的第一教導(dǎo)由此得以實(shí)現(xiàn)，S卩，夾芯板與另外的部件通過夾緊裝置彼此相對固定，其中，第一電極裝置至少暫時地接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域，從而使預(yù)熱電流流經(jīng)夾緊裝置并且通過預(yù)熱電流加熱夾芯板的待焊接的區(qū)域。
[0010]通過第一電極裝置接觸夾緊裝置，可以使預(yù)熱電流由第一電極裝置經(jīng)過夾緊裝置例如流向另外的部件和第二電極裝置。因此，可以使預(yù)熱電流在圍繞夾芯板的條件下在待焊接區(qū)域中流經(jīng)另外的部件。由此可以借助預(yù)熱電流達(dá)到待焊接區(qū)域所必需的電流流動，而不會促使夾芯板脫層，這提高了過程可靠性。待焊接的區(qū)域的加熱在此通過組件的電阻和單個組件之間(例如另外的部件和第二焊接電極之間)的接觸電阻而實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樵搳A緊裝置同時還用于部件的定位，所以可以有利地利用該夾緊裝置，由于不再需要其他僅作為電橋的部件。確切地說，該夾緊裝置同時用作電橋。這簡化并加快了方法。最后，不再需要任何改造，例如在焊接電極上以加熱裝置的形式，這進(jìn)一步簡化了該方法。因此，可以提供一種容易實(shí)現(xiàn)且過程可靠的方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)短的周期。
[0011]夾緊裝置例如可以包括夾子或者夾鉗。例如，該夾緊裝置包括接觸夾芯板或部件的第一夾持臂和第二夾持臂。該夾緊裝置例如可以包繞夾芯板和另外的部件。例如，該夾緊裝置具有閉合機(jī)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)了手動或者自動地閉合夾緊裝置。至少設(shè)置一個夾緊裝置。例如也可以設(shè)置多個夾緊裝置。夾緊裝置例如局部地或部分地固定夾芯板與另外的部件，從而使這些部件之間保持盡可能受限地運(yùn)動。為了引導(dǎo)預(yù)熱電流，夾緊裝置例如由導(dǎo)電材料制成或者至少具有導(dǎo)電的區(qū)域。
[0012]第一電極裝置例如設(shè)置在夾芯板的一側(cè)上。第二電極裝置例如相對地設(shè)置在另外的部件遠(yuǎn)離夾芯板的一側(cè)上。焊接電極例如可以通常設(shè)置在夾芯板或部件上，從而第一電極裝置同時自動地接觸夾緊裝置的接觸區(qū)域。
[0013]第一電極裝置的第一焊接電極例如包括優(yōu)選為長形的連桿體和用于接觸例如夾芯板的電極帽。同樣地，第二電極裝置的第二焊接電極例如包括優(yōu)選為長形的連桿體和用于接觸例如另外的部件的電極帽。但是，第一或第二電極裝置還可以包括其他元件。替代性地，第一或第二電極裝置還可以由第一或第二焊接電極組成。
[0014]例如設(shè)置有用于在焊接電極上施加力的裝置，這些裝置能夠施加沿待焊接部件方向的焊接力。例如設(shè)置有焊鉗。這些裝置可以同時借助于焊接電極用于擠壓熱塑性塑料層。
[0015]另外的部件例如是板材、例如實(shí)心板。另外的部件例如是鋼板。另外的部件應(yīng)理解為至少一個另外的部件。還可以額外地設(shè)置更多的部件，這些部件同樣在焊接過程中連接。該部件也可以是夾芯板。
[0016]接觸區(qū)域例如是接觸元件的接觸表面。夾緊裝置的接觸區(qū)域的接觸通過第一電極裝置例如至少在通過預(yù)熱電流的預(yù)熱過程中進(jìn)行。該接觸另外在借助焊接電流的焊接過程中也可選地存在。
[0017]如果根據(jù)按照本發(fā)明的方法的一個設(shè)計(jì)方案夾緊裝置在遠(yuǎn)離夾芯板的一側(cè)上導(dǎo)電地接觸另外的部件，夾緊裝置和另外的部件之間的電接觸已通過夾緊裝置的固定而實(shí)現(xiàn)并且實(shí)現(xiàn)了預(yù)熱電流的流動。
[0018]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置在遠(yuǎn)離另外的部件的一側(cè)上導(dǎo)電地或者電絕緣地接觸夾芯板。在導(dǎo)電的接觸的情況下例如可能的是，第一焊接電極通過夾緊裝置與夾芯板導(dǎo)電地連接并且在焊接電極與夾芯板之間不需要直接的接觸。在夾緊裝置與夾芯板之間電絕緣地接觸的情況下，例如在預(yù)熱過程中可以抑制在夾芯板上的不期望的支路電流。
[0019]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，夾芯板與另外的部件同時借助于多個夾緊裝置而彼此相對固定，其中，為了形成各個焊接連接，第一電極裝置經(jīng)各個導(dǎo)電的接觸區(qū)域分別接觸夾緊裝置，從而使流經(jīng)各個夾緊裝置的預(yù)熱電流加熱夾芯板的各個待焊接的區(qū)域。由此可以使夾芯板與另外的部件首先借助于多個夾緊裝置而彼此相對固定。隨后，焊接電極可以有效地由一個夾緊裝置向另一個夾緊裝置運(yùn)動并且分別焊接待焊接的區(qū)域，而在此期間不必定位其他的夾緊裝置。
[0020]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置由夾緊裝置的庫存中選出并且由定位系統(tǒng)在夾芯板上并且在另外的部件上定位。該方法由此可以實(shí)現(xiàn)短的周期和高的過程可靠性。庫存例如可以包括至少部分相同的和/或至少部分不同的夾緊裝置。例如設(shè)置有夾緊裝置的儲備盒。定位系統(tǒng)例如包括定位夾緊裝置的機(jī)械手。這例如可以全自動地進(jìn)行，例如根據(jù)預(yù)設(shè)定的數(shù)值和/或根據(jù)過程參數(shù)。
[0021]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，第二焊接電極、特別是第二焊接電極的電極帽直接地接觸另外的部件。為此，在接觸另外的部件的區(qū)域中例如這樣設(shè)計(jì)夾緊裝置，即，盡管部件通過夾緊裝置而固定，但第二電極仍可以接觸另外的部件。例如在夾緊裝置接觸另外的部件的區(qū)域中設(shè)置有相應(yīng)的凹口。由此第二焊接電極通常可以為了焊接而與另外的部件相接觸。因此，通過設(shè)置在另外的部件和第二焊接電極之間的夾緊裝置對于在另外的部件的一側(cè)上的焊接過程沒有影響或僅有很小的影響。在第一電極裝置接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域時，這特別是可能的。
[0022]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，用于使覆蓋層與另外的部件焊接的焊接電流在圍繞夾緊裝置的條件下在第一焊接電極和第二焊接電極之間流動。特別是，第一焊接電極直接接觸夾芯板而第二焊接電極直接接觸另外的部件，從而使夾緊裝置不再是焊接電流的電路的一部分。因此，焊接通常直接地通過焊接電極進(jìn)行，從而可以盡可能地避免費(fèi)力地調(diào)整過程參數(shù)。
[0023]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域設(shè)置在第一焊接電極和夾芯板之間，并且第一焊接電極、特別是第一焊接電極的電極帽接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域。在此，導(dǎo)電的接觸區(qū)域可以具有不同的形狀或者由不同的導(dǎo)電性能的材料組成。接觸區(qū)域例如可以形成為電極帽并且例如用作第一焊接電極的電極帽。由此實(shí)現(xiàn)了通過夾緊裝置至少部分地直接焊接。因此可以通過設(shè)計(jì)夾緊裝置的接觸區(qū)域而使焊接過程適應(yīng)于部件的不同區(qū)域。只要設(shè)置有多個夾緊裝置，則例如可以由一個焊接區(qū)域到另一焊接區(qū)域以不同的方式設(shè)計(jì)接觸區(qū)域。
[0024]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域形成為滑動接觸件，滑動接觸件從側(cè)面接觸第一電極裝置、特別是第一焊接電極。由此實(shí)現(xiàn)了第一焊接電極通?？梢越佑|夾芯板并且夾緊裝置的接觸可以順帶地在電極裝置一側(cè)上進(jìn)行。側(cè)面的接觸例如可以通過第一焊接電極的連桿體的接觸實(shí)現(xiàn)。為此可能必需的是，第一電極裝置擠壓導(dǎo)電的接觸區(qū)域或者正好相反。這可以通過橫向于焊接力的力而進(jìn)行，第一焊接電極在預(yù)熱或焊接的過程中受到該力的作用。在焊接電極沿其施加的焊接力的方向運(yùn)動期間，焊接電極例如可以以其連桿體沿著滑動接觸件滑動。
[0025]優(yōu)選夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域通過實(shí)施為彈性的接觸元件而提供。優(yōu)選夾緊裝置包括減震系統(tǒng)，該減震系統(tǒng)可以吸收由在側(cè)面擠壓的過程中第一電極裝置施加在夾緊裝置上的力。
[0026]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，第一電極裝置包括與第一焊接電極導(dǎo)電連接的安置電極，安置電極接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域。由此可以特別靈活地相互設(shè)置待焊接的區(qū)域和通過夾緊裝置固定的區(qū)域，因?yàn)轭~外的安置電極實(shí)現(xiàn)了夾緊裝置遠(yuǎn)離第一焊接電極的接觸。
[0027]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域以可移動的方式、特別是借助于彈性的拱座而設(shè)置在夾緊裝置中。這可以平衡安置電極未向中心傳入夾緊裝置中的力，從而例如可以補(bǔ)償未水平放置的安置電極的力。該拱座例如是不導(dǎo)電的。例如可以設(shè)置橋接元件，該橋接元件形成了使接觸區(qū)域和其余的夾緊裝置之間的導(dǎo)電的接觸。同樣，可選或額外可能的是，安置電極以可移動的形式、特別是彈性地安裝。
[0028]根據(jù)按照本發(fā)明方法的另一個設(shè)計(jì)方案，第一電極裝置的焊接電極形狀配合地接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域。由此可以實(shí)現(xiàn)第一電極裝置和接觸區(qū)域之間較大的接觸區(qū)域。接觸元件例如設(shè)置有用于第一焊接電極的電極帽的凹口，從而第一焊接電極既可以接觸接觸元件又可以接觸夾芯板。在此這樣設(shè)置形狀，即，第一焊接電極在進(jìn)入凹口的過程中可以形成與接觸元件的接觸。第一焊接電極的電極帽例如與凹口相比具有凸起。例如設(shè)置有凹口的接觸條帶用作接觸元件。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第二教導(dǎo)，開頭所述的目的在按照本發(fā)明的設(shè)備中由此得以實(shí)現(xiàn)，即，設(shè)置有用于使夾芯板與另外的部件相對固定的夾緊裝置，其中，夾緊裝置具有用于至少暫時地接觸第一電極裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域，并且其中，為了引導(dǎo)預(yù)熱電流而設(shè)置夾緊裝置。如上關(guān)于方法所實(shí)施的，借助第一電極裝置可以接觸夾緊裝置而且夾緊裝置同時用作電橋，因此提供了一種設(shè)備，該設(shè)備易于實(shí)現(xiàn)并且實(shí)現(xiàn)了過程可靠的方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)短的周期。
[0030]該設(shè)備優(yōu)選形成用于實(shí)施按照本發(fā)明的方法或者用于實(shí)施有利的設(shè)計(jì)方案。
[0031]該設(shè)備優(yōu)選包括用于將夾芯板的塑料層擠壓出夾芯板的待焊接區(qū)域的裝置。例如可以通過焊鉗或借助于焊接機(jī)器人而對第一和第二電極裝置施加沿待焊接部件方向的力。
[0032]為了導(dǎo)電地接觸另外的部件，優(yōu)選在遠(yuǎn)離夾芯板的一側(cè)上設(shè)置夾緊部件，從而夾緊裝置和另外的部件之間的電接觸已通過夾緊裝置的固定而實(shí)現(xiàn)。
[0033]夾緊裝置優(yōu)選設(shè)置為在遠(yuǎn)離另外的部件的一側(cè)上導(dǎo)電地或者電絕緣地接觸夾芯板。在導(dǎo)電的接觸的情況下例如可能的是，第一焊接電極通過夾緊裝置與夾芯板導(dǎo)電地連接。在夾緊裝置與夾芯板之間電絕緣地接觸的情況下，在預(yù)熱過程中可以抑制在夾芯板上的不期望的支路電流。
[0034]優(yōu)選同時設(shè)置有多個用于使夾芯板與另外的部件彼此相對固定的夾緊裝置，其中，為了形成各個焊接連接，第一電極裝置經(jīng)各個導(dǎo)電的接觸區(qū)域分別接觸夾緊裝置，從而使用于加熱夾芯板的各個待焊接區(qū)域的預(yù)熱電流可以流經(jīng)各個夾緊裝置。由此，焊接電極可以有效地由一個夾緊裝置向另一個夾緊裝置運(yùn)動。
[0035]根據(jù)按照本發(fā)明設(shè)備的一個設(shè)計(jì)方案，設(shè)置有用于選擇夾緊裝置的夾緊裝置的庫存并且設(shè)置有用于使夾緊裝置在夾芯板和另外的部件上定位的定位系統(tǒng)，由此該方法可以實(shí)現(xiàn)短的周期和高的過程可靠性。
[0036]根據(jù)按照本發(fā)明設(shè)備的一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置這樣形成，S卩，第二焊接電極、特別是第二焊接電極的電極帽可以直接地接觸另外的部件，由此可以使第二焊接電極通常為了焊接而與另外的部件相接觸。
[0037]優(yōu)選這樣設(shè)置該設(shè)備，S卩，用于使覆蓋層與另外的部件焊接的焊接電流在圍繞夾緊裝置的條件下在第一焊接電極和第二焊接電極之間流動，由此使焊接能夠通常直接在焊接電極上進(jìn)行。
[0038]根據(jù)按照本發(fā)明設(shè)備的一個設(shè)計(jì)方案，第一電極裝置和夾緊裝置這樣形成，S卩，夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域設(shè)置在第一焊接電極和夾芯板之間并且第一焊接電極、特別是第一焊接電極的電極帽可以接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域?？梢酝ㄟ^設(shè)計(jì)夾緊裝置的接觸區(qū)域而使焊接過程適應(yīng)于部件的不同區(qū)域。
[0039]根據(jù)按照本發(fā)明設(shè)備的一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域形成為滑動接觸件，該滑動接觸件用于從側(cè)面接觸第一電極裝置、特別是第一焊接電極。由此可以實(shí)現(xiàn)第一焊接電極通?？梢越佑|夾芯板。
[0040]根據(jù)按照本發(fā)明設(shè)備的一個設(shè)計(jì)方案，第一電極裝置包括與第一焊接電極導(dǎo)電連接的安置電極，安置電極形成用于接觸夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域。由此可以特別靈活地相互設(shè)置待焊接的區(qū)域和通過夾緊裝置固定的區(qū)域。
[0041]優(yōu)選夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域以可移動的方式、特別是借助于彈性的拱座而設(shè)置在夾緊裝置中，這可以用于平衡安置電極未向中心傳入夾緊裝置中的力。
[0042]根據(jù)按照本發(fā)明設(shè)備的一個設(shè)計(jì)方案，夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域形成用于形狀配合地接觸第一電極裝置的焊接電極，由此可以實(shí)現(xiàn)第一電極裝置和接觸區(qū)域之間較大的接觸區(qū)域。
[0043]關(guān)于設(shè)備的其他有利的設(shè)計(jì)方案可以參見對于方法及其優(yōu)點(diǎn)的描述。
[0044]通過以上和以下根據(jù)方法的優(yōu)選實(shí)施方式的方法步驟的描述也公開了通過設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式用于實(shí)施這些方法步驟的相應(yīng)的裝置。同樣地，通過用于實(shí)施這些方法步驟的裝置的公開內(nèi)容也公開了相應(yīng)的方法步驟。
【附圖說明】
[0045]下面結(jié)合附圖借助實(shí)施例詳細(xì)闡明本發(fā)明。附圖中示出了:
[0046]圖la-c以截面示意圖示出了用于實(shí)施方法的第一實(shí)施例的設(shè)備的第一實(shí)施例；
[0047]圖2示出了圖1中夾緊裝置的立體視圖；
[0048]圖3a_c以截面示意圖示出了用于實(shí)施方法的第二實(shí)施例的設(shè)備的第二實(shí)施例；
[0049]圖4示出了圖3中夾緊裝置的立體視圖；
[0050]圖5a_c以截面示意圖示出了用于實(shí)施方法的第三實(shí)施例的設(shè)備的第三實(shí)施例；
[0051]圖6示出了圖5中夾緊裝置的立體視圖；
[0052]圖7a_c以截面示意圖示出了用于實(shí)施方法的第四實(shí)施例的設(shè)備的第四實(shí)施例；
[0053]圖8示出了圖7中夾緊裝置的局部俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]圖la-c首先以截面示意圖示出了在不同的時間點(diǎn)上用于實(shí)施方法的第一實(shí)施例的設(shè)備I的第一實(shí)施例。圖1a示出了夾芯板2，該夾芯板具有兩個金屬覆蓋層4和5以及設(shè)置在金屬覆蓋層之間的熱塑性塑料層6，夾芯板與另一個在此實(shí)施為實(shí)心板的金屬部件8焊接。兩個部件2，8放入設(shè)備I中并且設(shè)置在第一電極裝置10和第二電極裝置20之間。第一電極裝置10包括具有連桿體14和電極帽16的第一焊接電極12。第二電極裝置20包括具有連桿體24和電極帽26的第二焊接電極22。該設(shè)備另外還包括用于提供流經(jīng)第一焊接電極12和第二焊接電極22的焊接電流的裝置，該裝置的形式為電源30和電導(dǎo)線32。電源30和電導(dǎo)線32同時還作為用于提供預(yù)熱電流的裝置。
[0055]設(shè)備I另外還包括用于使夾芯板2與另一部件8相對固定的夾緊裝置40。該夾緊裝置40具有用于接觸第一電極裝置10的導(dǎo)電的接觸區(qū)域42。接觸區(qū)域42在此通過導(dǎo)電的接觸元件44提供，該接觸元件可以設(shè)置在第一焊接電極12與夾芯板2之間。夾緊裝置40在此形成為夾子，其具有通過接觸元件44而導(dǎo)電地接觸夾芯板2的第一夾持臂46和導(dǎo)電地接觸另外的部件8的第二夾持臂48。另外，該夾緊裝置40還具有閉合機(jī)構(gòu)50，從而夾持臂46，48可以包繞和固定部件2，8。第二夾持臂48在此借助凹槽52這樣形成，即第二焊接電極22另外還可以直接接觸另外的部件8。
[0056]設(shè)備I另外還包括沿部件的方向在焊接電極12，22上施加力的焊鉗或者焊接機(jī)器人(未示出)。
[0057]圖1b示出了在通過預(yù)熱電流Iv進(jìn)行預(yù)熱期間的設(shè)備I，預(yù)熱電流的路徑通過圖1b中的箭頭表示。預(yù)熱電流流經(jīng)第一電極裝置10的第一焊接電極12、夾緊裝置40、另外的部件8和第二電極裝置20的第二焊接電極22。為了引導(dǎo)預(yù)熱電流Iv而設(shè)置夾緊裝置40。因此可以將夾緊裝置同時用作電橋。另外，預(yù)熱電流Iv必須不能經(jīng)過夾芯板2，這樣能防止夾芯板2的損壞。由于電阻、特別是另外的部件8的電阻或者由于接觸電阻、特別是在另外的部件8與第二焊接電極22之間的接觸電阻，夾芯板2的待焊接區(qū)域通過預(yù)熱電流Iv這樣加熱，S卩，使熱塑性塑料層6軟化。
[0058]如圖1c所示，第一焊接電極12在接觸元件44上施加作用在夾芯板2上的力，由此將覆蓋層4，5擠壓在一起。通過覆蓋層4，5擠壓在一起而將熱塑性塑料層6擠出焊接區(qū)域。隨后經(jīng)過第一電極裝置10的第一焊接電極12和第二電極裝置20的第二焊接電極22通過焊接電流Is將覆蓋層4，5與另外的部件8相互焊接，焊接電流的路徑以圖1c中的箭頭示出。在這種情況下，焊接電流Is流經(jīng)夾緊裝置40的接觸元件44。
[0059]圖2示出了圖1中夾緊裝置40的立體視圖。在此特別是能夠看出凹槽52，該凹槽與焊接電極22相適應(yīng)并且通過第二焊接電極22實(shí)現(xiàn)了另外的部件8的接觸。
[0060]圖3a_c以截面示意圖示出了用于實(shí)施方法的第二實(shí)施例的設(shè)備I’的第二實(shí)施例。與設(shè)備I的不同之處在于，設(shè)備I’具有改造過的、用于使夾芯板2與另一部件8相對固定的夾緊裝置40’。夾緊裝置40’具有用于接觸第一電極裝置10的導(dǎo)電的接觸區(qū)域42’。接觸區(qū)域42’在此通過導(dǎo)電的接觸元件44’提供，該接觸元件可以從側(cè)面接觸第一焊接電極12的連桿體14。夾緊裝置40’另外還具有減震元件54’，該減震元件可以例如包括類似于彈性元件這樣的彈性元件。由此可以抵消焊接電極12為了改善接觸而沿箭頭58的方向作用在接觸元件44’上的力。在這種情況下，夾緊裝置40 ’的第一夾持臂46 ’通過絕緣體56 ’電絕緣地接觸夾芯板2。第二夾持臂48’再次導(dǎo)電地接觸另外的部件8。
[0061]其余的，設(shè)備I’和夾緊裝置40’類似于圖1中示出地進(jìn)行構(gòu)造，為此可參照上述說明。
[0062]圖3b示出了在通過預(yù)熱電流Iv進(jìn)行預(yù)熱期間的設(shè)備I’，預(yù)熱電流的路徑又通過圖3b中的箭頭表示。預(yù)熱電流Iv流經(jīng)第一電極裝置10的第一焊接電極12、夾緊裝置40’、另外的部件8和第二電極裝置20的第二焊接電極22。預(yù)熱電流Iv必須不能經(jīng)過夾芯板2。如上所述，夾芯板2的待焊接區(qū)域通過預(yù)熱電流Iv這樣加熱，S卩，使熱塑性塑料層6軟化。
[0063]如圖3c所示，第一焊接電極12直接在夾芯板2上施加力，由此將覆蓋層4，5擠壓在一起。通過覆蓋層4，5擠壓在一起而將熱塑性塑料層6擠出焊接區(qū)域。隨后經(jīng)過第一電極裝置10的第一焊接電極12和第二電極裝置20的第二焊接電極22通過焊接電流Is將覆蓋層4，5與另外的部件8相互焊接，焊接電流的路徑以圖3c中的箭頭示出。電極帽16，26通?？梢灾苯咏佑|待焊接的部件2，8，從而不再需要焊接參數(shù)的調(diào)整。在這種情況下，焊接電流Is不再流經(jīng)夾緊裝置40’。
[0064]圖4示出了圖3中夾緊裝置40’的立體視圖。在此能夠看出，導(dǎo)電的接觸元件44’或者接觸區(qū)域42’也可以分成兩半或隔開。由此例如可以通過夾緊裝置進(jìn)行兩個焊接連接。
[0065]圖5a_c以截面示意圖示出了用于實(shí)施方法的第三實(shí)施例的設(shè)備I’’的第三實(shí)施例。與設(shè)備I’的不同之處在于，設(shè)備I’’具有改造過的、用于使夾芯板2與另一部件8相對固定的夾緊裝置40’，。另外，電極裝置10’ ’補(bǔ)充有額外的安置電極19’，，該安置電極通過連接元件18’’而與第一焊接電極12的連桿體14導(dǎo)電地連接。該夾緊裝置40’’具有用于接觸第一電極裝置10”的安置電極19”的導(dǎo)電的接觸區(qū)域42’’。接觸區(qū)域42’’在此通過導(dǎo)電的接觸元件44’ ’提供。夾緊裝置40’ ’另外還具有彈性的、不導(dǎo)電的拱座58’，，該拱座用于抵消安置電極19’’未向中心傳入的力。為了使接觸元件44’’和第一夾持臂46’’電連接，另外還設(shè)置導(dǎo)電的橋接元件60’，。夾緊裝置40’ ’的第一夾持臂46’ ’也通過絕緣體56’ ’電絕緣地接觸夾芯板2。第二夾持臂48’’再次導(dǎo)電地接觸另外的部件8。
[0066]其余的，設(shè)備I’’和夾緊裝置40’’類似于圖1或3中示出地進(jìn)行構(gòu)造，為此可參照上述說明。
[0067]圖5b示出了在通過預(yù)熱電流Iv進(jìn)行預(yù)熱期間的設(shè)備I”，預(yù)熱電流的路徑又通過圖5b中的箭頭表示。預(yù)熱電流Iv流經(jīng)第一電極裝置10’’的第一焊接電極12的連桿體14、安置電極19’ ’、夾緊裝置40”、另外的部件8和第二電極裝置20的第二焊接電極22。預(yù)熱電流Iv必須不能經(jīng)過夾芯板2。如上所述，夾芯板2的待焊接區(qū)域通過預(yù)熱電流Iv這樣加熱，S卩，使熱塑性塑料層6軟化。
[0068]如圖5c所示，第一焊接電極12直接在夾芯板2上施加力，由此將覆蓋層4，5擠壓在一起。通過覆蓋層4，5擠壓在一起而將熱塑性塑料層6擠出焊接區(qū)域。隨后經(jīng)過第一電極裝置10’’的第一焊接電極12和第二電極裝置20的第二焊接電極22通過焊接電流Is將覆蓋層4，5與另外的部件8相互焊接，焊接電流的路徑以圖5c中的箭頭示出。電極帽16，26通?？梢灾苯咏佑|待焊接的部件2，8，從而不再需要焊接參數(shù)的調(diào)整。在這種情況下，焊接電流Is不再流經(jīng)夾緊裝置40’’。
[0069]圖6示出了圖5中夾緊裝置40’’的立體視圖。在此特別是示出了橋接元件60’’，該橋接元件用于使接觸元件44”與第一夾持臂46’’導(dǎo)電地連接。
[0070]圖7a_c以截面示意圖示出了用于實(shí)施方法的第四實(shí)施例的設(shè)備I’’’的第四實(shí)施例。與設(shè)備I’、1”的不同之處在于，設(shè)備I”’具有改造過的、用于使夾芯板2與另一部件8相對固定的夾緊裝置40’ ’，。該夾緊裝置40’ ’’具有用于接觸第一電極裝置10的第一焊接電極12的電極帽16的導(dǎo)電的接觸區(qū)域42’ ’ ’。接觸區(qū)域42’ ’’通過導(dǎo)電的接觸元件44’ ’ ’提供。接觸元件44’ ’’在此設(shè)計(jì)用于與電極帽16形狀配合地連接。為此，在接觸元件44”，中設(shè)置有凹口62’，，，其內(nèi)圓周面形成了接觸區(qū)域42’，，。接觸元件44’ ’’例如可以形成為接觸條帶。接觸元件44’，’通過絕緣體56’ ’’與夾芯板2隔離。夾緊裝置40’ ’’的第一夾持臂46’ ’’同樣地也通過絕緣體56’ ’僅電絕緣地接觸夾芯板2。第二夾持臂48’ ’’再次導(dǎo)電地接觸另外的部件8。
[0071]其余的，設(shè)備I’’’和夾緊裝置40’’’類似于圖1、3或5中示出地進(jìn)行構(gòu)造，為此可參照上述說明。
[0072]圖7b示出了在通過預(yù)熱電流Iv進(jìn)行預(yù)熱期間的設(shè)備I’’ ’，預(yù)熱電流的路徑又通過圖7b中的箭頭表示。預(yù)熱電流Iv流經(jīng)第一電極裝置10的第一焊接電極12、夾緊裝置40’ ’，、另外的部件8和第二電極裝置20的第二焊接電極22。預(yù)熱電流Iv必須不能引導(dǎo)經(jīng)過夾芯板
2。如上所述，夾芯板2的待焊接區(qū)域通過預(yù)熱電流Iv這樣加熱，S卩，使熱塑性塑料層6軟化。
[0073]如圖7c所示，第一焊接電極12直接在夾芯板2上施加力，由此將覆蓋層4，5擠壓在一起。通過覆蓋層4，5擠壓在一起而將熱塑性塑料層6擠出焊接區(qū)域。隨后經(jīng)過第一電極裝置10的第一焊接電極12和第二電極裝置20的第二焊接電極22通過焊接電流Is將覆蓋層4，5與另外的部件8相互焊接，焊接電流的路徑以圖7c中的箭頭示出。電極帽16，26通?？梢灾苯咏佑|待焊接的部件2，8，從而不再需要焊接參數(shù)的調(diào)整。在這種情況下，焊接電流Is不再流經(jīng)夾緊裝置40’’’。
[0074]圖8示出了圖7中夾緊裝置40’’’的局部俯視圖。在此能夠看出凹口62’’’，第一焊接電極12能夠進(jìn)入該凹口，從而實(shí)現(xiàn)了接觸區(qū)域42’ ’’的形狀配合的接觸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于將夾芯板與至少一個其他的、特別是金屬的部件電阻焊接的方法，其中，所述夾芯板具有兩個金屬覆蓋層和設(shè)置在所述金屬覆蓋層間的熱塑性塑料層，其中，通過預(yù)熱電流這樣加熱所述夾芯板的待焊接的區(qū)域，即，將所述熱塑性塑料層軟化并通過將覆蓋層擠壓到一起而擠出焊接區(qū)域，并且其中，所述覆蓋層和所述另外的部件通過流經(jīng)第一電極裝置的第一焊接電極和第二電極裝置的第二焊接電極的焊接電流而相互焊接， 其特征在于， 通過夾緊裝置使所述夾芯板與所述另外的部件彼此相對固定，其中，所述第一電極裝置至少暫時地接觸所述夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域，從而使預(yù)熱電流流經(jīng)所述夾緊裝置并且通過所述預(yù)熱電流加熱所述夾芯板的待焊接的區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述夾緊裝置在遠(yuǎn)離所述夾芯板的一側(cè)上導(dǎo)電地接觸所述另外的部件。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述夾緊裝置在遠(yuǎn)離所述另外的部件的一側(cè)上導(dǎo)電地或者電絕緣地接觸所述夾芯板。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述夾芯板與所述另外的部件同時借助于多個夾緊裝置而彼此相對固定，其中，為了形成各個焊接連接，所述第一電極裝置經(jīng)各個導(dǎo)電的接觸區(qū)域分別接觸夾緊裝置，從而使流經(jīng)各個夾緊裝置的預(yù)熱電流加熱所述夾芯板的各個待焊接的區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述夾緊裝置由夾緊裝置的庫存中選出并且由定位系統(tǒng)在所述夾芯板上并且在所述另外的部件上定位。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二焊接電極、特別是所述第二焊接電極的電極帽直接地接觸所述另外的部件。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，用于使所述覆蓋層與所述另外的部件焊接的所述焊接電流在圍繞所述夾緊裝置的條件下在所述第一焊接電極和所述第二焊接電極之間流動。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域設(shè)置在所述第一焊接電極和所述夾芯板之間，并且所述第一焊接電極、特別是所述第一焊接電極的電極帽導(dǎo)電地接觸所述夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域形成為滑動接觸件，所述滑動接觸件從側(cè)面接觸所述第一電極裝置、特別是第一焊接電極。10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一電極裝置包括與所述第一焊接電極導(dǎo)電連接的安置電極，所述安置電極接觸所述夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域以可移動的方式、特別是借助于彈性的拱座而設(shè)置在所述夾緊裝置中。12.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一電極裝置的焊接電極形狀配合地接觸所述夾緊裝置的導(dǎo)電的接觸區(qū)域。13.—種用于將夾芯板(2)與至少一個其他的、特別是金屬的部件(8)電阻焊接的設(shè)備(I，I’，I”，I” ’)，所述夾芯板具有兩個金屬覆蓋層(4，5)和設(shè)置在所述金屬覆蓋層間的熱塑性塑料層(6)，所述設(shè)備包括 -具有第一焊接電極(12)的第一電極裝置(10，10”)和具有第二焊接電極(22)的第二電極裝置(20)， -用于提供焊接電流(Is)的裝置(30，32)，所述焊接電流至少經(jīng)過所述第一焊接電極(12)和所述第二焊接電極(22)從而形成焊接連接， -用于提供預(yù)熱電流(Iv)的裝置(30，32)，從而可以這樣加熱所述夾芯板(2)的待焊接的區(qū)域，即，使所述熱塑性塑料層(6)軟化并且通過所述覆蓋層(4，5)擠壓在一起而擠出焊接區(qū)域， 其特征在于， 設(shè)置有夾緊裝置(40，40’，40”，40” ’)用于使所述夾芯板(2)與所述另外的部件(8)相對固定，其中，所述夾緊裝置(40，40’，40”，40”’)具有用于至少暫時地接觸所述第一電極裝置(10，10”)的導(dǎo)電的接觸區(qū)域(42，42’，42”，42”’)，并且其中，為了引導(dǎo)所述預(yù)熱電流(14而設(shè)置所述夾緊裝置(40，40，，40”，40”，) ο14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，設(shè)置有用于選擇所述夾緊裝置(40，40’，40”，40” ’)的夾緊裝置(40，40’，40”，40” ’)的庫存，并且其中，設(shè)置有用于使所述夾緊裝置(40，40’，40”，40” ’)在所述夾芯板(2)和所述另外的部件(8)上定位的定位系統(tǒng)。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的設(shè)備，其中，所述夾緊裝置(40，40’，40”，40”’)這樣形成，即，所述第二焊接電極(22)、特別是所述第二焊接電極的電極帽(26)可以直接地接觸所述另外的部件(8)。16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極裝置(10)和所述夾緊裝置(40)這樣形成，S卩，所述夾緊裝置(40)的導(dǎo)電的接觸區(qū)域(42)設(shè)置在所述第一焊接電極(12)和所述夾芯板(2)之間，并且所述第一焊接電極(12)、特別是所述第一焊接電極的電極帽(16)可以導(dǎo)電地接觸所述夾緊裝置(40)的導(dǎo)電的接觸區(qū)域(42)。17.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述夾緊裝置(40’)的導(dǎo)電的接觸區(qū)域(42’)形成為滑動接觸件，所述滑動接觸件用于從側(cè)面接觸所述第一電極裝置(10)、特別是第一焊接電極(12)。18.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極裝置(10”)包括與所述第一焊接電極(12)導(dǎo)電連接的安置電極(19”)，所述安置電極形成用于接觸所述夾緊裝置(40” )的導(dǎo)電的接觸區(qū)域(42” )。19.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述夾緊裝置(40”’)的導(dǎo)電的接觸區(qū)域(42”’)形成用于形狀配合地接觸所述第一電極裝置(10)的焊接電極(12)。
【文檔編號】B23K101/18GK106001885SQ201610181918
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】阿澤迪納·謝爾吉, 安德列亞斯·尼森, 托馬斯·拉勒, 彼得·科爾內(nèi)留斯
【申請人】蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司, 蒂森克虜伯系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司, 蒂森克虜伯股份公司