自沖凸焊鉚釘和使用該鉚釘的連接結構和連接方法
【專利說明】自沖凸焊鉚釘和使用該鉚釘的連接結構和連接方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年9月18日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請號10-2014-0124565的優先權和利益，其全部內容通過引用被并入本文。
技術領域
[0003]本發明的示例性實施方式涉及鉚釘。更具體地，本發明涉及用于通過機械連接和恪融結合來連接不同的基本材料的自沖凸焊鉚釘(self piercing project1n weldingrivet)以及使用鉚釘的連接結構和連接方法。
【背景技術】
[0004]在交通工具工業中，為了提高里程，通過使用非鐵材料例如鋁合金、鎂合金和復合材料來設計交通工具主體的重量減少。為此，交通工具工業研究可代替用于交通工具主體的組裝的普通點焊的連接方法。
[0005]在這種情況下，復合材料可以例如是FRP (纖維增強塑料)或CFRP (碳纖維增強塑料)。
[0006]同時，雖然存在用于處理和形成非鐵材料的產品的技術的積極進展，但是用于結合非鐵材料和鋼材料的不同材料的方法最近正在發展中。
[0007]作為用于連接非鐵材料和鋼材料的一般方法，使用這樣一種方法，在該方法中分別在非鐵材料和鋼材料中形成用于鉚接的孔，鉚釘穿過孔放置，且這樣放置的鉚釘受到塑性變形以將非鐵材料和鋼材料機械地連接在一起。
[0008]最近，介紹了用于使用鉚釘來連接非鐵材料和鋼材料的方法，其中鉚釘連接孔僅在非鐵材料中形成，且電流和壓力在鉚釘放置在孔中的狀態中被施加到鉚釘和鋼材料，用于使用來自電阻的熱來即時地焊接鉚釘和鋼材料的接觸部分。
[0009]然而，相關領域技術由于用于在非鐵材料中制造鉚釘連接孔的過程的添加而有使生產率和可加工性差的傾向，且難以在連接的時刻精確地將鉚釘放置在非鐵材料中的鉚釘連接孔中。
[0010]而且，在非鐵材料中的鉚釘連接孔的制造易于在非鐵材料的經處理部分周圍形成細密裂縫或降低連接產品的外觀質量。
[0011]在背景部分中公開的上述信息僅用于增強對本發明的背景的理解，且因此它可包含未形成在這個國家中對本領域普通技術人員而言已經知道的現有技術的信息。
【發明內容】
[0012]本發明被做出以便提供自沖凸焊鉚釘和使用自沖凸焊鉚釘的連接結構和方法，其具有通過機械連接和熔融結合來連接不同的基本材料的優點。
[0013]根據本發明的示例性實施方式，用于連接非鐵材料和鋼材料的自沖凸焊鉚釘可包括頭部分、整體地連接到頭部分以用于穿透非鐵材料的柄部分和在柄部分的穿透端處形成的用于與鋼材料接觸的突出部分。
[0014]突出部分可由焊接電流熔化以用于將柄部分連接到鋼材料。
[0015]突出部分可具有三角形橫截面。
[0016]柄部分可具有中空圓柱形狀，具有在其中形成的至少一個狹縫。
[0017]至少一個狹縫可從突出部分朝著頭部分延伸而形成，在柄部分中以預設的間隔分隔開。
[0018]柄部分通過預定壓力穿透非鐵材料，且頭部分的邊緣可通過預定壓力被壓配合到非鐵材料的表面中。
[0019]頭部分可包括用于托住非鐵材料的表面的具有比柄部分的直徑大的直徑的凸緣。
[0020]凸緣可具有與非鐵材料的表面相對的凹表面。
[0021]凸緣可具有在其邊緣處形成的尖的壓配合端以壓配合到非鐵材料的表面中。
[0022]根據本發明的示例性實施方式，可提供使用自沖凸焊鉚釘的連接結構，自沖凸焊鉚釘包括頭部分、整體地連接到頭部分以用于穿透第一材料的柄部分和在柄部分的穿透端處形成的用于與第二材料接觸的突出部分，其中柄部分可壓配合到第一材料中并與第二材料熔融結合。
[0023]在連接結構中，柄部分可使用突出部分凸焊到第二材料。
[0024]在連接結構中，柄部分可具有中空圓柱形狀，具有在其中形成的至少一個狹縫，其中在柄部分內部的第一材料的一部分可整體地連接到與狹縫匹配的第一材料的另一部分。
[0025]在連接結構中，頭部分可包括用于托住第一材料的表面的具有比柄部分的直徑大的直徑的凸緣，且凸緣的邊緣可壓配合到第一材料的表面中。
[0026]在連接結構中，第一材料是選自鋁合金、鎂合金和復合材料的非鐵材料。
[0027]在連接結構中，第二材料可以是鋼材料。
[0028]根據本發明的示例性實施方式，使用包括頭部分、整體地連接到頭部分以用于穿透第一材料的柄部分和在柄部分的穿透端處形成的用于與第二材料接觸的突出部分的自沖凸焊鉚釘的連接方法可包括下列步驟:在可移動電極移動到上側的狀態中在固定電極上設置彼此重疊的鋼材料和非鐵材料，將自沖凸焊接鉚釘供給到在可移動電極之下的地方，使用可移動電極將壓力施加到自沖凸焊鉚釘以將柄部分壓配合到非鐵材料中并使突出部分與鋼材料接觸，以及將焊接電流施加到固定電極和可移動電極以用于熔化突出部分并使柄部分和鋼材料熔融結合。
[0029]在連接方法中，柄部分和鋼材料可在突出部分處被焊接。
[0030]在連接方法中，柄部分可具有中空圓柱形狀，具有在其中形成的至少一個狹縫，使得在柄部分內部的非鐵材料的一部分和與狹縫匹配的非鐵材料的另一部分可整體地連接。
[0031]在連接方法中，頭部分的邊緣可通過由可移動電極施加的壓力而被壓配合到非鐵材料的表面中。
[0032]在本發明的示例性實施方式中，在不在第一材料中形成單獨連接孔的情況下不同基本材料的第一和第二材料的強連接允許連接產品的生產率和可加工性的提高，并實現連接步驟的數量和生產成本的減少。
[0033]此外，在本發明的示例性實施方式中，因為在第一材料中的單獨鉚釘連接孔的形成是不需要的，所以不會發生在第一材料中的孔經處理部分周圍的細密裂縫的形成，且連接產品的外觀質量不被損害。
[0034]而且，在本發明的示例性實施方式中，通過在柄部分中形成狹縫來減小在第一材料中的穿透區域實現了在鉚釘上的連接裝置的連接負荷的減小，允許連接裝置的操作穩定性并節省鉚釘的材料。
[0035]在本發明的示例性實施方式中，因為穿透第一材料的鉚釘的柄部分在突出部分處與第二材料凸焊在一起，且頭部分的凸緣邊緣使用壓配合端被壓配合到第一材料的上側中，所以第一和第二材料的可連接性和連接強度可增加。
[0036]在本發明的示例性實施方式中，因為在柄部分內部的第一材料的部分整體地連接到與狹縫匹配的第一材料的另一部分，所以第一材料的該部分不完全被剪切，而是可形成連鎖，其中該部分連接到另一部分，使第一材料能夠更強地結合第二材料。
【附圖說明】
[0037]附圖示出本發明的示例性實施方式，且被提供來更詳細地描述本發明，但不是用來限制本發明的技術方面。
[0038]圖1和2分別示出根據本發明的示例性實施方式的自沖凸焊鉚釘的透視圖。
[0039]圖3示出根據本發明的示例性實施方式的自沖凸焊鉚釘的截面圖。
[0040]圖4到6示出說明根據本發明的示例性實施方式的用于使用自沖凸焊鉚釘連接不同材料的方法的步驟的示意圖。
[0041]圖7示出根據本發明的示例性實施方式的使用自沖凸焊鉚釘而連接的不同材料的結構的截面圖。
[0042]〈符號的描述〉
[0043]1...第一材料2...第二材料
[0044]10...頭部分11...凸緣
[0045]13...凹表面15...壓配合端
[0046]40...柄部分41...狹縫
[0047]70...突出部分100...鉚釘
[0048]101...可移動電極 103...固定電極
[0049]200...連接裝置201...凸焊部分
[0050]300...連接結構
【具體實施方式】
[0051]在下文將參考附圖更充分地描述本發明，在附圖中本發明的示例性實施方式被示出，使得本領域技術人員可容易實現它。如本領域技術人員將認識到的，所述實施方式可以用各種不同的方式修改，都不偏離本發明的精神或范圍。
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