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1、(10)申请公布号 CN 103358092 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103358092 A *CN103358092A* (21)申请号 201310114697.0 (22)申请日 2013.04.03 13/441016 2012.04.06 US B23P 15/00(2006.01) B23K 11/14(2006.01) (71)申请人 通用汽车环球科技运作有限责任公 司 地址 美国密执安州 (72)发明人 M.D. 古格尔 B.J. 布拉斯基 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 崔幼平 傅永霄 (54) 发明名称 。
2、用于凸焊突出部的形成方法 (57) 摘要 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽采用所期 望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模 的顶部上 ； 将填充材料定位在所述金属板的顶部 上 ； 以及使上模降低至所述填充材料上， 以便所 述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫使 所述金属板到所述下模的凹槽中， 由此形成突出 部并且所述突出部填充有所述填充材料。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 14 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图14页。
3、 (10)申请公布号 CN 103358092 A CN 103358092 A *CN103358092A* 1/2 页 2 1. 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽采用所期望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模的顶部上 ； 将填充材料定位在所述金属板的顶部上 ； 使上模降低至所述填充材料上， 以便所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而 迫使所述金属板到所述下模的凹槽中， 由此形成突出部并且所述突出部填充有所述填充材 料。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述填充材料是填丝。 3. 如权利要求 2 所述的方。
4、法， 其特征在于， 还包括 ： 所述填充材料是在所述金属板顶 部上的一定长度的填丝。 4. 如权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 在降低所述上模时， 所述一定长度 的填丝被所述上模切割成精确长度。 5. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 用于把所述填充材料定位在所述 金属板的顶部上上的定位夹紧装置。 6. 如权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述定位夹紧装置具有在所述金 属板上方的抬高位置以及位于所述金属板顶部上以定位所述填充材料的降低位置。 7. 如权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述定位夹紧装置具有两个壁， 。
5、一 个壁具有用于接收所述丝的开口， 另一个壁具有与所述丝的端部接合的止动表面。 8. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述上模具有定位槽， 所述定位槽 形成于其下模具型面中并且对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且对准所述下 模中的所述槽。 9. 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽采用所期望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模的顶部上 ； 使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上 ； 将填丝供给到所述定位夹紧装置中， 使得所述定位夹紧装置将把所述填丝定位在所述 金属板的顶部上， 其中所述填丝对准所述下模的凹槽 ； 。
6、使上模降低至所述填充材料上， 使得所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫 使所述金属板到所述下模的凹槽中， 由此使突出部形成到所述凹槽中并且所述填丝变形以 填充所述突出部。 10. 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽采用所期望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模的顶部上 ； 使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上， 所述定位夹紧装置在其中具有覆盖在所 述下模的凹槽上的定位开口 ； 使填丝供给经过所述定位夹紧装置的定位开口， 使得所述填丝定位在所述金属板的顶 部上， 其中所述填丝对准所述下模的凹槽 ； 使上模降低至所示填充材料上， 使得所。
7、述上模切割所述填丝并且迫使所述填丝进入所 述金属板并且继而迫使所述金属板进入所述下模的凹槽， 由此使突出部形成入所述凹槽中 权 利 要 求 书 CN 103358092 A 2 2/2 页 3 并且所述填丝变形以填充所述突出部。 权 利 要 求 书 CN 103358092 A 3 1/5 页 4 用于凸焊突出部的形成方法 技术领域 0001 本发明涉及在片材金属上形成突出部以便改进片材金属的电阻焊接。 背景技术 0002 通常在电阻焊接过程中把金属板焊接在一起。 突出部形成在片材金属中的一个上 并且片材放置在彼此的顶部上， 使得所述一块片材的突出部接触另一块片材。把焊接电极 应用于这些突出部。
8、的位置， 以便使电流集中在突出部。 当施加焊接电流时， 突出部熔化并且 与另一片材金属熔接， 从而把片材焊接在一起。 0003 更具延展性且更轻质金属例如铝和镁的凸焊会是困难的， 因为突出部会过早地塌 陷并且对焊接过程制造负面影响。 0004 将期望的是， 提供一种通过制造更大强度的突出部而改进片材金属板的凸焊的方 法， 从而将阻止在电极施加到片材金属板的力下的过早塌陷。 发明内容 0005 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽 采用所期望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模的顶部上 ； 将填充材料定位在所 述金属板的顶部上 ； 使上模降低至。
9、所述填充材料上， 以便所述填充材料被迫使到所述金属 板中并且继而迫使所述金属板到所述下模的凹槽中， 由此形成突出部并且所述突出部填充 有所述填充材料。 0006 本发明还提供如下方案 ： 1. 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽采用所期望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模的顶部上 ； 将填充材料定位在所述金属板的顶部上 ； 使上模降低至所述填充材料上， 以便所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而 迫使所述金属板到所述下模的凹槽中， 由此形成突出部并且所述突出部填充有所述填充材 料。 0007 2. 如方案 1 所述的方法， 其特征在于，。
10、 还包括 ： 所述填充材料是填丝。 0008 3. 如方案 2 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述填充材料是在所述金属板顶 部上的一定长度的填丝。 0009 4. 如方案 3 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 在降低所述上模时， 所述一定长度 的填丝被所述上模切割成精确长度。 0010 5. 如方案 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 用于把所述填充材料定位在所述 金属板的顶部上上的定位夹紧装置。 0011 6. 如方案 5 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述定位夹紧装置具有在所述金 属板上方的抬高位置以及位于所述金属板顶部上以定位所述填充材料的降低位置。 说。
11、 明 书 CN 103358092 A 4 2/5 页 5 0012 7. 如方案 5 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述定位夹紧装置具有两个壁， 一 个壁具有用于接收所述丝的开口， 另一个壁具有与所述丝的端部接合的止动表面。 0013 8. 如方案 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述上模具有定位槽， 所述定位槽 形成于其下模具型面中并且对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且对准所述下 模中的所述槽。 0014 9. 如方案 1 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述填充材料是选自当施加焊接 电流到金属板时融合入所述金属板的金属中的金属的合金。 0015 10。
12、. 如方案1所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述下模中的凹槽具有V形截面， 以便接收所述金属板并且限定所述突出部的形状。 0016 11. 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽采用所期望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模的顶部上 ； 使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上 ； 将填丝供给到所述定位夹紧装置中， 使得所述定位夹紧装置将把所述填丝定位在所述 金属板的顶部上， 其中所述填丝对准所述下模的凹槽 ； 使上模降低至所述填充材料上， 使得所述填充材料被迫使到所述金属板中并且继而迫 使所述金属板到所述下模的凹槽中， 由此使突出部形成。
13、到所述凹槽中并且所述填丝变形以 填充所述突出部。 0017 12. 如方案 11 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 在所述定位夹紧装置降低至所 述金属板上之前或者之后， 将所述填丝供给到所述定位夹紧装置中。 0018 13. 如方案 11 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述定位夹紧装置具有两个壁， 一个壁具有用于接收所述丝的开口， 另一个壁具有与所述丝的端部接合的止动表面。 0019 14. 如方案 11 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述上模具有形成于其下模型 面中的定位槽， 所述定位槽对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且还对准所述下 模中的凹槽。 0020 。
14、15. 如方案 14 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述上模的下模型面中的所述 定位槽形成迫使所述填充材料到所述金属板并且形成从所述金属板的上表面突出的填充 材料的穹顶部。 0021 16. 如方案 11 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述填充材料是选自当施加焊 接电流到金属板时融合入所述金属板的金属中的金属的合金。 0022 17. 如方案 11 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述填丝是供给经过所述定位 夹紧装置的壁中的开口的连续长度的丝， 并且所述上模的降低从所述连续长度的丝中切掉 一定长度的丝。 0023 18. 一种用于制造在金属板上的突出部的方法， 包括。
15、 ： 提供具有凹槽的下模， 所述凹槽采用所期望突出部的形状 ； 将所述金属板放置在所述下模的顶部上 ； 使定位夹紧装置降低至所述金属板的顶部上， 所述定位夹紧装置在其中具有覆盖在所 述下模的凹槽上的定位开口 ； 使填丝供给经过所述定位夹紧装置的定位开口， 使得所述填丝定位在所述金属板的顶 说 明 书 CN 103358092 A 5 3/5 页 6 部上， 其中所述填丝对准所述下模的凹槽 ； 使上模降低至所示填充材料上， 使得所述上模切割所述填丝并且迫使所述填丝进入所 述金属板并且继而迫使所述金属板进入所述下模的凹槽， 由此使突出部形成入所述凹槽中 并且所述填丝变形以填充所述突出部。 0024。
16、 19. 如方案 18 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述上模具有形成于其下模型 面中的定位槽， 所述定位槽对准位于所述金属板顶部上的所述填充材料并且还对准所述下 模中的凹槽。 0025 20. 如方案 18 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 所述上模的下模型面中的所述 定位槽形成迫使所述填充材料到所述金属板并且形成从所述金属板的上表面突出的填充 材料的穹顶部。 0026 应当理解的是， 本文中的详细说明和具体实例， 虽然说明了本发明的示例性实施 例， 但意图是仅以说明为目的而并非限制本发明的范围。 附图说明 0027 从详细说明和附图将更充分理解本发明， 其中 ： 图 1 是。
17、用于在片材金属板中形成突出部的上模和下模的侧视图， 其中图示的上模处在 抬高的位置。 0028 图 2 是图 1 的上模和下模的前视图。 0029 图 3 是图 2 的上模和下模的俯视图。 0030 图 4 是类似于图 1 的侧视图， 但显示降低至图 1 的片材金属板上的定位夹紧装置。 0031 图 5 类似于图 2 的前视图， 但显示处在其降低位置的定位夹紧装置。 0032 图 6 是类似于图 4 的侧视图， 但显示供给到定位固定装置中的丝。 0033 图 7 是类似于图 5 的前视图， 但显示供给到定位固定装置中的丝。 0034 图 8 是类似于图 6 的侧视图， 但显示切除丝并迫使丝到片。
18、材金属中的处在降低位 置的上模。 0035 图 9 是类似于图 7 的前视图， 但显示上模处在降低位置。 0036 图 10 是类似于图 8 的侧视图， 但显示上模和定位夹紧装置抬高高于片材金属板。 0037 图 11 是类似于图 9 的前视图， 但显示上模和定位夹紧装置抬高高于片材金属板。 0038 图 12 是显示从下模中取出的片材金属板以及在其中所形成的突出部的侧视图。 0039 图 13 是显示从下模中取出的片材金属板以及在其中所形成的突出部的前视图。 0040 图 14 是显示片材金属板的透视图， 其具有形成于其中的突出部。 0041 图 15 是显示用于把两块片材金属板焊接到一起的。
19、电阻焊接装置的正视图。 0042 图 16 是类似于图 15 的视图， 但显示已完成的电阻焊接过程。 具体实施方式 0043 下面对某些示例性实施例的描述在本质上只是示例性的， 而并非意图限制本发 明、 其应用或使用。 0044 参照图 1 和图 2， 下模 10 的形状为矩形， 并且具有带 V 形凹槽 14 的上表面 12。片 材金属板 18 放置在下模 10 的顶部上。片材金属板具有上表面 19 和下表面 20。 说 明 书 CN 103358092 A 6 4/5 页 7 0045 上模 22 的形状为圆柱形， 并且在其底部上具有模具型面 24。上模 22 的模具型面 24 具有在其中的。
20、定位槽 26， 定位槽 26 对准并且覆盖在下模 10 的 V 形凹槽 14 上。上模 22 保持在下模 10 的上方。下模 10 是固定的， 上模 22 可相对于下模 10 上下移动。 0046 定位夹紧装置 30 包围上模 22 并且相对于上模 22 上下移动。在图 1 和图 2 中， 上 模 22 和定位夹紧装置 30 在下模 10 的上方被抬高， 因此可以容易地把片材金属板 18 放置 在下模 10 上。定位夹紧装置 30 具有第一壁 32 和第二壁 34， 第一壁 32 和第二壁 34 在直径 方向彼此相对并且还位于下模 10 的 V 形凹槽 14 的相对端。第二壁 34 具有用于接。
21、收填丝 的圆形开口 38， 如将在下文中的论述。 0047 参照图4和图5， 定位夹紧装置30已降低至片材金属板18上， 同时上模22仍然保 持在下模 10 的上方。 0048 在图 6 和图 7 中， 可以看出填丝 42 已插入经过定位夹紧装置 30 的第二壁 34 的圆 形开口 38。填丝 42 的端部 44 与由定位夹紧装置 30 的第一壁 32 所提供的定位限位器 46 接合。因此， 如图 7 中所见， 填丝 42 位于片材金属板 18 上并且覆盖在下模 10 的 V 形凹槽 14 上。填丝 42 可以是平直长度的丝或者可以从线圈中解开。 0049 在图 8 和图 9 中， 上模 22。
22、 被迫使地降低至填丝 42 和片材金属板 18 上。在上模 22 的下降期间， 上模 22 的定位槽 26 接纳填丝 42 的上表面并逐渐地迫使填丝 42 向下移动， 由 此迫使片材金属板 18 向下进入 V 形凹槽 14 中。另外， 上模 22 的下降已切除掉填丝 42。因 此， 如图 9 中所见， 片材金属板 18 的区域已向下移位到 V 形凹槽 14 中， 从而形成从片材金 属板 18 的底部向下突出的 V 形突出部 48。填丝 42 的切除部已变形并且成为填充 V 形突出 部 48 的背面的填充物 50。 0050 在图 10 和图 11 中， 上模 22 和定位夹紧装置 30 均被抬。
23、高。片材金属板 18 可被提 高离开下模 10。 0051 在图 12、 图 13 和图 14 中， 已从下模 10 中取出片材金属板 18。V 形突出部 48 从片 材金属板 18 的下表面 20 突出， 并且用由填丝 42 的切除部所构成的填充物 50 填充。填充 物 50 的穹顶部 52 升高高于片材金属板 18 的上表面 19。穹顶部 52 是上模 22 的定位槽 26 的生成物 （artifact） 。 0052 图 14 示出了典型的电阻焊接设置， 其中下电极 58 支撑片材金属板 56。片材金属 板 18 位于片材金属板 56 的顶部上。V 形突出部 48 与片材金属板 56 的。
24、上表面 62 接合， 因 此 V 形突出部 48 提供片材金属板 18 和 56 之间的接触点。图 14 还示出了降低至片材金属 板 18 上并且与填充物 50 的穹顶部 52 接触的上电极 66。 0053 通过对上电极 66 施加向下的压力同时在电极 58 和电极 66 之间施加电流， 而实施 电阻焊接过程。被填充物 50 支持的突出部 48 将软化并融合入片材金属板 56， 由此形成片 材金属板 18 和 56 之间的电阻焊接。在上电极 66 的向下压力期间， 填充 V 形突出部 48 的 其它空背面中的填充物 50 的存在将支持 V 形突出部 48 抵御过早地塌陷， 该过早塌陷可不 利。
25、于高质量电阻焊接的形成。 0054 在图 16 中， 上电极 66 已完全降低并且可以看出突出部 48 和填充物 50 已融合入 片材金属板 18 和 56， 从而提供高质量电阻焊核 70。 0055 前述过程对于把由铝或镁制成的片材金属板焊接到一起是尤其有利的。 铝板和镁 板比钢板更具延展性， 现有技术所形成的通常的中空突出部容易过早塌陷。 我们已发现， 通 说 明 书 CN 103358092 A 7 5/5 页 8 过用填丝填充其它空的突出部的背面， 如本文中所述， 将补充突出部的强度并且仍然允许 塌陷以及高质量焊接的形成。 0056 尽管本文中的附图示出了 V 形突出部的实例， 但突出。
26、部可以具有 U 形或十字形的 截面或者现有技术中已知的其它形状。另外， 尽管我们示出了具有传统圆形截面的填丝的 实例， 但若需要填丝也可以具有其它截面。 另外， 本文中的附图示出了在上模中的半圆形定 位槽26， 其对于在填丝被向下挤压入片材金属板中时精确地定位填丝是有用的。 另外， 如图 14 中最佳地示出， 在变形状态下， 定位槽 26 的存在留出圆形或穹形的填丝的上表面。也可 以在不存在定位槽 26 的情况下实施本发明， 在此情况下， 填充物 50 将与片材金属板 18 的 上表面 19 齐平， 不形成穹顶部 52。 0057 通过选择用于填丝 42 的材料， 可以控制突出部的强度。例如，。
27、 根据需要填丝 42 可 以为与片材金属板 18 的合金相同或者不同的金属合金， 从而影响熔点以及对突出部塌陷 的抗性。 0058 尽管附图中仅示出了形成于片材金属板 18 上的一个突出部， 但在实际实施中可 在片材金属板 18 上的间隔位置形成多个这种突出部。另外， 突出部的尺寸部分地由被挤压 入片材金属中的填丝 42 的长度确定。若需要， 则可以将填丝切割成非常短的长度， 使得所 形成的突出部的形状将为圆锥形而不是如本文附图中所示的更长的 V 形。另外， 尽管附图 示出了使用长且连续的填丝 42， 平直长度的丝或者从线圈中解开的丝， 但应当理解的是， 作 为替代， 短长度或块的预切丝可供给。
28、通过开口 38 用于挤压入片材金属板 18 中。 0059 本文中的附图示出了在定位夹紧装置 34 已降低至片材金属板 18 上之后丝 42 供 给到定位夹紧装置34。 然而， 作为替代， 可以在定位夹紧装置34降低至片材金属板18上之 前将填丝 42 供给到定位夹紧装置 34 中。 说 明 书 CN 103358092 A 8 1/14 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 9 2/14 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 10 3/14 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 11 4/14 页 12 。
29、图 4 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 12 5/14 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 13 6/14 页 14 图 6 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 14 7/14 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 15 8/14 页 16 图 8 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 16 9/14 页 17 图 9 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 17 10/14 页 18 图 10 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 18 11/14 页 19 图 11 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 19 12/14 页 20 图 12 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 20 13/14 页 21 图 15 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 21 14/14 页 22 图 16 说 明 书 附 图 CN 103358092 A 22 。