金屬板無壓痕膠焊連接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種汽車制造領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種金屬板無壓痕膠焊連接方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膠粘連接以其質(zhì)量輕、密封性好、剪切強(qiáng)度高、優(yōu)秀的抗疲勞性能及均勻的應(yīng)力分 布，在汽車行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，是車身制造過程中一項必不可少的連接工藝。同時，由 于膠層的絕緣性，可以有效的防止因電位差而產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕，在當(dāng)前多材料車身制造 中顯得尤為重要。然而，膠接接頭其剝離強(qiáng)度相較于電阻點焊、鉚接等連接方法，具有較差 的剝離強(qiáng)度及接頭延展性，受沖擊時吸能性較差，容易發(fā)生脆性斷裂，單獨使用時存在巨大 的安全風(fēng)險。為了解決上述問題，尤其是提高膠接接頭的剝離強(qiáng)度及其吸能性，汽車工業(yè)通 常采用膠接與電阻點焊工藝復(fù)合工藝，即膠焊工藝。但是現(xiàn)有的膠焊工藝同樣存在顯著的 缺點：1)膠焊工藝能量輸入較高且十分集中，使得接頭處有明顯壓痕導(dǎo)致表面不平整，導(dǎo) 致車體美觀程度降低。2)膠焊過程中由于膠層的絕緣性會增大接觸電阻，使得相同工藝參 數(shù)下生熱量較大，加快電極磨損。3)焊接時的高熱量輸入會導(dǎo)致膠層局部燒蝕，形成空腔， 造成缺陷。4)膠焊工藝僅適用于同種材質(zhì)的金屬間連接，對于熔點差異較大的異種金屬連 接如鋁合金-鋼板，該工藝無法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種金屬板無壓痕膠焊連接方法，能 夠顯著提高接頭的剝離強(qiáng)度同時消除點焊壓痕，同時亦可應(yīng)用于異質(zhì)金屬板料的連接。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明通過將混有金屬顆粒的膠粘劑涂覆于水平放置的兩層金屬板之間，將兩層 金屬板逐步通過施加有焊接電流的滾筒電極對之間，通過滾筒電極-金屬板-金屬顆粒之 間形成閉合回路實現(xiàn)冶金連接，最后將膠粘劑固化處理后完成無壓痕固接。
[0006] 所述的焊接電流為1000A - 10000A的直流或有效值為1000A - 10000A的交流電。
[0007] 所述的金屬板采用但不限于同種材料匹配（如鋼-鋼組合）、異質(zhì)材料匹配（如 鋼-鋁合金組合）。
[0008] 所述的金屬顆粒的材質(zhì)為輕金屬、黑色金屬或其合金，或以輕金屬、黑色金屬或其 合金為基體組成的金屬基復(fù)合材料，其粒度為0. 30mm - 2_。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的金屬顆粒優(yōu)選為與所述金屬板相同的金屬或能夠與所述金屬板 形成釬焊的焊料或能夠與所述金屬板形成固溶或金屬間化合物的金屬或?qū)щ姛崛勰z材。 [0010] 所述的膠粘劑，采用但不限于針對汽車工業(yè)特定固化條件的熱固性樹脂類結(jié)構(gòu)膠 粘劑、密封膠或較高分解溫度的熱塑性膠粘劑、密封膠或發(fā)泡膠，該膠粘劑的成分包括但不 限于：醋酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、硝酸纖維素、聚醋酸乙烯酯、乙烯-亞乙烯共聚物、聚 乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇、聚酰胺、丙烯酸、聚苯醚、氰基丙烯酸酯、聚酯、脲醛樹脂、三聚氰 胺樹脂、間苯二酚和苯酚-間苯二酚-甲醛共聚物、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、丙烯 酸、丙烯腈-二元酸酯、天然橡膠、再生橡膠、丁基橡膠等橡膠類、環(huán)氧-酚醛、環(huán)氧-聚硫、 環(huán)氧-聚酰胺膠粘劑中的一種或其組合。
[0011] 所述的混有金屬顆粒的膠粘劑，通過依照金屬顆粒的大小或密度，在真空環(huán)境下 攪拌以均勻分布于膠粘劑中。
[0012] 所述的攪拌，優(yōu)選為離心攪拌。
[0013] 所述的滾筒電極對的間距依照板料厚度及膠層直徑選擇，優(yōu)選為：間距d = Ti+I^+a#!，其中：1\及T 2分別為被連接板料的厚度，h為所涂覆膠層的厚度，a為壓入系數(shù)， 該系數(shù)根據(jù)板料材質(zhì)、金屬顆粒材質(zhì)及尺寸以及工藝要求確定，優(yōu)選為〇. 5~1，以確保金 屬顆粒適可以當(dāng)變形且不至過量壓縮膠層。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的滾筒電極對的表面首選是光滑的，也可以是設(shè)有凸起或花紋以 增加表面接觸或局部壓力，優(yōu)選地在逐步通過過程中對金屬板施加可變的壓力，該壓力在 焊接過程中可依照程序設(shè)定加以調(diào)節(jié)改變且滿足在焊接過程中所述壓入系數(shù)的變化量小 于等于±10%。
[0015] 所述的凸起，其形狀采用但不限于半球形或圓臺形。
[0016] 所述的涂覆，其厚度大于等于所述金屬顆粒的最大直徑，且在固化處理前其厚度 小于等于所述金屬顆粒的最大直徑。 技術(shù)效果
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在傳統(tǒng)的膠接工藝之前采用了以多個金屬顆粒為連接介 質(zhì)的點焊工藝，從而形成了板料之間的通電熔化后的焊接接頭，同時在連接區(qū)域涂覆膠粘 劑，形成膠接接頭，充分利用了點焊強(qiáng)度高，膠接抗疲勞、抗腐蝕性能優(yōu)良的特點，能夠利用 多種金屬焊接，減少壓痕并提高接頭性能。如果應(yīng)用于汽車車身連接生產(chǎn)線，不僅能夠大幅 度減少壓痕從而降低后續(xù)工藝的復(fù)雜程度，還可以防止膠層燒損，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明工藝不意圖；
[0019] 圖中：(a)膠粘劑及金屬顆粒的涂覆方式，（b)膠條及金屬顆粒的使用方式，（c)本 發(fā)明的工藝示意圖；1為被連接金屬板，2為膠粘劑，3為金屬顆粒，4為膠條，5為滾筒電極， 6為焊接電源。
[0020] 圖2為按實施例1操作后試樣截面圖；
[0021] 圖中：7為實施例1中所述之鍍鋅鋼板，8為焊接完成后的金屬顆粒，9為固化后膠 層，10為金屬顆粒與母材形成的金屬間化合物層。
[0022] 圖3為按實施例2操作后的截面圖；
[0023] 圖中：11為實施例2中所述之鋁合金板，12為鍍鋅鋼板，13為固化后膠層，14為焊 接后金屬顆粒，15為金屬顆粒與鋼板側(cè)形成的金屬間化合物層，16為金屬顆粒與鋁板熔融 后形成的焊接區(qū)域。
【具體實施方式】
[0024] 下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施 例。 實施例1
[0025] 本實施例的上層金屬板1為寶鋼產(chǎn)2mm厚汽車用沖壓鍍鋅鋼板，下層金屬板1 同為寶鋼產(chǎn)2mm厚汽車用沖壓鍍鋅鋼板，板件厚度匹配：2mm+2mm，金屬顆粒2的直徑為 0. 35mm，其材質(zhì)為某型鋅錫銅釬料，膠粘劑3為漢高5016型環(huán)氧-聚氨酯類結(jié)構(gòu)膠粘劑，滾 輪電極選擇光滑表面。
[0026] 工藝參數(shù)：焊接電流為6000A，通電設(shè)備為某型中頻直流焊機(jī)，焊接速度0.2m/ min〇
[0027] 本實施例工藝過程如圖la)~c)所示：
[0028] 1)注膠槍移動到金屬板1待膠接區(qū)域上方，擠壓注膠槍使一定量的混有金屬顆粒 2的結(jié)構(gòu)膠3落在金屬板上，通過注膠槍不斷運動