DE102012106521A1 - Joining composite component with second component, comprises e.g. overlapping first outer cover plate of composite component over second component, and overlapping second outer cover plate of composite component over additional joining part - Google Patents
Joining composite component with second component, comprises e.g. overlapping first outer cover plate of composite component over second component, and overlapping second outer cover plate of composite component over additional joining part Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines Verbundbauteils umfassend mindestens zwei äußere Deckbleche und mindestens eine zwischen den Deckblechen angeordnete nichtmetallische Schicht, vorzugsweise eine Kunststoffschicht, mit einem weiteren Bauteil aus Metall unter Verwendung eines Zusatzfügeteils, wobei ein äußeres Deckblech des Verbundbauteils zumindest teilweise von dem weiteren Bauteil und das andere äußere Deckblech des Verbundbauteils zumindest teilweise von dem Zusatzfügeteil überlappt werden, das Verbundbauteil, das Zusatzfügeteil und das weitere Bauteil einander überlappend zwischen zwei Elektroden einer Widerstandsschweißeinheit gebracht werden, das Bauteil und das Zusatzfügeteil mit den beiden äußeren Deckblechen des Verbundbauteils im Überlappungsbereich durch Widerstandsschweißen gefügt werden, wobei wenigstens ein Strompfad zwischen den beiden Elektroden über das weitere Bauteil und das Zusatzfügeteil geschlossen wird. Daneben betrifft die Erfindung eine gemäß diesem Verfahren gefügte Blechkonstruktion.The invention relates to a method for joining a composite component comprising at least two outer cover plates and at least one arranged between the cover plates non-metallic layer, preferably a plastic layer, with another metal component using an additional joining part, wherein an outer cover plate of the composite component at least partially from the other Component and the other outer cover plate of the composite component are at least partially overlapped by the Zusatzfügeteil, the composite component, the Zusatzfügeteil and the other component are brought overlapping each other between two electrodes of a resistance welding unit, the component and the Zusatzfügeteil with the two outer cover plates of the composite component in the overlapping region Resistance welding are joined, wherein at least one current path between the two electrodes on the other component and the Zusatzfügeteil is closed. In addition, the invention relates to a sheet metal structure joined according to this method.
Verbundbauteile, welche in Form eines Sandwichsbleches zwei äußere Deckbleche aus Metall und mindestens eine dazwischen liegende nichtmetallische, beispielsweise aus Kunststoff bestehende, Schicht aufweisen, werden zunehmend als sogenannte Leichtbleche im Kraftfahrzeugbau verwendet.Composite components which, in the form of a sandwich panel, have two outer metal cover panels and at least one intermediate non-metallic layer, for example made of plastic, are increasingly being used as so-called lightweight panels in motor vehicle construction.
Ein Grund für ihre zunehmende Verwendung liegt darin, dass die Verbundbauteile Eigenschaften aufweisen können, welche sich bei Vollmaterial häufig gegenseitig ausschließen. Beispielsweise ermöglicht ein gattungsgemäßes Verbundbauteil trotz seines geringen Gewichts lokale Steifigkeiten und Festigkeiten und kann gute Schalldämpfung bereitstellen. Viele Anwendungen erfordern es aber, dass diese Verbundbauteile mit anderen Blechteilen oder Bauteilen gefügt werden müssen. Die häufig bei Blechen angewendeten Fügeverfahren, wie Schmelzschweißen und Löten, verursachen allerdings Probleme aufgrund ihres hohen Wärmeeintrags. Hierdurch können Schäden am Verbundbauteil entstehen, da die zwischen den metallischen Deckblechen angeordnete nichtmetallische Schicht bzw. Kunststoffschicht durch den Wärmeeintrag beschädigt werden kann. Das Schweißen und Löten von Verbundbauteilen mit anderen Bauteilen war bisher als kritisch eingestuft worden.One reason for their increasing use is that the composite components may have properties that are often mutually exclusive with solid material. For example, a generic composite component despite its low weight allows local stiffness and strength and can provide good sound attenuation. Many applications require, however, that these composite components must be joined with other sheet metal parts or components. However, the joining methods often used in sheet metal, such as fusion welding and brazing, cause problems due to their high heat input. This can cause damage to the composite component, since the arranged between the metal cover sheets non-metallic layer or plastic layer can be damaged by the heat input. The welding and brazing of composite components with other components had previously been classified as critical.
Aus der
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass im Bereich der Schweißzone trotz des verringerten Wärmeeintrags das nichtmetallische Material während des Fügens aufweichen und in die Randbereiche abfließen kann. In der Folge kann es zu einer Blasenbildung kommen, die zu einer Delamination der Deckbleche von der nichtmetallischen Schicht führen kann. Zudem kann es im Kontaktbereich der Deckbleche mit dem Bauteil zu einer Kontakterosion kommen. In der Folge weist das Verfahren eine verringerte Prozesssicherheit auf.However, this method has the disadvantage that in the region of the welding zone, despite the reduced heat input, the non-metallic material can soften during the joining and drain into the edge regions. As a result, blistering may occur which may result in delamination of the cover sheets from the non-metallic layer. In addition, there may be contact erosion in the contact area of the cover plates with the component. As a result, the process has a reduced process reliability.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde ein eingangs genanntes Verfahren zum Fügen eines Verbundbauteils anzugeben, welches eine verbesserte Prozesssicherheit aufweist und zu verbesserten gefügten Blechkonstruktionen führt. Daneben ist es Aufgabe der Erfindung eine mit diesem Verfahren gefügte Blechkonstruktion zur Verfügung zu stellen.Based on this prior art, the object of the present invention is to provide an initially-mentioned method for joining a composite component, which has improved process reliability and leads to improved joined sheet-metal constructions. In addition, it is an object of the invention to provide a joined with this method sheet metal construction available.
Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung wird die zuvor genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass durch mechanische Mittel und/oder durch Minimierung der Überlappungslänge und/oder durch Positionierung des Zusatzfügeteils möglichst nah zum freien Rand des Verbundbauteils, die Fließrichtung der nichtmetallischen Schicht des Verbundbauteils während des Fügens beeinflusst wird.According to a first teaching of the invention, the aforementioned object is achieved in that by mechanical means and / or by minimizing the overlap length and / or by positioning the additional joining part as close as possible to the free edge of the composite component, the flow direction of the non-metallic layer of the composite component during the joining being affected.
Es wurde erkannt, dass das durch die erhöhte Temperatur aufgeweichte nichtmetallische Material eine Blasenbildung verursacht, wenn das Material beispielsweise in Richtung der Verbundbauteilmitte fließt bzw. verdrängt wird. Die Blasenbildung hat das Ablösen einer Deckschicht von der nichtmetallischen Schicht zur Folge. Dadurch, dass die Fließrichtung des aufgeweichten nichtmetallischen Materials während des Fügens beeinflusst werden kann, kann das Abfließen des Materials in die Mitte des Verbundbauteils vermieden werden, so dass in der Folge die Blasenbildung reduziert werden kann. Auf diese Weise kann eine erhöhte Prozesssicherheit während des Fügens des Verbundbauteils mit dem weiteren Bauteil erreicht werden. Bei der Minimierung der Überlappungslänge wird der Abstand zwischen der freien Kante des zu fügenden Verbundbauteils und der Schweißverbindung möglichst gering gehalten, so dass das nichtmetallische Material leicht zur freien Kante des Verbundbauteils verdrängt werden kann. Ein Fließen des Materials in Richtung Verbundbauteilmitte und damit eine mögliche Blasenbildung wird dadurch verhindert. Beim Minimieren der Überlappungslänge muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Schweißverbindung noch eine ausreichende Festigkeit besitzt. Insofern ist ein ausreichender Abstand zur freien Kante des Verbundbauteils zu wählen. Die Schweißverbindung wird üblicherweise in der Mitte der Überlappungslänge gesetzt. Das Positionieren eines Zusatzfügeteils erfolgt nach dem gleichen Prinzip. Einerseits muss das Zusatzfügeteil möglichst nah an der freien Kante des Verbundbauteils positioniert werden, andererseits muss durch einen Abstand zur freien Kante des Verbundbauteils eine ausreichende Festigkeit der Schweißverbindung gewährleistet sein.It has been recognized that the non-metallic material softened by the elevated temperature causes blistering when, for example, the material flows toward the composite component center. Blistering results in the peeling of a cover layer from the non-metallic layer. By being able to influence the flow direction of the softened non-metallic material during the joining, the flow of the material into the center of the composite component can be avoided, so that blistering can be reduced as a result. On In this way, increased process reliability can be achieved during the joining of the composite component with the further component. In minimizing the overlap length, the distance between the free edge of the composite component to be joined and the welded connection is kept as low as possible, so that the non-metallic material can be easily displaced to the free edge of the composite component. Flow of the material in the direction of composite component center and thus a possible blistering is prevented. When minimizing the overlap length, however, it must be considered that the weld still has sufficient strength. In this respect, a sufficient distance to the free edge of the composite component to choose. The weld joint is usually placed in the middle of the overlap length. The positioning of an additional joining part follows the same principle. On the one hand, the additional joining part must be positioned as close as possible to the free edge of the composite component, on the other hand, a sufficient strength of the welded joint must be ensured by a distance from the free edge of the composite component.
Durch die Verwendung von lediglich einem Strompfad wird darüber hinaus eine unkontrollierte Erwärmung der nichtmetallischen Schicht und der Deckbleche vermieden, die beispielsweise dann auftritt, wenn mehrere Strompfade durch das Verbundbauteil vorhanden sind und diese unterschiedlich lange Wegstrecken aufweisen.In addition, the use of only one current path avoids uncontrolled heating of the non-metallic layer and the cover plates, which occurs, for example, when a plurality of current paths are present through the composite component and these have paths of different lengths.
Bei dem weiteren Bauteil kann es sich um ein gewöhnliches Blechbauteil handeln. Denkbar ist auch, dass das weitere Bauteil ein Verbundwerkstoff ist. Um die Verschweißbarkeit des Verbundbauteils mit dem weiteren Bauteil zu gewährleisten, weist das weitere Bauteil, wenn es nicht durchgängig metallisch aufgebaut ist, insbesondere wenigstens eine äußere metallische Schicht auf, die mit dem Verbundbauteil in Kontakt gebracht und verschweißt werden kann. Eine besonders gut mit dem Verbundbauteil schweißbare Verbindung kann dann bereitgestellt werden, wenn das Bauteil aus einem metallischen Vollmaterial besteht.The further component may be an ordinary sheet metal component. It is also conceivable that the further component is a composite material. In order to ensure the weldability of the composite component with the further component, the further component, if it is not constructed continuously metallic, in particular at least one outer metallic layer, which can be brought into contact with the composite component and welded. A particularly weldable with the composite component connection can then be provided if the component consists of a solid metal material.
Als Metalle kommen Stahl, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen in Frage. Denkbar sind jedoch auch weitere geeignete Materialien.As metals are steel, aluminum or magnesium alloys in question. However, other suitable materials are also conceivable.
Das Zusatzfügeteil kann ebenfalls beispielsweise ein Blechbauteil oder ein Verbundwerkstoff sein, welches das gleiche oder ein von dem Bauteil verschiedenes metallisches Material aufweist. Vorzugsweise ist das Zusatzfügeteil mit dem Deckblech nach dem Fügen fest verbunden, denkbar ist aber auch, das Zusatzfügeteil anschließend von dem Verbundbauteil abzulösen.The additional joining part can likewise be, for example, a sheet-metal component or a composite material which has the same or a different metallic material from the component. Preferably, the Zusatzfügeteil is firmly connected to the cover plate after joining, but it is also conceivable, then replace the Zusatzfügeteil of the composite component.
Besonders bevorzugt wird als mechanisches Mittel mindestens ein Niederhalter verwendet, welcher eine einseitige Druckbelastung im Überlappungsbereich auf das Bauteil und/oder das Zusatzfügeteil ausübt. So kann besonders einfach Einfluss auf die Fließrichtung der aufgeweichten nichtmetallischen Schicht genommen werden. Ein Abfließen der aufgeweichten nichtmetallischen Schicht in die Mitte des Verbundbauteils kann erfolgreich verhindert werden.At least one hold-down device is preferably used as the mechanical means, which exerts a one-sided pressure load in the overlapping area on the component and / or the additional joining part. This makes it particularly easy to influence the flow direction of the softened non-metallic layer. A flow of the softened non-metallic layer into the center of the composite component can be successfully prevented.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Fläche, auf der die Druckbelastung ausgeübt wird, die Elektrode zumindest teilweise umschließt. Denn dann kann die Druckbelastung in unmittelbarer Nähe der Schweißzone ausgeübt werden, so dass das Fließen des nichtmetallischen Materials in Richtung der Mitte des Verbundbauteils direkt unterbunden werden kann.It is particularly preferred if the surface on which the pressure load is exerted at least partially surrounds the electrode. Because then the pressure load in the immediate vicinity of the weld zone can be exercised, so that the flow of non-metallic material in the direction of the center of the composite component can be prevented directly.
Alternativ oder kumulativ zur Verwendung der mechanischen Mittel kann das Verbundbauteil außerhalb des Überlappungsbereichs mit dem Bauteil und dem Zusatzfügeteil mindestens eine Krümmung aufweisen. Das Vorhandensein einer Krümmung wirkt als Barriere für den aufgeweichten Kunststoff, wodurch das Fließen des aufgeweichten Kunststoffes in die Mitte des Verbundbauteils unterdrückt wird. Insofern bewirkt die Krümmung des Verbundbauteils ebenfalls eine Reduzierung der Blasenbildung, wodurch eine erhöhte Prozesssicherheit erzielt werden kann.Alternatively or cumulatively to the use of the mechanical means, the composite component can have at least one curvature outside the overlapping area with the component and the additional joining part. The presence of a curvature acts as a barrier to the softened plastic, thereby suppressing the flow of softened plastic into the center of the composite component. In this respect, the curvature of the composite component also causes a reduction in the formation of bubbles, whereby increased process reliability can be achieved.
Alternativ oder kumulativ zur Verwendung der mechanischen Mittel, welche die Fließrichtung der nichtmetallischen Schicht des Verbundbauteils während des Fügens beeinflussen, wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Bauteil und/oder das Zusatzfügeteil im Überlappungsbereich zumindest bereichsweise über eine Klebeschicht mit mindestens einem Deckblech verbunden. Durch die Klebeschicht wird eine Kontakterosion, die insbesondere bei der Verwendung von unterschiedlichen Metallen auftritt, zwischen den zu verbindenden Teilen im Wesentlichen unterdrückt, da die Klebeschicht als Dichtung fungiert. Eine entsprechend gefügte Blechkonstruktion verfügt also über ein besseres Korrosionsverhalten. Darüber hinaus kann der Strom beim Widerstandsschweißen auf einfache Weise gehindert werden, durch die metallischen Deckbleche des Verbundblechteils zu fließen, so dass deren Erwärmung außerhalb des Zusatzfügeteils unterdrückt wird. Folglich wird durch die Verbindung des Bauteils und/oder des Zusatzfügeteil mit mindestens einem Deckblech über eine Klebeschicht ebenfalls die Prozesssicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht.Alternatively or cumulatively, for use of the mechanical means which influence the flow direction of the non-metallic layer of the composite component during joining, according to a particularly preferred embodiment of the inventive method, the component and / or the Zusatzfügeteil in the overlapping region at least partially connected via an adhesive layer with at least one cover plate. By the adhesive layer, a contact erosion, which occurs in particular when using different metals, is substantially suppressed between the parts to be joined, since the adhesive layer acts as a seal. A correspondingly joined sheet metal structure thus has a better corrosion behavior. In addition, the resistance welding current can be easily prevented from flowing through the metal cover sheets of the composite sheet member, so that heating thereof outside the auxiliary joining member is suppressed. Consequently, the process reliability of the method according to the invention is also increased by the connection of the component and / or the Zusatzfügeteil with at least one cover plate via an adhesive layer.
Gemäß einer nächsten Ausführungsform wird alternativ oder kumulativ zur Verwendung der mechanischen Mittel, welche die Fließrichtung der nichtmetallischen Schicht des Verbundbauteils während des Fügens beeinflussen, ein Funktionselement mit dem Verbundbauteil als Zusatzfügeteil verschweißt. Als Funktionselement kann beispielsweise ein Schweißbolzen vorgesehen sein. Denkbar ist jedoch auch, abhängig von der jeweiligen Anwendung der gefügten Blechkonstruktion, die Verwendung weiterer geeigneter Funktionselemente als Zusatzfügeteile. Das Verschweißen mit einem Funktionselement kann auf diese Weise besonders einfach erfolgen. Zum einen ermöglicht das Aufschweißen des Funktionselementes eine lochlose Befestigung an dem Bauteil, zum anderen kann das Befestigen des Bolzens und das Fügen des Verbundbauteils mit dem Bauteil in einem Schritt erfolgen, wodurch die Korrosion im Bereich der Verbindung zwischen dem Funktionselement und dem Bauteil minimiert werden kann.According to a next embodiment, alternatively or cumulatively for using the mechanical means, which influence the flow direction of the non-metallic layer of the composite component during the joining, a functional element is welded to the composite component as an additional joining part. As a functional element, for example, a weld stud can be provided. However, it is also conceivable, depending on the particular application of the joined sheet metal construction, the use of other suitable functional elements as additional joining parts. Welding with a functional element can be done very easily in this way. On the one hand, the welding of the functional element allows a holeless attachment to the component, on the other hand can be done fixing the bolt and the joining of the composite component with the component in one step, whereby the corrosion in the region of the connection between the functional element and the component can be minimized ,
In bevorzugter Weise wird der Strompfad zwischen den Schichten des Bauteils und des Zusatzfügeteils während des Fügens über mindestens eine, vorzugsweise flexible Überbrückung geschlossen. Auf diese Weise kann eine besonders hohe Flexibilität der Ausgestaltung des Bauteils und des Zusatzfügeteils gewährleistet werden. Zudem kann der Strompfad unter teilweiser oder vollständiger Umgehung des Verbundbauteils geschlossen werden. So kann ein das Verbundbauteil schonender Strompfad bereitgestellt werden. Insbesondere wird der Wärmeeintrag in die nichtmetallische Schicht im Bereich der Fügezone reduziert.Preferably, the current path between the layers of the component and the additional joining part is closed during the joining via at least one, preferably flexible bridging. In this way, a particularly high flexibility of the design of the component and the additional joining part can be ensured. In addition, the current path can be closed by partially or completely bypassing the composite component. Thus, a the circuit component gentle current path can be provided. In particular, the heat input into the non-metallic layer in the region of the joining zone is reduced.
In einer nächsten Ausführungsform wird ein Zusatzfügeteil verwendet, welches eine kleinere Überlappungsfläche mit dem Verbundbauteil als das Bauteil aufweist und das Zusatzfügeteil wird während des Fügens in einer elektrisch leitenden Aufnahme aufgenommen. Das Zusatzfügeteil kann dazu kreisförmig ausgestaltet sein, es kann aber auch grundsätzlich jede beliebige Form eines Patches aufweisen. Durch die Verwendung eines Zusatzfügeteils, das eine kleinere Überlappungsfläche mit dem Verbundbauteil als das Bauteil aufweist kann das für den Fügeprozess notwendige Material reduziert werden.In a next embodiment, an additional joining part is used, which has a smaller overlapping area with the composite component than the component, and the additional joining part is accommodated during the joining in an electrically conductive receptacle. The additional joining part can be designed circular, but it can also have basically any shape of a patch. By using an additional joining part, which has a smaller overlapping area with the composite component than the component, the material necessary for the joining process can be reduced.
Vorzugsweise ist die Aufnahme mit dem weiteren Bauteil elektrisch leitend verbunden. Die Verwendung einer elektrisch leitenden Aufnahme hat den Vorteil, dass das Zusatzfügeteil besonders einfach auf dem Deckblech in Anlage mit einer Elektrode positioniert werden kann. Besonders einfach ist es, eine gegenüber einer der Elektroden fixierte Aufnahme zu verwenden. So kann erreicht werden, dass eine vorbestimmte relative Positionierung von Elektrode und Zusatzfügeteil stets beibehalten wird. Fehlerhafte Positionierungen des Zusatzfügeteils können so vermieden werden.Preferably, the receptacle is electrically connected to the further component. The use of an electrically conductive receptacle has the advantage that the Zusatzfügeteil can be particularly easily positioned on the cover plate in contact with an electrode. It is particularly easy to use a fixed relative to one of the electrodes recording. It can thus be achieved that a predetermined relative positioning of electrode and additional joining part is always maintained. Faulty positioning of the additional joining part can be avoided.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass eine Mehrzahl von Zusatzfügeteilen vorgesehen ist, die beispielsweise nebeneinander auf einem Deckblech angeordnet werden. So kann das Verbundbauteil an mehreren Stellen gleichzeitig mit dem Bauteil und den Zusatzfügeteilen gefügt werden, was eine verbesserte Verbindung zwischen dem Bauteil bzw. den Zusatzfügeteilen und dem Verbundbauteil zur Folge hat.Moreover, it is also conceivable that a plurality of additional joining parts is provided, which are arranged, for example, side by side on a cover plate. Thus, the composite component can be joined at several points simultaneously with the component and the additional joining parts, resulting in an improved connection between the component or the additional joining parts and the composite component result.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das Zusatzfügeteil mit dem Bauteil elektrisch leitend verbunden, wobei beide gemeinsam eine y-förmige Aufnahme für das Verbundbauteil bilden und das Verbundbauteil in der y-förmigen Aufnahme gefügt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf eine zusätzliche Überbrückung zwischen dem Bauteil und dem Zusatzfügeteil verzichtet werden kann. Alternativ ist es auch denkbar, dass das weitere Bauteil y-förmig ausgestaltet ist und eine Bördelung aufweist, wobei das Verbundbauteil in der Bördelung gefügt werden kann. Gemäß dieser Ausgestaltung kann sogar auf das Zusatzfügeteil verzichtet werden, wodurch diese Ausgestaltung zum einen besonders einfach ist und zum anderen eine zusätzliche Materialersparnis zur Folge hat. Neben einer y-förmigen Ausgestaltung sind auch weitere Formen des Bauteils oder der Verbindung von dem Bauteil und dem Zusatzfügeteil denkbar, wie beispielsweise eine s-förmige oder eine x-förmige Ausgestaltung.According to a further preferred embodiment of the method, the additional joining part is electrically conductively connected to the component, wherein both together form a Y-shaped receptacle for the composite component and the composite component is joined in the Y-shaped receptacle. This embodiment has the advantage that it is possible to dispense with an additional bridging between the component and the additional joining part. Alternatively, it is also conceivable that the further component is designed in a Y-shape and has a flange, wherein the composite component can be joined in the flange. According to this embodiment can even be dispensed with the Zusatzfügeteil, whereby this configuration is on the one hand particularly simple and on the other hand, an additional material savings result. In addition to a Y-shaped configuration, other forms of the component or the connection of the component and the additional joining part are conceivable, such as an S-shaped or an X-shaped configuration.
Gemäß einer zweiten Lehre der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch eine gefügte Blechkonstruktion gelöst, die mit einem der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wird, aufweisend ein Verbundbauteil, welches mindestens zwei metallische Deckbleche und eine zwischen den Deckblechen angeordnete nichtmetallische Schicht, insbesondere eine Kunststoffschicht aufweist, ein mit dem Verbundbauteil gefügtes Bauteil und Zusatzfügeteil, wobei das Zusatzfügeteil und das Bauteil mit beiden äußeren Deckenblechen des Verbundbauteils gefügt ist.According to a second teaching of the invention, the object mentioned at the outset is achieved by a joined sheet metal construction which is produced by one of the methods described above, comprising a composite component which has at least two metallic cover sheets and a non-metallic layer, in particular a plastic layer, arranged between the cover sheets, a component and additional joining part joined to the composite component, wherein the additional joining part and the component are joined with both outer cover sheets of the composite component.
Bei der gefügten Blechkonstruktion überlappen das Bauteil und/oder das Zusatzfügeteil das Verbundbauteil zumindest teilweise. Im Überlappungsbereich des Bauteils und/oder des Zusatzfügeteils mit dem Verbundbauteil ist mindestens eine gefügte Verbindung, insbesondere eine Schweißverbindung zwischen den Deckblechen und dem Bauteil und/oder dem Zusatzfügeteil vorgesehen. Die erfindungsgemäße gefügte Blechkonstruktion zeichnet sich durch eine deutlich reduzierte Blasenbildung und damit durch eine besonders homogene Verbindung zwischen dem Bauteil bzw. dem Zusatzfügeteil mit dem Verbundbauteil aus, da eine Blasenbildung während des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Fügen des Verbundbauteils mit einem weiteren Bauteil unter Verwendung mechanischer Mittel und/oder durch Verwendung eines Zusatzfügeteils durch Minimierung der Überlappungslänge des Zusatzfügeteils und/oder durch die Positionierung des Zusatzfügeteils zum freien Rand des Verbundbauteils kontrolliert unterdrückt wird. Bei der Minimierung der Überlappungslänge wird der Abstand zwischen der freien Kante des zu fügenden Verbundbauteils und der Schweißverbindung möglichst gering gehalten, so dass das nichtmetallische Material des Verbundbauteils während der Erzeugung der Schweißverbindung leicht zur freien Kante des Verbundbauteils verdrängt werden kann. Ein Fließen des Materials in Richtung Verbundbauteilmitte und damit eine mögliche Blasenbildung wird dadurch verhindert. Beim Minimieren der Überlappungslänge muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Schweißverbindung noch eine ausreichende Festigkeit besitzt. Insofern ist ein ausreichender Abstand zur freien Kante des Verbundbauteils zu wählen. Die Schweißverbindung wird üblicherweise in der Mitte der Überlappungslänge gesetzt. Das Positionieren eines Zusatzfügeteils erfolgt nach dem gleichen Prinzip. Einerseits muss das Zusatzfügeteil möglichst nah an der freien Kante des Verbundbauteils positioniert werden, andererseits muss durch einen Abstand zur freien Kante des Verbundbauteils eine ausreichende Festigkeit der Schweißverbindung gewährleistet sein.In the joined sheet metal construction, the component and / or the additional joining part overlap the composite component at least partially. At least one joined connection, in particular a welded connection between the cover plates and the component and / or the additional joining part, is provided in the overlapping area of the component and / or the additional joining part with the composite component. The joined sheet metal construction according to the invention is characterized by a significantly reduced blistering and thus by a particularly homogeneous connection between the component or the Zusatzfügeteil with the composite component, since a blistering during the previously described method for joining the composite component with a another component using mechanical means and / or by using an additional joining part by minimizing the overlap length of the additional joining part and / or controlled by the positioning of the additional joining part to the free edge of the composite component is suppressed. In minimizing the overlap length, the distance between the free edge of the composite component to be joined and the welded joint is kept as low as possible, so that the non-metallic material of the composite component can easily be displaced to the free edge of the composite component during the production of the welded joint. Flow of the material in the direction of composite component center and thus a possible blistering is prevented. When minimizing the overlap length, however, it must be considered that the weld still has sufficient strength. In this respect, a sufficient distance to the free edge of the composite component to choose. The weld joint is usually placed in the middle of the overlap length. The positioning of an additional joining part follows the same principle. On the one hand, the additional joining part must be positioned as close as possible to the free edge of the composite component, on the other hand, a sufficient strength of the welded joint must be ensured by a distance from the free edge of the composite component.
Die erfindungsgemäße Blechkonstruktion kann aus Stahl, einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung bestehen. Dabei können die Deckbleche des Verbundbauteils entweder dieselben oder unterschiedliche Materialien aufweisen. Darüber hinaus können auch das Bauteil und das Zusatzfügeteil entweder zu dem Verbundbauteil identische oder unterschiedliche Materialien aufweisen.The sheet metal construction according to the invention may consist of steel, an aluminum alloy or a magnesium alloy. The cover sheets of the composite component can have either the same or different materials. In addition, the component and the additional joining part may also have identical or different materials either to the composite component.
Die üblichen Metallblechdicken, welche für die Verbundbauteile verwendet werden betragen zwischen 0,1 mm und 0,8 mm bei den Deckblechen, wobei insbesondere maximal 0,5 mm vorzugsweise maximal 0,3 mm dicke Deckbleche verwendet werden. Die nichtmetallische Zwischenschicht des Verbundbauteils weist üblicherweise eine Schichtdicke von 0,1 mm bis 1,5 mm auf.The usual sheet metal thicknesses which are used for the composite components are between 0.1 mm and 0.8 mm in the cover plates, in particular a maximum of 0.5 mm, preferably a maximum of 0.3 mm thick cover plates are used. The non-metallic intermediate layer of the composite component usually has a layer thickness of 0.1 mm to 1.5 mm.
Besonders bevorzugt ist zwischen dem Bauteil und dem Deckblech und/oder zwischen dem Zusatzfügeteil und dem Deckblech eine Klebeschicht vorgesehen. In vorteilhafter Weise kann so eine Kontakterosion der miteinander verbundenen Materialien vermieden werden, die insbesondere dann auftritt, wenn die miteinander verbundenen Schichten unterschiedliche Materialien aufweisen.Particularly preferably, an adhesive layer is provided between the component and the cover plate and / or between the additional joining part and the cover plate. Advantageously, such a contact erosion of the interconnected materials can be avoided, which occurs in particular when the interconnected layers have different materials.
In bevorzugter Weise ist ein mit dem Bauteil ein gefügtes Funktionselement als Zusatzfügeteil vorgesehen. Dies kann beispielsweise ein Schweißbolzen sein. Darüber hinaus ist aber auch jedes andere Funktionselement als Zusatzfügeteil abhängig von der jeweiligen Anwendung der gefügten Blechkonstruktion denkbar.In a preferred manner, a functional element joined to the component is provided as an additional joining part. This can be, for example, a welding stud. In addition, however, any other functional element as Zusatzfügeteil depending on the particular application of the joined sheet metal construction is conceivable.
In einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Blechkonstruktion weist das Zusatzfügeteil eine kleinere Überlappungsfläche mit dem Verbundbauteil als das Bauteil und vorzugsweise die Form eines rechteckigen oder kreisförmigen Patches auf. Jede andere, auch komplexere Form eines Patches ist ebenfalls denkbar. Durch die Verwendung eines Zusatzfügeteils, das eine kleinere Überlappungsfläche mit dem Verbundbauteil als das Bauteil aufweist kann Material eingespart werden. Zudem kann das Zusatzfügeteil gezielt da eingesetzt werden, wo es benötigt wird, beispielsweise zwischen dem Deckblech und der Elektrode.In a next embodiment of the sheet metal construction according to the invention, the additional joining part has a smaller overlapping area with the composite component as the component and preferably the shape of a rectangular or circular patch. Any other, even more complex form of patch is also conceivable. By using an additional joining part which has a smaller overlapping area with the composite component than the component, material can be saved. In addition, the Zusatzfügeteil can be used selectively where it is needed, for example, between the cover plate and the electrode.
Schließlich ist das Zusatzfügeteil bevorzugter Weise mit dem Bauteil elektrisch leitend verbunden, wobei beide gemeinsam eine y-förmige Aufnahme für das Verbundbauteil bilden und das Verbundbauteil in der y-förmigen Aufnahme gefügt ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie besonders einfach hergestellt werden kann, da keine weiteren Elemente für das Fügen des Bauteils und/oder des Zusatzfügeteils mit dem Verbundbauteil notwendig sind. Daneben ist es auch denkbar, dass das weitere Bauteil y-förmig ausgestaltet ist und eine Bördelung aufweist, wobei das Verbundbauteil in der Bördelung gefügt ist. Gemäß dieser Ausgestaltung kann sogar auf das Zusatzfügeteil verzichtet werden, so dass in der Folge diese Ausgestaltung der Blechkonstruktion besonders einfach herzustellen ist. Neben einer y-förmigen Ausgestaltung sind auch weitere Formen des Bauteils oder der Verbindung von dem Bauteil und dem Zusatzfügeteil denkbar, wie beispielsweise eine s-förmige oder eine x-förmige Ausgestaltung.Finally, the Zusatzfügeteil is preferably electrically connected to the component, wherein both together form a y-shaped receptacle for the composite component and the composite component is joined in the y-shaped receptacle. This embodiment has the advantage that it can be produced in a particularly simple manner, since no further elements are necessary for joining the component and / or the additional joining part to the composite component. In addition, it is also conceivable that the further component is designed in a Y-shape and has a flange, wherein the composite component is joined in the flange. According to this embodiment can even be dispensed with the Zusatzfügeteil, so that in the episode, this embodiment of the sheet metal construction is particularly easy to manufacture. In addition to a Y-shaped configuration, other forms of the component or the connection of the component and the additional joining part are conceivable, such as an S-shaped or an X-shaped configuration.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments in conjunction with the drawings. The drawing shows in
Ein nächstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in
Das in
Ferner zeigt
In dem nächsten in
Schließlich wird in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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