专利名称：利用自穿孔铆钉附接镁板的方法
技术领域：
本发明涉及通过钢质自穿孔铆钉将铝板和镁板结合在一起。
本发明
背景技术：
在现代的汽车里，构造非铁材料例如那些低重量和相应地有助于提高燃料经济性的铝和镁的车辆是所希望的。利用钢制的自穿孔铆钉将金属板附接在一起是众所周知的。
当被结合的板之一是镁板时，由于毗邻钢和镁材料的部分暴露到环境中会形成增进电腐蚀的条件，使用钢质自穿孔铆钉是特别有挑战性的。此外，镁材料常常没有足够的延展性以容易地接受自穿孔铆钉的插入。
发明内容
根据本发明，提供了一种钢质自穿孔铆钉将铝板附接到镁板的方法。所述方法包括将金属板和镁板定位在一起，镁板支撑在具有模腔的砧座上。镁板在砧座区域被局部加热，然后自穿孔钢铆钉被冲压通过铝板并且仅仅部分进入镁板内，以移动镁板进入所述腔内。加热镁提高了延展性以便自穿孔铆钉被接受时在镁材料中没有过度应变。在钢铆钉和镁板之间的接口被隐藏在铝板和镁板之间以藉此保护在铆钉的钢质材料和镁板之间的接口不会暴露于环境中。
图1为铝板位于镁板之上的剖面图。 图2示出镁板支撑在通过感应线圈加热的砧座上且钢质自穿孔铆钉通过冲头安装。 图3示出铝板通过自穿孔铆钉完全附接到镁板上。 图4是与图2相似的视图，但示出了通过工具的电阻加热来加热镁板。
实施例的详细描述 以下实施例的描述本质上只是示范性的，但不作为对本发明及其应用或使用的限定。 参照图l，铝板12置于镁板14之上。这样，板预备好被结合到一起。
参照图2，在用于安装自穿孔铆钉18的工具16中示出了铝板12和镁板14。工具16包括具有支承表面22的下部砧座20，下部砧座20带有模腔24。镁板14放置在支承表面22上。工具16还包括环形壳体28，环形壳体28在外形上是环形，且定位并支撑自穿孔铆钉18。环形壳体28具有铆钉18被定位和支撑在其中的中心孔30。冲头34可在环形壳体28的中心孔30之内竖直移动，以驱动自穿孔铆钉18向下进入板12和14之内。尤其是，如图2所示，铆钉18穿入铝板12之内且进入下部的镁板14之内。 图2同时示出嵌入模腔24下面的砧座20内且通过电导线44和46连接到外接功率源42的感应加热线圈40。在驱动铆钉18进入板之前，感应加热线圈40被激励以快速地加热镁板14到大约200摄氏度的温度以提高镁板14的延展性。该种在延展性上的提高保证镁能被铆钉穿破且移动进入砧座20的模腔24之内而没有过度的可以导致镁材料撕裂的应变。尽管图2示出感应加热线圈，但是加热器还可以是电阻加热器，在此情况下，当镁板放在支承表面22上时，砧座20能被保持在高温以传送热量到镁板。 图3示出完全附接，其中自穿孔铆钉18已经被驱动完全穿过上部铝板12但仅仅部分地进入下部镁板14的厚度内。相应地，镁板14已向下移动进入模腔24之内。再次参考图3，可以看出，在钢铆钉18的钢质材料和镁板14的镁材料之间的接口和接触仅仅发生在被封闭空间内，也即被包围在铝板12和镁板14的界限之间。这样，接口不易以任何方式暴露于环境中，从而避免了会产生电腐蚀可能的潮湿或其他状况。 参照图4，其示出了镁板14通过电阻加热的本发明的另一实施例。特别地，外接功率源50通过电导线52与环形壳体28连接以及通过电导线54与砧座20连接。上述功率源，与电阻焊机类似，在驱动铆钉18进入板之前被激励，以使镁板14被充分地加热以提高延展性。可借助于使电流通过环形壳体28(如图所示)或通过冲头34到达铆钉18来完成电阻加热。在任一情况中，电流将穿过铝板和镁板以加热镁板从而提高其延展性。
本发明的上述描述本质上只是示范性的，根据本发明的作出的改变应当被限定在本发明的范围之内。尽管上述例子是将铝板附接到镁板，但可以理解两个镁板也能通过使用镀层钢铆钉被附接到一起，使得在铆钉的钢质材料和镁板的镁材料之间没有接触。此外，本发明也可用于将两个以上的板附接到一起。同样，如果需要，电阻加热和感应加热均能被采用以优化镁的加热。
权利要求
一种将金属板附接到镁板的方法，包括将金属板和镁板定位在一起，镁板支撑在具有模腔的砧座上；在砧座的区域局部加热镁板，以提高在砧座区域的镁板的延展性；冲压自穿孔铆钉通过金属板并且仅仅部分进入镁板内，从而移动被局部加热的镁进入模腔之内且将所述板附接到一起。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括，局部加热通过与砧座相关联的感应加热线圈进行。
3. 如权利要求1所述的方法，还包括，局部加热通过嵌入在模腔下方的砧座内的感应 加热线圈进行。
4. 如权利要求1所述的方法，还包括，局部加热通过嵌入在模腔下方的砧座内的电阻 加热器进行。
5. 如权利要求1所述的方法，还包括，局部加热通过在待加热的部位引导电流通过铝 板和镁板实现。
6. 如权利要求1所述的方法，还包括，铆钉的冲压通过在环形壳体内可移动的冲头进 行，并且镁板的局部加热通过引导电流到砧座和引导电流到环形壳体或冲头从而使电流被 引导经过金属板和镁板而实现。
7. 如权利要求1所述的方法，还包括，镁板局部加热到大约200摄氏度以提高镁板的延 展性。
8. 如权利要求1所述的方法，还包括，所述金属板是镁，且所述铆钉是镀层钢以便镀层 从金属板的镁隔离铆钉的钢以防止其间的电腐蚀。
9. 如权利要求1所述的方法，还包括，所述铆钉为无镀层钢质且金属板是铝，在钢铆钉 和镁板之间的接口被隐藏在铝板和镁板之间，从而被保护不受环境暴露产生的腐蚀。
10. —种将铝板附接到镁板的方法，包括 将铝板和镁板定位到一起，镁板支撑在具有模腔的砧座上； 在砧座的区域局部加热镁板，以提高在砧座区域的镁板的延展性；冲压自穿孔铆钉通过铝板并且仅仅部分进入镁板内，从而移动被局部加热的镁进入模 腔之内且将所述板附接到一起，其中在钢铆钉和镁之间的接口被隐藏在钢板和镁板之间并 被保护不受环境暴露产生的腐蚀。
11. 如权利要求io所述的方法，还包括，局部加热通过与砧座相关联的感应加热线圈进行。
12. 如权利要求IO所述的方法，还包括，局部加热通过嵌入在模腔下方的砧座内的感 应加热线圈进行。
13. 如权利要求10所述的方法，还包括，局部加热通过嵌入在模腔下方的砧座内的电 阻加热器进行。
14. 如权利要求IO所述的方法，还包括，局部加热通过在待加热的部位引导电流通过 铝板和镁板实现。
15. 如权利要求10所述的方法，还包括，铆钉的冲压通过在环形壳体内可移动的冲头 进行，并且镁板的局部加热通过引导电流到砧座和引导电流到环形壳体或冲头从而使电流 被引导经过金属板和镁板而实现。
16. 如权利要求10所述的方法，还包括，镁板局部加热到大约200摄氏度以提高镁板的延展性。
17. —种将铝板附接到镁板的方法，包括； 将铝板和镁板定位在一起，镁板支撑在具有模腔的砧座上； 提供可在镁板上面的环形壳体内移动的冲头； 在模腔区域局部加热镁板到约200摄氏度；操作冲头以冲压自穿孔铆钉通过铝板并且仅仅部分进入镁板内，从而移动被局部加热 的镁进入模腔之内且将所述板附接到一起，其中在钢铆钉和镁之间的接口被隐藏在钢板和 镁板之间并被保护不受环境暴露产生的腐蚀。
18. 如权利要求17所述的方法，还包括，所述加热通过电阻加热和感应加热之一或两者执行。
全文摘要
一种经由自穿孔铆钉将铝板附接到镁板的方法。所述方法包括将铝板和镁板定位在一起，镁板支撑在具有模腔的砧座上。在砧座区域镁板被局部加热，然后自穿孔钢铆钉被冲压通过钢板并且仅仅部分进入镁板内，从而移动镁板进入腔内。镁的加热提高延展性以便自穿孔铆钉被接受时在镁材料上没有过度应变。在钢铆钉和镁板之间的接口被隐藏在铝板和镁板之间，从而保护在铆钉的钢质材料和镁板之间的接口不会暴露于环境。
文档编号B21J15/14GK101716644SQ20091022269
公开日2010年6月2日 申请日期2009年10月9日 优先权日2008年10月8日
发明者A·A·罗, A·K·萨奇德夫 申请人:通用汽车环球科技运作公司