用于热塑性应用和热固性应用的粘合剂硬化用电阻植入式熔接的利记博彩app

专利名称：用于热塑性应用和热固性应用的粘合剂硬化用电阻植入式熔接的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于在结构应用中形成结构性熔接部的混合电阻植入式熔接(RIW)粘合技术。
背景技术：
在结构应用中将两个或更多个部件熔接在一起通常要求熔接线具有基本的强度量。通常，熔接在一起的部件由相同的材料制成；然而，随着塑料在制造业中的使用增加，不同类型的塑料和/或金属或其他材料时常熔接在一起形成接合部。为了形成牢固的接合 部，已使用传统的粘合系统。传统的粘合系统涉及在待熔接在一起的两个部件之间设置粘合剂、然后加热粘合剂区域以使得粘合剂起作用并在这两个零件之间形成接合部。传统地，通过使用热空气或蒸汽从外向内加热粘合剂的区域和熔接线来使热激活粘合剂起作用。已经开发了一些依赖微波或UV光的粘合系统，以便将足够的能量引入粘合剂以使粘合剂起作用并形成熔接接合部。所有这些系统需要大量的热、用于制造的固定装置并且需要大量时间以形成接合部。用于熔接热塑性部件的一种特定系统涉及通常称作电阻植入式熔接(resistiveimplant welding) (RIW)的系统。RIW涉及将导体、有时为金属导体设置于两个正在被熔接在一起的热塑性部件之间。然后加热导体使热塑性部件中的每个的表面熔合在一起，以在接合部形成熔接线。RIW技术已经用于在热塑性部件之间形成熔接部。传统的RIW技术从来未被用于在不能够熔合在一起的部件之间形成熔接部。存在开发混合RIW粘合系统的需求，该混合RIW粘合系统允许将能量从内部向外引入到粘合剂中，并且允许将能量局限在熔接线内。此外，有利的是开发这样的RIW粘合系统该RIW粘合系统允许将由热塑性塑料、热固性塑料、金属、玻璃、木材或实际上任何其他类型的材料以及它们的组合制成的两个部件紧密地结合在一起并且实现高度的熔接强度。还存在对于开发这样的粘合系统的需求该粘合系统需要较少能量、固定装置并仍能够使用传统粘合剂化合物。还期望开发这样的粘合系统该粘合剂系统能够用于各种结构应用中，所述结构应用包括但不限于形成汽车部件例如后挡板、门、罩、盖、包括卧铺舱组件在内的半挂车部件；海上应用和轨道车辆的应用，包括形成底板部件、拖车底板部件；家用的加热盘和冷却盘以及包括淋浴器、散热器、盥洗池等在内的其他家庭应用例如门和管道部件。

发明内容
—种具有熔接接合部的结构部件，其中，结构部件具有在熔接接合部的熔接线处熔融在一起的两个或更多个部分。粘合剂层设置于两个或更多个部分之间并且位于熔接线的位置处，并且，导体设置于两个或更多个部分之间并与粘合剂层可操作地接触。能量通过导体传递并进入粘合剂层中以使粘合剂层起作用并形成熔接线，熔接线在这两个或更多个部分之间限定熔接接合部。结构部件的熔接接合部允许将能量经由导体注入粘合剂层中，以便使粘合剂层从粘合剂的内部向外起作用。导体可设置为与粘合剂层相邻或处于粘合剂层内以便使粘合剂从内部向外起作用。这减少了加工时间并节省了大量的使用传统的粘合剂熔接系统所另外要求的形成熔接接合部所需的能量的量。根据本发明的结构部件的形成可用于各种不同的应用。本发明可用于在两个由相似或不同的材料制成的部分之间形成熔接接合部。材料包括但不限于包括热塑性塑料和热固性塑料在内的塑料、包括合金在内的金属、玻璃 、木材和毯以及纤维板。结构部件的更特定类型的应用包括但不限于汽车应用例如后挡板、门、盖、罩、半挂车的客舱、半挂车的外部部件、散热器或车辆框架中的复合前端模块、或连接至复合前端模块的其他金属部件。其他的非汽车应用包括但不限于海上应用例如船的底板；铁路应用包括轨道车辆的底板的；以及拖车应用例如拖车的底板。此外，在本发明中形成的结构部件还可以包括在建筑业中的应用，这些应用包括但不限于门、以及加热应用和冷却应用。根据下文提供的详细描述，本发明的另外的应用领域将会变得明显。应当理解尽管详细描述和特定示例示出了本发明的优选实施方式，但是所述详细描述和特定示例仅用于示例说明的目的而并不意在限制本发明的范围。


根据详细的描述和附图，本发明将得到更加完全的理解，其中图I是示例性熔接机的立体图；图2是正在熔接机中形成的结构部件的放大立体图；图3是形成为车辆后挡板的一个半部的结构部件的立体图；图4是熔接至第二部件的第一部件的截面图；图5是熔接至第二部件的第一部件的平面侧视图；图6是熔接接合部的放大的截面平面图；图7是熔接接合部的替代性实施方式的放大的截面平面图；图8是包括用于设置导体的凹槽的熔接接合部的替代性实施方式的分解截面图。
具体实施例方式对优选实施方式的下列说明实质上仅是示例性的而绝不是意在限制本发明、本发明的应用或用途。现参照图1-2、图4和图5，用于使用混合电阻植入式熔接粘合系统(hybridresistive implant welding adhesive system)形成溶接部件的方法。在溶接机12中不出有结构部件10。熔接机12具有能够相对于结构部件10竖直地运动的上台板14。熔接机12还具有下台板16，结构部件10承载在下台板16上。当要熔接结构部件10时，上台板14将竖直地运动并且向下压靠结构部件10并施用压力。尽管本发明的本示例性实施方式描述了上台板14和下台板16的使用，但是可以通过去除上台板14和下台板16以及使用用于在熔接期间将压力施加于部件上的简单夹具来减少用于形成结构部件10所需的固定装置的数量。这允许将熔接机12用于若干不同的应用而不专用于特定部件。图2示出了上台板14向下压靠结构部件10的放大图。结构部件10具有第一部分18、第二部分20以及设置于第一部分18与第二部分20之间的导体22。第一部分18和第二部分20可以根据本发明的特定应用而采取许多形状和构型。这将参照图4-5更详细地论述。导体22与能量源24接触，能量源24可以是为导体22供能的铜触点或导体。导体22可以是金属线网或是在施用电流时能够产生热量的某些其他类型的导电材料。尽管导体22被描述为金属线网，但是作为能够传导呈热量形式的能量的单金属线的导体22属于本发明的范围内。导体用于将能量(例如热量)从如图4-5所示的粘合剂层的内部向外输入到该粘合剂层中。这与依赖于试图从外向内加热粘合剂层的传统的粘合系统形成对比。适当的金属线材料包括、但不限于包括铝、钢、镍在内的金属以及其他导电材料例如碳纤维。另外参照图4-5，描述了在结构部件中形成熔接接合部的方法。在此所使用的术语熔接接合部描述了结构部件的两个部分之间的总体连接。在熔接接合部内涵盖熔接线，熔接线是两个部分之间的物理连接的位置，熔接线包括固化的粘合剂层以及任何熔融在一起的热塑性材料，所述热塑性材料可在一个或两个部分是在与导体接触的区域中熔化的塑 性材料的情况下在熔接线的区域内熔合在一起。术语熔接接合部还包括处于熔接点处的部分的区域、粘合剂层以及导体。熔接线包括在部件硬化时固化的区域。这可以包括、但不限于粘合剂层的硬化以及任何熔融在一起的熔合塑性部件的硬化。上台板14向下运动并施压使得第一部分18将力施加于第二部分20。能量源24向导体22施加能量，这使导体变热。粘合剂层36设置在第一部分18与第二部分20之间。粘合剂层36可施用于位于第一部分18或第二部分20上的表面。此外，可将粘合剂施用于第一部分18和第二部分20两者上。导体22设置为穿过粘合剂层34并且在能量源24向导体22施加能量时开始变热。导体22可在粘合剂层36被施用于第一部分18或第二部分20之前穿过粘合剂层36设置。此外，可将导体设置于第一部分18或第二部分20上，然后将粘合剂层36施用于导体22上，使得在上台板14施加压力时，导体22将被压入粘合剂层36中。在其他应用中，粘合剂层36和导体可保持分离并且导体22施加穿过粘合剂层36的热量。导体22的加热通过使粘合剂层36起作用而将第一部分18和第二部分20在熔接线42处结合在一起，以在熔接线42处形成熔接接合部40，从而形成结构部件10的熔接接合部。由台板14、16施加的压力将力施加于第一部分18和第二部分20，使得粘合剂绕导体22流动并且将第一部分18、第二部分20以及导体22在熔接线42处结合在一起。在执行加压和供能操作达预定时间段之后，将允许第一部分18和第二部分20硬化并形成熔接线42。导体22将在熔接线处保留在结构部件10中；然而，可在完成熔接接合部40的硬化之前将导体22从粘合剂层36移除。形成于第一部分18与第二部分20之间的熔接线42将具有高熔接强度，已经显示所述高熔接强度等于或大于使用粘合剂或机械紧固件所获得类型的熔接强度。此外，用于在第一部分18与第二部分20之间形成熔接部的加工时间比使用传统粘合系统形成的类似熔接部的加工时间短得多。另外，RIW技术和粘合系统的使用允许对粘合剂层的更彻底的加热，并且相比于常规粘合系统提供了介于大约10%到大约70%之间的能量节省，这是由于热量是从粘合剂层内经由导体22而施用的。此外，传统的粘合系统使用需要在施用前储存并保持于足够的温度的蒸汽。本发明通过消除对于在系统内保持热量(例如蒸汽)的需要而降低了所需的能量的量。
参照图3，示出了模制的后挡板(tailgate)的视图，其中，第一部分18为模制后挡板部分，而第二部分20为对结构部件10进行加强的增强片材。第一部分18具有从第一部分18延伸的后挡板凸缘26。第二部分20或增强片材跨越后挡板凸缘26中的一个或多个而设置。导体(未示出)沿着后挡板凸缘26与第二部分20之间的接触区域设置。熔接线42沿着导体22的表面区域的长度形成。增强片材的设置加强了结构部件。例如，以就本申请所述的方式模制的后挡板可以承受大于或小于2，2001bs (磅)的载荷。然而，2，2001bs仅仅是示例性的数字，并且，取决于规格，载荷可以更大或更小。现在参照图4，示出了在图3中示出的后挡板的一部分的截面图。第一部分18是具有从表面向上延伸的后挡板凸缘26的模制后挡板部分。第二部分20熔接在第一部分18上。示出了上台板14，并且上台板14在熔接过程期间朝向下台板16施加压力。在此特定的应用中，将刚性支撑件28插入后挡板凸缘26的L形熔接部分27的下方，以便利第一部分18与第二部分20的熔接并使第一部分18与第二部分20的熔接平坦。刚性支撑件28可在熔接过程完成之后移除或作为实体支撑件留下。可替代地，在要保留这些支撑件28的情 况下，可在刚性支撑件28与L形熔接部分27之间形成熔接接合部。这种熔接部是除了第一部分18与第二部分20之间的熔接部之外的熔接部。第一粘合剂层34设置于L形熔接部分27的表面上。第二粘合剂层36附接至第二部分20的要形成熔接部的对应表面。导体38设置于第一粘合剂层34与第二粘合剂层36之间、并且将在被加热时致使在第一部分18与第二部分20之间形成熔接线42。这是通过对导体38进行加热以使粘合剂层34和36变热并且起作用来实现的。此外，粘合剂层34和36可以较小，使得导体38实际接触L形熔接部27和第二部分20的表面，使得这些部分的表面层熔合在一起，并且粘合剂层形成熔接线42，熔接线42是通过使用导体38以及经由粘合剂层34、36的粘合剂结合的混合电阻植入式熔接方法形成的。形成熔接线42所需能量的量小于没有粘合剂层的传统的RIW熔接，这是由于可用由导体38生成的热量来使粘合剂层34、36起作用以形成熔接线42。相比于传统的加热，导体38施加更为直接的形式的能量。尽管上面描述了刚性支撑件28的使用，但不必在所有的应用中使用刚性支撑件28。可以在不使用刚性支撑件28的情况下形成熔接部。图5示出了本发明的替代实施方式，其中不具有后挡板凸缘26;取而代之，将U形的第二部分32熔接至作为模制后挡板的第一部分18上。该特定实施方式消除了对于使用刚性支撑件28的需要。上台板14改为环绕U形的第二部分32配装并且在需要第一部分18与U形的第二部分32之间的熔接线34的适当的位置处施加压力。在此特定的实施方式中，粘合剂层40施用于第一部分18或第二部分32。对导体38进行加热以使粘合剂层40起作用从而形成熔接部。此外，可以使导体38接触第一部分18和第二部分32的表面区域以产生足够的热量来熔合这些部件中的每一个的表面层，从而除了将第一部分18与第二部分32由粘合剂层40以粘合的方式熔接在一起之外，通过将第一部分18与第二部分32熔合在一起来形成熔接线34。图5中的形成熔接线34的方法提供了与以上就图4所描述的相同的益处和优点。参照图6，示出了熔接接合部的在硬化后的放大图。熔接接合部40包括第一部分18和第二部分32的部分以及硬化的粘合剂层或熔接线42。导体38位于熔接线42内。现在参照图7和图8，示出了熔接接合部的替代性设置。图7示出了熔接接合部140，其中，导体138已被预模制到第二部分132中，使得导体138位于第二部分132的其中一个表面的表面边缘处或其附近。熔接线142已通过加热粘合剂层以及使已通过导体138加热的粘合剂层硬化而形成，从而将第二部分20与第一部分18熔融在一起以形成熔接接合部140。图8示出了另一种类型的熔接接合部240。在该特定实施方式中，第一部分218具有形成于其上的槽219。槽219构造成提供用于容置导体238的位置。熔接线242通过以下方式来形成使用导体238加热粘合剂层并随后使粘合剂层硬化为熔接线242，以将第二部分232与第一部分218熔接在一起而形成熔接接合部240。在该特定实施方式中，槽219可以位于第一部分218上或第二部分232上。此外，导体238示出为单股导体；然而，根据特定应用的需求，可以使用多股导体。除了形成后挡板之外，在图4和图5中公开的实施方式可以用于其他应用中；可以形成任何类型的结构性塑性零件。例如，在图4和图5中示出的两种应用中，第一部分18可以是模制的提升式门(liftgate)，而第二部分20或U形第二部分32可以是增强片材或用于模制的提升式门的模制增强件。另一应用涉及作为踏板(running board)的上半部的第 一部分18，而第二部分20或U形第二部分32可以是踏板的下半部。在另一应用中，第一部分18可以是顶部纵梁(roof rail)的一个半部，而第二部分20或U形第二部分32可以是顶部纵梁的第二半部。在本发明的又一应用中，第一部分18可以是用于车辆前端的承载模块，而第二部分20或U形第二部分32可以是电阻植入式熔接的支撑梁。还可以使用上述本发明以将气囊展开斜槽形成于仪表板顶部或用于将装饰性附饰件或外蒙皮熔接至面板、踏板、提升式门或后挡板，由此消除使用紧固件的必要。对于图4-8中描述第一部分和第二部分而言，使其由包括但不限于包括热塑性塑料和热固性塑料在内的塑料、包括合金在内的金属、玻璃、木材和毪以及纤维板制成同样处于本发明的范围之内。第一部分和第二部分还可以采用用于结构部件的专门类型的应用的许多构型而不必仅仅是后挡板的部分。专门的结构应用包括但不限于汽车应用例如门、盖、罩；半挂车座舱，半挂车外部部件；散热器或车辆框架中的复合前端模件；或连接至复合部件的其他金属部件的应用。其他的非汽车应用包括但不限于海上应用例如船底板；包括轨道车辆底板在内的铁路应用；以及拖车应用例如拖车底板。另外，在本发明中形成的结构部件还可以包括在建筑业中的应用，这些应用包括但不限于门；以及加热和冷却应用例如炉和空调壁以及用于这些单元的排水盘。本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，因此，不脱离本发明精神的变型趋于属于本发明的范围之内。这些变型不视为脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种具有熔接接合部的结构部件，包括 结构部件，所述结构部件具有在至少一条熔接线上熔融在一起的两个或更多个部分； 粘合剂层，所述粘合剂层设置于各个所述两个或更多个部分之间并且位于所述熔接线处；以及 导体，所述导体设置于所述两个或更多个部分之间并且在所述熔接线处与所述粘合剂层以可操作的方式接触，并且，能量通过所述导体传递至所述粘合剂层以使所述粘合剂层起作用并形成沿着所述粘合剂层的表面区域在所述两个或更多个部分之间限定所述熔接接合部的熔接线。
2.根据权利要求I所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述粘合剂层是热固性粘合剂，所述热固性粘合剂是从如下组中选出的一个或多个所述组包括丙烯酸粘合剂、环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂及其组合。
3.根据权利要求I所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述两个或更多个部分中的一个部分是踏板的上半部，并且所述两个或更多个部分中的第二部分是所述踏板的下半部，在所述踏板的所述上半部与所述下半部之间具有至少一个熔接接合部。
4.根据权利要求I所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述两个或更多个部分中的一个部分是模制的提升式门，并且所述两个或更多个部分中的第二部分是用于附接至所述模制的提升式门的增强片材或外部装饰蒙皮，并且，在所述模制的提升式门与所述增强片材或所述外部装饰蒙皮之间设置有至少一个熔接接合部。
5.根据权利要求I所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述两个或更多个部分中独特的一个是从如下组中选出的一种材料所述组包括热塑性塑料、热固性塑料、金属、橡胶、木材、玻璃、玻璃纤维及其组合。
6.根据权利要求I所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述两个或更多个部分中的一个部分是顶部纵梁的一个半部，而所述两个或更多个部分中的第二部分是顶部纵梁的第二半部，并且在所述顶部纵梁的所述一个半部与所述顶部纵梁的所述第二半部之间设置有至少一个熔接接合部。
7.根据权利要求I所述的结构部件，其中，所形成的所述结构部件是从如下组中选出的一个 所述组包括后挡板、门、罩、盖、半挂车的卧铺舱组件、用于轨道车辆的底板部件、用于船舶的底板部件、用于拖车的底板部件、家用的加热盘和冷却盘、门、管道固定装置、淋浴器、散热器、盥洗池、炉壁以及冷却单元的壁。
8.一种具有熔接接合部的结构部件，包括 第一部分； 第二部分，所述第二部分具有导体，所述导体在位于所述第一部分与所述第二部分之间的所述熔接接合部的位置处模制于所述第二部分的表面区域上；以及 粘合剂层，所述粘合剂层与所述导体相邻地设置于所述第二部分上，其中，所述熔接接合部的熔接线是借助于通过所述导体传递以使所述粘合剂层起作用并且形成所述熔接线的能量形成的。
9.根据权利要求8所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述粘合剂层是热固性粘合剂，所述热固性粘合剂是从如下组中选出的一个或多个所述组包括丙烯酸粘合剂、环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂及其组合。
10.根据权利要求8所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述第一部分是踏板的上半部，并且所述第二部分是所述踏板的下半部，在所述踏板的所述上半部与所述下半部之间具有至少一个熔接接合部。
11.根据权利要求8所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述第一部分是模制的提升式门，并且所述第二部分是用于附接至所述模制的提升式门的增强片材或外部装饰蒙皮，并且，在所述模制的提升式门与所述增强片材或所述外部装饰蒙皮之间设置有至少一个熔接接合部。
12.根据权利要求8所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述第一部分和所述第二部分是从如下组中选出的一种材料所述组包括热塑性塑料、热固性塑料、金属、橡胶、木材、玻璃、玻璃纤维及其组合。
13.根据权利要求8所述的具有熔接接合部的结构部件，其中，所述第一部分是顶部纵梁的一个半部，而所述第二部分是顶部纵梁的第二半部，并且，在所述顶部纵梁的所述一个半部与所述顶部纵梁的所述第二半部之间设置有至少一个熔接接合部。
14.根据权利要求8所述的结构部件，其中，所形成的所述结构部件是从如下组中选出的一个 所述组包括后挡板、门、罩、盖、半挂车的卧铺舱组件、用于轨道车辆的底板部件、用于船舶的底板部件、用于拖车的底板部件、家用的加热盘和冷却盘、门、管道固定装置、淋浴器、散热器、盥洗池、炉壁以及冷却单元的壁。
15.一种结构部件的熔接接合部的形成方法，包括下列步骤 提供所述结构部件的第一部分和第二部分、导体、粘合剂层、能量源、第一压力源以及第二压力源； 将所述第一部分和所述第二部分设置于将要设置所述熔接接合部的位置； 将所述导体设置于所述第一部分与第二部分之间并且将所述粘合剂层设置为与所述导体相邻； 向所述第一部分和所述第二部分施加压力以将力施加于所述导体和所述粘合剂层上； 以所述动力源为所述导体供能以产生热量； 通过由所述导体产生的热量使所述粘合剂层起作用； 取出所述结构部件并且使所述熔接线能够硬化。
16.根据权利要求15所述的结构部件，其中，所形成的所述结构部件是从如下组中选出的一个 所述组包括后挡板、门、罩、盖、半挂车的卧铺舱组件、用于轨道车辆的底板部件、用于船舶的底板部件、用于拖车的底板部件、家用的加热盘和冷却盘、门、管道固定装置、淋浴器、散热器、盥洗池、炉壁以及冷却单元的壁。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述粘合剂层是热固性粘合剂，所述热固性粘合剂是从如下组中选出的一个或多个所述组包括丙烯酸粘合剂、环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂及其组合。
全文摘要
一种用于结构部件的熔接接合部，结构部件具有两个或更多个在熔接线(42)处熔融在一起的部分(18、20)。粘合剂层(36)设置于两个或更多个部分(18、20)之间并位于熔接线(42)的位置处，导体设置于两个或更多个部分(18、20)之间并与粘合剂层可操作地接触。能量通过导体(38)传递到粘合剂层(36)中以使粘合剂层(36)起作用并且形成熔接线(42)，熔接线在两个或更多个部分(18、20)之间限定熔接接合部。结构部件的熔接接合部允许能量经由导体(38)注入粘合剂层(36)中，以使粘合剂层(36)从粘合剂的内部向外起作用。导体(38)可设置为与粘合剂层(36)相邻或处在粘合剂层(36)内以便使粘合剂从内向外起作用。
文档编号B60R3/00GK102770259SQ201180011308
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月23日 优先权日2010年2月26日
发明者史蒂文·格尔加克, 大卫·S·戴克, 杰里米·艾伦·帕纳西艾维奇 申请人:麦格纳国际公司