形成和冲压剪裁摩擦搅拌焊接坯料的方法与流程

专利2022-05-09  138


本公开涉及冲压剪裁焊接坯料,并且具体地涉及冲压通过摩擦搅拌焊接形成的剪裁焊接坯料。



背景技术:

本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息,并且可能不构成现有技术。

剪裁焊接坯料通常是由焊接在一起的两个或更多个坯料形成的半成品扁平金属件。所述两个或更多个坯料可以由不同的合金制成和/或具有不同的厚度、涂层和/或材料性质,并且从而在生产被冲压以形成各种零件和部件的半扁平金属件中提供灵活性。例如,剪裁焊接钢坯料广泛用于汽车工业。

铝或铝合金剪裁焊接坯料是期望的,然而使用传统的焊接方法来在两个或更多个铝或铝合金坯料之间获得可接受的焊接质量可能是具有挑战性的。

本公开解决了形成剪裁焊接铝坯料的问题,以及与由剪裁焊接铝坯料制造冲压零件相关的问题。



技术实现要素:

在本公开的一种形式中,一种形成冲压零件的方法包括:通过将第一坯料摩擦搅拌焊接(fsw)到第二坯料来形成剪裁焊接坯料;使用机加工过程从剪裁焊接坯料移除fsw起始点和fsw停止点使得形成成品剪裁焊接坯料;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件。在本公开的一些变型中,在将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件期间,使通过将第一坯料fsw到第二坯料形成的焊接部塑性变形。

在至少一个变型中,第一坯料和第二坯料是铝合金坯料,并且在一些变型中,第一坯料和第二坯料具有大致相同的厚度。铣削从fsw起始点和fsw停止点移除预定量的材料,并且在一些变型中,所述预定量的材料等于或大于第一坯料和第二坯料的厚度。

在至少一个其他变型中,第一坯料具有第一厚度,并且第二坯料具有大于第一厚度的第二厚度。在这类变型中,铣削从fsw起始点和fsw停止点移除预定量的材料,并且所述预定量的材料等于或大于第二厚度。

在本公开的一些变型中,移除fsw起始点和fsw停止点包括从剪裁焊接坯料剪切fsw起始点和fsw停止点,以及然后对所得的剪切边缘进行机加工。在这类变型中,对经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点进行机加工从经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点移除具有残余塑性变形的材料。而且,在一些变型中,机加工从经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于第一坯料或第二坯料的厚度。

在一些变型中,移除fsw起始点和fsw停止点由对fsw起始点和fsw停止点进行机加工组成。并且在至少一个变型中,利用用于将第一坯料fsw到第二坯料的同一机器对fsw起始点和fsw停止点进行机加工。

在一些变型中,所述方法还包括:将多个第一坯料fsw到多个第二坯料并形成多个剪裁焊接坯料;布置多个剪裁焊接坯料以形成剪裁焊接坯料的堆叠;从所述堆叠中的每个剪裁焊接坯料移除fsw起始点和fsw停止点并形成成品剪裁焊接坯料的堆叠;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件。在至少一个变型中,通过对剪裁焊接坯料的堆叠进行机加工来移除fsw起始点和fsw停止点。而且,在一些变型中,在将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件期间,使通过将多个第一坯料fsw到多个第二坯料形成的焊接部塑性变形。

在本公开的另一种形式中,一种形成冲压零件的方法包括:将第一坯料fsw到第二坯料并形成剪裁焊接坯料,使得fsw形成具有fsw起始点和fsw停止点的焊接部;通过对裁剪焊接坯料进行机加工来从焊接部移除fsw起始点和fsw停止点并形成成品裁剪焊接坯料;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件使得在冲压期间使焊接部塑性变形。在本公开的一些变型中,从剪裁焊接坯料移除fsw起始点和fsw停止点包括从剪裁焊接坯料中铣削fsw起始点和fsw停止点。在其他变型中,从剪裁焊接坯料移除fsw起始点和fsw停止点包括从剪裁焊接坯料中剪切fsw起始点和fsw停止点,以及铣削通过剪切fsw起始点和fsw停止点形成的剪切边缘。

在本公开的至少一个变型中,对剪裁焊接坯料进行机加工包括从fsw起始点和fsw停止点移除预定量的材料,并且所述预定量的材料等于或大于第一坯料和第二坯料中的一者的厚度。

在一些变型中,移除fsw起始点和fsw停止点包括从剪裁焊接坯料剪切fsw起始点和fsw停止点,以及然后铣削经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点,使得从经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点移除残余塑性变形。

在本公开的又一种形式中,根据一种方法形成冲压零件,所述方法包括:通过将第一铝坯料fsw到第二铝坯料来形成剪裁焊接铝坯料;从剪裁焊接铝坯料移除fsw起始点和fsw停止点使得形成成品剪裁焊接坯料;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件。移除fsw起始点和fsw停止点包括铣削fsw起始点和fsw停止点,使得移除的fsw起始点和移除的fsw停止点的剩余铣削边缘具有约0%的塑性变形。而且,在冲压成品剪裁焊接坯料期间,使通过将第一坯料fsw到第二坯料形成的焊接部塑性变形。

在一些变型中,移除fsw起始点和fsw停止点包括从剪裁焊接铝坯料中剪切fsw起始点和fsw停止点,以及然后铣削移除的fsw起始点和移除的fsw停止点的剩余剪切边缘。而且,在至少一个变型中,铣削移除的fsw起始点和移除的fsw停止点的剩余剪切边缘包括从剪裁焊接铝坯料移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于第一坯料和第二坯料中的一者的厚度。

根据本文中提供的描述,更多适用领域将变得显而易见。应当理解,描述和具体示例仅意图用于说明目的,并且不意图限制本公开的范围。

附图说明

为了可以很好地理解本公开,现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式,在附图中:

图1是将接合在一起以形成剪裁焊接坯料的第一坯料和第二坯料的俯视图;

图2是由图1中的第一坯料和第二坯料形成的剪裁焊接坯料的俯视图;

图3示出了图2中的剪裁焊接坯料的冲压;

图4是图3中形成的冲压剪裁焊接坯料的俯视图;

图5是图2中的通过摩擦搅拌焊接(fsw)形成的剪裁焊接坯料,其中将第一坯料接合到第二坯料的摩擦搅拌焊接部的开始处有fsw起始点并且在结束处有fsw停止点;

图6a示出了图5中的在冲头从摩擦搅拌焊接部移除fsw停止点之前的剪裁焊接坯料;

图6b示出了图6a中的在图6a中的冲头从摩擦搅拌焊接部移除fsw停止点之后的剪裁焊接坯料;

图7a示出了根据本公开的一种形式的图5中的在铣削工具从摩擦搅拌焊接部移除fsw停止点之前的剪裁焊接坯料;

图7b示出了图7a中的在铣削工具从摩擦搅拌焊接部移除fsw停止点的情况下的剪裁焊接坯料;

图8示出了图6a和图7a中的在已经从摩擦搅拌焊接部移除fsw停止点之后的剪裁焊接坯料的侧视图;

图9示出了图8中的剪裁焊接坯料的俯视图;

图10a示出了根据本公开的另一种形式的图5中的在铣削工具从摩擦搅拌焊接部移除fsw起始点之前的剪裁焊接坯料;

图10b示出了图10a中的在铣削工具从摩擦搅拌焊接部移除fsw起始点之后的剪裁焊接坯料;

图11a示出了图5中的在已经通过剪切从摩擦搅拌焊接部移除fsw停止点之后的剪裁焊接坯料的俯视图;

图11b示出了图5中的在已经通过机加工从摩擦搅拌焊接部移除fsw停止点之后的剪裁焊接坯料的俯视图;

图12是示出具有经铣削边缘的裁剪fsw坯料和具有经修整(经剪切)边缘的裁剪fsw坯料的最大真实边缘应变的图示;

图13a示出了根据本公开的教导的在铣削工具从多个摩擦搅拌焊接部移除多个fsw停止点之前的多个剪裁焊接坯料的侧视图;

图13b示出了根据本公开的教导的图13a中的在铣削工具从多个摩擦搅拌焊接部移除多个fsw停止点的情况下的多个剪裁焊接坯料的侧视图;以及

图14是根据本公开的教导的图13a中的在已经从多个摩擦搅拌焊接部移除多个fsw停止点之后的多个剪裁焊接坯料的侧视图。

本文中描述的附图仅用于说明目的,而非意图以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的,而非意图限制本公开、应用或用途。应当理解,贯穿附图,对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征。

参考图1,示出了用于形成图2所示的剪裁焊接坯料10的第一坯料100和第二坯料110。第一坯料100具有焊接边缘或表面102,所述焊接边缘或表面102通过图2所示的焊接部130接合到第二坯料110的焊接边缘或表面112。而且,参考图2,焊接部130具有焊接起始点132和焊接停止点134,在焊接起始点132处,第一坯料100到第二坯料110的焊接开始(即,焊接部130的开始),在焊接停止点134处,第一坯料100到第二坯料110的焊接结束(即,焊接部130的结束)。如本文所用,术语“坯料”是指用于形成冲压零件的大致扁平的金属件。在本公开的一些变型中,坯料由铝或铝合金制成,并且剪裁焊接坯料10通过将第一坯料100和第二坯料110摩擦搅拌焊接在一起而制成,如下面更详细地讨论的。

现在参考图3和图4,图3中示出了上( z方向)模具200和下(-z方向)模具210,并且图4中示出了冲压零件12。在所示的示例中,上模具200具有成形表面202,并且下模具210具有互补模具型腔212。在另一个示例(未示出)中,下模具210具有成形表面,并且上模具200具有互补模具型腔。在又一个示例(未示出)中,上模具200和/或下模具210采用成形表面和模具型腔的组合。应当理解,剪裁焊接坯料10定位在上模具200与下模具210之间(图3),并且上模具200和下模具210相对于彼此移动或移位,使得成形表面210和模具型腔212从剪裁焊接坯料10形成冲压零件12(图4)。如图4所示,包括焊接部130(图3)的剪裁焊接坯料10(图3)经受变形(即,塑性变形)并且具有期望的延展量,使得剪裁焊接坯料10(图3)在冲压期间的断裂不会发生。

现在参考图5,在本公开的一些变型中,焊接部130的起始点132可以包括焊接缺陷132d和/或焊接部130的停止点134可以包括焊接缺陷134d。例如,在至少一个变型中,焊接部130是具有fsw起始点132和fsw停止点134的摩擦搅拌焊接部130。焊接缺陷132d、134d的非限制性示例包括未熔合材料、隧道型缺陷、飞边缺陷、接缝粘结缺陷、裂缝和空隙等。应当理解,焊接缺陷132d和/或焊接缺陷134d可能限制或减少在用冲压压力机20冲压期间焊接部130和剪裁焊接坯料10的变形量。也就是说,焊接缺陷132d和/或焊接缺陷134d可能在冲压过程期间导致焊接部130和/或剪裁焊接坯料10破裂。因此,可能期望从用于形成剪裁焊接坯料的摩擦搅拌焊接部的fsw起始点和/或fsw停止点移除焊接缺陷。

现在参考图6a和图6b,示出了使用冲头p和模具d从fsw停止点134移除焊接缺陷134d。具体地,冲头p用于剪切掉并移除fsw停止点134,从而移除焊接缺陷134d。然而,并且如下面更详细地讨论的,使用冲头p和模具d(即,经由剪切)移除fsw停止点134(如果适用的话,以及fsw起始点132)在周围的坯料和焊接材料中产生残余塑性变形区域134p。而且,残余塑性变形减少了在发生断裂之前在冲压过程期间焊接部130和剪裁焊接坯料10可以容许或经受的变形量。

现在参考图7a和图7b,在本公开的一些变型中,缺陷134d通过使用机加工工具d(例如,钻头或铣削工具)的机加工操作来移除。具体地,机加工工具t用于从剪裁焊接坯料10向下钻(-z方向)和切割或机加工出fsw停止点134,从而移除焊接缺陷134d(例如,以碎片'c'的形式),使得形成具有无变形焊接停止区域134m的成品剪裁焊接坯料11,如图8和图9所示。应当理解,fsw起始点132和缺陷132d(如果适用的话)用机加工工具t以类似的方式移除。

虽然图7a和图7b示出了机加工工具t向下钻入fsw停止点134以移除缺陷134d,即,机加工工具t大致垂直于(z方向)剪裁焊接坯料10的平面(x-y平面)移动,但是在本公开的一些变型中,机加工工具大致平行于剪裁焊接坯料10的平面(x-y平面)移动,以便移除焊接缺陷,如图10a和图10b所示。具体地,铣削工具'm'围绕图中所示的z轴旋转并且平行于剪裁焊接坯料10的平面(图10a)移动,以移除或机加工出fsw起始点132并形成图10b所示的成品剪裁焊接坯料11。应当理解,焊接缺陷132d被移除并且形成无变形的焊接起始区域132m(图10b)。还应当理解,缺陷134d用铣削工具m以类似的方式移除。

虽然图7a至图7b和图10a至图10b分别示出了分别使用机加工工具t和铣削工具m从焊接部130移除fsw停止点134和fsw起始点132,但是在本公开的一些变型中,也使用冲头p和模具d移除fsw起始点132和/或fsw停止点134,然后用机加工工具t和/或铣削工具m移除在焊接部130和剪裁焊接坯料10的周围材料中形成的残余塑性变形。也就是说,在本公开的一些变型中,一种形成冲压零件的方法包括利用剪切(即,修整)过程移除焊接缺陷,以及然后利用机加工过程移除由剪切过程引起的残余塑性变形。

不受理论的束缚,用剪切移除fsw起始点132在周围的焊接部130和坯料100、110材料中产生残余塑性变形区域134p,如由图11a中所示的虚线界定的区域134p所指示。相比之下,用机加工过程或技术移除fsw起始点132(或类似地fsw停止点134)在如图11b所指示的周围焊接部130和坯料100、110材料中不产生残余塑性变形区域(即,小于1微米(μm)(由fsw缺陷的移除引起的塑性变形超过0%),并且在本文中称为“0%塑性变形”)。

现在参考图12,示出了根据边缘状况变化的剪裁焊接坯料(由fsw形成)的最大真实边缘应变的测试结果。具体地,拉伸样品由厚度为2.7毫米(mm)的6hs2-t4铝合金板形成。用于“经铣削”和“经修整”拉伸测试的样品由使用摩擦搅拌焊接接合在一起的两个6hs2-t4四(4)英寸×4英寸(101.6mm×101.6mm)的坯料形成,其中摩擦搅拌焊接轴线垂直于6hs2-t4坯料的轧制方向并且垂直于拉伸样本的拉伸(拉)轴线取向。“经铣削”样品使fsw起始点和fsw停止点通过使用具有等于0.79英寸(20.1mm)的半径的铣削工具铣削到坯料平面中达等于0.79英寸(20.1mm)的距离来移除。“经修整”使fsw起始点和fsw停止点通过从剪裁焊接坯料剪切半径为0.79英寸(20.1mm)的扇形或半圆来移除。应当理解,通过对剪裁焊接坯料的铣削和剪切来移除fsw起始点和fsw停止点。针对每种边缘状况,总共对三十(30)个样品进行了拉伸测试,并且图12中所示的矩形(即,框)的下边界和上边界分别对应于第25个和第75个百分位数。

如图12所示,经受拉伸测试的“经铣削”样品表现出约0.38的平均最大真实边缘应变,其中偏差为约 0.03和约-0.04%(即,最大真实边缘应变的范围为约0.34至约0.41)。而且,两个“经铣削”样品表现出约0.45的最大真实边缘应变。相比之下,“经修整”样品表现出约0.36的平均最大真实边缘应变,其中偏差为约 0.11和约-0.15(即,最大真实边缘应变的范围为约0.22至约0.47)。而且,一个“经修整”样品表现出约0.19的最大真实边缘应变。应当理解,“经铣削”样品表现出的较高的平均最大真实边缘应变和最大真实边缘应变的减小的偏差是样品的期望性质,其允许摩擦搅拌剪裁焊接坯料的增强的可成形性、可预测性和其使用。

现在参考图13a和图13b,在本公开的一些变型中,通过如图13a所示将多个剪裁焊接坯料10堆叠在彼此之上,用夹具160、162将多个剪裁焊接坯料10夹紧在一起,以及然后如图13b所示从焊接部130机加工焊接缺陷134d来从多个剪裁焊接坯料10去除多个焊接缺陷134d,使得如图14所示提供具有无变形焊接停止区域134m的多个成品剪裁焊接坯料11。应当理解,可以通过在如图13a所示将多个剪裁焊接坯料10堆叠在彼此之上以及然后如图13b所示进行铣削之前如以上关于图6a和图6b所述进行剪切来移除焊接缺陷134d。还应当理解,可以以类似的方式从多个剪裁焊接坯料10移除多个焊接缺陷132d(图5)。

根据本公开的教导,应当理解,提供了一种形成具有增强性质的剪裁焊接坯料的方法。所述方法包括使用摩擦搅拌焊接将第一坯料与第二坯料接合,使得摩擦搅拌焊接将第一坯料接合到第二坯料。对摩擦搅拌焊接部的fsw起始点和/或fsw停止点进行机加工,使得在摩擦搅拌焊接部的fsw起始点和/或fsw停止点处提供无变形区域,并且摩擦搅拌焊接部在摩擦搅拌焊接的剪裁焊接坯料的冲压期间表现出增强的延展性和可预测性。

除非本文另有明确指示,否则指示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应被理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修改,所述原因包括:工业实践;材料、制造和组装公差;以及测试能力。

如本文所使用,短语a、b和c中的至少一个应被解释为使用非排他性逻辑“或”来表示逻辑(a或b或c),并且不应被解释为表示a中的至少一个、b中的至少一个、以及c中的至少一个。

本公开的描述本质上仅是示例性的,并且因此不脱离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。

根据本发明,提供了一种形成冲压零件的方法,所述方法具有以下步骤:通过将第一坯料焊接到第二坯料来形成剪裁焊接坯料,使得在第一坯料与第二坯料之间形成焊接部;从剪裁焊接坯料移除焊接起始点和焊接停止点中的至少一者并形成成品剪裁焊接坯料,其中移除焊接起始点和焊接停止点中的至少一者包括机加工;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件。

在本发明的一个方面,焊接部通过将第一坯料摩擦搅拌焊接(fsw)到第二坯料来形成,焊接部起始点是fsw起始点,焊接部停止点是fsw停止点,并且使焊接部在将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件期间塑性变形。

在本发明的一个方面,第一坯料和第二坯料是铝合金坯料。

在本发明的一个方面,第一坯料和第二坯料具有大致相同的厚度。

在本发明的一个方面,机加工从fsw起始点和fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于第一坯料和第二坯料的厚度。

在本发明的一个方面,第一坯料具有第一厚度,并且第二坯料具有大于第一厚度的第二厚度。

在本发明的一个方面,机加工从fsw起始点和fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于第二厚度。

在本发明的一个方面,移除fsw起始点和fsw停止点包括剪切fsw起始点和剪切fsw停止点,以及然后对经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点进行机加工。

在本发明的一个方面,对经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点进行机加工从fsw起始点的剪切边缘和fsw停止点的剪切边缘移除残余塑性变形。

在本发明的一个方面,机加工从经剪切的fsw起始点和经剪切的fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于第一坯料或第二坯料的厚度。

在本发明的一个方面,移除fsw起始点和fsw停止点由对fsw起始点和fsw停止点进行机加工组成。

在本发明的一个方面,通过用机器将第一坯料摩擦搅拌焊接(fsw)到第二坯料来形成焊接部,并且使用将第一坯料摩擦搅拌焊接到第二坯料的同一机器从剪裁焊接坯料移除fsw起始点和fsw停止点。

在本发明的一个方面,所述方法包括:将多个第一坯料fsw到多个第二坯料并形成多个剪裁焊接坯料;布置多个剪裁焊接坯料以形成剪裁焊接坯料的堆叠;从剪裁焊接坯料的堆叠移除fsw起始点和fsw停止点并形成成品剪裁焊接坯料的堆叠,其中移除fsw起始点和fsw停止点包括对剪裁焊接坯料的堆叠进行机加工;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件。

在本发明的一个方面,在将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件期间,使通过将多个第一坯料fsw到多个第二坯料形成的焊接部塑性变形。

根据本发明,一种形成冲压零件的方法,所述方法包括:将多个第一坯料摩擦搅拌焊接(fsw)到多个第二坯料并形成多个剪裁焊接坯料;布置多个剪裁焊接坯料以形成剪裁焊接坯料的堆叠;从多个剪裁焊接坯料移除fsw起始点和fsw停止点并形成成品剪裁焊接坯料的堆叠,其中移除fsw起始点和fsw停止点包括对剪裁焊接坯料的堆叠进行机加工;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件,其中在将每个成品剪裁焊接坯料冲压成每个冲压零件期间使每个成品剪裁焊接坯料中的焊接部塑性变形。

在本发明的一个方面,从剪裁焊接坯料的堆叠中移除fsw起始点和fsw停止点包括:铣削fsw起始点和fsw停止点,使得fsw起始点和fsw停止点从多个剪裁焊接坯料中的每一个移除。

在本发明的一个方面,从多个剪裁焊接坯料的堆叠中移除fsw起始点和fsw停止点包括:从多个剪裁焊接坯料中的每一个剪切fsw起始点和fsw停止点,使得fsw起始点和fsw停止点从多个剪裁焊接坯料中移除;以及铣削通过剪切fsw起始点和fsw停止点形成的剪切边缘。

在本发明的一个方面,对剪裁焊接坯料的堆叠进行机加工包括从每个剪裁焊接坯料的fsw起始点和fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于用于形成每个剪裁焊接坯料的第一坯料或第二坯料中的一个坯料的厚度。

根据本发明,根据以下方法形成冲压零件,所述方法包括:通过将第一铝坯料摩擦搅拌焊接(fsw)到第二铝坯料来形成剪裁焊接铝坯料;从剪裁焊接铝坯料移除fsw起始点和fsw停止点并形成成品剪裁焊接坯料,其中移除fsw起始点和fsw停止点包括:铣削fsw起始点和fsw停止点,使得移除的fsw起始点和移除的fsw停止点的剩余铣削边缘具有约0%的塑性变形;以及将成品剪裁焊接坯料冲压成冲压零件,其中在成品剪裁焊接坯料的冲压期间,使通过将第一铝坯料fsw到第二铝坯料形成的焊接部塑性变形。

在本发明的一个方面,移除fsw起始点和fsw停止点还包括从剪裁焊接铝坯料中剪切fsw起始点和fsw停止点,以及然后铣削移除的fsw起始点和移除的fsw停止点的剩余剪切边缘。


技术特征:

1.一种形成冲压零件的方法,所述方法包括:

通过将第一坯料焊接到第二坯料来形成剪裁焊接坯料使得在所述第一坯料与所述第二坯料之间形成焊接部;

从所述剪裁焊接坯料移除焊接部起始点和焊接部停止点中的至少一者并形成成品剪裁焊接坯料,其中移除所述焊接部起始点和所述焊接部停止点中的至少一者包括机加工;以及

将所述成品剪裁焊接坯料冲压成所述冲压零件。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述焊接部通过将所述第一坯料摩擦搅拌焊接(fsw)到所述第二坯料来形成,所述焊接部起始点是fsw起始点,所述焊接部停止点是fsw停止点,并且使所述焊接部在将所述成品剪裁焊接坯料冲压成所述冲压零件期间塑性变形。

3.根据权利要求2所述的方法,其中所述第一坯料和所述第二坯料是铝合金坯料。

4.根据权利要求2所述的方法,其中所述第一坯料和所述第二坯料具有大致相同的厚度。

5.根据权利要求4所述的方法,其中所述机加工从所述fsw起始点和所述fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于所述第一坯料和所述第二坯料的厚度。

6.根据权利要求2所述的方法,其中所第一坯料具有第一厚度,并且所述第二坯料具有大于所述第一厚度的第二厚度。

7.根据权利要求6所述的方法,其中所述机加工从所述fsw起始点和所述fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于所述第二厚度。

8.根据权利要求2所述的方法,其中移除所述fsw起始点和所述fsw停止点包括剪切所述fsw起始点和剪切所述fsw停止点,以及然后对所述剪切的fsw起始点和所述剪切的fsw停止点进行机加工。

9.根据权利要求8所述的方法,其中对所述剪切的fsw起始点和所述剪切的fsw停止点进行机加工从所述fsw起始点的剪切边缘和所述fsw停止点的剪切边缘移除残余塑性变形。

10.根据权利要求9所述的方法,其中所述机加工从所述剪切的fsw起始点和所述剪切的fsw停止点移除预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于所述第一坯料或所述第二坯料的厚度。

11.根据权利要求2所述的方法,其中移除所述fsw起始点和所述fsw停止点由对所述fsw起始点和所述fsw停止点进行机加工组成。

12.根据权利要求1所述的方法,其中通过用机器将所述第一坯料摩擦搅拌焊接(fsw)到所述第二坯料来形成所述焊接部,并且使用将所述第一坯料摩擦搅拌焊接到所述第二坯料的同一机器从所述剪裁焊接坯料移除fsw起始点和fsw停止点。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其还包括:

将多个第一坯料fsw到多个第二坯料并形成多个剪裁焊接坯料;

布置所述多个剪裁焊接坯料以形成剪裁焊接坯料的堆叠;

从所述剪裁焊接坯料的堆叠中移除fsw起始点和fsw停止点并形成成品剪裁焊接坯料的堆叠,其中移除所述fsw起始点和所述fsw停止点包括对所述剪裁焊接坯料的堆叠进行机加工;以及

将所述成品剪裁焊接坯料冲压成所述冲压零件。

14.根据权利要求13所述的方法,其中在将所述成品剪裁焊接坯料冲压成所述冲压零件期间,使通过将所述多个第一坯料fsw到所述多个第二坯料形成的焊接部塑性变形。

15.根据权利要求13所述的方法形成的多个冲压零件。

技术总结
本公开提供了“形成和冲压剪裁摩擦搅拌焊接坯料的方法”。一种形成冲压零件的方法包括:通过将第一坯料摩擦搅拌焊接(FSW)到第二坯料来形成剪裁焊接坯料;使用机加工过程从所述剪裁焊接坯料移除FSW起始点和FSW停止点使得形成成品剪裁焊接坯料;以及将所述成品剪裁焊接坯料冲压成所述冲压零件,使得通过将所述第一坯料FSW到所述第二坯料形成的焊接部塑性变形。所述第一坯料和所述第二坯料可以是铝合金坯料并且从所述FSW起始点和所述FSW停止点机加工预定量的材料,所述预定量的材料等于或大于所述第一坯料和所述第二坯料的厚度。

技术研发人员:安德烈·M·伊林里奇;迈克尔·威廉·丹尼尤;任峰;瑞恩·霍夫曼
受保护的技术使用者:福特全球技术公司
技术研发日:2021.01.22
技术公布日:2021.08.03

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