本發(fā)明涉及使用高導電性網(wǎng)的電阻植入焊接。

背景技術：

在對用于汽車應用的碳纖維填充的熱塑性復合材料部件進行電阻植入焊接的情況因碳纖維填料的導電性而存在挑戰(zhàn)，特別是當將常規(guī)的不銹鋼絲網(wǎng)用作導體時存在挑戰(zhàn)。當電流被施加至在電阻植入焊接中使用的不銹鋼絲網(wǎng)導體時，該電流采取阻力最小的路徑。由于被用作熱塑性部件中的填料的碳纖維是導電的，所以電流開始行進通過絲網(wǎng)但隨后通過碳纖維部件重新定向并且進入成形工具或夾具中。這導致了較差的、非均勻焊接，特別是對于具有大長度的部件而言。某些電阻植入焊接技術已經(jīng)試圖通過使用陶瓷噴涂涂覆的不銹鋼絲網(wǎng)以將導電部分與絲網(wǎng)絕緣，同時仍然允許熱傳遞通過陶瓷涂層來解決電流遷移問題。然而，嘗試使用碳纖維填充的部件以及陶瓷噴涂涂覆過程未能解決電流遷移問題。需要增大沿著焊接線流動的電流以防止電流橫穿部件。還需要防止電流流入成形工具中。

技術實現(xiàn)要素：

一種電阻植入焊接碳纖維熱塑性復合材料的方法。該方法包括：提供由碳纖維材料形成的部件的至少兩個部分，該部件的至少兩個部分各自具有焊接表面，在焊接表面處，部件的至少兩個部分焊接在一起。銅網(wǎng)材料或鋁網(wǎng)材料的一個或更多個導體定位在兩個部分的焊接表面之間。該方法還包括成形工具，該成形工具具有能夠在打開位置與閉合位置之間移動的至少兩個部分。成形工具具有帶有非導電金屬表面區(qū)域的焊接區(qū)，在非導電金屬表面區(qū)域處電流被選擇性地施加，以便于部件的至少兩個部分被焊接在一起。成形工具還具有帶有導電表面的成形區(qū)，在導電表面處兩個部件被塑形。該方法包括打開成形工具并且將部件的至少兩個部分以及定位在部件的兩個部件之間的焊接表面處的一個或更多個導體裝載在成形工具內(nèi)。接著，閉合成形工具并且施加壓力以使部件的至少兩個部分在成形工具的成形區(qū)中塑形。電流還被施加至一個或更多個導體，使得導體升溫并且使部件的所述至少兩個部分沿著成形工具的非導電金屬表面區(qū)域熔融在一起。施加電流的步驟發(fā)生在閉合成形工具的步驟期間，并且來自成形工具的壓力還被施加至成形工具的非導電金屬表面區(qū)域。在焊縫已經(jīng)形成之后，電流與一個或更多個導體斷開連接。在最后的步驟中，打開成形工具并且移出部件。

本發(fā)明的另外的應用領域?qū)⒏鶕?jù)下文提供的詳細描述變得明顯。但應當理解的是，詳細的描述和特定的示例雖然表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是僅意在說明的目的而不意在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

根據(jù)詳細的描述和附圖將更全面地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)部件的放大視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)部件的立體圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的結(jié)構(gòu)部件的示意性俯視平面圖；

圖4是成形工具以及容納在成形工具中的結(jié)構(gòu)部件的示意性側(cè)視立體圖，其中，成形工具處于打開位置；

圖5是成形工具以及容納在成形工具中的結(jié)構(gòu)部件示意性側(cè)視立體圖，其中，成形工具處于閉合位置；

圖6以立體表示的方式示出了根據(jù)本發(fā)明的在半部敞開式盆狀實施方式中的結(jié)構(gòu)部件；

圖7以立體表示的方式示出了呈合成材料的長形封閉結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)部件的附加的示例性實施方式；

圖8以剖開表示的方式示出了圖6的實施方式，其中，加強單纖維被暴露；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式被用于電阻植入焊接碳纖維熱塑性部件的成形工具的立體圖；

圖10是形成在成形工具中的后擋板部件的立體近視圖；

圖11是車輛后擋板的一半的立體圖；

圖12是被焊接至第二部分的第一部分的截面圖；

圖13是被焊接至第二部分的第一部分的平面?zhèn)纫晥D；

圖14是根據(jù)本發(fā)明的下述部件的替代性實施方式的立體圖：該部件是使用電阻植入焊接過程被組裝的保險杠；

圖15是根據(jù)本發(fā)明的使用電阻植入焊接過程組裝的保險杠的展開圖；

圖16A是沿著圖14中的線16A-16A截取的截面圖；

圖16B是根據(jù)本發(fā)明的替代性連接位置的放大截面圖；

圖17是沿著圖14中的線17-17截取的截面圖；

圖18A是沿著圖14中的線18A-18A截取的截面圖；

圖18B是根據(jù)本發(fā)明的連接夾的放大截面立體圖；以及

圖19是沿圖14中的線19-19截取的示意性截面圖。

具體實施方式

以下優(yōu)選實施方式(多個實施方式)的描述在本質(zhì)上僅是示例性性的并且不以任何方式意在限制本發(fā)明、其應用或用途。

現(xiàn)參照本申請的圖1至圖3，示出了由兩部分形成的部件10。在本發(fā)明的特定實施方式中，部件10是在儀器面板中使用的結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件，在下文更詳細地描述部件10的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，部件形式還可以是任何類型的車輛部件，包括如下文在附圖中討論的碳纖維加強后擋板和保險杠組件。然而，本發(fā)明的方法還可以用于形成其它車輛部件，包括踏腳板、車頂架導軌、升降門或者實際上兩個或更多個部段接合在一起的位置處的任何其它類型的車輛部件。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其它部件使用本文描述了的電阻植入焊接過程來形成。這樣的部件包括汽車部件，汽車部件包括前端承載件、保險杠支承件、后擋板、升降門、踏腳板、車頂架等。在本發(fā)明的本實施方式中，部件的至少兩個部分——至少兩個部分形成上半部分12和下半部分14——具有焊接表面16，在焊接表面16處，部件的兩個部分被焊接在一起。在本發(fā)明的該特定實施方式中，焊接表面16是位于上半部分12上的平坦凸緣18和位于下半部分14上的平坦凸緣20。部件10的上半部分12和下半部分14以凸緣對凸緣布置的方式彼此相鄰安置。

在部件10的平坦凸緣18與平坦凸緣20之間，在焊接表面16中定位有由網(wǎng)狀材料制成的導體22。在本發(fā)明的本實施方式中，導體22由高導電性材料比如銅網(wǎng)材料或鋁網(wǎng)材料制成。部件10本身由具有導電性的碳纖維填料24的聚合物材料形成。先前嘗試使用不銹鋼網(wǎng)——該不銹鋼網(wǎng)的導電性沒有銅網(wǎng)材料或鋁網(wǎng)材料的導電性高——電阻植入焊接所涉及的具有碳纖維填料24的聚合物材料。當電流流過網(wǎng)時，其沿著電阻最小的路徑；因此，當使用銅網(wǎng)材料或鋁網(wǎng)材料時，電流非常均勻地流過材料，因為對電流而言這是電阻最小的路徑。當使用不銹鋼網(wǎng)時，注意到一些電流將遷移通過部件的碳纖維部分并且最終結(jié)果是兩個部件之間的焊縫會是不均勻且不期望的。當在部件10的上半部分21與下半部分14之間的焊接表面區(qū)域16中使用銅網(wǎng)或鋁網(wǎng)時，電流流動通過銅網(wǎng)材料或鋁網(wǎng)材料，使得銅網(wǎng)材料或鋁網(wǎng)材料升溫并且使兩個平坦凸緣18、20的聚合物材料熔融，從而將上半部分12與下半部分14焊接在一起。這是通過使用成形工具24來完成的。

圖4和圖5示出了成形工具24，成形工具24具有能夠在打開位置與閉合位置之間移動的至少兩個部分。在圖4和圖5中，成形工具24具有頂部部分26和底部部分28。雖然示出了頂部和底部，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，根據(jù)特定應用的需要，存在左側(cè)、右側(cè)或者任何取向。成形工具24具有焊接區(qū)，焊接區(qū)具有非導電金屬表面區(qū)域30、30'，非導電金屬表面區(qū)域30、30'被構(gòu)造成與部件10的兩個部分的焊接表面或凸緣16、16'的外表面21、21'接觸。成形工具24還具有成形區(qū)，成形區(qū)包括導電表面32、32'，導電表面32、32'用于使部件10的至少兩個部分進行塑形。在成形工具24移動到在圖4中示出的閉合位置時，導電表面32、32'能夠傳遞熱量并且導電表面32、32'和非導電表面30、30'兩者對部件10施加壓力。

當部件10處于閉合位置時，電流被施加至導體22、22'的松弛端使得電流沿著部件10的至少兩個部分的焊接表面16、16'在兩個端部之間流動。同時，閉合的成形工具24施加壓力來對上半部分12和下半部分14塑形，壓力還被施加至位于焊接區(qū)中的非導電表面30、30'，以幫助促進部件10的至少兩個部分或者上半部分12和下半部分14熔融在一起并焊接。在形成焊縫所需的一定量的時間之后，電流與導體22，22'斷開連接并且成形工具被打開使得可以將成品部件移出。成形工具24的導電表面32、32'是能夠熱傳遞的任何類型的金屬并且可以包括鋁、鋼、鐵等。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以使用任何合適的導電材料。非導電表面30、30'由非導電材料、比如尼龍或任何其它合適的非導電材料形成。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以使用任何合適的非導電材料。

現(xiàn)參照圖6至圖8，示出了部件10的細節(jié)。部件10具有由合成材料形成的長形盤狀基本元件，該合成材料包括熱塑性復合材料、并且特別是玻璃增強的熱塑性塑料、碳增強的熱塑性塑料或芳族聚酰胺纖維增強的熱塑性塑料、優(yōu)選地為聚丙烯、聚酰胺和聚碳酸酯。部件10具有兩個部分12、14，兩個部分12、14各自具有大致U形結(jié)構(gòu)，該大致U形結(jié)構(gòu)由底板表面34、兩個長形的側(cè)表面36、38和橫向延伸的兩個端部側(cè)表面40、42限定。兩個長形側(cè)表面36、38和兩個長形的端部側(cè)表面40、42在上側(cè)邊緣處以直角向外彎折并且形成周緣44。邊緣44在上述電阻植入焊接過程期間提供或創(chuàng)建兩個部分12、14中的每一者的焊接表面。導體22、22'被安置在位于兩個部分12、14中的相應的一者上的兩個相對的邊緣44之間。這在圖1中示出。當兩個部分12、14進行電植入焊接以使兩個部分12、14接合在一起時，部件10形成了閉合的盒狀結(jié)構(gòu)。

兩個部分12、14中的每一者具有加強肋46，加強肋46由與兩個部分12、14的材料相同的材料形成。加強肋46相對于兩個長形側(cè)表面36、38以介于30°與60°之間的角度，優(yōu)選為45°的角度設置。在附圖中圖示的實施方式中，從兩個長形側(cè)表面36、38開始的加強肋46以約45°的角度延伸。如示出的，加強肋46以如下方式設置：加強肋46在部件10的內(nèi)部形成菱形格子。這增加了部件10以及加強單纖維45的穩(wěn)定性，該加強單纖維45沿縱向方向A延伸、嵌在底板表面11的邊緣區(qū)域中。加強單纖維45被設計成金屬絲，加強單纖維45在其表面具有成形部48。成形部48可以是規(guī)律地間隔開的孔、槽等。加強單纖維45由金屬制成，并且特別地由鋼制成，并且具有用于防腐蝕的涂層。加強單纖維45的直徑為3mm至4mm。在另外的實施方式中，加強單纖維45由有機板、金屬帶、成型的金屬部件或絲網(wǎng)制成。

在部件10的成形期間，由于成形工具24的非導電性金屬表面區(qū)域30、30'或區(qū)，加強單纖維45與遷移通過成形工具24的電流絕緣。

現(xiàn)參照圖9至圖13，示出了形成作為焊接后擋板100的部件100的方法。部件100示出為位于成形工具102中，成形工具102類似于在其它實施方式中示出的成形工具24，成形工具102也具有導電表面和非導電金屬表面。成形工具102具有上壓板114，該上壓板114能夠相對于部件100豎向地移動。成形工具102還具有下壓板116，部件100擱置在下壓板116上。當對結(jié)構(gòu)部件100進行焊接時，上壓板114豎向地移動并且向下壓靠部件100并施加壓力。雖然本發(fā)明的本示例性實施方式描述了上壓板114和下壓板116的使用，但是也可以通過消除上壓板114和下壓板116以及使用用于在焊接過程期間在部件上施加壓力的簡單的夾緊件來減少用于形成部件100所需的夾具的數(shù)量。這允許成形工具102被用于若干不同的應用中而不是專門針對特定的部件。

圖10示出了上壓板104向下壓靠部件100的近視圖。部件100具有第一部分118、第二部分120以及安置在第一部分118與第二部分120之間的導體122。第一部分118和第二部分120可以根據(jù)本發(fā)明的特定的應用而采取多種形狀和形式。

導體122與能量源124相接觸，能量源124可以是對導體122賦能的銅觸點或者導體。導體122可以是絲網(wǎng)或者在施加電流時能夠產(chǎn)生熱的一些其它類型的導電材料。雖然導體122被描述為絲網(wǎng)，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，導體122可以是能夠以熱的形式傳導能量的單線。合適的線材包括但不限于包括銅、鋁、鋼、鎳的金屬以及其它導電材料比如碳纖維。

參照圖12至圖13，描述了在結(jié)構(gòu)部件中形成焊接接頭的方法。如本文所用的術語焊接接頭描述了結(jié)構(gòu)部件的兩部分之間的整體連接部。焊接線被包含在焊接接頭內(nèi)，焊接線是兩個部分之間的物理連接的位置，兩個部分包括固化粘合劑層以及任意熔合在一起的熱塑性材料，其中，在一個部分或者兩個部分是在其與導體接觸的區(qū)域中熔融的塑性材料的情況下，任意熔合在一起的熱塑性材料可以在焊接線區(qū)域內(nèi)熔融在一起。術語焊接接頭還包括各部分的在焊接點、導體以及任何粘合劑層處的區(qū)域，這區(qū)域根據(jù)特定應用的需要是可選的。焊接線包括當部件固化時凝固的區(qū)域。這種固化可以包括但不限于粘合劑層(如果存在)的固化以及熔合在一起的任何熔融塑料部件的固化。

上壓板114向下移動并壓縮，使得第一部分118對第二部分120施加力。能量源124對導體122施加能量，這導致導體122升溫。圖12至圖13示出了定位在第一部分118與第二部分120之間的可選的粘合劑層136。粘合劑層136可以被施用到第一部分118或第二部分120的表面上。此外，粘合劑可以施加在第一部分118和第二部分120兩者上。導體122被安置成穿過粘合劑層134并且在能量源124對導體122賦能時導體122開始升溫。也可以在粘合劑層136被施用至第一部分118或第二部分120之前，導體122安置成穿過粘合劑層136。此外，導體可以被安置在第一部分118或第二部分120的任一者上，并且接著將粘合劑層136被施用在導體122上，使得當上壓板114施加壓力時，導體122將被壓入到粘合劑層136中。在其它應用中，粘合劑層136和導體可以保持分離并且導體122將在粘合劑層136上施加熱。對導體122的加熱使得通過如下方式在焊接線142處形成焊接接頭140：通過激活粘合劑層136以在焊接線142處將第一部分118和第二部分120結(jié)合在一起從而形成部件100的焊接接頭。由壓板114、116施加的壓力作用在第一部分118和第二部分120上，使得粘合劑繞導體122流動并且在焊接線142處將第一部分118、第二部分120和導體122結(jié)合一起。

在按壓和賦能操作已經(jīng)發(fā)生了預定的時間段之后，將使得第一部分118和第二部分120固化并形成焊接線142。導體122將在焊接線處留在結(jié)構(gòu)部件100中；但是，在完成焊接接頭140的固化之前，導體122可以從粘合劑層136移除。形成在第一部分118與第二部分120之間的焊接線142將具有高的焊接強度，該高的焊接強度已經(jīng)被示出為等于或者大于使用粘合劑或機械緊固件而得到的焊接強度類型。此外，在第一部分118與第二部分120之間形成焊縫的制造時間比使用傳統(tǒng)的粘合劑系統(tǒng)形成類似的焊縫的制造時間短得多。此外，RIW技術和粘合劑系統(tǒng)的使用允許對粘合劑層進行更徹底的加熱并且因為通過導體122從粘合劑層內(nèi)施加熱，所以提供了超過常規(guī)的粘合劑系統(tǒng)的介于約10％至約70％之間的能量節(jié)約。此外，傳統(tǒng)的粘合劑系統(tǒng)使用蒸汽，在應用之前，需要將蒸汽存儲并且保持在足夠的溫度下。本發(fā)明通過消除將熱(例如蒸汽)保持在系統(tǒng)內(nèi)的需要而降低了所需的能量的量。

參照圖11，示出了模制后擋板100的視圖，其中，第一部分118是模制后擋板部分并且第二部分120是用于加強結(jié)構(gòu)部件100的加強板。第一部分118具有從第一部分118延伸的后擋板凸緣126。第二部分120或加強板橫跨一個或更多個后擋板凸緣126安置。導體(未示出)沿著后擋板凸緣126與第二部分120之間的接觸區(qū)域安置。焊接線142沿著導體122的表面區(qū)域的長度形成。加強板的安置加強了結(jié)構(gòu)部件。例如，以根據(jù)本申請所描述的方式被模制的后擋板可以承受大于或小于2,200磅的載荷。然而，2,200磅僅是示例性數(shù)字，并根據(jù)本說明書載荷可以更大或更小。

現(xiàn)參照圖12，示出了在圖11中示出的后擋板的一個部分的截面視圖。第一部分118是模制后擋板部分，模制后擋板部分具有從表面向上延伸的后擋板凸緣126。第二部分120被焊接到第一部分118上。在焊接過程期間上壓板114被示出并且朝向下壓板116施加壓力。在這種特定應用中，剛性支承件128插入到后擋板凸緣126的L形焊接部分127的下方，以便于第一部分118至第二部分120的焊接以及使第一部分118至第二部分120的焊接均勻。在焊接過程完成之后，可以將剛性支承件128移除或者剛性支承件128被留下作為結(jié)實的支承件。替代性地，在這些支承件128被保留的情況下，可以在剛性支承件128與L形焊接部分127之間形成焊接接頭。該焊縫是除了第一部分118與第二部分120之間的焊縫之外的焊縫。在L形的焊接部分127的表面上布置有第一粘合劑層134。第二粘合劑層136附接至第二部分120的將要形成焊縫的位置處的對應的表面。在第一粘合劑層134與第二粘合劑層136之間安置有導體138并且當導體138被加熱時，將使得在第一部分118與第二部分120之間形成焊接線142。這是通過加熱導體138使得粘合劑層134、136升溫并激活而完成的。此外，粘合劑層134和136可以更小使得導體138實際上接觸L形的焊接部分127的表面和第二部分120，使得這些部分的表面層將與形成焊接線142——該焊接線142使用導體138以及通過粘合劑層134、136粘接的粘合劑通過混合電阻植入焊接過程而形成——的粘合劑層熔融在一起。

形成焊接線142所需要的能量的量小于不具有粘合劑層的傳統(tǒng)的RIW焊接所需的能量的量，因為粘合劑層134、136可以通過由導體138產(chǎn)生的熱激活以形成焊接線142。與傳統(tǒng)的加熱方式相比，導體138應用更加直接的形式的能量。雖然以上描述了剛性支承件128的使用，但是不必在所有的應用中使用剛性支承件?？梢栽诓皇褂脛傂灾С屑?28的情況下形成焊縫。

圖13示出了本發(fā)明的一個替代實施方式，其中，不存在后擋板凸緣126，而是U形的第二部分132被焊接到第一部分118，這就形成了模制后擋板。該特定實施方式省去了使用剛性支承件128的需要。上壓板114被修改以圍繞U形的第二部分132配裝，并且在位于第一部分118與U形的第二部分132之間的焊接線134是期望的合適的位置處施加壓力。在該特定實施方式中，粘合劑層140被施用至第一部分118或第二部分132。導體138被加熱以激活粘合劑層140從而使得形成焊縫。此外，導體138可以接觸第一部分118和第二部分132的表面區(qū)域，以產(chǎn)生足夠的熱，從而熔融這些部件中的每個部件的表面層，以使得除了通過粘合劑層140將第一部分118和第二部分132以粘合的方式被焊接在一起之外通過將第一部分118和第二部分132融合在一起來產(chǎn)生焊接線134。產(chǎn)生圖13中焊接線134的方法提供了與以上產(chǎn)生關于圖12所描述的焊接線134的方法相同的益處和優(yōu)點。

現(xiàn)參照圖14至圖19，圖14至圖19是使用電阻植入焊接形成的部件是復合材料保險杠裝置的實施方式，該復合材料保險杠裝置下文簡稱為保險杠200，該保險杠200由碳纖維熱塑性復合材料制成。保險杠200包括安裝板部分或安裝板212和保險杠部分214。保險杠200還包括連接至保險杠部分214的兩個裝飾蓋216。

可選地包括拖車聯(lián)結(jié)裝置218，該拖車聯(lián)結(jié)裝置218也被連接至安裝板212。存在形成為安裝板212的一部分的聯(lián)結(jié)連接凸緣220，在拖車聯(lián)結(jié)裝置218與安裝板212組裝時，該聯(lián)結(jié)連接凸緣220與形成為拖車聯(lián)結(jié)裝置218的一部分的拖車聯(lián)結(jié)安裝凸緣222對準，并且一組緊固件(未示出)被插入通過聯(lián)結(jié)連接凸緣220和聯(lián)結(jié)安裝凸緣222以將拖車聯(lián)結(jié)裝置218連接至安裝板212。

形成為保險杠部分214的一部分是多個凸緣224。更具體地，在保險杠部分214的內(nèi)部上形成有多個向上彎折的凸緣和向下彎折的凸緣，其中，向上彎折的凸緣和向下彎折的凸緣彼此大致平行。在圖9中示出了凸緣224中的一個凸緣。

為了將保險杠部分214組裝至安裝板212，網(wǎng)226被安置在安裝板212的第一接觸區(qū)域228與凸緣224的第二接觸區(qū)域230之間。保險杠部分214、安裝板212和網(wǎng)226被裝載到成形工具24中并且以參照以上的圖1至圖5描述的方式相同的方式產(chǎn)生了焊接線。如上所述成形工具24的特征防止了電流遷移通過保險杠部分214和安裝板212。網(wǎng)226是銅絲網(wǎng)或鋁絲網(wǎng)226。電流被施加至網(wǎng)226，從而使網(wǎng)226的溫度上升，由此使接觸區(qū)域228、230的溫度上升，致使所述接觸區(qū)域228、230熔融。當網(wǎng)26被加熱時，使用成形工具24對保險杠部分214和安裝板212施加壓力。被施加至保險杠部分214和安裝板212的壓力與接觸區(qū)域228、230的熔融相結(jié)合導致了第一接觸區(qū)域228的材料和第二接觸區(qū)域230的材料流動通過網(wǎng)226，并且模制在一起。一旦電流不再施加至網(wǎng)226時，凸緣224的材料和安裝板212的材料冷卻，并且保險杠部分214和安裝板212在接觸區(qū)域228、230的區(qū)域中被模制在一起以提供連接位置，這在安裝板212與保險杠部分214之間提供了牢固的結(jié)合。

安裝板212和保險杠部分214由長的碳纖維材料制成，其中，碳纖維的長度約十二毫米，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，同樣也可以使用其它長度的碳纖維。用于制成安裝板212和保險杠部分214的長的碳纖維材料是丙烯材料，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以使用其它材料，比如尼龍。

除了形成為如先前所描述的保險杠部分214的一部分的凸緣224之外，在不同的實施方式中可以使用其它類型的凸緣以提供在安裝板212與保險杠部分214之間的連接。例如，凸緣可以形成為安裝板212的一部分，并且被接納在保險杠部分214中，并且保險杠部分214可以被壓縮以使用上述電阻植入焊接過程形成連接部。根據(jù)保險杠部分214與安裝板212是如何連接的，也可以使用呈不同的構(gòu)型的其它凸緣。

現(xiàn)參照圖16A、圖16B、圖17、圖18A和圖18B，復合材料保險杠裝置10的各種截面視圖示出為具有沿著圖14中示出的剖面線截取的截面。在圖16A、圖16B、圖17、圖18A和圖18B中示出的截面圖圖示了復合材料保險杠裝置200如何在多個連接位置處使用電阻植入焊接被結(jié)合在一起。這些附圖還示出了復合材料保險杠的結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生加強特征，加強特征使得復合材料保險杠在受到特定的力的情況下呈現(xiàn)了位移值，該位移值小于用于常規(guī)的鋼保險杠的位移值。圖16A示出了復合材料保險杠結(jié)構(gòu)200的沿著圖14中的線16A-16A截取的截面圖。在該特定的位置處，存在兩個連接位置217、217'，在所述兩個連接位置217、217'處，保險杠部分214連接至安裝板212。每個連接位置217、217'具有安裝板212的第一接觸區(qū)域219、219'和保險杠部分的其中形成有連接位置217、217'的第二接觸區(qū)域221、221'。

網(wǎng)狀材料215定位在第一接觸區(qū)域219、219'與第二接觸區(qū)域221、221'之間，用于通過電阻植入焊接將兩個接觸區(qū)域結(jié)合在一起?？梢允褂秒娮柚踩牒附樱蝗欢诒景l(fā)明的范圍內(nèi)也可以使用其它類型的連接件，比如粘合劑或緊固件。電阻植入焊接涉及給網(wǎng)狀材料215賦能以在第一接觸區(qū)域219、219'與第二接觸區(qū)域221、221'之間產(chǎn)生熱，從而使得位于連接位置217、217'的區(qū)域中的安裝板212和保險杠部分214中的相應表面熔融并且結(jié)合在一起。圖16A還示出了拖車聯(lián)結(jié)裝置218相對于安裝板212和保險杠部分214的位置。

圖16B示出了替代性的連接位置217的構(gòu)型，其中，保險杠部分214和安裝板212具有用于產(chǎn)生連接位置217'的彎折的凸緣213，該連接位置217'是水平的而不是在圖16A中示出的豎向的。水平的連接位置217'是替代性實施方式，并且可能不適合所有的應用。圖16B中示出的替代性實施方式允許保險杠部分214靠置在安裝板212的頂部以在連接位置217'處提供附加的強度。

圖17示出了沿著圖14中的線17-17所截取的第二截面圖。連接位置217、217'以如關于圖16A所描述的方式相同的方式產(chǎn)生。圖17示出了連接至復合材料保險杠裝置200的附加結(jié)構(gòu)。特別地，圖17示出了裝飾蓋216中的一個裝飾蓋連接至保險杠部分214的情況?？梢允褂谜澈蟿┗蛘咴谔娲桨钢惺褂秒娮柚踩牒附雍桶仓迷谘b飾蓋216與保險杠部分214之間的網(wǎng)(未示出)來將裝飾蓋216連接至保險杠部分215。替代性地，可以使用夾子或者機械緊固件來將裝飾蓋216連接至保險杠部分214。

圖17示出了拖車聯(lián)結(jié)裝置218的安裝凸緣222部分的位置。安裝凸緣部分222具有用于接納緊固件225的孔，緊固件225穿過位于安裝板212的聯(lián)結(jié)連接凸緣220上的孔。在聯(lián)結(jié)安裝凸緣222與聯(lián)結(jié)連接凸緣220之間的連接處還包括加強板材(doubler plate)223，加強板材223用于便于緊固件225穿過聯(lián)結(jié)連接凸緣220和拖車聯(lián)結(jié)安裝凸緣222的孔的連接。當保險杠部分214連接至安裝板212時，產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)腔227。一旦連接位置217、217'形成，結(jié)構(gòu)腔227由介于安裝板212與保險杠部分214之間的區(qū)域限定。由成形的復合材料保險杠裝置產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)腔227將復合材料保險杠裝置加強到使復合材料保險杠裝置作為一個整體能夠比常規(guī)的鋼保險杠抵抗更大的力的程度。

圖18A描繪了沿著圖14中的線18A-18A截取的截面圖。圖18A示出了用作將裝飾蓋216連接至保險杠部分214的一種替代方式的緊固件227。緊固件227延伸通過裝飾蓋、保險杠部分214和緊固件所固定的支承板212中的一者。圖18B是圖18A的一部分的分解立體圖，其中，在裝飾蓋部分216中的一個裝飾蓋部分的一個端部上形成有彈性突片229。彈性突片229布置成穿過形成于保險杠部分214中的開口231。因此，彈性突片229允許蓋部216中的一個蓋部卡扣配合在保險杠部分214上。彈性突片229是用于連接蓋部分216的一種替代方式，該彈性突片229可以代替上文討論的緊固件227而被使用。蓋部分216的附加部可以通過電阻植入的方式被焊接至保險杠部分214上或者可以使用粘合劑。

本發(fā)明的描述實際上僅是示例性的，并且因此，不背離本發(fā)明的主旨的變型意在落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這樣的變型不被認為背離了本發(fā)明的精神和范圍。