CN109501867A - 框架式车身后舱结构及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种框架式车身后舱结构及焊接方法,包括车身后部第一侧总成、车身后部第二侧总成、后部第一横梁总成、后部第二横梁总成、电池箱框架辅助固定梁、蓄电池横梁以及工艺梁，其中所述车身后部第一侧总成的底端以及所述车身后部第二侧总成的底端之间安装所述工艺梁。本发明能够有效控制车身后舱的焊接质量和焊接变形的焊接工艺，减少焊缝返修量和尺寸调校，保证车身后舱的焊缝质量和结构尺寸，提高生产效率和产品合格率。

Description

框架式车身后舱结构及焊接方法

技术领域

本发明涉及汽车加工的技术领域，尤其是指一种框架式车身后舱结构及焊接方法。

背景技术

世界汽车工业日益重视节能、环保，减轻汽车自重以降低能耗已成为各大汽车企业提高自身竞争力的重要方向。基于此，车身轻量化技术正逐步被汽车行业所使用，这也是目前各汽车制造商采用的主要减重手段之一。

目前车身轻量化技术主要体现在车身大面积使用质量更轻、耐腐蚀性好、力学性能更好的铝合金材料，通过车身材料上的优化，使整个车身制造完成重量可以降低30%甚至更多。但是，新的车身轻量化材料，也为车身尺寸控制带来了很大挑战。

目前框架式铝合金车身后舱结构采用铝板材、铝型材通过焊接而成，但铝合金材料具有表面易氧化、高温塑性差、导热快、胀系数大等特点，铝合金焊接容易产生气孔、裂纹、变形等缺陷，给其焊缝质量和焊接变形的控制带来很大的困难，严重影响着车身后舱的焊缝质量和结构尺寸，一方面车身后舱结构空间狭小，焊接可达性（指使每条焊缝都能施焊,即保证焊缝周围有供焊工自由操作和焊接装置正常运行的条件）差，焊缝数量多，焊接热输入量大，焊缝补焊返修量大，焊缝质量和焊接变形难以控制；另一方面车身后舱下部是开放式结构，下部开口尺寸很难控制。如果没有良好的焊接工艺，车身后舱的焊缝质量和尺寸合格率很难保证，因此为车身后舱的质量带来很大风险。

为了克服上述问题，现有中国发明专利（CN107971611A）公开了一种框架式结构铝合金焊接副车架的加工方法，包括：将铝合金管材、铝合金板材和铝合金型材焊接成一个框架式的结构，从而得到框架式结构铝合金焊接副车架。上述加工方法虽然克服了传统铁板冲压焊接工艺中的高强钢板冲压焊接后的产品笨重，减重效果不明显的问题，减少了焊接工序，提高了生产效率，并降低了铝合金焊接副车架的整备质量，但是仍旧存在以下问题：上述框架式结构铝合金焊接副车架的下部属于开放式结构，未能提供合理有效的控制焊接变形的方法；框架式结构铝合金焊接副车架的焊接为一体成型的，导致单个工位上焊接热输入量过大，焊接变形大，尺寸不易保证。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中车身后舱焊缝质量和结构尺寸变形大的问题，从而提供一种不仅能提高生产效率和产品合格率且能减少焊缝返修量和尺寸调校的框架式车身后舱结构及焊接方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种框架式车身后舱结构，包括车身后部第一侧总成、车身后部第二侧总成、后部第一横梁总成、后部第二横梁总成、电池箱框架辅助固定梁、蓄电池横梁以及工艺梁，其中所述后部第一横梁总成的两端分别安装所述车身后部第一侧总成以及所述车身后部第二侧总成，所述车身后部第一侧总成的顶端以及所述车身后部第二侧总成的顶端通过所述后部第二横梁总成相连，所述车身后部第一侧总成以及所述车身后部第二侧总成之间还安装有所述电池箱框架辅助固定梁、所述蓄电池横梁、工艺梁，所述车身后部第一侧总成的顶端以及所述车身后部第二侧总成的顶端之间安装所述电池箱框架辅助固定梁，所述蓄电池横梁位于所述后部第二横梁总成的下方，所述车身后部第一侧总成的底端以及所述车身后部第二侧总成的底端之间安装所述工艺梁。

在本发明的一个实施例中，所述车身后部第一侧总成的结构与所述车身后部第二侧总成的结构相同，对称分布在所述后部第二横梁总成的两端。

在本发明的一个实施例中，所述车身后部第一侧总成包括位于顶端的第一纵梁总成、位于底端的第二纵梁总成、连接所述第一纵梁总成与所述第二纵梁总成的第一竖梁总成以及第二竖梁总成，其中所述第一竖梁总成与所述第二竖梁总成之间设有与所述第一纵梁总成平行的第三纵梁总成，所述第一纵梁总成的一端还连接有第四纵梁总成总成，所述第一竖梁总成与所述第二纵梁总成通过第一斜梁连接，所述第二竖梁总成与所述第二纵梁总成通过第二斜梁连接。

在本发明的一个实施例中，所述后部第一横梁总成包括第一横梁以及位于所述第一横梁上的套管。

在本发明的一个实施例中，所述后部第二横梁总成包括第二横梁以及位于所述第二横梁两端的加强斜梁。

本发明还提供了一种框架式车身后舱结构的焊接方法，对上述任意一项所述框架式车身后舱结构进行焊接，包括如下步骤：步骤S1：将后部第一横梁总成、车身后部第一侧总成、后部第二横梁总成、蓄电池横梁、车身后部第二侧总成、电池箱框架辅助固定梁依次在第一工装上进行定位夹紧；步骤S2：将所述后部第一横梁总成、所述后部第二横梁总成、所述电池箱框架辅助固定梁、蓄电池横梁依次焊接在所述车身后部第一侧总成以及所述车身后部第二侧总成之间；步骤S3：在所述车身后部第一侧总成的底端以及所述车身后部第二侧总成的底端之间安装工艺梁。

在本发明的一个实施例中，所述后部第一横梁总成焊接时，将套管和第一横梁在第一工装上装配后焊接，完成所述后部第一横梁总成的焊接。

在本发明的一个实施例中，将所述后部第二横梁总成焊接时，将第二横梁和加强斜梁在第二工装上装配，先焊接正面再焊接背面，且所述加强斜梁在所述第二横梁的两端对称焊接，完成所述后部第二横梁总成。

在本发明的一个实施例中，所述车身后部第一侧总成的焊接顺序与所述车身后部第二侧总成的焊接顺序相同。

在本发明的一个实施例中，对所述车身后部第一侧总成焊接时，将第一纵梁总成、第一斜梁、第四纵梁总成、第二纵梁总成、第二竖梁总成、第二斜梁、第一竖梁总成、第三纵梁总成依次在第四工装上进行定位夹紧，再依次进行点焊固定。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的框架式车身后舱结构及方法，所述车身后部第一侧总成的底端以及所述车身后部第二侧总成的底端之间安装所述工艺梁，通过所述工艺梁可以施加反变形，利用反变形可以有效降低焊接变形量，从而控制车身后舱的焊接变形，有利于保证车身后舱的焊缝质量和结构尺寸，提高生产效率和产品合格率；另外焊接时先焊接变形大的位置，再焊接变形小的位置，避免焊接完一侧再焊接另一侧，采用对称焊接方式，有效地将减少了焊接变形，并预防了焊缝烧穿风险。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明框架式车身后舱结构的第一方向立体示意图；

图2是本发明框架式车身后舱结构的第二方向立体示意图

图3是本发明车身后部第一侧总成的示意图；

图4是本发明车身后部第二侧总成的示意图；

图5是本发明后部第一横梁总成的示意图；

图6是本发明后部第二横梁总成的示意图。

说明书附图说明：10－车身后部第一侧总成，11－第一纵梁总成，12－第二纵梁总成，13－第一竖梁总成，14－第二竖梁总成，15－第三纵梁总成，16－第四纵梁总成，17－第一斜梁，18－第二斜梁，20－车身后部第二侧总成，30－后部第一横梁总成，31－第一横梁，32－套管，40－后部第二横梁总成，41-第二横梁，42－加强斜梁，50－电池箱框架辅助固定梁，60－蓄电池横梁，70－工艺梁，71-螺栓。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种框架式车身后舱结构，包括车身后部第一侧总成10、车身后部第二侧总成20、后部第一横梁总成30、后部第二横梁总成40、电池箱框架辅助固定梁50、蓄电池横梁60以及工艺梁70，其中所述后部第一横梁总成30的两端分别安装所述车身后部第一侧总成10以及所述车身后部第二侧总成20，所述车身后部第一侧总成10的顶端以及所述车身后部第二侧总成20的顶端通过所述后部第二横梁总成40相连，所述车身后部第一侧总成10以及所述车身后部第二侧总成20之间还安装有所述电池箱框架辅助固定梁50、所述蓄电池横梁60、所述工艺梁70，所述车身后部第一侧总成10的顶端以及所述车身后部第二侧总成20的顶端之间安装所述电池箱框架辅助固定梁50，所述蓄电池横梁60位于所述后部第二横梁总成40的下方，所述车身后部第一侧总成10的底端以及所述车身后部第二侧总成20的底端之间安装所述工艺梁70。

本实施例所述框架式车身后舱结构，包括车身后部第一侧总成10、车身后部第二侧总成20、后部第一横梁总成30、后部第二横梁总成40、电池箱框架辅助固定梁50、蓄电池横梁60以及工艺梁70，其中所述后部第一横梁总成30的两端分别安装所述车身后部第一侧总成10以及所述车身后部第二侧总成20，实现所述车身后部第一侧总成10底端与所述车身后部第二侧总成20底端的连接，所述车身后部第一侧总成10的顶端以及所述车身后部第二侧总成20的顶端通过所述后部第二横梁总成40相连，实现所述车身后部第一侧总成10顶端与所述车身后部第二侧总成20顶端的连接，所述车身后部第一侧总成10以及所述车身后部第二侧总成20之间还安装有所述电池箱框架辅助固定梁50、所述蓄电池横梁60、所述工艺梁70，所述电池箱框架辅助固定梁50以及所述蓄电池横梁60用于安装电池，所述车身后部第一侧总成10的顶端以及所述车身后部第二侧总成20的顶端之间安装所述电池箱框架辅助固定梁50，所述蓄电池横梁60位于所述后部第二横梁总成40的下方，所述车身后部第一侧总成10的底端以及所述车身后部第二侧总成20的底端之间安装所述工艺梁70，为了保证车身后舱的尺寸，通过所述工艺梁70可以施加反变形，利用反变形可以有效降低焊接变形量，从而控制车身后舱的焊接变形，有利于保证车身后舱的焊缝质量和结构尺寸，提高生产效率和产品合格率。

如图3和图4所示，所述车身后部第一侧总成10的结构与所述车身后部第二侧总成20的结构相同，对称分布在所述后部第二横梁总成40的两端，不仅安装方便，而且有利于尺寸调校。下面详细介绍所述车身后部第一侧总成10的结构，所述车身后部第一侧总成10包括位于顶端的第一纵梁总成11、位于底端的第二纵梁总成12、连接所述第一纵梁总成11与所述第二纵梁总成12的第一竖梁总成13以及第二竖梁总成14，其中所述第一竖梁总成13与所述第二竖梁总成14之间设有与所述第一纵梁总成11平行的第三纵梁总成15，所述第一纵梁总成11的一端还连接有第四纵梁总成16总成，所述第一竖梁总成13与所述第二纵梁总成12通过第一斜梁17连接，所述第二竖梁总成14与所述第二纵梁总成12通过第二斜梁18连接。

如图5所示，所述后部第一横梁总成30包括第一横梁31以及位于所述第一横梁31上的套管32。如图6所示，所述后部第二横梁总成40包括第二横梁41以及位于所述第二横梁41两端的加强斜梁42。

本实施例中，所述工艺梁70的反变形量设置4mm, 装配时严格控制零件间的间隙，保证装配间隙均匀一致，且不超过1mm。

实施例二

本实施例提供一种框架式车身后舱结构的焊接方法，对实施例一所述框架式车身后舱结构进行焊接，包括如下步骤：步骤S1：将后部第一横梁总成30、车身后部第一侧总成10、后部第二横梁总成40、蓄电池横梁60、车身后部第二侧总成20、电池箱框架辅助固定梁50依次在第一工装上进行定位夹紧；步骤S2：将所述后部第一横梁总成30、所述后部第二横梁总成40、所述电池箱框架辅助固定梁50、蓄电池横梁60依次焊接在所述车身后部第一侧总成10以及所述车身后部第二侧总成20之间；步骤S3：在所述车身后部第一侧总成10的底端以及所述车身后部第二侧总成20的底端之间安装工艺梁70。

本实施例所述框架式车身后舱结构的焊接方法，所述步骤S1中，将后部第一横梁总成30、车身后部第一侧总成10、后部第二横梁总成40、蓄电池横梁60、车身后部第二侧总成20、电池箱框架辅助固定梁50依次在第一工装上进行定位夹紧，从而有利于装配成一个整体；所述步骤S2中，将所述后部第一横梁总成30、所述后部第二横梁总成40、所述电池箱框架辅助固定梁50、蓄电池横梁60依次焊接在所述车身后部第一侧总成10以及所述车身后部第二侧总成20之间，从而有利于形成框架式结构；所述步骤S3中，在所述车身后部第一侧总成10的底端以及所述车身后部第二侧总成20的底端之间安装工艺梁70，为了保证车身后舱的尺寸，通过所述工艺梁70可以施加反变形，利用反变形可以有效降低焊接变形量，从而控制车身后舱的焊接变形，有利于保证车身后舱的焊缝质量和结构尺寸，提高生产效率和产品合格率。

所述工艺梁70利用四个拧紧螺栓71固定在套筒上，通过所述工艺梁70施加反变形，预先设置反变形量4mm,利用反变形法降低焊接变形量，装配时严格控制零件间的间隙，保证装配间隙均匀一致，且不超过1mm，依次进行点焊固定，并将点焊位置修磨圆滑。

所述后部第一横梁总成30焊接时，将套管32和第一横梁31在第二工装上装配后焊接，完成所述后部第一横梁总成30的焊接。将所述后部第二横梁总成40焊接时，将第二横梁41和加强斜梁42在第三工装上装配，先焊接正面再焊接背面，且所述加强斜梁42在所述第二横梁41的两端对称焊接，完成所述后部第二横梁总成。

所述车身后部第一侧总成10的焊接顺序与所述车身后部第二侧总成20的焊接顺序相同，不仅焊接方便，而且有利于尺寸调校。对所述车身后部第一侧总成10焊接时，将第一纵梁总成11、第一斜梁17、第四纵梁总成16、第二纵梁总成12、第二竖梁总成14、第二斜梁18、第一竖梁总成13、第三纵梁总成15依次在第四工装上进行定位夹紧，装配时严格控制零件间的间隙，保证装配间隙均匀一致，且不超过1mm，再依次进行点焊固定，且焊接时先焊接对接焊缝处，然后焊接角接焊缝，先焊接正面焊缝，然后利用第四工装翻转再焊接背面焊缝，保证对称焊接，完成车身后部左侧总成的焊接。由于所述车身后部第一侧总成10的结构与所述车身后部第二侧总成20的结构相同，对称分布在所述后部第二横梁总成40的两端，因此对所述车身后部第二侧总成20焊接时，其顺序与所述车身后部第一侧总成10焊接顺序完全相同：焊接时先焊接对接焊缝处，然后焊接角接焊缝，先焊接正面焊缝，然后利用第五工装翻转再焊接背面焊缝，保证对称焊接。

另外，且整个框架式车身后舱结构在焊接时，先焊接对接焊缝处，然后焊接角接焊缝，焊接完正面焊缝，然后利用第一工装翻转再焊接背面焊缝，保证对称焊接，然后完成车身后舱的焊接。具体地，焊接时按照设定的焊接参数进行焊接，在满足焊接质量的前提下，将焊接速度提高到8-9mm/s,减少焊接热输入量。所述的焊接顺序为：先焊接变形大的位置，再焊接变形小的位置，避免焊接完一侧再焊接另一侧，防止单侧连续施焊产生大的热输入量，采用两侧对称焊接，有助于两边的变形相互抵消，并且借助变位机的翻转，使焊缝处于平对接和平角接位置进行焊接，有效地将减少了焊接变形。在整个框架式车身后舱结构焊接前，装配所述工艺梁70进行反变形处理，以控制车身后舱焊接变形，焊接后需在第一工装上冷却完毕再把零部件从第一工装上取下，以减少焊接变形。同时，严格控制零件间的装配间隙，保证装配间隙均匀一致，且不超过1mm，既能避免过多的熔敷金属造成的较大热输入量，又能预防焊缝烧穿风险。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种框架式车身后舱结构，其特征在于：包括车身后部第一侧总成、车身后部第二侧总成、后部第一横梁总成、后部第二横梁总成、电池箱框架辅助固定梁、蓄电池横梁以及工艺梁，其中所述后部第一横梁总成的两端分别安装所述车身后部第一侧总成以及所述车身后部第二侧总成，所述车身后部第一侧总成的顶端以及所述车身后部第二侧总成的顶端通过所述后部第二横梁总成相连，所述车身后部第一侧总成以及所述车身后部第二侧总成之间还安装有所述电池箱框架辅助固定梁、所述蓄电池横梁、工艺梁，所述车身后部第一侧总成的顶端以及所述车身后部第二侧总成的顶端之间安装所述电池箱框架辅助固定梁，所述蓄电池横梁位于所述后部第二横梁总成的下方，所述车身后部第一侧总成的底端以及所述车身后部第二侧总成的底端之间安装所述工艺梁。

2.根据权利要求1所述框架式车身后舱结构，其特征在于：所述车身后部第一侧总成的结构与所述车身后部第二侧总成的结构相同，对称分布在所述后部第二横梁总成的两端。

3.根据权利要求2所述框架式车身后舱结构，其特征在于：所述车身后部第一侧总成包括位于顶端的第一纵梁总成、位于底端的第二纵梁总成、连接所述第一纵梁总成与所述第二纵梁总成的第一竖梁总成以及第二竖梁总成，其中所述第一竖梁总成与所述第二竖梁总成之间设有与所述第一纵梁总成平行的第三纵梁总成，所述第一纵梁总成的一端还连接有第四纵梁总成总成，所述第一竖梁总成与所述第二纵梁总成通过第一斜梁连接，所述第二竖梁总成与所述第二纵梁总成通过第二斜梁连接。

4.根据权利要求1所述框架式车身后舱结构，其特征在于：所述后部第一横梁总成包括第一横梁以及位于所述第一横梁上的套管。

5.根据权利要求1所述框架式车身后舱结构，其特征在于：所述后部第二横梁总成包括第二横梁以及位于所述第二横梁两端的加强斜梁。

6.一种框架式车身后舱结构的焊接方法，对权利要求1-5中任意一项所述框架式车身后舱结构进行焊接，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将后部第一横梁总成、车身后部第一侧总成、后部第二横梁总成、蓄电池横梁、车身后部第二侧总成、电池箱框架辅助固定梁依次在第一工装上进行定位夹紧；

步骤S2：将所述后部第一横梁总成、所述后部第二横梁总成、所述电池箱框架辅助固定梁、蓄电池横梁依次焊接在所述车身后部第一侧总成以及所述车身后部第二侧总成之间；

步骤S3：在所述车身后部第一侧总成的底端以及所述车身后部第二侧总成的底端之间安装工艺梁。

7.根据权利要求6所述框架式车身后舱结构的焊接方法，其特征在于： 所述后部第一横梁总成焊接时，将套管和第一横梁在第一工装上装配后焊接，完成所述后部第一横梁总成的焊接。

8.根据权利要求6所述框架式车身后舱结构的焊接方法，其特征在于：将所述后部第二横梁总成焊接时，将第二横梁和加强斜梁在第二工装上装配，先焊接正面再焊接背面，且所述加强斜梁在所述第二横梁的两端对称焊接，完成所述后部第二横梁总成。

9.根据权利要求6所述框架式车身后舱结构的焊接方法，其特征在于： 所述车身后部第一侧总成的焊接顺序与所述车身后部第二侧总成的焊接顺序相同。

10.根据权利要求9所述框架式车身后舱结构的焊接方法，其特征在于：对所述车身后部第一侧总成焊接时，将第一纵梁总成、第一斜梁、第四纵梁总成、第二纵梁总成、第二竖梁总成、第二斜梁、第一竖梁总成、第三纵梁总成依次在第四工装上进行定位夹紧，再依次进行点焊固定。