CN109746574A - 焊接方法和拐角接合部件 - Google Patents

Abstract

本公开提供了能够在有效地防止板的不对准的同时将板焊接在一起的焊接方法。在该焊接方法中，对以L形靠着彼此对接的第一板状构件与第二板状构件进行焊接以形成拐角接合部。该焊接方法包括板加工步骤和焊接步骤。在板加工步骤中，对板状材料进行加工以形成第一板状构件和第二板状构件。在焊接步骤中，将第一板状构件与第二板状构件以L形靠着彼此对接，然后在第一平坦部和第二平坦部与第一突出部和第二突出部彼此啮合时将第一板状构件与第二板状构件焊接在一起。

Description

焊接方法和拐角接合部件

技术领域

本公开涉及焊接方法。特别地，本公开涉及用于对拐角接合部进行焊接的方法。

背景技术

在日本未经审查的专利申请公报No.2017-148858中公开的焊接方法包括将两个板以L形靠着彼此对接并将对接部焊接以形成拐角接合部。

发明内容

本发明人已经发现了以下问题。通过这种焊接方法所焊接的焊接产品的板有时候不对准。这种不对准的可能的原因之一在于一个板的端部表面与另一个板的端部的主前表面之间的直接对接。

本公开使得能够在有效地防止板的不对准的同时将板焊接在一起。

根据本公开的用于将以L形靠着彼此对接的第一板状构件与第二板状构件焊接在一起以形成拐角接合部的方法，

第一板状构件包括靠着第二板状构件对接的第一对接部，

第一对接部包括第一平坦部和从第一平坦部沿第一板状构件靠着第二板状构件对接的方向突出的第一突出部，

第二板状构件包括靠着第一板状构件对接的第二对接部，并且

第二对接部包括第二平坦部和从第二平坦部沿第二板状构件靠着第一板状构件对接的方向突出的第二突出部。该方法包括：

板加工步骤，在板加工步骤中，对板状材料进行加工以形成第一板状构件和第二板状构件，使得当第一对接部与第二对接部靠着彼此对接时，第一平坦部和第二平坦部与第一突出部和第二突出部彼此啮合；以及

焊接步骤，在焊接步骤中，将第一板状构件与第二板状构件以L形靠着彼此对接并且在第一平坦部和第二平坦部与第一突出部和第二突出部彼此啮合时将第一板状构件与第二板状构件焊接在一起。

通过这种构型，在第一平坦部和第二平坦部与第一突出部和第二突出部彼此啮合时，第一板状构件与第二板状构件被焊接在一起。因此，可以有效地防止第一板状构件与第二板状构件相对于彼此的移动。即，第一板状构件与第二板状构件在其间的不对准减少的情况下被焊接在一起。

在根据本公开的焊接方法中，在板加工步骤中，板状材料被加工成使得：第一突出部从第一平坦部突出的突出长度比第二板状构件的厚度大，或者第二突出部从第二平坦部突出的突出长度比第一板状构件的厚度大。

通过这种构型，一个板状构件的对接部的突出部的突出长度比另一个板状构件的厚度大。因此，在焊接步骤中的熔融量是充足的。因此，可以在板之间的不对准减少的情况下提高焊接精度。

根据本公开的拐角接合部件包括拐角接合部。

拐角接合部包括第一板状构件和第二板状构件，

第一板状构件与第二板状构件以L形靠着彼此对接，

第一板状构件与第二板状构件靠着彼此对接的部分包括多个焊接部和凹陷部，并且

凹陷部设置在所述多个焊接部之间。

通过这种构型，在拐角接合部形成之前，第一板状构件与第二板状构件以L形靠着彼此对接，然后在第一平坦部和第二平坦部与第一突出部和第二突出部彼此啮合时被焊接在一起。在第一平坦部和第二平坦部与第一突出部和第二突出部彼此啮合时，第一板状构件与第二板状构件被焊接在一起。因此，第一板状构件与第二板状构件可以在其间的不对准减少的情况下被焊接在一起。第一板状构件与第二板状构件的啮合的相邻突出部实际上彼此没有紧密接触，其中，在相邻的突出部之间具有预定的空间。当啮合的第一板状构件与第二板状构件被焊接在一起时，可以形成拐角接合部，同时通过这些空间吸收热应力。这些空间中的一些空间在焊接之后仍然存在而形成凹陷部。即，可以在有效地减少热应力的影响的同时进行焊接。

此外，所述多个焊接部的焊接长度的总和可以超过第一板状构件与第二板状构件靠着彼此对接的部分的长度的50％。

通过这种构型，所述多个焊接部的焊接长度的总和超过未焊接部的长度的总和，即，在第一板状构件与第二板状构件靠着彼此对接的部分处的未焊接长度的总和。因此，可以在实现有利的机械强度并且有效地减少热应力的影响的同时进行焊接。

本公开使得能够在有效地防止板的不对准的同时将板焊接在一起。

本公开的以上和其他的目的、特征和优点将通过下文所给出的详细的描述和附图变得更充分地理解，附图仅作为例证给出并且因此不应被视为限制本公开。

附图说明

图1是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的立体图；

图2是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的放大的立体图；

图3是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的放大的正视图；

图4是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的立体图；

图5是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的立体图；

图6是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的放大的立体图；

图7是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的立体图；

图8是示出了根据第一实施方式的焊接方法的一个步骤的放大的立体图；

图9是拐角接合部件的主要部分的横截面图；

图10是拐角接合部件的主要部分的横截面图；以及

图11是示出了根据第一实施方式的焊接方法的修改的示例的一个步骤的立体图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开所应用的具体实施方式进行详细的描述。然而，本公开不限于以下实施方式。以下的描述和附图被适当地简化以使描述变得清楚。在图1至图11中，右手xyz三维坐标被限定。

[第一实施方式]

将参照图1至图3对根据第一实施方式的焊接方法进行描述。

如图1和图2中所示，一种或两种板状材料(未示出)被加工以形成板状构件W10(也被称为第一板状构件)和板状构件W20(也被称为第二板状构件)(板加工步骤ST1)。各种加工方法可以被作为加工方法使用。例如，使用激光或工业刀片的加工方法可以被使用。表面加工方法可以被适当地使用。板状构件W10和板状构件W20由可以被焊接或结合的材料制成。这种材料的示例包括Fe、Al、Mg及其合金。具体地，热钢板或冷钢板可以被用作板状构件W10和W20。

更具体地，在稍后将进行描述的焊接步骤ST2中，板状材料(未示出)被加工成使得：当对接部W10b与对接部W20b靠着彼此对接时，平坦部W10c、平坦部W20c、突出部W10d和突出部W20d彼此啮合。

板状构件W10包括板状主体W10a和连接至主体W10a的对接部W10b。对接部W10b包括平坦部W10c和从平坦部W10c突出的突出部W10d。应当指出的是，夹置在两个突出部W10d之间的平坦部W10c用作从突出部W10d凹陷的凹陷部。主体W10a包括基准孔W10e，基准孔W10e可用作该步骤中以及该步骤之前和之后所需的位置基准。

板状构件W20包括板状主体W20a和连接至主体W20a的对接部W20b。对接部W20b包括平坦部W20c和从平坦部W20c突出的突出部W20d。应当指出的是，夹置在两个突出部W20d之间的平坦部W20c用作从突出部W20d凹陷的凹陷部。主体W20a包括基准孔W20e，基准孔W20e可用作该步骤中以及该步骤之前和之后所需的位置基准。

如图3中所示，板状构件W20的突出部W20d从平坦部W20c突出的突出长度TT2优选地比板状构件W10的厚度t10(见图1)大。突出长度TT2优选地被限制于预定的长度，使得在稍后将进行描述的焊接步骤ST2中所要求的可焊性可以被实现。突出部W20d优选地从平坦部W20c倾斜地突出。从平坦部W20c与突出部W20d之间的边界沿板状构件W20的纵向方向至突出部W20d的前端部的渐缩长度TW2被预先确定。因此，在稍后将进行描述的焊接步骤ST2中，当对接部W10b与对接部W20b靠着彼此对接时，突出部W20d与突出部W10d实际上彼此没有紧密接触，其中，在突出部W20d与突出部W10d之间具有预定的空间。当突出部W20d从平坦部W20c倾斜地突出时，与突出部W20d从平坦部W20c几乎竖向地突出的情况相比，应力集中较低。

像突出部W20d那样，突出部W10d从平坦部W10c突出的突出长度优选地比板状构件W20的厚度大。像突出部W20d那样，突出部W10d优选地从平坦部W10c倾斜地突出。此外，像突出部W20d那样，突出部W10d从平坦部W10c突出的突出长度优选地被限制于预定的长度，使得在稍后将进行描述的焊接步骤ST2中所要求的可焊性可以被实现。

接着，将板状构件W10与板状构件W20以L形靠着彼此对接。因而，在平坦部W10c、平坦部W20c、突出部W10d和突出部W20d彼此啮合时，板状构件W10与板状构件W20被焊接在一起(焊接步骤ST2)。

更具体地，首先，将板状构件W10与板状构件W20以L形靠着彼此对接，从而使平坦部W10c、平坦部W20c、突出部W10d和突出部W20d彼此啮合。因此，对接部W10b靠着板状构件W20对接。突出部W10d沿板状构件W10靠着板状构件W20对接的方向(例如，Y轴线负方向)从平坦部W10c突出。对接部W20b靠着板状构件W10对接。突出部W20d沿板状构件W20靠着板状构件W10对接的方向(例如，Z轴正方向)从平坦部W20c突出。

接着，已经靠着彼此对接的对接部W10b与对接部W20b被焊接在一起。各种焊接方法可以被作为焊接方法使用。例如，可以使用激光焊接方法。当使用激光焊接方法时，在已经靠着彼此对接的对接部W10b与对接部W20b之间的边界处和该边界附近，突出部W10d和W20d被激光照射而以使得形成多个焊接部的方式对对接部W10b和W20b进行焊接。例如，相邻的突出部W10d和W20d优选地彼此间隔开预定的距离。所述多个焊接部可以例如像针脚那样设置。

以这种方式，在平坦部W10c和W20c与突出部W10d和W20d彼此啮合时，对接部W10b和W20b被焊接在一起。因此，在板状构件W10和W20被限制分别沿下述方向移动的同时板状构件W10和W20被焊接在一起：对接部W10b和W20b的纵向方向(在这种情况下为X轴方向)、板状构件W10靠着板状构件W20对接的方向或相反的方向(在这种情况下为Y轴方向)、以及板状构件W20靠着板状构件W10对接的方向或相反的方向(在这种情况下为Z轴方向)。即，在有效地防止板状构件W10和W20相对于彼此移动的同时板状构件W10和W20被焊接在一起。换句话说，板状构件W10和W20在其间的不对准减少情况下被焊接在一起。(焊接方法的一个具体示例)

接着，将参照图4至图6对上述焊接方法的示例进行描述。上述焊接方法的一个示例包括将板状构件W10和W20的一个示例焊接以形成管状体。

如图4中所示，板状材料(未示出)被激光束L0照射以对板状材料进行切割(板加工步骤ST21)。然后，形成了板状构件W210和板状构件W220(见图5)，其中，板状构件W210是板状构件W10(见图1)的示例，板状构件W220是板状构件W20(见图1)的示例。板状构件W210靠着板状构件W240以L形对接并且连接至板状构件W240。此外，板状构件W220靠着板状构件W230以L形对接并且连接至板状构件W230。

接着，如图5和图6中所示，板状构件W210与板状构件W220以L形靠着彼此对接。然后，板状构件W230与板状构件W240以L形靠着彼此对接，使得板状构件W210、W220、W230和W240被设置成形成具有方形横截面的管状体。板状构件W210的平坦部W210c和突出部W210d与板状构件W220的平坦部W220c和突出部W220d彼此啮合。在相邻的突出部W210d与突出部W220d之间具有预定的空间。该空间的宽度SP1和SP2中的每个宽度被预先确定。

如图7和图8中所示，在平坦部W210c、平坦部W220c、突出部W210d和突出部W220d彼此啮合时，位于对接部W210b与对接部W220b之间的边界或边界附近被激光束L1照射以将对接部W210b和W220b焊接在一起(焊接步骤ST22)。具体地，突出部W210d和W220d被激光照射以使突出部W210d和突出部W220d的前缘熔融并且使位于对接部W210b与对接部W220b之间的边界熔融。熔池固化并且在对接部W210b与对接部W220b之间形成焊接部，使得对接部W210b与对接部W220b联接至彼此。在对接部W210b和对接部W220b处以虚线或像针脚那样形成并设置有多个焊接部。

如上所述，在平坦部W210c、平坦部W220c、突出部W210d和突出部W220d彼此啮合时，板状构件W210和W220被焊接在一起。即，在有效地防止了板状构件W210和W220相对于彼此移动的同时板状构件W210和W220被焊接在一起。换句话说，板状构件W210和W220在其间的不对准减少的情况下被焊接在一起。此外，位于相邻的突出部W210d与突出部W220d之间的空间保持其宽度SP1和SP2。为此，由于焊接而可能发生在对接部W210b和对接部W220b中的热应力被吸收在相邻的突出部W210d与突出部W220d之间的空间中。因此可以减少热应力的影响从而有效地防止板状构件W210与板状构件W220之间的不对准并将板状构件W210与板状构件W220焊接在一起。突出部W210d和W220d的至少一部分被焊接而形成焊接部W211。位于相邻的突出部W210d与突出部W220d之间的空间的剩余部分对应于凹陷部W212。

此外，板状构件W230和板状构件W240可以以与在上述的板加工步骤ST21中加工板状构件W210和W220的方式类似的方式被加工，然后以与在焊接步骤ST22中处理板状构件W210和W220的方式类似的方式被焊接在一起。拐角接合部件P10可以通过这种焊接而形成。同样地，板状构件W210靠着板状构件W240对接的部分和板状构件W220靠着板状构件W230对接的部分可以以与在板加工步骤ST21中加工板状构件W210和W220的方式类似的方式被加工，然后以与在焊接步骤ST22中处理板状构件W210和W220的方式类似的方式被焊接在一起。

(拐角接合部件的示例)

接着，将对拐角接合部件P10进行描述。

如图7至图10中所示，拐角接合部件P10包括拐角接合部P1。拐角接合部P1形成在以L形靠着彼此对接的板状构件W210与板状构件W220之间的部分处。对接部W210b和W220b包括多个焊接部W211和凹陷部W212。凹陷部W212设置在所述多个焊接部W211之间。所述多个焊接部W211的焊接长度LW1的总和可以超过靠着彼此对接的对接部W210b和W220b的总长度的50％。

如上所述，在拐角接合部P1形成之前，板状构件W210和W220以L形靠着彼此对接，然后在平坦部W210c和W220c与突出部W210d和W220d彼此啮合时将板状构件W210和W220焊接在一起。因此，在有效地防止了板状构件W210和W220相对于彼此移动的同时板状构件W210和W220被焊接在一起。换句话说，板状构件W210和W220在其间的不对准减少的情况下被焊接在一起。此外，在啮合的板状构件W210和W220中，相邻的突出部W210d和W220d实际上彼此没有紧密接触，其中，在相邻的突出部W210d和W220d之间具有预定的空间。当啮合的板状构件W210和W220被焊接在一起时，拐角接合部P1可以在通过这些空间吸收热应力的同时被形成。这些空间中的一些空间在焊接之后仍然存在而形成凹陷部W212。凹陷部W212和焊接部W211有效地防止残余应力发生。即，可以在有效地防止残余应力发生的同时进行焊接。

此外，多个焊接部W211的焊接长度LW1的总和可以超过板状构件W210与W220靠着彼此对接的部分的总长度的50％。在这种情况下，所述多个焊接部W211的焊接长度LW1的总和超过未焊接部的长度的总和，即，板状构件W210与W220靠着彼此对接的部分处的未焊接长度的总和。因此，可以在实现有利的机械强度并有效地减少热应力的影响的同时进行焊接。

拐角接合部件P10可以用于多种产品。拐角接合部件P10可以用于例如车辆的车身结构等。拐角接合部件P10可以是与具有方形横截面的管状体不同的形状，只要其包括拐角接合部即可。例如，拐角接合部件P10可以是具有三角形或多边形形状的横截面的管状体，或者可以是L形或U形角度。

应当指出的是，本公开不限于上述实施方式。可以在不背离本发明的精神的情况下对本公开做出改变。例如，如图11中所示，在根据第一实施方式的上述焊接方法的一个具体示例中的焊接步骤ST22(见图5和图6)中，可以使用粗略引导件9将板状构件W210与板状构件W220以L形靠着彼此对接。粗略引导件9设置在板状构件W220的在板状构件W220的纵向方向上的两个端部处。粗略引导件9是从板状构件W220的下端部向上延伸的板状体。粗略引导件9包括从板状构件W220的上端部沿在板状构件W220的纵向方向上离开板状构件W220的方向延伸的上部部分9a。板状构件W210由于其自身的重量沿着粗略引导件9落下，然后以L形靠着板状构件W220对接。当板状构件W210靠着板状构件W220对接时，突出部W210d与突出部W220d之间的空隙优选地被调节成使得平坦部W210c和W220c与突出部W210d和W220d彼此确定地啮合。这种调节是优选的，这是因为平坦部W210c和W220c与突出部W210d和W220d可以平滑地彼此啮合。

通过以此描述的本公开，明显的是，本公开的实施方式可以以许多方式被改变。这些改型不被认为是背离本公开的精神和范围，并且对本领域普通技术人员来说明显的所有这些修改旨在包括于所附权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种用于将以L形靠着彼此对接的第一板状构件与第二板状构件焊接在一起以形成拐角接合部的方法，

所述第一板状构件包括靠着所述第二板状构件对接的第一对接部，

所述第一对接部包括第一平坦部和从所述第一平坦部沿所述第一板状构件靠着所述第二板状构件对接的方向突出的第一突出部，

所述第二板状构件包括靠着所述第一板状构件对接的第二对接部，并且

所述第二对接部包括第二平坦部和从所述第二平坦部沿所述第二板状构件靠着所述第一板状构件对接的方向突出的第二突出部，所述方法包括：

板加工步骤，在所述板加工步骤中，对板状材料进行加工以形成所述第一板状构件和所述第二板状构件，使得当所述第一对接部与所述第二对接部靠着彼此对接时，所述第一平坦部和所述第二平坦部与所述第一突出部和所述第二突出部彼此啮合；以及

焊接步骤，在所述焊接步骤中，将所述第一板状构件与所述第二板状构件以L形靠着彼此对接并且在所述第一平坦部和所述第二平坦部与所述第一突出部和所述第二突出部彼此啮合时将所述第一板状构件与所述第二板状构件焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述板加工步骤中，所述板状材料被加工成使得：所述第一突出部从所述第一平坦部突出的突出长度变得比所述第二板状构件的厚度大，或者所述第二突出部从所述第二平坦部突出的突出长度变得比所述第一板状构件的厚度大。

3.一种包括拐角接合部的拐角接合部件，其中，

所述拐角接合部包括第一板状构件和第二板状构件，

所述第一板状构件与所述第二板状构件以L形靠着彼此对接，

所述第一板状构件与所述第二板状构件靠着彼此对接的部分包括多个焊接部和凹陷部，并且

所述凹陷部设置在所述多个焊接部之间。

4.根据权利要求3所述的拐角接合部件，其中，

所述多个焊接部的焊接长度的总和超过所述第一板状构件与所述第二板状构件靠着彼此对接的部分的长度的50％。