JP5416471B2 - 車両フレーム部材の溶接方法および車両フレーム部材 - Google Patents
車両フレーム部材の溶接方法および車両フレーム部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5416471B2 JP5416471B2 JP2009110118A JP2009110118A JP5416471B2 JP 5416471 B2 JP5416471 B2 JP 5416471B2 JP 2009110118 A JP2009110118 A JP 2009110118A JP 2009110118 A JP2009110118 A JP 2009110118A JP 5416471 B2 JP5416471 B2 JP 5416471B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- frame member
- vehicle frame
- contact end
- flange portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
従来、車両フレーム部材の接合には、複数のハット状のフレーム部材をスポット溶接(またはリベット、クリンチ)等のいわゆる点溶接・点接合が用いられている。このような技術としては、例えば、特許文献1がある。
また、規則正しく圧潰が進む様にハット状のフレーム部材の断面形状を工夫したり、ハット状のフレーム部材中にテーパを設けたりして、フレーム部材の構造を改良することによって対応している。
そのため、衝突時のエネルギーを多く吸収させたい場合の対策手法として、材料や板厚、構造の適正化の他にレーザ溶接などにより接合を「点」から「連続」にすることによって衝突時のエネルギー吸収量を増加させる技術が開発されている。このような技術としては、例えば、特許文献2がある。
また、特許文献2のようにスポットに代えてレーザ溶接などにより接合を「点」から「連続」で行う場合には次のような問題がある。
(1)現行のスポット溶接部位を単純にレーザ溶接に置き換えた場合、レーザによる接合線が非常に細いため接合強度の確保ができず、衝突時のエネルギー吸収量も10〜15%しか向上しない。
(2)フロントサイドフレームなどの車両フレーム部材には防蝕のため亜鉛めっき鋼板が用いられているが、同重ね板組みの部位をレーザ溶接すると蒸気化した亜鉛がブローホールとして接合部内部に残留し、著しい強度低下を招く。
(3)従来のスポット溶接が「点」の接合であるのに対し、「連続」接合であるレーザ溶接を適用するとその入熱量が大きいため、著しい熱歪み変形が発生する。
はじめに、本発明に係る車両フレーム部材の溶接方法について説明する。
本発明に係る車両フレーム部材の溶接方法は、図1に示すように、幅方向の断面が略ハット状のフレーム部材1と、このフレーム部材1のフランジ部11と接合することにより閉断面を形成するパネル部材2とを溶接する車両フレーム部材3の溶接方法であって、前記パネル部材2と接触する前記フランジ部11の接触端部12から前記フランジ部11外側方向をマイナス(−)とし、前記接触端部12から屈曲して立ち上がる壁部13側方向をプラス(+)としたときに、溶接位置Pを、前記接触端部12を中心として±0mm≦P<+1.5mmの範囲内とし、前記壁部13に沿って連続溶接するものである。
また、溶接位置Pが+1.5mmを含んでプラス(+)寄り(つまり、溶接位置Pが接触端部12から+1.5mmを含んでフレーム部材1の接触端部12から屈曲して立ち上がる壁部13側方向寄り)であると、連続溶接した際に、フレーム部材1およびパネル部材2のうちの少なくとも一方が溶落ちてしまうおそれがある。
したがって、パネル部材2と接触するフランジ部11の接触端部12からフランジ部11外側方向をマイナス(−)とし、接触端部12から屈曲して立ち上がる壁部13側方向をプラス(+)としたときに、溶接位置Pを、接触端部12を中心として±0mm≦P<+1.5mmの範囲内、より確実には±0mm≦P≦+1.0mmの範囲内で壁部13に沿って連続溶接することとしている。
このような溶接機による連続溶接は、フレーム部材1側およびパネル部材2側のいずれから行ってもよいが、部材の立体形状に邪魔されないのでパネル部材2側から溶接した方が容易である。かかる連続溶接は、例えば、壁部13に当接して壁部13の形状に倣って溶接を行う所謂倣い溶接で行うことができる。また、溶接を行わないマスターワークを用意し、これをティーチング作業に用いる溶接で行うことができる。さらに、ロボットアームの動作を予めプログラミングしておき、プログラミングしたプログラムを実行することによって溶接を行うことでも可能である。
〔1〕試験材の作製
まず、図3(a)〜(c)に示す形状および寸法を有する試験材を作製した。試験材には板厚1.4mmのJSC590Rを使用した。その形状は、幅方向の断面が略ハット状のフレーム部材1で幅方向の最大寸法は115mmであり、長さは300mmであり、ハット状を呈する上部の幅寸法は70mm、高さは70mmであった。また、フレーム部材1の接触端部12をはじめとする角部には丸み(所謂アール)が設けられており、いずれもR3mmで形成した。なお、接触端部12から立ち上がる壁部13(図1参照)は3°の傾斜が付けられている。つまりフランジ部11(図1参照)と壁部13の形成する角度は93°となる。フレーム部材1とパネル部材2の溶接は、スポット溶接の場合は、図3(c)に示すように、30mmピッチで10箇所溶接し、連続溶接の場合は、一端部から他端部までを一繋がりとなるように連続して溶接した。このようにして形成した車両フレーム部材3の試験材の両端に、後記する測定内容に応じて、適宜衝撃時のエネルギー吸収量をはかるための板材(170mm×125mm)などを取り付けた。
前記した板材を取り付けた試験材に対して落錘試験を実施して、衝突時のエネルギー吸収量(%)の測定を行った。落錘試験は、時速50km/h吸収ストローク150mmという設定で算出した。図4にその結果を示す。ここで、図4の(a)は、スポット溶接単独で溶接したものであり、(b)は、フランジ部11の端部をマグ溶接とレーザ溶接の複合溶接にて連続溶接したものであり、(c)は、フランジ部11の中央をマグ溶接とレーザ溶接の複合溶接にて連続溶接したものであり、(d)は、接触端部12をマグ溶接とレーザ溶接の複合溶接にて連続溶接したものであり、(e)は、接触端部12をレーザ溶接単独で連続溶接したものである。なお、図4の縦軸は衝突時のエネルギー吸収量(%)を示す。
図4を見てわかるように、実施例に相当する(d)は、スポット溶接と比較して38.5%も衝突時のエネルギー吸収量が増大していた。
熱歪みの変形量の測定は、図5(a)に示すように、はじめにスポット溶接で4箇所仮止めした試験材(JSC590R、板厚1.4mm)のフランジ部11の中央(ギャップ0mm)をマグ溶接(アーク電流150A)とレーザ溶接(レーザ出力3.3kW)の複合溶接にて溶接速度170cm/minで連続溶接した場合と、図5(b)に示すように、はじめにスポット溶接で4箇所仮止めした試験材(JSC590R、板厚1.4mm)のフランジ部11の接触端部12(ギャップ0mm)をマグ溶接(アーク電流250A)とレーザ溶接(レーザ出力3.5kW)の複合溶接にて溶接速度250cm/minで連続溶接した場合とを、東京貿易株式会社製の非接触式3次元測定器 VECTORON VAR200Lで測定することにより行った。結果を図5に示す。
一方、実施例に相当するフランジ部11の接触端部12で連続溶接した場合の変形量[mm]は、フランジ部11近傍で最大0.73mm(図5(b)、(c)参照)となり、パネル部材2の一般部では最大0.53mm(図5(b)、(d)参照)となった。
実施例に相当する接触端部12近傍で連続溶接した場合、比較例に相当するフランジ部11の中央で連続溶接した場合と比較すると、フランジ部11近傍での変形量は−42%となり、一般部での変形量は−63%となった。
図6に示すように、パネル部材2と接触するフランジ部11の接触端部12からフランジ部11外側方向をマイナス(−)とし、接触端部12から屈曲して立ち上がる壁部13側方向をプラス(+)としたときに、+1.5mm、+1.0mm、+0.5mm、±0mm、−0.5mm、−1.0mm、−1.5mmの7箇所を狙い位置として溶接位置Pを設定し、図6の紙面奥行き方向に向かって、図5(b)に示す条件と同様の条件、すなわち、マグ溶接(アーク電流250A)とレーザ溶接(レーザ出力3.5kW)の複合溶接にて連続溶接した(溶接速度250cm/min)。なお、フレーム部材1およびパネル部材2はJSC590Rで作製した。各溶接位置Pで溶接した様子を同図中にその溶接位置とともに示す。なお、図6の溶接の様子を示す写真は横向きになっているが、これは図6の紙面奥行き方向に向かって溶接したものを横向きに掲載したものである。ブローホールの発生率は、破断面を写真撮影してブローホールの面積率を算出することによって算出した。
+1.0mmの溶接位置ではブローホールの発生率は0%であり、HAZ破断であった。+0.5mmの溶接位置ではブローホールの発生率は6.3%であり、HAZ破断であった。±0mmの溶接位置ではブローホールの発生率は15.4%であり、HAZ破断であった。これらは、ブローホールは発生しないか、発生しても非常に少なかったため接合強度を低下させるほどではなかった。
一方、−0.5mmの溶接位置ではブローホールの発生率は39.7%であり、シャー破断であった。−1.0mmの溶接位置ではブローホールの発生率は60.9%であり、HAZ破断であった。−1.5mmの溶接位置ではブローホールの発生率は55.6%であり、シャー破断であった。これらは、ブローホールが多く発生したため、接合強度が低下していることがわかった。
表1に示すように、パネル部材2と接触するフランジ部11の接触端部12からフランジ部11外側方向をマイナス(−)とし、接触端部12から屈曲して立ち上がる壁部13側方向をプラス(+)としたときにおける溶接位置Pが、接触端部12を中心として±0mm≦P<+1.5mmの範囲内、より確実には±0mm≦P≦+1.0mmの範囲内であれば、表1の判定の欄に示すように“○”すなわち合格(実施例)となり、溶接位置Pが前記した範囲を外れると“×”すなわち不合格(比較例)となった。
11 フランジ部
12 接触端部
13 壁部
2 パネル部材
3 車両フレーム部材
30 フロントバルクヘッド
31 フロントサイドフレーム
P 溶接位置
Claims (2)
- 幅方向の断面が略ハット状のフレーム部材と、このフレーム部材のフランジ部と接合することにより閉断面を形成するパネル部材とを溶接する車両フレーム部材の溶接方法であって、
前記フレーム部材および前記パネル部材は亜鉛めっき鋼板であり、
前記パネル部材と接触する前記フランジ部の接触端部から前記フランジ部外側方向をマイナス(−)とし、前記接触端部から屈曲して立ち上がる壁部側方向をプラス(+)としたときに、溶接位置Pを、前記接触端部を中心として+0.5mm≦P<+1.5mmの範囲内とし、前記壁部に沿って連続溶接することを特徴とする車両フレーム部材の溶接方法。 - 幅方向の断面が略ハット状のフレーム部材と、このフレーム部材のフランジ部と接合することにより閉断面を形成するパネル部材とを溶接した車両フレーム部材であって、
前記フレーム部材および前記パネル部材は亜鉛めっき鋼板であり、
前記パネル部材と接触する前記フランジ部の接触端部から前記フランジ部外側方向をマイナス(−)とし、前記接触端部から屈曲して立ち上がる壁部側方向をプラス(+)としたときに、溶接位置Pが、前記接触端部を中心として+0.5mm≦P<+1.5mmの範囲内であり、前記壁部に沿って連続溶接されていることを特徴とする車両フレーム部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009110118A JP5416471B2 (ja) | 2009-04-28 | 2009-04-28 | 車両フレーム部材の溶接方法および車両フレーム部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009110118A JP5416471B2 (ja) | 2009-04-28 | 2009-04-28 | 車両フレーム部材の溶接方法および車両フレーム部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010253545A JP2010253545A (ja) | 2010-11-11 |
JP5416471B2 true JP5416471B2 (ja) | 2014-02-12 |
Family
ID=43315084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009110118A Expired - Fee Related JP5416471B2 (ja) | 2009-04-28 | 2009-04-28 | 車両フレーム部材の溶接方法および車両フレーム部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5416471B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5154672B2 (ja) | 2011-05-24 | 2013-02-27 | Jfeスチール株式会社 | 自動車用骨格部品 |
JP6617443B2 (ja) * | 2015-06-22 | 2019-12-11 | マツダ株式会社 | 金属部材の溶接方法 |
CN107398624A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-28 | 首都航天机械公司 | 一种适用于大直径输送管弹上焊接的焊接接头及焊接方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0732176A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-02-03 | Mazda Motor Corp | ビーム溶接部材の製造方法 |
JP3222275B2 (ja) * | 1993-07-13 | 2001-10-22 | マツダ株式会社 | ビーム溶接部材の製造方法 |
JP3491701B2 (ja) * | 1994-03-08 | 2004-01-26 | 本田技研工業株式会社 | 構造部材 |
ATE164104T1 (de) * | 1994-09-23 | 1998-04-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum verschweissen von werkstücken |
JP2000326078A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | 溶接方法 |
US6794603B1 (en) * | 2003-03-03 | 2004-09-21 | Dana Corporation | Laser joint welding metal material |
JP2004298903A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Daihen Corp | レーザ照射アーク溶接方法 |
JP5326582B2 (ja) * | 2009-01-08 | 2013-10-30 | マツダ株式会社 | レーザー溶接とスポット溶接を併用した車体構造、及びその製造方法 |
-
2009
- 2009-04-28 JP JP2009110118A patent/JP5416471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010253545A (ja) | 2010-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8350185B2 (en) | Laser welding method for steel sheet | |
KR101455953B1 (ko) | 이종 금속 접합 방법 | |
US8276954B2 (en) | Bumper system | |
JP5154672B2 (ja) | 自動車用骨格部品 | |
JP6443319B2 (ja) | 重ねレーザスポット溶接継手および該溶接継手の製造方法 | |
JP2002079388A (ja) | 軸圧潰時の衝撃吸収に優れた衝撃吸収部材のレーザ溶接方法 | |
JP5466632B2 (ja) | 異材接合方法 | |
JP5416471B2 (ja) | 車両フレーム部材の溶接方法および車両フレーム部材 | |
JP5131810B2 (ja) | クラッシュボックス及びその製造方法 | |
JP6299702B2 (ja) | 自動車用骨格部品および自動車用骨格部品の製造方法 | |
JP6729192B2 (ja) | 溶接継手及びその製造方法 | |
CN106809153B (zh) | 机动车辆的保险杠单元 | |
JP2012206156A (ja) | ブームとブームの溶接方法 | |
JP2015212205A (ja) | ブームおよびその溶接方法 | |
JP2006142917A (ja) | 衝撃吸収特性に優れた衝撃吸収部材およびその溶接方法 | |
JP4344221B2 (ja) | 亜鉛めっき鋼板の重ねレーザ溶接方法および重ね溶接した亜鉛めっき鋼板の溶接継手 | |
JP5730139B2 (ja) | 鋼材の突合わせ溶接方法 | |
JP6260421B2 (ja) | 溶接構造体の製造方法 | |
JP2002079387A (ja) | 重ね継手のレーザ溶接方法 | |
JP2012206848A (ja) | ブームおよびその溶接方法 | |
JP2004276031A (ja) | 曲げ成形部材及びその製造方法 | |
JP2018108602A (ja) | 重ねレーザスポット溶接継手および該溶接継手の製造方法 | |
JP4016911B2 (ja) | 高張力鋼のレーザ溶接方法 | |
WO2023157424A1 (ja) | 重ね溶接継手、自動車用骨格部材、及び重ね溶接継手の製造方法 | |
JP5600652B2 (ja) | 異種金属接合方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120522 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130702 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5416471 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |