专利名称：一种适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构及焊接方法
技术领域：
本发明涉及汽车车身结构领域，具体描述为汽车车身的骨架结构件，如车身梁结构、车身地板结构等。
背景技术：
目前，激光焊接在车身焊接领域已有较多地应用，如车身侧围、顶盖、门盖、地板等的焊接。采用激光焊接，不仅能提高连接质量、焊接速度，并能提高车身的装配精度。车身上常用的激光焊接接头有对接、搭接和角接等型式。车身零件多数采用有镀锌层的高强钢，以提高其抗腐蚀能力。采用搭接接头时，镀锌层的存在对激光焊接有一定的影响，因为焊接过程中，锌蒸气会破坏熔池的稳定性，影响焊接质量。而采用对接接头能消除锌蒸气的影响，这相对采用搭接接头焊接有明显的优势。但采用对接接头型式焊接对工件的对接精度要求 很高，这与激光束的焦点直径有关。激光束的焦点直径通常为0. 6mm，为使得有足够的激光束能量作用于工件，要求工件对接时保证对接间隙在允许值之内。在实际生产中，车身零件常采用冲压件，冲压后存在的回弹变形使得零件在对接焊接时产生错边，影响焊接质量，从而需要施加力来纠正零件错边。
发明内容
为了保证汽车车身结构的焊缝处的对接精度且提高汽车车身的整体强度，本发明旨在提供一种适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，其结构特点是，包括开口向下的槽钢状的上冲压件和开口向上的槽钢状的下冲压件，该上冲压件和下冲压件对接组成的前后端开口的盒体，所述盒体内设有防止上冲压件和下冲压件的焊缝处焊接时内凹的防变形构件。为了实现限定焊缝处焊接时内凹，所述防变形构件的左、右两端与上冲压件和下冲压件的对接焊缝相连。作为一种具体结构例子，所述防变形构件优选为多个十字形结构件，所述多个十字形结构件的上下臂分别与上冲压件和下冲压件相连，该多个十字形结构件的左右臂分别与上冲压件和下冲压件的对接焊缝相连。当然，防变形构件也可以为其它结构形式，如丰字形构件等，所述防变形构件还可以为与盒体内壁形状相配合的泡沫铝，即采用泡沫铝直接做成与盒状结构件内壁完全贴合的构件。本发明中，所述上冲压件和下冲压件的对接焊缝的对接间隙小于0. 2mm，且上冲压件和下冲压件的错边量小于0. 3mm。进一步地，本发明还提供了一种适用于汽车盒状结构的激光对接焊接车身结构的方法，将如上所述适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构的焊缝外侧设有夹紧装置，激光焊接过程中，先焊接焊缝上没有施加夹紧力的部分，然后撤离夹紧装置，再焊接没有施焊的焊缝部分。
以下以防变形构件为十字形结构件为例，详细介绍一下本发明。一种适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，它包括一个盒状结构件和若干个十字形结构件，可适用于车身上的梁结构及地板结构等，盒状结构件由上、下两部分通过激光对接焊接而成，焊接前，将十字形结构件置于盒状结构件之内，十字形结构件的上、下端面分别与盒状结构件的上、下两部分的内表面贴合，用于高度方向的定位。十字形结构件的左、右两端面分别与盒状结构件的上、下两部分的左、右内表面贴合，用于宽度方向的定位。然后通过施加夹紧力将十字形结构件固定在盒状结构件之内，最后利用激光将两者焊接成一个整体。所述的十字形结构件的个数可根据盒状结构件结构的长短来增减，保证在夹紧时盒状结构件的上、下两部分的对接间隙及错变量满足要求。 所述的十字形结构件的上、下端面分别与盒状结构件的上、下两部分的内表面贴合，用于高度方向的定位。所述的十字形结构件的左、右两端面分别与盒状结构件的上、下两部分的左、右内表面贴合，用于宽度方向的定位。所述上冲压件和下冲压件的焊缝外侧在焊接时在焊接过程中，对所述盒状结构件施加夹紧力，施加夹紧力的位置为十字形结构件对应的位置，并保证夹紧后，盒状结构件的上、下两部分的对接间隙小于0. 2mm，且错边量小于0. 3mm。在激光焊接过程中，焊缝为盒状结构件的上、下两部分的对接位置，焊接顺序为先焊接没有施加夹紧力的部分，然后撤离左右施加夹紧力的装置，将没有施焊的部分再焊接起来。采用上述设计方案之后，对定位好的盒状结构件的上、下两部分施加夹紧力，保证对接间隙与错边量，然后利用激光将盒状结构件的上、下两部分及十字形结构件焊接成一个整体。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明焊缝处的对接精度高，且能够快速地完成盒状结构件的定位，保证激光对接焊时的对接精度，并能增强梁的强度。以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
图I是本发明一种实施例的结构原理图；图2是图I去掉盒状结构件上冲压件后的结构图；图3是本发明所述防变形构件与盒状结构件贴合处的截面图；图4是本发明所述焊缝所在的位置示意图；图5是采用泡沫铝构件作为防变形构件时的示意图；图6是本发明在车身上应用的另一实例图。
具体实施例方式一种适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，如图I所示，包括开口向下的槽钢状的上冲压件I和开口向上的槽钢状的下冲压件2，该上冲压件I和下冲压件2对接组成的前后端开口的盒体，所述盒体内设有防止上冲压件I和下冲压件2的焊缝4处焊接时内凹的防变形构件3。所述防变形构件3为若干个十字形结构件，上冲压件I、下冲压件2和防变形构件3三部分通过激光焊接形成一个整体，图4所示为焊缝4所在的位置。
所述的十字形结构件3用于盒状结构件上冲压件I和下冲压件2两部分的定位和夹紧。所述的盒状结构件的上、下两部分为薄板冲压件，由于存在冲压回弹，所以两者对接时会产生错边和间隙，而通过十字形结构件的定位和外界施加夹紧力，能消除其对接间隙和错边。在定位时，十字形结构件3的上下两个端面分别与盒状结构件的上冲压件I和下冲压件2两部分的内表面贴合，用于高度方向的定位；十字形结构件3的左、右两端面分别与盒状结构件的上冲压件I和下冲压件2两部分的左、右内表面贴合，用于宽度方向的定位，如图3所示。定位好之后，再在十字形结构件3所在的位置施加夹紧力，保证盒状结构件的上、下两部分的对接间隙和错边都在允许的范围之内。 在施焊过程中，先将没有施加夹紧力的部位即未安放十字形结构件的部位焊接起来。然后撤除夹紧装置，将安放十字形结构件的部位焊接起来。由于十字形结构件3左右两端面与上冲压件I和下冲压件2两部分的内表面紧密贴合，相当于与盒状结构件搭接焊，因此可以将十字形结构件3与盒状结构件焊接为一个整体。同时，十字形结构件3置于盒状结构件之内，增加了整个结构的强度。上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
权利要求
1.一种适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，其特征是，包括开口向下的槽钢状的上冲压件(I)和开口向上的槽钢状的下冲压件(2)，该上冲压件(I)和下冲压件(2)对接组成的前后端开口的盒体，所述盒体内设有防止上冲压件(I)和下冲压件(2)的焊缝(4)处焊接时内凹的防变形构件(3)。
2.根据权利要求I所述的适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，其特征是，所述防变形构件(3)的左、右两端与上冲压件(I)和下冲压件(2)的对接焊缝(4)相连。
3.根据权利要求I或2所述的适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，其特征是，所述防变形构件(3)为多个十字形结构件，所述多个十字形结构件的上下臂分别与上冲压件(I)和下冲压件(2)相连，该多个十字形结构件的左右臂分别与上冲压件(I)和下冲压件⑵的对接焊缝⑷相连。
4.根据权利要求I或2所述的适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，其特征是，上冲压件⑴和下冲压件⑵的对接焊缝的对接间隙小于O. 2mm，且上冲压件⑴和下冲压件(2)的错边量小于O. 3mm。
5.根据权利要求I或2所述的适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构，其特征是，所述防变形构件(3)为与盒体内壁形状相配合的泡沫铝。
6.一种适用于汽车盒状结构的激光对接焊接车身结构的方法，其特征在于，将如权利要求I 5之一所述适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构的焊缝(4)外侧设有夹紧装置，激光焊接过程中，先焊接焊缝(4)上没有施加夹紧力的部分，然后撤离夹紧装置，再焊接没有施焊的焊缝部分。
全文摘要
本发明公开了一种适用于盒状结构的激光对接焊的车身结构及焊接方法，属于汽车车身结构领域。为了提高汽车车身的整体强度，所述车身结构包括开口向下的槽钢状的上冲压件和开口向上的槽钢状的下冲压件，该上冲压件和下冲压件对接组成的前后端开口的盒体，所述盒体内设有防止上冲压件和下冲压件的焊缝处焊接时内凹的防变形构件。本发明焊缝处的对接精度高，且能够快速地完成盒状结构件的定位，保证激光对接焊时对接精度，并能增强梁的强度。
文档编号B62D25/00GK102627123SQ20121012418
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者张屹, 蔡兴, 谭力鹏, 陈根余 申请人:湖南大学