车身构件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于机动车的车身构件，车身构件由至少两块在凸缘区域内通过激光焊接连接的金属板构成，金属板在凸缘区域内具有曲率半径，两块金属板在激光焊接的区域内具有相反的曲率半径。通过本实用新型的技术方案，在焊接过程中不管是构件误差还是自动焊接机误差都不影响激光焊缝的质量；另外，不发生或仅仅减弱地发生排气问题。
【专利说明】车身构件
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于机动车的车身构件。
【背景技术】
[0002] 在镀锌板材的激光焊接过程中，例如在汽车工业用的车身构件的制造过程中经常 出现问题。如此在这样的钢板上很难焊出高质量的焊缝，锌在焊接过程中应该首先熔化并 且部分地蒸发，其中产生的汽泡干扰在正在产生的焊缝中产生的钢熔池。这样例如在焊缝 中形成凹穴、浮渣和其他不规则性。这个问题还以"排气问题"为众人所知并且同样会在其 他的涂层中出现。
[0003] 由DE-PS3812448C1公知如下：为了解决所述排气问题如此地构造两块涂层的薄 板的连接区域，即两块薄板沿着焊缝以不同的但却同向的曲率半径相碰以及焊缝的两端彼 此间隔开。但是这个方案仅仅适合于薄板，即尽管具有弯度但在焊接时具有足以被压在一 起的柔韧性的板材。
[0004] 在DE102008038372A1中提出：使直的板材在激光焊接过程中以2至8度的夹角相 碰。为了构成所需要的夹角，这一点以板材在需相应地焊接的位置上确实是直线延伸为前 提条件。这经常不是这种情况或限制结构的可能性。
[0005] 又由EP1440761A1公知如下：为了构成排气道，使需焊接的板材中的至少一块的 边缘构造有齿。但是这需要特殊的工具以及为了防止以后能够看到所述齿必须对产生的焊 缝进行修整。 实用新型内容
[0006] 因此本实用新型的目的在于，提供一种板材的可选的设计方案，该设计方案一方 面无需对焊缝进行较大的修整就可解决排气问题且同时同样适合于刚性的构件。
[0007] 这个目的通过本实用新型阐释的用于机动车的车身构件得以实现，该车身构件由 至少两块在凸缘区域内通过激光焊接连接的金属板构成，金属板在凸缘区域内具有曲率半 径，两块金属板在激光焊接的区域内具有相反的曲率半径。
[0008] 优选地，至少一块金属板为镀锌的金属板。
[0009] 优选地，其中一块金属板构造成支承件。
[0010] 优选地，支承件为管状支承件。
[0011] 优选地，管状支承件是液压成形件。
[0012] 优选地，支承件由钢材构成。
[0013] 优选地，两块金属板之一为车身的外表板材。
[0014] 优选地，车身构件为框架结构。
[0015] 优选地，框架结构为车身的侧壁的组成部分。
[0016] 根据本实用新型认识如下：如果曲率半径相反的话，在焊接过程中不管是构件误 差还是自动焊接机误差都不影响激光焊缝的质量。另外，不发生或仅仅减弱地发生排气问 题，因为现在通过由相反的曲率半径形成的"开口"始终能够排气。
[0017] 半径或多或少地可以自由地事先给定，这样使得设计和加工优化的方案成为可 能。曲率半径不必涉及整个构件，而是自然仅仅涉及需焊接的区域。在这个小的区域之外 构件可以具有任何形状。
[0018] 因此原则上只需在压紧辊与激光器之间的区域内保障所述曲率半径。
[0019] 但是为了对构件的变动进行平衡，推荐如下：曲率半径同样相应地存在于这个区 域之外或在这个区域之外延伸，这样由于通过相反的曲率半径造成的开口的原因各个构件 或金属板始终以适合于焊接的方式贴靠在一起并且同时构成排气口。
[0020] 如果半径符合公式l/22mm < 1/R1 + 1/R2 < l/90mm的话，实现特别良好的结果。
[0021] 这个公式与在汽车工业中使用的标准焊接机头相关。同时，半径取决于压紧辊到 激光器的距离。如果压紧位置与激光器之间的距离发生变动的话，公式必须相应地调整。通 常压紧辊与激光焊接机头之间的距离为5至6_。
[0022] 通过压紧辊的区域内的如此现有的两个圆形几何形状的互相配合以及在约5至 6mm的距离内起作用的激光射束，自动产生所需的、正好处于焊接规范内的气体排出间隙。 这意味着：这个气体排出间隙不会过大到导致激光器将需焊接的材料切断。与此相反，过小 的间隙则导致向上排气。
[0023] 本实用新型的中心思想特别适合于构件，在这些构件中两块金属板之一为由设计 决定的高刚性的金属板而另一块金属板为由设计决定的软的金属板。此处存在的问题：高 刚性的金属板不会在焊接过程中被压紧辊"移动"，只有软的板材被拉向或压向刚性的板 材。
[0024] 在这种情况下，高刚性的金属板也可以是管状的部件。特别是它可以是液压成形 件，即一个通过液压成形制成的高强度的和高刚性的部件。
[0025] 这经常是机动车车身的框架结构。
[0026] 可以考虑任何需焊接的金属毛坯件作为板材。部件并一定是平坦的。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 本实用新型的进一步的特征和细部源自下文对唯一的附图的说明，在该附图中示 出的是本实用新型的整体标注为1的构件在焊接镀锌金属板2、3的过程中的示意性的剖视 图。
【具体实施方式】
[0028] 第一板件2是轿车的前车门柱的、通过液压成形制成的、中空的框架侧梁且在以 后的焊缝的区域内具有第一半径R1。
[0029] 第二板件3是轿车的前车门柱的侧壁板且在以后的焊缝的区域内具有第二半径 R2,该半径与第一半径R1相反。
[0030] 由于侧梁2是高刚性的而板件3相反是软的，第二板件3或者其凸缘的自由端部 在借助激光器5进行焊接过程中被一个压紧辊4压向横梁2 (参照虚线)。
[0031] 两个部件2、3通过相反的曲率半径Rl、R2构成一个气体排出间隙6,这样尽管有 镀锌层也不产生排气问题。
[0032] 不言而喻，此处示出的几何形状为示例性的以及各个金属板特别是在焊接区域以 外可以具有其他的形状。
【权利要求】
1. 一种用于机动车的车身构件，所述车身构件由至少两块在凸缘区域内通过激光焊接 连接的金属板构成，所述金属板在所述凸缘区域内具有曲率半径，其特征在于：两块金属板 在激光焊接的区域内具有相反的曲率半径。
2. 根据权利要求1所述的车身构件，其特征在于：至少一块金属板为镀锌的金属板。
3. 根据权利要求1所述的车身构件，其特征在于：其中一块金属板构造成支承件。
4. 根据权利要求3所述的车身构件，其特征在于：所述支承件为管状支承件。
5. 根据权利要求4所述的车身构件，其特征在于：所述管状支承件是液压成形件。
6. 根据权利要求3至5中任意一项所述的车身构件，其特征在于：所述支承件由钢材 构成。
7. 根据权利要求1所述的车身构件，其特征在于：所述两块金属板之一为车身的外表 板材。
8. 根据权利要求1所述的车身构件，其特征在于：所述车身构件为框架结构。
9. 根据权利要求8所述的车身构件，其特征在于：所述框架结构为车身的侧壁的组成 部分。
【文档编号】B23K33/00GK203843372SQ201420161928
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】迪特玛·罗瑟尔特 申请人:福特环球技术公司