集成门框、侧围分总成和车辆的制作方法

本实用新型涉及特别是用于车辆的门框领域，具体而言，涉及一种集成门框、装设有所述集成门框的侧围分总成和装设有该集成门框和/或该侧围分总成的车辆。

背景技术：

现有的门框大多是由U形型材或者其它外型不一的材料制成。如授权公告号为CN202970287U的中国实用新型专利中所公开的门扇下横型材，包括下横体即型材本体，下横体的上不设置有门玻璃安装槽条，下横体的下部的横板外面有一对安装槽板，使用时将地弹簧的上支臂装入一对安装槽板内侧，再用螺栓固定即可。又如专利号为00215291.6的中国专利，公开了一种复合门框，它包括外包层和位于外包层内的内衬层，外包层由铝合金型材制成，内衬层由木料、人造高密度板和化学填充材料制成。

在车辆领域中，传统汽车中前门框的设计通常是由铰链柱、A柱、B柱、门槛板以及众多的加强板通过点焊工艺连接而成，此处的结构强度对前碰、偏置碰、侧碰有着至关重要的影响。而点焊连接处是载荷传递路径中的薄弱环节，为了增强结构只能通过增大板材厚度、提高板材牌号来实现，导致车体重量大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于降低门框中每个部位的板材厚度、减少加强板的数量、减少焊接工序，从而例如在汽车领域中大幅减轻了车身重量、节省了开发模具费用，并且提高了燃油经济性。

此外，本实用新型还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本实用新型通过提供一种集成门框和装设有该集成门框和/或该侧围分总成的车辆来解决上述问题，具体而言，根据本实用新型的一方面，提供了：

一种集成门框，所述集成门框包括彼此连接成闭合环形的多个柱状门框部件，其中，所述多个柱状门框部件中的任两者以激光焊接连接。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述多个柱状门框部件全部都通过激光焊接进行连接。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述激光焊接包括激光叠焊和/或激光拼焊和/或激光缝焊。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述连接通过所述激光焊接与热源进行的复合焊接来进行。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述多个柱状门框部件处构造有加强板和/或加强支架。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述多个柱状门框部件包括车辆的B柱、地板横梁和顶盖横梁。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述多个柱状门框部件包括车辆的A柱、B柱和门槛板。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述A柱的上部处构造有A柱加强板和A柱加强支架，和/或在所述门槛板处构造有门槛板加强支架和门槛板加强板，和/或在所述B柱的上部处构造有B柱加强板。

根据本实用新型的再一方面，本实用新型提供了一种侧围分总成，所述侧围分总成具有侧围外板，其中，所述侧围分总成还具有上述任一种集成门框，其中，所述集成门框与所述侧围外板相连接。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种车辆，其中，所述车辆具有上述任一种集成门框和/或上述侧围分总成。

所提供的集成门框和装设有该集成门框和/或该侧围分总成的车辆的有益之处包括：闭环结构所带来的更好的强度；更少的零件从而降低重量包括车重；更薄的板材从而降低重量。

附图说明

参考附图，本实用新型的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1-4分别示出了根据本实用新型的集成门框的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

参考图1-4，它们分别示出了根据本实用新型的集成门框1的一种实施方式的示意图。所述集成门框（英文：door ring）1包括彼此连接成闭合环形的多个柱状门框部件，其中，所述多个柱状门框部件中的任两者以激光焊接连接。

需要说明的是，“环形”应当做广义理解，其不仅涵盖了常见的无棱角的环状，还能够包括有棱角的闭合形、例如矩形、菱形等，也就是说，所谓的环形可以被广义地理解为从外部看是闭合的形状。也就是说，所述环形也不排除所述集成门框1在内部具有其它形状或改型，例如日字形、田字形等，只要从外部看是闭合形状即可。类似地，“柱状”也应当做广义理解，其不仅包括了圆柱、棱柱等常见柱形，也能够涵盖在此基础上的改型、例如弯曲、凹入部/突出部、开孔等，只要大体上呈现为柱状即可。应当理解，激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。其属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上；也属非接触式焊接，作业过程不需加压。就此而言，所带来的技术效果有：可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低；可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用；不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑，机具的耗损及变形皆可降至最低；激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引；工件可放置在封闭的空间（经抽真空或内部气体环境在控制下）；激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件；可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料；易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制；焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰；不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊接则容易），能精确的对准焊件；可焊接不同物性（如不同电阻）的两种金属；不需真空，亦不需做X射线防护；可以切换装置将激光束传送至多个工作站。

为了能够较好地发挥激光焊接所带来的优势，从而提高所述集成门框1整体的刚度、强度、一体性和抗冲击性等性质，可选的是，所述多个柱状门框部件全部都通过激光焊接进行连接。

关于所述激光焊接，一方面，其包括激光叠焊和/或激光拼焊和/或激光缝焊。其中，叠焊也称多层多道焊接，是指由两条以上焊道和两层以上焊层完成整条焊缝所进行的焊接。多层多道焊可以提高焊缝金属的质量，特别是塑性，这是因为后层（道）焊缝对前层（道）焊缝具有热处理的作用，相当于对前层（道）焊缝进行了一次正火处理，因而改善了二次组织。对最后一道焊缝，可在其焊缝上再施焊一条退火焊道；缝焊是指工件在两个旋转的盘状电极（滚盘）间通过，形成一条焊点前后搭接的连续焊缝。它以圆盘形电极代替点焊的圆柱形电极，与工件做相对运动。焊件装配成搭接或斜对接头并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的方法，称为缝焊。

就各门框部件的焊接接口而言，它们可以搭接、交叠、对接进行焊接。具体方式主要取决于要焊接的门框部件的、特别是焊接接口的形状和尺寸。在本例中采用的手段是激光拼焊。激光拼焊是采用激光能源，将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化。其不仅能够降低整车的制造成本、物流成本、整车重量、装配公差、油耗和废品率，而且可以减少外围加强件数量，简化装配步骤，同时使车辆的碰撞能力、冲压成型率和抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封胶，也使其更具有环保性。

当激光拼焊技术应用于车身侧围的制造时，不再需要任何加强杆、加强筋及附属的生产工艺，则重量和部件数量都会得到减少，而高延展性材料的应用也会使抗撞击能力得到改进。同时，也不再需要加强板，在B柱上，拼焊的应用可大大降低累积公差。由此，激光拼焊具有类似于一体成型的效果，并且不像一体成型那样具有较大的难度和成本（特别是应用于车辆领域的情况下）。

另一方面，为了更好地应用激光焊接技术，采用一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺，主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等。也就是说，所述连接通过所述激光焊接与热源进行的复合焊接来进行。具体而言，所述热源包括以下中的一个或多个：电弧、等离子弧、感应热源、激光束。其中，电弧是一种气体放电现象，也是一种等离子体，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。电弧具有热效应、可作为强热源。其特点包括导电性强、能量集中、温度高、亮度大、质量轻，适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。对自由电弧的弧柱进行强迫“压缩”，从而使能量更加集中，弧柱中气体充分电离，这样的电弧称为等离子弧。故等离子弧又称压缩电弧。其作为热源，具有能量集中、生产率高、焊接速度快、应力变形小、电孤稳定且适宜焊接薄板和箱材等特点，特别适合于各种难熔、易氧化及热敏感性强的金属材料（如钨、钼、铜、镍、钛等）的焊接。

此外还能够采用各种辅助工艺措施、如激光填丝焊（可细分为冷丝焊和热丝焊）、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等。也就是说，所述激光焊接包括以下中的一个或多个：激光填丝焊、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊。应当理解，外加磁场辅助增强激光焊能够稳定焊接过程、提高焊接质量；保护气主要是防止被保护的物质被空气中的氧气氧化，是化学性质稳定，且不易与保护物发生化学反应的气体，一般是在反应装置里通惰性气体（即稀有气体）或不和反应物反应的气体；熔池深度指母材熔化部的最深位与母材表面之间的距离；而摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样。搅拌摩擦焊也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状（如带螺纹圆柱体）的搅拌针(welding pin)伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。搅拌摩擦焊除了具有普通摩擦焊技术的优点外，还可以进行多种接头形式和不同焊接位置的连接。激光辅助搅拌摩擦焊使用激光作为辅助能源加热工件，可以降低搅拌摩擦焊的焊接成本、同时简化焊接设备。通过激光预热工件，可以降低搅拌摩擦焊焊接过程中所需的外力，这种改进方法可以简化设备，从而使得降低焊接成本成为可能。另外，还可以提高的焊接速度。

为了增强所述集成门框1的从而由此增强车身（在应用于车辆领域的情况下）的结构刚度，提升碰撞性能，在所述多个柱状门框部件处构造有加强板和/或加强支架。应当理解，所述加强板的形状能够与所要加强的主体零件的形状相匹配，其也类似地只要大体上呈现出板形即可，也就是说允许做细节上的改型、例如弯曲、开孔、凹入部/突出部等。而所述加强支架起到支撑所处的主体零件的作用，例如位于该主体零件内部。例如所述主体零件构造为或构造有凹槽的情况下，所述加强支架能够位于所述凹槽内并且与所述主体零件连接，从而所述加强支架在所述主体零件处形成腔体的形状，以实现前述支撑的作用。应当理解，所述加强板和所述加强支架能够一起使用或单独使用。

在所述集成门框1应用于车辆领域的情况下，所述集成门框1为车辆用门框。在此，所述多个柱状门框部件包括车辆的A柱11、B柱12和门槛板13。应当理解，A柱为左前方和右前方连接车顶和前舱的连接柱，通常位于发动机舱和驾驶舱之间，左右后视镜的上方。A柱的定义是有A柱上边梁+铰链柱组成。B柱则是位于前门和后门之间的柱。由此，将A柱、B柱、门槛板用激光焊接、如激光拼焊的工艺连接在一起形成一个闭环，这样可以降低每个部位的板材厚度，减少加强板的数量，减少焊接工序，大幅减轻了车身重量，节省了开发模具费用，提高了燃油经济性。从图中可以看出的是，所述A柱11位于上方和左下方，所述B柱12位于右侧和右下侧，所述门槛板13位于下侧。应当理解，所述A柱11、所述B柱12和所述门槛板13的形状和布置方式视实际车型而定。

从图1中还可以看出的是，在所述A柱11的上部处构造有A柱加强板111，在所述门槛板13处构造有门槛板加强支架131。在图2中，在所述A柱11的上部处构造有A柱加强支架112，在所述门槛板13处构造有门槛板加强板132并且在所述B柱12的上部处构造有B柱加强板121（其呈现为B柱内板）。图3的实施方式与图2类似，然而区别在于所述门槛板加强板132的不同设计。关于所述加强支架和所述加强板的解读请参阅上文内容。应当理解，所述加强支架和所述加强板的数量、形状、大小、布置位置等实施方式能够根据实际情况进行改型。在图1中，通过本实用新型设计的集成门框1例如具有31千克每车辆的重量，图2的情况下为23.1千克每车辆，图3的情况下为22.4千克每车辆的重量，由此，大幅减轻了车身重量。

需要说明的是，该环状构思还可以应用到B柱、地板横梁、顶盖横梁组成的环状结构中。也就是说，所述多个柱状门框部件包括车辆的B柱12、地板横梁和顶盖横梁。就此而言，这种应用的具体实现方式可以参阅上述关于A柱、B柱和门槛板所述的内容来进行，包括加强板和加强支架的实施方式在内。另外，车身中的环状结构都可以采用该提案。本领域技术人员在阅读本说明书之后知晓如何将本实用新型的集成门框方案转用于其它环状结构中。

应当理解的是，本实用新型的集成门框1可装设在各种车辆上，包括汽油车、柴油车、轿车、货车、客车、电动汽车等等。因此，本实用新型的主题还旨在保护装设有本实用新型的集成门框1的各种车辆。此外，所述集成门框1还可以与侧围外板连接、可选地拼装成侧围分总成，由此所述侧围分总成也是本实用新型的保护对象之一。

综上所述，所提供的集成门框和装设有该集成门框和/或该侧围分总成的车辆由于其闭环结构而能够带来的更好的强度；更少的零件从而降低重量包括车重；更薄的板材从而降低重量。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。