焊接結構和焊接方法
2023-09-18 08:07:10
專利名稱：焊接結構和焊接方法
技術領域：
本發明涉及焊接結構和焊接方法。更具體地，本發明涉及在將板狀部件焊接在一起時提高板狀部件的定位精度的技木。
背景技術：
例如，日本專利申請公報No. 4-351276 (JP-A-4-351276)和日本專利申請公報No. 2003-103376 (JP-A-2003-103376)記載了在將板狀部件焊接在一起時在待焊接的ー個部件中設置圓孔而在待焊接的另ー個部件上設置圓形凸部的技術。在凸部配合於圓孔中的狀態下使所述另ー個部件相對於所述ー個部件定位，然後進行焊接。利用JP-A-4-351276和JP-A-2003-103376中記載的技術，當在待焊接的部件上形成凸部時，通常凸部的高度約為板厚度的一半。例如，當使用的是薄板(如車輛的本體部件)時，可機加工的凸部的高度相對於板厚度(約0. 6mm至2. 5mm)約為0. 3mm至1. 2mm。正如本體部件一祥，在大金屬板壓機中，由於精度誤差等，餘隙可能會收縮約1mm，這使得難以穩定地確保凸部的高度。另外，如上所述，凸部的高度約為0. 3mm至1. 2mm，從而如果餘隙收縮約1mm，則在定位各部件時各部件可能相對於彼此偏移。這種偏移難以確定。此外，凸部與圓孔之間的重疊小，從而由於焊接時各部件的彈性變形或磁場的影響，各部件可能彼此脫離或者可能出現組裝偏差。另ー方面，已知這樣的技術，其中，在待焊接的一個部件111中設置孔112，在待焊接的另ー個部件121中例如形成U形切縫，且該切縫部分豎立彎曲以便形成爪形的突起部122，如圖4A所示。根據這種技術，如圖4A中的箭頭所示，所述另ー個部件121的突起部122插入到所述ー個部件111的孔112中。然後，如圖4B所示，在突起部122與孔112接合的狀態下，所述另ー個部件121能夠相對於所述一個部件111定位並焊接在所述ー個部件111 上。對於這種技術，突起部122與孔112接合，而在突起部122的端部P與孔112的內周面之間形成有間隙D1，如圖4C所示。另外，突起部122的能夠與孔112的內周面接觸的部分僅僅是突起部122的兩個端部P。因此，不能夠限制突起部122在孔112內的轉動，如圖4C中的箭頭Rl或箭頭R2所示。也就是，如果突起部122在孔112內轉動，則部件111和121的定位精度可能降低。另外，在所述另ー個部件121上形成突起部122時形成的孔的尺寸(即，圖4C中的箭頭D2)可能大於在使用塗料密封劑進行密封時的可密封範圍(約數毫米)。在這種情況下，貫穿部件111和121兩者的孔變大，從而兩個部件111和121可能不能被密封。也就是，例如，在對要求高密封性能的部件(例如，下車身地板部分的部件)進行焊接時，不能採用這種技木
發明內容
由此，本發明提供了一種能夠在確保待焊接部件的定位精度的同時提高可密封性的焊接結構和焊接方法。本發明的第一方面涉及一種焊接結構，其中板狀的第二待焊接部件相對於板狀的第一待焊接部件定位，並且所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件被焊接在一起。該焊接結構包括形成在所述第一待焊接部件中並具有相對的兩個側邊的孔；形成在所述第二待焊接部件中並在與在所述第一待焊接部件中開出的所述孔對應的位置處與所述相對的兩個側邊對應的兩個切縫；和通過使所述兩個切縫之間的部分塑性變形而隆起的橋接部。所述第二待焊接部件的所述橋接部的隆起部分插入到所述第一待焊接部件的所述孔中，使得所述第一待焊接部件中的所述孔的所述相對的兩個側邊與所述第二待焊接部件的所述橋接部中的所述兩個切縫重疊。所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件在所述第一待焊接部件與所述第二待焊接部件接合的狀態下被焊接。在上述方面中，所述橋接部可從所述第二待焊接部件的表面垂直地隆起。 在上述結構中，所述橋接部可以為，使得所述橋接部隆起的程度朝所述兩個切縫的端部減小。在上述結構中，所述橋接部可包括多個隆起部分。在上述結構中，所述多個隆起部分之中的至少一個隆起部分與所述多個隆起部分之中除所述至少一個隆起部分以外的至少一個隆起部分可從所述第二待焊接部件的表面沿不同的垂直方向隆起。在上述結構中，所述兩個切縫可彼此不相交。在上述結構中，所述兩個切縫可彼此平行。在上述結構中，所述兩個切縫可以是直的或彎曲的。在上述結構中，所述隆起部分的高度可等於或大於所述第一待焊接部件的板厚度。在上述結構中，所述焊接結構還可包括使所述兩個切縫中的一個切縫的一端與所述兩個切縫中的另一個切縫的離所述兩個切縫中的所述一個切縫的所述一端最近的一端連接的切縫。本發明的第二方面涉及一種焊接方法，所述焊接方法用於使板狀的第二待焊接部件相對於板狀的第一待焊接部件定位，並將所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件焊接在一起。該焊接方法包括在所述第一待焊接部件中開出具有相對的兩個側邊的孔；在所述第二待焊接部件的在與在所述第一待焊接部件中開出的所述孔對應的位置處與所述相對的兩個側邊對應的部分中形成兩個切縫；設置通過使所述兩個切縫之間的部分塑性變形而隆起的橋接部；將所述第二待焊接部件的所述橋接部的隆起部分插入到所述第一待焊接部件的所述孔中，使得所述第一待焊接部件中的所述孔的所述相對的兩個側邊與所述第二待焊接部件的所述橋接部中的所述兩個切縫重疊，以及在所述第一待焊接部件與所述第二待焊接部件接合的狀態下將所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件焊接在一起。在上述方面中，所述橋接部可被塑性變形為從所述第二待焊接部件的表面垂直地隆起。在上述結構中，所述橋接部可被塑性變形為，使得所述橋接部隆起的程度朝所述兩個切縫的端部減小。
在上述結構中，所述橋接部可被塑性變形為包括多個隆起部分。在上述結構中，所述多個隆起部分之中的至少ー個隆起部分與所述多個隆起部分之中除所述至少ー個隆起部分以外的至少ー個隆起部分可被塑性變形為從所述第二待焊接部件的表面沿不同的垂直方向隆起。在上述結構中，所述兩個切縫可形成為彼此不相交。在上述結構中，所述兩個切縫可形成為彼此平行。在上述結構中，所述兩個切縫可形成為直的或彎曲的。在上述結構中，所述隆起部分可被塑性變形為使得所述隆起部分的高度等於或大於所述第一待焊接部件的板厚度。在上述結構中，所述焊接方法還可包括在形成所述兩個切縫時形成使所述兩個切縫中的ー個切縫的一端與所述兩個切縫中的另ー個切縫的離所述兩個切縫中的所述ー個切縫的所述一端最近的一端連接的切縫。在上述結構中，所述兩個切縫的形成可與塑性變形同時進行。上述方面和結構能夠在確保待焊接部件的定位精度的同時提高可密封性。
下面將參照附圖描述本發明的示例性實施例的特徵、優點及技術和エ業意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，並且其中圖1A是在根據本發明的第一示例性實施例的焊接結構中使用的待焊接部件的視圖；圖1B是根據本發明的第一示例性實施例的焊接結構的結構視圖；圖2A是待焊接的第二部件的製造過程的視圖；圖2B是待焊接的第二部件的製造過程的沿圖2A中的線C-C截取的剖視圖；圖3A1是沿圖1B中的線A-A截取的剖視圖；圖3A2是沿圖1B中的線B-B截取的剖視圖；圖3B1是第一密封狀態的沿圖1B中的線A-A截取的剖視圖；圖3B2是第一密封狀態的沿圖1B中的線B-B截取的剖視圖；圖3C1是第二密封狀態的沿圖1B中的線A-A截取的剖視圖；圖3C2是第二密封狀態的沿圖1B中的線B-B截取的剖視圖；圖4A是在根據相關技術的焊接結構中使用的待焊接部件的視圖；圖4B是根據相關技術的焊接結構的結構視圖；以及圖4C是根據相關技術的焊接結構的接合部分的俯視圖。
具體實施例方式將參照圖1A和IB說明根據本發明的第一示例性實施例的焊接結構。為了簡化本說明書中的描述，圖1A中的上側將被稱為相對於焊接結構的上方，圖1A中的右側將被稱為焊接結構的右側方，而離開繪製圖1A的紙面的ー側將被稱為前方。如圖1A和IB所示，根據該示例性實施例的焊接結構用於使板狀的第二待焊接部件21相對於板狀的第一待焊接部件11定位，並將第一待焊接部件11焊接到第二待焊接部件21上。在第一待焊接部件11中開出具有相對的兩個側邊12a的矩形孔12。孔12可為任意形狀，例如橢圓形，只要其具有相對的兩個側邊12a即可。同時，在第二待焊接部件21中在與在第一待焊接部件11中開出的孔12對應的位置處在與相對的兩個側邊12a對應的部位形成有兩個切縫22a。然後這些切縫22a之間的部分通過塑性變形而隆起約數毫米以形成橋接部22。也就是，橋接部22形成為向上突出的向左和向右形成有斜面的山狀。在該橋接部22與第二待焊接部件21的上表面之間形成有從前後方向看去時位於前後方向上的間隙。在該示例性實施例中，兩個切縫22a彼此平行並且彼此不相交。另外，兩個切縫22a可以是直的或彎曲的。在該示例性實施例中，它們是直的。第二待焊接部件21由包括凸模E和凹模D的未示出的壓機衝壓形成。也就是，如圖2A所示，在將作為第二待焊接部件21的材料的板狀部件F布置在凸模E與凹模D之間的狀態下，使具有形成在其上的橋接部22的形狀的凸模E朝其內具有孔的凹模D接近，所述孔形成為橋接部22的尺寸以使得凸模E的末端部能夠插入。然後，如圖2B所示，在板狀部件F的與凸模E對應的部分發生塑性變形且在第二待焊接部件21中形成兩個切縫22a的同時，形成橋接部22。將如上所述形成的第一待焊接部件11和第二待焊接部件21如圖1A中的箭頭α所示地放在一起。也就是，將第二待焊接部件21的橋接部22的隆起部分插入到第一待焊接部件11的孔12中，使得第一待焊接部件11的孔12的兩個側邊12a與第二待焊接部件21的橋接部22的兩個切縫22a重疊。然後，在第一待焊接部件11與第二待焊接部件21接合的狀態下將第一待焊接部件11焊接到第二待焊接部件21上，如圖1B、3A1和3A2所示。利用根據該示例性實施例的焊接結構，能夠使第一待焊接部件11和第二待焊接部件21的接合狀態穩定。也就是，在第二待焊接部件21上形成了在塑性變形後隆起約幾毫米(約2. O至4. Omm)且高度等於或大於第一待焊接部件11的板厚度(在該示例性實施例中約為O. 6mm至2. 5mm)的 橋接部22。結果，當第一待焊接部件11與第二待焊接部件21接合時，能夠充分地確保相對於第一待焊接部件11的板厚度的定位精度。換句話說，能夠充分地確保橋接部22與孔12的重疊，這樣能夠防止由於焊接期間的彈性變形或磁場的影響導致的第一待焊接部件11和第二待焊接部件21的接合狀態下的組裝偏差或偏移。另外，利用根據該示例性實施例的焊接結構，橋接部22能夠在如圖1B中的點P所示的四個位置與孔12的兩個側邊12a即內周面接觸。也就是，橋接部22在左右方向上的多個位置(該示例性實施例中為四個)以及在前後方向上的多個位置(該示例性實施例中為四個)與孔12的內周面接觸。因此，即使在橋接部22與孔12的內周面之間存在間隙，例如，如果橋接部22試圖在孔12中轉動，則橋接部22也會抵靠孔12的兩個側邊12a。也就是，能夠限制橋接部22在孔12中的轉動，從而能夠防止第一待焊接部件11和第二待焊接部件21的定位精度由於橋接部22在孔12中轉動而變差。此外，當第一待焊接部件11與第二待焊接部件21接合時，能夠使貫穿第一待焊接部件11和第二待焊接部件21的孔較小。更具體地說，能夠使貫穿第一待焊接部件11和第二待焊接部件21的間隙d小於在施加塗料密封劑S進行密封時的可密封範圍(約數毫米(2. O至4. 0mm))，如圖3B1和3B2所示。結果，能夠改善第一待焊接部件11和第二待焊接部件21的密封性能。也就是，例如，即使在對要求高密封性能的部件(例如，下車身地板部分的部件)進行焊接吋，也能夠應用根據該示例性實施例的焊接結構。另外，進行密封的ー側不會影響密封性能。也就是，貫穿第一待焊接部件11和第ニ待焊接部件21的間隙d的尺寸不會變化，從而能夠確保高密封性能，而不論是從第二待焊接部件21的一側進行密封(如圖3B1和3B2所示)還是從第一待焊接部件11的一側進行密封(如圖3C1和3C2所示)。在上述的示例性實施例中，橋接部22還可包括多個隆起部分。例如，所述多個隆起部分中的至少ー個隆起部分與所述多個隆起部分之中除所述至少ー個隆起部分以外的至少ー個隆起部分可從第二待焊接部件21的表面沿不同的垂直方向隆起。也就是，所述隆起部分中的至少ー個隆起部分可向上隆起，並且除所述至少ー個隆起部分以外的至少ー個隆起部分可向下隆起。這種結構能夠使一個待焊接部件焊接到第二待焊接部件21的頂部上並使ー個待焊接部件焊接到第二待焊接部件21的底部上。在上述的示例性實施例中，切縫的數量不限於兩個，也可以是三個或更多個，只要橋接部22在左右方向上的多個位置以及在前後方向上的多個位置與孔12的內周面接觸即可。例如，可設置將兩個切縫22a的左端部或右端部連接在一起的切縫。在這種情況下，可通過未設置有切縫的左端部或是右端部來保持橋接部22。儘管已參照本發明的示例性實施例說明了本發明，但應當理解，本發明不限於上述的實施例或構造。相反，本發明意圖涵蓋各種變型和等同布置。此外，儘管以各種示例性的組合和構型示出了所公開發明的各種要素，但包括更多、更少或僅單個要素的其它組合和構型也在所附權利要求的範 圍內。
權利要求
1.一種焊接結構，其中板狀的第二待焊接部件相對於板狀的第一待焊接部件定位，並且所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件被焊接在一起，所述焊接結構的特徵在於包括 形成在所述第一待焊接部件中並具有相對的兩個側邊的孔； 形成在所述第二待焊接部件中並在與在所述第一待焊接部件中開出的所述孔對應的位置處與所述相對的兩個側邊對應的兩個切縫；和 通過使所述兩個切縫之間的部分塑性變形而隆起的橋接部， 其中，所述第二待焊接部件的所述橋接部的隆起部分插入到所述第一待焊接部件的所述孔中，使得所述第一待焊接部件中的所述孔的所述相對的兩個側邊與所述第二待焊接部件的所述橋接部中的所述兩個切縫重疊，並且 其中，所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件在所述第一待焊接部件與所述第二待焊接部件接合的狀態下被焊接。
2.根據權利要求1所述的焊接結構，其中，所述橋接部從所述第二待焊接部件的表面垂直地隆起。
3.根據權利要求2所述的焊接結構，其中，所述橋接部為，使得所述橋接部隆起的程度朝所述兩個切縫的端部減小。
4.根據權利要求1或2所述的焊接結構，其中，所述橋接部包括多個隆起部分。
5.根據權利要求4所述的焊接結構，其中，所述多個隆起部分之中的至少一個隆起部分與所述多個隆起部分之中除所述至少一個隆起部分以外的至少一個隆起部分從所述第二待焊接部件的表面沿不同的垂直方向隆起。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的焊接結構，其中，所述兩個切縫彼此不相交。
7.根據權利要求6所述的焊接結構，其中，所述兩個切縫彼此平行。
8.根據權利要求6或7所述的焊接結構，其中，所述兩個切縫是直的或彎曲的。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的焊接結構，其中，所述隆起部分的高度等於或大於所述第一待焊接部件的板厚度。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的焊接結構，還包括使所述兩個切縫中的一個切縫的一端與所述兩個切縫中的另一個切縫的離所述兩個切縫中的所述一個切縫的所述一端最近的一端連接的切縫。
11.一種焊接方法，所述焊接方法用於使板狀的第二待焊接部件相對於板狀的第一待焊接部件定位，並將所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件焊接在一起，所述焊接方法的特徵在於包括 在所述第一待焊接部件中開出具有相對的兩個側邊的孔； 在所述第二待焊接部件的在與在所述第一待焊接部件中開出的所述孔對應的位置處與所述相對的兩個側邊對應的部分中形成兩個切縫； 設置通過使所述兩個切縫之間的部分塑性變形而隆起的橋接部； 將所述第二待焊接部件的所述橋接部的隆起部分插入到所述第一待焊接部件的所述孔中，使得所述第一待焊接部件中的所述孔的所述相對的兩個側邊與所述第二待焊接部件的所述橋接部中的所述兩個切縫重疊，以及 在所述第一待焊接部件與所述第二待焊接部件接合的狀態下將所述第一待焊接部件和所述第二待焊接部件焊接在一起。
12.根據權利要求11所述的焊接方法，其中，所述橋接部被塑性變形為從所述第二待焊接部件的表面垂直地隆起。
13.根據權利要求12所述的焊接方法，其中，所述橋接部被塑性變形為，使得所述橋接部隆起的程度朝所述兩個切縫的端部減小。
14.根據權利要求11或12所述的焊接方法，其中，所述橋接部被塑性變形為包括多個隆起部分。
15.根據權利要求14所述的焊接方法，其中，所述多個隆起部分之中的至少一個隆起部分與所述多個隆起部分之中除所述至少一個隆起部分以外的至少一個隆起部分被塑性變形為從所述第二待焊接部件的表面沿不同的垂直方向隆起。
16.根據權利要求11至15中任一項所述的焊接方法，其中，所述兩個切縫形成為彼此不相交。
17.根據權利要求16所述的焊接方法，其中，所述兩個切縫形成為彼此平行。
18.根據權利要求16或17所述的焊接方法，其中，所述兩個切縫形成為直的或彎曲的。
19.根據權利要求11至18中任一項所述的焊接方法，其中，所述隆起部分被塑性變形為使得所述隆起部分的高度等於或大於所述第一待焊接部件的板厚度。
20.根據權利要求11至19中任一項所述的焊接方法，還包括在形成所述兩個切縫時形成使所述兩個切縫中的一個切縫的一端與所述兩個切縫中的另一個切縫的離所述兩個切縫中的所述一個切縫的所述一端最近的一端連接的切縫。
21.根據權利要求11至19中任一項所述的焊接方法，其中，所述兩個切縫的形成與塑性變形同時進行。
全文摘要
在第一待焊接部件(11)中開出具有相對的兩個側邊(12a)的孔(12)，在第二待焊接部件(21)中在與孔(12)對應的位置處的對應部分中形成兩個切縫(22a)，並且設置通過使兩個切縫(22a)之間的部分塑性變形而隆起的橋接部(22)。第二待焊接部件(21)的橋接部(22)的隆起部分插入到第一待焊接部件(11)的孔(12)中，使得第一待焊接部件(11)中的孔(12)的兩個側邊(12a)與第二待焊接部件(21)的橋接部(22)中的兩個切縫(22a)重疊，並且第一待焊接部件(11)和第二待焊接部件(21)在第一待焊接部件(11)與第二待焊接部件(21)接合的狀態下被焊接在一起。
文檔編號B21D39/03GK103052465SQ201180037974
公開日2013年4月17日 申請日期2011年8月5日 優先權日2010年8月6日
發明者志滿賢太, 川喜田篤史, 關口智彥 申請人:豐田自動車株式會社