CN109131566B - 汽车横梁与纵梁的搭接结构及横、纵梁的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车横梁与纵梁的搭接结构，纵梁包括相互邻近且呈夹角式布置的第一、二梁面，横梁端部处的底边压靠在纵梁的第一梁面上，横梁的端面与纵梁的第二梁面平行且贴近布置，横梁与纵梁的第一、二梁面焊接固定。通过横梁端部处的底边压靠在纵梁的第一梁面上，这样横梁端部处的底边与纵梁的第一梁面之间的间隙量为零，对横梁端部处的底面与纵梁的第一梁面之间形成的焊缝进行焊接，焊接后的冷却过程中焊缝及近缝区母材金属产生收缩，横梁端部处的底边与纵梁的第一梁面之间无法靠近，这样能够防止汽车横梁与纵梁焊接后变形，大幅提高横、纵梁的焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，具体为一种汽车横梁与纵梁的搭接结构及横、纵梁的焊接方法。
背景技术
汽车车身中的副车架总成、车身底板骨架总成均包括有纵梁和横梁，其中副车架总成的两根纵梁和若干横梁连接构成框架结构，一般横梁与纵梁均为方管状的铝型材，如图1所示，横梁1两端端面分别与两纵梁2的内侧面3贴近，横梁1的梁长必然要小于相互平行的两纵梁2的间距，这样横梁1才能够置于两纵梁2之间，正因如此，横梁1的端面与纵梁2的内侧面3存在一定的间隙，焊接时焊缝及近缝区母材金属受热膨胀，金属熔化熔池形成时吸收了母材膨胀量，但在冷却过程中焊缝及近缝区母材金属产生收缩，横梁1的端面与纵梁2的内侧面3存在间隙，焊缝及近缝区母材金属产生收缩导致横梁1向纵梁2的内侧面3拉近，而铝合金线性膨胀系数较高，因此，上述汽车横梁与纵梁的搭接焊接后的变形尤其严重，极易造成框架结构宽度收缩、扭曲、翘曲等变形问题，从而对整个总成或车身尺寸精度造成重大影响，不利于车身精度质量指标的达成和量产后的质量控制。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种防止汽车横梁与纵梁焊接后变形的搭接结构，提高横、纵梁的焊接质量。
为了实现上述目的，采用的技术方案为：一种汽车横梁与纵梁的搭接结构，纵梁包括相互邻近且呈夹角式布置的第一、二梁面，横梁端部处的底边压靠在纵梁的第一梁面上，横梁的端面与纵梁的第二梁面平行且贴近布置，横梁与纵梁的第一、二梁面焊接固定。
与现有技术相比，本发明的技术效果为：能够防止汽车横梁与纵梁焊接后变形，大幅提高横、纵梁的焊接质量。
本发明的另一个目的是提供一种汽车横梁与纵梁搭接后的横、纵梁的焊接方法。
为了实现上述目的，采用的技术方案为：一种汽车横梁与纵梁的搭接结构的焊接方法，包括如下步骤：
A：将两根相互平行且间隔布置的纵梁定位压紧，从上至下装配横梁，使横梁10的底面压靠在纵梁的第一梁面上；
B：横梁端部处的底面与纵梁的第一梁面形成两条第一焊缝，焊接两第一焊缝；
C：待焊接完成的第一焊缝冷却后，焊接横梁的端面与纵梁的第二梁面形成的第二焊缝。
与现有技术相比，本发明的技术效果为：先对横梁端部处的底边与纵梁的第一梁面形成两条第一焊缝进行焊接，焊接后的冷却过程中横梁端部处的底面与纵梁的第一梁面之间无法收缩靠近，这样第一焊缝焊接后横梁与纵梁的位置就得以确定，再对剩余的焊缝进行焊接，横梁与纵梁同样无法因焊缝及近缝区的母材金属收缩而相互靠近，保证横、纵梁搭接后的焊接质量。
附图说明
图1为现有技术中横、纵梁搭接的示意图；
图2为本发明第一种具体实施方式的示意图；
图3为图2中横、纵梁搭接处的放大图；
图4为图3中横梁的仰视图；
图5为本发明第二种具体实施方式的示意图；
图6为本发明第三种具体实施方式的示意图。
具体实施方式
一种汽车横梁与纵梁的搭接结构，纵梁20包括相互邻近且呈夹角式布置的第一、二梁面，横梁10端部处的底边11压靠在纵梁20的第一梁面上，横梁10的端面与纵梁20的第二梁面平行且贴近布置，横梁10与纵梁20的第一、二梁面焊接固定。
通过横梁10端部处的底边11压靠在纵梁20的第一梁面上，这样横梁10端部处的底边11与纵梁20的第一梁面之间的间隙量为零，对横梁10端部处的底边11与纵梁20的第一梁面之间焊接形成第一焊缝31，焊接后的冷却过程中第一焊缝31及近缝区母材金属产生收缩，横梁10端部处的底边11与纵梁20的第一梁面之间无法靠近，这样能够防止汽车横梁10与纵梁20焊接后变形，第一焊缝31焊接后横梁10与纵梁20的位置就得以确定，再对剩余的焊缝进行焊接，横梁10与纵梁20同样无法因焊缝及近缝区的母材金属收缩而相互靠近，大幅提高横、纵梁搭接后的强度。
本申请提供的横、纵梁10、20的搭接方式有三种，具体如下。
其一是，如图2和3所示，纵梁20的梁身为自内侧向外侧逐渐升高的台阶状，纵梁20的梁身自内侧向外侧依次为第一阶面21、台面22和第二阶面23，台面22为第一梁面，第一、二阶面21、23为第二梁面，横梁10的端部为与纵梁20的梁身相符的台阶状，横梁10端部处的底边11压靠在台面22上，横梁10的上、下部端面12、13分别与第一、二阶面21、23平行且贴近布置。此方案中横、纵梁10、20之间的焊缝数量为8条，大幅提高横、纵梁10、20的连接强度。
需要说明的是，如图4所示，由于横梁10的端部成台阶状，本申请的横梁10端面由上、下部端面12、13构成，即上、下部端面12、13为垂直于横梁10梁长方向的面，底边11只要与纵梁20的第一梁面压贴即可，本申请给出的方案是底边11的长度方向与横梁10梁长方向一致。
其二是，如图5所示，纵梁20的梁身为自内侧向外侧逐渐升高的台阶状，纵梁20的梁身自内侧向外侧依次为第一阶面21、台面22和第二阶面23，台面22和第二阶面23分别为第一、二梁面，横梁10端部处的底边11压靠在台面22上，横梁10的端面与第二阶面23平行且贴近布置。
其三是，如图6所示，所述纵梁20呈方形管状，纵梁20的顶面24和内侧面25分别为第一、二梁面，横梁10的端部为台阶状，横梁10端部处的底边11压靠在纵梁20的顶面24上，横梁10的下部端面13与纵梁20的内侧面25平行且贴近布置。
为了避免横梁与纵梁产生干涉，在纵梁20的台阶形成的直角倒成圆角。
一种汽车横梁与纵梁的搭接结构的焊接方法，包括如下步骤：
A：将两根相互平行且间隔布置的纵梁20定位压紧，从上至下装配横梁10，使横梁10的底面压靠在纵梁20的第一梁面上；
B：横梁10端部处的底面与纵梁20的第一梁面形成两条第一焊缝31，焊接两第一焊缝31；
C：待焊接完成的第一焊缝31冷却后，焊接横梁10的端面与纵梁20的第二梁面形成的第二焊缝32。
横梁10的底边11压靠在纵梁20的第一梁面的间隙量为零，焊接后的冷却过程中第一焊缝31及近缝区母材金属产生收缩，横梁10端部处的底边11与纵梁20的第一梁面之间无法靠近，第一焊缝31焊接后横梁10与纵梁20的位置就得以确定，再对剩余的焊缝进行焊接，横梁10与纵梁20同样无法因焊缝及近缝区的母材金属收缩而相互靠近，这样能够防止汽车横梁10与纵梁20焊接后变形。
两第一焊缝31的反作用力将抵消第二焊缝32焊接时产生的横向收缩力，从而消除变形。先焊接的两第一焊缝31相对于第二焊缝32，两第一焊缝31存在较大内应力，但两第一焊缝31仍能起到一定连接强度，即使两第一焊缝31长度不计算在内，本申请搭接结构的整体强度也远大于现有技术的搭接结构。
还包括步骤D：对第一焊缝31进行热处理。
本申请仅对第一焊缝31进行热处理即可，两第一焊缝31的内应力可通过热处理工艺进行消除，不仅避免第一焊缝31出现裂缝的缺陷，而且防止两第一焊缝31处的横、纵梁10、20因内应力而产生变形的情况出现，大幅提高横、纵梁10、20搭接结构的稳定性。
Claims (6)
1.一种汽车横、纵梁的焊接方法，其特征在于：纵梁（20）包括相互邻近且呈夹角式布置的第一、二梁面，横梁（10）端部处的底边（11）压靠在纵梁（20）的第一梁面上，横梁（10）的端面与纵梁（20）的第二梁面平行且贴近布置，横梁（10）与纵梁（20）的第一、二梁面焊接固定；
横梁（10）与纵梁（20）的焊接固定包括如下步骤：
A：将两根相互平行且间隔布置的纵梁（20）定位压紧，从上至下装配横梁（10），使横梁（10）的底面压靠在纵梁（20）的第一梁面上；
B：横梁（10）端部处的底面与纵梁（20）的第一梁面形成两条第一焊缝（31），焊接两第一焊缝（31）；
C：待焊接完成的第一焊缝（31）冷却后，焊接横梁（10）的端面与纵梁（20）的第二梁面形成的第二焊缝（32）。
2.根据权利要求1所述的汽车横、纵梁的焊接方法，其特征在于：纵梁（20）的梁身为自内侧向外侧逐渐升高的台阶状，纵梁（20）的梁身自内侧向外侧依次为第一阶面（21）、台面（22）和第二阶面（23），台面（22）为第一梁面，第一阶面（21）、第二阶面（23）为第二梁面，横梁（10）的端部为与纵梁（20）的梁身相符的台阶状，横梁（10）端部处的底边（11）压靠在台面（22）上，横梁（10）的上部端面（12）、下部端面（13）分别与第一阶面（21）、第二阶面（23）平行且贴近布置。
3.根据权利要求1所述的汽车横、纵梁的焊接方法，其特征在于：纵梁（20）的梁身为自内侧向外侧逐渐升高的台阶状，纵梁（20）的梁身自内侧向外侧依次为第一阶面（21）、台面（22）和第二阶面（23），台面（22）和第二阶面（23）分别为第一、二梁面，横梁（10）端部处的底边（11）压靠在台面（22）上，横梁（10）的端面与第二阶面（23）平行且贴近布置。
4.根据权利要求1所述的汽车横、纵梁的焊接方法，其特征在于：所述纵梁（20）呈方形管状，纵梁（20）的顶面（24）和内侧面（25）分别为第一、二梁面，横梁（10）的端部为台阶状，横梁（10）端部处的底边（11）压靠在纵梁（20）的顶面（24）上，横梁（10）的下部端面（13）与纵梁（20）的内侧面（25）平行且贴近布置。
5.根据权利要求2或3所述的汽车横、纵梁的焊接方法，其特征在于：所述纵梁（20）的台阶形成的直角倒成圆角。
6.根据权利要求1所述的汽车横、纵梁的焊接方法，其特征在于：还包括步骤D：对第一焊缝（31）进行热处理。
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