CN115194274A - 加强管的制造方法及加强管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供加强管的制造方法及加强管,该加强管的制造方法能够作业效率良好地制造高刚性且轻量的加强管。具备:隆起焊道形成工序,将焊炬(30)从管(10)的开口端(11)插入于管(10)的内部,借助使用钎料的钎焊或使用焊接材料的焊接,在管(10)的内壁面(12)的周向的至少一部分形成隆起焊道(20);加强板配置工序,在将焊炬(30)从管(10)去除后,将加强板(25)插入于管(10)的内部,以与隆起焊道(20)相接的方式配置加强板(25);以及加强板焊接工序,将加强板(25)的边缘部分(26)和管(10)的内壁面(12)的至少一部分进行角焊。
Description
技术领域
本发明涉及加强管的制造方法及加强管,特别涉及适合于具有闭截面构造的汽车用的车体框架等的加强管的制造方法及加强管。
背景技术
中空管构造为同时拥有轻量性和高刚性的理想的构造样式,不限定钢、铝合金、树脂、混凝土等原材料,在各种各样的产业中被作为部件应用。但是,如果管长度相对于管截面尺寸成为过大则刚性下降,所以已知如“竹节”那样通过以适度的间隔放入加强板来实现改善。这样的相对于长度方向垂直地设置的加强板在各业种中被以隔离板(bulkhead)、隔板(diaphragm)、加固构件(stiffener)这样的各种各样的名称来称呼。
在建筑、土木业界等,已知有如图16所示对于作为构造部件的H型钢101以一定间隔焊接加强板102来实现强度提高。在该构造中,由于能够从开口侧将加强板102、焊炬30自由地插入,所以通过借助焊接金属21将加强板102进行角焊,即使是多片也能够容易地将加强板102焊接。
但是,如图17A、图17B所示,在构造部件是管111的情况下,虽然理论上能够从两侧的开口端113将焊炬30插入并焊接,但加强板112的定位较难。特别是,如果管111是水平姿势,则垂直地立起的加强板112的姿势不稳定,实质上定位非常困难。
如图18所示,如果将管111沿铅直方向立起,则由于加强板112成为水平姿势,所以加强板112的插入变得容易。但是,由于加强板112因重力可能落下,所以加强板112的定位还是困难。另外,虽然位于最下级的加强板112的焊接只要将加强板112载置在从下表面的开口端113插入的定位用架台115上就能够应对,但对于配置在比最下级靠上方的第2片以后的加强板112不能利用定位用架台115。假如将定位用架台115对于第2片以后的加强板112也应用,则在焊接后不能将定位用架台115取出。因此,第2片以后的加强板112的定位实质上不可能,不能将多片加强板112焊接。
这里,在专利文献1、2中,记载有:在被称作肋板或隔板的多个加强板的上下及左右的侧面分别焊接壁板而形成被用加强板加强的管形状的构造部件。
特别是,在专利文献1中记载有:通过将位于多个加强板的对角线上的焊接部同时焊接,来抑制向加强板的热输入量而将热的影响抑制为最小。此外,在专利文献2中记载有:即使加强板相对于壁板以倾斜的状态配置,也使得熔融金属对于焊接槽的各角部均等地熔入。进而,在专利文献3中记载有:从形成在BOX柱状的表面板(skin plate)的嘴插入孔,将焊丝插入于BOX柱内,将设置有垫板的隔板和表面板以非熔嘴式进行电渣焊,制作被用隔板加强的BOX柱。该焊接方法一般被称作内隔板方式,是虽然能得到较高的接合可靠性但非常需要工夫和时间的高成本的手段。
此外,进而在专利文献4中记载有:对于借助压力加工、辊轧成形等将金属板加工为大致圆形或多边形截面的筒状并借助焊接、敛缝等将板端部彼此接合的闭截面构造零件、将隔离板、加强件(reinforcement)等加强零件精度良好地设置在零件内部的规定的位置的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公昭60-16312号公报
专利文献2:日本特公平7-103634号公报
专利文献3:日本特许第4467364号公报
专利文献4:日本特许第5412980号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是,在以往的哪种技术中,都有作业效率、尺寸精度较低,均质性受损,或因加强零件而重量增加变大的问题,存在改善的余地。
本发明是鉴于前述的课题而做出的,其目的在于提供能够作业效率良好地制造高刚性且轻量的加强管的加强管的制造方法、以及高刚性且轻量的加强管。
用来解决课题的手段
因而,本发明的上述目的借助有关加强管的制造方法的下述[1]的构成而达成。
[1]一种加强管的制造方法,所述加强管在由金属制构成的管的内部在相对于前述管的长度方向交叉的位置处焊接由与前述管同种原材料构成的至少1片加强板,该加强管的制造方法具备:隆起焊道形成工序,将焊炬从前述管的开口端插入于前述管的内部,借助使用钎料的钎焊或使用焊接材料的焊接,在前述管的内壁面的周向的至少一部分形成隆起焊道;加强板配置工序,在将前述焊炬从前述管去除后,将前述加强板插入于前述管的内部,以与前述隆起焊道相接的方式配置前述加强板;以及加强板焊接工序,将前述加强板的边缘部分和前述管的内壁面的至少一部分进行角焊。
此外,本发明的上述目的借助有关加强管的下述[2]的结构达成。
[2]一种加强管,在由金属制构成的管的内部在相对于前述管的长度方向交叉的位置处焊接由与前述管同种原材料构成的至少1片加强板,在前述管的内壁面,在与对于前述加强板形成焊接金属的一侧相反侧的与前述加强板相邻的位置,在前述管的内壁面的周向的至少一部分形成有隆起焊道。
发明效果
根据本发明的加强管的制造方法,能够作业效率良好地制造高刚性且轻量的加强管。此外,根据本发明的加强管,能得到高刚性且轻量的加强管。
附图说明
图1A是表示有关本发明的第1实施方式的加强管的制造方法的前半工序的立体图。
图1B是表示有关本发明的第1实施方式的加强管的制造方法的后半工序的立体图。
图2是加强板被焊接在管的内壁面的焊接部的放大剖视图。
图3是具有レ型坡口的加强板被焊接在管的内壁面的焊接部的放大剖视图。
图4A是表示焊接金属从加强板与管的内壁面的间隙落下的状态的放大剖视图。
图4B是表示借助隆起焊道防止烧穿的状态的放大剖视图。
图5是表示在水平地配置的管的内壁面焊接加强板的状态的剖视图。
图6是表示在斜着倾斜而配置的管的内壁面焊接加强板的状态的剖视图。
图7A是表示有关本发明的第2实施方式的加强管的制造方法的前半工序的立体图。
图7B是表示有关本发明的第2实施方式的加强管的制造方法的后半工序的立体图。
图8是有关本发明的第3实施方式的加强管的立体图。
图9A是表示在图8所示的加强管中、在被焊接的第1片加强板上载置定位第2片加强板并焊接的状态的剖视图。
图9B是表示在图8所示的加强管中、在焊接着第1片加强板的焊接金属载置定位第2片加强板并焊接的状态的剖视图。
图10A是表示隆起焊道的形状例的俯视图。
图10B是表示隆起焊道的形状例的侧视图。
图10C是示意地表示加强板的预定配置位置与加强板实际被配置的位置的偏差的俯视图。
图10D是表示隆起焊道的优选的形成方法的俯视图。
图11A是表示隆起焊道的形状例的俯视图。
图11B是表示隆起焊道的形状例的侧视图。
图11C是表示隆起焊道的更优选的形成方法的俯视图。
图12是具有闭截面的各管的剖视图。
图13是具有另一闭截面的各管的剖视图。
图14是具有再另一闭截面的各管的剖视图。
图15是借助有关本发明的加强管的制造方法焊接了加强板的车辆的下纵梁的立体图。
图16是表示借助以往的焊接方法在H型钢焊接加强板的工序的立体图。
图17A是表示将加强板插入于水平地配置的管内的状态的立体图。
图17B是表示借助以往的焊接方法在水平地配置的管的内壁焊接加强板的状态的剖视图。
图18是表示借助以往的焊接方法在铅直地配置的管的内壁焊接加强板的状态的剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图详细地说明有关本发明的加强管的制造方法的各实施方式。
<第1实施方式>
图1A是表示有关第1实施方式的加强管的制造方法的前半工序的立体图,图1B是表示有关第1实施方式的加强管的制造方法的后半工序的立体图。此外,图2是加强板被焊接在管的内壁面的焊接部的放大剖视图。
有关本实施方式的加强管的制造方法是在钢、铝合金、铜合金等金属管的内部在与管的长度方向(轴线方向)交叉的方向上焊接与管同种原材料的多个加强板而得到加强管的方法。
有关第1实施方式的加强管的制造方法首先如图1A所示,在步骤1中,例如将钢、铝合金、铜合金等金属制的管(在图1A所示的实施方式中是方矩管)10以其轴线方向朝向铅直方向上方的方式配置。由此,管10的一方的开口端11被向上方开放。
在步骤2中,将焊炬30从管10的上方的开口端11插入于管10的内部,借助熔极式电弧焊法或使用熔材的非熔极式电弧焊法、激光焊法,在管10的内壁面12的周向的至少一部分,将熔融金属隆起层叠焊接而形成隆起焊道20(隆起焊道形成工序)。
这里,形成隆起焊道20的位置是设置后述的加强板25的位置。而且,如图1A的步骤2所示,在分割为多个部位并借助隆起层叠焊接形成多个隆起焊道20的情况下,优选的是各隆起焊道20的位置为同一平面内,以使得在将加强板25载置于隆起焊道20上时加强板25稳定。此外,在图1A中,将隆起焊道20在方矩管的内壁面12的四边各设置一处、合计设置在四处,但也可以在对置的两边的内壁面12各一处、合计为两处,此外也可以遍及整周而形成。
另外,隆起焊道20只要是具有能够将被载置的加强板25稳定地支承的强度即可,没有特别限定,也可以代替堆焊,而借助使用钎料的钎焊(brazing)来形成隆起焊道20。即,也可以一边供给钎料一边借助使用焊炬30的MIG点焊(MIG钎焊)形成隆起焊道20。作为MIG点焊的手法,采用通常的MIG焊接、CMT(Cold Metal Transfer;冷金属过渡)焊接的哪种都可以。
在步骤3中,在将焊炬30从管10去除、即拔出后,将加强板25插入于管10的内部,以与隆起焊道20相接的方式载置加强板25。此时,加强板25仅载在隆起焊道20上,没有与管10接合(加强板配置工序)。
另外,加强板25和管10的原材料优选的是同种原材料。即,在管10是铁或铁合金制的情况下,优选的是,加强板25也还是铁或铁合金制,在管10是铝或铝合金制的情况下,优选的是,加强板25也还是铝或铝合金制。此外,在管10是铜或铜合金制的情况下,优选的是,加强板25也设为铜或铜合金制。
加强板配置工序中的加强板配置作业也可以使加强板25从上方自由落下,但也可以如果加强板25是钢制则使用磁铁、如果是不锈钢、非铁材则使用真空吸附装置等,一边保持加强板25一边小心地放入。此外,加强板25的形状是与管10的孔相似形状,优选的是设为比管10的孔稍小的尺寸。由此,加强板配置作业变得容易。
在步骤4中,再次将焊炬30从管10的开口端11插入于管10的内部,在被载置定位在隆起焊道20上的加强板25和管10的内壁面12中,在加强板25相对于管10的长度方向交叉的位置,即以包括与加强板25的边缘部分26对置的周面的多个位置的方式,在或其非常近处,例如借助电弧焊或激光焊,将加强板25的边缘部分26和管10的内壁面12的至少一部分进行角焊(加强板焊接工序)。
另外,在作为加强板焊接工序的步骤4中使用的焊炬30,使用与在作为隆起焊道形成工序的步骤2中形成隆起焊道20时使用过的焊炬30相同的焊炬是简单且合理的,但根据需要也可以使用别的种类的焊炬30。
由此,如图2所示,在管10的内壁面12借助焊接金属21焊接1片加强板25。另外,在隆起焊道形成工序中形成的隆起焊道20和焊接金属21并不一定需要熔融。
将加强板25的边缘部分26与管10的内壁面12焊接的焊接金属21也可以在管10的周向上断续地设置,但为了将加强板25牢固地焊接于管10,焊接部越长越好,优选的是遍及管10的整周形成。此外,为了牢固地焊接,优选的是调整电流、电压、焊接速度等而焊接,以使焊接部截面较深地熔入。
另外,加强板25的边缘部分26也可以相对于加强板25的面形成为直角,但如图3所示,在加强板25的板厚t较厚的情况下,为了使熔深容易增加,优选的是对加强板25的边缘部分26施以倒角加工,在加强板25与管10的内壁面12之间形成レ型坡口并进行焊接。
此外,如图4A所示,在将加强板25焊接于内壁面12时,有焊接热输入过多的情况、如果在加强板25的边缘部分26与管10的内壁面12之间产生间隙或加强板25的边缘部分26熔融则发生焊接金属21从产生的间隙落下的烧穿的情况。但是,如图4B所示,如果预先在步骤2中遍及管10的整周形成隆起焊道20,则该隆起焊道20成为承接部而能够防止烧穿,所以是更优选的。
接着,说明将第2片加强板25焊接于管10的内壁面12的工序。
在隆起焊道形成工序中使用的焊炬和加强板焊接工序中使用的焊炬是不同的焊炬的情况下(例如,借助钎焊形成隆起焊道20的情况下),将在第1片加强板25的焊接中使用过的焊炬30从管10拔出,将在隆起焊道形成工序中使用的焊炬30插入于管10的内部,在设置第2片加强板25的位置,与步骤2同样地形成隆起焊道20。即,在第1片加强板25的焊接与第2片加强板25的焊接之间,需要焊炬的更换作业。
另一方面,如图1B所示,在隆起焊道形成工序中使用的焊炬和加强板焊接工序中使用的焊炬相同的情况下,在步骤5中,不将第1片加强板25的焊接作业结束后的焊炬30拔出,而只要使其移动到设置第2片加强板25的位置(高度),与步骤2同样地形成第2级隆起焊道20即可。
在步骤6中,与步骤3同样,在将焊炬30从管10拔出后,将加强板25插入于管10的内部,载置在第2级隆起焊道20上。
在步骤7中,与步骤4同样,再次将焊炬30从管10的开口端11插入于管10的内部,在加强板25与管10的内壁面12的交叉部分或其很近处,例如借助电弧焊或激光焊,将加强板25的边缘部分26和管10的内壁面12进行角焊。
在步骤8中,从焊接了第2片加强板25的管10将焊炬30拔出,结束第2片加强板25的焊接。
以后,根据需要而反复进行步骤5~步骤8的作业,将第3片以后的加强板25一个接一个焊接于规定的位置,制造出借助多个加强板25提高了强度的高刚性且轻量的加强管100。
本技术的最重要的点是:在隆起焊道形成工序(步骤2、步骤5)中,对于设置加强板25的管10的内壁面12,在设置加强板25之前预先设置由焊接金属形成的隆起焊道20。
在此情况下,将管10沿铅直方向立起而进行的情况下的生产效率成为最高。因此,隆起焊道形成工序成为对于立壁进行的横向焊接,所以为了防止熔融金属的滴落,优选的是在低电流条件下进行。
此外,隆起焊道20是多处的点状隆起及整周隆起的哪种都可以,但如果在加强板焊接工序中焊接热输入过多、或者内壁面12与加强板25的边缘部分26的间隙较大,则容易发生烧穿,所以为了防止烧穿而优选的是设为整周隆起。
这样,根据有关本实施方式的加强管的制造方法,能够借助简单的装置和结构,制造出到目前为止较困难的在管10的内部焊接多个加强板25而强度被强化了的加强管100。
此外,有关本实施方式的加强管的制造方法具有以下的长处。
(1)设备投资较小。
(2)运行成本较便宜。
(3)不需要管的切断、开孔。
(4)如果将焊接用机器人与材料搬运机器人组合,则能够大致使全部工序自动化。
(5)由于大致能够在整个截面焊接加强板,所以对于压缩、拉伸没有各向异性,成为高刚性。
(6)能以最小限度的重量增加实现高刚性化。
(7)不会使管原本拥有的直线性变差。
如在上述中说明那样,隆起焊道形成工序、加强板配置工序及前述加强板焊接工序在以将管10的开口端11朝向铅直上方而配置的状态进行的情况下作业效率最高。
但是,在因为建筑物等的空间上的限制等而不能将管10朝向铅直上方立起的情况下,也可以如图5、图6所示在将管10的长度方向载置为水平方向或相对于水平方向倾斜的方向来进行。但是,如果将管10的长度方向载置为水平方向或相对于水平方向倾斜的方向,则要求焊接的难易程度较高的立焊、仰焊等焊接作业。因此,优选的是精心设计以通过一边借助未图示的转动辊装置(旋转机构)等使其绕管10的轴线旋转一边进行焊接,而成为焊炬30的前端总是朝向下方的俯焊。
此外,在图5所示那样的将管10的长度方向载置为水平方向而进行的情况下,由于插入于管10内的加强板25容易倒下,所以优选的是一边借助成为加强板25的倒下阻止部的推压装置35对加强板25进行推压,一边进行隆起焊道形成工序、加强板配置工序及前述加强板焊接工序。但是,如图6所示,如果在使管10的长度方向斜着倾斜的状态下载置,则加强板25借助自重而与隆起焊道20抵接,所以不再需要推压装置35的设置,焊接作业变得容易。
<第2实施方式>
在第1实施方式中,以以加强板25的平面相对于管10的长度方向正交的方式进行焊接的情况为例进行了说明,但加强板25不需要一定相对于管10的长度方向正交,也可以以相对于管10的长度方向成为锐角或钝角的方式使其倾斜来进行焊接。
图7A是表示有关第2实施方式的加强管的制造方法的前半工序的立体图,图7B是表示有关第2实施方式的加强管的制造方法的后半工序的立体图。如图7B所示,第2实施方式的加强管100A其加强板25相对于管10的长度方向倾斜而焊接。另外,加强管100A的其他的结构及作用与第1实施方式的加强管100是同样的,所以对于相同的部分赋予相同的附图标记或对应的附图标记,将说明简略化或省略。
本实施方式的加强管100A在步骤1中,将轴线方向朝向铅直上方而配置,以使管10的开口端11朝向上方。
在步骤2中,将焊炬30插入于管10内,一边控制焊炬30的运动,一边使隆起焊道20相对于管10的长度方向倾斜而形成(隆起焊道形成工序)。隆起焊道20的位置优选的是形成在同一平面(倾斜面)内,以使得在将加强板25载置于隆起焊道20上时,加强板25在斜着倾斜的状态下稳定。
在步骤3中,在将焊炬30从管10拔出后,将加强板25插入于管10内,斜着载置在倾斜的隆起焊道20上(加强板配置工序)。
在步骤4中,再次将焊炬30插入于管10的内部,在被载置定位在隆起焊道20上的加强板25和管10的内壁面12中,在加强板25相对于管10的长度方向交叉的位置,即以包括与加强板25的边缘部分26对置的周面的多个位置的方式,或在其非常近处,借助焊接金属21将加强板25的边缘部分26和管10的内壁面12进行焊接(加强板焊接工序)。
在步骤5中,在使焊炬30移动到设置第2片加强板25的位置后,与步骤2同样,一边控制焊炬30的运动,一边使第2级隆起焊道20相对于管10的长度方向倾斜而形成。
在步骤6中,与步骤3同样,在将焊炬30从管10拔出后,将第2片加强板25斜着载置在第2级隆起焊道20上。
在步骤7中,与步骤4同样,再次将焊炬30插入于管10的内部,在被倾斜载置的加强板25与管10的内壁面12的交叉部分或其非常近处,将加强板25的边缘部分26和管10的内壁面12进行角焊。
在步骤8中,从焊接着第2片加强板25的管10将焊炬30拔出,结束第2片加强板25的焊接。
以后,根据需要而反复进行步骤5~步骤8的作业,将第3片以后的加强板25一个接一个焊接于规定的位置,制造出多个加强板25斜着被焊接于管10的内壁面12而被加强的高刚性且轻量的加强管100A。
<第3实施方式>
图8是有关第3实施方式的加强管的立体图。如图8所示,第3实施方式的加强管100B其相对于管10的轴线斜着倾斜而被焊接的多个加强板25使其方向在每一级成为相反方向而焊接。这里,有关第3实施方式的加强管的制造方法的特征在于,在加强板配置工序中,以与之前在加强板焊接工序中焊接的加强板25或之前在加强板焊接工序中形成的焊接金属21相接的方式配置下个加强板25。另外,加强板25的焊接方法只是隆起焊道20相对于管10的轴线的倾斜角不同,与第2实施方式的加强管100A是同样的,所以省略说明。
在第3实施方式的加强管100B的情况下,可以如图9A所示通过将在下级(之前)被焊接的加强板25a作为上级(下个)加强板25b的立足处、进行定位,将用于上级加强板25b的隆起焊道20省略而将上级加强板25b焊接。此外,也可以如图9B所示通过以焊接着下级(之前的)加强板25a的焊接金属21为立足处、将上级(下个)加强板25b定位,将用于上级加强板25b的隆起焊道20省略。
在哪种情况下,在下级被焊接的加强板25a或焊接着下级加强板25a的焊接金属21都起到防止加强板焊接工序中的烧穿的功能,所以能够将堆焊的一部分省略。
接着,对于在上述第1~第3实施方式中更优选的隆起焊道的形成方法,以下进行说明。
如图10A及图10B所示,在使焊炬从开始隆起焊道20的形成的开始部40朝向结束部41、沿由箭头42表示的方向移动、形成了隆起焊道20的情况下,开始部40成为三维地鼓起的形状的情况较多。其原因是因为,在开始隆起焊道20的形成的时点,相对于焊接材料的供给速度,焊接进行速度较慢,熔池的体积不可避免地变大。
而且,如果形成了形成开始部40鼓起的形状的隆起焊道20,则如图10C所示,在配置加强板25的预定位置(预定配置位置43)与加强板25实际被配置的位置44之间发生角度偏差45。
所以,在步骤2的隆起焊道形成工序中,优选的是,以隆起焊道20的与加强板25的切线46与加强板25的预定配置位置43一致的方式形成隆起焊道20。所谓隆起焊道20的与加强板25的切线46,在形成隆起焊道20之后从管10的开口端11侧将加强板25插入而配置的情况下,是加强板25的隆起焊道20侧的面(下表面)与管10的内壁面12交叉的线。另外,如图10C所示,在配置了加强板25时,在加强板25和隆起焊道20在多个点(例如触点47a、47b)相接的情况下,可以将连结触点47a和触点47b的线作为切线46。此外,将加强板25和隆起焊道20以线相接的情况下,可以将该线作为切线46。
这样,加强板25实际被配置的位置44与上述切线46一致,所以如果以切线46与预定配置位置43一致的方式形成隆起焊道20,则能够将加强板25配置在希望的位置。另外,所谓切线46与预定配置位置43一致,并不需要使其完全一致。例如,在预定配置位置43与加强板25实际被配置的位置44之间容许一些偏差的情况下,也可以在切线46与预定配置位置43之间有一些偏差。
作为以切线46与预定配置位置43一致的方式形成隆起焊道20的具体的方法,可以举出如图10D所示那样,在隆起焊道形成工序中,将比加强板25的预定配置位置43向与管10的开口端11相反的方向离开的位置设定为开始部48而开始隆起焊道20的形成的方法。然后,优选的是使焊炬一边沿管10的内壁面12的周向移动一边向加强板25的预定配置位置43接近。但是,如果使焊炬的前端与预定配置位置一致并使其沿周向移动,则得到的隆起焊道20的开口端11侧的切线与预定配置位置43不一致,所以优选的是适当地调整焊炬的位置。
此外,在隆起焊道20的形成的结束时,一般,焊丝、焊条的供给停止,另一方面,熔池因表面张力而作用有被向行进方向的相反侧牵拉的力。因而,如图11A及图11B所示,结束部41的体积变少而成为较细的焊道(bead)形状的情况较多。在呈这样的形状的情况下,虽然对于加强板25的定位没有不良影响,但因取决于焊接机的机种的不可避免的控制或焊接条件的设定情形,有即使焊接材料的供给停止也不能立即使电弧发生停止而成为长大的电弧的情况。由于电弧在微观上是大致圆锥状的形状,所以在管10的内壁面12中,电弧的范围扩展。在此情况下,结束部41处的熔池的体积较小,但成为扩展了的形状,虽然不是开始部40那样的程度,但有在俯视下成为鼓起的形状的情况。
在这样的情况下,也成为配置加强板25的位置变得不稳定的原因,所以优选的是在一边使焊炬沿管10的内壁面12的周向移动一边形成隆起焊道后,使其以焊炬的位置离开开口端11的方式移动而结束。具体而言,如图11C所示,优选的是将比加强板25的预定配置位置43向与管10的开口端11相反的方向离开的位置设定为结束部49,结束隆起焊道20的形成。由此,即使结束部49是鼓起的形状,也能够不给配置加强板25的位置带来影响而将加强板25配置在希望的位置。
如果用上述那样的优选的形成方法形成隆起焊道20,则得到的隆起焊道20的开始部(始端部)48及结束部(终端部)49成为向与管10的开口端11侧相反侧的方向离开配置有加强板25的位置的形状。另外,根据各种条件,有仅开始部48及终端部49的一方给预定配置位置43带来影响的情况,所以只要开始部48及终端部49中的给预定配置位置43带来影响的端部是离开加强板25的位置那样的形状即可。
以上,对本发明的第1~第3实施方式以及隆起焊道的优选的形成方法详细地进行了说明。
另外,在上述的说明中,作为管10而对截面方矩形的方矩管、截面圆形的圆形管进行了说明,但并不限定于方矩管、圆形管,对于具有任意的截面形状的管都能够应用。例如,如图12所示,在圆形管10A、方矩管10B以外,也可以是六角管10C。
此外,如图13所示,也可以是将具有肋10a的六边形的铝挤压材10D、将借助压力成形而形成为带肋的U字型的两片压力成形品的肋10c彼此焊接而成为六边形的带肋的六角管10E、将圆形管借助液压成形法、挤压加工法等成形而设置肋10e的带肋的六角管10F。
进而,如图14所示,对于将借助压力而形成的所谓的帽型部件和平板焊接成的非对称形状的管10G、具有多个孔的铝挤压材等管10H、将平板夹在两片帽型部件之间并焊接成的带肋的六角管10I也能够应用。
在哪种管10A~10I中,都优选的是,应用的加强板25为比各管10A~10I的孔稍小的相似形状,使用与各个管10A~10I同材质的板。
作为在这样的金属制的管10的内部设置有多个竹节状的加强板25的构造体,例如,如图15所示,优选地能够对于作为汽车车身的骨架部件之一的被称作门槛梁(rocker)或下纵梁(side sill)15的部件应用。通过这样在门槛梁或者下纵梁15的内部以适当的间隔配置并焊接多个加强板25,在高刚性的同时能够轻量化。由此,能够兼顾一般为相反的性质的、因车重的轻量化带来的燃耗改善和侧面碰撞时的乘员保护。进而,上述构造体对于建筑用的骨架部件也同样能够应用,能够做成在高强度的同时轻量化的骨架部件,有助于作业性改善。
另外,本发明并不限定于前述的各实施方式,能够适当变形、改良等。例如,在上述实施方式中,对将管的内壁面和加强板焊接而做成加强管的情况进行了说明,但也可以代替焊接而是使用钎料接合的钎焊。
如以上这样,在本说明书中公开了以下的事项。
(1)一种加强管的制造方法,所述加强管在由金属制构成的管的内部在相对于前述管的长度方向交叉的位置处焊接由与前述管同种原材料构成的至少1片加强板,该加强管的制造方法具备:隆起焊道形成工序,将焊炬从前述管的开口端插入于前述管的内部,借助使用钎料的钎焊或使用焊接材料的焊接,在前述管的内壁面的周向的至少一部分形成隆起焊道;加强板配置工序,在将前述焊炬从前述管去除后,将前述加强板插入于前述管的内部,以与前述隆起焊道相接的方式配置前述加强板;以及加强板焊接工序,将前述加强板的边缘部分和前述管的内壁面的至少一部分进行角焊。
根据该结构,能够作业效率良好地制造高刚性且轻量的加强管。
(2)如(1)所述的加强管的制造方法,前述加强板焊接工序将在前述隆起焊道形成工序中使用过的前述焊炬再次从前述管的开口端插入于前述管的内部而进行。
根据该结构,通过将在隆起焊道形成工序中使用过的焊炬再次在加强板焊接工序中使用,能够提供简单且合理的加强管的制造方法。
(3)如(1)或(2)所述的加强管的制造方法,使前述隆起焊道相对于前述管的长度方向倾斜而形成。
根据该结构,能够作业效率良好地制造高刚性且轻量的加强管。
(4)如(1)~(3)中任一项所述的加强管的制造方法,根据前述加强板的片数,将前述隆起焊道形成工序、前述加强板配置工序及前述加强板焊接工序反复进行。
根据该结构,能够在管的内部焊接多个加强板,能够作业效率良好地制造被用多个加强板强化的加强管。
(5)如(4)所述的加强管的制造方法,在前述加强板配置工序中,以与之前在前述加强板焊接工序中焊接的加强板或之前在前述加强板焊接工序中形成的焊接金属相接的方式配置下个加强板。
根据该结构,能够将用来配置下个加强板的隆起焊道省略,能够作业效率更好地制造加强管。
(6)如(1)~(5)中任一项所述的加强管的制造方法,前述加强板的边缘部分被倒角,在前述加强板焊接工序中将形成在前述加强板与前述管的内壁面之间的レ型坡口焊接。
根据该结构,即使是板厚较大的加强板,也能够使熔深增加而将加强板牢固地焊接于管的内壁面。
(7)如(1)~(6)中任一项所述的加强管的制造方法,遍及前述管的整周形成前述隆起焊道。
根据该结构,遍及管的整周形成的隆起焊道成为承接部,能够防止烧穿。
(8)如(1)~(7)中任一项所述的加强管的制造方法,前述隆起焊道形成工序、前述加强板配置工序及前述加强板焊接工序在前述管被以前述开口端朝向铅直上方的方式配置的状态下进行。
根据该结构,能够作业效率特别好地将多个加强板焊接于管的内壁面。
(9)如(1)~(8)中任一项所述的加强管的制造方法,前述管其与前述长度方向正交的截面形状为圆形、椭圆形、多边形的某个闭截面。
根据该结构,能够制造在任意的闭截面形状的管的内壁面焊接着加强板的加强管。
(10)如(1)~(9)中任一项所述的加强管的制造方法,在前述隆起焊道形成工序中,以前述隆起焊道的与前述加强板的切线与配置前述加强板的预定位置一致的方式形成前述隆起焊道。
根据该结构,能够使加强板的定位精度提高。
(11)如(10)所述的加强管的制造方法,在前述隆起焊道形成工序中,从比配置前述加强板的预定位置向与前述管的开口端相反的方向离开的位置开始前述隆起焊道的形成,使前述焊炬一边沿前述管的内壁面的周向移动,一边向配置前述加强板的位置接近。
根据该结构,能够用容易的方法使加强板的定位精度提高。
(12)如(10)或(11)所述的加强管的制造方法,在前述隆起焊道形成工序中,在一边使前述焊炬沿前述管的内壁面的周向移动一边形成前述隆起焊道后,在比配置前述加强板的预定位置向与前述管的开口端相反的方向离开的位置结束前述隆起焊道的形成。
根据该结构,能够用容易的方法使加强板的定位精度更进一步提高。
(13)一种加强管,在由金属制构成的管的内部在相对于前述管的长度方向交叉的位置处焊接由与前述管同种原材料构成的至少1片加强板,在前述管的内壁面,在与对于前述加强板形成焊接金属的一侧相反侧的与前述加强板相邻的位置,在前述管的内壁面的周向的至少一部分形成有隆起焊道。
根据该结构,由于加强板被稳定地定位,所以能得到高刚性且轻量的加强管。
(14)如权利要求(13)所述的加强管,前述隆起焊道遍及前述管的整周形成。
根据该结构,遍及管的整周形成的隆起焊道成为承接部,能够防止烧穿。
(15)如权利要求(13)或(14)所述的加强管,前述隆起焊道具有始端部及终端部,前述始端部及前述终端部的至少一方,向与前述管的前述开口端侧相反侧的方向离开配置有前述加强板的位置。
根据该结构,能够得到在希望的位置具有加强板的加强管。
(16)如(13)~(15)中任一项所述的加强管,被用于汽车用或建筑用的骨架部件。
根据该结构,能够借助加强板将汽车用或建筑用的骨架部件的强度强化。
附图标记说明
10 管
11 开口端
12 内壁面
20 隆起焊道
15 下纵梁(汽车用的骨架部件)
21 焊接金属
25 加强板
26 加强板的边缘部分
30 焊炬
35 推压装置
40 开始部
41 结束部
100、100A、100B 加强管。
Claims (16)
1.一种加强管的制造方法,所述加强管在由金属制构成的管的内部在相对于前述管的长度方向交叉的位置处焊接由与前述管同种原材料构成的至少1片加强板,该加强管的制造方法的特征在于,
具备:
隆起焊道形成工序,将焊炬从前述管的开口端插入于前述管的内部,借助使用钎料的钎焊或使用焊接材料的焊接,在前述管的内壁面的周向的至少一部分形成隆起焊道;
加强板配置工序,在将前述焊炬从前述管去除后,将前述加强板插入于前述管的内部,以与前述隆起焊道相接的方式配置前述加强板;以及
加强板焊接工序,将前述加强板的边缘部分和前述管的内壁面的至少一部分进行角焊。
2.如权利要求1所述的加强管的制造方法,其特征在于,
前述加强板焊接工序将在前述隆起焊道形成工序中使用过的前述焊炬再次从前述管的开口端插入于前述管的内部而进行。
3.如权利要求1或2所述的加强管的制造方法,其特征在于,
使前述隆起焊道相对于前述管的长度方向倾斜而形成。
4.如权利要求1或2所述的加强管的制造方法,其特征在于,
根据前述加强板的片数,将前述隆起焊道形成工序、前述加强板配置工序及前述加强板焊接工序反复进行。
5.如权利要求4所述的加强管的制造方法,其特征在于,
在前述加强板配置工序中,以与之前在前述加强板焊接工序中焊接的加强板或之前在前述加强板焊接工序中形成的焊接金属相接的方式配置下个加强板。
6.如权利要求1或2所述的加强管的制造方法,其特征在于,
前述加强板的边缘部分被倒角,在前述加强板焊接工序中将形成在前述加强板与前述管的内壁面之间的レ型坡口焊接。
7.如权利要求1或2所述的加强管的制造方法,其特征在于,
遍及前述管的整周形成前述隆起焊道。
8.如权利要求1或2所述的加强管的制造方法,其特征在于,
前述隆起焊道形成工序、前述加强板配置工序及前述加强板焊接工序在前述管被以前述开口端朝向铅直上方的方式配置的状态下进行。
9.如权利要求1或2所述的加强管的制造方法,其特征在于,
前述管其与前述长度方向正交的截面形状为圆形、椭圆形、多边形的某个闭截面。
10.如权利要求1或2所述的加强管的制造方法,其特征在于,
在前述隆起焊道形成工序中,以前述隆起焊道的与前述加强板的切线与配置前述加强板的预定位置一致的方式形成前述隆起焊道。
11.如权利要求10所述的加强管的制造方法,其特征在于,
在前述隆起焊道形成工序中,从比配置前述加强板的预定位置向与前述管的开口端相反的方向离开的位置开始前述隆起焊道的形成,使前述焊炬一边沿前述管的内壁面的周向移动,一边向配置前述加强板的位置接近。
12.如权利要求10所述的加强管的制造方法,其特征在于,
在前述隆起焊道形成工序中,在一边使前述焊炬沿前述管的内壁面的周向移动一边形成前述隆起焊道后,在比配置前述加强板的预定位置向与前述管的开口端相反的方向离开的位置结束前述隆起焊道的形成。
13.一种加强管,在由金属制构成的管的内部在相对于前述管的长度方向交叉的位置处焊接由与前述管同种原材料构成的至少1片加强板,其特征在于,
在前述管的内壁面,在与对于前述加强板形成焊接金属的一侧相反侧的与前述加强板相邻的位置,在前述管的内壁面的周向的至少一部分形成有隆起焊道。
14.如权利要求13所述的加强管,其特征在于,
前述隆起焊道遍及前述管的整周形成。
15.如权利要求13或14所述的加强管,其特征在于,
前述隆起焊道具有始端部及终端部,前述始端部及前述终端部的至少一方,向与前述管的前述开口端侧相反侧的方向离开配置有前述加强板的位置。
16.如权利要求13或14所述的加强管,其特征在于,
被用于汽车用或建筑用的骨架部件。
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