CN1443098A - 用于制造具有大致管状金属壁的结构件的方法以及结构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法，包括：从金属板材上切割出至少一个平坯料(20)，坯料具有主要部分，该主要部分具有用于形成该结构件的壁的展开形状和至少一个匹配重叠固定部分(26，27，28)，将切割出的坯料(20)沿多条线(23)折叠，以便用被切割坯料(20)的主要部分的折叠部分(22，24，24′，25)形成结构件的壁，结构件包括几个非轴向对齐的环形截面，通过焊接，将所述至少一个匹配重叠固定部分(26，27，28)固定在至少一个所述折叠部分(22，24，24′，25)和第二重叠部分上。在焊接期间，所述至少一个重叠部分(26，27，28)与所述壁的折叠部分(22，24，24′，25)或所述第二重叠部分保持为在一重叠位置上彼此弹性支承。最好是，所述焊接由一种穿透激光束进行。本发明的新颖结构件在多种工业领域具有广泛应用。

Description

用于制造具有大致管状金属壁的结构件的方法以及结构件

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有大致管状金属壁的结构件的方法，该结构件具有至少两个不是轴向对齐的段；本发明还涉及一种管状金属壁结构件，其适合于制造成各式各样的形状，并且具有宽广的应用范围。

背景技术

在很多工业部门，需要大致管状的结构件，其包括不是轴向对齐的连续段，其横截面可以具有不同程度的复杂形状，特别是多边形形状。

这种结构件可以是曲线的或者可以是呈角形布置的直线性连续段，比如，当结构件为正方形或者矩形框架时，所述段彼此呈直角延伸。

在某些应用领域，需要框架具有高的刚性和尽可能小的质量，而当通过将多边形截面的管状分段装配在一起而制成框架时，这两个条件通常是很难协调的。为了将框架的各个边在其角部组装和焊接在一起，需要使用具有足够壁厚的管。按照常规，假如管壁厚小于1毫米，则很难通过将管子如正方形截面的管组装在一起而制成框架。

在某些特定的应用领域，比如，在制造金属门方面，不仅仅希望获得好的刚性和尽可能小的质量，而且希望获得很好的外观质量，例如将门用在建筑物上而作为特殊装饰用途时。在这种情况下，很有必要提供一种具有各种截面形状的不同侧面的框架结构。因此有必要使管具有不同的截面形状和与众不同的可行形状。这就使得制造这种门的结构很昂贵。

在某些工业领域，比如汽车工业、航空工业或者造船工业，使用结构件或“杆材”，这些结构件重量轻，具有管状金属壁，形状复杂，而且为了制成一种环形件，可以为曲线形或者甚至自行成圈。这种为了节省重量而具有管状结构的结构件必须以一种非常刚硬和坚固的方式制造。

为了制造这种复杂结构，通常需要将大量零件组装在一起，而这些零件已经通过一种成形和/或切割方法预先成形。将零件组装在一起以制造一种具有复杂形状的结构，这样做可以使得在形状上和尺寸上具有好的精度，但是这是一种昂贵的操作方式，而且用于进行装配的各种焊缝必须全面检测探伤。

另外，当所用金属材料很难焊接时，比如铝及其合金，制造复杂结构甚至更难和更昂贵，而且为了避免焊接，可能需要采用很难实施的组装方法。

当利用平面材料如金属板制造结构件时，坯料通常被切割出来并通过沿它们的边缘焊接而被组装在一起，这通常需要使用夹具和支承件，以将坯料保持在它们的装配位置上。因此，这些结构制造复杂而且需要使用昂贵的加工工具。另外，在某些情况下，当结构已经被组装和焊接在一起后，甚至不可能使用放置在该管状结构的中空部分中的夹具，因为该结构的形状妨碍了该夹具的移动。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造具有大致管状金属壁的结构件的方法，该结构件包括不是轴向对齐的两段，该方法实施简单而且限制了成本，使得采用任何金属材料制造形状复杂、坚硬和重量轻的结构成为可能。

为实现此目的，该方法包括以下步骤：

一从金属板材上切割出至少一块平坯料，该坯料具有主要部分，该主要部分具有形成所述结构件的壁的段的展开形状，对于每一段，至少一个重叠固定翼片与至少一个附加翼片用于将各段固定在一起；

—将切割出的坯料沿多条线折叠，以便利用切割出的坯料的主要部分的折叠边缘形成所述结构件的壁；和

—通过焊接，将每一段的至少一个附加重叠固定翼片与至少一个用于将各段固定在一起的附加翼片在所述结构件的壁的至少一个折叠边缘或者第二重叠翼片上相固定，每一段的所述至少一个附加重叠固定翼片和所述用于将各段固定在一起的至少一个翼片和所述壁的折叠边缘或者所述第二重叠翼片被保持以彼此弹性支承。

为了更好地理解本发明，下面将对本发明方法的实例的各种实施方式以及结构件进行描述，其中结构件具有非常新颖的特性，并且能够由所述方法制成。

附图说明

图1为切割出的坯料的一小部分的平面图，该坯料可以用来制造用于本发明的框架结构中的一种具有多边形截面的支柱；

图2为通过折叠图1所示坯料而制成的具有多边形截面的支柱的横截面示意图，该支柱处于焊接一连接件和固定翼片之前的状态；

图3为一种具有用本发明方法制成的圆形表面的门的透视图；

图4为用于制造图3所示门结构的切割出的金属板的平面图；

图5为图4所示坯料的一小部分的放大图；

图6和7为通过将图4所示金属坯料折叠和焊接而制成的所述门结构的局部透视图；

图8为用本发明方法制造的具有环形形状的结构件的透视图；

图9为用于制造图8所示结构件的金属坯料的一小部分的平面图；

图10为图9所示一小部分坯料的一个表面的透视图；

图11和12为图8所示结构件的其中一小部分处于本发明方法的折叠阶段和处于组装阶段时的透视图。

具体实施方式

图1所示为一小部分金属坯料，其总体上用附图标记1表示，该小部分坯料1可以制造成型材的一部分，所述型材用于构成多边形截面框架的侧边，而且所述型材自身构成了本发明的一种结构件。

金属坯料1总体上具有如图1所示沿纵向方向2延伸的坯料延伸部分和通过折叠而构成框架其它侧边的其它小部分，所述其它侧边可以选择性地具有与图2所示坯料段的截面形状不同的多边形横截面。

图1和2的目的仅仅在于解释本发明的制造方法的原理，而没有完整地描述结构件的制造步骤。

图1所示金属坯料1的段为矩形带的形式，沿纵向方向2延伸，其宽度足够用来制造图2所示矩形框架的一侧边部分。

制造框架的第一步包括从一具有所需类型和厚度的金属板材上切割出所述坯料1。

一般而言，如下所述，本发明的方法可以制造大致管状并且壁厚能够很小的结构，比如壁厚可在50微米(μm)至1mm的范围内，使用诸如管的角装配法等的公知方法就不可能制造这样的薄壁结构件。

所述小部分金属坯料1将要用来构成横截面如图2所示的框架支柱3，该坯料1上具有均平行于纵向方向2的折叠线，从而将金属坯料1定义为5个长方形条带的部分4、5、6、7和8。如图1所示的小部分坯料1在坯料的各个条带部分之间具有折叠线，所述小部分坯料1构成了图2所示框架3的侧边部分的展开形状。如图2所示进行折叠，以便将坯料的条带部分5和6相对于条带部分4向上折叠90°，构成框架的两个侧边表面，再将框架侧边部分3的条带部分7和8向内折叠而构成两块翼板，翼板在位置7′和8′重叠，以便构成框架侧边3的上壁。

如图2所示，金属坯料的条带部分7和8被向内折叠，以使翼板8位于翼板7的下方，并且使翼板7和8相对于它们的关闭位置7′和8′留出一个剩余开角。

通过将条带部分7和8折叠并通过在垂直方向上向翼板7施加一外力9将两者固定在一起，从而将条带部分7和8装配在一起，所述外力9促使翼板7从外向框架3的侧边内部移动。

在所述力9的作用下，翼板7绕其折叠线枢转并压靠在翼板8上，而翼板8依次绕其折叠轴线枢转。所述翼板7和8移动的距离被确定，以便通过使翼板在共面位置7′和8′重叠而构成框架侧边3的上壁。

通过施加力9的推力元件将翼板7′保持在正确位置，而翼板8位于其位置8′时弹性地压靠在翼板7′的下表面上，以便在它们的位置7′和8′，翼板7和8彼此相互平齐并彼此弹性相压靠。

上翼板7在翼板7的自由边与线7a之间延伸的一小部分构成金属坯料的一个重叠固定翼片，用以封闭管状结构，所述线7a压靠在翼板8的处于平面位置时的自由边上。为了将翼板7和8固定在一起，可能需要使用一种焊接设备比如一种激光焊接头10，从而在重叠的平面部分7和8之间沿所述纵向方向2形成多个焊点或多条焊线，比如，在翼板7的重叠翼片与翼板壁8之间，而翼板壁8被所述重叠翼片覆盖。这种通过激光束而在翼板7和8的重叠翼片的厚度上进行的焊接被称为穿透焊接。

当翼板7和翼板8在它们的装配位置7′、8′相互重叠时，也可以沿翼板7的自由边将翼板7和8焊接在一起，但是，这种沿翼板7的自由边所进行的焊接，与通过将焊接点或者焊接线性区域任意设置在处于装配位置的翼板7和8的重叠翼片上所进行的穿透焊接相比，需要对焊接光束的方向和位置进行更精确的控制。

一旦重叠翼片已经被焊接在所述结构的一小部分壁上，结构就变得坚硬，因为所述重叠翼片就不可能在壁上相对滑动。

这样，在图1和2所示的很简单的实例中就可以看出，所述结构的一段，比如具有任意形状的多边形截面的框架的一边，就能够用一种简单的方式制成，其中仅仅需要通过折叠、将一重叠翼片弹性地压靠在一壁部，然后比如用激光将所述重叠翼片焊接在被覆盖的壁部上。

自然地，可以采用除了激光焊枪以外的焊接方式以进行点或者线焊接，然而该焊接设备应当能够从结构的外部进行焊接，并且焊接时能够不与结构的壁接触。

当焊接其壁的厚度小于1mm比如约0.7mm的框架形结构的壁时，可以通过一种采用钇铝石榴石(YAG)激光器的激光器而进行高质量的焊接，即使当被重叠的金属板的厚度“膨”到高达0.2mm的值时。术语“膨胀”是相对于一叠层的板材而言的，指的是金属板叠层与被重叠的各个板材的厚度之和相比较的额外增加厚度。该膨胀值与被重叠的板材之间的空气层的平均厚度相一致，所述空气的存在是因为板不是完全平坦的。

因而，对于工业金属片的平面度就能够实现本发明的方法，这样就允许在金属板材部分堆叠时存在一定量的膨胀。

作为实例，下面对两种方法进行描述，它们通过将从板比如金属片或金属薄片上切割下来的金属坯料折叠而制成一种大致管状的结构，这两个实例仅仅是用于解释本发明的方法，参见上述附图1和2用一种很常用的方式描述本发明。

自然地，本发明的方法可以适用于制造多种大致管状的结构件，其特性和用途具有很宽的变化范围。

一种包含有根据本发明所制造的结构件的第一装置显示于图3中。

图3示出了根据本发明的方法制造的一种金属门，其总体上用附图标记11表示，其包括一总体上为矩形的框架12，框架12的侧面呈现为管状结构。

所述框架包括两个水平侧面，一顶面12a和一底面12b，以及两个垂直侧面，分别为12c和12d。

所述顶面和底面12a和12b由具有三角形横截面的管制成，而所述侧面12c和12d也同样由管形制成，但是其横截面呈现为矩形。顶面和底面12a和12b的端部边缘沿三角形横截面的角部相互连接，构成各自的曲面，可以将一门面13的各自顶端和底端固定在所述曲面上，从而呈现为一种圆弧形。所述表面13可以由一单块金属板构成，而该金属板可以通过沿所述门的框架的两侧面12a和12b的弧形边缘进行焊接而被固定。

下面将参照附图4、5、6和7进行描述，根据本发明的方法就能制造门的框架12，仅仅需要切割和折叠金属板，以便构成所述框架的壁，所述壁的重叠翼片能与框架的被折叠部分装配和固定在一起，并能使框架的侧面相互固定，以便形成如图3所示的封闭结构。

然后将面板13放置在合适位置并通过被焊接到框架的边缘上而被固定，尤其是通过沿弧形边缘的顶部和底部被焊接。这就提供了一种在框架上制成的弧形金属门，其侧边具有不同形状的横截面，这就使得改善门的外观并使之具有一种新颖的外观成为可能。

这种门可以用来关闭食橱或者控制室，或者用于关闭寓所。

下面将参照附图4-7对如图3所示类型的框架进行描述，采用如此方式不仅可以构成门的框架，而且可以制成具有合适用途的框架，比如丝网印刷机上的框架。在此情形下，用质轻和刚性方式所制造的框架能够容易地适宜于固定和张紧丝网，其中丝网是沿框架的边缘被固定的。

当将丝网放置在正确位置时，在顶侧面和底侧面12a和12b之间施加力，然后，当丝网已经被固定后再释放所施加的力，这样就可以将框架上的丝网张紧。

图4示出一金属坯料，其总体上用附图标记14表示，该坯料14已经被从一金属板或金属薄片上切割下来，以便形成一细长的条带，其在条带的每一小部分之间具有切口，以形成所述框架的一特殊侧边。

框架的端面12a和12b的壁是由细长带状坯料14的小部分15a和15b制成的，而长方形截面的侧面12c和12d是由坯料14的小部分15c和15d制成的。

图4中的虚线表示带状部分15a、15b、15c和15d的折叠线，在这些带状部分上进行折叠以形成框架的相应边，框架的横截面为大致管状，边的横截面分别为三角形和长方形。

坯料的每一小部分15a、15b、15c和15d具有一构成框架侧平面的主带状部分，以及用于封闭和固定框架侧边和用于将框架的侧边相互固定的重叠固定翼片。

所述小部分15a和15b包括三个平面壁部分，它们通过相互平行的折叠线连接，用于构成框架侧边的三个面，框架为三角形截面，还包括两个将被重叠的纵向边，以便能使框架的端面被装配和固定。所述金属坯料的小部分15a和15b的两纵向边被各自的曲线限定，而底边稍微凹陷以便能使两个被组装在一起的边啮合，该凹陷部分也起到加固框架边缘的作用，该框架特别被用于一种门的表面或者一种固定到框架上的印刷丝网。

金属坯料的小部分15c和15d包括：各自的主要部分，所述主要部分由四个纵向延伸的壁部通过折叠线连接在一起而构成，以便构成框架的长方形侧面的壁的四个面；以及两个重叠翼片，所述重叠翼片被在两个折叠部分上重叠而构成形成框架侧面的两个面，该框架通常为长方形形状。

在金属坯料14的连续小部分之间的切口是以这样一种方式制成的，折叠之后，将框架的侧面端部放置在三角形截面的端部，并将框架的每一个角切开。此外，以这样一种方式进行切割，留出用于构成框架壁的重叠固定翼片并且位于框架的侧边之间的翼片和翼板。

图6和7分别示出框架的一个端面的外部和内部以及两个侧面的端部，在坯料14已经被沿所示折叠线折叠之后，所述侧面被容纳于所述端面内。

当被折叠后框架呈现出如图7所示的布置，框架的每一侧边的管状壁通过重叠翼片被固定在一起，从而导致弹性地支承在构成框架侧边的壁部分的坯料部分上，或支承在其它重叠翼片上。

如上所述，所述重叠翼片是由所述小部分15a和15b的纵向外侧边构成的，在折叠期间将所述小部分15a和15b彼此相面对地放置，并在进行焊接操作期间被弹性地相互挤压，比如，用激光束在沿侧边长度方向上的焊接点上或者沿焊接线进行穿透焊接，而所述侧边被做成彼此一致并相互弹性地压靠。

如图7所示，可以看到连接区16，连接区16是由在每一侧边上的中凹的凹坑形成的，用以连接框架的端面，并且，当将要装配在一起的两个侧边弹性地挤压时，一个凹坑被啮合在另一凹坑中。焊接线可以是在凹坑16上形成的，焊接线平行于或者垂直于框架的端面的侧边，这样，就将它们装配在一起了。

当组装和封闭框架的侧面时，由两个带状部分构成的所述重叠翼片与构成侧面的壁的表面的两个部分重叠。通过在这些重叠翼片上施加推力，就能使重叠翼片弹性地支承在构成侧面表面的被折叠部分上。然后，所述重叠翼片被焊接到构成框架壁的表面的被折叠部分，比如，通过穿透焊接，采用一种激光束或者通过电焊。通过焊接点或焊接线可以将框架的侧面装配和固定在一起，而焊接点或线是沿侧面的长度方向相互间隔的。

框架侧边的焊接能够简单和快速地进行，仅仅使用了有限数量的焊接点或焊接线，这些焊接点或焊接线在所述连接区沿框架侧面的长度分布。可以使所述重叠翼片彼此弹性支承或者支承在一个壁部，从而在焊接期间获得令人满意的连接，以便形成牢固的连接。

尤其是如图7所示，通过由在框架的端面或侧面的连接部分上的翼板或翼片17构成的重叠翼片，所述侧面被固定到端面上。当在与壁重叠的翼板17上用激光进行穿透焊接时，用于构成所述端面壁的附加重叠翼片的翼板17被弹性地支承在侧面的壁上。同样，当用激光进行穿透焊接时，用于构成所述侧面壁上的附加翼片的翼板17被重叠和弹性地支承在端面的壁上。

用焊接方法将重叠翼片和附加重叠翼片或者框架的壁连接在一起，使得获得一种非常刚性的装配成为可能，即使在使用一种薄金属坯料的情况下，比如一种厚度约为0.7mm或者甚至0.5mm的金属坯料。

在某些情况下，甚至可以通过将厚度在0.05mm至0.5mm范围内的金属板进行切割和折叠而制造所述框架。

这样的框架用途很广，无论何时只要希望它具有好的刚性和轻的质量，比如当所用的材料很昂贵的时候。

在其它情况下，对于大致管状的中空结构来说，有必要获得很高级别的刚性和强度，而其管状可能具有复杂形状的外形。

对于这种需要很高强度的结构，有可能使用相对厚些的金属坯料，比如，金属坯料的厚度大于1mm，以便构成该中空结构的壁，以及在该结构已经被折叠之后构成用于装配目的的所述重叠翼片。

图8示出一种具有环形结构且大致管状的结结构件，其可以用本发明的方法制造，只用一块被折叠的金属坯料或金属带就可构成该结构的壁，也可构成重叠固定翼片。

一般而言，图8所示的结构件18为一环形形式，其可以具有大尺寸，可以具有通常为长方形形状的中空横截面。

结构件18由连续的环形段19组成，环形段19的方位角与下文描述的制造方法相适应，它们通过在重叠翼片上的焊接点或焊接线被连接在一起，而翼片弹性地支承在该结构件的壁部上。

比如，如图8所示类型的环形件18可以被指定为具有12个段19，每一段占据30°的方位角。

图9示出一小部分金属坯料，它用于通过折叠和焊接方法制造图8所示的结构件。

图9所部分示出的金属坯料总体上用附图标记20表示。

所示金属结构件的每一段19由金属坯料20的一部分21制成。

每一部分21分别具有一带22，所述带22用于构成所述环形结构件18的一段19的外圆柱表面的壁部。

下一压印区22是以坯料20的一纵向延伸的带形成的，坯料20是从一金属板上切割的，每一压印区22以一个延伸30°角的圆弧的形式而形成纵向段圆柱表面的一小部分。

所述压印区22通过横向延伸并在带形坯料20的纵向方向上彼此间隔的折叠线或区23而相互连接。

所述连续的压印区能够用一种冲压机制成，比如，该冲压机包括，具有通过横向凹坑而形成的彼此间隔的圆柱形凸压印区的轮或者圆柱体。

在坯料20的部分21的每一带22的横向方向上的每一边上，形成有两个梯形的壁部24和24′，用于构成所述环形件18的管壁的两个端面。所述壁部24和24′通过纵向延伸的折叠线而与所述压印带22连接。

所述壁部(24′)之一被向外延伸出一壁部25，该壁部25的长度等于所述壁24和24′中的较小长度，其宽度基本上等于压印带22的宽度。该壁部25构成了所述环形件18的一棱镜形的内壁部分。最后，该壁部25又延伸出一附加重叠翼片26，用于一旦所述部分21已经被折叠和组装就封闭所述管状段19。

另外，每一壁部24和24′分别在其倾斜的侧边之一上具有一固定和重叠翼片，它由一翼板27或27′构成。

同样，所述壁部25在其侧边之一上具有一重叠翼片，它由一翼板28构成。

通过在纵向方向上延伸的折叠线，所述壁部24′、25和26被彼此连接。

图11示出了所述环形件18的两个连续的段19，通过将所述壁部24、24′和25绕纵向折叠线折叠并通过将所述重叠翼片26向下折叠而搭接在壁部24的外表面上，这样就已经将所述两个连续的段19成形和组装，其中所述壁部24被相对于所述压印带22约90°进行折叠。通过施加推力将重叠翼片26在横向方向上弹性地压靠在壁部24上，环形件18的段19就被装配和固定了。处于弹性接触的所述重叠翼片26和壁部24被相互牢固地压紧，从而，通过采用激光束的一种穿透焊接方法在壁26和24的厚度上形成焊接点或焊接线，将环形件18的段19装配。

如图11所示，然后，在将两个连续的压印带22连接在一起的一折叠线上进行折叠，以便将壁部24和24′的翼板27和27′啮合在其它壁部的纵向端内。可以设置压印区，以在所述部分21的壁部24和24′的纵向末端边缘上接收翼板27和27′，其中所述部分21邻近于设有所述翼板27和27′的部分。所述翼板27和27′被向外折叠一些，以便当通过使两个所述部分21绕着将所述两个带22连接在一起的折叠线彼此相对枢转而实现啮合时，翼板27和27′弹性地支承在所述部分21的壁24和24′的压印末端区之内。

同样，翼板28被啮合在所述段的壁部25的一压印区内，而所述段邻近具有该翼板28的段。一旦被啮合，翼板28被向环形件18的内部折叠一些，以便弹性地支承在壁部25的端部上。

在为了装配而进行焊接期间，所述翼板27、27′和28被保持弹性地支承在所述相邻段19的壁的啮合区上。

在沿两个连续的压印带22之间的折叠线折叠后，设备的所述连续段19的翼板27、27′和28被从管状结构18的外部焊接。

可以通过使用激光束的穿透焊接方法来实现焊接，通过弹性的推动，翼板与一相邻段19的壁的末端保持牢固的接触。为了促进壁的末端与翼板之间的接触，可以在朝向管状结构内部的方向上向所述壁施加压力或挤压力。

图12示出了各种激光焊接线或点29、30，焊接线或点起到将两个连续的管状段装配以及将所述两个连续的段以它们的共同端装配在一起的作用。

最好是，采用计算机模拟来确定作用在结构件上的操作负载，以便发现结构件上应力集中最小的区域。在以这种方式所确定的所述区域中形成焊接点或焊接线。

这些焊接点或焊接线通常用激光以穿透焊接法形成，然而，在某些情况下，可以沿着将连接翼片和壁部的彼此压靠的边缘进行焊接，而连接翼片与壁部则彼此弹性地支承，这种焊接法被称为熔渣组装。

可以使结构件获得很好的尺寸精度，该尺寸精度尤其依赖于金属板被切割和折叠的精度，以及依赖于焊接时所述重叠翼片与壁部被保持固定的位置精度。焊接期间的位置精度容易保证，因为它能够满足使通过焊接被固定在一起的两个壁中的之一定位的要求，然后其中第二壁弹性地压靠在所述第一壁上。

无需在结构件的管状结构内部使用夹具就能实现装配，从而制造出结构件，而在结构件中管状结构的横截面可以变化。在焊接期间，可以用一种简单的机械设备比如钳子或夹子将用于焊接的壁部保持住。

具有很复杂形状的结构件都可以制造，尤其是可以通过采用计算机辅助设计软件来优化金属板的轮廓和它的折叠线。

对于具有大尺寸的结构件，可能需要用多块金属板来制造该结构件，通过将不同的金属板先后折叠和装配所得到的各种部件被通过焊接操作装配在一起，其中将重叠翼片和/或壁弹性地彼此支承。

有可能需要用薄金属板来制造非常刚硬的结构件，原因是通过将一重叠翼片焊接到所述结构件的一个壁部或另一重叠翼片而获得的硬化效果。通过将一重叠翼片重叠到一壁部上而将结构件的某些部分加强，在焊接期间，比如在穿透焊接期间，防止该重叠翼片和该壁部移动。

可能需要制造厚度在0.05mm至1mm范围内的结构件，这就很难想象在部件的基础上制造大致管状的具有多边形截面的结构件。

如上所述，可能需要用厚度大于1mm的金属板来制造非常坚硬和牢固的结构件，可以使用用于制造结构件的切割和折叠装置使其厚度可能达到最大。

本发明的方法能够用任何金属制造结构件，特别是，它能够用很难焊接的金属比如铝及其合金来制造结构件。

本发明的方法以及所能制得的结构件的可能应用非常广泛。

下面列举出本发明的方法以及通过折叠而制造的结构件在不同工业领域的几种可能的应用。然而这种列举并非局限性的。

本发明的结构件的特征在于，其形状为大致管状而且最好是多边形截面，其具有至少两个不是轴向对齐的管状段，该结构件可能包括曲线部分，通过在折叠之前将金属坯料的某些部分压印而获得所述曲线部分，可以在切割金属坯料之前或之后执行该压印操作。

本发明的结构件为大致管状而且具有多边形截面，其特征在于，它们包括多个壁部，所述壁部相对于彼此呈角形布置，所述壁部通过在单块金属坯料上的折叠线被连接在一起，而且，每一段的至少一个附加重叠固定翼片以及至少一个用于将连续的段固定在一起的附加翼片被通过至少一条重叠焊接的线或点而重叠和固定在一起并与结构件的壁部和第二重叠翼片中的至少一个固定，所述结构件作为一个整体被装配在一起，并且仅仅采用每一段的至少一个重叠翼片的至少一条焊接线或一个焊接点来加固，此外，用于固定一重叠元件的至少一个翼片在一重叠位置上弹性地支承在所述壁部和所述第二重叠固定翼片中的至少一个上。

本发明的结构件可用在建筑工业上，比如，用作一种用于制造门或者窗户的活动或固定部件的框架。为了获得装饰效果，这种框架可以具有管状的和多个横截面的侧边。这样的框架，尤其是当用框架制造门时，可以具有圆形的表面，一般而言，可以呈现弧形部分。本发明的一种用于建筑工业上的结构件也可以构成用于双层玻璃门或窗户的框架。在此应用中，用折叠的金属板通过焊接而组装的结构件，与用正方形截面的材料通过在双层玻璃窗框架的角部以直角进行折叠而构成的传统类型的框架相比，具有很有效的优点。对于这样的现有框架，由于折叠，部件的横截面要被做很大程度的修改，通常会引起部件的表面上出现皱纹。

本发明的结构件可以用于制造电器的外壳，比如制造橱柜门或者整个外壳的框架。

在印刷机械领域，本发明的结构件能被用作丝网印刷的框架。

在制造陆用、水用车辆或航空器领域，本发明也可以有大量的应用，本发明的结构件可适用于制造车辆底盘或车体，特别是可以用作金属板覆盖的坚固的储藏箱结构。

本发明的结构件也可以用来制造机身尤其是飞机机身。在这样的应用中，尤其是在航空应用中，用难以焊接的轻合金比如铝或钛的合金能够容易地制造结构件。

一般而言，本发明的结构件可以用来代替采用异常形状的部件而制造的复杂形状的结构件。

本发明的实施可以避免制造昂贵的型材部件。

一般而言，在金属结构领域，本发明的结构件可以用作需要表现出高等级刚性和高强度且重量也可以减轻的加强和支承结构。

特别是，本发明的结构件也可以构成曲线截面的部件，其中空断面具有可变化的多边形截面、或者环形或者框架形结构。

本发明的结构件也可以被用作热交换器，比如，用于热交换的散热器或者换流器。

在某些情况下，按照本发明的方法制造的管状结构需要用防漏的方式来封闭。在如此情况下，在重叠翼片与壁部之间形成连续的焊接线，且也可能在某些壁部之间形成焊接线。

一般而言，本发明的结构件是这样的，它构成一实际上连续的中空体；当该中空体被绕成环时，它能得到一种平面封闭线，该封闭线整体位于该中空体内部并通过每一段的内部。

本发明并不严格地局限于在两种特殊情况下所描述的实施例。

被用来制造本发明结构件的金属坯料可以是钢坯，尤其是不锈钢坯，或者它可以用任何其它铁合金或非铁合金比如铝合金来制造。

可以采用其它方法进行焊接而不是采用激光束焊接方法，即使激光束法表现有上述优点。

本发明的方法除了可以用来制造框架或者管状结构的环形件以外，还可以制造其它结构件。

本发明的方法可以用来制造非环形的大致管状和多边形截面的结构件，其与环形框架或环形件不一样。

Claims (6)

1.一种制造结构件的方法，该结构件具有大致管状金属壁并包括至少两个段(19)，其特征在于，该方法包括以下步骤：

—从金属板材上切割出至少一块平坯料(14，20)，该坯料具有主要部分，该主要部分具有由用于形成该结构件(11，18)的壁的各个段所构成的展开形状，对于每个段(19)，至少一个重叠固定翼片与至少一个附加翼片用于将各段固定在一起；

—将切割出的坯料沿多条线折叠，以便用切割出的坯料(14，20)的主要部分的折叠部分形成该结构件(11，18)的壁；以及

—通过焊接，将每一段的至少一个附加重叠固定翼片与至少一个用于将各段(19)固定在一起的附加翼片在该结构件(11，18)的壁的至少一个被折叠部分或者第二重叠翼片上相互固定，每一段(19)的所述至少一个附加重叠固定翼片和所述用于将各段(19)固定在一起的至少一个翼片和所述壁的折叠部分或者所述第二重叠翼片被保持为彼此弹性支承。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在将所述切割出的坯料(14，20)折叠之前，该金属坯料(14，20)的至少一个区(22)被压印。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述焊接是用激光束进行的，最好是通过穿透焊接，焊接经过所述每一段(19)的附加重叠固定翼片和用于将所述段(19)固定在一起的所述附加翼片，以及所述结构件(11，18)的壁的所述折叠部分和第二重叠翼片中的至少之一。

4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于：所述金属板材的厚度在0.05mm至1mm的范围内。

5.一种结构件，其具有大致管状和多边形横截面的金属壁，该结构件包括至少两个不是轴向对齐的段，其特征在于：该结构件包括多个壁部(24，24′，25，26)，所述壁部相对于彼此呈角形布置，所述壁部通过在单块金属坯料(20)上的折叠线被连接在一起，而且，通过重叠焊接线或焊接点(29，30)，每一段(19)的至少一个附加重叠固定翼片(17，27，27′，28)和至少一个用于将所述段(19)固定在一起的附加翼片被重叠和固定在结构件的壁部(24，24′，25，26)和第二重叠翼片中的至少一个上，所述结构件(11，18)作为一个整体被装配在一起并且仅仅采用每一段(19)的至少一个重叠翼片上的至少一焊接线或焊接点(29，30)来加固，并且，用于将各段(19)固定在一起的至少一个翼片(17)在重叠位置上弹性地支承在所述壁部和所述第二重叠固定翼片中的至少一个上。

6.根据权利要求5所述的结构件，其特征在于：所述结构件可以构成下列部件的全部或者一部分：建筑用门或窗户框架，门，窗户，双层玻璃框架，电器外壳和机柜的框架或门，印刷机上的丝网印刷框架，用于构成陆用、水用车辆或航空器的结构部件，车身，机动车底盘，飞行器骨架，飞机机身，机动车上坚固鼠笼式结构，用于金属结构的加强和支承结构，具有多边形截面的复杂曲线型材件，多边形截面的中空环形件，热交换器元件。

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