CZ237399A3 - Half-finished products obtained by welding - Google Patents

Half-finished products obtained by welding Download PDF

Info

Publication number
CZ237399A3
CZ237399A3 CZ19992373A CZ237399A CZ237399A3 CZ 237399 A3 CZ237399 A3 CZ 237399A3 CZ 19992373 A CZ19992373 A CZ 19992373A CZ 237399 A CZ237399 A CZ 237399A CZ 237399 A3 CZ237399 A3 CZ 237399A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
main
blank
parts
base
component
Prior art date
Application number
CZ19992373A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Walter Duley
Melih Ogmen
David Hughes
Original Assignee
Cosma Powerlasers Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosma Powerlasers Limited filed Critical Cosma Powerlasers Limited
Priority to CZ19992373A priority Critical patent/CZ237399A3/en
Publication of CZ237399A3 publication Critical patent/CZ237399A3/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18Sheet panels
    • B23K2101/185Tailored blanks

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Svařený polotovarse vytvoří svařenímpáru základních dílů (10,20)tak, že oba díly leží na sobe. Díly (10,20)jsou k sobě přivařeny laserovýmpaprskem(34,36,38) tak, že tvoří jednotný polotovar (40), ktetý se dále zpracovává do komponenty konečného tvaru.The welded semi-finished product forms a welding of the base parts (10,20) so that both parts lie on top of each other. Parts (10,20) are welded to each other by a laser beam (34, 36, 38) to form a uniform blank (40) which is further processed into final shape components.

Description

Svařováním vzniklé polotovaryWelded semi-finished products

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu zpracování svařováním vzniklých polotovarů, které se používají při výrobě tvarovaných kovových komponent.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for the welding of blanks which are used in the manufacture of shaped metal components.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Plechové komponenty složitého tvaru se obvykle vyrábí z plošných polotovarů, které jsou do konečného tvaru zpracovány sérií operací tváření nebo lisování. Tam kde se vyrábí složité komponenty bývá obvyklé, že se tyto komponenty vyrábí z mnoha jednotlivých prvků, které se lisují z polotovarů. Potřeba použít množství komponent vyplývá ze složitosti finálního výrobku, nebo může vyplývat z různých technických vlastností materiálu, který se použije v různých částech zmíněné komponenty. Jestliže je komponentou například rám dveří automobilu, musí být větší část rámu dveří zhotovena z relativně tenkého kovového plechu, přičemž montážní body závěsu dveří musí přitom vykazovat značnou pevnost. Použití mnoha prvků při výrobě finální komponenty zvyšuje složitost výroby.Sheet metal components of complex shape are usually manufactured from sheet blanks that are processed to a final shape by a series of forming or stamping operations. Where complex components are manufactured, it is common for these components to be manufactured from many individual elements that are molded from semi-finished products. The need to use a number of components results from the complexity of the final product, or may result from different technical properties of the material to be used in different parts of said component. For example, if the component is an automobile door frame, a larger portion of the door frame must be made of a relatively thin sheet metal, the hinge mounting points having to exhibit considerable strength. The use of many elements in the production of the final component increases the complexity of production.

Aby se složitost výroby poněkud zmírnila, byla navržena výroba svařováním uzpůsobených polotovarů, u kterých jsou příslušné tvarované plechy spojeny po okrajích laserovým svarem, čímž se vyrobí komplexní polotovar. Polotovar vytváří komponentu s rozdílnými materiálovými vlastnostmi struktury. Tento postup umožňuje optimální využití materiálu, ale zároveň minimalizuje následnou montáž mnoha prvků do finálního výrobku.In order to somewhat reduce the complexity of production, it has been proposed to produce welded blanks in which the respective shaped sheets are joined to the edges by laser welding, thereby producing a complex blanks. The blank forms a component with different material properties of the structure. This procedure allows optimum use of the material, while minimizing subsequent assembly of many elements into the final product.

Výroba svařeného polotovaru vyžaduje, aby základní plechové díly byly vystřiženy přesně, aby laserové svařování mohlo probíhat efektivně a mělo odpovídající kvalitu.The production of a welded blank requires that the base sheet metal parts be cut precisely so that laser welding can be effected efficiently and of adequate quality.

Vyžaduje to přesné vystřižení základních komponent, přičemž existuje mnoho různých způsobů uvedených v patentové přihlášce 9624039.5 podané dne 19.listopadu 1996 a v přihlášce 9624652.5 podané 27.listopadu 1996, a dále v přihlášce pod názvem OverlapingThis requires precise cutting of the base components, and there are many different methods disclosed in Patent Application 9624039.5 filed November 19, 1996 and Application 9624652.5 filed November 27, 1996, and in the application entitled Overlaping.

-2• φφ φφ ·» φφ φφ φφφφ φφφφ φφφφ • Φφ φφφφ φφφφ φ φ φφφ · φφφ φ φφφ φφφ φφφφφ · φ φ φφφ Φ· φφ φφ φφ φφ-2 • φ φ »· φ φ φ φ φ • • • • • • • φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ

Joint for Laser Welding of Metals Including tubes - přesahující spoje pro laserové svařování kovů včetně trubek podané 8.ledna 1997, které mají zmírnit problémy s dosažením požadované přesnosti u základních dílů. Za určitých okolností je žádoucí vyrábět komponenty s vysoce kvalitním povrchem, aby následné zpracování, například nátěr barvou, mohlo být po svaření provedeno bez větší úpravy povrchu. Zatímco laserové svařování vyžaduje, aby svařovaný povrch měl vysokou kvalitu a postup uvedený v uvedených přihláškách usnadňoval vytvoření hladkého vnějšího povrchu, existuje zde nicméně potřeba svařeného polotovaru, který by se mohl použít přímo k vytvoření finálního povrchu.Joint for Laser Welding of Metals Including tubes - overlapping joints for laser welding of metals, including tubes, filed January 8, 1997, to alleviate the problems of achieving the required accuracy for base parts. In certain circumstances, it is desirable to produce components with a high-quality surface so that subsequent processing, such as paint, can be carried out after welding without major surface treatment. While laser welding requires the welded surface to be of high quality and the process disclosed in these applications facilitates the formation of a smooth outer surface, there is nevertheless a need for a welded blank that could be used directly to form the final surface.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem tohoto vynálezu je poskytnout polotovar, který zahrnuje pár plechových základních dílů, z nichž každá má pár protilehlých hlavních povrchů. Hlavní povrch jedné z komponent je umístěn na hlavním povrchu druhé komponenty, obě komponenty se svaří, čímž se vytvoří komplexní polotovar. Polotovar se může dále zpracovat do komponenty s různými materiálovými vlastnostmi.It is an object of the present invention to provide a blank that includes a pair of sheet metal base pieces each having a pair of opposed major surfaces. The main surface of one of the components is located on the main surface of the other component, and the two components are welded to form a complex blank. The preform can be further processed into a component with different material properties.

Přednost se dává tomu, aby se svařování základních dílu provádělo laserem, přičemž se dále dává přednost tomu, aby laserový svar nepronikl do druhého hlavního povrchu druhého základního dílu.It is preferred that the welding of the base members be performed by laser, and it is further preferred that the laser weld does not penetrate the second main surface of the second base member.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Provedení tohoto vynálezu budou dále popsána pouze pomocí příkladů s odvoláním na přiložené výkresy na kterých:Embodiments of the invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings in which:

obr. 1 znázorňuje řez párem základních dílů před zpracováním, obr.2 znázorňuje řez komponentami po zpracování, obr.3 znázorňuje perspektivní pohled na komponenty po zpracování, obr.4 schematicky znázorňuje díl vytvořený z komponent z obr.3, obr. 5 znázorňuje alternativní provedení svařeného polotovaru, obr.6 znázorňuje další provedení svařeného polotovaru, obr. 7 znázorňuje řez alternativním uspořádáním zpracování svařeného polotovaru, obr.8 znázorňuje řez, který zobrazuje zpracování trubkovitých komponent, obr.9 znázorňuje perspektivní pohled na dokončenou komponentu, vytvořenou z polotovaru z obr. 8,Fig. 1 shows a cross-section of a pair of base parts before processing; Fig. 2 shows a cross-section of components after processing; Fig. 3 shows a perspective view of the components after processing; Fig. 4 schematically illustrates a part formed from the components of Fig. 3; Fig. 6 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of the welded blank; Fig. 8 is a cross-sectional view showing the processing of the tubular components; Fig. 9 is a perspective view of a finished component formed from the blank; Fig. 8

-3« ftft ftft ftft ftft ftft • •ftft «ftftft ftftft· • ftft ftftftft ftftftft • · ftftft · ftftft ft ftftft ftftft • ftftftft ft ft ft ftftft ftft ftft ftft ftft ftft obr. 10 znázorňuje boční pohled na další provedení polotovaru podobného polotovaru z obr. 9, obr. 11 znázorňuje boční pohled na další provedení vynálezu, které je podobné provedení z obr. 10, obr. 12 znázorňuje řez alternativním uspořádáním polotovaru, který zahrnuje doplňkovou komponentu, obr. 13 znázorňuje půdorys polotovaru, který se používá u dílu automobilu, obr. 14 znázorňuje řez vedený podle čáry 14-14 na obr. 13.-3 ftft ftft ftft ftft ftft ftft ftft ftftft ftft ftftftft ftftftft ftftft ftftft ft ftftft ftftft ftftftft ft ft ftftft ftft ftft ftft ft Figure 10 shows a side view of another embodiment of a blank similar to a blank Fig. 9, Fig. 11 is a side view of another embodiment of the invention, similar to Fig. 10; Fig. 12 is a cross-sectional view of an alternative blank configuration comprising an additional component; 14 shows a section taken along line 14-14 in FIG. 13.

obr. 15 znázorňuje řez podobný řezu na obr. 14, znázorňující následující krok formování, obr. 16 znázorňuje řez dokončenou komponentou, obr, 17 znázorňuje vývojový graf sekvence kroků na obr. 13-16, obr. 18 znázorňuje zvětšený pohled komponent dalšího provedení polotovaru, obr. 19 znázorňuje boční pohled na sestavený polotovar z obr. 18, obr.20 znázorňuje půdorys polotovaru z obr. 19, obr.21 znázorňuje řez dalším provedením polotovaru z obr. 19, obr. 22 znázorňuje sérii schematického zobrazení polotovarů zhotovených s použitím provedení z obr. 18-21.Fig. 15 is a cross-section similar to Fig. 14 showing the next molding step; Fig. 16 is a cross-section of the finished component; Fig. 17 is a flow chart of the sequence of steps in Figs. 13-16; Fig. 19 is a side view of the assembled blank of Fig. 18; Fig. 20 is a plan view of the blank of Fig. 19; Fig. 21 is a cross-sectional view of another embodiment of Fig. 19; 18-21.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obrázku 1 je znázorněný pár základních dílů 10, 20, (každý díl může mít různé vlastnosti, v tomto případě tloušťku), přičemž každý z obou dílů je vytvořen jako plochý díl z plechu schopného sváření. Každý díl má pár protilehle směrovaných povrchů 12, 14 a 22, 24, propojených po obvodu okraji 16, 26.Figure 1 shows a pair of base parts 10, 20 (each part may have different properties, in this case thickness), each of which is formed as a flat part of a weldable sheet. Each part has a pair of oppositely directed surfaces 12, 14 and 22, 24 interconnected circumferentially by the edges 16, 26.

Základní díly JO, 20 jsou umístěny vedle jednoho hlavního povrchu 14 základního dílu 10, překrývají se a dotýkají se jednoho z hlavních povrchů 22 základního dílu 20. Základní díl 10, který má menší plochu než základní díl 20, je umístěn uvnitř obvodu dílu 20 tak, že po zpracování je, v určené oblasti hotové komponenty, k dispozici větší tloušťka materiálu.The base portions 20, 20 are disposed adjacent one main surface 14 of the base portion 10, overlapping and contact one of the major surfaces 22 of the base portion 20. The base portion 10 having a smaller area than the base portion 20 is disposed within the periphery of the portion 20 so that after processing a greater thickness of material is available in the designated area of the finished component.

Základní díly 10, 20 jsou k sobě uchyceny pomocí svorek 32 vhodného uspořádání, například ve formě magnetických svorek, a to tehdy, jsou-li samotné jednotlivé komponenty magnetické. Laser 34 nasměruje paprsek 36 na hlavní povrch 12 základního dílu 10 a způsobí • · • · • · ; ; z · · ί *··· · *··· *··*The base parts 10, 20 are held together by clamps 32 of a suitable configuration, for example in the form of magnetic clamps, if the individual components themselves are magnetic. The laser 34 directs the beam 36 to the main surface 12 of the base member 10 and causes the; ; from · · ί * ··· · * ··· * ·· *

-4místní tavení základního dílu 10 a hlavního povrchu 22. Paprsek 36 je ovládán tak, že částečné proniká do dílu 20, přitom se ale tekutá oblast 38 do spodního povrchu 24 nerozšíří.The melting of the base portion 10 and the main surface 22 is controlled so that the beam 36 is partially penetrated into the portion 20, but the liquid region 38 does not expand into the lower surface 24.

Ozářená oblast může být obvyklým způsobem chráněna inertním plynem.The irradiated area may be protected by an inert gas in the usual manner.

Paprsek 36 je vysílán proti základnímu dílu 10 a povrchu 12 po předem stanovené dráze tak, že když se paprsek 36 pohybuje, základní díl 10 a část základního dílu 20 se místně taví v oblasti označené číslicí 38. Další pohyb paprsku 36 umožňuje, aby oblast 38 základních dílů 10, 20 po průchodu paprsku tvrdla, čímž dochází ke spojení obou dílů JO, 20 svarem 40.The beam 36 is transmitted against the base member 10 and the surface 12 along a predetermined path such that when the beam 36 moves, the base member 10 and a portion of the base member 20 locally melt in the region indicated by the numeral 38. Further movement of the beam 36 allows the region 38 The base portions 10, 20 have hardened after the beam has passed, thereby joining the two portions 10, 20 through the weld 40.

Na obr.3 znázorněný paprsek 36 se posouvá příčně do dalších poloh, a tím v určených vzdálenostech provádí další svary, čímž dochází ke spojení obou dílů 19,20.The beam 36, shown in FIG. 3, moves transversely to other positions, thereby making further welds at specified distances, thereby joining the two parts 19, 20.

Alternativně lze použít více laserových paprsků.Alternatively, multiple laser beams may be used.

Po svaření oba díly představují jednotný spojený polotovar 42, který se může následně upravit na komponentu požadovaného tvaru, tak jak je to znázorněno na obr.4. Pár raznic 44,46 upraví protilehlé čelní plochy 12, 24 polotovaru 42 na tvar definovaný zmíněnými raznicemi. Díly JO, 20 jsou upraveny tak, aby nakonec vytvořily komponentu s požadovaným složitým tvarem.After welding, both parts constitute a uniform bonded blank 42 that can be subsequently converted to a component of the desired shape as shown in FIG. A pair of punches 44, 46 adjusts the facing faces 12, 24 of the blank 42 to the shape defined by said punches. The parts 20, 20 are adapted to eventually form a component with the desired complex shape.

Ovládáním paprsku 36 lze dosáhnout toho, že tavení postupuje částečně základním dílem 20, přičemž hlavní povrch 24 není svářením nepříznivě ovlivněn, takže poskytuje nepřerušovaný hladký povrch, který před dokončením nevyžaduje další opracování. Ocenění zaslouží i možnost, že tam, kde stav konečného povrchu není důležitý, lze plně proniknout do základního dílu 20.By controlling the beam 36, it is possible for the melting to partially pass through the base member 20, whereby the main surface 24 is not adversely affected by welding, thus providing an uninterrupted smooth surface that does not require further machining before finishing. It is also appreciated that, where the condition of the final surface is not important, it is possible to fully penetrate the base 20.

U testů prováděných se složeným polotovarem 42, zobrazeným na obr.3, byly využity následující parametry:In the tests performed with the blank 42 shown in Fig. 3, the following parameters were used:

relativní rychlost mezi laserovým paprskem a základním dílem: 6,2 m/min, výkon laserového paprsku: 6 kW při použití CO2 nepřerušovaného laseru, režim laserového paprsku: ΤΕΜθμ průměr laserového paprsku: 0,7 mm, ochranný plyn: hélium horní vrstva, argon spodní vrstva, tloušťka základního dílu 20: t1 = 0,86 mm tloušťka základního dílu JO: t^ = 1,88 mm základní materiál dílů: galvanický (galvanická měkká ocel válcovaná za tepla)Relative speed between laser beam and base: 6.2 m / min, Laser beam power: 6 kW using CO2 continuous laser, Laser beam mode: ΤΕΜθμ Laser beam diameter: 0.7 mm, Shielding gas: Helium top layer, Argon bottom layer, base part thickness 20: t 1 = 0.86 mm base part thickness JO: t ^ = 1.88 mm base part material: galvanic (hot rolled galvanized mild steel)

Základní díly si mohou být navzájem podobné, to znamená, že mohou mít stejnou tloušťku a složení, nebo se mohou vybrat tak, že mají různé vlastnosti, například tloušťku, složení, povlak a pod. Výběrem základního dílů JO, s příslušnými vlastnostmi, se vytvoří * · • · • · · · · ··· • · · · · • · · · · · ·The base parts may be similar to each other, that is, they may have the same thickness and composition, or they may be chosen to have different properties, such as thickness, composition, coating, and the like. By selecting the base parts JO, with the appropriate properties, the following are created: · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

-5jednotný polotovar 42 s jednotným povrchem, ale s místním zesílením, aby se u vytvářené komponenty dosáhlo různých vlastností. U zvláště výhodného provedení je základní díl 20 potažen zinkem a základní díl 10 je válcován za studená. Povrch 24 dílu 20 tak není svařováním ovlivněn a poskytuje povrch potažený zinkem, který se může použít jako vnější barvený povrch s odolností proti korozi.A unitary blank 42 having a uniform surface but with local reinforcement to achieve different properties of the component being formed. In a particularly preferred embodiment, the base 20 is zinc coated and the base 10 is cold rolled. Thus, the surface 24 of the panel 20 is not affected by welding and provides a zinc-coated surface that can be used as an exterior dyed surface with corrosion resistance.

Alternativní uspořádání základních dílů a jejich svařování se použije k vytvoření požadovaného spojeného (sešitého) polotovaru. Na obr. 5 znázorněný díl 10a je k základnímu dílu 12a připojen protínajícími se čárami svarů 40a, takže základní díl 10a je připojen celým svým obvodem k základnímu dílu 12a.An alternative arrangement of the base parts and their welding is used to form the desired bonded (stitched) blank. The part 10a shown in FIG. 5 is connected to the base part 12a by intersecting weld lines 40a, so that the base part 10a is connected with its entire circumference to the base part 12a.

Tak jak je to znázorněno na obr. 6, základní díl 10b nemusí mít pravoúhlý tvar, dokonce ani pravidelný tvar, přičemž laserový paprsek se může, při spojování dílu 10b s dílem 20b nepravidelného tvaru, pohybovat po dráze přizpůsobené obvodu základního dílu 10b.As shown in FIG. 6, the base member 10b may not have a rectangular shape, not even a regular shape, and the laser beam may move along a path adapted to the circumference of the base member 10b when connecting the member 10b to the irregularly shaped member 20b.

Uvedená provedení zahajují přivařování základního dílu v místě vzdáleném od obvodu základního dílu 10a. Tak jak je to zobrazeno na obr.7, může se základní díl 10c k základnímu dílu 12c přivařit svarem ve tvaru smyčky 40c, a to podél obvodu základního dílu 10c. Pokud se má hlavní povrch 24c využít jako finální povrch, paprsek 36c se ovládá tak, aby se omezilo pronikání základním dílem 20c.Said embodiments initiate welding of the base member at a location remote from the periphery of the base member 10a. As shown in FIG. 7, the base member 10c can be welded to the base member 12c by a loop weld 40c along the periphery of the base member 10c. If the main surface 24c is to be used as the final surface, the beam 36c is actuated to limit penetration of the base member 20c.

Uvedená provedení zobrazují vytváření spojených polotovarů z obecně rovinných základních dílů. Na obr.8 až 11 je znázorněno použití válcovitých základních dílů IQd, 20d k místnímu zesílení stěn válcovitého polotovaru. Jak je to vidět na obr 8, základní část IQd má tvar válce a je umístěna uvnitř dílu 20d. Laserový paprsek naráží na směrem ven v radiálním směru orientovaný hlavní povrch 12d, a proniká do na sebe položených hlavních povrchů 14d, 22d a navzájem je k sobě přivařuje. Válcovitý základní díl 20d se může vůči paprsku 36d otáčet okolo své podélné osy, což vede k vytvoření obvodového svaru.Said embodiments show the formation of bonded blanks from generally planar base parts. Figures 8 to 11 show the use of cylindrical base members 10d, 20d for locally strengthening the walls of the cylindrical blank. As seen in Fig. 8, the base portion 10d is cylindrical in shape and is located within the portion 20d. The laser beam impinges on the outwardly radially oriented main surface 12d, and penetrates the superposed main surfaces 14d, 22d and welds them together. The cylindrical base portion 20d can rotate about its longitudinal axis relative to the beam 36d, resulting in a circumferential weld.

Hlavní díly IQd, 20d se mohou samozřejmě spojit v podélném směru oddělených místech, tak jak je to požadováno pro následné opracování.Of course, the main parts 10d, 20d can be joined in longitudinally spaced locations as required for subsequent machining.

Toto uspořádání je zvláště užitečné tam, kde se válcovitý polotovar 42d má použít pro hydraulické tváření, u kterého se využívá vysokého tlaku kapaliny k zatlačení válcovitého polotovaru 42d do dutiny zápustky. Příklad je znázorněn na obr.9, kde radiální expanze válcovitého polotovaru 42d vytváří cibulovitou komponentu rámu s různou tloušťkou stěn. Místní zesílení dílem 20d umožňuje získat, a to podél délky finálního výrobku, různé technické vlastnosti.This arrangement is particularly useful where the cylindrical blank 42d is to be used for hydraulic forming in which high pressure fluid is used to push the cylindrical blank 42d into the die cavity. An example is shown in Figure 9, where the radial expansion of the cylindrical blank 42d forms an onion-shaped frame component with different wall thicknesses. Local reinforcement by the panel 20d allows to obtain different technical characteristics along the length of the final product.

-6Na obr. 10 je vidět, že se základní část 20e může vyskytovat mimo trubku lOe, a to na několika od sebe oddělených místech. Ulehčuje to umístění dílů 20e a stejně tak přivaření trubkovitého polotovaru 42e. Různost tloušťek stěn poskytnutých základními díly lOe, 20e, pokud jsou použity například v rámu vozidla, poskytuje finálnímu výrobku progresivní odpor proti zničení. Podobně, tak jak je to znázorněno na obr. 11, několik základních dílů může být umístěno na sebe, čímž lze vytvořit další variace týkající se tlouštěk stěny. Podobné uspořádání lze samozřejmě použít i u rovinných komponent z obr. 1-7.In Fig. 10, it can be seen that the base portion 20e may be located outside the tube 10e at several spaced locations. This facilitates the placement of the parts 20e as well as welding of the tubular blank 42e. The variation of wall thicknesses provided by the base parts 10e, 20e, when used, for example, in a vehicle frame, provides the final product with progressive resistance to destruction. Similarly, as shown in FIG. 11, a plurality of base members may be stacked on top of each other to create additional variations regarding wall thicknesses. Of course, a similar arrangement can also be applied to the planar components of Figures 1-7.

Laminování svařených polotovarů 42 umožňuje, aby se do polotovaru 42 mohl zařadit další materiál. Jakje to znázorněno na obr. 12, přenosové vlastnosti zvuku se mohou modifikovat zařazením nekovové vrstvy 48, například z plastu nebo papíru, a to mezi základní díly 10g, 20g. Mezilehlá vrstva 48 může mít tloušťku 0,10 mm, a může být umístěná pod menším základním dílem lOg, kde odděluje hlavní povrchy Mg, 22g a vytváří obvodové ohraničení 50, ve kterém není styk mezi povrchy Mg, 22g omezen. Základní díly mohou být spojeny svarem vedeným okolo obvodového ohraničení 50, aby se tím zabránilo přístupu vlhka, nebo přerušeným svarem pro zachování vrstvy 48. Výsledný svařený polotovar 42g se může dále upravit na předepsaný tvar lisováním, přičemž mezilehlá vrstva 48 zůstává v době lisování na svém místě.Lamination of the welded blanks 42 allows additional material to be included in the blanks 42. As shown in FIG. 12, the sound transmission properties may be modified by including a non-metallic layer 48, for example of plastic or paper, between the base portions 10g, 20g. The intermediate layer 48 may have a thickness of 0.10 mm, and may be located below the smaller base portion 10g where it separates the major surfaces of Mg, 22g and forms a circumferential boundary 50 in which contact between the surfaces of Mg, 22g is not limited. The base pieces may be joined by a weld around the circumferential boundary 50 to prevent moisture ingress or by an intermittent weld to maintain the layer 48. The resulting welded blank 42g may be further refined to a prescribed shape by compression, with the intermediate layer 48 remaining at its time of compression. spot.

Další příklad komponenty vytvořené ze svařeného polotovaru je znázorněn na obr. 13 až 16, kde je zobrazeno vytváření nárazové věže (deformační prvek) používané u motorových vozidel, a to pomocí výrobních kroků z obr. 17. Nárazová věž se používá k podpoře zavěšených komponent vozidla, kde je sama vystavena silnému zatížen? ve střihu. Obvykle bývá prodloužená tak, aby mohla zachytit svislý posun zavěšených komponent, a z tohoto důvodu má značně velkou plochu stěny.Another example of a component formed from a welded blank is shown in Figures 13 to 16, showing the formation of an impact tower (deformation member) used in motor vehicles by the manufacturing steps of Fig. 17. The impact tower is used to support suspended vehicle components , where is itself exposed to a heavy burden? in cut. It is usually elongated to accommodate the vertical displacement of the suspended components, and therefore has a large wall area.

Polotovar 42h je vytvořen z hlavního dílu 20h a páru prvních základních dílů lOh. Druhý základní díl 20h je vytvořen z rovinného plechu válcovaného za studená s párem odstřižků 52 ve tvaru D, umístěných v místních prohloubeninách 53 Odstřižky 52 a prohloubeniny 53 se získávají v kroku předtváření, a to lisováním plechu obvyklým způsobem.The blank 42h is formed from a main part 20h and a pair of first base parts 10h. The second base portion 20h is formed from a cold-rolled flat sheet with a pair of D-shaped shavings 52 located in local depressions 53 The shavings 52 and depressions 53 are obtained in the pre-forming step by molding the sheet in a conventional manner.

První základní díl lOh se odstřihne z kusu plechu, který je tlustší a pevnější, aby mohl sloužit jako montážní místo, a je přitom umístěn nad odstřižky 52. Díly lOh překrývají okraje odstřižků 52 v rámci prohloubenin a vytváří tím obvodovém ohraničení 54 dílů umístěných na sebe. Hloubka prohloubenin odpovídá tloušťce dílů lOh do té míry, že hlavní povrchy 24h a 14h leží v jedné rovině. Získává se tím plochý povrch, který usnadňuje provádění dalších výrobních operací.The first base piece 10h is cut from a piece of sheet that is thicker and stronger to serve as a mounting location while being positioned above the blanks 52. The parts 10h overlap the edges of the blanks 52 within the recesses, thereby forming a circumferential boundary of 54 stacked pieces . The depth of the depressions corresponds to the thickness of the parts 10h to the extent that the main surfaces 24h and 14h lie in one plane. This provides a flat surface that facilitates further manufacturing operations.

• · •ftft · ftftft ··· • · · • · · · · · Ftft ftftft ftftft

-7l · · · « » · · « • · ··-7l · · «» · ·

Základní díly lOh a 20h se po okrajích 54 k sobě přiván plynulým svarem 40h.The base parts 10h and 20h are welded together at the edges 54 by a continuous weld 40h.

Výsledný polotovar 42h zahrnuje dva polotovary vytvářející nárazové věže, a je tak rozdělen podél čáry symetrie 56 na dva polotovary. Každý jednotlivý polotovar je pak zpracováván lisováním do podoby nárazové věže (obr. 16), která má relativně tenké stěny, ale zahrnuje montážní desky o dvojnásobné tloušťce, poskytnutými základními díly lOh.The resulting blank 42h includes two bunker forming blanks and is thus divided along the symmetry line 56 into two blanks. Each individual blank is then processed by compression to form an impact tower (FIG. 16) having relatively thin walls but including double-thickness mounting plates provided by the base parts 10h.

Popsaný postup se může rovněž použít k získání polotovaru nesvařitelných komponent, nebo komponent, které nejsou kompatibilní pro vzájemné svaření. Tak například měkká ocel a hliník jsou samostatně svařitelné, ale svařené dohromady vytváří křehké intermetalické složeniny.The described process can also be used to obtain a blank of non-weldable components or components that are incompatible with each other for welding. For example, mild steel and aluminum are separately weldable, but welded together creates brittle intermetallic compounds.

Jedno takové uspořádání je zobrazeno na obr. 18 až 20, kde je pár základních dílů lOj, 20j spojen svary 40j a je mechanicky spojen další komponentou 60. Komponentou 60 je materiál z plastu se sérií pravoúhlých prohloubenin 62 podél mezních okrajů 64. Je vytvořen zářez 66. Na okraji hlavního dílu lOj se spodním povrchem 68 odděleným od hlavního povrchu 24j tloušťkou další komponenty 60, je vytvořen zářez 66 . Výstupky 70 vystupují ze spodního povrchu 68 a zapadají do prohloubení 62 kde se zachytí.One such arrangement is shown in Figs. 18-20 where a pair of base members 10j, 20j are joined by welds 40j and mechanically joined by another component 60. Component 60 is a plastic material with a series of rectangular depressions 62 along the boundary edges 64. A notch is formed. 66. A notch 66 is formed at the edge of the main portion 10j with the lower surface 68 separated from the main surface 24j by the thickness of the other component 60. The protrusions 70 extend from the lower surface 68 and engage in recesses 62 where they engage.

Základní díly lOj, 20j jsou umístěny na komponentě 60 tak, že se komponenta nachází mezi nimi. Výstupky 70 zapadají do prohloubení 62 tak, že komponenta 60 je mechanicky spojena s dílem TOj. Díly lOj, 20j se v místě 40i svaří, čímž zároveň zajistí spojení komponenty 60. Výsledný polotovar se dále může formovat mechanickým spojením, které zachovává integritu dílů lOj a komponenty 60. Přednost se dává komponentě 60 zhotovené z kompozitu z plastického materiálu, skla nebo jiného materiálu, která se běžné nedá svářet, nebo to může být nepodobný kovový materiál, například hliník.The base parts 10j, 20j are disposed on the component 60 such that the component is located therebetween. The projections 70 fit into the recesses 62 such that the component 60 is mechanically connected to the piece T0. The parts 10j, 20j are welded at 40i, thereby also securing the component 60. The resulting blank may further be formed by mechanical bonding that maintains the integrity of the parts 10j and the component 60. Preference is given to a component 60 made of a composite of plastic, glass or other a material that is not normally weldable, or it may be dissimilar to a metallic material such as aluminum.

Jako alternativa k pravoúhlým prohloubením 62 se mohou použít polokulovitá vybrání (obr.21). U tohoto provedení se polokulovitým důlkovačem vytváří vybrání nebo jamky 72, a to v každém dílu lOk, 20k a v komponentě 60k, přičemž se díly lOk, 20k k sobě přivaří, a tím vytvoří integrální polotovar 40k.As an alternative to the rectangular recesses 62, hemispherical recesses may be used (Fig. 21). In this embodiment, a recess or well 72 is formed in the hemispherical punch in each piece 10k, 20k and component 60k, wherein the pieces 10k, 20k are welded together to form an integral blank 40k.

Mechanické vzájemné spojení komponenty 60 a dílů 10, 20 se může využít různým způsobem (obr.22). Komponenta 60 se může použít jako víčko otvoru v dílu 20 (obr.22a), nebo může vytvářet vyztužení nad částí dílu 20 (obr.22b).The mechanical interconnection of the component 60 and the parts 10, 20 can be used in different ways (FIG. 22). The component 60 may be used as an opening cap in the panel 20 (FIG. 22a), or may provide reinforcement over a portion of the panel 20 (FIG. 22b).

Komponenta 60 může mít kruhovitý tvar (obr. 22c), nebo může být vytvořena s obvodovou polodrážkou tak, že vznikne zapuštěný povrch (obr.22d).The component 60 may have a circular shape (FIG. 22c) or may be formed with a peripheral rebate to form a recessed surface (FIG. 22d).

Za jistých okolností není nutné použít pozitivní mechanické spojení, ale může být nahrazeno třecím místem, získaným odklonem jednoho nebo obou hlavních dílů (obr.22e• · · • · · · 9 ♦ · • · · · · · · • ♦<·· ··· ·*· • · · · « · · · · *Under certain circumstances, it is not necessary to use a positive mechanical connection, but may be replaced by a friction point obtained by deflecting one or both of the main parts (Fig. 22e). ··· · * · · · · · · · · ·

22h). U tohoto uspořádání je komponenta 60 mechanicky zachycena základními díly tak, aby se tím umožnila realizace dalších operací.22h). In this arrangement, component 60 is mechanically captured by the base parts to allow further operations to be performed.

Později se ukáže, že příprava svařeného polotovaru se základními díly umístěnými na sobě umožní, aby byl polotovar vytvářen s různými vlastnostmi materiálu a bez potřeby úpravy přesných okrajů zmíněných dílů.Later, it will be shown that the preparation of the welded blank with the base pieces placed thereon allows the blank to be formed with different material properties and without the need to adjust the exact edges of said parts.

Dalšími typickými aplikacemi, u kterých předchozí provedení nalezne uplatnění, je realizace zesilující části dveří vozidla, kterým by se získala sestava pro uzamykání dveří, nebo montážní podložky pro upevnění bezpečnostních pásů k podlaze vozidla.Other typical applications in which the foregoing embodiment finds application is to provide a reinforcing portion of a vehicle door to provide a door locking assembly or a mounting pad for fastening the seat belts to the vehicle floor.

Ačkoliv se dává přednost laserovému svařování, mohou se použít i jiné alternativní techniky svařování, například MASH svařování, které umožňuje sestavení polotovaru pro další zpracování. Vybere se vzorek svařování, který by vyhovoval strukturálním požadavkům výrobního postupu, včetně běžných vlastností polotovaru a dále používaných komponent.Although laser welding is preferred, other alternative welding techniques, such as MASH welding, may be used to allow the assembly of the blank for further processing. A welding sample shall be selected to meet the structural requirements of the manufacturing process, including the normal properties of the preform and the components used.

Zapojení základních dílu do polotovaru před zpracováním lze nutnost přesného upevnění dílu pro švové svařování do polotovaru poněkud omezit. Kromě toho, jelikož lze požadované vlastnosti materiálu získat z polotovaru, lze se po procesu formování vyhnout svařování dalších komponent. Je to zvláště důležité tehdy, když je přesná úprava složitých tvarů po formování složitá a zabírá mnoho času. Stejný uzavřený povrch lze rovněž získat bez toho, že by se přitom muselo spoléhat na integritu svaru.The connection of the base parts to the blank prior to processing can be somewhat reduced by the need to accurately fix the seam welding part to the blank. In addition, since the desired material properties can be obtained from the blank, welding of other components after the molding process can be avoided. This is particularly important when the precise shaping of complex shapes after molding is complex and takes a lot of time. The same closed surface can also be obtained without having to rely on the integrity of the weld.

U každého shora uvedeného provedení byl znázorněn nepřerušovaný svar mezi základními díly. Tam kde to strukturální požadavky dovolují, je samozřejmě možné realizovat místní svařování v oddělených místech základních dílů tak, že základní díly drží během vytváření pohromadě, a nepřerušovaný svar již není nutný.In each of the above embodiments, a continuous weld between the base parts was shown. Where the structural requirements allow, it is of course possible to carry out local welding at separate locations of the base parts so that the base parts are held together during formation, and a continuous weld is no longer necessary.

Claims (15)

1. Svařený polotovar určený pro následné vytváření dokončené komponenty, kdy zmíněný polotovar zahrnuje pár kovových základních dílů, kdy každý díl má pár protilehlých hlavních povrchů s hlavním povrchem jedné komponenty umístěným na hlavním povrchu druhého dílu, kdy má jeden ze zmíněných základních dílů obvodový okraj umístěný uvnitř hlavního povrchu druhého hlavního dílu, kdy jsou zmíněné hlavní díly k sobě přivařeny švem vytvořeným laserovým paprskem, který je veden okolo zmíněného obvodového okraje za účelem poskytnutí jednotného polotovaru.A welded blank for subsequently forming a finished component, said blank comprising a pair of metal base parts, each part having a pair of opposed major surfaces with a major surface of one component disposed on a major surface of the other part, one of said base portions having a peripheral edge disposed within the main surface of the second main member, wherein said main members are welded together by a seam formed by a laser beam which is guided around said peripheral edge to provide a uniform blank. 2. Svařený polotovar podle nároku 1,vyznačujícíse tím, že jiný hlavní povrch jednoho z hlavních dílů poskytuje polotovaru plynulý, směrem ven orientovaný povrch.The welded blank of claim 1, wherein the other major surface of one of the major portions provides the blank to a continuous, outwardly facing surface. 3. Svařený polotovar podle nároku 1 nebo 2, vyznačující setím, že šev svaru částečně proniká do druhé komponenty a končí před druhým hlavním povrchem druhého hlavního dílu.Weld blank according to claim 1 or 2, characterized in that the weld seam partially penetrates into the second component and ends before the second main surface of the second main part. 4. Svařený polotovar podle kteréhokoliv nároku laž3, vyznačujícísetím, žev jednom ze základních dílů se nachází otvor, který je překryt druhým základním dílem.A welded blank according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in one of the base parts there is an opening which is covered by the other base part. 5. Svařený polotovar, určený pro další zpracování na finální komponentu, zahrnuje pár kovových základních dílů, z nichž každý zahrnuje opačně orientované hlavní povrchy, s hlavním povrchem základního dílu, který leží na hlavním povrchu druhého hlavního dílu, a který má obvodové okraje umístěny uvnitř hlavního povrchu zmíněného druhého hlavního dílu, dále zahrnuje mezilehlou vrstvu umístěnou mezi hlavními povrchy hlavních dílů a ležící uvnitř obvodových okrajů kde vytváří obvodové ohraničení, přičemž základní díly jsou navzájem spojeny laserovým svarem ve zmíněném obvodovém ohraničení, a to za účelem udržení mezilehlé vrstvy, v průběhu formování, na místě.5. The welded preform for further processing into a final component comprises a pair of metal base members, each comprising oppositely oriented main surfaces, with a main surface of the base member lying on the main surface of the second main member having peripheral edges disposed therein. a main surface of said second main part, further comprising an intermediate layer positioned between the main surfaces of the main parts and lying within the peripheral edges where it forms a peripheral boundary, the base parts being joined to each other by laser welding in said peripheral boundary to maintain the intermediate layer during forming, in place. 6. Svařený polotovar podle nároku 5, vyznačujícíse tím, že základní díly jsou navzájem spojeny svarem.Weld blank according to claim 5, characterized in that the base parts are welded together. !s • ·· ♦♦ · * ♦ · . · * ♦ ♦·· ·♦»· ♦ * ! ;! s • ·· ♦♦ · * ♦ ·. * · ·!!!!!! ; «·« ···· ···· • · ··· · ··♦♦ *·♦ ··· « 4 » ♦ · * * * . ίο- »* ** ♦♦ ♦* ··· · · · 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 ίο- »* ** ♦♦ ♦ * ·· 7. Svařený polotovar podle nároku 5 nebo 6, vyznačující setím, že mezilehlá vrstva není kovovou vrstvou.Welded blank according to claim 5 or 6, characterized in that the intermediate layer is not a metal layer. 8. Způsob vytváření finální komponenty z hlavních dílů kovového polotovaru, kdy zmíněný způsob zahrnuje krok formování jednoho ze základních dílů s obvodovým okrajem, který se nachází uvnitř hlavního povrchu druhého z hlavních dílů a leží na opačným směrem orientovaných površích zmíněných hlavních dílů, dále krok nasměrování laserového paprsku na zmíněný obvodový okraj za účelem jeho roztavení a roztavení sousedních částí hlavního povrchu zmíněného druhého dílu, přičemž dochází ke svaření obou dílů dohromady a k vzniku svařeného polotovaru s různými fyzikálními vlastnostmi, a následně k vytvoření svařeného polotovaru finální tvarované komponenty.8. A method of forming a final component from a main body of a metal blank, said method comprising the step of forming one of the constituent parts with a peripheral edge that is located within the main surface of the other one of the constituent parts and laser beam onto said peripheral edge to melt and fuse adjacent portions of the main surface of said second portion, welding both parts together to form a welded blank with different physical properties, and then forming a welded blank of the final molded component. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačujícísetím, že zahrnuje krok vytvoření otvoru v jednom z hlavních dílů, a to ještě před položením zmíněných dílů na sebe.9. The method of claim 8, comprising the step of forming an aperture in one of the major portions prior to placing said portions on top of each other. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačujícísetím, že druhý z hlavních dílů se umístí tak aby zmíněný otvor překrýval, a to ještě před svařováním.Method according to claim 9, characterized in that the second of the main parts is positioned so that said opening overlaps before the welding. 11 .Způsob podle nároku 10, vyznačujícísetím, že je v jednom hlavním dílu vytvořena prohloubenina, do které zapadá druhý z hlavních dílů.Method according to claim 10, characterized in that a recess is formed in one main part in which the other of the main parts fits. 12. Způsob podle kteréhokoliv nároku 8 až 11, vyznačujícísetím, že laserový paprsek částečně proniká do druhého hlavního dílu a končí před druhým hlavním povrchem druhého hlavního dílu.The method of any one of claims 8 to 11, wherein the laser beam partially penetrates into the second main member and terminates before the second main surface of the second main member. 13. Způsob vytváření trubkovité Jcopiponenty z páru trubkovitých hlavních dílů zahrnuje kroky sestavení zmíněných trubkovitých dílů umístěním jednoho dílu do konce druhého dílu, a to s cílem dosáhnout místního zesílení vzájemným spojením obou dílů laserovým svarem, dále umístění spojených dílů do zápustky, a aplikací stlačené tekutiny dosáhnout expanze, a to s cílem vytvořit konečný tvar trubkovité komponenty.13. A method of forming a tubular component from a pair of tubular main portions comprises the steps of assembling said tubular portions by placing one portion at the end of the other portion to achieve local reinforcement by interconnecting the two portions by laser welding, placement of the joined portions and application of pressurized fluid. to achieve expansion, in order to create the final shape of the tubular component. 14. Způsob podle nároku 13, v y z n a č u j í c í s e t í m, že místní zesílení je provedeno externě.14. A method according to claim 13, wherein the local reinforcement is externally. -11• 9 9 9 · 9 * ♦ 9 · · *99· • 9 9 9 9 9 9-11 • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 · · * 9 *«· • 9 · * 9 «99 · · 9 * 9 999 99 99 99999 99 99 99 99 9999 99 9 9 9 99 9 9 9 99 999 999999 999 9 99 9 99 9999 99 15.Způsob podle nároku 13,vyznačujícísetím, že místní zesílení je provedeno interně.A method according to claim 13, characterized in that the local reinforcement is performed internally. ló.Způsob podle nároku 13, v y z n a č u j í c í s e t í m, že zahrnuje kroky umístění množství hlavních dílů mezi konce druhého hlavního dílu, a to za účelem získání místních zesílení.The method of claim 13, comprising the steps of placing a plurality of main portions between the ends of the second main portion to obtain local reinforcements.
CZ19992373A 1997-11-13 1997-11-13 Half-finished products obtained by welding CZ237399A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992373A CZ237399A3 (en) 1997-11-13 1997-11-13 Half-finished products obtained by welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992373A CZ237399A3 (en) 1997-11-13 1997-11-13 Half-finished products obtained by welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ237399A3 true CZ237399A3 (en) 2000-06-14

Family

ID=5464833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19992373A CZ237399A3 (en) 1997-11-13 1997-11-13 Half-finished products obtained by welding

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ237399A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU732578C (en) Tailored blank
US6977355B2 (en) Tailored blank
US20120304448A1 (en) Process for producing components having regions of differing ductility
US6364250B1 (en) Shell component for an aircraft fuselage and method of manufacturing the same
US6701598B2 (en) Joining and forming of tubular members
US6302478B1 (en) Hydroformed space frame joints therefor
US20060016078A1 (en) Method for manufacturing a reinforced structural component, and article manufactured thereby
US11383329B2 (en) Method for producing a workpiece composite, and workpiece composite
US20040134573A1 (en) Method of locally heating a part to reduce strength and increase ductility for subsequent manufacturing operation
EP1360079A1 (en) A vehicle door and a method to make such a door
US6688000B2 (en) Joining of tubular parts in a T-joint by riveting/brazing
JP2001507283A (en) Molded member manufacturing method and molded member manufactured by the method
US20240116586A1 (en) Method for assembling a motor vehicle body
CZ237399A3 (en) Half-finished products obtained by welding
CA3153053A1 (en) Vehicle floor and corresponding production method
EP1814771A2 (en) Automotive crush tip and method of manufacturing
JP7485981B2 (en) Manufacturing method of bonded joint structure, bonded joint structure and automobile part
US20050279049A1 (en) Internally reinforced hydroformed assembly and method of making same
JP2000117859A (en) Multilayered structure and its production
MXPA99006420A (en) Tailored blank
JP2021154377A (en) Method for manufacturing rivet joint structure, rivet joint structure and automobile components
US20190352734A1 (en) Method for Producing a Sheet Metal Component
JP3440846B2 (en) Method of manufacturing tapered body skeleton structure for vehicle
CA2324795C (en) Inserted laser welded blanks
US20240116100A1 (en) Method for producing an end wall of a motor vehicle body, and method for producing end walls of motor vehicle bodies of different motor vehicle types

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic