专利名称：薄板焊接焊点加强结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊点加强结构，尤其涉及一种薄板焊接焊点加强结构。
背景技术：
使用点焊对薄板进行焊接是汽车生产和制造中使用较多的一种工艺手段。由于相邻焊点 间具有一定长度的间距，点焊并不是一种连续连接方式，所以焊点在结构件中是一个薄弱环 节。目前在汽车制造中使用最为广泛的焊点连接和受力方式分为如图l所示的两种。这些焊 接方式在汽车碰撞过程中多次看到焊点失效现象发生，通过现场观察和实验分析可知绝大部 分薄板焊点连接方式中焊点失效原因主要是由焊核四周的剪切失效造成。为解决该问题目前 为对焊点连接进行加强一般采用加厚焊接板的厚度，即增加受剪厚度的方法来解决。采用这 种方法后部件整体强度得到了加强，但增加了用材、增重了整车自重、提高了制造成本，并 且在某些情况下这还将加速其相邻部件的损耗。
目前随着节能减排法规要求的不断提升，汽车轻量化已经成为一种发展趋势。高强度钢 和更先进的吸能-分力结构被广泛使用，这直接导致汽车制造中使用板金件的厚度越来越薄 。虽然使用了高强度钢后同时也提高了材料屈服强度，但通过分析可知板件厚度减薄对焊点 抗剪强度的影响比材料屈服强度提高对焊点抗剪强度的影响更为敏感，具体见如下计算式
焊点失效的受剪力为^=^["=》^["，其中S为受剪面积，h为受剪厚度(板厚)， Z为受剪长度，["为受剪失效剪应力，[" (0.6~0.7Io1)，[。]为失效屈服应力，由此可 见材料强度提高对抗剪能力的影响仅为板件厚度变化带来影响的O. 6 0. 7倍。
通过分析可知如果继续采用目前常用点焊的方式来连接汽车钣金件，汽车在发生碰撞中 焊点失效现象将更为常见。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以有效的避免薄板焊接中焊点失效 的薄板焊接焊点加强结构。
本发明的薄板焊接焊点加强结构，它包括叠置设置的两个薄板，当所述的一侧薄板的厚度小于预定值并需要对焊点进行加强时，在该侧薄板的点焊焊点处设置有加强垫板或者当所 述的两侧薄板的厚度都小于预定值并需要对焊点进行加强时，在两侧薄板的点焊焊点处分别 设置有加强垫板；所述的两个薄板和加强垫板之间通过同一点焊焊点相连。
本发明的薄板焊接焊点加强结构，它通过在焊点处增加垫板的方式增加焊核周围受剪面 积，进而实现焊点加强。通过对焊点进行局部加强的方式可解决采用传统点焊焊接的薄板， 容易发生焊点剪切失效的问题。本发明可用最小的成本解决前纵梁等整车关键碰撞吸能件在 压溃过程中容易发生焊点失效的问题。随着高强钢板的大量采用和轻量化工作的深入，薄钢 板焊接的运用将越来越广泛。本发明通过局部增加垫板的方式可使用传统焊接方法实现薄钢 板的有效焊接，并进一步挖掘焊点强度的潜力。
图1-2是点焊主要焊接类型示意图3-6是本发明的薄板焊接焊点加强结构的点焊焊接局部加强方式示意图7是本发明对点焊焊接薄板中多个焊点采用加强垫板条整体加强方式的左视图;
图8是图7所示的结构的主视图。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
和实施例对本发明作进一步说明。
本发明为解决薄板进行点焊后会造成焊点剪切失效的问题采用焊点位置进行局部加强的 方式对焊点进行了加强。焊点局部加强中采用了在焊点处对厚度较薄的一侧采用增加垫板的 方法进行加强，其中如果两侧板件均较薄可在两侧都加强，如图3-6所示。其中对薄板可以
采用下式定义在焊点受力中焊核受拉力"1 = <TS = CT^ ，焊核边缘受剪力 巧二n"":2冗d""，其中^为拉应力、s为焊核截面积、r为焊点半径、h为钢板厚度、 z为焊点周长、f为剪应力。如果& > &则可用该焊点加强方式进行加强。& > &即
CT >2^、因为一般钢板:[""("~。'7^]'所以"(^~^、寸可用该焊点加强方式对 焊点进行加强。 一般采用焊点直接为6mm，所以在钢板厚度小于2mm时可用该焊点加强方式进 行焊点加强。
加强垫板厚度当焊点能承受的最大剪力等于焊点能承受的最大拉力时焊点强度最强， 即 、7^时焊点强度最优。采用加垫板加强的思想就是将薄板焊接厚度补足76倍焊点半径，使焊点强度达到最优。设目前焊接板厚度为^，加强垫板材料同焊接
/2 =
■ f — A
钢板材料，则该加强垫板厚度为 、7 W 时即可实现焊点强度最优。如果焊核半
径为3mm，则加强垫板厚度即应为2. lmnT2. 5mm减去单侧钢板厚度( A = (2. 1附m ~ 2.5; ^) — A )。
如图3-6所示的本发明的薄板焊接焊点加强结构，它包括叠置设置的两个薄板l，当所述 的一侧薄板的厚度小于预定值时，在该侧薄板的点焊焊点处设置有加强垫板2或者当所述的 两侧薄板的厚度都小于预定值时，在两侧薄板的点焊焊点处分别设置有加强垫板；所述的两 个薄板和垫板之间通过点焊一次焊接相连。点焊可以采用现有焊机进行。
如图7-8所示如果要对多个成排焊点进行统一加强，为减化工艺则可沿焊边采用垫板条 的方式对多个焊点进行加强。
权利要求
1.薄板焊接焊点加强结构，它包括叠置设置的两个薄板，其特征在于当所述的一侧薄板的厚度小于预定值并需要对焊点进行加强时，在该侧薄板的点焊焊点处设置有加强垫板或者当所述的两侧薄板的厚度都小于预定值并需要对焊点进行加强时，在两侧薄板的点焊焊点处分别设置有加强垫板；所述的两个薄板和加强垫板之间通过同一点焊焊点相连。
2 根据权利要求l所述的薄板焊接焊点加强结构，其特征在于所述的薄板厚度的预定值》-^^^'^所述的加强垫板厚度为^ z^ ^'卜h，其中所述的r为焊点半径，^为待焊接薄钢板厚度。
3 根据权利要求l所述的薄板焊接焊点加强结构，其特征在于所述的加强垫板在点焊焊点处单独设置。
4 根据权利要求l所述的薄板焊接焊点加强结构，其特征在于所述的加强垫板为沿多个点焊焊点的方向一体设置的垫板条。
全文摘要
本发明公开了薄板焊接焊点加强结构，它包括叠置设置的两个薄板，当所述的一侧薄板的厚度小于预定值并需要对焊点进行加强时，在该侧薄板的点焊焊点处设置有加强垫板或者当所述的两侧薄板的厚度都小于预定值并需要对焊点进行加强时，在两侧薄板的点焊焊点处分别设置有加强垫板；所述的两个薄板和加强垫板之间通过同一点焊焊点相连。本结构通过在焊点处增加垫板的方式增加焊核周围受剪面积，进而实现焊点加强。通过对焊点进行局部加强的方式可解决采用传统点焊焊接的薄板，容易发生焊点剪切失效的问题。
文档编号B23K37/00GK101664866SQ20091030741
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者锐 方, 曾必强, 胡远志, 蒋成约, 谢书港, 杰 马 申请人:中国汽车技术研究中心