顶盖与侧围的连接结构及其设计方法和车辆与流程

本发明涉及汽车车身，具体涉及顶盖与侧围的连接结构及其设计方法和车辆。

背景技术：

1、激光钎焊因局部加热，不易产生热损伤，无飞溅，外观质量好，在轿车车顶连接应用又节省了顶盖饰条。因其成本低、重量小、工位少、美观等特点在车顶连接上得到迅速地推广。由于激光焊接对母材顶盖与侧围外板的结构要求苛刻，且侧围外板与顶盖均为造型面或者高可见的b级面，对于外观质量要求非常高。如果结构设计存在缺陷，对于模具的整改成本、周期均有较大的影响。然而对于顶盖与侧围外板的激光钎焊断面结构并未形成系统的规范设计，存在结构设计不合理等问题，导致在制造的过程中会出现焊接质量缺陷。

2、专利文献cn201811330206公开了一种车身顶盖预防和解决激光焊接缺陷的方法，其仅从制造环节给出了零件质量控制等给出来解决顶盖激光钎焊的缺陷，属于被动解决问题，并未从成本最小的设计源头进行优化，所以顶盖与侧围外板激光钎焊的断面结构设计思路仍待开发。

技术实现思路

1、本发明的目的是：旨在提供顶盖与侧围的连接结构及其设计方法和车辆，以避免顶盖激光钎焊的缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种顶盖与侧围的连接结构，包括顶盖本体和侧围本体，所述顶盖本体左、右边沿设有朝外延伸的搭接部，所述侧围本体内侧边沿由外至内包括依次连接的造型段、焊接段和加强段，所述搭接部与所述焊接段抵接，且在抵接处与所述焊接段形成开口朝上的焊接槽，该焊接槽用于填充焊料，方便激光头对焊料进行照射加热，且激光光斑照射时顶盖本体和侧围本体能更好地得到连接。所述焊接段所在平面与车身z轴之间的夹角式中，δ为侧围本体的y向偏移公差，h为侧围本体偏移δ时顶盖本体的z向偏移量；位于焊接槽内焊缝上端的焊接段的长度b＝δ*sinβ。

4、通过采用上述技术方案，通过车体结构设计来吸收零部件制造公差以及提高零件刚度、减少搭接区域的回弹等方式，来保障侧围本体与顶盖本体之间的相对关系保持稳定，这样有利于激光头对零件照射加热，以实现零件连接处均匀受热，避免出现咬边现象。其次针对该发明的车体结构，通过激光设备的姿态、相关参数的调整来满足搭接零件具有合理的热辐射区域，以保障侧围本体与顶盖本体能够均匀受热，从而保障零件之间焊接质量。

5、由于侧围本体的焊接段所在平面与车身z轴之间存在夹角如此，能方便焊丝受到激光照射加热后能够均匀在焊缝中流动，保障焊接质量，以及满足侧围本体具有极好的成型性。

6、由于限定了位于焊接槽内焊缝上端的焊接段的长度b＝δ*sinβ，如此，能避免因顶盖本体与侧围本体搭接制造公差造成的偏离设计状态，导致激光光斑照射在抵接位置处，造成受热不均，引起咬边、毛刺等缺陷的产生。

7、进一步限定，所述搭接部的自由端设有逐渐远离焊接段的加强部。

8、通过采用上述技术方案，提高顶盖本体边沿的结构强度，避免搭接部边沿位置在焊接过程中产生变形。

9、进一步限定，所述加强部最下端与加强段上表面之间的z向距离不小于1.5mm。

10、通过采用上述技术方案，同时兼顾顶盖本体切边的线轮廓度要求及侧围本体型面轮廓度要求，确保顶盖本体下掉时，顶盖本体的边沿加强部与侧围本体的加强段不干涉。

11、进一步限定，所述搭接部与所述焊接段抵接位置呈圆角，且该圆角半径为2～3mm。

12、通过采用上述技术方案，使得焊丝填充面积较小，进而焊丝熔化后浸润和平铺效果越好，焊缝表面越光滑。

13、进一步限定，所述搭接部与所述焊接段通过激光钎焊固定。

14、第二方面，本发明提供了一种顶盖与侧围的连接结构的设计方法，其包括如下步骤：

15、s1，获取白车身焊接公差带，并基于所述白车身焊接公差带得到侧围本体的y向偏移公差δ和侧围本体偏移δ时顶盖本体的z向偏移量；

16、s2，根据焊接设计要求，确定搭接部抵接位置的圆角半径；

17、s3，基于计算式求得焊接段所在平面与车身z轴之间的夹角β，基于计算式b＝δ*sinβ求得位于焊接槽内焊缝上端的焊接段的长度b；

18、s4，根据焊接设计要求，确定侧围本体与焊接设备的导丝嘴的最小安全间隙；

19、s5，基于s4确定的侧围本体与焊接设备的导丝嘴的最小安全间隙，计算得到造型段所在平面与车身z轴之间的夹角α。

20、通过采用上述技术方案，能够在顶盖与侧围的连接结构设计初期进行优化，缩短了开发周期，提高一次性设计对的概率，减少了后期质量整改的时间与成本。

21、第三方面，本发明提供了一种车辆，包括上述的顶盖与侧围的连接结构。

22、本发明的有益效果：本发明通过对顶盖与侧围的连接结构进行限定，即限定了所述焊接段所在平面与车身z轴之间的夹角式中，δ为侧围本体的y向偏移公差，h为顶盖本体的z向偏移公差；位于焊接槽内焊缝上端的焊接段的长度b＝δ*sinβ，很好地控制焊缝宽度，该结构能有效吸收制造公差，降低了因零部件公差导致的零件发生偏移而造成的焊接不良现象，并且能方便激光焊接设备的调整，加之与该结构相匹配的激光焊接工艺参数的设计，能有效避免汽车顶盖激光焊接区域出现咬边及毛刺等不良焊接现象，该结构稳定，实用型强，能提升车辆外观及服役性等优点。

技术特征：

1.一种顶盖与侧围的连接结构，包括顶盖本体(1)和侧围本体(2)，其特征在于：所述顶盖本体(1)左、右边沿设有朝外延伸的搭接部(11)，所述侧围本体(2)内侧边沿由外至内包括依次连接的造型段(21)、焊接段(22)和加强段(23)，所述搭接部(11)与所述焊接段(22)抵接，且在抵接处与所述焊接段(22)形成开口朝上的焊接槽，该焊接槽用于填充焊料；

2.根据权利要求1所述的顶盖与侧围的连接结构，其特征在于：所述搭接部(11)的自由端设有逐渐远离焊接段的加强部(12)。

3.根据权利要求2所述的顶盖与侧围的连接结构，其特征在于：所述加强部(12)最下端与加强段(23)上表面之间的z向距离不小于1.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的顶盖与侧围的连接结构，其特征在于：所述搭接部(11)与所述焊接段(22)抵接位置呈圆角，且该圆角半径为2～3mm。

5.根据权利要求1或2所述的顶盖与侧围的连接结构，其特征在于：所述搭接部(11)与所述焊接段(22)通过激光钎焊固定。

6.一种顶盖与侧围的连接结构的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.一种车辆，其特征在于：包括权利要求1～5任一项所述的顶盖与侧围的连接结构。

技术总结
本发明涉及汽车车身，具体涉及顶盖与侧围的连接结构及其设计方法和车辆，包括顶盖本体和侧围本体，所述顶盖本体左、右边沿设有朝外延伸的搭接部，所述侧围本体内侧边沿由外至内包括依次连接的造型段、焊接段和加强段，所述搭接部与所述焊接段抵接，且在抵接处与所述焊接段形成开口朝上的焊接槽，该焊接槽用于填充焊料，方便激光头对焊料进行照射加热，且激光光斑照射时顶盖本体和侧围本体能更好地得到连接。所述焊接段所在平面与车身Z轴之间的夹角以及位于焊接槽内焊缝上端的焊接段的长度分别基于预设计算式求得。该结构能有效避免汽车顶盖激光焊接区域出现咬边及毛刺等不良焊接现象，该结构稳定，实用型强，能提升车辆外观及服役性等优点。

技术研发人员：张跃飞,王恒,王建洪,唐大欢
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15