專利名稱：用于焊接的物料以及焊接物件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于焊接的物料以及焊接物件。例如，本發(fā)明涉及用于激光焊接的物料、激光焊接物件以及汽車車身。
背景技術(shù)：
諸如經(jīng)鋅鍍層擴散處理的鋼板和經(jīng)熱浸鍍鋅的鋼板等鋅基電鍍鋼板(zinc-based plated steel sheet)具有優(yōu)良的耐腐蝕性。出于該原因，鋅基電鍍鋼板具有廣泛的應(yīng)用范圍，包括用于汽車車身的鋼板、用于家用電器的鋼板、用于工業(yè)機械的鋼板、用于家具的鋼板以及用于建筑物料的鋼板。鋅基電鍍鋼板通常通過以下步驟(a)-(d)形成為諸如汽車車身等的產(chǎn)品(a)通過實施例如壓制成形處理使電鍍鋼板形成規(guī)定的形狀，(b)將所形成的部件的外周疊置在其將被焊接到的第二部件上，所述兩個部件在該狀態(tài)下彼此固定，(c)通過諸如點焊或縫焊等電阻焊接、鎢極惰性氣體保護電弧焊、金屬惰性氣體電弧焊或等離子電弧焊接來焊接兩個部件，其中第一部件疊置在第二部件上的部分作為焊接區(qū)。眾所周知，特別是在對于汽車車身的情況中，點焊是通常采用的焊接方法，(d)以這樣的方式反復(fù)實施焊接。
作為用于鋅基電鍍鋼板的焊接技術(shù)，使用激光束的激光焊接已引起注意。圖39(a)和圖39(b)是制造由鋅基電鍍鋼板1形成的疊層鋼板2的方法的示意圖。如圖39(a)所示，兩個鋅基電鍍鋼板1，1彼此疊置并固定在一起。然后，如圖39(b)所示，在兩個鋅基電鍍鋼板1上實施激光焊接而形成焊縫2a，從而制造疊層鋼板2。
每個鋅基電鍍鋼板1具有形成在其表面上的鍍層，鍍層主要包括鋅，鋅的沸點低于鋼的熔點。因此，當(dāng)激光焊接被實施時，作為形成在疊置表面上的鍍層的主要組成成分的鋅在激光焊接過程中通過熱輸入而爆炸蒸發(fā)。由此，當(dāng)兩個鋅基電鍍鋼板1被簡單地疊置，并且激光焊接被實施時，如圖39(a)和39(b)所示，或者當(dāng)鋅基電鍍鋼板1和普通鋼板簡單地疊置，并且激光焊接被實施時，由激光焊接過程的熱輸入形成的熔融鐵被爆炸蒸發(fā)的鋅吹走，焊縫缺陷形成在焊縫2a中。
為了防止發(fā)生這樣的焊縫缺陷并獲得好的焊縫，已知有一些發(fā)明，其中具有適當(dāng)尺寸的間隙設(shè)置在兩個疊置鋼板上將要實施激光焊接的位置處，通過所述間隙，激光焊接過程中通過熱輸入被蒸發(fā)的鋅能夠被排出至外部，其中所述兩個鋼板中至少有一個鋼板是鋅基電鍍鋼板。
例如，在JP-A 10-216974，日本專利No.2,571,976中，以及公開出版物Nikkei Mechanical，9/30/1996，No.490等等中，一些發(fā)明被公開，其中，通過例如壓制成形方法預(yù)先在作為激光焊接物料的鋅基電鍍鋼板上形成突起，在利用突起在兩個疊置鋼板之間保持適當(dāng)尺寸的間隙的同時，實施激光焊接。
然而，適合該間隙的適當(dāng)尺寸非常小，諸如對于厚度為0.7mm的鋅基電鍍鋼板來說，適當(dāng)?shù)拈g隙尺寸為0.05-0.3mm的數(shù)量級。因此，當(dāng)實施上述現(xiàn)有技術(shù)時，需要通過壓制成形在兩個鋼板中的任一鋼板上形成這些微小的突起。出于該目的，需要對壓模的表面實施精細的精密機械加工或者手工拋光。這些操作非常難以實施，并且需要很大的成本。尤其是，在許多情況下，由鋅基電鍍鋼板制成的一部分汽車車身的將被焊接的表面是復(fù)雜的、彎曲的三維形狀，對壓模實施精細的精密機加工或手工拋光實際上是不可能的。
另外，通過壓制成形形成的微小突起的脊線的輪廓很容易因彈性回復(fù)而變得模糊不清，這在壓制成形之后的成形物件中是不可避免會發(fā)生的。因此，即使能夠?qū)耗嵤┘庸ひ蕴峁┢谕奈⑿⊥黄?，也不容易提供帶有與壓模突起的形狀一樣的突起的、經(jīng)壓制成形的物件。
此外，由于伴隨壓制加工而產(chǎn)生的磨損，設(shè)置在壓模中的突起易于改變形狀。因此，很難在長期內(nèi)穩(wěn)定地使用于激光焊接的間隙保持適當(dāng)?shù)某叽纭?br> 在JP-A 2001-162388中，公開了一種發(fā)明，其中相對于間隙的適當(dāng)尺寸過度高的突起被預(yù)先形成在鋼板上，并且在突起與夾具的桿之間形成的傾斜區(qū)域中在適當(dāng)間隙的位置處實施激光焊接。在該發(fā)明中，突起的高度設(shè)置得比實際目標值大，從而能夠通過機加工穩(wěn)定地提供突起。
在該發(fā)明中，在被設(shè)置為具有大的高度的突起與夾持桿之間形成的傾斜區(qū)域中實施激光焊接。因此，如果實施激光焊接的位置沿水平方向有微小移動，也能很大地改變間隙的尺寸。由此，盡管在該發(fā)明中，能夠穩(wěn)定地形成突起，也不可能總是使用于激光焊接的間隙保持足夠的尺寸，以穩(wěn)定地保證激光焊接的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被提出以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于焊接的物料、焊接物件以及汽車車身，例如用于激光焊接的物料、激光焊接物件以及汽車車身，它們能夠防止產(chǎn)生焊縫缺陷并確定地獲得好的焊縫。
為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人進行了認真的研究。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)，通過使用具有凹口的區(qū)域，其中的凹口是通過實施用于在被加工物料中形成彎曲部分的第一加工步驟、然后實施用于壓縮彎曲部分的第二加工步驟來形成的，這樣，凹口的高度能夠穩(wěn)定地保持恒定，能夠防止由于易誘發(fā)焊縫缺陷的諸如鋅等物質(zhì)成分而引起的焊縫缺陷的產(chǎn)生，并且能夠確定地獲得良好的焊縫，他們發(fā)現(xiàn)，該凹口的高度優(yōu)選為至少0.02mm并且至多為1.0mm。
即，本發(fā)明基于新穎的、重要的發(fā)現(xiàn)即，不像現(xiàn)有技術(shù)那樣利用被微小地形成的突起來形成用于焊接的間隙，而是通過形成大得足以通過加工來穩(wěn)定形成的彎曲部分、然后壓縮彎曲部分以穩(wěn)定形成具有期望高度的凹口、并使用這樣形成的凹口來保證用于焊接的間隙，從而，防止焊縫缺陷的發(fā)生，并且能夠以工業(yè)規(guī)模確定地、穩(wěn)定地獲得良好的焊縫。
本發(fā)明是一種用于焊接的物料，所述物料具有當(dāng)它被疊置在用于焊接的另一物料上并且實施焊接時，用于在它與用于焊接的另一物料之間保持預(yù)定尺寸的間隙的區(qū)域，其特征在于，所述區(qū)域設(shè)置有通過壓縮彎曲部分而形成的凹口。
在根據(jù)本發(fā)明的用于焊接的物料中，所述凹口的形狀的例子是由突出部分和形成在突出部分內(nèi)部的凹入部分構(gòu)成的形狀，以及由突出部分構(gòu)成的形狀。
在根據(jù)本發(fā)明的用于焊接的物料中，所述凹口的高度優(yōu)選至少為0.02mm并且至多為1.0mm。
在根據(jù)本發(fā)明的用于焊接的物料中，所述焊接的例子是激光焊接、等離子焊接和電弧焊。
通過在被加工物料中形成彎曲部分、然后壓縮彎曲部分制造根據(jù)本發(fā)明的用于焊接的這些物料。
從另一個方面講，本發(fā)明是一種焊接物件，所述焊接物件通過疊置用于焊接的兩個物料、然后實施焊接而獲得，其中所述物料中的至少一個是鋅基電鍍鋼板，其特征在于，用于焊接的兩個物料中的至少一個是根據(jù)本發(fā)明的如上所述的用于焊接的物料，在疊置用于焊接的兩個物料，從而形成在本發(fā)明的用于焊接的物料上的凹口被設(shè)置在兩個物料之間之后，在保持間隙的區(qū)域中實施焊接，所述間隙用于在用于焊接的兩個物料之間提供預(yù)定距離。
根據(jù)本發(fā)明的焊接物件通過下述方式制成疊置用于焊接的兩個物料，其中至少一個物料是鋅基電鍍鋼板，然后實施焊接，其中用于焊接的兩個物料中至少一個物料是根據(jù)本發(fā)明的用于焊接的上述物料，并且，通過疊置用于焊接的兩個物料，使形成在本發(fā)明的用于焊接的物料上的凹口設(shè)置在這兩個物料之間，在利用凹口保證預(yù)定間隙的區(qū)域中實施所述焊接。
從另一方面講，本發(fā)明是一種汽車車身，其特征在于，包括如上所述的根據(jù)本發(fā)明的焊接物件。
附圖簡述

圖1(a)是第一實施例中用于實施模壓的模壓裝置的主要部分的示意圖，圖1(b)是彎曲部分的放大視圖；圖2是第一實施例中模具的凹陷和突起的放大剖視圖；
圖3是示出第一實施例中凹陷和突起的形狀的另一個例子的放大剖視圖；圖4是示出第一實施例中凹陷和突起的形狀的另一例子的放大剖視圖；圖5是示出第一實施例中對應(yīng)夾持表面被彎曲的情況的壓制成形的一個例子的示意圖；圖6是示出通過第一加工步驟在鋅基電鍍鋼板中形成彎曲部分的狀態(tài)的示意圖；圖7是示出第二加工步驟過程中的狀態(tài)的透視圖；圖8是示出在第二加工步驟時壓制加工裝置的剖視圖；圖9是示出在第二加工步驟中形成的凹口的形狀的例子的示意圖；圖10是示出用于激光焊接的第一物料和用于激光焊接的第二物料彼此疊置的狀態(tài)的一個例子的示意圖；圖11是示出用于激光焊接的第一物料和用于激光焊接的第二物料彼此疊置的狀態(tài)的一個例子的示意圖；圖12是示出第二實施例中模具的凹陷和突起的放大剖視圖；圖13(a)是在第二實施例中被焊接的兩個鋼板的示意圖；圖13(b)是示出通過焊接這兩個鋼板而形成的疊層鋼板的示意圖；圖14是示出用于第二實施例中的激光焊接裝置的示意圖；圖15(a)是示出在第三實施例中被焊接的兩個鋼板的示意圖，圖15(b)是示出通過焊接兩個鋼板而形成的疊層鋼板的示意圖；圖16是示出用于第三實施例中的激光焊接裝置的示意圖；圖17(a)是示出在第四實施例中被焊接的兩個鋼板的示意圖，圖17(b)是示出通過焊接兩個鋼板而形成的疊層鋼板的示意圖；圖18是示出用于第四實施例中的激光焊接裝置的示意圖；圖19是示出第五實施例中鋅基電鍍鋼板被激光焊接的情況的示意圖；圖20是示出第六實施例中實施角焊的狀態(tài)的示意圖；圖21是示出第六實施例中實施角焊的狀態(tài)的示意圖；圖22是示出第七實施例中實施端接焊接的狀態(tài)的示意圖；圖23是示出第七實施例中實施端接焊接的狀態(tài)的示意圖；
圖24是示出第八實施例中擴口接頭被焊接的狀態(tài)的示意圖；圖25是示出第八實施例中擴口接頭被焊接的狀態(tài)的示意圖；圖26(a)是示出用于第九實施例的模壓裝置和壓制加工裝置的剖視圖，圖26(b)是示出第九實施例中被焊接的具有凹口的鋅基電鍍鋼板和扁平鋼板的示意圖，圖26(c)是示出第九實施例中所獲得的疊層鋼板的示意圖；圖27(a)是示出第十實施例中第二加工步驟的示意圖，圖27(b)是示出第十實施例中被焊接的具有凹口的鋅基電鍍鋼板和扁平鋼板的示意圖，圖27(c)是示出第十實施例中所獲得的疊層鋼板的示意圖；圖28(a)是用于第十實施例的V形彎曲的示意圖，圖28(b)、28(c)、28(d)、28(e)和28(f)分別是示出第十一實施例中L形彎曲、U形彎曲、U形彎曲和L形彎曲的結(jié)合、沖壓成形和階梯式?jīng)_壓成形的示意圖；圖29(a)-29(d)是示出第十一實施例中使用階梯式?jīng)_壓成形在鋼板上實施的制造步驟和焊接步驟的示意圖；圖30是示出第十一實施例中用于實施沖壓成形的沖頭和模具的示意圖；圖31(a)-31(j)是利用根據(jù)本發(fā)明的制造焊接物件的方法而制造的焊接物件的示意圖；圖32是示出形成有根據(jù)第一實施例的凹口的用于焊接的物料的形狀的示意圖；圖33是示出第十三實施例中用于焊接的物料和用于焊接的另一物料被進行電弧焊接的狀態(tài)的剖視圖；圖34是示出當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于建筑物料時基本結(jié)構(gòu)的例子的示意圖；圖35(a)是示出本發(fā)明應(yīng)用于另一建筑物料以形成T形焊接接頭的狀態(tài)的剖視圖；圖35(b)是示出本發(fā)明應(yīng)用于另一建筑物料以形成T形焊接接頭的狀態(tài)的透視圖；圖36是示意性地示出具有由一個突出部分形成的形狀的凹口被形成在鋅基電鍍鋼板上的情況的示意圖；圖37(a)和37(b)分別示出第十五實施例中在第二加工步驟中鋅基電鍍鋼板發(fā)生變形的狀態(tài)的示意圖；圖38是詳細示出第十五實施例中形成的凹口的形狀的例子的示意圖；圖39(a)和39(b)是示出由鋅基電鍍鋼板制造疊層鋼板的狀態(tài)的示意圖；在每幅圖中，附圖標記5表示用于焊接的物料，附圖標記5a表示彎曲部分，附圖標記5a-1表示凹口，附圖標記11表示區(qū)域，附圖標記11a表示突出部分，附圖標記11a-1和11a-2表示尖峰，附圖標記11b表示凹入部分。
具體實施例方式
(第一實施例)以下將參考附圖詳細解釋根據(jù)本發(fā)明的用于焊接的物料、焊接物件、以及汽車車身的實施例。在以下解釋中，將采用以下的情況作為例子進行描述其中，作為將被加工的物料的金屬板是鋅基電鍍鋼板，鋅基電鍍鋼板會由于加工時的熱輸入而產(chǎn)生汽化鋅，這是引起焊縫缺陷的一個因素；焊接方法是激光焊接。
首先，在解釋該實施例的制造用于激光焊接的物料的方法以及用于激光焊接的物料之后，將解釋激光焊接物件、用于制造所述激光焊接物件的方法以及車身。
圖1(a)是示出該實施例中用于實施模壓的模壓裝置0的主要部分的示意圖。圖1(b)是彎曲部分5a的放大視圖。
如圖1(a)所示，通過在將被加工的物料5上實施第一加工步驟(模壓)來形成作為凸起部分的彎曲部分5a。例如，如圖1(b)所示，在凸起形狀的情況下，具有從凸起形狀的頂端至基部的彎曲部分5a。接著將說明所述第一加工步驟。
(1)第一加工步驟(模壓)在該實施例中，使用模壓裝置0，采用鋅基電鍍鋼板5的形式的被加工物料在第一加工步驟中經(jīng)歷模壓加工。
如圖1(a)所示，該模壓裝置0具有彼此面對的上模具3和下模具4。用于夾持扁平的鋅基電鍍鋼板5的夾持表面3a設(shè)置在上模具3上。如圖所示，8個凹陷3b以兩排設(shè)置在夾持表面3a上。
用于夾持鋅基電鍍鋼板5的夾持表面4a設(shè)置在下模具4上。8個突起4b以兩排設(shè)置在夾持表面4a上，與設(shè)置在上模具3上的8個凹陷3b相對。
圖2是該實施例中示出的凹陷3b和突起4b的放大剖視圖。
可以通過諸如機械加工等任何傳統(tǒng)的方法在下模具4上形成突起4b。特別地，當(dāng)形成在鋅基電鍍鋼板5上的凸起部分的尖端的形狀是相對較簡單的形狀，諸如在該實施例中為圓形或者橢圓形時，通過將尖端為圓形或橢圓形的銷針插入設(shè)置在下模具4表面中的銷針插孔中，能夠形成突起4b。
圖3和圖4是示出凹陷和突起形狀的另外例子的放大剖視圖。
如圖3所示，形成在上模具3中的凹陷3b可以具有通過模具延伸至其上端的形狀。通過該形狀，機械加工模具所需的工時能夠減小。如圖4所示，下模具4能夠形成為沖頭7和分開的保持件6，并且在鋅基電鍍鋼板5被保持件6約束時，可以通過形成在沖頭7的上端上的突起4b形成彎曲部分5a。結(jié)果，容易在所得彎曲部分5a外周產(chǎn)生的應(yīng)力能夠被抑制。
在上述的解釋中，如圖1-4所示，給出本發(fā)明的一個例子，其中突起4b設(shè)置在下模具4上，而凹陷3b設(shè)置在上模具3上。然而，本發(fā)明不限于此種形式。例如，凹陷可以設(shè)置在下模具上，而突起可以設(shè)置在上模具3上。
在上述的解釋中，如圖1-4所示，給出將被模壓的鋅基電鍍鋼板5是扁平的情況下的例子。然而，應(yīng)用本發(fā)明的物料不限于扁平的鋅基電鍍鋼板5。例如，本發(fā)明可以以相同的方式被應(yīng)用于具有預(yù)定曲率半徑的彎曲的鋅基電鍍鋼板5，諸如壓制成形的鋼板。
并且，在該實施例中，給出突起4b被制成為圓形以便于機械加工的情況下的例子。然而，本發(fā)明不限于此種形式，盡管優(yōu)選突起4b為圓形形狀。
圖5是示出在壓制成形時當(dāng)夾持表面3a和4a彎曲時的狀態(tài)的例子的示意圖。圖5中箭頭的方向為壓制方向。
在壓制加工時，尤其是當(dāng)夾持表面3a和4a彎曲時，如圖5所示，優(yōu)選突起4b的形狀為相對于成形方向不具有負角度(在壓制成形時上模具3和下模具4的移動方向)。
圖6是示出第一加工步驟中在鋅基電鍍鋼板5中形成彎曲部分5a的示意圖。
不需要限制所形成的突起4b的高度h4b或每個突起4b的突起面積S4b。然而，在突起4b的高度h4b相對于鋅基電鍍鋼板5的厚度t太大，或者每個突起4b的突起面積S4b相對于鋅基電鍍鋼板5的厚度太小的情況下，在形成彎曲部分5a時可能在鋅基電鍍鋼板5中形成裂縫。從這一點來看，優(yōu)選突起4b的高度h4b最多為10倍于鋅基電鍍鋼板5的厚度t，每個突起4b的面積S4b優(yōu)選至少為所述厚度的平方。另一方面，如果突起4b的高度h4b太小，則很難精確地將突起4b的形狀轉(zhuǎn)移到鋅基電鍍鋼板5上，因此優(yōu)選突起4b的高度h4b至少為所述厚度的0.5倍。
突起4b可以設(shè)置在可以保證與鋅基電鍍鋼板5上將要實施激光焊接的位置(以下稱為“預(yù)期焊接位置”)分離開預(yù)定距離的任何位置，對于它們的定位沒有特別的限制。例如，在預(yù)期焊接位置附近，優(yōu)選突起4b設(shè)置為大致平行于預(yù)期焊接位置(見下述的圖17)，或優(yōu)選它們設(shè)置成圍繞預(yù)期焊接位置，諸如在預(yù)期焊接位置的左和右兩側(cè)平行(見下述的圖15)。此外，當(dāng)激光焊接被間歇地實施時，優(yōu)選突起設(shè)置在每個焊道之間(見圖19)。
如果突起4b設(shè)置的位置與預(yù)期焊接位置之間的距離太大，則由突起4b形成的間隙會由于板的應(yīng)變或類似原因而發(fā)生變化，并且不再容易穩(wěn)定地維持突起4b所形成的間隙的尺寸。因此，優(yōu)選突起4b形成的位置和預(yù)期焊接位置之間的距離設(shè)置為盡可能地小。例如，從突起4b的中心至預(yù)期焊接位置之間的距離優(yōu)選為至多60mm。
優(yōu)選通過沖壓成形形成突起4b，從而不增加形成壓制成形物件所需的步驟數(shù)量。然而，當(dāng)焊縫位于壓制成形物件的凸緣表面，并且該表面被用作坯料保持表面時，通過沖壓成形形成彎曲部分5a是不可能的，在沖壓成形之后的步驟中可形成所述彎曲部分。
這樣，在該實施例中，使用具有上模具3和下模具4的模壓裝置0，在沖壓成形步驟或接下來的步驟中，具有凸起形狀的彎曲部分通過第一加工步驟在鋅基電鍍鋼板5的預(yù)期焊接位置附近形成。換言之，在該實施例中，使用具有上模具3和下模具4的模壓裝置0，在沖壓成形步驟或緊接著的步驟中，實施鋅基電鍍鋼板5的模壓以形成彎曲部分5a。
(2)第二加工步驟(通過壓制加工壓縮彎曲部分5a)圖7是示出第二加工步驟時的狀態(tài)的透視圖，圖8是示出第二加工步驟時的壓制加工裝置20的剖視圖。
如圖7和8所示，使用壓制加工裝置20實施第二加工步驟。作為第二加工步驟的結(jié)果，通過第一加工步驟形成在鋅基電鍍鋼板5中的每個彎曲部分5a被壓縮，結(jié)果，具有8個凹口5a-1的區(qū)域11被形成。
壓制加工裝置20具有上模具8和下模具9，所述模具均具有扁平或彎曲表面。在該實施例中，用于使上模具8與下模具9之間保持預(yù)定距離的隔離件10設(shè)置在下模具9的四個角處。
對于隔離件10在下模具9上的安裝方式?jīng)]有特別的限制。例如，隔離件10可以安裝成與鋅基電鍍鋼板5接觸，或者它們可以安裝成被夾持在上模具8與下模具9之間。
隔離件10可以通過連在下模具9表面上的薄金屬板構(gòu)成，或者它們可以通過利用機械加工從下模具9的表面被彎曲而形成。上模具8與下模具9之間的間隙，進而凹口5a-1的高度能夠通過例如將一個或多個大約0.1mm的隔離件10連接到下模具9表面而容易地被調(diào)整。
如圖7或8所示的壓制加工裝置20裝備有隔離件10。然而，如果壓縮負載被控制，則即使隔離件10被省略，凹口5a-1的高度也能被控制。在這種情況下，通過預(yù)先的測試確定壓縮負載。本發(fā)明的發(fā)明人由壓縮沖程與施加到彎曲部分5a上的負載之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，在彎曲部分5a就要完全被壓縮之前，負載迅速增加。即，就在完全壓縮之前，負載對凹口5a-1的高度變化的影響較小，并且，在就要完全壓縮之前，所施加的負載急劇增加。因此，凹口5a-1的高度通過控制壓縮負載而被控制。
圖9是示出通過第二加工步驟而被形成的凹口5a-1的形狀的例子的示意圖。通過對鋅基電鍍鋼板5實施模壓以形成彎曲部分5a、然后實施壓制加工以沿高度方向壓縮彎曲部分5a，從而制成凹口5a-1。因此，如圖9所示，凹口5a-1具有環(huán)形突出部分11a和形成在突出部分11a內(nèi)的凹入部分11b。凹口的橫截面形狀根據(jù)鋼板的厚度或通過模壓形成的彎曲部分的高度、直徑、形狀或類似因素而變化。有這樣的情況，其中，在凹口中具有三個或更多個尖峰，并且一個或多個凹入部分形成在其內(nèi)部。
該凹口5a-1的高度h11a，即，它的兩個尖峰11a-1和11a-2之間的距離在使用隔離件10的情況下能夠通過適當(dāng)?shù)馗淖兏綦x件10的厚度或在不使用隔離件10的情況下通過改變壓縮負載而被改變。結(jié)果，凹口5a-1的高度h11a能夠被調(diào)整以便獲得用于激光焊接的適當(dāng)間隙。
如上所述，已知激光焊接時的適當(dāng)間隙是至少0.05mm和至多0.3mm。更優(yōu)選的是，至少0.07mm和至多0.2mm。如圖9所示，在該實施例中形成的凹口5a-1在鋅基電鍍鋼板5的兩個表面上具有兩個尖峰11a-1和11a-2。為了確保適當(dāng)?shù)拈g隙，優(yōu)選凹口5a-1的高度h11a為至少0.02mm和至多1.0mm。
該實施例中形成的凹口5a-1的方向隨著鋅基電鍍鋼板5的厚度、用于第一加工步驟中的設(shè)置在下模具4上的突起4b的形狀以及第二加工步驟中的壓縮量而變化。
當(dāng)凹口5a-1的突出部分11a沿彎曲部分5a突起的方向(該實施例中為向上)突出時，如圖10所示，將被施以焊接的部件，即普通鋼板或鋅基電鍍鋼板13，設(shè)置為與凹口的尖峰11a-2接觸，并且下述激光焊接能夠被實施。另一方面，當(dāng)凹口5a-1的突出部分11a沿彎曲部分5a突起的相反方向(在本發(fā)明中是向下)突出時，如圖11所示，將被施以焊接的部件，即普通鋼板或鋅基電鍍鋼板13，設(shè)置為與凹口的尖峰11a-1接觸，并且下述激光焊接能夠被實施。通常，當(dāng)鋅基電鍍鋼板5的厚度在0.7mm的數(shù)量級上，并且凹口5a-1的高度h11a至少為0.05mm且至多為0.2mm時，凹口5a-1通常形成為沿突起4b突出的相反方向突起。
這樣，在該實施例中，通過第二加工步驟，該第二加工步驟在通過第一加工步驟而形成的凸起的彎曲部分上實施，或者換言之，進行壓制加工以便壓縮通過模壓形成的彎曲部分5a。結(jié)果，具有兩個尖峰11a-1和11a-2的環(huán)形突出部分11a和凹入部分11b形成在每個凹口5a-1中，其中凹入部分11b使突出部分11a內(nèi)側(cè)的板具有波形形狀。

這樣，在該實施例中，制造出具有區(qū)域11的用于激光焊接的物料12，其中在區(qū)域11中形成多個凹口5a-1且激光焊接在區(qū)域11中被實施。該用于激光焊接的物料12具有包括多個凹口5a-1的區(qū)域11，每個凹口5a-1具有環(huán)形突出部分11a和形成在突出部分11a內(nèi)側(cè)的凹入部分11b。換言之，該用于激光焊接的物料12通過對鋅基電鍍鋼板5實施模壓以形成彎曲部分5a、然后實施壓制加工以沿高度方向壓縮彎曲部分5a而被制造。
如上所述，在用于激光焊接的物料12中，優(yōu)選凹口5a-1的突出部分11a的高度h11a至少為0.02mm并且至多為1.0mm。
在該實施例中，如圖10或11所示，用于激光焊接的第一物料13，即普通鋼板或鋅基電鍍鋼板，以及用于激光焊接的第二物料12，即根據(jù)該實施例的用于激光焊接的物料彼此疊置，使得區(qū)域12a中的凹口5a-1的突出部分11a的尖峰11a-1或11a-2被設(shè)置在兩個鋼板之間。
然后，利用激光束對由區(qū)域12a的凹口5a-1確保用于焊接的適當(dāng)距離的區(qū)域(即，突出部分11a外側(cè)的區(qū)域或凹入部分11b內(nèi)側(cè)的區(qū)域)進行照射，由此實施激光焊接，以制造激光焊接物件。
能夠從用于激光焊接的第一物料13所在的一側(cè)或者用于激光焊接的第二物料12所在的一側(cè)實施利用激光束的照射。
這樣，在本實施例的用于激光焊接的物料12中，形成第一彎曲部分5a，然后彎曲部分5a被沿高度方向壓縮，以形成具有凹口5a-1的區(qū)域。由此，彎曲部分5a的高度能夠被制造得足夠大，以確定地實施加工，并且現(xiàn)有技術(shù)中不經(jīng)改型直接使用微小突起以形成用于激光焊接的間隙的問題，即突起不能被穩(wěn)定形成的問題能夠被完全解決。
在該實施例中，即使在彎曲部分5a設(shè)置在鋅基電鍍鋼板5的彎曲表面中的情況下，機械加工也能容易地被實施，以分別在上模具3和下模具4中提供凹陷3b和突起4b，以便形成彎曲部分5a，從而能夠降低加工成本。
在該實施例中區(qū)域11內(nèi)的凹口5a-1的高度h11a足以給予適當(dāng)?shù)拈g隙尺寸，從而即使實施激光焊接的位置輕微移動，間隙的尺寸也幾乎不會發(fā)生變化，并且激光焊接間隙(距離)能夠被穩(wěn)定地保持。
此外，在該實施例中，任意尺寸的微小間隙能夠容易地被保持，從而焊接時夾具的位置自由度能夠增大，進而能夠使用適于焊接的較寬的區(qū)域。
由此，根據(jù)該實施例，焊縫缺陷的發(fā)生能夠被防止，并且能夠確定地獲得好的焊縫。
(第二實施例)接著，將說明第二實施例。在每個實施例的以下解釋中，所述解釋將集中在與上述第一實施例不同的特征上，而對兩者共同的部分的重復(fù)將被適當(dāng)?shù)厥÷浴?br> 如圖13(a)和13(b)所示，在以下描述中，厚度為0.7mm的兩個經(jīng)鋅鍍層退火處理(galvannealed steel)的鋼板5和13(板重量45克/mm2)被疊置，并且激光焊接被實施以獲得焊接件14。在這種情況下，對于所使用的這兩個經(jīng)鋅鍍層退火處理的鋼板5和13，如下所述，這兩個鋼板中的一個是具有帶有多個凹口15的區(qū)域11的鋼板5，所述鋼板通過在激光焊接之前連續(xù)實施的下述第一加工步驟和第二加工步驟形成。
圖12是示出該實施例中模具的凹陷3b和突起4b的放大剖視圖。圖13(a)是示出第二實施例中被焊接的兩個鋼板的示意圖，圖13(b)是示出通過焊接這兩個鋼板而獲得的疊層鋼板的示意圖。在圖12中，符號D是模壓直徑。
使用參考圖1被解釋的模壓裝置0，彎曲部分5a設(shè)置在采用扁平鋼板5形式的將被加工的物料中。用于形成彎曲部分5a的多個突起4b設(shè)置在下模具4上，在與突起4b相對的位置上的多個凹陷3b設(shè)置在上模具3中。
如圖13(a)所示，突起4b和凹陷3b設(shè)置成與所預(yù)期的焊接線平行的兩排，兩排之間的間距是30mm，相鄰?fù)黄?b或相鄰凹陷3b之間的在焊接線方向上的間距是20mm。
如圖12所示，設(shè)置在下模具4中的突起4b具有圓形形狀。突起4b的直徑(模壓直徑)是6mm。突起4b的尖端具有半圓形狀，其曲率半徑是5mm。突起4b的高度h4b是2.0mm。此外，設(shè)置在下模具3中的凹陷3b的角部的曲率半徑(模具圓角半徑R)是1mm。實施該第一加工步驟的結(jié)果是，獲得這樣的鋼板5，所述鋼板5具有以兩排排列且排與排之間的間距為30mm的彎曲部分5a、相鄰?fù)黄?b之間的在焊接線方向上的間距是20mm、并且高度是2mm。
接著，使用如圖7所示的壓制加工裝置20，所述裝置20具有上模具8和下模具9，通過第一加工步驟形成在鋼板5中的彎曲部分5a被壓縮，以獲得具有帶凹口5a的區(qū)域11的、用于激光焊接的物料12。在該實施例中，形成在鋼板5中的所得凹口15的取向與彎曲部分5a延伸的取向相反。
壓制加工裝置20的上模具8和下模具9均是平面的。通過在下模具9上提供隔離件10，凹口15的高度被調(diào)整至上模具8和下模具9之間的間距，即0.8mm(被加工的物料的厚度加0.10mm)。
接著，使用如圖14所示的激光焊接裝置21，具有帶凹口15的區(qū)域11的鋼板5被疊置到扁平的鋼板13上。該鋼板5被夾具17固定。然后，利用激光束18對區(qū)域11的兩排之間大致中間處的頂部表面進行照射，由此實施激光焊接，所述兩排平行于焊接線方向。如圖14所示，疊置鋼板，使形成在鋼板5上的凹口15的凸起表面面對鋼板13。在圖14中，附圖標記16是激光焊焊縫。
燈激勵Nd:YAG激光焊接裝置被用作激光焊接裝置21。激光焊接條件是連續(xù)振蕩模式，輸出功率3.0kW，焊接速度3.0米/分鐘，激光束18的焦點是鋼板5的表面，在焊縫16處以20升/分鐘的速度吹送氬，作為保護激光焊接表面的防護氣體。
結(jié)果，絕對不會產(chǎn)生由鋅鍍層的鋅汽化而引起的焊縫缺陷或者由于過大的間隙而引起的諸如焊縫金屬塌陷等表面缺陷，從而能夠獲得好的焊接。已經(jīng)確認，在利用激光束進行照射的期間，大約0.1mm的間隙在焊接被實施的位置處形成在鋼板5與鋼板13之間。
(第三實施例)除了具有凹口15的區(qū)域11形成為與焊縫16的焊接線平行的單排以外，在與第一實施例相同的條件下形成具有帶凹口15的區(qū)域11的鋼板5。
然后，如圖15(a)、15(b)和16所示，具有帶凹口15的區(qū)域11的鋼板15疊置在扁平鋼板13上，并且用激光束照射與凹口15間隔開10mm的位置以實施激光焊接。相鄰凹口15之間的在所得焊接線方向上間距是20mm。焊接條件與第二實施例的相同。
結(jié)果，絕對不會產(chǎn)生由于鋅鍍層的鋅汽化而引起的焊縫缺陷或者由于過大的間隙而引起的諸如焊縫金屬塌陷等表面缺陷，從而能夠獲得好的焊接。已經(jīng)確定，在利用激光束進行照射的期間，在焊接位置處，大約0.08mm的間隙形成在鋼板5與鋼板13之間。
(第四實施例)除了單排凹口15形成為與焊縫16的焊接線方向平行且相鄰凹口15之間的間距為40mm以外，在與第三實施例相同的條件下，在模壓之后實施壓縮，由此形成具有帶凹口15的區(qū)域的鋼板。
接著，如圖17(a)、17(b)和18所示，具有帶凹口15的區(qū)域11的鋼板5疊置在扁平鋼板13上，并且相鄰凹口15之間的區(qū)域被激光束18以實施間歇焊接的方式被照射，并且焊道長度為25mm。結(jié)果，大約0.1mm的間隙形成在焊接區(qū)域中，由于鍍鋅或焊縫金屬塌陷而引起焊縫缺陷不會發(fā)生，能夠獲得好的焊接。
(第五實施例)在第一至第四實施例的解釋中，給出兩個鋅基電鍍鋼板被激光焊接的情況下的例子。然而，如在該實施例中一樣，能夠堆疊和焊接三個或更多的鋅基電鍍鋼板。
圖19是示出在該實施例中三個鋅基電鍍鋼板5、13和5被激光焊接的情況的示意圖。
如該圖所示，將被焊接的扁平部件13被夾在兩個鋅基電鍍鋼板5之間，其中所述電鍍鋼板5具有帶有多個凹口15的區(qū)域11，從而激光焊接所需的間隙被形成在各個鋼板5、13和5之間，并且通過用激光束在區(qū)域11的兩排之間進行照射來實施激光焊接。結(jié)果，能夠?qū)嵤┖玫暮附印?br> (第六實施例)在第一至第五實施例的解釋中，給出具有相同尺寸的兩個或三個鋼板被完全疊置、并且激光焊接被實施的情況下的例子。然而，如該實施例一樣，兩個鋼板能夠被堆疊，它們的端表面相互位移，并且一個鋼板的端部部分能夠通過被激光束照射實施角焊，并且將該鋼板焊接到另一個鋼板上。
圖20是示出通過該實施例實施角焊的情況的示意圖。在該情況下，具有凹口15的區(qū)域11可設(shè)置在至少一個鋼板5的端部部分的附近。結(jié)果，如圖21所示，即使鋼板5被夾持裝置17固定，通過具有凹口15的區(qū)域11也能夠在鋼板5與鋼板13之間形成間隙，從而能夠通過激光束18實施好的激光焊接，而不會使焊接操作被表面處理所使用的成分所影響。
(第七實施例)與第一至第六實施例相反，在該實施例的情況中，兩個或多個鋼板的端部部分能夠堆疊起來，并且堆疊的端部部分能夠通過激光束進行照射并被焊接以實施端接焊接。
即，如圖22所示，具有凹口15的區(qū)域11可設(shè)置在至少一個鋼板5的端部部分的附近。結(jié)果，如圖22所示，即使鋼板5和13被夾持裝置17固定，也能在鋼板5和13之間的區(qū)域11中形成間隙，從而利用激光束18的良好激光焊接能夠被實施，而不會使焊接操作被表面處理所形成的涂層中的物質(zhì)成分影響。
(第八實施例)與第一至第七實施例相反，圖24示出了具有通過兩個弧或通過弧和直線形成的斜槽形狀的擴口接合的例子。
即，如圖24所示，具有一排凹口15的區(qū)域11可設(shè)置在疊置鋼板中的至少一個鋼板5上并位于擴口端部部分附近。結(jié)果，如圖25所示，即使在通過夾持裝置17固定鋼板5和13的同時實施激光焊接，通過區(qū)域11也能在鋼板5和鋼板13之間形成間隙，從而能夠通過激光束18實施良好的激光焊接。
(第九實施例)圖26(a)是示出了用于該實施例中的模壓裝置0-1和壓制加工裝置20-1的剖視圖。上面的視圖示出了凸起部分的形成，下面的視圖示出了凸起部分的壓縮。圖26(b)是示出了在該實施例中被焊接的具有凹口15-1的鋅基電鍍鋼板5-1和扁平鋼板13。圖26(c)是示出了在該實施例中所獲得的疊層鋼板22的示意圖。
在每個上述實施例中，給出了構(gòu)成區(qū)域11的凹口15采用彼此分離的至少兩個點狀部分的形式且所述至少兩個點狀部分設(shè)置為大致平行于預(yù)期焊接位置的情況下的例子。在該實施例中，構(gòu)成區(qū)域11的凹口15-1設(shè)置成與預(yù)期焊接位置大致平行地延伸的線的形式。
即，在該實施例中，如圖26(a)所示，凹陷3b-1以線的形式設(shè)置在上模具3-1中，與凹陷3b-1相對的突起4b-1以線的形式設(shè)置在下模具4-1中。通過使用模壓裝置0-1的模壓操作，以線的形式與預(yù)期焊接位置大致平行地延伸的彎曲部分形成在鋅基電鍍鋼板5中。
通過用壓制加工裝置20-1壓縮該彎曲部分，獲得具有凹口15-1的鋅基電鍍鋼板5-1，所述凹口15-1構(gòu)成區(qū)域11并且是與預(yù)期焊接位置大致平行地延伸的線的形式。
在該實施例中，如圖26(c)所示，在凹口15-1設(shè)置在鋅基電鍍鋼板5-1和扁平鋼板13之間的狀態(tài)下疊置所述鋅基電鍍鋼板5-1和扁平鋼板13來保持適當(dāng)?shù)暮附娱g隙，通過用激光束對形成在凹口15-1內(nèi)側(cè)的凹入部分進行照射來實施激光焊接，即在凹口15-1頂部的預(yù)期焊接位置中實施激光焊接，由此制造疊層鋼板22。結(jié)果，以與第一實施例相同的方式，確保在保持適當(dāng)?shù)暮附娱g隙的同時，激光焊接能夠被確定地實施。在激光焊接中，在用輥子或類似物壓焊縫附近的同時，實施焊接。當(dāng)將被焊接的位置在凹入部分中時，有這樣的優(yōu)點即，輥子或類似物很難壓縮被激光照射的位置中的間隙和使其被擠壓變形。
被激光束照射的位置不限于形成在凹口15-1內(nèi)側(cè)的凹入部分，只要是能夠保持適當(dāng)焊接間隙的位置都可以，該位置可以是凹口15-1外側(cè)的位置，諸如凹口15-1的一側(cè)或兩側(cè)。
(第十實施例)圖27(a)是示出該實施例中第二加工步驟的示意圖，圖27(b)是示出該實施例中被焊接的具有凹口15-2的鋅基電鍍鋼板5-2和扁平鋼板13，圖27(c)是示出通過該實施例獲得的疊層鋼板23的示意圖。
在第一至第九實施例中，給出彎曲部分5a通過模壓形式的第一加工步驟被形成的情況下的例子。然而，在該實施例中，通過V形彎曲而不是模壓形成的具有彎曲部分5a-2的鋼板5-2經(jīng)受使用壓制加工裝置20-1的壓制加工，以制造具有帶凹口15-2的區(qū)域11的鋅基電鍍鋼板5-2。
然后，以與上述第九實施例相同的方式，通過疊置鋅基電鍍鋼板5-2和扁平鋼板13，并實施激光焊接，制造疊層鋼板23。
結(jié)果，以與第九實施例相同的方式，適當(dāng)?shù)暮附娱g隙被確定地保持，并且激光焊接能夠確定地被實施。
在該實施例中，第一加工步驟包括V形彎曲，從而能夠確定地、低成本地形成彎曲部分5a-2，并且加工很容易。因此，鋅基電鍍鋼板5-1的應(yīng)用范圍能夠擴大。
(第十一實施例)在上述第十實施例中，通過V形彎曲在鋼板5-2中形成彎曲部分5a-2，但是在該實施例中，彎曲部分5a-2不是通過V形彎曲形成在鋼板5-2中，而是通過L形彎曲、U形彎曲、U形彎曲和L形彎曲的結(jié)合、沖壓成形或階梯式?jīng)_壓成形而形成，并且該彎曲部分5a-2在壓制加工裝置20-1中通過壓制加工而經(jīng)歷壓縮。
圖28(a)是示出第十實施例中所用V形彎曲的示意圖，圖28(b)、28(c)、28(d)、28(e)和28(f)分別是示出該實施例中L形彎曲、U形彎曲、U形彎曲和L形彎曲的結(jié)合、沖壓成形和階梯式?jīng)_壓成形的示意圖。
在該說明書中，V形彎曲表示使用沖頭和模具將鋼板彎曲成字母V的形狀，如圖28(a)所示。
L形彎曲表示使用沖頭和模具將鋼板彎曲成字母L的形狀，如圖28(b)所示。U形彎曲表示使用沖頭、模具、墊板將鋼板彎曲成字母U的形狀，如圖28(c)所示。在不使用墊板的情況下也可以實施U形彎曲。U形彎曲和L形彎曲的結(jié)合表示使用沖頭和模具進行加工以形成三個彎曲部分，如圖28(d)所示。它包括組合或沖壓向后成形(draw-back forming)，以通過凸輪機構(gòu)相對于壓制方向形成負角形狀。這時，有單個彎曲部分被形成的情況，并且有三個或更多個彎曲部分被形成的情況。
沖壓成形表示使用沖頭、模具、和坯料保持件在模具內(nèi)部沖壓鋼板，如圖28(e)所示。這是在形成汽車零件時最通用的加工方法。
最后，階梯式?jīng)_壓成形是緩沖沖壓(cushion drawing)和雙動沖壓(double action drawing)中的成形方法，在所述方法中至少一個階梯形成在連接被坯料保持件保持的表面和部分被制造物件的區(qū)域中。
圖29(a)-29(d)是示出使用階梯式?jīng)_壓成形制造和焊接鋼板5-2的步驟的示意圖。
如圖29(a)所示，鋼板5-2的端部部分被第一加工裝置的模具d和保持件h約束，通過沖頭p和模具d實施沖壓成形，以形成彎曲部分5a-2。接著，如圖29(b)所示，不需要的部分被切除。接著，隔離件設(shè)置在第二加工裝置的模具d和保持件h之間的適當(dāng)位置中，并且彎曲部分5a-2被壓縮以形成凹口15-2。
這樣，如圖29(d)所示，通過疊置其中形成有凹口15-2的鋼板5-2和鋼板13，用滾輪胎架(未示出)約束它們，并且例如用激光束照射如箭頭所示的位置，使得鋼板5-2和鋼板13被激光焊接。
圖30是示出實施沖壓成形的模具和沖頭的示意圖。
在圖30中，如果階梯臺肩半徑R1和模具臺肩半徑R2小于1mm，則在沖壓成形時鋼板的厚度極大的減小，并且焊縫的強度極大的減小。因此，階梯臺肩半徑R1和模具臺肩半徑R2均優(yōu)選為至少1mm。
如果階梯式?jīng)_壓成形中階梯的垂直部分與壓縮時壓制的方向之間的角度θ小于2度，則在壓縮時很容易發(fā)生破碎，從而角度θ優(yōu)選至少為2度。
通常階梯式?jīng)_壓成形用在這樣的部分中在所述部分處，如果沖壓成形在被坯料保持件保持的表面和制造的物件的一部分之間直接進行，則由于材料的不均勻回流預(yù)期會形成裂紋和皺紋。在壓制成形的物件在其凸緣位置處被焊接的應(yīng)用中，其被認為是最實用的。
(第十二實施例)通過上述第一至第十一實施例獲得包括具有凹口的鋅基電鍍鋼板的用于焊接的物料，并且，由其他鋼板制成的用于焊接的物料被組裝，并以凹口位于其間的方式疊置它們，并執(zhí)行激光焊接，從而形成車身。
在每個上述實施例中，用沸點低于鋼的熔點的材料鍍敷的任何類型的鋅基電鍍鋼板，諸如經(jīng)鋅鍍層退火處理的鋼板、熱浸鍍鋅鋼板、或鋅鎳合金電鍍鋼板等均可被用作鋅基電鍍鋼板。此外，能夠使用具有形成在鋅基電鍍鋼板上的有機涂層的鋼板。
在每個上述實施例中，燈激發(fā)(lamp-excited)Nd:YAG激光器被用作能夠被應(yīng)用于激光焊接的激光焊接裝置。然而，半導(dǎo)體激發(fā)Nd:YAG激光器、直接半導(dǎo)體激光器、二氧化碳氣體激光器、或結(jié)合這些激光器的激光焊接裝置都能被使用。此外，結(jié)合TIG、MIG或等離子的混合激光器也可以被使用。
圖31(a)-31(g)示出根據(jù)本發(fā)明通過用于焊接物件的制造方法所制造的多個焊接物件。以下，將簡單說明這些焊接物件，其中包括已經(jīng)說明過的那些。
圖31(a)所示的例子是上述圖16(b)的焊接物件。在該例子中，線性焊縫16間歇地設(shè)置在彼此間隔開的多個點狀凹口15之間。
在圖31(b)所示的例子中，線性焊縫16設(shè)置為與彼此間隔開的多個點狀凹口15平行。
在圖31(c)所示的例子中，一個/多個線性凹口15-1被設(shè)置以便包括焊縫16。如圖31(c)的右邊所示，凹口15-1和焊縫16可以間歇地形成。
在圖31(d)所示的例子中，線性焊縫16設(shè)置在線形凹口15-1附近并且與其平行。
在圖31(e)所示的例子中，在通過圖28(f)所示的階梯式?jīng)_壓成形形成彎曲部分之后，壓制加工在所述部分上實施以形成線性凹口15-2，然后焊縫16設(shè)置在該凹口15-2附近。該例子是示出上述第十一實施例的例子。
圖31(f)所示的例子是其中一個或多個平面凹口15-3被形成以便包括預(yù)期焊接部分(焊縫)16的情況。在該例子中，每個凹口15-3能夠被用作區(qū)域。
圖31(g)示出了其中點狀凹口15或線性凹口15-1在總共六個位置處形成為兩排的例子，并且兩排凹口15或凹口15-1之間的位置被激光束照射。
圖31(h)所示的例子是應(yīng)用于具有曲率的部分的例子。具有曲率的焊接線16設(shè)置在具有曲率的凹口15內(nèi)的每個區(qū)域中?？蛇x地是，多個點狀凹口沿曲線設(shè)置，焊接線16設(shè)置在凹口的附近。
在圖31(i)所示的例子中，環(huán)形焊縫16被設(shè)置以便包圍點狀凹口15。
在圖31(j)所示的例子中，環(huán)形焊縫或扁平圓形焊縫設(shè)置在凹口15內(nèi)的每個區(qū)域中。
(第十三實施例)圖32是示出其中形成有如上述第一實施例所示的凹口15的用于焊接的物料30的形狀的示意圖，圖33是示出其中用于焊接的物料30被電弧焊接至用于焊接的另一物料33的狀態(tài)的剖視圖。
如圖32所示，用于焊接的所述物料30是汽車車身的一部分。四個焊接孔31設(shè)置在與設(shè)置成直線的四個凹口平行的直線上。
利用四個焊接孔31，通過電弧焊在用于焊接的物料30和用于焊接的另一部件33(諸如具有閉合截面的液壓成形管或其他結(jié)構(gòu)部件等)之間形成弧焊焊縫32而使兩者電弧焊接在一起。
如圖33所示，在該例子中，通過凹口15能夠容易地確保用于焊接的物料30和用于焊接的另一物料33之間的適當(dāng)焊接間隙，因此由于鍍層引起的缺陷能夠被防止，并且能夠?qū)嵤┝己玫碾娀『浮?br> (第十四實施例)在第十三實施例的說明中，給出本發(fā)明應(yīng)用于汽車車身的一部分的情況下的例子，但該例子是應(yīng)用于建筑物料的情況。
圖34是示出本發(fā)明應(yīng)用于建筑物料的情況的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的例子的示意圖。如圖所示，在其一個邊緣附近具有凹口15的用于焊接的物料34和用于焊接的另一物料35疊置，凹口15設(shè)置在兩者之間，并且在用于焊接的物料34的邊緣部分中實施電弧焊以形成角焊焊接頭36。用于焊接的物料34和用于焊接的物料35均需要具有耐腐蝕性，因此它們是使用鋅基電鍍鋼板的用作建筑物料的用于焊接的物料。
如圖34所示，在該實施例中，通過凹口15能夠容易地確保用于焊接的物料34與用于焊接的另一物料35之間的適當(dāng)焊接間隙，并且在防止由于鍍層引起缺陷的同時，能夠?qū)嵤╇娀『浮?br> 圖35(a)是示出本發(fā)明應(yīng)用于另一建筑物料以形成T形焊接接頭39的狀態(tài)的剖視圖。圖35(b)是示出本發(fā)明應(yīng)用于另一建筑物料以形成T形焊接接頭39的狀態(tài)的透視圖。如圖35(a)和圖35(b)所示，具有點狀凹口15的用于焊接的物料37和用于焊接的另一物料38疊置，凹口15設(shè)置在兩者之間，并且T形焊接接頭39形成在用于焊接的物料37和38鄰接的位置處。用于焊接的物料37和用于焊接的物料38都是使用鋅基電鍍鋼板的用作建筑物料的用于焊接的物料。
如圖35(a)和35(b)所示，在該實施例中，能夠通過凹口15容易地確保用于焊接的物料37與用于焊接的另一物料38之間的適當(dāng)焊接間隙，并且在防止由于鍍層引起的缺陷的同時，實施電弧焊。
這樣，本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于汽車車身的部分，而且能夠應(yīng)用于建筑物料，結(jié)果，有助于焊縫質(zhì)量的提高。
(第十五實施例)在上述第一至第十四實施例中，給出設(shè)置在用于確保預(yù)定間隙尺寸的區(qū)域中的凹口15具有(例如如圖9等所示)由突出部分11a和形成在突出部分11a內(nèi)側(cè)的凹入部分11b構(gòu)成的形狀的情況下的例子。
依賴于模壓直徑、鋼板的厚度和類似因素，存在所述凹口15具有由鋼板的模壓側(cè)上的單個突起構(gòu)成的形狀的情況，即它具有僅由單個突出部分構(gòu)成的形狀。一般來說，當(dāng)鋼板厚度相對于模壓直徑相對較小時，凹口容易變?yōu)橛赏怀霾糠?1a和形成在突出部分11a內(nèi)側(cè)的凹入部分11b構(gòu)成的形狀。相反地，當(dāng)鋼板厚度相對于模壓直徑較大時，它能夠容易地變?yōu)橛蓡蝹€突出部分構(gòu)成的形狀。
在該實施例的說明中，將相對于具有由單個突出部分構(gòu)成的形狀的凹口給出說明，并且除了該形狀以外的因素和凹口的效果與上述第一至第十四實施例的相同，從而省略對它們的重復(fù)描述。
圖36是示意性示出通過第二加工步驟在鋅基電鍍鋼板5-3上形成具有由單個突出部分構(gòu)成的形狀的凹口15-3的狀態(tài)的示意圖。圖37(a)和37(b)是示出在第二步驟中鋅基電鍍鋼板5-3的變形狀態(tài)的示意圖。
如圖36、37(a)和37(b)所示，例如，如果第一加工步驟(模壓)在相對于模壓直徑具有大的厚度的鋅基電鍍鋼板5-3上被實施以形成彎曲部分5a-3，并且第二加工步驟(壓制)被實施以壓縮彎曲部分5a，如圖36和37(b)所示，則凹口15-3被形成為具有不是由突出部分和形成在突出部分內(nèi)部的凹入部分構(gòu)成的形狀，而是形成為由單個突出部分構(gòu)成的形狀。
如圖37(a)所示，可以想到，由于第二加工步驟中的壓制而引起第一加工步驟中形成的凸起形狀的彎曲部分5a-3的基部A移向中心(沿箭頭方向)，由此凹口15-3呈現(xiàn)由單個突出部分構(gòu)成的形狀。
圖38是詳細示出以這種方式形成的凹口15-3的形狀的例子的示意圖。
通過在鋅基電鍍鋼板5-3上實施用于形成彎曲部分5a-3的第一加工步驟(模壓)，然后實施用于沿高度方向壓縮彎曲部分5a-3的第二加工步驟(壓制)，而制成凹口15-3。在第二加工步驟之后該凹口15-3以這樣的方式保持在彎曲部分的相同側(cè)，即，與彎曲部分相比，凹口突起的高度和其直徑均減小，并且形成扁平尖峰11a-3。
凹口是否具有由突出部分和形成在突出部分內(nèi)部的凹入部分構(gòu)成的形狀，或者它是否具有由單個突出部分構(gòu)成的形狀，是受到作為被加工物料的鋅基電鍍鋼板的厚度以及凸起部分的高度、直徑、形狀和類似因素影響的。在一些情況下，多個凹入部分出現(xiàn)在突出部分的內(nèi)側(cè)。所述形狀不限于本說明書所描述的形狀。
即使在凹口具有由如上所述的單個突出部分構(gòu)成的形狀的情況下，也能提供與第一至第十四實施例所示的凹口具有由突出部分和形成在突出部分上的凹入部分構(gòu)成的形狀的情況相同的效果。
工業(yè)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明，能夠被提供用于焊接的物料、焊接物件以及汽車車身，例如用于激光焊接的物料、激光焊接物件以及汽車車身等，其能夠防止焊縫缺陷的發(fā)生，并且能夠確定地獲得良好的焊縫。
權(quán)利要求
1.一種用于焊接的物料，所述物料具有當(dāng)它被疊置在用于焊接的另一物料上并且實施焊接時，用于在它與用于焊接的另一物料之間保持預(yù)定尺寸的間隙的區(qū)域，其特征在于，通過壓縮彎曲部分而形成的凹口設(shè)置在所述區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的用于焊接的物料，其中，所述凹口具有由突出部分和形成在突出部分內(nèi)部的凹入部分構(gòu)成的形狀，或者具有由突出部分構(gòu)成的形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的用于焊接的物料，其中，所述凹口的高度至少為0.02mm并且至多為1.0mm。
4.如權(quán)利要求1所述的用于焊接的物料，其中，所述焊接是激光焊接、等離子焊接或電弧焊。
5.一種焊接物件，所述焊接物件通過疊置用于焊接的兩個物料，其中所述物料中的至少一個是鋅基電鍍鋼板，然后實施焊接而被獲得，其特征在于，用于焊接的兩個物料中的至少一個是如權(quán)利要求1所述的用于焊接的物料，通過疊置該用于焊接的兩個物料，并使形成在用于焊接的物料上的凹口設(shè)置在兩個物料之間，然后在具有預(yù)定尺寸的間隙被保持在用于焊接的兩個物料之間的區(qū)域中實施焊接，從而進行所述焊接操作。
6.一種汽車車身，其特征在于，包括如權(quán)利要求5所述的焊接物件。
全文摘要
一種用于焊接的物料，所述物料具有執(zhí)行諸如激光焊接和電弧焊等焊接的區(qū)域(11)，所述區(qū)域還包括凹口(5a－1)，通過實施第一加工步驟和第二加工步驟制成所述凹口，在所述第一加工步驟中，通過模壓、V形彎曲、U形彎曲、L形彎曲、沖壓成形、階梯式?jīng)_壓成形或這些的結(jié)合以在被加工物料中形成彎曲部分(5a)，第二加工步驟是將通過第一加工步驟形成的彎曲部分擠壓變形的壓制加工。所述凹口(5a－1)具有突出部分(11a)和凹入部分(11b)，其中所述突出部分從形成被加工物料5的表面的扁平表面突起，而所述凹入部分形成在突出部分的內(nèi)側(cè)。凹口以至少為兩個分離的點的形式設(shè)置，從而與預(yù)期焊接位置大致平行，并且布置在期望的焊接位置。
文檔編號B23K9/23GK1668414SQ03816568
公開日2005年9月14日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者富士本博紀, 中田匡浩 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社