[实用新型]点焊焊接薄板中焊点加强结构

说明书

技术领域

本实用新型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1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F＝s·[τ]＝h·l·[τ]，其中s为受剪面积，h为受剪厚度(板厚)，l为受剪长度，[τ].为受剪失效剪应力，[τ]≈(0.6～0.7[σ])，[σ]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0.6~0.7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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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。

附图说明

图1-2是点焊主要焊接类型示意图；

图3-6是本实用新型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；

图7是本实用新型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。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型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F₁＝σ·s＝σ·π·r²，焊核边缘受剪力F₂＝l·h·τ＝2π·r·h·τ，其中σ为拉应力、s为焊核截面积、r为焊点半径、h为钢板厚度、l为焊点周长、τ为剪应力。如果F₁＞F₂则可用该焊点加强方式进行加强。F₁＞F₂即σ·r＞2τ·h。因为一般钢板[τ]≈(0.6～0.7)[σ]，所以时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。