具有加强件的硬化UHSS结构梁及制造方法技术

一种结构梁，其包括第一梁和待被附接到该第一梁的加强件。该第一梁具有沿着其长度的至少第一部分的大体上U形横截面，且包括一个底壁和两个侧壁，其中该底壁包括大体上平坦的第一联结区域。该结构梁的该加强件具有大体上平坦的第二联结区域，该第二联结区域被焊接到该第一联结区域。该结构的两个部分都由硬化的UHSS制成。还提供了用于制造这样的梁的方法。

Hardened UHSS structural beam with reinforcement and manufacturing method thereof

A structural beam includes a first beam and a reinforcing member to be attached to the first beam. The first beam has a generally U cross section of at least the first part of its length, and includes a bottom wall and two side walls, in which the bottom wall includes a generally flat first joint area. The stiffener of the structural beam has a substantially flat second bonding region welded to the first bonding region. The two parts of the structure are made of hardened UHSS. A method for making such a beam is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有加强件的硬化UHSS结构梁及制造方法本申请要求享有于2015年12月18日提交的欧洲申请15382645.8的权益和优先权。本公开内容涉及结构梁，且具体地包含加强结构的结构梁。本公开内容具体地涉及用于车辆的结构梁，且更具体地涉及保险杠、B柱和A柱。
技术介绍
车辆(诸如汽车)纳入结构骨架，该结构骨架被设计为抵挡车辆在其寿命期间可能遭受的所有载荷。该结构骨架还被设计为在例如与其他汽车碰撞的情况下抵挡并且吸收冲击。在此意义上来说，车辆(例如汽车)的结构骨架尤其可以包括保险杠、柱(A柱、B柱、C柱)、侧冲击梁、摇板和减震器。这些部件可以纳入梁和在这样的梁周围的附加的板。这样的梁可以以多种方式制造，例如通过热冲压，且可以由多种材料制成。对于汽车的结构骨架，或至少对于许多它的部件，使用所谓的超高强度钢(UHSS)在汽车工业中已经变得司空见惯，该超高强度钢表现出每单位重量的优化最大强度和有利的可成形性性能。UHSS可以具有至少1000MPa、优选地大约1500MPa或高达2000MPa或更大的极限拉伸强度。在汽车工业中使用的钢的一个实施例是22MnB5钢。下文按重量百分比计概述了22MnB5的组分(其余为铁(Fe)和杂质)：具有类似化学组分的多种22MnB5钢是商业上可得的。然而，22MnB5钢的每种成分的确切量从一个制造商到另一个制造商可能略有变化。在其他实施例中，22MnB5可以含有大约0.23％的C、0.22％的Si和0.16％的Cr。该材料还可以以不同比例包括Mn、Al、Ti、B、N、Ni。商业上可得自ArcelorMittal的1500P是在多种部件中使用的可硬化的22MnB5钢的一个实施例，所述部件可能涉及所谓的拼焊坯料和拼缝坯料以及加强件。拼焊(焊接)坯料和拼缝坯料在变形工艺(例如热冲压)之前提供具有变化的厚度的坯料。拼焊坯料中的厚度变化不应与(局部)加强件混淆。在此意义上来说，加强件替代地在变形工艺之后被添加到部件。1500P以铁素体-珠光体相被供应。它是以同质模式分布的细晶粒结构。机械性能与此结构有关。在加热、热冲压工艺和随后的淬火之后，建立马氏体微结构。作为结果，最大强度和屈服强度明显增加。下文按重量百分比计概述了的组分(其余为铁(Fe)和不可避免的杂质)：CSiMnPSCrTiBN0.240.271.140.0150.0010.170.0360.0030.004也可以在汽车工业中使用UHSS的多种其他钢组分。特别地，EP2735620A1中描述的钢组分可以被认为是合适的。可以具体参考EP2735620的表1和第0016-0021段，以及具体参考第0067-0079段的考虑。在一些实施例中，UHSS可以含有大约0.22％的C、1.2％的Si和2.2％的Mn。任何这些组分(二者都是22MnB5钢，诸如，和之前提及或提到的其他组分)的钢可以被供应有涂层以防止腐蚀和氧化损害。此涂层可以是例如铝-硅(AlSi)涂层或主要包括锌或锌合金的涂层。在B柱中，一个重要问题是确保在中间区域不变形发生或仅发生很少变形，因为侵入可能使车辆乘员受伤害。B柱可以由UHSS(例如)制成，且可以具有不同厚度的区。具体地，中心区域(大约为B柱的高度的一半)可以更结实(即，更厚)以避免上述侵入。B柱还可以在B柱中心梁的下部部分中包括软区，该软区具有比该中心区域更小的硬挺度。这便于远离该中心区域使能量耗散集中，且便于控制变形运动学。因此，该中心区域保持没有变形，而该软区变形。另一种解决方案在于焊接加强件，例如通过点焊，以强化结构。这样的加强件通常由钢制成，且即使该材料不如B柱中心梁的材料(例如)那样硬挺，但所得到的结构通过额外材料得以强化。但是加强件的使用涉及重量增加，因为额外的材料被添加到结构。并且由于加强件的材料不如结实或硬挺，因此需要较厚的基础材料，这使得重量增加。重量控制需要高度重视，因为汽车公司试图使重量减轻最大化，因为较重的车辆不仅涉及较高的制造成本，而且涉及增加的燃料消耗，由于大质量的高惯性，当加速、制动和/或转向时难度更大。现有技术布置的另一个缺点与将加强件联结到结构的方式有关。以不同方式将加强件联结到B柱中心梁是已知的。一种联结方法包括使用胶粘剂粘合来粘贴加强件，但是该工艺可能是复杂的且它可能花费长时间。通过点焊或缝焊来联结加强件也是已知的，通常不仅在底壁处而且在侧壁和/或凸缘中至少一次在扭曲和/或弯曲时可能会导致断裂。通常，这样的加强件必须配合在其他部分中，否则焊接可能是不可能的，即，如果两个部分彼此之间不具有接触，则将它们焊接在一起(例如通过点焊)将是几乎不可能的。在加强件中使用的一些钢是有延展性的(甚至在热冲压之后)且在不完美配合的情况下它们可以被适配到待被加强的部分，例如加热它们。由于在热冲压之后是非常刚性的，因此它不能够在此类加强件中使用。这将需要完美配合，因为之后使其配合几乎是不可能的。这在实践中不能够被完成。此外，加热导致微结构的改变，且因此加强件被软化。总之，存在当面对扭曲力时和在撞车事件中改进车辆的结构骨架的机械行为的需要，同时尽可能多的减轻相同骨架的重量。
技术实现思路
在第一方面中，提供了一种结构梁，该结构梁包括第一梁和待被附接到该第一梁的加强件。该第一梁具有沿着其长度的至少第一部分的大体上U形横截面。此U形包括一个底壁和两个侧壁，其中该底壁包括大体上平坦的第一联结区域。该加强件具有第二联结区域，其中该第二联结区域是大体上平坦的。该第一梁和该加强件在第一联结区域和第二联结区域处焊接在一起。该第一梁和该加强件都由硬化的UHSS制成。在一些实施例中，该加强件可以仅在该U形横截面的底壁处焊接到该第一梁。在其他实施例中，该加强件可以被焊接到该第一梁的多个不同部分。使用在底壁中的第一联结区域允许在底壁处焊接而不是在结构梁的第一梁的侧壁和/或凸缘处焊接。因此，免除了完美配合的需要，且因此可以使用硬化的UHSS。在一些实施例中，该加强件可以具有至少沿着其长度的第一部分的大体上U形横截面，该U形包括一个底壁和两个侧壁。根据一个实施例，该加强件的横截面可以包括在底壁中的凹槽，且具有在该凹槽的两侧上的第二联结区域。使用凹槽增加了惯性力矩，这改善了扭曲和/或弯曲时结构梁的机械行为。在一些实施例中，该第一梁的横截面可以包括在底壁中的凹槽，且可以具有在该凹槽两侧上的第一联结区域。在一些实施例中，该第一梁可以包括在底壁中的孔。在一些实施例中，该加强件被激光焊接到该第一梁，可选地通过远程激光焊接。与其他焊接技术相比，所需要的焊接区域显著更小，即，大约2mm或更大。在激光焊接中，热影响区比在例如点焊中更小。激光焊接的另一方面是能够在焊接时在仅使用一个器械时在不同的访问区域处焊接，与例如点焊的两个电极形成对比。优选地，仅在该第一梁的U形的底部处进行联结(通过焊接)。在一些实施方案中，该硬化的UHSS可以是22MnB5。在一些实施方案中，该结构梁可以是B柱的一部分。在一些实施方案中，该结构梁可以是A柱的一部分。在一些实施方案中，该结构梁可以是保险杠的一部分。在第二方面中，公开了一种用于制造用于车辆的结构梁的方法。首先，提供根据本文公开的实施例中的任何一个的第一梁和加强件。然后，将该第一梁和该加强件在第一联结区域和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构梁，包括：第一梁和附接到该第一梁的加强件，该第一梁具有：沿着其长度的至少第一部分的大体上U形横截面，该U形包括至少一个底壁和两个侧壁，其中该底壁具有第一联结区域，该第一联结区域是大体上平坦的，该加强件具有第二联结区域，该第二联结区域是大体上平坦的，且该第一梁和该加强件在该第一联结区域和该第二联结区域处焊接在一起，其中该加强件仅在该U形横截面的底壁处焊接到该第一梁，且其中，该第一梁和该加强件由硬化的UHSS制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 EP 15382645.81.一种结构梁，包括：第一梁和附接到该第一梁的加强件，该第一梁具有：沿着其长度的至少第一部分的大体上U形横截面，该U形包括至少一个底壁和两个侧壁，其中该底壁具有第一联结区域，该第一联结区域是大体上平坦的，该加强件具有第二联结区域，该第二联结区域是大体上平坦的，且该第一梁和该加强件在该第一联结区域和该第二联结区域处焊接在一起，其中该加强件仅在该U形横截面的底壁处焊接到该第一梁，且其中，该第一梁和该加强件由硬化的UHSS制成。2.根据权利要求1所述的结构梁，其中该加强件具有至少沿着其长度的第一部分的大体上U形横截面，该U形包括一个底壁和两个侧壁。3.根据权利要求1或2中任一项所述的结构梁，其中该加强件的横截面包括在底壁中的凹槽，且具有在该凹槽的两侧上的第二联结区域。4.根据权利要求1-3中任一项所述的结构梁，其中该第一梁的横截面包括在底壁中的凹槽，且具有在该凹槽的两侧上的第一联结区域。5.根据权利要求1-4中任一项所述的结构梁，其中该第一梁包括在底壁中的孔。6.根据权利要求1-5中任一项所述的结构梁，其中该加强件被激光焊接到该第一梁，可选地通过远程激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·马克斯杜兰，X·卡纳莱斯拉里奥斯，J·卡斯蒂利亚莫雷诺，
申请(专利权)人：自动工程公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES