具有盖板的结构梁及制造方法技术

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盖板。该第一梁具有沿着其长度的至少第一部分的大体上U形的横截面。该U形包括一个底壁、两个侧壁、在所述两个侧壁中的至少一个的一端处的横向凸缘、以及在该侧壁和该横向凸缘之间的接合点中的凹槽。该凹槽具有在该凹槽的底处或附近的大体上平坦的第一联结区域。该结构梁的盖板具有焊接至第一联结区域的大体上平坦的第二联结区域。还提供了用于制造这样的梁的方法。

A structural beam with a cover plate and its manufacturing method

A structural beam comprises a first beam and a cover plate to be attached to the first beam. The first beam has a substantially U shaped cross section along at least the first part of its length. The U shape includes a bottom wall, two side walls, a transverse flange at one end at least one of the two side walls, and a groove in the joint between the side wall and the transverse flange. The groove has a generally flat first connection area at or near the bottom of the groove. The cover plate of the structural beam has a generally flat second connecting area welded to the first connecting area. 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】具有盖板的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EP15382644.1的权益和优先权。本公开内容涉及结构梁，且具体地涉及包含盖板的结构梁。本公开内容还具体地涉及保险杠、B柱和A柱。
技术介绍
车辆(例如汽车)包含被设计成承受车辆在其寿命期间可能经受的所有载荷的结构骨架。该结构骨架还被设计成承受并吸收撞击，在例如与其他汽车碰撞的情况下。在此意义上来说，车辆(例如汽车)的结构骨架可以包括例如保险杠、柱(A柱、B柱、C柱)、侧面撞击梁、边梁面板(rockerpanel)和减震器。这些部件可以包含梁和围绕这样的梁的附加的板。这样的梁可以以多种方式制造，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若干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是用在拼焊坯料和拼缝坯料中的商业可得的22MnB5钢的一个实施例。拼焊(焊接)坯料和拼缝坯料在变形过程(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过程之后被添加到部件。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、热冲压过程和随后的淬火之后，建立马氏体微观结构。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(诸如的22MnB5钢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发生变形或仅发生很少变形，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，但是结构的重量因此增加。在中间区域中应用以避免其变形的另一种解决方案包括添加加强件，但是结构的重量因此增加。B柱还可以在B柱中心梁的下部部分中包括软区，该软区拥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。在一些实施例中，B柱可以包括中心梁、外部板和内部板(或盖板)，且可选地包括又一个中心加强件(在此，中心意味着在外部板和内部板之间)。内部板可以起将零件附接到车辆(例如汽车)的内部的作用。外部板可以特别地起为汽车门提供互补形状的作用。在多个盖板的情况下，这些盖板可以通过点焊(spotwelding)被焊接至B柱。点焊使用两个电极将两个金属件联结在一起，所述电极使高强度焊接电流在集中区域(或斑点)处穿过两个件，使得在此点中的材料熔化并且形成焊接。然而，此技术具有一些缺点，诸如不可能形成连续的焊接或由于接近焊接点费力而造成可能难以焊接某些区域或件。此技术需要大约15mm的宽度以上的平坦部分(在平坦部分中第一梁和盖板被焊接在一起)。另一方面，汽车公司试图尽可能多地减轻汽车的重量，因为较重的车辆不仅涉及较高的制造成本，而且由于大质量的高惯性，因此当加速、制动和/或转向时的难度更大。总之，需要在碰撞事件中改善车辆的结构骨架的机械行为，同时尽可能多地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盖板。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。提及的横截面还包括在两个侧壁中的至少一个的一端处的向外突出的横向凸缘，以及在该侧壁和向外突出的横向凸缘之间的接合点中的凹槽。该凹槽具有在该凹槽的底处或附近的大体上平坦的第一联结区域。该结构梁的盖板具有大体上平坦的第二联结区域。该盖板在第一联结区域和第二联结区域处被焊接至该第一梁。所述第一联结区域和所述第二联结区域具有大约2mm-10mm的宽度。使用大体上U形横截面以及凸缘和U形之间的凹槽允许在围绕相关轴线的惯性力矩增加时在弯曲力作用下的更好行为。在凹槽和盖板中都包含平坦的联结区域使得能够在凹槽处焊接。而在现有技术的布置中，盖板通常在凸缘处焊接，如果盖板在凹槽处联结，则可以使盖板的宽度减少。这可以减轻盖板(以及所得到的梁)的重量，同时实际上在撞击和碰撞的情况下维持相同的性能。此外，具有大约2mm-10mm的宽度的第一联结区域和第二联结区域使得能够在第一梁的凹槽处焊接盖板，也就是说，出于焊接目的不需要凸缘。因为没有添加额外的材料来制造凸缘，因此实现了重量减轻。在一些实施例中，该结构梁包括在所述两个侧壁中的每个的一端处的向外突出的横向凸缘，以及在所述侧壁和每个向外突出的横向凸缘之间的接合点中的凹槽，每个凹槽具有在该凹槽的底处或附近的第一联结区域，该第一联结区域是大体上平坦的。在一些实施例中，该结构梁还包括在该U形的底壁处的凹槽。在一些实施例中，该结构梁还包括在该U形的侧壁中的至少一个侧壁中的至少一个过渡区。根据又一个实施例，该盖板可以沿着该第一梁的几乎整个长度延伸，且以此方式它与该第一梁一起形式封闭结构。封闭结构的优点是增加扭转刚度，且因此形成加强的结构。在一些实施例中，该盖板可以被激光焊接至该第一梁。根据另一个实施例，该盖板通过激光焊接被焊接至该第一梁。与点焊相比，激光焊接允许连续的焊接且因此允许形成封闭结构的机会。激光焊接还使减轻重量更容易，因为需要的最小联结宽度可以小于用于点焊的宽度，即，2毫米相比于在点焊中需要的15毫米。因为在第一梁和盖板中需要较小的平坦区域，因此可以将该盖板联结到该第一梁，而不必修改例如凹槽的形状。使用较小的平坦区域还改善了U形横截面梁的惯性，而不改变其重量。激光焊接的另一方面是能够在焊接时仅使用一个器械的难以访问的区域处焊接，这与点焊的两个电极形成对比。在一些实施例中，该第一梁可以由22MnB5钢制成。根据一些实施例，该结构梁可以是B柱的一部分。根据其他实施例，该结构梁可以是A柱的一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构梁，包括：第一梁和盖板，该盖板被配置成附接到该第一梁，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形包括一个底壁和两个侧壁，且其中该横截面还包括在所述两个侧壁中的至少一个的一端处的向外突出的横向凸缘、以及在该侧壁和该向外突出的横向凸缘之间的接合点中的凹槽，其中该凹槽具有在该凹槽的底部处或底部附近的第一联结区域，该第一联结区域是大体上平坦的，且该盖板具有大体上平坦的第二联结区域，其中该盖板在第一联结区域和第二联结区域处被焊接至该第一梁，且其中该第一联结区域和该第二联结区域具有大约2mm‑10mm的宽度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 EP 15382644.11.一种结构梁，包括：第一梁和盖板，该盖板被配置成附接到该第一梁，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形包括一个底壁和两个侧壁，且其中该横截面还包括在所述两个侧壁中的至少一个的一端处的向外突出的横向凸缘、以及在该侧壁和该向外突出的横向凸缘之间的接合点中的凹槽，其中该凹槽具有在该凹槽的底部处或底部附近的第一联结区域，该第一联结区域是大体上平坦的，且该盖板具有大体上平坦的第二联结区域，其中该盖板在第一联结区域和第二联结区域处被焊接至该第一梁，且其中该第一联结区域和该第二联结区域具有大约2mm-10mm的宽度。2.根据权利要求1所述的结构梁，包括在所述两个侧壁中的每个的一端处的向外突出的横向凸缘、以及在所述侧壁和每个向外突出的横向凸缘之间的接合点中的凹槽，每个凹槽具有在所述凹槽的底部处或底部附近的第一联结区域，该第一联结区域是大体上平坦的。3.根据权利要求1或2所述的结构梁，还包括在该U形的底壁处的凹槽。4.根据权利要求1-3中任一项所述的结构梁，还包括至少一个过渡区，该过渡区在该U形的侧壁中的至少一个侧壁中。5.根据权利要求1-4中任一项所述的结构梁，其中该盖板沿着该第一梁的几乎整个长度延伸，并且与该...

【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，
申请(专利权)人：自动工程公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES