焊接接头及其制造方法技术

本发明专利技术属于机械加工技术领域，具体涉及一种焊接接头及其制造方法，用于解决焊接接头的疲劳强度低的技术问题。该焊接接头包括依序叠置的至少两个板件、固定连接相邻的两个板件的熔核，以及钉状件，钉状件沿至少两个板件的叠置方向压入至少部分板件和各熔核中，使相应的板件和熔核中形成有与钉状件相适配的容纳孔，熔核中至少远离钉状件的边缘区域具有压缩残余应力。通过压缩残余应力抑制裂纹的产生和生长，提高疲劳强度，减少焊接接头的疲劳断裂。减少焊接接头的疲劳断裂。减少焊接接头的疲劳断裂。

【技术实现步骤摘要】
焊接接头及其制造方法


[0001]本专利技术实施例涉及机械加工
，尤其涉及一种焊接接头及其制造方法。

技术介绍

[0002]在近年来的汽车产业中，为了提高汽车的低燃耗化、安全性等，车身等部件中通常使用薄壁的高张力钢板，并在重叠的接合部位通过点焊连接，使其形成焊接接头。其中，点焊连接将搭接的多个高张力钢板利用电极夹持，并通过电极进行加压，同时在短时间内向电极通入高电流，形成熔核，从而将多个高张力钢板固定连接，在连接过程中不需要填充材料，生产效率高且容易实现自动化。然而，焊接接头的疲劳强度通常较低。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术实施例提供一种焊接接头及其制造方法，以提高焊接接头的疲劳强度。
[0004]本专利技术实施例的第一方面提供一种焊接接头，其包括依序叠置的至少两个板件、固定连接相邻的两个所述板件的熔核，以及钉状件，所述钉状件沿所述至少两个板件的叠置方向压入至少部分所述板件和各所述熔核中，使相应的所述板件和所述熔核中形成有与所述钉状件相适配的容纳孔，所述熔核中至少远离所述钉状件的边缘区域具有压缩残余应力。
[0005]在一些可能的实施例中，所述压缩残余应力的方向与至少两个板件的叠置方向垂直。
[0006]在一些可能的实施例中，所述压缩残余应力相对所述钉状件的轴线呈放射状分布。
[0007]在一些可能的实施例中，所述钉状件的硬度大于所述板件的硬度，且大于所述熔核的硬度，所述钉状件的轴线与所述熔核的中心重合。
[0008]在一些可能的实施例中，所述至少两个板件的第一表面形成有所述容纳孔，第二表面形成有凸起，所述凸起与所述容纳孔相对设置，所述第一表面与所述第二表面沿所述至少两个板件的叠置方向相对设置。
[0009]在一些可能的实施例中，所述钉状件与相应的所述板件和所述熔核之间自冲铆接，所述钉状件包括自冲铆钉。
[0010]在一些可能的实施例中，所述自冲铆钉包括铆钉脚，以及连接在所述铆钉脚一端的铆钉头，所述铆钉头位于一个所述板件内，且远离所述铆钉脚的端面暴露，所述铆钉脚贯穿所述熔核，以及位于所述铆钉头和所述熔核之间的所述板件，并挤压所述熔核的所述边缘区域。
[0011]在一些可能的实施例中，所述至少两个板件包括第一板件和第二板件，所述钉状件位于所述第一板件内，且贯穿所述第一板件和所述熔核，并延伸至所述第二板件内，所述熔核远离所述钉状件的边缘区域具有所述压缩残余应力。
[0012]本专利技术实施例的焊接接头至少具有以下优点：
[0013]本专利技术实施例的焊接接头包括压入在至少两个板件内的钉状件，且钉状件穿透至少部分板件和各熔核，以使熔核中至少远离钉状件的边缘区域具有压缩残余应力，以抑制裂纹的产生和生长，提高疲劳强度，减少焊接接头的疲劳断裂。
[0014]本专利技术实施例的第二方面提供一种焊接接头的制造方法，其包括：
[0015]将至少两个板件依序叠置，形成待焊接件；
[0016]对所述待焊接件进行焊接，形成焊接件，所述焊接件内形成有熔核，所述熔核固定连接相邻的两个所述板件，沿所述至少两个板件的叠置方向，所述待焊接件具有相对设置的第一表面和第二表面；
[0017]从所述第一表面打入钉状件，形成焊接接头，所述钉状件穿透所述熔核，以及位于所述熔核靠近所述第一表面一侧的所述板件，以形成容纳孔，所述熔核中至少远离所述钉状件的边缘区域具有压缩残余应力。
[0018]在一些可能的示例中，从所述第一表面打入钉状件，包括：
[0019]所述钉状件安装在凸模工具内，且所述焊接件放置在所述凸模工具和凹模工具之间，所述凸模工具与所述第一表面接触；
[0020]所述凸模工具将所述钉状件打入所述焊接件内，所述钉状件和所述焊接件塑性变形，且所述第二表面与所述凹模工具贴合，形成与所述凹模工具相适配的凸起。
[0021]本专利技术实施例的焊接接头的制造方法至少具有以下优点：
[0022]本专利技术实施例中的制造方法中，通过将至少两个板件依序叠置后进行焊接，在相邻的两个板件之间形成熔核，并通过钉状钉状件穿透熔核和相应的板件，使熔核中至少远离钉状件的边缘区域具有压缩残余应力，以抑制裂纹的产生和生长，提高疲劳强度，减少焊接接头的疲劳断裂。
[0023]除了上面所描述的本专利技术实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本专利技术实施例提供的焊接接头及其制造方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为相关技术中的焊接接头中的熔核的拉伸残余应力的示意图；
[0026]图2为相关技术中的疲劳裂纹的示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例中的焊接接头的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例中的钉状件压入板件前的位置示意图；
[0029]图5为本专利技术实施例中的钉状件压入板件后的位置示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例中的用于试验的板件和熔核的俯视图；
[0031]图7为本专利技术实施例中的用于试验的板件和熔核的侧视图；
[0032]图8为本专利技术实施例中的疲劳试验结果示意图。
[0033]附图标记说明：
[0034]1‑
板件；
[0035]2‑
熔核；
[0036]3‑
钉状件；
[0037]4‑
凸模工具；
[0038]5‑
凹模工具；
[0039]6‑
第一表面；
[0040]7‑
第二表面；
[0041]8‑
凸起。
具体实施方式
[0042]相关技术存在焊接接头的疲劳强度通常较低，经专利技术人研究发现，其原因在于：参阅图1和图2，焊接时，熔融金属由于马氏体相变而产生体积膨胀，但在之后的凝固冷却过程中产生热收缩。由于熔核2的收缩，在熔核2的边缘区域和附近的板件1中，形成如图1所示平衡的应力状态，最终熔核2的边缘区域处于拉伸残余应力状态。如图2所示，熔核2的边缘区域在与拉伸应力相同的方向(图2所示X方向)上产生裂纹开口，并在熔附近产生疲劳裂纹，且疲劳裂纹向板厚方向(图2所示Y方向)生长，当疲劳裂纹发展到板件1表面时，产生疲劳断裂。该拉伸残余应力受到熔核2的边缘区域形状的影响，即使板件1的强度提高，焊接接头的疲劳强度也不会相应的提高。
[0043]为此，本专利技术实施例提供一种焊接接头及其制造方法，通过在至少两个板件内压入钉状件，且钉状件穿透至少部分板件和各熔核，以使熔核中至少远离钉状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接接头，其特征在于，包括依序叠置的至少两个板件、固定连接相邻的两个所述板件的熔核，以及钉状件，所述钉状件沿所述至少两个板件的叠置方向压入至少部分所述板件和各所述熔核中，使相应的所述板件和所述熔核中形成有与所述钉状件相适配的容纳孔，所述熔核中至少远离所述钉状件的边缘区域具有压缩残余应力。2.根据权利要求1所述的焊接接头，其特征在于，所述压缩残余应力的方向与至少两个板件的叠置方向垂直。3.根据权利要求1所述的焊接接头，其特征在于，所述压缩残余应力相对所述钉状件的轴线呈放射状分布。4.根据权利要求1所述的焊接接头，其特征在于，所述钉状件的硬度大于所述板件的硬度，且大于所述熔核的硬度，所述钉状件的轴线与所述熔核的中心重合。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的焊接接头，其特征在于，所述至少两个板件的第一表面形成有所述容纳孔，第二表面形成有凸起，所述凸起与所述容纳孔相对设置，所述第一表面与所述第二表面沿所述至少两个板件的叠置方向相对设置。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的焊接接头，其特征在于，所述钉状件与相应的所述板件和所述熔核之间自冲铆接，所述钉状件包括自冲铆钉。7.根据权利要求6所述的焊接接头，其特征在于，所述自冲铆钉包括铆钉脚，以及连接在所述铆钉脚一端的铆钉头，所述铆钉头位于一个所述板件内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张争光，王纪，渡辺吾朗，张永光，符平坡，金俊林，罗时清，
申请(专利权)人：吉利汽车研究院宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：