[发明专利]设定车辆几何结构和结构连接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过最初焊接几何精确对准的铝部件且随后使用冷成型连接工艺连接该部件来制造车身的方法。

背景技术

对于主要由钢组成的车身，各个部件或子组件在“框架形成操作(framing operation)”中使用电阻点焊装配，以建立部件与子组件之间的尺寸关系。点焊设备是柔性的，并可用于在部件的厚度以及由焊缝或部件堆叠连接的面板的数量发生变化的各种不同应用中形成焊缝。车身可在框架形成操作中装配，其中将主要子组件(例如，前端子组件、右侧子组件、左侧子组件、顶部子组件、底部子组件和后端子组件)放置在夹具中且然后焊接在一起，以设定车辆的几何结构。在设定几何结构后，沿着主要子组件的接头的长度形成“二次点焊”焊缝，增加结构接头来加强该组件。

由于汽车行业持续关注减小车辆的重量以满足顾客的质量期望和燃料经济性标准，人们对使用钢的替代材料的兴趣推动了铝密集车辆的开发。铝密集车辆的连接方法主要依赖于自冲铆接工艺。自冲铆钉提供了高强度接头和极佳的耐久性能。使用单个铆钉枪将多个接头铆接可增加铆钉枪的利用率，当沿着两个具有相同规格和面板堆叠的子组件之间的长缝形成多个接头时尤其如此。除自冲铆钉外，还可形成钉扣接头来连接铝密集车辆中的相邻部件。在某些情况中，可将铝部件焊接在一起，但与自冲铆钉相比，铝焊缝较低的强度和减小的耐久性会限制这些焊缝对车身应用的适用性。

与每个主要子组件相关的设计要求可能显著不同。一些子组件可能要求较高的耐久性和疲劳要求，而其他子组件可能连接在一起以在碰撞时吸收冲击。设计车身结构以满足这些不同设计要求导致在每个子组件中使用不同的金属板材规格和合金。

自冲铆钉要求特定的铆钉几何结构和模具几何结构，如果材料规格或待连接的面板数量发生变化，铆钉几何结构和模具几何结构通常必须改变。在用于主要子组件的框架形成操作中，金属板材堆叠和材料规格具有很大的变化。由于一个自冲铆钉工具只能用于主要子组件之间有限范围的接头，因此必须使用许多额外的机械手和自冲铆钉工具来适应框架形成操作中遇到的各种部件厚度和堆叠，以设定主要子组件的几何结构。

本发明旨在解决上述问题和如下概括的其他问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种制造车身的方法，包括：

将多个子组件对准固定在一起以形成车辆的框架；

使用电阻点焊焊缝在间隔开的位置将所述子组件中的每一者焊接在一起；以及

使用冷成型接头将所述子组件中的每一者与相邻子组件连接在一起。

根据本发明的一个实施例，所述多个子组件包括前端子组件、右侧子组件、左侧子组件、顶部子组件、底部子组件和后端子组件。

根据本发明的一个实施例，冷成型接头包括自冲铆钉和钉扣接头。

根据本发明的一个实施例，所述子组件中的第一个包括第一多个铝面板，所述第一多个铝面板焊接至所述子组件中的第二个的第二多个铝面板，其中，所述第一多个面板中的面板的数量不同于所述第二多个面板中的面板的数量。

根据本发明的一个实施例，所述子组件中的第一个包括第一多个铝面板，所述第一多个铝面板焊接至所述子组件中的第二个的第二多个铝面板，其中，所述第一多个面板中堆叠的面板的厚度不同于所述第二多个面板中堆叠的面板的厚度。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：将多个铝面板固定在一起；使用至少两个电阻点焊焊缝以规定的几何结构设定焊接所述面板；以及使用冷成型接头在所述焊缝之间将所述面板连接在一起以形成所述子组件的其中一个。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造车身的方法，包括：

将第一子组件与第二子组件对准装配在一起以形成车辆的框架；

使用电阻点焊焊缝在至少两个间隔开的位置将所述第一子组件焊接至所述第二子组件，其中，所述子组件彼此附接在一起，以设定所述车身的所述子组件的几何结构，所述几何结构具有承受装配操作期间所施加的载荷的最小程度的强度；以及

使用多个冷成型接头将所述第一子组件与所述第二子组件连接，以增加所述第一子组件附接至所述第二子组件的强度。

根据本发明的一个实施例，装配操作期间所施加的载荷基本上包括：夹持载荷；加速力；减速力；以及随后附接至所述车身的子组件的重量。

根据本发明的一个实施例，所述冷成型接头包括自冲铆钉和钉扣接头。