专利名称：拼焊板材及使用该拼焊板材的结构件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种拼焊板材，特别是涉及一种适合于悬架臂等结构件的拼焊板材。
背景技术：
近几年，应用在汽车等的结构件，要求维持所需强度的同时还要轻量化。而且，对一个结构件所要求的性能也在逐年多样化，根据部位所要求的特性有时也有很大差异。在从单一的构件(材料)中加工制造这种结构件时，通常以最承受应力的部位和所要求特性标准最高的部位作为基准，来决定该结构件的板厚度和形状。其结果，将会制造出局部具有过高强度和特性的结构件。于是，作为通过焊接而将多个钢板按照目的进行接合的冲压毛坯材料，开发出了一种拼焊板材。例如，从减轻车身重量及提高车身强度的观点看，正在研究在汽车的底盘上作为副车架应用拼焊板材的技术。在专利文献1中，公开了一种焊接结构件，其通过在拼焊板材之间的焊接部位附近设置缺口，从而缓和焊接部位的应力集中。在先技术文献专利文献1 日本特开2006-306211号公报专利文献2 日本特开平10-175027号公报专利文献3 日本特开2000-290749号公报
发明内容
发明所要解决的课题如上所述，应用在汽车等中的结构件，需要满足所需强度和轻量化。虽然为了实现轻量化，而例如可通过使用高强度材料从而使构件的厚度变薄，但是，一般高强度材料延伸较少，因此从加工性的观点看，还需要进一步改进。特别是，由于应用在汽车中的如悬架臂这种部件的形状较复杂，因此，如果作为这种部件的材料而使用高强度材料，并通过深冲加工等进行高精度的成形是很困难的。本发明是鉴于这些情况而进行的，其目的在于，提供一种具有优异的成形性的拼焊板材。解决课题的方法为了解决上述课题，本发明的一种方式的拼焊板材为，一种由多个压延构件焊接而构成的拼焊板材，其中，多个压延构件中的至少一个压延构件，以其压延方向与其他压延构件的压延方向不同的方式，焊接在该其他压延构件。根据该方式，考虑到要焊接的多个压延构件的压延方向，即使在之后的冲压和弯曲等的成形工序中，例如通过成形所制造的结构件，在随着部位不同，变形方向和变形量不同的复杂形状的情况下，也能获得良好的成形性。上述多个压延构件中的至少一个压延构件的厚度，可以与其他压延构件的厚度不同。由此，能够使对应于不太需要强度、且成形带来的变形量比其他部位更小的部位的压延构件的厚度薄，另一方面，能够使对应于需要强度、且成形带来的变形量较大形状复杂的部位处的压延构件的厚度较厚。因而，可以制造出高水平地满足强度和轻量化的结构件。上述多个压延构件中的至少一个压延构件的材质，可以与其他压延构件的材质不同。由此，通过针对所要求的强度和变形量不同的每个部位来选择合适材质的压延构件，就可以制造出高水平地满足强度和轻量化的结构件。本发明的其他方式为一种结构件的制造方法，其使用了由多个压延构件焊接而构成的拼焊板材，其包括准备拼焊板材的工序，该拼焊板材被焊接成，多个压延构件中的至少一个压延构件的压延方向，与其他压延构件的压延方向不同；对所述拼焊板材进行成形的工序，所述拼焊板材被成形为，使所述多个压延构件在其各自的压延方向上的变形量，大于与本压延方向交叉方向上的变形量。根据该方式，即使是每个部位的成形时的变形量和所要求的特性都不同的结构件，也能够在不损坏其成形性的情况下进行制造。发明的效果根据本发明，能够提供一种具有优异成形性的拼焊板材。
图1为，模式化地表示用于本实施方式的结构件制造中的拼焊板材的俯视图。图2为，使用了本实施方式中的结构件的悬架臂的立体图。图3中，图3(a)为图2所示的悬架臂的A_A截面图；图3(b)为图2所示的悬架臂的B-B截面图；图3 (C)为图2所示的悬架臂的C-C截面图。符号说明10拼焊板材 12钢板1 压延方向14钢板Ha压延方向 16钢板16a压延方向 18下摆臂
具体实施例方式下面参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。图1为，模式化地表示用于本实施方式的结构件制造中的拼焊板材的俯视图。图2 为，使用了本实施方式中的结构件的悬架臂的立体图。图3(a)为图2所示的悬架臂的A-A 截面图，图3(b)为图2所示的悬架臂的B-B截面图，图3(c)为图2所示的悬架臂的C-C截面图。如图1所示，本实施方式中的拼焊板材10为，将三个板状的钢板12、14、16相互焊接，并考虑到成形后的悬架臂的形状而切断了多余部分。钢板12、14、16被焊接成，其各自的压延方向lh、Ha、16a均不同。作为钢板，优选为高强度钢(汽车用高强度钢板)。钢板 12、14、16的厚度，可以根据成形后的结构件的用途而进行适当设定，例如为1 10mm，如果优选为2 5mm左右，则能够高水平地满足轻量化、强度和成形性。在作为钢板使用了上述高强度钢板时，为了满足所需的强度，虽然能够使板厚度变薄，但是，例如在冲压加工中的深冲部位的成形性方面还有改进的余地。这是由于高强度钢板的延伸(变形量)比普通钢板要小，因而不太适合冲压加工这种在局部伴有较大变形的加工。但是，由于构成本实施方式中的拼焊板材的钢板12、14、16为压延构件，因此当各钢板中的各个方向上施加相同的应力时，沿被压延的方向(压延方向)上的变形量要大于与本压延方向交叉方向上的变形量。因而，考虑到要焊接的多个钢板12、14、16的压延方向 12a、14a、16a，在之后的冲压和弯曲等成形工序中，例如通过成形所制造的结构件，即使在随着部位不同而变形方向和变形量不同的复杂形状的情况下，也能获得良好的成形性。接下来，作为使用上述拼焊板材所制造的结构件的一个示例，对用于汽车的前悬架的下摆臂进行具体说明。在本实施方式中，准备如图1所示的拼焊板材10，通过按照下摆臂的形状而加工的模具，来进行冲压和弯曲成形。如图2所示，下摆臂18为，钢板12、14、16根据被成形的部位12b、14b、16b而使其形状和变形量均不同。具体为，在本实施方式的成形工序中，以多个钢板在各自的压延方向上的变形量，要比与本压延方向交叉方向上的变形量更大的方式，对拼焊板材10进行成形。在下摆臂18中，在图2所示部位12b上的变形最大的方向为，与图3 (a)所示的压延方向12a大致相同的方向。即、由于拼焊板材10在与压延方向12a相同的方向上比其他的方向更容易变形，因而能够以高精度进行成形。其结果为，即使在作为钢板材料使用了能够满足所需强度的高强度材料时，也能够确保足够的成形性，因而可同时实现薄板化、轻量化。并且，如图3(b)、图3(c)所示，下摆臂18中的其他部位14b、16b在成形时的变形较多的方向为，与压延方向14a、16a大致相同的方向。并且，在上述的拼焊板材10中，并不仅限于钢板12、14、16的厚度相同，在多个钢板中的至少一个钢板的厚度，可以与其他钢板的厚度不同。由此，通过使用以下的拼焊板材，就可以制造能够以高水平满足强度和轻量化的下摆臂，即、所述拼焊板材为，将对应于不太需要强度、或者成形所带来的变形量比其他部位更小的部位的钢板厚度变薄；另一方面，将对应于不需要强度或者因成形而导致的变形量较多形状复杂的部位的钢板厚度变厚。换句话说，通过使用本实施方式中的拼焊板材，即使是成形时的变形量和所要求的特性在每个部位都不同的结构件，也能够在不损坏其成形性的情况下进行制造。如上所述，在使用本实施方式中的拼焊板材来制造如悬架臂这种结构件时，只要考虑成形性较好、即比较容易变形的压延方向与摆臂形状，来决定构成拼焊板材的各钢板的焊接方向即可。也就是说，通过使钢板的压延方向与成形时最易变形的方向一致，即使为了轻量化而使用较薄的高强度材料时，也能确保成形性。这样，通过将要焊接的多个钢板的压延方向不同，从而能够使以悬架臂为代表的结构件满足强度和轻量化。以上，虽然参照上述的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于上述的实施方式，对实施方式的构成进行适当组合和替换的方式，也被包括在本发明内。而且， 根据本领域技术人员的知识，可以对实施方式中的处理的组合或顺序进行适当重组，以及在实施方式中增加各种设计变更等的变形，增加了这种变形的实施方式也被包括在本发明的范围内。另外，构成拼焊板材的压延构件的数目，并不仅限于本实施方式中的三个，只要是两个以上就可以，只要考虑之后的成形方法和需要制造的结构件，对构成拼焊板材的压延构件的数目和大小、厚度进行适当选择即可。而且，构成拼焊板材的压延构件的材质不需要都相同，只要考虑成形时的变形和必要的强度，就可以对不同材质的压延构件进行适当的组合。
权利要求
1.一种拼焊板材，由多个压延构件焊接而构成，其特征在于，多个压延构件中的至少一个压延构件，以其压延方向不同于其他压延构件的压延方向的方式，与该其他压延构件焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的拼焊板材，其特征在于，所述多个压延构件中的至少一个压延构件的厚度，不同于其他压延构件的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的拼焊板材，其特征在于，所述多个压延构件中的至少一个压延构件的材质，不同于其他压延构件的材质。
4.一种结构件的制造方法，其使用了由多个压延构件焊接而构成的拼焊板材，其特征在于，包括准备拼焊板材的工序，该拼焊板材被焊接成，多个压延构件中的至少一个压延构件的压延方向，不同于其他压延构件的压延方向；对所述拼焊板材进行成形的工序，将所述拼焊板材成形为，所述多个压延构件在其各自的压延方向上的变形量，大于与本压延方向交叉的方向上的变形量。
全文摘要
一种由焊接多个钢板(12)、(14)、(16)而构成的拼焊板材(10)，将多个钢板(12)、(14)、(16)中的至少一个钢板(12)，以其压延方向(12a)与其他钢板(14)、(16)的压延方向(14a)、(16a)不同的方式，与其他钢板(14)、(16)进行焊接。多个钢板(12)、(14)、(16)中的至少一个钢板的厚度，可以与其他钢板的厚度不同。
文档编号B21D22/20GK102317002SQ20098011635
公开日2012年1月11日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者武者文华 申请人:丰田自动车株式会社