專利名稱：一種結(jié)構(gòu)體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)體以及制造這種結(jié)構(gòu)體的方法。舉例來說，本發(fā)明適用于用鋁合金軋壓構(gòu)架來制造鐵路車輛或建筑物等場合所用的結(jié)構(gòu)體以及制造該種結(jié)構(gòu)體的方法。
在摩擦攪拌焊接方法中，通過在需要連接的部位中插入一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓棒(該圓棒被稱為“轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭”)，并使該轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭沿軋壓構(gòu)件的接縫線運(yùn)動(dòng)，使受到摩擦攪動(dòng)的連接部分被加熱而軟化，并發(fā)生塑性流延，從而實(shí)現(xiàn)固體狀態(tài)下的焊接。
轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭包括一個(gè)插入到連接部位中的小直徑部分和一個(gè)位于小直徑部分外側(cè)的大直徑部分。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的大、小直徑部分同軸設(shè)置。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭大徑部分和小徑部分間的分界部分略微插入到連接部分中一些。上述的現(xiàn)有技術(shù)在例如日本專利特開平9-309164中(EP 0797043 A2)中有所公開。
在上述文件的圖9中就表示了從中空軋壓構(gòu)件的兩個(gè)表面之一來對(duì)該軋壓構(gòu)件的兩個(gè)表面進(jìn)行接合的事例。在圖中還表示了用于防止中空軋壓構(gòu)件發(fā)生變形的一個(gè)聯(lián)接元件。
摩擦攪拌連接方法與電弧焊接方法的不同之處在于在摩擦攪拌連接中，由于在需要進(jìn)行連接的構(gòu)件中插入了轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭，從而作用了一個(gè)大的載荷，該載荷主要作用在轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的插入方向上(即轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的中軸線方向)。也就是說，轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的插入力作用在要進(jìn)行連接的構(gòu)件上。
當(dāng)對(duì)中空軋壓構(gòu)件進(jìn)行摩擦攪拌焊接時(shí)，由轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭作用的上述插入力擠靠在一個(gè)肋板上，其中的肋板連接了一個(gè)面板和一個(gè)與此平行的第二面板，從而使中空軋壓構(gòu)件發(fā)生變形。由于這樣的原因，非常必要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)件，在該結(jié)構(gòu)件中聯(lián)接元件部分的變形可被避免。
在上述的日本專利特開平9-309164中(EP 0797043 A2)就公開了上述所需的防變形裝置。在該文中，在兩個(gè)中空軋壓構(gòu)件的連接部分設(shè)置了一個(gè)垂直的板件(該元件被稱作“縱向肋板”)，或?qū)⒅锌哲垑簶?gòu)件的兩個(gè)面板連接起來來防止變形。其中的縱向肋板設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭中軸線的延長線上。
縱向肋板連接了中空軋壓構(gòu)件的兩個(gè)面板。對(duì)縱向肋板而言，由于大的載荷作用在其中心軸線方向上，所以必須將中空軋壓構(gòu)件肋板的厚度加大。由于這個(gè)原因，制造一種輕質(zhì)量的結(jié)構(gòu)配合元件就受到了限制。
此外，從另一方面對(duì)中空軋壓構(gòu)件的縱向肋板進(jìn)行探討。在面板外側(cè)的彎曲載荷作用在中空軋壓構(gòu)件的條件下，已知的是肋板是決定構(gòu)件整體剛度的部分。為了改善抵抗面板外側(cè)彎曲作用力的剛度，需要沿和面板成45度夾角的方向來設(shè)置肋板，使其處于和剪切應(yīng)力垂直的的主應(yīng)力狀態(tài)。然而，垂直于兩面板設(shè)置的縱向肋板幾乎不再起到加強(qiáng)元件的作用。
如上所述，盡管縱向肋板在結(jié)構(gòu)體中作為加強(qiáng)元件時(shí)，幾乎不能對(duì)構(gòu)件的剛性有所貢獻(xiàn)，但由于需要肋板元件來加厚中空軋壓構(gòu)件，使其可承受摩擦攪拌焊時(shí)的插入力，所以使中空軋壓構(gòu)件的聯(lián)結(jié)件變輕是很困難的。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)體以及制造這種結(jié)構(gòu)體的方法，其中的結(jié)構(gòu)體質(zhì)量輕、剛性好。
上述的目標(biāo)可通過一種制造結(jié)構(gòu)體的方法得以實(shí)現(xiàn)，該方法包括如下的步驟先準(zhǔn)備好兩個(gè)中空軋壓構(gòu)件，該構(gòu)件的兩個(gè)相對(duì)的板件通過由多個(gè)肋板構(gòu)成的一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)連接起來，其中一個(gè)面板的端部位于桁架結(jié)構(gòu)中一個(gè)頂點(diǎn)的附近，而另一個(gè)面板的端部則突伸到一個(gè)面板的端部之外；然后在一個(gè)面板(未外伸面板)的一側(cè)將突伸的面板相互連接起來；然后在兩個(gè)中空軋壓構(gòu)件中各自一個(gè)面板的端部之間設(shè)置一個(gè)搭接元件；最后將搭接元件的兩個(gè)端部和面板連接起來。
上述的目標(biāo)通過一種制造結(jié)構(gòu)體的方法得以實(shí)現(xiàn)，該方法包括如下的步驟用一組肋板將兩個(gè)中空構(gòu)件中各自的兩個(gè)面板連接起來，并使兩個(gè)中空構(gòu)件中各自的某一面板的端部突出于各自另一面板的端部之外；然后從兩個(gè)面板中另一面板(未外伸面板)的一側(cè)用摩擦攪拌焊將突伸的兩個(gè)部件相互連接起來；并將一個(gè)搭接元件的兩個(gè)端部分別搭接到兩個(gè)連接部分上，這兩個(gè)連接部分一個(gè)是兩個(gè)中空構(gòu)件之一的兩個(gè)面板之一的端部和肋板的結(jié)合部位，另一個(gè)是另一中空構(gòu)件的另一面板的端部和肋板的結(jié)合部位；在兩個(gè)中空構(gòu)件之一和搭接元件的一個(gè)端部的連接過程中，是從中空構(gòu)件的外側(cè)用摩擦攪拌焊來形成搭接部分的，且摩擦攪拌焊接部位的內(nèi)側(cè)部分不通過摩擦攪拌焊接焊到搭接元件的對(duì)應(yīng)端部上；且在另一個(gè)構(gòu)件和搭接元件的另一端的連接過程中，搭接部分是用摩擦攪拌焊從中空構(gòu)件的外側(cè)進(jìn)行的，或是通過電弧焊接將搭接元件的另一端和中空構(gòu)件的另一面板連接起來形成的，且摩擦攪拌焊的內(nèi)側(cè)部分不通過摩擦攪拌焊連接到搭接元件的一端上。
上述的目標(biāo)可通過一種摩擦攪拌焊接方法得以實(shí)現(xiàn)，該方法包括如下的步驟將第一構(gòu)件的一端和第二構(gòu)件的另一端搭在一起，使搭接部位位于第一構(gòu)件的另一端和第二構(gòu)件的另一端之間；在轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭插入到第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中并頂擠在搭接部分上的狀態(tài)下，開始執(zhí)行摩擦攪拌焊。


圖1是在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第一種實(shí)施方式中的一個(gè)連接部分的主體部分的縱向截面視圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第一實(shí)施例中的連接部分的縱向截面視圖；圖3是表示一對(duì)中空構(gòu)件的軸測視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的實(shí)施例所涉及的鐵路客車車體的軸測視圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第二種實(shí)施方式的接合部分的主體部分的縱向斷面視圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第三種實(shí)施方式中的連接部分的主體部分的縱向截面視圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第四種實(shí)施方式中的連接部分的主體部分的縱向截面視圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第五種實(shí)施例中的連接部分的主體部分的縱向截面視圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第六種實(shí)施方式中的連接部分的主體部分的縱向截面視圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第七實(shí)施例中的連接部分的主體部分的縱向截面視圖；圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第八實(shí)施方式中的連接部分的主體部分的縱向截面視圖；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第九實(shí)施方式中的連接部分的主體部分的縱向斷面視圖；圖13表示了圖12中的結(jié)構(gòu)在焊接后的縱向斷面結(jié)構(gòu)；圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第十實(shí)施方式中的連接部分的主體部分的縱向截面視圖；圖15表示了圖14中的結(jié)構(gòu)在焊接后的縱向斷面結(jié)構(gòu)；以及圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第十一實(shí)施例中的連接部分的主體部分的縱向斷面視圖。
下文參照圖1到圖4來描述根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的第一種實(shí)施方式。
一個(gè)客車體200包括一個(gè)組成客車體200側(cè)板件的側(cè)結(jié)構(gòu)體201、一個(gè)組成客車體200車頂?shù)捻斀Y(jié)構(gòu)體202、一個(gè)構(gòu)成客車體200地板的支架板203、以及一個(gè)構(gòu)成了客車體縱向端部的結(jié)構(gòu)體204。
每個(gè)側(cè)結(jié)構(gòu)體201、頂結(jié)構(gòu)體202和支架板203都分別是由多塊軋壓構(gòu)件(擠壓型材)連接而成的。軋壓構(gòu)件的縱長方向被設(shè)置成朝向客車體200的縱向方向。其中的軋壓構(gòu)件是由鋁合金制成的中空構(gòu)件。
下文將描述用于組成側(cè)結(jié)構(gòu)體201的中空構(gòu)件10和20的結(jié)構(gòu)及其連接方法。中空構(gòu)件的其它部分和其它結(jié)構(gòu)體類似于這些側(cè)結(jié)構(gòu)體。
中空構(gòu)件10和擠壓型材20分別包括一對(duì)薄面板11、12和21、22、以及以桁架形狀設(shè)置的多個(gè)肋板13和23。兩個(gè)面板11、和12(面板21和22)位置基本平行。肋板構(gòu)成的桁架的架距也是相同的。桁架結(jié)構(gòu)是由肋板13、23以及面板11、12和面板21、22的板厚方向的中心線組成的。在面板11、12和21、22的一個(gè)側(cè)部有一個(gè)頂點(diǎn)，該頂點(diǎn)在圖中用一個(gè)黑圈表示。
在鐵路車體的內(nèi)側(cè)，在桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)附近整體成型了用于安裝設(shè)備或裝置的安裝軌19、29。安裝軌19、29包括兩個(gè)L型的元件。設(shè)置安裝軌19、29是為了安裝例如內(nèi)部安裝板和座椅等設(shè)備或裝置的。
面板12、22上位于車體的外側(cè)，它們的端部突出于在車內(nèi)一側(cè)的面板11、21的端部之外，伸向相鄰的中空構(gòu)件20、10。這些突伸的面板用12b和22b表示。通過將面板12b和22b的端部相互抵靠在一起，就可以進(jìn)行摩擦攪拌焊了。面板12b和22b的板厚大于面板12、22上的其它部分。
車體內(nèi)側(cè)面板11、12的端部通過一個(gè)搭接元件30連接起來。對(duì)連接件30和面板11、21的頂靠部分采用摩擦攪拌焊來連接起來，搭接元件30和面板11、21的接合部分位于肋板13、23和面板11、12、21、22交匯成的桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的附近。
中空構(gòu)件10、20安放在焊床上，并使面板12和22位于下方，而面板11、21位于上側(cè)部分。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250從上側(cè)部分插入到連接部分中，然后進(jìn)行摩擦攪拌焊。即摩擦攪拌焊是從車體的內(nèi)側(cè)方向進(jìn)行的。
在面板12b、22b的端部設(shè)置了突向車體內(nèi)側(cè)(即向面板11、21一側(cè)方向的)的凸臺(tái)16、26。在面板11、21的端部附近(即端部的桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)附近)設(shè)置了突入到車體內(nèi)側(cè)(即面板的外側(cè)面方向)的凸臺(tái)15、25。
在搭接元件30的端部設(shè)置了突入到車體內(nèi)側(cè)(即面板11、12的外側(cè)方向和中空構(gòu)件的外側(cè)面方向)的兩個(gè)凸臺(tái)35。每個(gè)凸臺(tái)15、25、35、16、26的高度和寬度都是相同的。
此外，在圖1中并沒有表示出凸臺(tái)15及其頂靠面15b，但在面板11的端部則設(shè)置了凸臺(tái)25和抵靠面25b。
凸臺(tái)15、25、35、16、26的抵靠面15b和25b是垂直的。對(duì)應(yīng)于這些抵靠面15b和25b，搭接元件30端部的抵靠面也是垂直的。搭接元件30的端部安裝在支座17、27上，這些支座被設(shè)置的突伸向桁架頂點(diǎn)的附近。支座17、27是從肋板13A和23A上延伸出的。由垂直抵靠面15b、25b的上端表面和支座17、27的上端表面形成了一個(gè)凹陷的部分。該凹陷部分的開口朝向面板11、12的對(duì)側(cè)和中空構(gòu)件10、20的端部方向。
抵靠面15b和25b和面板11、12、21、22正交。即抵靠面15b和25b沿面板11、12、21、22的法線方向設(shè)置。抵靠面15b和25b沿著中空構(gòu)件10、20的厚度方向延伸。
抵靠面15b和25b沿穿過桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)處的法線設(shè)置并對(duì)著中空構(gòu)件10、20的另一端部。在抵靠面15b和25b和穿過桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的法線面重合、且搭接元件30的寬度很短(該尺寸在一個(gè)誤差限內(nèi))的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的插入位置將靠近搭接元件30的一側(cè)。在這樣的情況下，需要測量兩個(gè)凸臺(tái)15(25)和35的寬度，并將轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線對(duì)準(zhǔn)其中部。
搭接元件30端部的下表面(即對(duì)著面板12b和22b的面)逐漸向上拱起。下表面向上拱起的原因是這樣就形成了較厚的接合焊道。搭接元件30的板條部分31(即元件端部上下凸臺(tái)之外的其它部分)設(shè)置在中空構(gòu)件10、20面板11、21的延長線上。
面板31的厚度大于或等于面板11、21的厚度。搭接元件30是由軋壓構(gòu)件形成的，其材料和中空構(gòu)件10、20的材料相同。搭接元件30的長度和中空構(gòu)件10、20的長度相同。
面板11端部和面板21端部之間的距離P(即從中空構(gòu)件10端部的桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)到中空構(gòu)件20端部的桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)間的距離)等于在其它部位的桁架結(jié)構(gòu)的架距P。
雖然面板11、12、21、22側(cè)面位于頂點(diǎn)處，且中空構(gòu)件的桁架結(jié)構(gòu)是一個(gè)等腰三角形。但是，中空構(gòu)件10、20端部的桁架結(jié)構(gòu)卻不是一個(gè)等腰三角形。組成中空構(gòu)件10、20端部桁架結(jié)構(gòu)的肋板13A與垂直線所成的角是θ1。而組成中空構(gòu)件10、20端部桁架結(jié)構(gòu)的肋板13B與垂直線所成的角則是θ2。且在此處，θ1＜θ2。
由于上述的原因。肋板13A連接到面板12的中間部位，而肋板23B連接到面板22的中間部位。在肋板13A與面板12的連接部分和肋板23B和面板22的連接部分之間，預(yù)留了一個(gè)用于插入摩擦攪拌焊設(shè)備的空間。
由于肋板13A和23A相比于肋板13B、23B更為直立(即θ1小于θ2角)，所以肋板13A、23A的板厚要大于肋板13B和23B的厚度。而肋板13B和23B的厚度則大于其它處肋板13的厚度。在肋板13A、13B、13和面板11、12、21、22間的連接部分為弧形。此外，搭接元件30的厚度是根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算確定的。
連接到搭接元件30上的面板11、21端部(即凸臺(tái)部分15、25的端部)位于穿過由肋板13A、13B交成的桁架頂點(diǎn)的垂直延長線上。在圖1和圖2中，面板11、12、21、22、和元件35是水平的。
下文將描述該結(jié)構(gòu)體的制造方法。中空構(gòu)件10、20安裝并固定在一個(gè)焊床240上。面板12b和22b端部的相抵靠部分相互接觸或彼此靠近。面板12、22抵靠部分的凸臺(tái)16、26用電弧焊從上端臨時(shí)連接在一起。該臨時(shí)的焊接只是間隔地連結(jié)幾個(gè)焊點(diǎn)。
安放面板12b和22b相抵靠部分的焊床上表面是一個(gè)平面。面板12b和22b抵靠部分的附近，肋板12A、22B與面板12b、22b的交點(diǎn)周邊部分，和肋板12B、22B與面板12、22這三個(gè)被安放在焊床240上，該焊床具有相同的高度。
進(jìn)行這樣設(shè)置之后，摩擦攪拌焊設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250從上方插入到凸臺(tái)16和26的抵靠部分中，并沿一個(gè)焊縫移動(dòng)，以進(jìn)行摩擦攪拌焊。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線保持在垂直方向(即沿連接部分的法線方向)上。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中也存在轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線傾向于其前進(jìn)方向的情況。并對(duì)凸臺(tái)16、26的寬度進(jìn)行測量使轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線位于其中央。
轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250包括一個(gè)大徑部分252和一個(gè)小徑部分251，其中小徑部分251位于大徑部分252的末梢部位。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250小徑部分251的末梢端從面板12b、22b的上面向下深入。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的大徑部分的下端位于凸臺(tái)16、26的頂點(diǎn)之間、和車體內(nèi)側(cè)(即面板11、21一側(cè))面板12a和22a之間。
轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250大徑部分252的直徑小于凸臺(tái)16、26的寬度值之和。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的小徑部分251是一個(gè)螺旋元件。
面板12a和22b抵靠部分之間形成的間隙通過這樣的摩擦攪拌焊被埋焊在了一起。抵靠部分的外側(cè)面(即車體外側(cè))被連接成平面。在面板12b和22b的外側(cè)面不設(shè)置內(nèi)凹的連接線部分。
下一步，將搭接元件30安裝在面板11和21的支座17上。搭接元件30的端部接觸或靠近面板11和21的端部。
下一步，搭接元件的凸臺(tái)35和面板11、21的凸臺(tái)15、25分別通過電弧焊臨時(shí)固定起來。臨時(shí)的焊點(diǎn)是間隔布置的。
下一步，在摩擦攪拌焊接設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250已經(jīng)從上方插入到搭接元件30和面板11之間的抵靠部分的前體下，使轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭沿焊接線移動(dòng)并進(jìn)行摩擦攪拌焊。同時(shí)檢測兩個(gè)凸臺(tái)15、35的厚度以使轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線對(duì)準(zhǔn)其中央部位。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的中軸線位于垂直方向，但是，在現(xiàn)有技術(shù)中也存在轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250傾向于其前進(jìn)方向的情況。
因而，轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線位于肋板23A和23B組成的桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)處，或位于穿過該頂點(diǎn)附近的垂直線上。其偏心程度取決于肋板13A、13B的厚度、連接肋板和面板的過渡弧的形狀、連接部分的厚度等等因素。
轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的小徑部分251的末梢端從支座17的上表面向下深插。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的大徑部分252的末端位于凸臺(tái)15和35的頂點(diǎn)和面板11、31的車體內(nèi)側(cè)面(中空構(gòu)件10的外側(cè)面)之間。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的大徑部分252的直徑小于兩個(gè)凸臺(tái)15、35的寬度之和。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的小徑部分251是一個(gè)螺旋元件。
下一步，在上述的部分中進(jìn)行摩擦攪拌焊來連接面板21和搭接元件30的抵靠部分。
面板11、21和搭接元件30的焊接是通過連接面板12b、22b抵靠部分的同一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250來進(jìn)行的。相應(yīng)地，隨后進(jìn)行面板11的焊接，再隨后對(duì)面板21進(jìn)行焊接。如果使用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭，就可同時(shí)對(duì)搭接元件30的兩端進(jìn)行焊接。
采用這樣的設(shè)置，就從一側(cè)方向完成中空元件的兩個(gè)面的焊接工作。因而不需要對(duì)已經(jīng)焊接了一個(gè)面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。使得結(jié)構(gòu)體可低成本、高精度地進(jìn)行制造。
此外，面板12b、22b連接部分的外表面可焊的很平滑。凸臺(tái)16、26、15、25、35設(shè)置在結(jié)構(gòu)體內(nèi)側(cè)或車體的內(nèi)側(cè)。在需要光滑表面的部位(即車體的外側(cè)面)則不設(shè)置任何凸起。此外，在外側(cè)面部分也沒有任何由轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的切削而形成的內(nèi)陷部分。因而對(duì)內(nèi)陷部分的削平也是不必要的了，使得車體可低成本地制造出來。
此外，在搭接元件30和面板11(21)焊接過程中的插入力是由肋板13A和13B(23A和23B)來承擔(dān)的，這些肋板設(shè)置的方向?qū)?zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線。因而，肋板13A、13B(23A和23B)的彎曲就被限制了，肋板13A、13B(23A和23B)的板厚也可減薄了，就可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化。此外，也限制了面板11、21、31的彎曲變形。
由于用于支撐肋板13A、13B、23A、23B的焊床240是等高，這也避免了面板12、22的彎曲。
此外，在摩擦攪拌焊接之后，作為結(jié)構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)大體是用該桁架結(jié)構(gòu)組成了，由此，中空構(gòu)件10和20的連接部分也是該桁架結(jié)構(gòu)，外側(cè)板的彎曲剛度獲得了改善，并使結(jié)構(gòu)輕量化。
此外，結(jié)構(gòu)體在焊接之后，作為結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)基本是由桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。中空構(gòu)件10、20的連接部分也是桁架結(jié)構(gòu)，因而，向外的彎曲剛度獲得了改善，并使結(jié)構(gòu)輕量化。
此外，由于由面板12b、22b和搭接元件30間的肋板13A、23A基本組成了桁架結(jié)構(gòu)，所以該部位并不是特別地弱。但是，下文將對(duì)板厚進(jìn)行研究。
此外，由于肋板13A和23A的傾斜角θ1可大于肋板13B、23B的傾斜角θ2。從而使搭接元件30的寬度增大了，并需要增加板厚，因而增加了重量。當(dāng)需要有較大的開口空間以利于摩擦攪拌焊接設(shè)備插入的時(shí)候可采用這樣的設(shè)置。
如果傾斜角θ1和θ2角度相同，就可以形成一個(gè)等腰三角形。因而，肋板13A、13B的厚度就可設(shè)置的相同了。此外，肋板13A和13B(23A和23B)可比圖1所示的薄一些。但是，該等腰三角形的桁架結(jié)構(gòu)的尺寸可和其它部位桁架結(jié)構(gòu)的尺寸相同，搭接元件30的寬度可大一些。
如果肋板13A和13B(23A和23B)的傾斜角θ1、θ2的傾角相同，都等于θ1，則端部的桁架結(jié)構(gòu)可采用較小的等腰三角形。該端部桁架結(jié)構(gòu)的底邊尺寸則小于其它部位的底邊尺寸。
相應(yīng)地，從肋板13B(23B)與面板12(22)的交點(diǎn)到中空構(gòu)件10(20)端部的距離就被縮短了。結(jié)果是搭接元件30的寬度可和圖1中的搭接元件30具有相同的寬度。
包括搭接元件30部位桁架在內(nèi)的所有桁架結(jié)構(gòu)的間距都是相同的。除了端部的桁架結(jié)構(gòu)，所有桁架結(jié)構(gòu)的尺寸都是相同的。這樣，中空構(gòu)件的設(shè)計(jì)就標(biāo)準(zhǔn)化了。
肋板13A和13B(23A和23B)的相交頂點(diǎn)可布置在面板11、21的外側(cè)面。
抵靠面15b和25b可在肋板13A和13B(23A和23B)的相交頂點(diǎn)處安裝到搭接元件30上。但是，這種情況對(duì)肋板13A(23A)的傾角θ、板厚、載荷等因素是最優(yōu)的。
此外，轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250可插向肋板13A、13B(23A、23B)的角平分線方向。在該情況下其中軸線指向桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)。
根據(jù)上述的實(shí)施方式，搭接元件30的連接是通過摩擦攪拌焊接來進(jìn)行的，但是也可以通過電弧焊來進(jìn)行連接。如果采用電弧焊接，由于在焊接過程中沒有作用力，肋板13A、13B(23A、23B)可設(shè)計(jì)的較薄一些。另外，搭接元件30的焊點(diǎn)也可以設(shè)置成間斷的。
另外，面板12b和22b的連接也可以通過電弧焊來實(shí)現(xiàn)。如果面板12b和22b是用電弧焊連接的，則在焊背上形成了焊道，因而必須在焊接后鏟平焊珠道。
在上述結(jié)構(gòu)體及其制造方法的實(shí)施方式中，面板11、12和面板21、22是平行的，但對(duì)應(yīng)于其它情況也可使面板和相對(duì)的另一面板傾斜設(shè)置。
關(guān)于肋板13A、13B(23A、23B)的厚度，在面板11和12一側(cè)的板厚度要大于在面板21、22一側(cè)的板厚。這樣設(shè)置可以使得焊接過程中易于在該部位保持高溫。
圖5表示了結(jié)構(gòu)體及其制造方法的另一種實(shí)施方式，在該情況下，連接部分面板的法線是傾斜的。中空構(gòu)件10的一端是水平的。中空構(gòu)件10、20被安裝在焊床240上。
這就使完成側(cè)結(jié)構(gòu)體201端部的焊接線變得容易了。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的中軸線沿面板的法線移動(dòng)。該法線穿過桁架頂點(diǎn)的附近。在圖中用一個(gè)箭頭來表示轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的位置和指向。
圖6表示了結(jié)構(gòu)體及其制造方法的另一種實(shí)施方式，下文對(duì)此進(jìn)行描述。在圖6中用于安放搭接元件30的支座27的面設(shè)計(jì)成一個(gè)傾斜面27b。該傾斜面的傾向于面板22b的端部。搭接元件30端部的傾斜方向也是類似的。當(dāng)面板12b、22b被進(jìn)行焊接時(shí)，將凸臺(tái)15和25的間隔設(shè)置的小一些。通過設(shè)置傾斜面27b，搭接元件30的定位變得簡單了。
下文將描述圖7和圖8所示的實(shí)施例。其面板12b、22b的長度變短了。但其厚度變厚了。在從上方對(duì)面板12b和22b執(zhí)行了摩擦攪拌焊之后，面板12b和22b被從上方切削成弧形。該弧形被切削成和肋板13A和23A相切。這樣，就可以避免由應(yīng)力集中而引起的強(qiáng)度下降了。
下文將描述圖9中所示的實(shí)施例。中空構(gòu)件10c端部的肋板13c和面板11c和12c垂直(即沿著面板的法線方向)。類似于上述的結(jié)構(gòu)，在面板11c和肋板13c的連接部分上設(shè)置了內(nèi)陷的部分和支座17c。在該支座17c上設(shè)置了一個(gè)外伸的搭片17d，搭接元件30的端部安裝在該搭片上。
該焊接部分的抵靠面位于肋板13c的板厚尺寸范圍內(nèi)。抵靠面16c沿面板的法線方向設(shè)置。在面板11c的端部設(shè)置了凸臺(tái)15c。采用這樣的結(jié)構(gòu)，摩擦攪拌焊接時(shí)的插入力就由肋板13c來承擔(dān)了。在中空構(gòu)件端部不能設(shè)置桁架結(jié)構(gòu)的條件下可采用這樣的設(shè)計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明，由于用于連接兩個(gè)面板的兩個(gè)肋板的相交頂點(diǎn)附近部分被連接起來作為連接部分，從而可使結(jié)構(gòu)體的質(zhì)量小、剛度大。
下文將參照圖10來說明根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的另一種實(shí)施方式。
在圖10中，凸臺(tái)35的寬度大于轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250大徑部分252的直徑。在凸臺(tái)35寬度方向的中央部位設(shè)置了一個(gè)溝槽36。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線對(duì)準(zhǔn)該溝槽36。
在摩擦攪拌焊接設(shè)備上的一個(gè)傳感器用于檢測上述的溝槽36，轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250沿該溝槽36運(yùn)動(dòng)。由此，在焊接面板12b和22b的過程中就可利用轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250和傳感器之間的相對(duì)位置來保證焊接位置。
下文將參照圖11來說明根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的另一種實(shí)施方式。
在圖11中，中空構(gòu)件10c端部的肋板13c垂直于面板11c和12c(即沿著面板的法線方向)。類似于上述的結(jié)構(gòu)，在支座17c的凹陷部分上設(shè)置了面板11c和肋板13c的連接部分。
在該支座17c上設(shè)置了一個(gè)外伸的搭片17d，搭接元件30的端部安裝在該搭片上。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的轉(zhuǎn)動(dòng)中心和溝槽36位于肋板13c厚度范圍內(nèi)。因而，在摩擦攪拌焊過程中的插入力就可由肋板13c來承擔(dān)了。
下文將參照圖12、13來說明根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的另一種實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，在結(jié)合部分設(shè)置了一個(gè)元件以作為加強(qiáng)元件，該元件承受拉力載荷。兩個(gè)元件310和320相對(duì)的端部相互搭接。其中一個(gè)元件310的端部搭接到另一元件320的另一端部，且搭接部分位于元件310的另一端部和元件320的另一端部之間。
搭接面310b和320b是一個(gè)傾斜面。搭接面310b和320b的傾斜角例如在四度到十度之間。而另外的上下平面310c和320d(320c和320d)則是水平平行的。元件320的下面320d安放在焊床上。元件310和320都是由軋壓型材制成的。
焊接線垂直指向圖1的紙面。搭接面310b和320b和焊接線(焊接方向)成直角方向。搭接面310b和320b位于兩個(gè)元件310和320的端部。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250相對(duì)于元件310和320移動(dòng)。
轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250包括一個(gè)大徑部分252和一個(gè)位于大徑部分252末梢部位的小徑部分251。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的小徑部分251從搭接面310b和320b深深地插入。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的小徑部分251深插到靠近下底面320d的部位。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的大徑部分252的下端從元件310的上面310c稍微插入。
圖13表示了在焊接后的狀態(tài)。圖中用陰影線部分來表示焊道(即熱效應(yīng)區(qū))。焊道的尺寸略大于轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的外徑尺寸。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是垂直的，但由于搭接面310b和320b相對(duì)于水平面有一定的傾角。因而搭接面310b和320b相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線有一定的傾斜角。由此，由于搭接面310b和320b的傾斜角，元件310和320被攪動(dòng)并焊合在一起。
也就是說，元件310和320與轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線相交。因此，即使在焊接之前有氧化覆蓋薄層，也可以實(shí)現(xiàn)良好的混熔。因而，即使元件310和320在左右方向被拉動(dòng)，也可以獲得高強(qiáng)度的焊接。因此，元件310和320可用作增強(qiáng)元件，它們在左右方向上被拉伸。
下文將參照圖14、15來說明根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的另一種實(shí)施方式。元件330和340的端部相互搭接。元件330和340上除了一個(gè)凸臺(tái)330e之外都是平面。搭接面也是水平的，轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250偏離垂直方向4度到10度。該傾斜方向朝著元件330和340的端部方向。在上側(cè)、即元件330對(duì)著轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的一側(cè)設(shè)置了一個(gè)凸臺(tái)330e，其凸向轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的方向。
在元件330板部分的末端，凸臺(tái)330e凸起于板部分上表面的延長線的厚度量為t1和t2。板部分的端面以及凸臺(tái)330e上t1部分的端部大體垂直于板部分。
端面以及凸臺(tái)330e上t1部分的端面基本位于同一平面上。凸臺(tái)330e的上表面是傾斜的。也就是說，凸臺(tái)330e的上表面垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線。因此，在構(gòu)件330中，不必要的部分被縮簡了。在圖15中，以陰影部分表示的焊道部分是傾斜的。
下文將參照圖16來說明根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體及其制造方法的另一種實(shí)施方式。
在圖16中，中空構(gòu)件10c端部的肋板13c垂直于面板11c和12c(即沿面板的法線方向)。中空構(gòu)件10c的搭接部分和面板元件21并不位于水平線上，而是傾斜的，搭接部分向轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線方向傾斜。類似于前述的結(jié)構(gòu)，在面板11c和肋板13c的連接部分上設(shè)置凹陷部分和支座17c。在支座17c上連接了外伸的搭片17d，在該搭片上安裝了搭接元件130的端部。轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭250的中軸線和溝槽36位于肋板13c的厚度區(qū)間內(nèi)。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在摩擦攪拌焊過程中的插入力可由肋板13c來承擔(dān)。
權(quán)利要求
1.一種用于制造結(jié)構(gòu)體的方法，該方法包括下列的步驟先準(zhǔn)備好兩個(gè)中空軋壓構(gòu)件，該構(gòu)件的兩個(gè)相對(duì)的薄面板件通過由多個(gè)肋板構(gòu)成的一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)連接起來，其中一個(gè)所說面板的端部位于桁架結(jié)構(gòu)中一個(gè)頂點(diǎn)的附近，而另一個(gè)所說面板的端部從所說一個(gè)面板的端部延伸出來；從所說一個(gè)面板的一側(cè)將突伸的面板相互連接起來；在兩個(gè)中空軋壓構(gòu)件的所說面板的對(duì)應(yīng)端部之間設(shè)置一個(gè)搭接元件；以及將搭接元件的兩個(gè)端部和各所說一個(gè)面板連接起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于用摩擦攪拌焊將突伸的面板從所說一個(gè)面板的一側(cè)連接起來。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于分別將所說搭接元件的兩端連接到所說的一個(gè)面板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于將所說搭接元件分別連接到相應(yīng)的中空構(gòu)件的所說頂點(diǎn)附近。
5.一種用于制造結(jié)構(gòu)體的方法，該方法包括下列的步驟準(zhǔn)備一個(gè)第一中空構(gòu)件，其兩個(gè)面板由一組肋板組成的桁架結(jié)構(gòu)連接起來，所說面板之一的端部位于所說桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)附近，所說另一面板的端部則突伸到一個(gè)面板的端部之外；準(zhǔn)備一個(gè)第二中空構(gòu)件，其兩個(gè)面板由基本垂直于面板的肋板連接起來，所說的肋板連接到所說兩個(gè)面板端部的中段；從一個(gè)面板的一側(cè)將突伸的面板相互連接起來；在所說第一中空構(gòu)件的所說面板端部和所說第二構(gòu)件的所說面板端部之間設(shè)置一個(gè)搭接元件；以及將所說搭接元件的端部分別和所說面板焊接起來。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于用摩擦攪拌焊將突伸的面板從所說一個(gè)面板的一側(cè)連接起來。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于分別將所說搭接元件的兩端連接到所說的一個(gè)面板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于將所說搭接元件的一個(gè)端部搭接到所說第一中空構(gòu)件的所說頂點(diǎn)的附近；以及將所說搭接元件的另一個(gè)端部搭接到所說第二中空構(gòu)件的肋板上的一個(gè)支座上。
9.一種結(jié)構(gòu)體，其包括兩個(gè)連接在一起的中空構(gòu)件；在所說的兩個(gè)中空構(gòu)件中，兩個(gè)相對(duì)的板件分別通過一個(gè)由多個(gè)肋板構(gòu)成的桁架結(jié)構(gòu)連接起來，其中一個(gè)所說面板的端部位于所說桁架結(jié)構(gòu)一個(gè)頂點(diǎn)的附近，而所說另一個(gè)面板的端部則突伸到一個(gè)面板的端部之外；所說的突伸面板相互連接；以及所說的中空構(gòu)件中所說面板的所說端部和所說另一個(gè)構(gòu)件上所說面板的另一端部用一個(gè)搭接元件連接在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說的搭接元件設(shè)置在所說一個(gè)面板的延長線上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于通過摩擦攪拌焊將所說的突伸面板相互連接起來。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于通過摩擦攪拌焊將所說搭接元件的兩個(gè)端部和所說一個(gè)面板連接起來。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說搭接元件的所說端部分別搭接到一個(gè)面板所說端部頂點(diǎn)的支座上；以及所說搭接元件的端部分別和所說中空構(gòu)件的所說一個(gè)面板的所說端部連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說構(gòu)件的所說端部上的傾斜角小于鄰近所說構(gòu)件的所說肋板的傾斜角。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說搭接元件兩個(gè)端部間的間隔距離等于除鄰近所說結(jié)合部位的桁架結(jié)構(gòu)之外的所說桁架的架距。
16.一種結(jié)構(gòu)體，其包括連接在一起的第一中空構(gòu)件和一個(gè)第二中空構(gòu)件；在所說的第一中空構(gòu)件中，其兩個(gè)面板由多個(gè)肋板構(gòu)成的桁架結(jié)構(gòu)連接起來，所說面板之一的端部位于所說桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)附近，所說另一面板的端部突伸到所說一個(gè)面板的端部之外；在所說的第二中空構(gòu)件中，兩個(gè)面板由基本垂直于所說面板的一個(gè)肋板連接起來，所說的肋板連接到所說面板端部的中段；從所說一個(gè)面板一側(cè)將所說的突伸面板的端部相互連接起來；一個(gè)搭接元件設(shè)置在所說第一中空構(gòu)件的所說一個(gè)面板端部和所說第二構(gòu)件的所說一個(gè)面板端部之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說的搭接元件設(shè)置在所說一個(gè)面板的延長線上。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說的突伸面板元件間的連接是通過摩擦攪拌焊來實(shí)現(xiàn)的。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說搭接元件的兩個(gè)端部和所說面板間的連接是通過摩擦攪拌焊來實(shí)現(xiàn)的。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說搭接元件的所說端部分別搭接到位于一個(gè)面板的所說端部頂點(diǎn)上的支座上；以及所說搭接元件的端部分別和所說中空構(gòu)件一個(gè)面板的所說端部連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所說構(gòu)件的所說端部上的肋板的傾斜角小于鄰近該構(gòu)件端部的其它肋板的傾斜角。
22.一種中空構(gòu)件，其中包括兩塊由一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)連接在一起的面板，其中的桁架結(jié)構(gòu)由一組肋板組成的；所說的面板之一的端部位于所說桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)附近，所說另一面板的端部突伸出所說一個(gè)面板的端部之外。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于由所說中空構(gòu)件端部的第一肋板和鄰近該第一肋板的第二肋板構(gòu)成的所說桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)到所說突伸面板端部的(橫向)距離大體為其他桁架結(jié)構(gòu)架距的一半。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于所說第一肋板的傾斜角小于所說第二肋板的傾斜角。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于除了所說的第一肋板之外的其它肋板的傾斜角基本等于所說第二肋板的傾斜角。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于從所說一個(gè)面板的一側(cè)看時(shí)，所說的由所說中空構(gòu)件端部的第一肋板和其鄰近的第二肋板構(gòu)成的桁架基本是一個(gè)等腰三角形。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于所說桁架結(jié)構(gòu)的底邊尺寸要小于其它部位桁架結(jié)構(gòu)的底邊尺寸。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于所說的第一肋板和第二肋板構(gòu)成的桁架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)到所說突伸面板端部的距離大體為其它部位桁架結(jié)構(gòu)架距的一半。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于在由所說中空構(gòu)件端部的第一肋板和其鄰近的第二肋板構(gòu)成的桁架的所說頂點(diǎn)附近設(shè)置了一個(gè)凹陷的部分；所說凹陷部分的開口分別朝向所說一個(gè)面板端部的那一側(cè)、以及所說中空構(gòu)件端部的那一側(cè)；以及所說的凹陷部分是由一個(gè)沿所說一個(gè)面板的方向延伸的表面和一個(gè)沿所說中空構(gòu)件的厚度方向延伸的表面形成的。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的中空構(gòu)件，其特征在于所說的沿所說中空構(gòu)件厚度方向延伸的表面是一個(gè)沿所說中空構(gòu)件的厚度方向、即穿過所說頂點(diǎn)的直線方向指向所說中空構(gòu)件的另一端部的平面。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中空構(gòu)件，其特征在于所說的沿所說中空構(gòu)件厚度方向延伸的表面是一個(gè)沿所說中空構(gòu)件的厚度方向、即穿過所說頂點(diǎn)的直線方向指向所說中空構(gòu)件的突伸面板的平面。
32.一種用于制造結(jié)構(gòu)體的方法，該方法包括下列的步驟用一組肋板來連接兩個(gè)中空構(gòu)件中的兩塊面板，并使得所說兩個(gè)中空構(gòu)件中的所說面板之一的端部突伸出所說另一面板的端部之外；從所說未突伸面板的一側(cè)用摩擦攪拌焊接將突伸板件相互連接起來；并且將一個(gè)搭接元件的兩端分別搭接到一個(gè)兩個(gè)連接部分上，該連接部分之一是由所說兩個(gè)中空構(gòu)件之一的一個(gè)面板的端部和所說肋板組成的，另一個(gè)連接部分是由另一中空構(gòu)件的一個(gè)面板端部和所說肋板組成的；在將所說中空構(gòu)件之一連接到所說搭接元件一端的過程中，從所說中空構(gòu)件的外側(cè)對(duì)所說搭接部分進(jìn)行摩擦攪拌焊，摩擦攪拌焊部分的內(nèi)側(cè)部位不通過摩擦攪拌焊連接到所說搭接元件的一端上；以及在將另一所說中空構(gòu)件連接到所說搭接元件的另一端的過程中，從所說中空構(gòu)件的外側(cè)對(duì)所說的搭接部分進(jìn)行摩擦攪拌焊，或用電弧焊接將所說搭接元件的另一端和所說該中空構(gòu)件的另一面板連接起來，摩擦攪拌焊部分的內(nèi)側(cè)部位不通過摩擦攪拌焊連接到所說搭接元件的一端上。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于在將所說中空構(gòu)件中的第二構(gòu)件連接到所說搭接元件的另一端時(shí)，所說的搭接部分從所說中空構(gòu)件的外側(cè)用摩擦攪拌焊連接起來的。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于在摩擦攪拌焊之后，所說的搭接元件所說端部附近的所說面板用電弧焊進(jìn)行處理。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于在將所說搭接元件的另一端連接到所說另一中空構(gòu)件的連接過程中，在將所說第一中空構(gòu)件和所說搭接元件的一端用摩擦攪拌焊連接起來之后，所說搭接元件的另一端和所說另一中空構(gòu)件的所說面板用電弧焊連接起來。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于所說的搭接元件在進(jìn)行摩擦攪拌焊接的端部外側(cè)面上具有一個(gè)溝槽，借助于該溝槽來確定轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭的位置。
37.一種用于制造結(jié)構(gòu)體的方法，該方法包括下列的步驟連接兩個(gè)中空構(gòu)件；用一組肋板來連接所說中空構(gòu)件中的兩個(gè)面板，并使兩個(gè)面板之一的端部突伸出另一面板的端部之外；以及將兩個(gè)突伸的板件連接起來；以及在將所說中空構(gòu)件之一和所說搭接元件一端的連接起來時(shí)，從所說中空構(gòu)件的外側(cè)對(duì)所說的搭接部分采用摩擦攪拌焊，且摩擦攪動(dòng)焊的某一內(nèi)側(cè)部位不通過摩擦攪拌焊連接到所說搭接元件的一端；以及在將另一所說中空構(gòu)件和所說搭接元件的另一端連接起來時(shí)，從所說中空構(gòu)件的外側(cè)對(duì)所說的搭接部分進(jìn)行摩擦攪拌焊，或用電弧焊接將所說搭接元件的另一端和所說中空構(gòu)件的另一面板連接起來，且摩擦攪動(dòng)焊的某一內(nèi)側(cè)部位不通過摩擦攪拌焊連接到所說搭接元件的一端。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于在將所說中空構(gòu)件中的第二構(gòu)件連接到所說搭接元件的另一端部時(shí)，是從所說中空構(gòu)件的外側(cè)將所說搭接部分用摩擦攪拌焊連接起來的。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造結(jié)構(gòu)體的方法，其特征在于在摩擦攪拌焊之后，所說的搭接元件所說端部附近的所說面板用電弧焊進(jìn)行處理。
40.一種用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其包括用一組肋板構(gòu)成的桁架結(jié)構(gòu)連接起來的兩個(gè)面板；所說面板之一的端部位于中空構(gòu)件端部的所說桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)附近；所說另一面板的端部突伸出一個(gè)面板的端部之外；在一個(gè)面板的端部和該端部肋板的連接處設(shè)置了一個(gè)凹陷的支座，其開口朝向中空構(gòu)件的厚度方向、并指向所說端部的方向；以及所說支座在寬度方向上的中線位于所說桁架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的附近。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其特征在于所說支座寬度方向的中線部位和所說中空構(gòu)件端部間的距離小于該中線部位和所說一個(gè)面板之間的距離。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其特征在于設(shè)置在所說支座和所說一個(gè)面板間的搭接部分是一個(gè)傾斜面。
43.一種用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其包括用一組肋板連接起來的兩個(gè)面板；所說面板之一的一個(gè)端部位于該面板的連接部分附近；所說另一面板的端部突伸出所說一個(gè)面板的端部之外；在一個(gè)面板的端部和該端部肋板的連接處設(shè)置了一個(gè)凹陷的支座，其開口朝向中空構(gòu)件的厚度方向、并指向所說端部的方向；以及所說支座在寬度方向上的中心位于所說端部的肋板厚度方向的延長線附近。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其特征在于在所說支座寬度中心部位和所說中空構(gòu)件端部之間的距離小于該中心部位和所說一個(gè)面板的距離。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其特征在于設(shè)置在所說支座和所說一個(gè)面板間的搭接部分是一個(gè)傾斜面。
46.一種用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其中在一個(gè)面板端部的寬度方向上設(shè)置了一個(gè)沿所說面板的縱向方向延伸的溝槽。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其特征在于在所說的端部設(shè)置了一個(gè)凸向所說面板厚度方向一側(cè)的一個(gè)凸臺(tái)；以及在所說凸臺(tái)寬度方向的中央部位設(shè)置了一個(gè)溝槽。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的用摩擦攪拌焊方法連接起來的中空構(gòu)件，其特征在于在所說的第二面板上設(shè)置了一個(gè)凸向所說面板厚度一側(cè)的一個(gè)凸臺(tái)；以及在所說凸臺(tái)寬度方向的中央部位設(shè)置了一個(gè)溝槽。
49.一種摩擦攪拌焊接的方法，其包括的步驟搭接第一構(gòu)件的端部和第二構(gòu)件的另一端部，所說的搭接部分位于所說第一構(gòu)件的另一端和所說的第二構(gòu)件的另一端之間；以及在將轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭插入到第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中、并擠靠在所說的搭接部分上的狀態(tài)下，進(jìn)行摩擦攪拌焊接。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件的搭接面是基本水平的；以及，在轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭和垂直方向有一定傾角的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪拌焊接。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的摩擦攪拌焊接方法，其特征在于所說第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的搭接面是傾斜的；以及，在所說轉(zhuǎn)動(dòng)焊頭以大體垂直的方向插入后，進(jìn)行摩擦攪拌焊。
52.一種結(jié)構(gòu)體，其中包括一個(gè)第一構(gòu)件的一端和第二構(gòu)件的另一端用摩擦攪拌焊搭焊在一起；所說連接部分位于所說第一構(gòu)件的另一端和所說第二構(gòu)件的另一端之間；以及，盡管所說第一構(gòu)件的一個(gè)面位于水平狀態(tài)時(shí)，所說的搭接面卻是傾斜的。
53.一種結(jié)構(gòu)體，其中一個(gè)第一構(gòu)件的一端和第二構(gòu)件的另一端用摩擦攪拌焊搭焊在一起；所說連接部分位于所說第一構(gòu)件的另一端和所說第二構(gòu)件的另一端之間；以及，盡管所說第一構(gòu)件的一個(gè)面位于水平狀態(tài)時(shí)，但所說連接部分的焊道在寬度方向的中央部位在所說搭接部分的厚度方向上卻傾斜于所說的一個(gè)表面。
54.一種用摩擦攪拌焊連接成的軋壓型材構(gòu)件，其中包括在基本平行的兩個(gè)面板的端部，所說面板的一個(gè)面是傾斜的。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的用摩擦攪拌焊連接成的軋壓型材構(gòu)件，其中所說的傾斜部分是一個(gè)凸臺(tái)，所說凸臺(tái)的端面和所說面板的端面基本位于一個(gè)平面，并垂直于所說的面板。
56.一種用摩擦攪拌焊連接成的軋壓型材構(gòu)件，其中包括兩塊用一組肋板連接起來的面板；所說面板之一的一個(gè)端部位于一個(gè)中空構(gòu)件端部的肋板附近；另一面板的一個(gè)端部突伸出一個(gè)面板的端部之外；以及，所說兩個(gè)面板的端部連接部分的一個(gè)面板和所說中空構(gòu)件所說端部的肋板向所說的端部傾斜。
全文摘要
一種中空構(gòu)件,由兩個(gè)面板組成,面板是通過肋板組成的桁架形狀結(jié)構(gòu)連接起來的。一個(gè)面板的端部位于中空構(gòu)件桁架結(jié)構(gòu)的一個(gè)頂點(diǎn)附近。另一面板的端部從一個(gè)面板的端部突伸開去。另一面板從上方用摩擦攪拌焊接連接在一起。下一步,在一個(gè)面板之間設(shè)置一個(gè)搭接元件,并從上方進(jìn)行摩擦攪拌焊。肋板承擔(dān)摩擦攪拌焊過程中的載荷。由于整體都是桁架結(jié)構(gòu),就可以實(shí)現(xiàn)輕量化,并保證高的剛度。
文檔編號(hào)B61D17/04GK1275453SQ0011766
公開日2000年12月6日 申請日期2000年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月28日
發(fā)明者川崎健, 江角昌邦, 與野正樹, 佐川年旦 申請人:株式會(huì)社日立制作所