CN117733486A - 一种一体式门环的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车零件制造技术领域，公开了一种一体式门环的加工方法，包括如下步骤：步骤一、选用铝合金型材进行落料，获得A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板、门槛落料板、第一补丁落料板和第二补丁落料板；步骤二、将A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板、门槛落料板拼焊成门环板料；步骤三、将第一补丁落料板和第二补丁落料板连接至门环板料，得到门环坯料；步骤四、将步骤三得到的门环坯料进行加热；步骤五、将门环坯料送到热冲压设备处进行热冲压和整形，得到门环半成品；步骤六、所述门环半成品进行时效处理，得到门环；本发明所提供的一体式门环的加工方法用于生产满足轻量化要求的同时还能满足强度需求的门环。

Description

一种一体式门环的加工方法

技术领域

本发明涉及汽车零件制造技术领域，特别是涉及一种一体式门环的加工方法。

背景技术

现有技术的一体式门环采用将高强度钢材直接冲压成型成门环板料，然后再在门环板料上点焊补丁落料板的加工方法；这种加工方法采用的是钢材，门环的重量较重，轻量化程度不够。

发明内容

旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明提供一种一体式门环的加工方法，以用于生产满足轻量化要求的同时还能满足强度需求的门环。

为了实现上述目的，本发明提供了一种一体式门环的加工方法，包括如下步骤：

步骤一、选用铝合金型材进行落料，得到门环各个部分的落料板，包括获得A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板、门槛落料板、第一补丁落料板和第二补丁落料板；

步骤二、将步骤一得到的A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板、门槛落料板拼焊成门环板料；

步骤三、将第一补丁落料板和第二补丁落料板通过搅拌摩擦点焊分别连接至门环板料的A柱落料板上和B柱落料板上，得到门环坯料；

步骤四、将步骤三得到的门环坯料进行加热；

步骤五、将加热完成的门环坯料送到热冲压设备处进行热冲压，并在热冲压后进行整形得到门环半成品；

步骤六、所述门环半成品进行时效处理，完成后得到门环，所述时效处理的温度为400℃-700℃，所述时效处理的时间为0.5h-3h。

在一些实施方式中，所述A柱落料板的厚度在2.4mm-3.6mm之间，B柱落料板的厚度在2.4mm-3.6mm之间，所述上边梁落料板的厚度在1.8mm-3mm之间，所述门槛落料板的厚度在1.8mm-3mm之间。

在一些实施方式中，在所述步骤三中，所述搅拌摩擦点焊的焊接深度在0.6mm-1.2mm之间。

在一些实施方式中，所述第一补丁落料板的厚度为1.5mm-3.6mm。

在一些实施方式中，所述第二补丁落料板的厚度为1.2mm-3mm。

在一些实施方式中，在所述步骤一中，所述铝合金型材为6系铝合金型材或7系铝合金型材。

在一些实施方式中，在所述步骤三中，所述第一补丁落料板的焊缝数量为6-12条，所述第二补丁落料板的焊缝数量为6-12条。

在一些实施方式中，在所述步骤一中，还包括获得第三补丁落料板；在所述步骤三中，还包括将所述第三补丁落料板通过搅拌摩擦点焊连接至所述门环板料上，所述第三补丁落料板的一端连接于所述B柱落料板、另一端连接于所述门槛落料板。

在一些实施方式中，在所述步骤三中，所述第三补丁落料板的焊缝数量为6-12条。

在一些实施方式中，所述第二补丁落料板的厚度为1.2mm-3mm。

本发明提供一体式门环的加工方法与现有技术相比，其有益效果在于：(1)、由于在步骤二中是采用拼焊方式将A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板和门槛落料板依次连接成门环板料，并在步骤三采用搅拌摩擦点焊将第一补丁落料板和第二补丁落料板分别焊接至A柱落料板和B柱落料板上，因此本发明可以在步骤一中根据门环各部分的强度需求，采用多种厚度的铝合金型材进行分别落料，以分别得到A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板、门槛落料板、第一补丁落料板和第二补丁落料板，从而可以使门环的重点区域具有较厚的厚度，以加强重点区域的强度，门环的非重点地区具有较薄的厚度，以减少门环的整体重量，同时在需要保持相同的强度的条件下，铝合金型材的重量比钢材的重量更轻，能够进一步地减少门环的整体重量，综上，本发明所提供的一体式门环的加工方法能够用于生产满足轻量化要求的同时还能满足强度需求的门环。

(2)、由于铝合金型材与传统钢材料相比，焊接性能相对较差，采用普通铝点焊将补丁落料板焊接至门环板料上，普通铝点焊的焊接强度约为母材的60％，焊接强度较差，不能满足将补丁落料板和门环板料一体冲压成型的强度要求，因此采用普通铝点焊的连接方式不能实现本发明的“先焊接再热冲压”的加工方式，而本发明所提供的一体式门环的加工方法通过采用搅拌摩擦点焊的连接方式，以将补丁落料板焊接至门环板料上，搅拌摩擦点焊的焊接强度可以达到母材的80％以上甚至与母材的强度基本相当，从而能够满足补丁落料板和门环板料一体冲压成型的强度要求，以实现“先点焊再热冲压”的加工方式；同时采用“先点焊再热冲压”的加工方式，可以通过步骤五的热冲压补偿补丁落料板和门环板材的连接位置处因焊接而产生的连接强度损失，以加强补丁落料板和门环板材的连接位置处的连接强度。

(3)、通过在步骤六中采用时效处理，可以改善门环半成品的内部性能，以使门环能够达到预设的目标性能。

(4)、通过将所述搅拌摩擦点焊的焊接深度限定在0.6mm-1.2mm之间，能够确保所述搅拌摩擦点焊的焊接强度达到可以达到母材的80％以上。

(5)、通过采用第三补丁落料板既能够提高B柱落料板和门槛落料板的强度，又能够加强B柱落料板和门槛区落料板的连接强度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种一体式门环的加工方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的步骤二得到的门环板料的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的步骤三得到的门环坯料的结构示意图。

图中，1、A柱落料板；2、上边梁落料板；3、B柱落料板；31、第一B柱落料板；32、第二B柱落料板；4、门槛落料板；41、第一门槛落料板；42、第二门槛落料板；5、第一补丁落料板；6、第二补丁落料板；7、第三补丁落料板；8、焊缝；

10、门环板料；20、门环坯料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参阅图1-3所示，本发明实施例优选的一种一体式门环的加工方法，包括如下步骤：

步骤一、选用铝合金型材进行落料，得到门环各个部分的落料板，包括获得A柱落料板1、上边梁落料板2、B柱落料板3、门槛落料板4、第一补丁落料板5和第二补丁落料板6；

步骤二、将步骤一得到的A柱落料板1、上边梁落料板2、B柱落料板3、门槛落料板4拼焊成门环板料10；

步骤三、将第一补丁落料板5和第二补丁落料板6通过搅拌摩擦点焊分别连接至门环板料10的A柱落料板1上和B柱落料板3上，得到门环坯料20；

步骤四、将步骤三得到的门环坯料20进行加热；

步骤五、将加热完成的门环坯料20送到热冲压设备处进行热冲压，并在热冲压后进行整形得到门环半成品；

步骤六、门环半成品进行时效处理，完成后得到门环，时效处理的温度为400℃-700℃，时效处理的时间为0.5h-3h。

基于上述一体式门环的加工方法，由于在步骤二中是采用拼焊方式将A柱落料板1、上边梁落料板2、B柱落料板3和门槛落料板4依次连接成门环板料10，并在步骤三采用搅拌摩擦点焊将第一补丁落料板5和第二补丁落料板6分别焊接至A柱落料板1和B柱落料板3上，因此本发明可以在步骤一中根据门环各部分的强度需求，采用多种厚度的铝合金型材进行分别落料，以分别得到A柱落料板1、上边梁落料板2、B柱落料板3、门槛落料板4、第一补丁落料板5和第二补丁落料板6，从而可以使门环的重点区域具有较厚的厚度，以加强重点区域的强度，门环的非重点地区具有较薄的厚度，以减少门环的整体重量，同时在需要保持相同的强度的条件下，铝合金型材的重量比钢材的重量更轻，能够进一步地减少门环的整体重量；综上，本发明所提供的一体式门环的加工方法能够用于生产满足轻量化要求的同时还能满足强度需求的门环。

与现有的采用热成型激光拼焊加工方式得到的钢材一体式门环相比，采用本发明所提供的一体式门环的加工方法所得到的铝合金型材一体式门环可以减重40％以上。

与现有的采用一张铝合金坯料直接进行冲压形成门环，然后再在门环上点焊补丁板的方式相比，采用本发明所提供的一体式门环的加工方法所得到的铝合金型材一体式门环可以减重10％以上，减少工艺、工装成本投入，成本更低，材料利用率提高30％以上。

由于铝合金型材与传统钢材料相比，焊接性能相对较差，采用普通铝点焊将补丁落料板焊接至门环板料10上，普通铝点焊的焊接强度约为母材的60％，焊接强度较差，不能满足将补丁落料板和门环板料10一体冲压成型的强度要求，因此采用普通铝点焊的连接方式不能实现本发明的“先焊接再热冲压”的加工方式，而本发明所提供的一体式门环的加工方法通过采用搅拌摩擦点焊的连接方式，以将补丁落料板焊接至门环板料10上，搅拌摩擦点焊的焊接强度可以达到母材的80％以上甚至与母材的强度基本相当，从而能够满足补丁落料板和门环板料一体冲压成型的强度要求，以实现“先点焊再热冲压”的加工方式；同时采用“先点焊再热冲压”的加工方式，可以通过步骤五的热冲压补偿补丁落料板和门环板料10的连接位置处因焊接而产生的连接强度损失，以加强补丁落料板和门环板材的连接位置处的连接强度。

采用搅拌摩擦点焊具有无焊接飞溅、烟尘，对环境保护较好的优点。

通过在步骤六中采用时效处理，可以改善门环半成品的内部性能及外部性能，以使最终得到的门环产品能够达到预设的目标性能，同时也可以改善门环半成品的外部性能，以使最终得到的门环产品具有工艺优、免电泳和耐腐蚀的优点。

A柱落料板1的厚度在2.4mm-3.6mm之间，B柱落料板3的厚度在2.4mm-3.6mm之间，上边梁落料板2的厚度在1.8mm-3mm之间，门槛落料板4的厚度在1.8mm-3mm之间。

在一些实施方式中，A柱落料板1的厚度可以为2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm等任意满足在2.4mm-3.6mm之间的数值，在此不做限定。

在一些实施方式中，上边梁落料板2的厚度可以为1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm等任意满足在1.8mm-3mm之间的数值，在此不做限定。

在一些实施方式中，B柱落料板3的厚度可以为2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm等任意满足在2.4mm-3.6mm之间的数值，在此不做限定。

在步骤三中，搅拌摩擦点焊的焊接深度在0.6mm-1.2mm之间。通过将搅拌摩擦点焊的焊接深度限定在0.6mm-1.2mm之间，能够确保搅拌摩擦点焊的焊接强度达到可以达到母材的80％以上。

在一些实施方式中，搅拌摩擦点焊的焊接深度可以为0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm等任意满足在0.6m-1.2mm之间的数值。

第一补丁落料板5的厚度为1.5mm-3.6mm。

在一些实施方式中，第一补丁落料板5的厚度可以为1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm等任意满足在2.4mm-3.6mm之间的数值，在此不做限定。

第二补丁落料板6的厚度为1.2mm-3mm。

在一些实施方式中，第二补丁落料板6的厚度可以为1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm等任意满足在2.4mm-3.6mm之间的数值，在此不做限定。

可选地，在步骤一中，铝合金型材为6系铝合金型材或7系铝合金型材。

可选地，在步骤三中，第一补丁落料板5的焊缝8数量为6-12条。

在本实施例中，第一补丁落料板5的焊缝8数量为10条。

可选地，第二补丁落料板6的焊缝8数量为6-12条。

在本实施例中，第二补丁落料板6的焊缝8数量为10条。

在一些实施方式中，在步骤一中，还包括获得第三补丁落料板7；在步骤三中，还包括将第三补丁落料板7通过搅拌摩擦点焊连接至门环板料10上，第三补丁落料板7的一端连接于B柱落料板3、另一端连接于门槛落料板4。采用第三补丁落料板7既能够提高B柱落料板3和门槛落料板4的强度，又能够加强B柱落料板3和门槛落料板4的连接强度，同时还能够提高门环坯料20的整体的一致性，有利于提高门环坯料20的整体强度，有利于门环坯料20在步骤五的热冲压中成型为门环半成品。

在步骤三中，第三补丁落料板7的焊缝8数量为6-12条。

在本实施例中，第三补丁落料板7的焊缝8数量为10条。

第三补丁落料板7的厚度为1.2mm-3mm。

在一些实施方式中，第三补丁落料板7的厚度可以为1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm等任意满足在2.4mm-3.6mm之间的数值，在此不做限定。

参阅图2，步骤二得到的门环板料10包括依次连接的A柱落料板1、上边梁落料板2、B柱落料板3和门槛落料板4。

B柱落料板3包括第一B柱落料板31、及连接于第一B柱落料板的一端的第二B柱落料板32，第一B柱落料板31的远离第二B柱落料板32的一端连接于上边梁落料板2，第二B柱落料板32远离第一B柱落料板31的一端连接于门槛落料板4。

门槛落料板4包括第一门槛落料板41、及连接于第一门槛落料板41的一端第二门槛落料板42，第一门槛落料板41远离第二门槛落料板42的一端连接于A柱落料板，第二门槛落料板42远离第一门槛落料板41的一端连接于B柱落料板3。

参阅图3，步骤三得到的门环坯料20包括A柱落料板1、上边梁落料板2、B柱落料板3和门槛落料板4、第一补丁落料板5和第二补丁落料板6，A柱落料板1、上边梁落料板2、B柱落料板3和门槛落料板4依次连接，第一补丁落料板5通过搅拌摩擦点焊连接于A柱落料板，第二补丁落料板6通过搅拌摩擦点焊连接于B柱落料板，第三补丁落料板7通过搅拌摩擦点焊分别连接B柱落料板3和门槛落料板4。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种一体式门环的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、选用铝合金型材进行落料，得到门环各个部分的落料板，包括获得A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板、门槛落料板、第一补丁落料板和第二补丁落料板；

步骤二、将步骤一得到的A柱落料板、上边梁落料板、B柱落料板、门槛落料板拼焊成门环板料；

步骤三、将第一补丁落料板和第二补丁落料板通过搅拌摩擦点焊分别连接至门环板料的A柱落料板上和B柱落料板上，得到门环坯料；

步骤四、将步骤三得到的门环坯料进行加热；

步骤五、将加热完成的门环坯料送到热冲压设备处进行热冲压，并在热冲压后进行整形得到门环半成品；

步骤六、所述门环半成品进行时效处理，完成后得到门环，所述时效处理的温度为400℃-700℃，所述时效处理的时间为0.5h-3h。

2.根据权利要求1所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，所述A柱落料板的厚度在2.4mm-3.6mm之间，B柱落料板的厚度在2.4mm-3.6mm之间，所述上边梁落料板的厚度在1.8mm-3mm之间，所述门槛落料板的厚度在1.8mm-3mm之间。

3.根据权利要求2所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述搅拌摩擦点焊的焊接深度在0.6mm-1.2mm之间。

4.根据权利要求1所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，所述第一补丁落料板的厚度为1.5mm-3.6mm。

5.根据权利要求1所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，所述第二补丁落料板的厚度为1.2mm-3mm。

6.根据权利要求1所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述铝合金型材为6系铝合金型材或7系铝合金型材。

7.根据权利要求1所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述第一补丁落料板的焊缝数量为6-12条，所述第二补丁落料板的焊缝数量为6-12条。

8.根据权利要求1所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，

在所述步骤一中，还包括获得第三补丁落料板；在所述步骤三中，将所述第三补丁落料板通过搅拌摩擦点焊连接至所述门环板料上，所述第三补丁落料板的一端连接于所述B柱落料板、另一端连接于门槛落料板。

9.根据权利要求8所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述第三补丁落料板的焊缝数量为6-12条。

10.根据权利要求8所述的一体式门环的加工方法，其特征在于，所述第三补丁落料板的厚度为1.2mm-3mm。