本公开涉及车辆结构和加强梁以及相关的辊轧成型制造和梁焊接方法。
背景技术：
1、对车辆进行由政府法规和保险证书规定的各种测试，如冲击能量管理和吸收的测试。这些冲击测试的结果可取决于各种车辆部件和结构设计，包括保险杠组件和相关的保险杠加强梁。为了长期保护车辆部件的性能和结构完整性，已知对车辆的钢部件进行镀锌或施加保护性锌涂层，这可以防止在钢部件上形成锈或氧化铁。然而，镀锌金属片材可能更难以成形和焊接，尤其是在辊轧成型操作中使用激光焊接时。而且，由于材料几何形状和接缝条件，一些辊轧成型梁设计，无论是否存在镀锌涂层，可能都难以进行激光焊接。
技术实现思路
1、本公开提供了一种多管状加强梁以及一种连续形成该梁的方法，该梁可以用作车辆的结构部件或用作能量吸收器，如保险杠梁。最初，一卷金属片材料可以在大致水平的平面上展开以进行加工，例如通过以大致恒定的速率朝向辊轧成型机展开并进入辊轧成型机。金属片材可以是高强度钢，如马氏体钢。该辊轧成型机被配置成将该片材成形为具有至少一个纵向延伸的管状部分的梁，该管状部分被形成在该片材的边缘与该片材的中间部分之间的焊缝闭合。焊缝可以通过高频电阻焊接工艺形成，如紧接在进入闭合焊缝的闭合压力辊之前，通过将成型片材与一对在焊缝的相对侧上滑动的电触点接触。由电触点传递的高频电流的电阻将焊缝的两个相对部分的外表面加热到合适的焊接温度，使得两个被加热的相对部分随后由闭合压力辊压在一起以形成固态锻焊。在一些实例中，金属片材可以包括镀锌涂层，使得当加热片材的外表面时，镀锌涂层至少部分烧掉并形成氧化锌气体，从而通常不干扰由闭合压力辊形成的锻焊。
2、根据本公开的一个方面，一种用于汽车部件的加强梁包括金属片材卷，该金属片材卷成形为具有一对管状部分，该对管状部分共用公共中心壁并且沿着加强梁的长度延伸。固态锻焊与辊轧成型金属片材在生产线上形成在金属片材的边缘和金属片材的中间部分之间，以在公共中心壁的端部处闭合接缝，该公共中心壁包围该对管状部分中的一个。由固态锻焊形成的接缝沿着加强梁的长度连续延伸。在形成固态锻焊之前，用电阻将金属片材的边缘的外表面和金属片材的中间部分的外表面加热到期望的锻焊温度。
3、本公开的实施方式可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中，固态锻焊具有宽度在1mm和2mm之间的窄热影响区。在一些实例中，金属片材的第二边缘用第二锻焊焊接在加强梁的公共中心壁的第二端处，以包围沿着加强梁的长度延伸的该对管状部分中的另一个。加强梁例如可以包括由该对管状部分的前壁限定的前冲击面。该对管状部分中的至少一个的前壁可以包括加固肋，该加固肋突出到相应管状部分的内部体积中以加固前冲击面。
4、在一些实施方式中，固态锻焊由高频电流的电阻生成的热量和闭合压力辊形成，该高频电流通过电阻焊接触点传递，闭合压力辊将金属片材的加热表面压在一起。在一些实例中，金属片材包括高强度钢，使得期望的焊接温度低于金属片材的高强度钢的熔化温度。在一些实施方式中，金属片材包括镀锌涂层，使得期望的焊接温度在形成固态锻焊之前在外表面处烧掉金属片材上的镀锌涂层。
5、根据本公开的另一方面，一种用于汽车部件的加强梁包括镀锌金属片材，该镀锌金属片材被辊轧成型为具有沿着加强梁的长度延伸的管状部分。固态锻焊形成在镀锌金属片材的边缘和镀锌金属片材的中间部分之间，以闭合沿着加强梁的管状部分延伸的接缝。在形成固态锻焊之前，用通过电触点传递的高频电流将镀锌金属片材的边缘的外表面和镀锌金属片材的中间部分的外表面加热到期望的焊接温度。在形成通常没有锌夹杂物的固态锻焊之前，期望的焊接温度在外表面处烧掉镀锌金属片材上的镀锌涂层。
6、根据本公开的又一方面，一种连续形成镀锌加强梁的方法可以通过在大致水平的平面中展开一卷镀锌金属片材来完成。金属料通过一组多个辊轧工位对金属片材进行辊轧成型，以形成管状形状，其中金属片材的边缘区段与金属片材的中间区段接近接触。用高频电流将金属片材的边缘区段和金属片材的中间区段的外表面加热到期望的焊接温度，该高频电流由在外表面附近与片材接触的一对电触点传递，这导致金属片材上的镀锌涂层在被加热的外表面处至少部分烧掉。然后，通过用闭合压力辊将外表面压在一起，在金属片材的边缘区段和中间区段的被加热的外表面上形成固态锻焊。固态锻焊被连续地形成以闭合加强梁的管状形状的接缝。
7、任选地，在用第一锻焊闭合第一管状部分之后，镀锌金属片材可以用第二组辊轧成型机辊轧成型，以将镀锌金属片材的相对边缘移动到紧密接近管状部分的壁，使得这些紧密的外表面可以用由第二对电触点传递的高频电流加热，以形成第二锻焊，该第二锻焊沿着加强梁的第二管状部分闭合接缝。在一些实例中，金属片材在纵向方向上以大致恒定的速度展开、辊轧成型和焊接。
8、在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施方式的细节。结合附图阅读以下说明书后，其他方面、优点、目的和特征将变得显而易见。
1.一种用于汽车部件的加强梁，所述加强梁包含：
2.根据权利要求1所述的加强梁，其中所述固态锻焊具有宽度在1mm和2mm之间的窄热影响区。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的加强梁，其中用第二锻焊将所述金属片材的第二边缘焊接在所述加强梁的所述公共中心壁的第二端处，以包围沿着所述加强梁的所述长度延伸的所述一对管状部分中的另一个。
4.根据前述权利要求中任一项所述的加强梁，其中所述加强梁包括由所述一对管状部分的前壁限定的前冲击面。
5.根据权利要求4所述的加强梁，其中所述一对管状部分中的至少一个管状部分的所述前壁包括加固肋，所述加固肋突出到相应管状部分的内部容积中以加固所述前冲击面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的加强梁，其中所述固态锻焊由高频电流的电阻生成的热量和闭合压力辊形成，所述高频电流通过电阻焊接触点传递，所述闭合压力辊将所述金属片材的加热表面压在一起。
7.根据前述权利要求中任一项所述的加强梁，其中所述金属片材包括高强度钢，并且其中期望的焊接温度低于所述金属片材的所述高强度钢的熔化温度。
8.根据权利要求7所述的加强梁，其中所述金属片材包括镀锌涂层，其中所述金属片材的厚度在1mm和1.5mm之间，其中所述镀锌涂层被电镀成具有小于0.2mm的大致均匀的厚度，并且在形成所述固态锻焊之前，所述期望的焊接温度在所述外表面处烧掉所述金属片材上的所述镀锌涂层。
9.一种用于汽车部件的加强梁，所述加强梁包含：
10.根据权利要求9所述的加强梁，其中所述固态锻焊沿着所述加强梁的长度连续地延伸，以包围所述加强梁的所述管状部分的内部。
11.根据权利要求9所述的加强梁，其中所述镀锌金属片材的所述边缘和所述中间部分在所述固态锻焊处形成三通接头。
12.根据权利要求9所述的加强梁，其中用第二锻焊将所述镀锌金属片材的第二边缘焊接在所述加强梁的所述管状部分的壁处，以包围沿着所述加强梁的长度延伸的第二管状部分。
13.根据权利要求12所述的加强梁，其中所述管状部分共用所述加强梁的公共中心壁。
14.根据权利要求13所述的加强梁，其中所述锻焊设置在所述公共中心壁的相对端处。
15.根据权利要求14所述的加强梁，其中所述加强梁包括由所述管状部分的前壁限定的前冲击面，所述前壁设置成彼此平面对齐。
16.根据权利要求9所述的加强梁，其中所述镀锌金属片材包含高强度钢，并且其中所述期望的焊接温度低于所述镀锌金属片材的所述高强度钢的熔化温度。
17.根据权利要求9所述的加强梁，其中所述镀锌金属片材的厚度在1mm和1.5mm之间，并且其中所述镀锌涂层被电镀成具有小于5密耳的大致均匀的厚度。
18.一种连续形成镀锌加强梁的方法，所述方法包含以下步骤：
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述金属片材在纵向方向上以大致恒定的速度展开、辊轧成型和焊接。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，其中所述管状形状限定第一管状部分，并且其中用第二锻焊将所述金属片材的第二边缘焊接在所述加强梁的所述第一管状部分的壁处，以包围沿着所述加强梁的长度延伸的第二管状部分。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述加强梁包括由所述第一管状部分的前壁和所述第二管状部分的前壁限定的前冲击面。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一管状部分或所述第二管状部分的所述前壁包括加固肋，所述加固肋突出到所述相应管状部分的内部体积中以加固所述前冲击面。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中所述固态锻焊具有宽度在1mm和2mm之间的窄热影响区。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其中所述固态锻焊由高频电流的电阻生成的热量和闭合压力辊形成，所述高频电流通过电阻焊接触点传递，所述闭合压力辊将所述金属片材的加热表面压在一起。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的方法，其中所述金属片材包括高强度钢，并且其中期望的焊接温度低于所述金属片材的所述高强度钢的熔化温度。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的方法，其中所述金属片材的厚度在1mm和1.5mm之间，其中所述镀锌涂层被电镀成具有小于0.2mm的大致均匀的厚度，并且在形成所述固态锻焊之前，所述期望的焊接温度在所述外表面处烧掉所述金属片材上的所述镀锌涂层。
