Сварная конструкция и способ ее производства

Сварная конструкция и способ ее производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к сварной конструкции, включающей в себя множество стальных листов, которые соединяются путем использования точечной сварки сопротивлением (в дальнейшем называемой просто «точечной сваркой») во множестве положений, в которых множество стальных листов перекрывают друг друга, а также относится к способу производства этой сварной конструкции. В частности настоящее изобретение относится к сварной конструкции, которая включает в себя область ожидаемой деформации, которая предположительно будет деформироваться под нагрузкой, а также относится к способу для производства этой сварной конструкции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий структуру автомобиля, показывающую элементы каркаса. Передний боковой элемент 2 (передняя рама), задний боковой элемент 3 (задняя рама) и боковая продольная балка 7 располагаются по бокам автомобиля. Каждый из этих элементов располагается вдоль направления вперед-назад транспортного средства (в дальнейшем называемого просто «направлением вперед-назад»). Передний элемент 2 и задний элемент 3 располагаются в передней и задней части, соответственно, а боковая продольная балка 7 располагается в промежуточной части в направлении вперед-назад.

[0003] Поперечины пола 4 и 4', которые располагаются в промежуточной части в направлении вперед-назад, проходят в направлении ширины транспортного средства вдоль поверхности пола. Средняя стойка 6, проходящая в вертикальном направлении, располагается сбоку в промежуточной части в направлении вперед-назад. Усилитель 5 бампера, проходящий в направлении ширины транспортного средства, располагается у переднего конца автомобиля. Вышеупомянутые элементы являются элементами каркаса, которые формируют каркас автомобиля.

[0004] Элементы каркаса и крешбоксы (поглощающие энергию удара элементы) 1a и 1b являются сварными конструкциями, включающими в себя множество стальных листов. Эта сварная конструкция имеет перекрывающиеся части, в которых множество стальных листов перекрывают друг друга, и эти стальные листы соединяются точечной сваркой во множестве положений. Когда участок сварной точки (в дальнейшем называемая просто «сварной частью») разрушается (разрушение при сдвиге) в случае столкновения автомобиля, этот элемент каркаса не может деформироваться желаемым образом, и таким образом не может абсорбировать энергию удара в достаточной степени. Таким образом, желательной является сварная конструкция, которая могла бы подавлять разрушение при сдвиге.

[0005] Патентный документ 1 описывает способ, позволяющий основному стальному листу разрушаться за счет уменьшения ширины подвергающейся тепловому воздействию части, образующейся при сварке, в случае использования листа высокопрочной стали, имеющей прочность при растяжении 440 МПа. Патентный документ 2 описывает способ для широкого размягчения внешних сторон ядра сварной точки, а также для обеспечения равноосной структуры мартенсита внутри ядра сварной точки для того, чтобы получить точечное соединение сваркой сопротивлением листа высокопрочной стали, который обладает как превосходным сопротивлением сдвигу при растяжении, так и превосходными свойствами при поперечном растяжении. Патентные документы 3 и 4 описывают, что можно сделать диаметр d ядра сварной точки удовлетворяющим условию 3 × t_m^1/2 ≤ d ≤ 6 × t_m^1/2 (где t_m является толщиной (мм) самого тонкого листа), многоступенчато управляя сварочным током. Патентный документ 3 утверждает, что этот способ может ограничивать начальный выплеск и выплеск на смежной поверхности, а патентный документ 4 утверждает, что этот способ может достигать высокой прочности соединения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0006] Патентный документ 1: JP 2001-9573A

Патентный документ 2: JP 2013-78782A

Патентный документ 3: JP 5359571B

Патентный документ 4: JP 5333560B

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0007] Однако способы по Патентным документам 1-4 предполагают, что диаметры ядра сварной точки не могут быть сделаны больше, чем определенный диаметр, что налагает ограничения на подавление разрушения в сварных частях. В частности, по мере того, как прочность при растяжении стального листа становится больше, электрическое сопротивление соответственно становится больше, что вызывает выплеск вследствие тепловыделения во время сварки и делает диаметр ядра сварной точки более малым. Это приводит к проблеме невозможности устойчивого получения прочности сварного соединения.

[0008] Настоящее изобретение создано с учетом вышеописанной проблемы и направлено на то, чтобы предложить сварную конструкцию и способ для производства сварной конструкции, которые являются новыми и улучшенными и могут уменьшить разрушение сварных частей.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0009] В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается сварная конструкция, включающая в себя два или три стальных листа и перекрывающуюся часть, в которой стальные листы перекрываются и соединяются точечной сваркой во множестве положений, включающая в себя участок сварной точки, причем когда диаметр ядра сварной точки равен d_ng (мм), диаметр наконечника электрода, используемого при точечной сварке, равен d (мм), и средняя толщина стальных листов на один стальной лист в перекрывающейся части равна t_ave (мм), участок сварной точки удовлетворяет нижеприведенному условию (a) или условию (b) в соответствии со средней толщиной t_ave (мм).

(a) d_ng > d(t_ave)^1/2, когда 0,5 мм ≤ t_ave < 1,1 мм (1)

(b) d_ng > 1,05d, когда 1,1 мм ≤ t_ave ≤ 2,6 мм (2)

[0010] Сварная конструкция может включать в себя область ожидаемой деформации, которая будет подвергнута пластической деформации при приложении нагрузки, и точечная сварка может быть выполнена по меньшей мере внутри области ожидаемой деформации.

[0011] Область ожидаемой деформации может быть свободной от прилипания сварочных брызг.

[0012] Стальные листы могут иметь прочность при растяжении 980 МПа или больше.

[0013] Электрод может быть комбинированным электродом, имеющим тело электрода, прижимаемое к стальным листам в перекрывающейся части, а также кольцевой элемент, прижимаемый к стальным листам вокруг тела электрода.

[0014] Подвижный электрод может включать в себя первый кольцевой элемент и второй кольцевой элемент, прижимаемые к стальным листам в перекрывающейся части так, чтобы первый кольцевой элемент и второй кольцевой элемент были обращены друг к другу, и первое тело электрода и второе тело электрода, каждое из которых вставляется в сквозное отверстие в каждом из первого кольцевого элемента и второго кольцевого элемента для того, чтобы эти тела были прижаты к стальным листам в перекрывающейся части так, чтобы первое тело электрода и второе тело электрода были обращены друг к другу и электрический ток мог протекать через стальные листы между первым телом электрода и вторым телом электрода.

[0015] Участок сварной точки, удовлетворяющий условию (a) или условию (b), может присутствовать на протяженности, составляющей от 20% до 60% сварной конструкции.

[0016] Участок сварной точки предпочтительно имеет углеродный эквивалент (Ceq), равный 0,13 мас.% или больше, где углеродный эквивалент (Ceq) определяется в соответствии с нижеприведенным уравнением (3):

Ceq=[C]+1/90 [Si]+1/100 ([Mn]+[Cr]) (3)

где

[C]: среднее содержание углерода (в мас.%) участка точечной сварки;

[Si]: среднее содержание кремния (в мас.%) участка точечной сварки;

[Mn]: среднее содержание марганца (в мас.%) участка точечной сварки; и

[Cr]: среднее содержание хрома (в мас.%) участка точечной сварки.

[0017] Сварная конструкция может быть элементом, используемым, например, для автомобиля, и в этом случае область ожидаемой деформации может быть областью, которая будет подвергнута воздействию по меньшей мере одного из усилия осевого сжатия и изгибающего усилия.

[0018] В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается способ для производства сварной конструкции, включающей в себя два или три стальных листа и перекрывающуюся часть, в которой стальные листы перекрывают друг друга и соединяются точечной сваркой во множестве положений, включающий в себя выполнение точечной сварки, выполнение точечной сварки, включающее в себя первую стадию, на которой первое тело электрода в форме стержня и второе тело электрода в форме стержня располагаются так, чтобы они были обращены друг к другу с перекрывающейся частью, находящейся между ними, и первый кольцевой элемент и второй кольцевой элемент располагаются так, чтобы они были обращены друг к другу, причем первый кольцевой элемент имеет сквозное отверстие, через которое вставляется первое тело электрода, и задний конец, с которым соединяется первое упругое тело, а также второй кольцевой элемент, имеющий сквозное отверстие, через которое вставляется второе тело электрода, и задний конец, с которым соединяется второе упругое тело, и вторую стадию, на которой перекрывающаяся часть сжимается путем прижатия наконечника каждого из первого тела электрода и второго тела электрода к перекрывающейся части и прижатия концевой грани каждого из первого кольцевого элемента и второго кольцевого элемента к перекрывающейся части, в то время как первое упругое тело прикладывает прижимное давление к первому кольцевому элементу, а второе упругое тело прикладывает прижимное давление ко второму кольцевому элементу, и затем электрический ток пропускается между первым телом электрода и вторым телом электрода. Первая стадия и вторая стадия заставляют участок сварной точки удовлетворять нижеприведенному условию (c) или условию (d) в соответствии со средней толщиной t_ave (мм):

(a) d_ng > d(t_ave)^1/2, когда 0,5 мм ≤ t_ave < 1,1 мм (4)

(b) d_ng > 1,05d, когда 1,1 мм ≤ t_ave ≤ 2,6 мм (5)

где d_ng (мм) является диаметром ядра сварной точки, d (мм) является диаметром наконечника электрода, используемого для точечной сварки, и t_ave (мм) является средней толщиной одного стального листа из стальных листов в перекрывающейся части.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Сварная конструкция и способ для ее производства в соответствии с настоящим изобретением могут уменьшить разрушение сварной части по сравнению с известными сварными конструкциями, и таким образом сварная конструкция показывает превосходную способность к поглощению энергии удара. В частности, применение этого изобретения к сварным конструкциям, выполненным из листов высокопрочной стали, может обеспечить такие эффекты в значительной степени, устраняя тем самым необходимость в увеличении толщины стальных листов. Следовательно, это позволяет стальным листам быть более тонкими, так что вес сварных конструкций может быть дополнительно уменьшен.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий структуру автомобиля, показывающую элементы каркаса.

Фиг. 2A представляет собой вид с правой стороны, схематично иллюстрирующий пример А конфигурации сварной конструкции в соответствии с вторым вариантом осуществления.

Фиг. 2B представляет собой вид с правой стороны, схематично иллюстрирующий пример В конфигурации сварной конструкции в соответствии с вторым вариантом осуществления.

Фиг. 2С представляет собой вид с правой стороны, схематично иллюстрирующий пример С конфигурации сварной конструкции в соответствии с вторым вариантом осуществления.

Фиг. 2D представляет собой вид с правой стороны, схематично иллюстрирующий пример D конфигурации сварной конструкции в соответствии с вторым вариантом осуществления.

Фиг. 3A представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий передний боковой элемент, в котором обозначены области ожидаемой деформации.

Фиг. 3B представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий среднюю стойку, в которой обозначены области ожидаемой деформации.

Фиг. 3С представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий задний боковой элемент, в котором обозначены области ожидаемой деформации.

Фиг. 3D представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий боковую продольную балку, в которой обозначены области ожидаемой деформации.

Фиг. 4A представляет собой поперечное сечение, иллюстрирующее область вблизи участка сварной точки в сварной конструкции, когда области изменения кривизны наблюдаются около обоих концов углубления.

Фиг. 4B представляет собой поперечное сечение, иллюстрирующее область вблизи участка сварной точки в сварной конструкции, когда области изменения кривизны не наблюдаются около обоих концов углубления, но величина вдавленного углубления может быть идентифицирована.

Фиг. 4C представляет собой фотографию, показывающую поверхность разреза вблизи участка сварной точки сварной конструкции, когда величина вдавленного углубления не может быть идентифицирована.

Фиг. 5A представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую один пример устройства резистивной точечной сварки, которое может использоваться в способе для производства сварных конструкций в соответствии с настоящим изобретением, показывающую состояние устройства перед началом сварки.

Фиг. 5B представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую один пример устройства резистивной точечной сварки, которое может использоваться в способе для производства сварных конструкций в соответствии с настоящим изобретением, показывающую состояние устройства во время сварки.

Фиг. 6A представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую ситуацию, в которой ядро сварной точки формируется точечной сваркой, использующей устройство резистивной точечной сварки, проиллюстрированное на Фиг. 5A и 5B, когда кольцевой элемент не является электрически проводящим.

Фиг. 6B представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую ситуацию, в которой ядро сварной точки формируется точечной сваркой, использующей устройство резистивной точечной сварки, проиллюстрированное на Фиг. 5A и 5B, когда кольцевой элемент является электрически проводящим.

Фиг. 7 представляет собой диаграмму, показывающую соотношение между диаметрами ядра сварной точки и поперечными растягивающими усилиями.

Фиг. 8 представляет собой иллюстрацию, включающую вид спереди и вид справа, показывающую формы и размеры канального элемента с профилем в виде шляпы и закрывающей пластины, включенной в сварную конструкцию, которая используется в испытаниях на смятие при деформации изгиба.

Фиг. 9 представляет собой диаграмму, показывающую соотношение между диаметрами ядра сварной точки и поглощенной энергией при деформации изгиба.

Фиг. 10 представляет собой иллюстрацию, включающую вид спереди и вид справа, показывающую формы и размеры канального элемента с профилем в виде шляпы и закрывающей пластины, включенной в сварную конструкцию, которая используется в испытаниях на осевое смятие.

Фиг. 11 представляет собой диаграмму, показывающую соотношение между диаметрами ядра сварной точки и поглощенной энергией при деформации осевого смятия.

Фиг. 12 представляет собой характеристическую диаграмму, показывающую соотношение между диаметрами ядра сварной точки d_ng (мм) и средней толщиной одного стального листа t_ave (мм), когда сварная конструкция получается с помощью способа в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

Фиг. 13A представляет собой вид справа, схематично иллюстрирующий пример Е конфигурации сварной конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления.

Фиг. 13B представляет собой вид справа, схематично иллюстрирующий пример F конфигурации сварной конструкции в соответствии с вторым вариантом осуществления.

Фиг. 14A представляет собой вид справа, схематично иллюстрирующий пример G конфигурации сварной конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления.

Фиг. 14B представляет собой вид справа, схематично иллюстрирующий пример H конфигурации сварной конструкции в соответствии с вторым вариантом осуществления.

Фиг. 15 представляет собой вид справа, схематично иллюстрирующий пример I конфигурации сварной конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления.

Фиг. 16 представляет собой вид справа, схематично иллюстрирующий пример J конфигурации сварной конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления.

Фиг. 17 представляет собой вид справа, схематично иллюстрирующий пример K конфигурации сварной конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0021] Далее в настоящем документе будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что в данном описании и приложенных чертежах структурные элементы, которые имеют по существу одну и ту же функцию и структуру, обозначаются одними и теми же ссылочными обозначениями, а их повторное объяснение опускается.

[0022] Далее будут подробно описаны сварная конструкция и способ для производства сварной конструкции в соответствии с настоящим изобретением.

<Сварная конструкция>

Как было описано выше, предлагается сварная конструкция, включающая в себя два или три стальных листа и перекрывающуюся часть, в которой стальные листы перекрываются и соединяются точечной сваркой во множестве положений, включающая в себя участок сварной точки, причем когда диаметр ядра сварной точки равен d_ng (мм), диаметр наконечника электрода, используемого при точечной сварке, равен d (мм), и средняя толщина стальных листов на один стальной лист в перекрывающейся части равна t_ave (мм), участок сварной точки удовлетворяет нижеприведенному условию (a) или условию (b) в соответствии со средней толщиной t_ave (мм).

(a) d_ng > d(t_ave)^1/2, когда 0,5 мм ≤ t_ave < 1,1 мм (1)

(b) d_ng > 1,05d, когда 1,1 мм ≤ t_ave ≤ 2,6 мм (2)

[0023] Сварная конструкция в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения может иметь конфигурацию, в которой два стальных листа перекрываются в перекрывающейся части (именуемую в дальнейшем как «первый вариант осуществления»). Когда два стальных листа являются первым и вторым стальными листами, первый стальной лист может служить в качестве элемента канала с профилем в виде шляпы, а второй стальной лист может служить в качестве элемента закрывающей пластины, например, как описывается далее со ссылкой на Фиг. 8.

[0024] Сварная конструкция в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения может иметь конфигурацию, включающую в себя три стальных листа (именуемую в дальнейшем как «второй вариант осуществления»). В этом случае два листа из этих трех листов могут перекрываться в перекрывающейся части, или все из этих трех листов могут перекрываться в перекрывающейся части. Сварная конструкция второго варианта осуществления может быть сформирована, например, из трубчатого тела и промежуточной пластины, которая разделяет внутреннее пространство тела. Более конкретно, примеры конфигурации, проиллюстрированные на Фиг. 2A - 2D, могут быть использованы, когда эти три стальных листа служат в качестве первого, второго и третьего стальных листов.

[0025] Фиг. 2A - 2D представляют собой виды справа, схематично иллюстрирующие примеры конфигурации сварной конструкции в соответствии с вторым вариантом осуществления. Фиг. 2A, 2B, 2C и 2D иллюстрируют пример конфигурации A, пример конфигурации B, пример конфигурации C, и пример конфигурации D, соответственно. Сварная конструкция 43, проиллюстрированная на Фиг. 2A, имеет тело, сформированное из первого стального листа 53 и второго стального листа 63, а также промежуточную пластину, сформированную из третьего стального листа 73. Первый стальной лист 53 является канальным элементом с профилем в виде шляпы, а второй стальной лист 63 является элементом закрывающей пластины. Сварная конструкция в примере конфигурации A имеет четыре перекрытые части, и два из этих трех стальных листов перекрываются в каждой перекрывающейся части.

[0026] Каждая из сварных конструкций (44-46), проиллюстрированных на Фиг. 2B - 2D, имеет тело, сформированное из первого стального листа (54-56) и второго стального листа (64-66). Промежуточная пластина формируется из третьего стального листа (74-76). Каждый из первого стального листа (54-56) и второго стального листа (64-66) имеет две загнутые части с предопределенным углом (90° на приведенных чертежах). Сварная конструкция примеров конфигурации B - D имеет две перекрывающихся части, в каждой из которых перекрываются все эти три стальных листа.

[0027] Фиг. 13A и 13B иллюстрируют пример конфигурации E и пример конфигурации F, Фиг. 14A и 14B иллюстрируют пример конфигурации G и пример конфигурации H, и Фиг. 15, 16, и 17 иллюстрируют пример конфигурации I, пример конфигурации J и пример конфигурации K, соответственно. Сварная конструкция 80, проиллюстрированная на Фиг. 13A, имеет тело, сформированное из первого стального листа 83 и второго стального листа 93. Сварная конструкция 82, проиллюстрированная на Фиг. 13B, имеет тело, сформированное из первого стального листа 83 и второго стального листа 93, а также промежуточную пластину, сформированную из третьего стального листа 84. Первый стальной лист 83 является канальным элементом с профилем в виде шляпы, а второй стальной лист 93 является элементом закрывающей пластины. Сварная конструкция в примере конфигурации E имеет две перекрывающиеся части, и два стальных листа перекрываются в каждой перекрывающейся части. Сварная конструкция в примере конфигурации F имеет четыре перекрывающиеся части, и два из трех стальных листов перекрываются в каждой перекрывающейся части.

[0028] Сварная конструкция 100, проиллюстрированная на Фиг. 14A, имеет тело, сформированное из первого стального листа 103 и второго стального листа 113. Сварная конструкция 101, проиллюстрированная на Фиг. 14B, имеет тело, сформированное из первого стального листа 103 и второго стального листа 113, а также промежуточную пластину, сформированную из третьего стального листа 114. Первый стальной лист 103 является канальным элементом с профилем в виде шляпы, а второй стальной лист 113 является элементом закрывающей пластины. Сварная конструкция в примере конфигурации G имеет две перекрывающиеся части, и два стальных листа перекрываются в каждой перекрывающейся части. Сварная конструкция в примере конфигурации H имеет четыре перекрывающиеся части, и два из трех стальных листов перекрываются в трех перекрывающихся частях. В оставшейся перекрывающейся части перекрываются три стальных листа.

[0029] Сварная конструкция 120, проиллюстрированная на Фиг. 15, имеет тело, сформированное из первого стального листа 123 и второго стального листа 133. Первый стальной лист 123 является канальным элементом с профилем в виде шляпы, а второй стальной лист 133 является элементом закрывающей пластины. Сварная конструкция в примере конфигурации I имеет три перекрывающиеся части, и два стальных листа перекрываются в каждой перекрывающейся части.

[0030] Сварная конструкция 140, проиллюстрированная на Фиг. 16, имеет тело, сформированное из первого стального листа 143 и второго стального листа 153. Первый стальной лист 143 является канальным элементом с профилем в виде шляпы, а второй стальной лист 153 является элементом закрывающей пластины. Сварная конструкция в примере конфигурации J имеет две перекрывающиеся части, и два стальных листа перекрываются в каждой перекрывающейся части.

[0031] Сварная конструкция 150, проиллюстрированная на Фиг. 17, имеет тело, сформированное из первого стального листа 153 и второго стального листа 163. Первый стальной лист 153 является канальным элементом с профилем в виде шляпы, а второй стальной лист 163 является элементом закрывающей пластины. Сварная конструкция в примере конфигурации K имеет две перекрывающиеся части, и два стальных листа перекрываются в каждой перекрывающейся части.

[0032] Что касается Фиг. 1, такие сварные конструкции настоящего варианта осуществления могут быть применены, например, к любому из крешбоксов 1a и 1b, переднего бокового элемента 2, заднего бокового элемента 3, поперечин пола 4 и 4', упрочнения бампера 5, средней стойки 6 и боковой продольной балки 7.

[0033] В большинстве случаев столкновение автомобиля может произойти спереди, сзади и сбоку (соответственно представлены надписями «передний удар», «задний удар» и «боковой удар» с соответствующими толстыми стрелками на Фиг. 1). В таком случае элемент, находящийся около подвергшейся удару части автомобиля, деформируется. Каждый из вышеописанных элементов имеет форму, проходящую в продольном направлении. Когда усилие при столкновении прикладывается вдоль продольного направления (то есть, осевого направления) вблизи от конца элемента, происходит осевая деформация смятия (прогрессирующая пластическая деформация продольного изгиба), при которой элемент сжимается в гармошку (или складывается в складки) в продольном направлении. В дополнение к этому, когда элемент имеет изогнутую часть, и усилие прикладывается при столкновении в направлении вдоль продольного направления, происходит деформация изгиба, сопровождающаяся продольным изгибом в изогнутой части. Когда усилие прикладывается при столкновении к центральной части элемента в направлении, перпендикулярном или наклонном к продольному направлению элемента, происходит деформация изгиба. Когда усилие прикладывается к элементу в поперечном направлении этого элемента, происходит сплющивание поперечного сечения, сопровождаемое деформацией изгиба, что приводит к общей деформации изгиба этого элемента.

[0034] Таблица 1 показывает примеры областей, в которых ожидается пластическая деформация при воздействии усилия (именуемых в дальнейшем «областями ожидаемой деформации») для каждого из элементов. Фиг. 3A - 3D представляют собой диаграммы, каждая из которых иллюстрирует области ожидаемой деформации переднего бокового элемента 2, средней стойки 6, заднего бокового элемента 3 и боковой продольной балки 7.

[0035]

[Таблица 1]

Сварная конструкция(название элемента)	Доля области ожидаемой деформации (%)	Область ожидаемой деформации
Передний боковой элемент	Приблизительно от 30 до 60	Осевая деформация смятия: область между передним концом и приблизительно 250 мм от переднего концаДеформация изгиба: область приблизительно 300 мм длиной в средней части в продольном направлении
Средняя стойка	Приблизительно от 20 до 50	Деформация изгиба: область между верхним концом и приблизительно 150 мм от верхнего концаСмятие поперечного сечения: область между нижним концом и приблизительно 300 мм от нижнего конца
Задний боковой элемент	Приблизительно от 35 до 60	Осевая деформация смятия: область между задним концом и приблизительно 250 мм от заднего концаДеформация изгиба: область приблизительно 300 мм длиной в средней части в продольном направлении
Боковая продольная балка	Приблизительно от 30 до 60	Осевая деформация смятия: область между передним концом и приблизительно 100 мм от переднего концаДеформация изгиба: область приблизительно 300 мм длиной в средней части в продольном направлении

Следует отметить, что термины «передний конец», «задний конец», «верхний конец» и «нижний конец» относятся к соответствующим элементам, которые устанавливаются на автомобиле.

[0036] В этих элементах, которые являются сварной конструкцией, множество сварных частей, создаваемых с помощью точечной сварки, формируются, например, с равными интервалами вдоль продольного направления каждого элемента. Сварные части, присутствующие в области ожидаемой деформации, удовлетворяют либо вышеупомянутому условию (a), либо вышеупомянутому условию (b).

[0037] В примерах, приведенных в Таблице 1 и на Фиг. 3A - 3D, длина областей ожидаемой деформации относительно продольного направления сварной конструкции составляет приблизительно от 20 до 60% полной длины сварной конструкции. Таким образом, в том случае, когда участки сварной точки присутствуют приблизительно на равных интервалах по всей сварной конструкции в ее продольном направлении, приблизительно от 20 до 60% всех участков сварной точки присутствуют в области ожидаемой деформации. В этом случае, остающиеся участки сварной точки не должны удовлетворять ни одному из условий (a) или (b).

[0038] Что касается крешбоксов 1a и 1b и упрочнения бампера 5 (см. Фиг. 1), область ожидаемой деформации покрывает всю область каждого элемента, и все сварные части каждого элемента должны удовлетворять условию (a) или (b).

[0039] Диаметр ядра сварной точки, определяемый в условиях (a) и (b), больше чем диаметр ядра сварной точки, который может быть сформирован известной точечной сваркой без образования выплеска.

[0040] Выплеск образуется вследствие того, что точечная сварка локально создает область высокой плотности электрического тока внутри ожидаемой области сварки основного стального листа, и быстрое нагревание и плавление этой области заставляют расплав основного металла разбрызгиваться. Следовательно, когда эти сварочные брызги прилипают к сварной конструкции, форма ядра сварной точки с точки зрения размера и распределения толщины и т.п. становится неоднородной, даже если условия точечной сварки остаются теми же самыми. В результате сварная конструкция, имеющая сварные части, которые удовлетворяют условиям (a) и (b), не может быть получена во всех областях ожидаемой деформации. Кроме того, это не позволяет устойчиво обеспечить ядра сварной точки, имеющие высокую прочность, и таким образом создает условия для частого образования разрушения при сдвиге, даже если условия (a) и (b) удовлетворяются.

[0041] Сварная конструкция данного варианта осуществления не вызывает образования выплеска и прилипания брызг, и расплав нагретого и расплавленного основного металла не разбрызгивается из расплавленных частей во время производства. Таким образом, однородное нагревание достигается внутри ожидаемой области сварки, что заставляет размер и форму ядер сварной точки быть по существу однородными, когда условия точечной сварки остаются постоянными. В сварной конструкции данного варианта осуществления удовлетворение условий (a) или (b) делает прочность ядра сварной точки стабильно высокой, и разрушение при сдвиге становится маловероятным.

[0042] В данном варианте осуществления, когда диаметр наконечника электрода, используемого при точечной сварке, является неизвестным, диаметр углубления, образующегося на поверхности стального листа сварной конструкции, может рассматриваться как диаметр наконечника электрода. Это углубление формируется наконечником электрода, прижимаемым к поверхности стального листа во время точечной сварки. Далее структура сварной конструкции и способ для определения диаметра углубления будут описаны для случая, в котором соединяются два стальных листа (первый и второй стальные листы).

[0043] Фиг. 4A представляет собой поперечное сечение, иллюстрирующее область вблизи участка сварной точки в сварной конструкции.

Эта сварная конструкция 10 включает в себя первый стальной лист 11 и второй стальной лист 12. Эта сварная конструкция 10 имеет перекрывающуюся часть, в которой первый и второй стальные листы 11 и 12 перекрывают друг друга. Первый стальной лист 11 и второй стальной лист 12 соединяются во множестве положений в этой перекрывающейся части с помощью точечной сварки. На Фиг. 4A показана только одна часть 13 сварной точки.

[0044] Углубление 15, которое соответствует наконечнику электрода, используемого для точечной сварки, формируется на поверхности каждого из первого и второго стальных листов 11 и 12. На Фиг. 4A вдавленная часть является углублением 15. Ядро 14 сварной точки формируется внутри сварной части 13. На Фиг. 4A сварная часть 13 является по существу симметричной относительно плоскости между первым стальным листом 11 и вторым стальным листом 12, и таким образом ссылочные цифры для углубления 15 показаны только для одного из первого и второго стальных листов 11 и 12.

[0045] В данном варианте осуществления диаметр ядра сварной точки d_ng определяется как максимальная длина ядра 14 сварной точки в направлении, параллельном стальным листам (11 и 12) около ядра 14 сварной точки. Фиг. 4A представляет собой поперечное сечение, перпендикулярное к первому и второму стальным листам, иллюстрирующее поперечное сечение углубления 15, включающее в себя часть максимального диаметра (именуемое в дальнейшем «поперечным сечением максимального диаметра»). Максимальная длина ядра 14 сварной точки в направлении, параллельном первому и второму стальным листам 11 и 12 в этом поперечном сечении может рассматриваться как диаметр ядра сварной точки. В плоскости разреза сварной части 13 ядро 14 сварной точки имеет различный цвет (яркость), и тем самым длина ядра 14 сварной точки в направлении, параллельном первому и второму стальным листам 11 и 12, может быть легко определена.

[0046] Углубление 15 соответствует области, которая прижимается наконечником электрода при выполнении точечной сварки. Когда тип и толщина стальных листов (первого стального листа 11 и второго стального листа 12 на чертеже), которые сжимаются электродами, являются одинаковыми, существует тенденция увеличения глубины углубления 15 при увеличении диаметра ядра сварной точки d_ng.

[0047] Диаметр d углубления 15 (то есть диаметр наконечника электрода, используемого для точечной сварки) в данном варианте осуществления определяется как описано ниже.

На Фиг. 4A, области, в которых кривизна изменяется, могут быть идентифицированы около обоих концов углубления 15. Внутренние поверхности углубления 15 включают в себя нижнюю поверхность, которая искривляется с большим радиусом искривления (или является плоской поверхностью), и наклонные поверхности, которые формируются на периферии нижней поверхности и наклонены в целом по отношению к нижней поверхности, и которые имеют радиус кривизны меньше, чем у нижней поверхности. В поперечном сечении, показанном на Фиг. 4A, кривизна контура углубления 15 изменяется между нижней поверхностью и наклонными поверхностями. В этом случае диаметр d углубления 15 является расстоянием между двумя точками 16a и 16b, в которых кривизна изменяется (или изменение кривизны становится максимальным) в этом поперечном сечении (максимальный диаметр в поперечном сечении).

[0048] Фиг. 4B иллюстрирует область вблизи сварной части 13, показывая максимальный диаметр в поперечном сечении той части, в которой область, где кривизна изменяется в углублении 15, не наблюдается, но величина вдавливания D углубления 15 является идентифицируемой. На Фиг. 4B одни и те же ссылочные цифры используются для компонентов, подобных компонентам на Фиг. 4A, и тем самым их описание может быть опущено.

[0049] В этом случае (включая случай, в котором область, где изменения кривизны наблюдаются только около одного конца углубления 15), длина углубления 15 (вдавленной области) в направлении, параллельном стальным листам (11 и 12) в этом поперечном сечении, рассматривается как диаметр d углубления 15.

[0050] Фиг. 4C представляет собой фотографию, показывающую плоскость сечения части около сварной части 13, которая разрезана по максимальному диаметру в поперечном сечении. В этой части глубина углубления 15 не является идентифицируемой. На Фиг. 4С одни и те же ссылочные цифры используются для компонентов, подобных компонентам на Фиг. 4A, и тем самым их описание может быть пропущено. Упрочненная часть 17, образующаяся под влиянием тепла, присутствует вокруг ядра 14 сварной точки. Упрочненная часть 17 формируется первым и вторым стальными листами 11 и 12 по мере того, как основные ме