JPH11347643A - 板材の液圧バルジ成形方法 - Google Patents
板材の液圧バルジ成形方法Info
- Publication number
- JPH11347643A JPH11347643A JP10164548A JP16454898A JPH11347643A JP H11347643 A JPH11347643 A JP H11347643A JP 10164548 A JP10164548 A JP 10164548A JP 16454898 A JP16454898 A JP 16454898A JP H11347643 A JPH11347643 A JP H11347643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- range
- thickness
- forming method
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形品に成形ビード形状を残すことなく材料
流入制御をすることが可能であり、しわの発生を抑制す
ることができる板材の液圧バルジ成形方法を提供するこ
と。 【解決手段】 薄い板材８ａと厚い板材８ｂとの外周部
を溶接した材料８において、材料流入を制御したい範囲
９に、材料流入方向と平行な方向に溶接ビード１０を施
す方法とした。
流入制御をすることが可能であり、しわの発生を抑制す
ることができる板材の液圧バルジ成形方法を提供するこ
と。 【解決手段】 薄い板材８ａと厚い板材８ｂとの外周部
を溶接した材料８において、材料流入を制御したい範囲
９に、材料流入方向と平行な方向に溶接ビード１０を施
す方法とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車構造用金属材
料を重ねてレーザ溶接した後、液圧で膨張成形する板材
の液圧バルジ成形方法に関する。
料を重ねてレーザ溶接した後、液圧で膨張成形する板材
の液圧バルジ成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の板材の液圧バルジ成形方法（図
５）においては、重ね合わせた板０１ａ，０１ｂの外周
部をレーザビーム０２でレーザ溶接した後、上下の雌型
０３ａ，０３ｂで材料を挟み込み、あらかじめ一方の板
に空けた穴から液体０４を注入し膨張させ成形する方法
を行っていた。
５）においては、重ね合わせた板０１ａ，０１ｂの外周
部をレーザビーム０２でレーザ溶接した後、上下の雌型
０３ａ，０３ｂで材料を挟み込み、あらかじめ一方の板
に空けた穴から液体０４を注入し膨張させ成形する方法
を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の板材の液圧バルジ成形方法では、図６のように
成形部品０５の断面積が部品長手方向で大きく変化する
ような場合、断面積の大きい範囲の板押さえ部の材料が
大幅に流入することによって、外周溶接部の剥離破断が
発生したり、断面積の変化による材料流入の不釣合い
や、材料余り現象による、しわの発生が問題となる。し
わ抑制のためには、成形途中に材料に張力を与える方法
が一般的にとられ、プレス成形では、成形型に図７に示
すような成形ビード０７を施し、成形時に材料に張力を
働かせて材料流入制御を行っているが、板材０１の液圧
バルジ成形方法では板材０１の端部を溶接しているので
トリム工程（成形後の余分な材料を落とす工程）ができ
ないため、成形ビード０７を用いると、部品最終形状に
成形ビード０７が残ってしまう。また、材料が多く流入
する部位の材料形状を、流入する分を見込んで大きめに
することにより、流入抵抗を増やして流入制御する方法
でも、トリム工程が無いことにより、板押さえ部の材料
が残り、不要な部分が多くなることによる重量増加につ
ながるか、または、板押さえ部の材料流入の不釣合いが
更に大きくなり、板押さえ部のしわが増加する問題点が
ある。本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであ
り、板材の液圧バルジ成形途中における板押さえ部の材
料流入を、レーザビームによる溶接ビードを用いて制御
することにより、上記問題点を解決することを目的とし
ている。
な従来の板材の液圧バルジ成形方法では、図６のように
成形部品０５の断面積が部品長手方向で大きく変化する
ような場合、断面積の大きい範囲の板押さえ部の材料が
大幅に流入することによって、外周溶接部の剥離破断が
発生したり、断面積の変化による材料流入の不釣合い
や、材料余り現象による、しわの発生が問題となる。し
わ抑制のためには、成形途中に材料に張力を与える方法
が一般的にとられ、プレス成形では、成形型に図７に示
すような成形ビード０７を施し、成形時に材料に張力を
働かせて材料流入制御を行っているが、板材０１の液圧
バルジ成形方法では板材０１の端部を溶接しているので
トリム工程（成形後の余分な材料を落とす工程）ができ
ないため、成形ビード０７を用いると、部品最終形状に
成形ビード０７が残ってしまう。また、材料が多く流入
する部位の材料形状を、流入する分を見込んで大きめに
することにより、流入抵抗を増やして流入制御する方法
でも、トリム工程が無いことにより、板押さえ部の材料
が残り、不要な部分が多くなることによる重量増加につ
ながるか、または、板押さえ部の材料流入の不釣合いが
更に大きくなり、板押さえ部のしわが増加する問題点が
ある。本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであ
り、板材の液圧バルジ成形途中における板押さえ部の材
料流入を、レーザビームによる溶接ビードを用いて制御
することにより、上記問題点を解決することを目的とし
ている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、自動車構造部品で一般的に使用される板
厚０．６〜２．０ｍｍの金属板を用い、その金属板を重
ね合わせ、外周部で連続的に溶接した後、上型と下型と
で挟み込み、一方の板にあらかじめ開けられた穴を通じ
て液体を媒介とした内圧を加えることにより、板材を所
定の形状に成形する板材の液圧バルジ成形方法におい
て、材料の流入を制限したい範囲の板押さえ部に、重な
った２枚の板の薄い側からレーザビームを照射し、レー
ザビームによって材料流入方向に対し平行方向で、且つ
薄い側の板厚ｔ１の２倍以上で２枚の合計板厚までの溶
け込み深さを有し、さらにその間隔Ｗは３ｔ１以上６ｔ
１以下の範囲である溶接ビードを形成することを特徴と
する。
め、本発明は、自動車構造部品で一般的に使用される板
厚０．６〜２．０ｍｍの金属板を用い、その金属板を重
ね合わせ、外周部で連続的に溶接した後、上型と下型と
で挟み込み、一方の板にあらかじめ開けられた穴を通じ
て液体を媒介とした内圧を加えることにより、板材を所
定の形状に成形する板材の液圧バルジ成形方法におい
て、材料の流入を制限したい範囲の板押さえ部に、重な
った２枚の板の薄い側からレーザビームを照射し、レー
ザビームによって材料流入方向に対し平行方向で、且つ
薄い側の板厚ｔ１の２倍以上で２枚の合計板厚までの溶
け込み深さを有し、さらにその間隔Ｗは３ｔ１以上６ｔ
１以下の範囲である溶接ビードを形成することを特徴と
する。
【０００５】
【作用】本発明の板材の液圧バルジ成形方法によれば、
成形時に材料流入を制限したい範囲の板押さえ部に、重
なった２枚の板の薄い側からレーザビームを照射し、材
料流入方向に対し平行方向で、且つ薄い側の板厚ｔ１の
２倍以上の溶け込み深さを有し、さらにその間隔Ｗは３
ｔ１以上６ｔ１以下の範囲である溶接ビードを形成する
ことにより、部品形状に成形ビード形状を残すことな
く、しわの発生を抑制するための材料流入制御が可能と
なる。
成形時に材料流入を制限したい範囲の板押さえ部に、重
なった２枚の板の薄い側からレーザビームを照射し、材
料流入方向に対し平行方向で、且つ薄い側の板厚ｔ１の
２倍以上の溶け込み深さを有し、さらにその間隔Ｗは３
ｔ１以上６ｔ１以下の範囲である溶接ビードを形成する
ことにより、部品形状に成形ビード形状を残すことな
く、しわの発生を抑制するための材料流入制御が可能と
なる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態の板材
の液圧バルジ成形方法を適用する、部品断面積が長手方
向に大きく変化する部品形状の一例である。このような
形状の成形部品０５に、板材の液圧バルジ成形を適用す
ると、断面積の大きい板押さえ部の材料が大幅に流入す
ることによって、外周溶接部の剥離破断が発生したり、
断面積が変化する範囲０６での断面積の違いによる材料
流入の不釣合いや、材料余り現象による、しわの発生が
問題となる。
を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態の板材
の液圧バルジ成形方法を適用する、部品断面積が長手方
向に大きく変化する部品形状の一例である。このような
形状の成形部品０５に、板材の液圧バルジ成形を適用す
ると、断面積の大きい板押さえ部の材料が大幅に流入す
ることによって、外周溶接部の剥離破断が発生したり、
断面積が変化する範囲０６での断面積の違いによる材料
流入の不釣合いや、材料余り現象による、しわの発生が
問題となる。
【０００７】図１は、本実施の形態の材料流入制御のた
めの溶接ビードを示す説明図で、外周部を溶接した材料
８において、材料流入を制御したい範囲９に、材料流入
方向と平行な方向に溶接ビード１０を施すことで、上記
の問題を生じることなく材料流入を制御している。
めの溶接ビードを示す説明図で、外周部を溶接した材料
８において、材料流入を制御したい範囲９に、材料流入
方向と平行な方向に溶接ビード１０を施すことで、上記
の問題を生じることなく材料流入を制御している。
【０００８】以下はその検証実験結果である。自動車車
体で使用される金属材料で、厚い部類に入る板厚２．０
ｍｍ（ｔ２）の板材８ｂと１．６ｍｍ（ｔ１）の板材８
ａ（どちらも４４０ＭＰａ級鋼板）を使用し、所定の形
状に切断した後、外周部をレーザ溶接により接合した。
その後、材料流入を制御したい範囲９に、少ないエネル
ギで必要な溶接部幅を確保するために、図２に示す如
く、重なり合った２枚の板材８ａ，８ｂの薄い板材８ａ
側からレーザビーム２を照射し、薄い板材８ａの板厚ｔ
１に対し深さｄが１．７ｔ１≦ｄ≦２．３ｔ１の範囲の
溶接ビード１０をそれぞれ形成した。溶接ビード１０の
長さは、材料の流入を制御したい量、即ち残しておく板
押さえ部の材料により、施工者が任意に設定した。
体で使用される金属材料で、厚い部類に入る板厚２．０
ｍｍ（ｔ２）の板材８ｂと１．６ｍｍ（ｔ１）の板材８
ａ（どちらも４４０ＭＰａ級鋼板）を使用し、所定の形
状に切断した後、外周部をレーザ溶接により接合した。
その後、材料流入を制御したい範囲９に、少ないエネル
ギで必要な溶接部幅を確保するために、図２に示す如
く、重なり合った２枚の板材８ａ，８ｂの薄い板材８ａ
側からレーザビーム２を照射し、薄い板材８ａの板厚ｔ
１に対し深さｄが１．７ｔ１≦ｄ≦２．３ｔ１の範囲の
溶接ビード１０をそれぞれ形成した。溶接ビード１０の
長さは、材料の流入を制御したい量、即ち残しておく板
押さえ部の材料により、施工者が任意に設定した。
【０００９】また、図３に示す如く、溶接ビード１０の
間隔Ｗは、薄い板材８ａの板厚ｔ１に対し３ｔ１≦Ｗ≦
８ｔ１の範囲となるように形成し、液圧バルジ成形を行
った。
間隔Ｗは、薄い板材８ａの板厚ｔ１に対し３ｔ１≦Ｗ≦
８ｔ１の範囲となるように形成し、液圧バルジ成形を行
った。
【００１０】図４は、その成形結果を表わす。図におい
て、○は最終形状まで問題なく成形でき、溶接ビード１
０を施した範囲の流入が制限されているもの、△１は液
漏れ破断は無かったが溶接ビード１０部分が剥離して流
入したもの、△２はほぼ最終形状に成形できたが液漏れ
したもの、×は破断したものを示す。
て、○は最終形状まで問題なく成形でき、溶接ビード１
０を施した範囲の流入が制限されているもの、△１は液
漏れ破断は無かったが溶接ビード１０部分が剥離して流
入したもの、△２はほぼ最終形状に成形できたが液漏れ
したもの、×は破断したものを示す。
【００１１】この結果から、溶接ビード１０の間隔Ｗは
３ｔ１≦Ｗ≦６ｔ１の範囲、溶接ビード１０の深さｄは
２ｔ１≦ｄ≦ｔ１＋ｔ２の範囲であれば、溶接ビード１
０に起因する破断が生じることなく、成形時の流入制限
が可能となることが分かった。
３ｔ１≦Ｗ≦６ｔ１の範囲、溶接ビード１０の深さｄは
２ｔ１≦ｄ≦ｔ１＋ｔ２の範囲であれば、溶接ビード１
０に起因する破断が生じることなく、成形時の流入制限
が可能となることが分かった。
【００１２】今回の結果は、板厚が厚い板材８ｂが２ｍ
ｍで、薄い板材８ａが１．６ｍｍのものであったが、自
動車で一般に使用される０．６ｍｍから２．０ｍｍの間
であれば、板厚が厚いほど溶接ビード１０に起因する破
断が生じやすいため、上記範囲を満たしていれば、問題
無いといえる。また、本実施の形態の板材の液圧バルジ
成形方法による材料流入制御を行った結果、材料流入制
御をしていない状態ではしわが発生した部品で、しわの
発生を抑制して成形することが可能となった。
ｍで、薄い板材８ａが１．６ｍｍのものであったが、自
動車で一般に使用される０．６ｍｍから２．０ｍｍの間
であれば、板厚が厚いほど溶接ビード１０に起因する破
断が生じやすいため、上記範囲を満たしていれば、問題
無いといえる。また、本実施の形態の板材の液圧バルジ
成形方法による材料流入制御を行った結果、材料流入制
御をしていない状態ではしわが発生した部品で、しわの
発生を抑制して成形することが可能となった。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
板材の液圧バルジ成形加工において、成型品に成形ビー
ド形状を残すことなく材料流入制御をすることが可能と
なり、しわの発生を抑制することが可能となる。
板材の液圧バルジ成形加工において、成型品に成形ビー
ド形状を残すことなく材料流入制御をすることが可能と
なり、しわの発生を抑制することが可能となる。
【図１】本発明実施の形態の材料流入制御のための溶接
ビードを示す説明図である。
ビードを示す説明図である。
【図２】実施の形態の溶接ビードの溶け込み深さｄを示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】実施の形態の溶接ビードの間隔Ｗを示す説明図
である。
である。
【図４】本実施の形態の液圧バルジ成形の成形結果を示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】従来の板材の液圧バルジ成形方法を示す説明図
である。
である。
【図６】部品断面積が長手方向に大きく変化する部品形
状の一例を示す図である。
状の一例を示す図である。
【図７】一般的なプレス成形に見られる成形ビードを示
す図である。
す図である。
２ レーザビーム ８ 材料 ８ａ 薄い板材 ８ｂ 厚い板材 ９ 材料流入を制御したい範囲 １０ 溶接ビード
Claims (1)
- 【請求項１】 自動車構造部品で一般的に使用される板
厚０．６〜２．０ｍｍの金属板を用い、その金属板を重
ね合わせ、外周部で連続的に溶接した後、上型と下型と
で挟み込み、一方の板にあらかじめ開けられた穴を通じ
て液体を媒介とした内圧を加えることにより、板材を所
定の形状に成形する板材の液圧バルジ成形方法におい
て、 材料の流入を制限したい範囲の板押さえ部に、重なった
２枚の板の薄い側からレーザビームを照射し、レーザビ
ームによって材料流入方向に対し平行方向で、且つ薄い
側の板厚ｔ１の２倍以上で２枚の合計板厚までの溶け込
み深さを有し、さらにその間隔Ｗは３ｔ１以上６ｔ１以
下の範囲である溶接ビードを形成することを特徴とする
板材の液圧バルジ成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10164548A JPH11347643A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 板材の液圧バルジ成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10164548A JPH11347643A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 板材の液圧バルジ成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347643A true JPH11347643A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15795260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10164548A Pending JPH11347643A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 板材の液圧バルジ成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11347643A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6722009B2 (en) | 2001-05-10 | 2004-04-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metallic sheet hydroforming method, forming die, and formed part |
| JP2006159276A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 予備成形体、液圧成形方法および液圧成形品 |
| JP2008155226A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Nippon Steel Corp | 鋼板の重ねレーザ溶接継手及び重ねレーザ溶接方法 |
| WO2018068693A1 (zh) * | 2016-10-10 | 2018-04-19 | 山东大学 | 一种激光驱动液压胀形的板材铆接方法及结构 |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP10164548A patent/JPH11347643A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6722009B2 (en) | 2001-05-10 | 2004-04-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metallic sheet hydroforming method, forming die, and formed part |
| JP2006159276A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 予備成形体、液圧成形方法および液圧成形品 |
| JP2008155226A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Nippon Steel Corp | 鋼板の重ねレーザ溶接継手及び重ねレーザ溶接方法 |
| WO2018068693A1 (zh) * | 2016-10-10 | 2018-04-19 | 山东大学 | 一种激光驱动液压胀形的板材铆接方法及结构 |
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