专利名称：激光焊接的多层钢垫片组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机使用的多层钢垫片。更具体地，本发明涉及生产这种多层钢垫片组件的方法。
背景技术：
在传统上，多层钢垫片多用来在机械系统或装置，如内燃机的两个配合元件之间形成密封，防止燃烧气体、冷却水、润滑油等物质泄漏。常用的方法通常是在发动机组与汽缸盖之间和发动机组与排气集管之间设置一个多层钢垫片组件。汽缸盖垫片常延伸到发动机缸膛周围，密封缸膛内的高压燃烧气体、密封油和冷却剂通道。排气集管通常延伸到发动机排气口周围，密封流入排气系统的高压废气。一旦装置这种多层钢垫片组件后，该垫片组件便承受螺栓连接的发动机部件的负荷，并依赖该负荷而在其间提供严密的密封。
在生产多层钢垫片时，常常至少有一个涂覆层置于多个钢垫片之间形成一个垫片组件，使该垫片组件所确定的密封口是同心的，涂覆层也基本上与这些多个钢垫片共同延伸。
涂覆层所选用的材料通常固有绝缘特性。因此，涂覆层的电阻显著地大于钢垫片的电阻，使这些钢垫片彼此互相绝缘。正因为如此，运用电阻焊接法使多个钢垫片结合在一起是不可行的。在这种情况下，通常是采用铆钉或金属圈的方式将这些有涂覆层的垫片固定起来。虽说是有效，但使用铆钉或金属圈不仅增加了额外成本而且还给垫片的生产带来了麻烦。
发明内容
本发明提供了一种生产多层钢垫片组件的方法。这种多层钢垫片组件包括多个钢垫片和至少一个涂覆层，其中，钢垫片具有预先确定的电阻值，而涂覆层的电阻则显著地大于这些钢垫片的电阻。涂覆层的材料涂覆于这些钢垫片中至少一个钢垫片的至少一个表面上，从而至少提供一个经涂覆的垫片。该涂覆垫片与至少另一个钢垫片组配成一个理想的结构，然后该涂覆垫片再与另一个钢垫片用激光焊接在一起，从而形成多层钢垫片组件。
因此，本发明可理解为通过使用激光将涂覆垫片与至少另一个钢垫片焊接在一起，提供了一种改进的、生产多层钢垫片组件的方法。这种方法省掉了用铆钉或金属圈将涂覆垫片与另一个钢垫片连接在一起的单独操作，从而不仅改善了生产流程的效率，而且还降低了多层钢垫片组件的生产成本。
结合附图中具体实施方式
的介绍，本发明的优点便一目了然，更容易理解了。其中图1是多层钢垫片组件的部分分解透视图；图2是多层钢垫片组件的部分截面图；图3是另一实施例的多层钢垫片组件的部分截面图；图4是另外一个实施例的多层钢垫片组件的部分截面图；图5是另外一个实施例的多层钢垫片组件的部分截面图；图6是另外一个实施例的多层钢垫片组件的部分截面图；和图7是多层钢垫片组件的部分俯视图。
具体实施例方式
参看图1，本发明提供了一种用10表示的多层钢垫片组件的生产方法，该垫片组件包括多个钢垫片12，14和至少一个涂覆层16。每个垫片具有预先确定的电阻值，涂覆层材料的电阻值显著地大于多个钢垫片12，14的电阻值。生产多层垫片组件10的方法包括下述步骤将至少一个涂覆层16的材料涂覆到多个钢垫片12，14至少其中之一的至少一个表面18上，生成至少一个以20表示的被涂覆的垫片；将这至少一个被涂覆的垫片20与至少另一个钢垫片14组装；然后用一个JAG或CO2激光将组装好的垫片焊接起来，形成垫片组件10。
鉴于该至少一个涂覆层16所选用的材料的电阻值显著地大于多个钢垫片12，14的电阻值，因此不是总是能够采用传统的电阻焊接法将这些组装的垫片焊接起来，例如当该至少一个涂覆层16置于多个钢垫片12，14之间时，就不能使用这种方法了。本发明提供了使用激光将多个钢垫片12，14焊接在一起的方法，其中焊接点46穿过位于两者之间的该至少一个涂覆层16。焊接点46由激光产生，与传统的电阻焊接不同，不需要电接地操作。因此，激光能够在多个钢垫片12，14与该至少一个涂覆层16之间产生一个焊接点46，由于该涂覆层16位于它们之间，且具有极高的电阻，因此能阻止该多个钢垫片12，14之间的电接地。
这种生产多层钢垫片组件10的方法还可进一步包括放置多个钢垫片12，14和至少一个涂覆层16的步骤。这些多个钢垫片12，14和至少一个涂覆层16在组装之前可置于一个理想的结构中。
参看图2，垫片组件10的一种可能结构包括装置第一钢垫片12和第二钢垫片14以及至少一个涂覆层16。其中，该至少一个涂覆层16置于第一钢垫片12和第二钢垫片14的接合表面之间。
参看图3和图4，垫片组件10的第二种可能结构包括装置第一钢垫片12和第二钢垫片14以及多个涂覆层16，其中，这些多个涂覆层16中至少一个置于第一钢垫片12和第二钢垫片14的接合表面之间，且这些多个涂覆层16中至少一个覆盖第一钢垫片12和/或第二钢垫片14的非接合表面。
参看图5和图6，垫片组件10的第三种可能结构包括装置第一个钢垫片12和第二个钢垫片14以及至少一个涂覆层16。其中，第一钢垫片12和第二钢垫片14的接合表面36彼此直接接触，且该至少一个涂覆层16与第一钢垫片12和/或第二钢垫片14的非接合表面接触。
参看图1，这种生产多层钢垫片组件10的方法还可进一步包括将多个钢垫片12，14和至少一个涂覆层16置于成形模中的步骤。
这种生产多层钢垫片组件10的方法还可包括一个成形步骤。在成形步骤期间，成形模使多个钢垫片12，14和至少一个涂覆层16成形。多个钢垫片12，14和至少一个涂覆层16首选的造型包括在多个钢垫片12，14和至少一个涂覆层16中生成的多个对齐孔40，以及在多个钢垫片12，14中至少一个中和由多个钢垫片12，14确定的多个孔40中至少一个的周围形成多个弹性的(resilient)密封焊道42。
在完成垫片组件10的组装后，虽然人们期望能在任意时刻将这些组装的垫片进行焊接在一起的步骤，但首选的生产流程是在完成垫片组件10成形的步骤之后以及当它们仍处于成形模中时将它们焊接在一起。当然，也可以在成形步骤之前或之后当组装的垫片还位于成形模中时便进行将它们焊接在一起的步骤。
尽管本领域技术人员意识到有多种材料因其具有特殊的材料性能而均可作为供选择的材料，但用于该至少一个涂覆层16的首选材料是钼。材料的筛选取决于所期待的垫片组件用途以及涂覆材料所需的特性。
基于以上所述，再参看图2和图7，在一个较好实施例中，运用该生产方法生产的垫片组件10包括第一钢垫片12和第二钢垫片14以及由钼构成的、位于前两者之间的涂覆层16。垫片组件经激光焊接点46接合在一起，该焊接点46连接第一钢垫片12和第二钢垫片14并穿过涂覆层16。
显然，根据前面的叙述，本发明可能存在有多种改进和修改之处。因此，本发明可以理解为，在随附的权利要求书的范围之内，除了特殊说明，本发明可以付诸实施。本发明受权利要求书的限定。
权利要求
1.一种生产垫片组件的方法，所述垫片组件包括多个钢垫片和至少一个涂覆层，每个钢垫片具有预先确定的电阻值，而构成这个涂覆层的材料的电阻显著地大于这些钢垫片的电阻，所述生产方法包括下述步骤将至少一个涂覆层的材料涂覆到这些垫片中至少一个垫片的至少一个表面上，而提供至少一个经涂覆的垫片；将该至少一个经涂覆的垫片与至少另一个垫片组装；和然后将这些组装的垫片焊接在一起而形成垫片组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将组装的垫片焊接在一起的所述步骤进一步限定为用激光将组装的垫片焊接在一起。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于将组装的垫片焊接在一起的所述步骤是用一个JAG或CO2激光进行的。
4.根据权利要求1所述的方法，还进一步包括放置多个垫片和至少一个涂覆层的步骤，其中多个垫片和至少一个涂覆层置于一个组装前理想的结构中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于放置多个垫片和至少一个涂覆层的所述步骤进一步限定为放置第一垫片和第二垫片以及一个涂覆层，其中涂覆层置于第一垫片和第二垫片的接合表面之间。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于放置多个垫片和至少一个涂覆层的所述步骤进一步限定为放置第一垫片和第二垫片以及多个涂覆层，其中多个涂覆层中至少一个置于第一垫片和第二垫片的接合表面之间，且这些多个涂覆层中至少一个覆盖第一或第二垫片的非接合表面。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于放置多个垫片和至少一个涂覆层的所述步骤进一步限定为放置第一垫片和第二垫片以及多个涂覆层，其中多个涂覆层中至少一个置于第一垫片和第二垫片的接合表面之间，且这些多个涂覆层中至少一个覆盖第一和第二垫片的非接合表面。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于放置多个垫片和至少一个涂覆层的所述步骤进一步限定为放置第一垫片和第二垫片以及一个涂覆层，其中第一垫片和第二垫片的接合表面彼此互相直接接触，而涂覆层与第一或第二垫片的非接合表面接触。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于放置多个垫片和至少一个涂覆层的所述步骤进一步限定为放置第一垫片和第二垫片以及多个涂覆层，其中第一垫片和第二垫片的接合表面彼此互相直接接触，而多个涂覆层中至少一个与第一和第二垫片的非接合表面接触。
10.根据权利要求4所述的方法，还进一步包括在焊接前向成形模中放置多个垫片的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，还进一步包括这些垫片在所述成形模中成形的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于将这些垫片焊接在一起的步骤是在所述成形模中进行的。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述涂覆层的选用材料是钼。
14.一种垫片组件，它包括一个第一垫片和第二垫片以及至少一个涂覆层，该涂覆层涂覆在所述第一个或第二个垫片的表面上，且位于所述第一个和第二个垫片之间；多个对齐的孔，形成在所述第一个和第二个垫片以及所述涂覆层中；多个弹性密封焊道，形成在所述第一和第二垫片的至少其中一个中，并位于由所述第一个或第二个垫片确定的所述多个孔中至少一个的周围；和一个激光焊接点，直接连接所述第一和第二垫片并穿过所述的至少一个涂覆层。
全文摘要
本发明提供了一种生产多层钢垫片组件的方法。这种垫片组件包括多个钢垫片和至少一个涂覆层，每个钢垫片具有预先确定的电阻值，而构成这个涂覆层的材料的电阻显著地大于这些钢垫片的电阻。该方法包括下述步骤将构成这个涂覆层所选用的材料涂覆到这些垫片中至少一个的至少一个表面上，生产出至少一个经涂覆的垫片；将这个经涂覆的垫片与至少另一个垫片组装，使这个涂覆层在接合这些垫片时能省掉使用传统的电阻焊接法；然后用一个JAG或CO2激光将组装的垫片焊接在一起，生成多层钢垫片组件。
文档编号B23K26/00GK101068632SQ200480042371
公开日2007年11月7日 申请日期2004年11月10日 优先权日2004年1月13日
发明者劳埃德·加尔罗尔德·韦德 申请人:费德罗-莫格尔公司