单塑料活塞激光焊接溅落的控制的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]内燃机制造商不断寻求增加他们产品的功率输出和燃料效率。一般增加效率和功率的一种方法是减少发动机的震荡质量，例如活塞，连杆，和发动机的其他可动部分。增加发动机功率和/或效率的努力也可导致运行期间燃烧室内压力和/或温度的增加。
[0002]因此发动机，并且特别是发动机的活塞承受的压力增加，因为这些重量的减少和与发动机运行相关的压力和温度的增加。因此活塞冷却变得更加重要以承受超过发动机期限的所述运行条件下增加的压力。
[0003]为减少活塞部件的运行温度，可在活塞周围提供内部冷却通道。冷却液例如曲轴箱润滑油可在活塞运行期间应用至冷却通道，并且通过活塞的往复运动分散至冷却通道，因此减少活塞的运行温度。
[0004]冷却通道可增加活塞的总体复杂性并且制造出同样的。例如，冷却通道可包括附加部件，例如冷却通道盖，以促进和指导冷却液以合适的循环通过临时储存冷却液(例如油)通过冷却通道，该临时储存冷却液(例如油)循环通过冷却通道。然而附加部件(例如盖片)也添加复杂性并且可昂贵和/或难以在应用较小活塞时形成，例如在轻质或轻负荷活塞情况下。另外，在整件活塞内形成闭合的冷却通道的已知方法，例如摩擦焊接，包括极高强度的活塞部件以合适的形成活塞和冷却通道特性，而不在摩擦焊接处理期间出现非预期性的变形，因此增加结果产生的活塞的尺寸和重量。摩擦焊接处理期间置于活塞部件上的巨大压力也限制焊接接头可位于的地方。
[0005]如此，在整件活塞内形成闭合的冷却通道的其他已知方法包括激光焊接冷却通道盖至活塞。通常说来，活塞最初形成时其中便形成有冷却通道，冷却通道环分离形成，并且冷却通道盖激光焊接至活塞以在活塞内形成冷却通道。为获得焊接的完全贯穿，提供足够的功率以致通过要焊接的部分形成融合接头。然而，在所述过程中导致焊接溅落从焊接或融合接头发射，导致微粒粘附至冷却通道内部。焊接溅落可难以去除因为溅落可附着至冷却通道墙并且曾附着冷却通道环。如焊接溅落不可从冷却通道内去除，可必须废弃生产部分因为溅落可干扰冷却液流动或可导致活塞的性能问题，如溅落在运行期间脱落。
[0006]因此，形成冷却通道时需要激光焊接处理以最小化进入冷却通道的焊接溅落。
【附图说明】
[0007]如今适用于附图，示范性例证详细示出。尽管附图表现在这里描述的示范性例证，附图不必要测量并且某些特性可夸大以更好的示出和解释示范性例证创新的方面。而且，在这里描述的实施方式并非意为详尽的或不然限制或限定为附图中示出并且在下面详细的说明中揭露的精确的形式和构造。详细说明本发明的示范性例证通过适用于如下所示的附图:
[0008]图1为示范性活塞组件的透视图；
[0009]图2A为示范性活塞组件的局部剖视图；
[0010]图2B为另一示范性活塞组件的局部剖视图；
[0011]图2C为另一示范性活塞组件的局部剖视图；
[0012]图3A示出在活塞体和冷却通道环之间的径向外界面区域的示范性激光焊接的剖视图；
[0013]图3B示出在活塞体和冷却通道环之间的径向内界面区域的示范性激光焊接的剖视图；
[0014]图3C示出在活塞体和冷却通道环之间的径向内界面区域和径向外界面区域的示范性激光焊接的透视图；
[0015]图4A示出在冷却通道内包括松散介质的活塞组件的侧视图；
[0016]图4B示出图4A的活塞组件的俯视图；并且
[0017]图5示出焊接活塞组件的示范性方法的处理流程图。
【具体实施方式】
[0018]说明书中谈及“示范性例证”，“例子”或相似的语言意味着描述与包括至少一个例证的示范性途径相关的特殊的特性，结构或特征。短语“在例证中”或相似类型的语言在说明书中各种地方的出现并不必要全涉及同一例证或例子。
[0019]在这里提供制造活塞组件的方法和制造同一活塞组件的系统的各种示范性例证。示范性活塞可包括限定活塞轴线的活塞体，该活塞体包括裙并且形成冷却通道的下表面。该体可包括径向内或外体接合表面。该活塞可进一步包括冷却通道环与活塞体协作以形成连续的燃烧室上表面。冷却通道环可包括径向内环接合表面，该径向内环接合表面沿着燃烧室的径向内界面区域邻近径向内体接合表面，冷却通道环包括径向外环接合表面，该径向外环接合表面沿着径向外界面区域邻近径向外体接合表面以致冷却通道大体闭合。活塞体和冷却通道环可沿着径向内和径向外界面区域连接成一体以形成一般整件的活塞组件。
[0020]在一些示范性例证中，活塞可加入焊接处理，例如激光焊接处理。示范性激光焊接处理，如将在下面进一步描述，可大量促进制造灵活性的增加。在一例子中，至少一个径向内和外接合表面与活塞轴线不垂直对齐。例如，一般可为纵向的焊接接头，即两个活塞部件对应的接合表面连接一般与活塞的纵轴平行。此外，只要接头可被冲击的激光焊接束接近，激光焊接接头邻近的表面几乎可限定任何角度。而且，在形成激光焊接时，要预防发射进入冷却通道的焊接溅落附着至其中的墙，因为在焊接处理之前放置在冷却通道内的松散颗粒状媒质。
[0021]现在转向图1，示出示范性活塞部件100。活塞组件100可包括活塞体102和体102接收的冷却通道环104。活塞体102和冷却通道环104因此可限定包括燃烧室低表面118的燃烧室120。体102可包括带环部分106，该带环部分106配置用于密封接收活塞组件100的发动机孔(未示出)。例如，带环部分106可限定一个或更多接收活塞环(未示出)的周向槽107，该带环部分106相应地在活塞组件100在发动机孔内往复运动期间密封发动机孔。在体102内收入冷却通道环104可关于冷却通道环104和/或活塞组件100的尺寸和形状允许其灵活性，例如允许活塞组件100有更低的总压缩高度和/或重心。
[0022]活塞体102可包括裙表面103，该群表面103 —般在发动机运行期间支撑活塞组件100，例如通过与发动机孔(未示出)的表面接合以在孔内往复运动期间固定活塞组件100。例如，裙表面103 —般可关于活塞组件100周边至少一个部分限定环形外形。外形可对应于发动机孔表面，该发动机孔表面一般为圆柱形。
[0023]体102也可限定活塞销座105。活塞销座105 —般由配置用于接收活塞销(未示出)的洞或销孔109形成。例如，活塞销可通过销孔109插入活塞销座105，因此一般确定活塞100至接触杆(未示出)。
[0024]现在转向图2A，2B和2C，示范性活塞100a，100b，和10c (统称为100)进一步详细示出。每个活塞100可包括带环部分106，该带环部分106至少部分限定冷却通道108。冷却通道108 —般关于活塞冠周边延伸，并且在运行期间可有冷却液循环，例如发动机油，因此降低活塞的运行温度。此外，冷却液的循环可促进活塞100保持更稳定或统一的温度，并且尤其在活塞组件100的上部，例如邻近燃烧室120。
[0025]活塞体102和环104可固定连接，例如通过激光焊接处理。通过固定连接活塞体102和环104，活塞组件100a，100b，10c 一般形成为整件组件。
[0026]每个活塞100a，100b，100c，体102和环104部件可沿着径向内界面区域I，和径向外界面区域0，通过激光焊接处理连接。因此，活塞体102a，102b，102c (统称为102) —般可与其各个冷却通道环104a，104b，104c (统称为104)成整体，使得其每个都在确定至冠后相对于彼此固定，尽管体102和环104为分离的部件。冷却通道环104可确定至体102使得体102和环104协作以形成活塞组件100连续的上燃烧室表面120。
[0027]现在谈及图2B，体102和环104分别相对应的径向外接合表面144，146可沿