中示出的，外盖20b为板状件，其宽度w2比内盖20a的宽度wl大。如图4中示出的，外盖20b具有宽度为w2且高度为h2的简单的矩形实心形状。例如，外盖20b的宽度w2约为2mm，且其高度h2约为3mm。优选的是，外盖20b也由与压铸部分Ila相似的铝合金制成。图3中示出的外盖20b通过摩擦搅拌焊接被连接至缝隙14的侧壁(S卩，压铸部分11a)。
[0036]此处，下面参照图5对该实施方式的比较性示例进行描述。图5是根据比较性示例的气缸体的截面图。图5是对应于根据该实施方式的图3的截面图。如图5中示出的，根据比较性示例的气缸体构造成使得整个盖20受到激光束焊接。换言之，根据比较性示例的盖20仅由根据实施方式的内盖20a构成。
[0037]更具体地，如图5中示出的，根据比较性示例的盖20是板状构件，其宽度为Wl，该宽度w I与缝隙14中的冷却槽道的宽度大致相同。例如，根据比较性示例的盖2 O的宽度约为1mm。另外，根据比较性示例的盖20的连接部分的高度约为6.5mm。根据比较性示例的盖20在两个侧表面上具有多个凹槽26(在图5的示例中，每侧上具有八个凹槽26)。图5中示出的盖20的两个侧表面通过激光束焊接被熔接至缝隙14的侧壁(S卩，压铸部分11a)。与根据实施方式的内盖20a的凹槽26相似，作为示例，凹槽26的节距约为0.5mm，凹槽26之间的间隔约为
0.1mm，并且凹槽26的深度约为0.2mm。
[0038]如上所述，在根据比较性示例的气缸体中，盖20的连接部分(熔接部分)的高度很大。这会导致如下这样的问题:在进行激光束焊接时，由压铸部分Ila—一其为连接部分的对应部——产生的气体会以诸如气泡或气孔之类的缺陷的形式保留在熔接部分中。
[0039]相比之下，在根据实施方式的气缸体10中，盖20由内盖20a和外盖20b构成。这使得能够形成高度小的内盖20a的连接部分(熔接部分)。因而，能够限制在进行激光束焊接时将会导致的诸如气泡和气孔之类的缺陷。另外，外盖20b通过摩擦搅拌焊接而不是通过激光束焊接被连接至压铸部分11a。摩擦搅拌焊接是固相焊接，从而压铸部分Ila并不熔化。因此，诸如气泡和气孔之类的缺陷不会出现。因而，通过将激光束焊接与摩擦搅拌焊接结合，根据实施方式的气缸体10能够获得足够的强度并且能够限制所述缺陷出现。
[0040]如果仅执行摩擦搅拌焊接，连接深度具有局限性，从而不能够获得足够的强度。鉴于此，在低于由摩擦搅拌焊接而造成的连接深度的限度的层中，有必要通过激光束焊接来执行连接。更具体地，在图3、图4中示出的示例中，由于通过摩擦搅拌焊接进行的连接深度的限度约为3_，因此待通过摩擦搅拌焊接被连接的外盖20b的高度h2设定为约3_。用以获得足够强度的整个连接深度约为6.5mm，因此，待通过激光束焊接被连接的内盖20a的连接部分的高度hi设定为约3.5mm。
[0041]接下来将参照图6至图8对根据实施方式的气缸体的制造方法进行描述。图6至图8是用以描述根据实施方式的气缸体的制造方法的截面图。图6至图8是与图3对应的截面图。
[0042]如图6中示出的，首先，通过使用旋转刀具或类似物在气缸体10的顶面上在相邻的缸膛CB之间形成缝隙14。如上所述，缝隙14的宽度构造成使得位于下侧(z轴线方向上的负向侧)处的缝隙14a窄并且位于上侧(z轴线方向上的正向侧)处的缝隙14b宽。例如，首先通过使用薄刀片而形成宽度约为1.0mm且深度约为9.5mm的缝隙。由此形成下侧缝隙14a。在此之后，通过使用厚刀片将缝隙的上部加宽至约2.0mm的宽度、并具有3.0mm的深度。由此形成上侧缝隙14b。
[0043]如图7中示出的，随后将内盖20a置于图6中示出的下侧缝隙14a中。此处，内盖20a的顶面与图6中示出的上侧缝隙14b的底面匹配就位。然后，对内盖20a与压铸部分Ila之间的接触表面(内盖20a的侧表面)执行激光束焊接。
[0044]如图7中示出的，此处，由于上侧缝隙14b的宽度比内盖20a的宽度大，因此能够沿着内盖20a的侧表面(S卩，朝向z轴线方向上的负向侧)辐射出激光束LBο激光束LB从内盖20a的在y轴线方向上的一端扫掠至其另一端。纤维激光、YAG激光及类似激光能够用作激光束LB。激光输出能够被设定为例如约2kw至8kw。根据实验发现了以下事实:当激光输出较大时，连接深度会较大。例如，4kw的激光输出能够实现约5mm的连接深度。
[0045]另外，如上所述，内盖20a的侧表面上形成有沿缝隙14的纵向方向(y轴线方向)延伸的多个凹槽26。由于凹槽26(8卩，空气间隙)，激光束LB的吸收被限制，从而能够甚至熔接内盖20a的底端。另外，由于激光束焊接而由压铸部分I Ia产生的气体经由凹槽26被排出。因而，由于因激光束焊接从而由压铸部分Ila产生的气体所造成的诸如气泡和气孔之类的缺陷被限制。
[0046]如图8中示出的，随后，将外盖20b置于图6中示出的上侧缝隙14b中。此处，外盖20b的顶面与气缸部分11(压铸部分Ila和缸套部分lib)的顶面匹配就位。然后，将摩擦搅拌焊接工具30压靠在外盖20b的顶面上，同时摩擦搅拌焊接工具30高速旋转，由此通过摩擦搅拌焊接而将外盖20b连接至压铸部分11a。摩擦搅拌焊接工具30为例如由不锈钢制成的柱状工具。最后，通过钻孔加工形成穿过内盖20a和外盖20b的通孔22。
[0047]根据实验发现了以下事实:摩擦搅拌焊接工具30的直径的大约一半为连接深度。鉴于此，优选的是，外盖20b的高度应为摩擦搅拌焊接工具30的直径的大约一半或者比摩擦搅拌焊接工具30的直径的大约一半更小。同时，由于外盖20b较高，因此优选的是内盖20a的激光束熔接部分的深度较浅。即，优选的是，外盖20b的高度应当设定为摩擦搅拌焊接工具30的直径的大约一半。作为示例，在图3中示出的缸膛之间的距离D为7mm的情况下，摩擦搅拌焊接工具30的直径最大约为6mm。因此，如果摩擦搅拌焊接工具30的直径设定为6mm，那么外盖20b的高度为3mm。
[0048]图9示出了根据实施方式的气缸体的截面观察图片，并且图9与图3对应。如上所述，在由铝合金制成的并且宽度为Imm且高度为3.5mm的内盖20a通过激光束焊接被熔接至由铝合金制成的压铸部分IIa之后，由铝合金制成的并且宽度为2mm且高度为3mm的外盖20b通过摩擦搅拌焊接也被连接至压铸部分11a。由此，能够获得强度优异且具有较少熔接缺陷的气缸体。应当指出的是，在内盖20a与外盖20b之间的交界处附近有观察到塑性流动区域。
[0049]应当指出的是，本发明不限于上述实施方式，而是能够在不背离本发明的主旨的范围内适当地进行各种修改。特别地，当然可以对实施方式的描述中所使用的各特定值进行适当的修改。
【主权项】
1.一种气缸体制造方法，包括: 在设置于气缸部分中的多个缸膛之中的相邻的缸膛之间形成冷却剂能够流动通过的缝隙； 将第一盖置于所述缝隙中，并且通过激光束焊接将所述第一盖熔接至所述气缸部分；以及 将第二盖置于所述第一盖上，并且通过摩擦搅拌焊接将所述第二盖连接至所述气缸部分。2.根据权利要求1所述的气缸体制造方法，其中: 所述第二盖的宽度比所述第一盖的宽度大。3.根据权利要求1或2所述的气缸体制造方法，还包括: 在通过所述激光束焊接将所述第一盖熔接至所述气缸部分之前，在所述第一盖的每个侧表面上形成多个凹槽，所述多个凹槽沿所述缝隙的纵向方向延伸，其中: 在通过所述激光束焊接将所述第一盖熔接至所述气缸部分时，所述第一盖的每个侧表面均通过所述激光束焊接被熔接至所述气缸部分。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气缸体制造方法，还包括: 通过对铝合金进行压铸来模制所述气缸部分。5.根据权利要求4所述的气缸体制造方法，其中: 所述第一盖和所述第二盖由铝合金制成。6.一种气缸体，包括: 气缸部分，所述气缸部分包括多个缸膛； 第一盖，所述第一盖设置于在所述气缸部分中的所述多个缸膛之中的相邻的缸膛之间形成的缝隙中，所述第一盖通过激光束焊接被熔接至所述气缸部分；以及 第二盖，所述第二盖设置在位于所述缝隙中的所述第一盖上，并且所述第二盖通过摩擦搅拌焊接被连接至所述气缸部分，其中: 冷却剂能够流动通过所述缝隙。7.根据权利要求6所述的气缸体，其中: 所述第二盖的宽度比所述第一盖的宽度大。8.根据权利要求6或7所述的气缸体，其中: 在所述第一盖的每个侧表面上形成有沿所述缝隙的纵向方向延伸的多个凹槽。9.根据权利要求6至8中的任一项所述的气缸体，其中: 所述气缸部分是通过对铝合金进行压铸来模制而成的。10.根据权利要求9所述的气缸体，其中: 所述第一盖和所述第二盖由铝合金制成。
【专利摘要】一种气缸体(10)的制造方法包括：在设置在气缸部分(11)中的多个缸膛之中的相邻的缸膛(CB)之间形成用以使冷却剂在其中流动的缝隙(14)的步骤；将第一盖(20a)置于缝隙中，并且通过激光束焊接将第一盖熔接至气缸部分的步骤；以及将第二盖(20b)置于第一盖上，并且通过摩擦搅拌焊接将第二盖连接至气缸部分的步骤。
【IPC分类】F02F1/10
【公开号】CN105637205
【申请号】CN201480056386
【发明人】河崎稔, 冈崎朋也, 古川雅志
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月14日
【公告号】DE112014004774T5, WO2015056072A2, WO2015056072A3