專利名稱：激光焊接方法和使用該方法連接的管件連接產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于薄壁金屬管件搭接焊接的激光焊接方法和使用該方法連接的管件連接產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
通常，具有高能量和方向性好的激光例如用于金屬構(gòu)件的準確焊接。例如在 JP-A-H08-132262, JP-A-H09-295011，和 JP-A-2001-205464 中公開了一種適用于不銹鋼管件或鋼板端面的焊接的激光焊接方法，以及一種用于限制在激光焊接中產(chǎn)生諸如氣泡缺陷的方法。例如在用于車輛內(nèi)燃機中的燃料噴射系統(tǒng)的噴射器中，由于燃料通道構(gòu)件通常形成為薄壁管形狀，例如，使用激光焊接精確地連接燃料通道構(gòu)件和噴嘴的裝配部分是有效的。例如，在JP-A-Hl 1-270439和JP-A-2002_3177^中公開了一種例如在噴射器的激光焊接中用來防止焊接變形的方法。通常，在激光焊接中，“照射側(cè)構(gòu)件”與“熔融側(cè)構(gòu)件”搭接，并且照射側(cè)構(gòu)件受到激光照射。相應(yīng)地，金屬從照射側(cè)構(gòu)件熔化進入熔融側(cè)構(gòu)件。通過控制照射到構(gòu)件的激光的能量值和照射時間，控制從照射側(cè)構(gòu)件進入熔融側(cè)構(gòu)件的焊接熔深的深度和寬度。當(dāng)管件裝配在一起并且它們的搭接部分是焊接的時，內(nèi)部管件對應(yīng)“熔融側(cè)構(gòu)件”，而外部管件對應(yīng)“照射側(cè)構(gòu)件”。金屬被熔化，橫跨在外部管件的內(nèi)壁和內(nèi)部管件的外壁之間。例如，在需要例如高質(zhì)量的內(nèi)部管件(例如噴射器)內(nèi)壁表面粗糙度的產(chǎn)品中，希望調(diào)整焊接熔深的深度使得能夠避免焊接熔深部分到達內(nèi)部管件的內(nèi)壁并且焊接熔深部分的前端位于內(nèi)部管件的厚度內(nèi)。然而，薄壁管構(gòu)件能夠接收的熱容量小，并且在焊接時構(gòu)件溫度很容易受到環(huán)境溫度的影響。因此，焊接熔深部分的溫度不穩(wěn)定，并且只通過控制照射到構(gòu)件上的激光的能量值和照射時間很難精確地控制焊接熔深深度。如果焊接熔深深度大，可能引起焊接熔深部分的頭端穿透內(nèi)部管件內(nèi)壁的“熔透”缺陷。而且，由于“熔透”而可能在內(nèi)部管件的內(nèi)壁產(chǎn)生噴濺。如上所述，存在焊接質(zhì)量變差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服至少一個上述缺點。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種激光焊接方法， 由此在薄壁金屬管件的搭接焊接中，穩(wěn)定焊接熔深深度并且改善焊接質(zhì)量。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在此提供一種用于形成管件連接產(chǎn)品的激光焊接方法。 根據(jù)所述激光焊接方法，提供由金屬制成的第一管件。第二管件配合在所述第一管件的徑向外部部分。所述第二管件是金屬制成的。執(zhí)行惰性氣體噴射過程。在執(zhí)行惰性氣體噴射過程時，惰性氣體噴射到第一管件的內(nèi)部；第一管件內(nèi)部的空氣被排出到第一管件的外側(cè)； 然后執(zhí)行焊接過程。在執(zhí)行焊接過程時，用激光從第二管件的徑向外部照射第二管件；金屬從第二管件熔化進入第一管件，調(diào)整所述第二管件的焊接熔深部分進入所述第一管件的熔深深度使得熔深部分的頭端位于所述第一管件的厚度內(nèi)；并且所述第一管件和第二管件沿著周向焊接在一起以便形成管件連接產(chǎn)品。而且，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在此提供一種用于形成管件連接產(chǎn)品的激光焊接方法。根據(jù)激光焊接方法，提供由金屬制成的第一管件。第二管件裝配在所述第一管件的徑向外部部分上。所述第二管件是由金屬制成的。執(zhí)行低壓焊接方法。在執(zhí)行所述低壓焊接方法時，使所述第一管件內(nèi)部的壓力低于大氣壓力；所述第二管件用激光從所述第二管件的徑向外部進行照射；金屬從第二管件熔化進入第一管件，調(diào)整從第二管件的焊接熔深部分進入第一管件的熔深深度使得熔深部分的頭端位于所述第一管件的厚度內(nèi)；并且所述第一管件和第二管件沿著其周向焊接在一起以便形成管件連接產(chǎn)品。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在此提供一種用激光焊接方法形成的管件連接產(chǎn)品。第一管件的內(nèi)壁保持其焊接前的金屬光澤。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在此還提供了一種適用于內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)的噴射器。噴射器包噴嘴，燃料通道構(gòu)件，閥構(gòu)件，和驅(qū)動單元。噴嘴構(gòu)造成噴射燃料。燃料通道構(gòu)件限定與噴嘴連通的燃料通道，并且作為第一管件用激光焊接方法進行焊接以保持燃料通道構(gòu)件內(nèi)壁的焊接前的金屬光澤。閥構(gòu)件容納在燃料通道構(gòu)件內(nèi)以在其內(nèi)往復(fù)運動以便打開或關(guān)閉噴嘴。驅(qū)動單元構(gòu)造成驅(qū)動閥構(gòu)件。


從下面的描述，所附的權(quán)利要求和附圖，將會更好地理解本發(fā)明，連同附加目的， 特征和優(yōu)點，其中圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施方式
的激光焊接方法的示意圖；圖2A是例示圖1中主要特征的放大視圖；圖2B是根據(jù)比較實例例示激光焊接方法的主要特征的放大視圖；圖3是例示根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施方式
的激光焊接方法的示意圖；圖4A是例示根據(jù)本發(fā)明第三具體實施方式
的噴射器的外殼組件的示意圖；圖4B是例示圖4A中外殼組件的前端部分的放大視圖；圖5是例示根據(jù)第三具體實施方式
的噴射器的主要特征的示意圖；圖6是例示根據(jù)本發(fā)明的第四具體實施方式
的噴射器的外殼組件的示意圖；以及圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施方式
的激光焊接方法的示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的激光焊接方法。(第一具體實施方式
)如圖1所示，本發(fā)明的第一具體實施方式
的激光焊接方法是一種用于通過將第一金屬管件11與裝配到第一管件11的徑向外部的第二金屬管件12焊接在一起而形成管件連接產(chǎn)品10的方法。第一管件11對應(yīng)于“熔融側(cè)構(gòu)件”，且第二管件12對應(yīng)于“照射側(cè)構(gòu)件”。在下面的描述中，按照圖1中的上側(cè)稱為“上”，圖1中的下側(cè)稱為“下”的方式進行解釋。第一管件11布置有與用于保留氣體的板狀夾具23接觸的下端表面lib。用于保留氣體的夾具23可以對應(yīng)于“覆蓋構(gòu)件”。第二管件12具有大約與第一段管子11的相同的長度，并且第二管件12的內(nèi)徑略微大于第一管件11的外徑。第二金屬管件12裝配到第一管件11的徑向外部。夾具23布置在旋轉(zhuǎn)臺四上。旋轉(zhuǎn)臺四的旋轉(zhuǎn)軸Z與第一管件11 的中心軸重合。氣體噴嘴21的頭端插入到第一管件11的上開口 Ila中。激光焊接方法包括惰性氣體噴射過程，焊接過程，和冷卻過程。在惰性氣體噴射過程中，惰性氣體Gl通過氣體噴嘴21的噴射孔21a噴射到第一管件11的內(nèi)部。同時，已經(jīng)存在于第一管件11內(nèi)的空氣GO被從開口 Ila排出。惰性氣體Gl是例如氮氣，氬氣，氦氣。在焊接過程中，旋轉(zhuǎn)臺四和夾具23以預(yù)先設(shè)定的速度繞旋轉(zhuǎn)軸Z旋轉(zhuǎn)，并且第一管件11和第二管件12因此繞它們的中心軸轉(zhuǎn)動。然后，第二管件12的外周表面用從激光照射頭51射出的激光L照射，同時第一管件11和第二管件12旋轉(zhuǎn)，金屬因此從第二管件 12熔化進入第一管件11。同時，調(diào)整激光照射的能量值和照射時間使得焊接熔深部分15 的頭端位于第一管件11的厚度內(nèi)。在焊接過程中，例如通過在第一和第二管件繞著它們的中心軸旋轉(zhuǎn)時在第一管件和第二管件上實施焊接，甚至沿著第一和第二管件的整個圓周進行焊接成為可能。在冷卻過程中，用從惰性氣體噴射過程起連續(xù)噴射惰性氣體Gl來冷卻焊接過程中的焊接部位。因為惰性氣體Gl的溫度低于大氣溫度，冷卻效果良好，這樣可以縮短冷卻時間。焊接過程之后，在焊接部位的溫度相對較高的一段時期內(nèi)，第一管件的內(nèi)壁容易被接觸的氧氣氧化的狀態(tài)仍在繼續(xù)。焊接部位的溫度在冷卻過程中迅速降低，這樣能夠更可靠地阻止第一管件的內(nèi)壁的氧化。通過在焊接過程后持續(xù)噴射惰性氣體，不需要使用專門用于冷卻過程的另一種冷卻氣體或類似物，并且冷卻過程能夠有效地進行。本發(fā)明第一具體實施方式
的激光焊接方法的效果將參考圖2進行描述。作為惰性氣體噴射到第一管件11內(nèi)部的結(jié)果，第一管件11的內(nèi)部的氧化被阻止。因為惰性氣體冷卻第一管件11的內(nèi)壁，所以焊接熔深部分15的溫度是穩(wěn)定的。因此，能夠精確地控制焊接熔深深度Dm或焊接滲透寬度Wm，使得焊接熔深部分15的頭端位于第一管件11的厚度內(nèi)。 因此，防止了熔透缺陷或噴濺的產(chǎn)生，這樣能夠改善管件連接產(chǎn)品10的焊接質(zhì)量。利用第一具體實施方式
的激光焊接方法，第一管件11是熔融側(cè)構(gòu)件，其沒有被燒壞或氧化，并且保持了其焊接前的金屬光澤。因此，通過觀察第一管件11的內(nèi)壁就可以確定利用本發(fā)明的激光焊接方法生產(chǎn)的管件連接產(chǎn)品10。如果第一管件或者第二管件的末端部分在惰性氣體噴射側(cè)的相反側(cè)是打開的，沒有聚集在第一管件中而流出的惰性氣體與全部噴射的惰性氣體的比率變大。因此，通過覆蓋惰性氣體噴射側(cè)的相對側(cè)的末端部分，惰性氣體能有效地聚集在第一管件內(nèi)?！氨３至撕附忧暗慕饘俟鉂伞币馕吨淮嬖凇盁龎摹被蛴捎谘趸兩?。利用本發(fā)明的激光焊接方法，焊接熔深部分的溫度穩(wěn)定，并且能夠精確地控制焊接熔深深度使得焊接熔深部分的前端位于第一管件的厚度內(nèi)。因此，第一管件的內(nèi)壁沒有被燒壞或氧化。接著，將描述根據(jù)對比實例的激光焊接方法。如圖2B所示，對比實例的管件連接產(chǎn)品60是在大氣中進行激光焊接的。第一管件61徑向內(nèi)部存在氧氣，并且因激光照射的熱量很容易引起第一管件61的內(nèi)壁被氧化。因為第一管件61的內(nèi)壁沒有被冷卻，焊接熔深部分65的溫度持續(xù)升高。因此，焊接熔深部分65的溫度不穩(wěn)定，并且很難只通過控制照射到第二管件62上的激光的能量值和照射時間來精確地控制焊接熔深深度。如果熔深深度大，引起焊接熔深部分65的前端穿透第一管件61的內(nèi)壁的“熔透”缺陷，或者由于“熔透”而在第一管件61的內(nèi)壁產(chǎn)生噴濺66。結(jié)果，管件連接產(chǎn)品60的焊接質(zhì)量變差。(第二具體實施方式
)本發(fā)明的第二具體實施方式
將參考圖3進行描述。這里將使用相同的數(shù)字標(biāo)識與第一具體實施方式
大致相同的部件，并且省略對這些部件的描述。在第二具體實施方式
中， 具有空氣排放口 2 的用于保留氣體的夾具M用作覆蓋構(gòu)件。因此，作為惰性氣體Gl從氣體噴嘴21噴射的結(jié)果，已經(jīng)存在于第一管件11中的空氣GO通過空氣排泄口 Ma已經(jīng)被排出。這樣，空氣GO能夠在短時間內(nèi)用惰性氣體Gl代替。(第三具體實施方式
)本發(fā)明的第三具體實施方式
將參考圖4A和圖4B進行描述，其中本發(fā)明的激光焊接方法應(yīng)用于噴射器。圖4A和圖4B所示的外殼組件30是噴射器的中間產(chǎn)品。成為成品的噴射器的主體特征，將參考圖5進行描述。噴射器40用于例如汽車內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)。噴射器40的主體包括導(dǎo)向管32，線圈35，噴嘴41，閥構(gòu)件43，活動芯44，固定芯45，調(diào)整管46，彈簧47等。導(dǎo)向管32包括第一磁性部分32a，非磁性部分32b，和第二磁性部分32c。第一磁性部分32a，非磁性部分32b，和第二磁性部分32c按這個順序從圖5的下側(cè)進行排列。第一磁性部分3 和第二磁性部分32c與活動芯44和固定芯45 —起形成磁路。非磁性部分 32b防止第一磁性部分3 和第二磁性部分32c之間的磁通量短路。線圈35布置非磁性部分32b和第二磁性部分32c的徑向外部，并且在線圈35通電時產(chǎn)生磁場。噴嘴41設(shè)置在導(dǎo)向管32的頭端(圖5的下側(cè))。噴嘴41形成為具有底部的圓筒形狀，包括位于其前端的噴嘴孔41b。具有杯形形狀的噴嘴孔板42通過焊接固定在噴嘴41 的外周表面。閥構(gòu)件43是中空的，具有底部的圓筒形狀。閥構(gòu)件43的前端表面43a與在噴嘴 41底面上形成的閥座41c接合。閥構(gòu)件43包括貫穿其側(cè)壁的燃料孔43b。已經(jīng)流入閥構(gòu)件43的燃料閥構(gòu)件從閥構(gòu)件43的內(nèi)部通過燃料孔4 流到閥構(gòu)件43的外側(cè)?；顒有?4例如通過焊接在相對于噴嘴41的構(gòu)件43的相反側(cè)上連接到閥構(gòu)件43， 并且活動芯44能夠與閥構(gòu)件43整體地一起往復(fù)運動。固定芯45位于相對于噴射嘴41的活動芯44的相反側(cè)。固定芯45通過焊接或擠壓裝配到導(dǎo)向管32的非磁性部分32b和第二磁性部分32c的內(nèi)周側(cè)。彈簧47的一端與調(diào)節(jié)管46接觸，彈簧47的另一個端與活動芯44接觸。彈簧47 推動活動芯44和閥構(gòu)件43沿著閥構(gòu)件43與閥座41c接合的方向移動(例如，圖5中向下的方向)。通過沿軸向方向改變設(shè)定位置，調(diào)節(jié)管46能夠調(diào)節(jié)彈簧47的載荷。這里將描述噴射器40的操作。在線圈35通電時，活動芯44被吸引到固定芯45 上。因此，閥構(gòu)件43與活動芯44朝著圖5中向上的方向整體移動，與閥座41c脫離。圖5 說明了噴射器40的閥打開狀態(tài)。已經(jīng)從圖5中噴射器40的上面部分流入燃料通道48的燃料，從閥構(gòu)件43的內(nèi)側(cè)流過燃料孔43b，并且經(jīng)由閥構(gòu)件43的前端表面43a和閥座41c之間的空間噴射通過噴嘴孔41b。另一方面，當(dāng)線圈35的通電斷開后，閥構(gòu)件43與閥座41c 接合，這樣噴射器40就被閥關(guān)閉了。因此，燃料噴射被切斷。線圈35，活動芯44和固定芯 45可以對應(yīng)于“驅(qū)動單元”。接著，解釋將轉(zhuǎn)向參考圖4A和圖4B以描述本發(fā)明的激光焊接方法所適用的外殼組件。外殼組件30包括管組件31，保持件34，線圈35，外殼板36，樹脂模制件37，電連接器 38等。管組件31由導(dǎo)向管32和流入管33整體成型而得到。導(dǎo)向管32和流入管33是厚度大約為0. 35毫米的不銹鋼管。導(dǎo)向管32形成為直管形狀，具有大約6毫米的外直徑， 大約5. 3毫米的內(nèi)直徑。流入管33具有向外展開的燃料流入側(cè)的末端部分。導(dǎo)向管32和流入管33形成高壓燃料的通道。導(dǎo)向管32，以及包括導(dǎo)向管32的管組件31可以對應(yīng)于 “燃料通道構(gòu)件”。保持件34容納導(dǎo)向管32徑向外部的線圈35。保持件34的裝配部分3 裝配到導(dǎo)向管32的外壁。流過線圈35的電流連接到電連接器38的接線端38a。管組件31，保持件34，線圈35，外殼板36，以及電連接器38在樹脂模制件37噴射形成時插入模具以整體地形成。在插入模制之后的階段，保持件34和導(dǎo)向管32只是裝配在一起，并沒有連接。然后，執(zhí)行“將保持件34焊接到導(dǎo)向管32上的過程”和“將噴嘴41焊接到導(dǎo)向管 32頭端的過程”。至于在兩個位置處的這兩個焊接過程的順序，任何一個焊接過程都可以先執(zhí)行。在第三具體實施方式
中，例如，將會描述其中“將噴嘴41焊接到導(dǎo)向管32頭端的過程”先執(zhí)行。如圖4A和圖4B所示，首先，噴嘴41裝配到導(dǎo)向管32中。之后，執(zhí)行惰性氣體噴射過程和焊接過程。噴嘴41的裝配部分41a裝配到導(dǎo)向管32的前端部分的內(nèi)壁上。噴嘴 41包括位于其前端的噴嘴孔41b。噴嘴41可以對應(yīng)于“覆蓋構(gòu)件”。在惰性氣體噴射過程中，惰性氣體Gl從與管組件31的流入管33的開口相接觸的氣體噴嘴21噴射，而已經(jīng)位于管組件31內(nèi)部的空氣GO從噴嘴孔41b排出。這樣，噴嘴41 的噴嘴孔41b起覆蓋構(gòu)件的空氣排出口的作用。在管組件31內(nèi)的空氣被惰性氣體Gl代替后，導(dǎo)向管32的外周表面是“照射側(cè)構(gòu)件”，通過激光照射頭51用激光L進行照射，同時外殼組件30和噴嘴41繞它們的中心軸旋轉(zhuǎn)；并且金屬從導(dǎo)向管32熔化進入噴嘴41的裝配部分41a，噴嘴41的裝配部分41a是“熔融側(cè)構(gòu)件”。同時，調(diào)整激光照射的能量值和照射時間使得焊接熔深部分16的頭端位于裝配部件41a的厚度內(nèi)。隨后，類似地，保持件34的裝配部件3 的外周表面是“照射側(cè)構(gòu)件”，通過激光照射頭51用激光L進行照射。金屬從裝配部件3 熔化進入導(dǎo)向管32，導(dǎo)向管32是“熔融側(cè)構(gòu)件”。同時，調(diào)整激光照射的能量值和照射時間使得焊接熔深部分15的頭端位于導(dǎo)向管32的厚度內(nèi)。惰性氣體Gl從惰性氣體噴射過程起連續(xù)噴射，直到焊接過程之后。在焊接過程中焊接的部位是用惰性氣體Gl冷卻的。在第三具體實施方式
中，產(chǎn)生的效果類似于第一和第二具體實施方式
。在噴射器 40中，高壓燃料沿著導(dǎo)向管32和噴射嘴41的內(nèi)側(cè)流動。為了減少高壓燃料的流動阻力，并且防止由高壓燃料流從管件32和噴嘴41的內(nèi)壁剝落的外來物質(zhì)摻入燃料中，需要與例如內(nèi)壁的表面粗糙度相關(guān)的高等級的質(zhì)量。因此，如果本發(fā)明的激光焊接方法應(yīng)用到噴射器的外殼組件，會產(chǎn)生特別大的效果。更特別的是，在這種情況下，容納線圈35的保持件34 可以對應(yīng)于裝配和焊接在作為第一管件的燃料通道構(gòu)件上的第二管件。需要與例如用作第一管件的燃料通道構(gòu)件32、31的內(nèi)壁的表面粗糙度相關(guān)的高等級的質(zhì)量，以便減小高壓燃
8料的流動阻力并且防止由高壓燃料流從內(nèi)壁剝落的外來物質(zhì)摻入燃料中。因此，如果本發(fā)明的激光焊接方法應(yīng)用到噴射器的燃料通道，會產(chǎn)生特別大的效果。而且，在根據(jù)第三具體實施方式
的噴射器的外殼組件上，導(dǎo)向管32或噴嘴41的內(nèi)壁是熔融側(cè)構(gòu)件，在焊接過程中沒有燒壞或氧化；并且內(nèi)壁保持了焊接前的金屬光澤。因此，通過觀察導(dǎo)向管32或噴嘴41的內(nèi)壁，就能夠確定所生產(chǎn)的噴射器是應(yīng)用了本發(fā)明的激光焊接方法的結(jié)果。更特別的是，在該噴射器40內(nèi)，燃料通道構(gòu)件32，31的內(nèi)壁保持其焊接前的金屬光澤?！氨３趾附忧暗慕饘俟鉂伞币馕吨鴽]有“燒壞”或者由于氧化而變色。尤其是，噴射器40的燃料通道構(gòu)件32，31在本發(fā)明的激光焊接方法中是作為第一管件進行焊接的。因此，焊接熔深部分的溫度是穩(wěn)定的；并且能夠精確地控制焊接熔深深度使得焊接熔深部分的前端位于燃料通道構(gòu)件32，31的厚度內(nèi)。這樣，燃料通道構(gòu)件32，31的內(nèi)壁沒有被燒壞或氧化。因此，通過觀察燃料通道構(gòu)件32，31的內(nèi)壁，就能夠確定所生產(chǎn)的噴射器40 是應(yīng)用了本發(fā)明的激光焊接方法的結(jié)果。本發(fā)明的激光焊接方法適用于設(shè)置在噴射器40 前端的噴嘴41和裝配在噴嘴41徑向外部的燃料通道構(gòu)件32，31之間的焊接。在這種情況下，噴嘴41相當(dāng)于第一管件，而燃料通道構(gòu)件32，31相當(dāng)于第二管件。這樣，即使在噴嘴41 對應(yīng)于第一管件的情況下，也能產(chǎn)生類似上述的效果。(第四具體實施方式
)本發(fā)明的第四具體實施方式
是本發(fā)明的激光焊接方法應(yīng)用到噴射器的另一個具體實施方式
。在第四具體實施方式
中，如圖6所示，具有空氣排氣口 2 的用于保留氣體的夾具M與外殼組件30的導(dǎo)向管32的前端接觸；以及執(zhí)行惰性氣體噴射過程和“在保持件 34和導(dǎo)向管32之間的焊接過程”。在這種情況下，在惰性氣體噴射過程中，惰性氣體Gl從與管組件31的流入管33 的開口相接觸的氣體噴嘴21噴射，而已經(jīng)存在于管組件31內(nèi)的空氣GO從空氣排放口 2 排出。然后，類似于第三個具體實施方式
，執(zhí)行在保持件34和導(dǎo)向管32之間的焊接過程以及冷卻過程。當(dāng)外殼組件30以這種方式完成后，“導(dǎo)向管32和噴嘴41之間的焊接過程”是在一個單獨的過程中進行的。在第四具體實施方式
中，產(chǎn)生類似于第三具體實施方式
的效果。下面將描述上述具體實施方式
的變形。圖7所示的激光焊接方法包括低壓焊接過程，其取代了上述具體實施方式
中的惰性氣體噴射過程和焊接過程。在低壓焊接過程中，使第一管件11內(nèi)的壓力低于大氣壓力。在這個具體實施方式
中，真空噴嘴22在第一管件上端附接到第一管件11的開口 11a。真空噴嘴22連接到真空泵(圖中未顯示)。為了氣密性，真空噴嘴22包括與第一管件的內(nèi)壁相接觸的0形環(huán)。第一管件11的開口在其下端由覆蓋夾具25覆蓋。真空噴嘴22通過真空泵的操作吸出第一管件11內(nèi)的空氣GO。結(jié)果，第一管件11 內(nèi)的壓力低于大氣壓。因此，第一管件11的內(nèi)部處于“氧稀釋狀態(tài)”，其中氧氣濃度低于大氣中氧氣的濃度，因而能夠限制第一管件11的內(nèi)壁被氧化。因此，焊接熔深深度的調(diào)整比噴射惰性氣體的方法更簡單。在冷卻過程中焊接部位的溫度迅速降低，這樣能夠更可靠地防止第一管件內(nèi)壁的氧化。在這種情況下，不能產(chǎn)生用惰性氣體Gl的冷卻效果。因此，冷卻氣體或類似物可以單獨地使用，或者在自然冷卻的情況下，希望保持“氧稀釋狀態(tài)”直到焊接部位充分冷卻下來。
在同樣包括惰性氣體噴射過程的具體實施方式
中，惰性氣體Gl的噴射在焊接過程之后沒有持續(xù)，而是焊接部位通過自然冷卻來冷卻下來。在上面的具體實施方式
中，惰性氣體Gl從上部方向噴射到沿豎向方向布置的管件中，并且所述管件用激光L沿水平方向進行照射。然而，惰性氣體的噴射方向和激光的照射方向并不限于這個實例。例如，沿水平方向布置的管件可以用激光從垂直于管件軸線的方向進行照射。在上面的具體實施方式
中，惰性氣體Gl噴射到放置于大氣中的管件中。此外，例如，管件通過轉(zhuǎn)移機器人放置到充滿惰性氣體的空間內(nèi)，而后執(zhí)行焊接過程。在這種情況下，“管件放置到充滿惰性氣體的空間內(nèi)”本身可以對應(yīng)于“惰性氣體噴射過程”。在上面的具體實施方式
中，在焊接過程中，激光照射頭51是固定的，并且第一管件和第二管件繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。另外，激光照射頭可以繞著第一管件和第二管件旋轉(zhuǎn)，而第一管件和第二管件是固定的，進而可以執(zhí)行焊接過程。除了在第一管件和第二管件和激光照射頭之間的相對轉(zhuǎn)動期間通過連續(xù)的激光照射而使得管件的整個圓周均勻焊接的具體實施方式
外，通過間歇照射可以執(zhí)行“點焊”。本發(fā)明無論如何都不限于這些具體實施方式
，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以以各種各樣的方式實施本發(fā)明。附加的優(yōu)點和修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很容易作出。因此，本發(fā)明在廣義上不限于這里所顯示和描述的特定細節(jié)，代表性裝置，以及示范性實例。
權(quán)利要求
1.一種用于形成管件連接產(chǎn)品(10)的激光焊接方法，包括 提供由金屬制成的第一管件(11 ；32,41)；將第二管件(12 ；34, 32)裝配到所述第一管件(11 ；32,41)的徑向外部上，其中，所述第二管件(12 ；34，32)是由金屬制成的；執(zhí)行惰性氣體噴射過程，其中，所述惰性氣體噴射過程的執(zhí)行包括 將所述惰性氣體(Gl)噴射到所述第一管件(11 ；32,41)的內(nèi)部；和將所述第一管件(11 ；32,41)內(nèi)部的空氣(GO)排出到所述第一管件(11 ；32,41)的外側(cè)；以及執(zhí)行焊接過程，其中，所述焊接過程的執(zhí)行包括用激光(L)從所述第二管件(12 ；34，32)的徑向外部照射所述第二管件(12 ；34，32)； 將金屬從所述第二管件(12 ；34, 32)熔化進入所述第一管件(11 ；32，41)，調(diào)整所述第二管件(12 ；34, 32)的焊接熔深部分(15，16)的進入所述第一管件(11 ；32,41)的焊接熔深深度(Dm)使得所述熔深部分(15，16)的頭端位于所述第一管件(11 ；32,41)的厚度內(nèi)；以及將所述第一管件(11 ；32,41)和第二管件(12 ；34, 32)沿著其周向焊接在一起以便構(gòu)成管件連接產(chǎn)品(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于所述惰性氣體(Gl)的噴射包括將惰性氣體(Gl)從所述第一管件(11 ；32，41)的一個端部部分噴射到所述第一管件(11 ；32,41)的內(nèi)部；所述惰性氣體噴射過程的執(zhí)行還包括使覆蓋構(gòu)件03，M，41)與在與所述一個端部部分的相反側(cè)上的所述第一管件(11 ；32,41)和所述第二管件(12 ；34, 32)中的一個的端部部分相接觸；以及所述覆蓋構(gòu)件03，Μ，41)構(gòu)造成限制所述惰性氣體(Gl)流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述空氣(GO)的排出包括根據(jù)所述惰性氣體(Gl)的噴射，將所述空氣(GO)通過所述覆蓋構(gòu)件04，41)的空氣排放口 (24a,41b)排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接方法還包括執(zhí)行冷卻過程，其中，所述冷卻過程的執(zhí)行包括冷卻在焊接過程中焊接在一起的所述第一管件 (11 ；32,41)和第二管件(12 ；34, 32)的焊接部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接過程的執(zhí)行還包括將所述惰性氣體爾1)噴射到所述第一管件(11 ；32,41)的內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于，所述惰性氣體噴射過程，焊接過程，以及冷卻過程按照這一順序執(zhí)行，所述方法還包括將所述惰性氣體(Gl)從所述惰性氣體噴射過程到冷卻過程連續(xù)地噴射到所述第一管件(11 ；32,41)內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，所述連續(xù)噴射的惰性氣體(Gl) 的溫度低于大氣溫度。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接方法形成的管件連接產(chǎn)品，其中，所述第一管件(11 ；32,41)的內(nèi)壁保持其焊接前的金屬光澤。
9.一種適用于內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)的噴射器，所述噴射器GO)包括噴嘴(41)，其構(gòu)造成用于噴射燃料；燃料通道構(gòu)件(32，31)，其限定與所述噴嘴相連通的燃料通道(48)，并且所述燃料通道構(gòu)件(32，31)作為所述第一管件(3 通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接方法進行焊接以保持所述燃料通道構(gòu)件(32，31)的內(nèi)壁上的焊接前的金屬光澤；閥構(gòu)件(43)，其容納在所述燃料通道(32，31)中以在其內(nèi)往復(fù)運動以便打開或關(guān)閉所述噴嘴Gl)；以及驅(qū)動單元(35，44，45)，其構(gòu)造成驅(qū)動所述閥構(gòu)件03)。
10.一種用于形成管件連接產(chǎn)品(10)的激光焊接方法，包括 提供由金屬制成的所述第一管件(11 ；32,41)；將第二管件(12 ；34, 32)裝配在所述第一管件(11 ；32,41)的徑向外部上，其中所述第二管件(12 ；34，32)是由金屬制成的；執(zhí)行低壓焊接過程，其中，所述低壓焊接過程的執(zhí)行包括 使所述第一管件(11 ；32,41)內(nèi)部的壓力低于大氣壓力；利用激光從所述第二管件(12 ；34，32)的徑向外部照射所述第二管件(12 ；34，32)； 將金屬從所述第二管件(12 ；34, 32)熔化進入所述第一管件(11 ；32，41)，調(diào)整所述第二管件(12 ；34, 32)的焊接熔深部分(1 進入所述第一管件(11 ；32,41)中的焊接熔深深度(Dm)使得所述熔深部分(1 的頭端位于所述第一管件(11 ；32,41)的厚度內(nèi)；以及將所述第一管件(11 ；32,41)和所述第二管件(12，；34, 32)沿著其周向焊接在一起以便構(gòu)成管件連接產(chǎn)品(10)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接方法還包括執(zhí)行冷卻過程，其中，所述冷卻過程的執(zhí)行包括冷卻在所述低壓焊接過程中焊接在一起的所述第一管件(11 ；32,41)和所述第二管件(12 ；34, 32)的焊接部位。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光焊接方法形成的管件連接產(chǎn)品，其中，所述第一管件(11 ；32,41)的內(nèi)壁保持其焊接前的金屬光澤。
13.一種適用于內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)的噴射器，所述噴射器GO)包括 噴嘴(41)，其構(gòu)造成噴射燃料；燃料通道構(gòu)件(32. 31)，其限定與所述噴嘴相連通的燃料通道(48)，并且所述燃料通道構(gòu)件(32，31)作為所述第一管件(3 通過根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光焊接方法進行焊接以保持所述燃料通道構(gòu)件(32，31)內(nèi)壁上的焊接前的金屬光澤；閥構(gòu)件(43)，其容納在所述燃料通道(32，31)內(nèi)以在其內(nèi)往復(fù)運動以便打開或關(guān)閉所述噴嘴Gl)；以及驅(qū)動單元(35，44，45)，其構(gòu)造成驅(qū)動所述閥構(gòu)件03)。
全文摘要
根據(jù)一種激光焊接方法，執(zhí)行惰性氣體噴射過程和焊接過程。在惰性氣體噴射過程中，惰性氣體(G1)被噴射到所述第一金屬管件(11；32，41)內(nèi)部；而第一管件內(nèi)部的空氣(G0)被排出到外側(cè)。在焊接過程中，激光(L)從所述第二金屬管件的徑向外面照射所述第二金屬管件(12；34，32)；隨著熔深部分(15，16)的熔深深度(Dm)調(diào)整金屬的熔融使得熔深部分的頭端位于所述第一管件的厚度內(nèi)；并且所述第一和第二管件沿著周向焊接在一起以形成管件連接產(chǎn)品(10)。第一管件的內(nèi)壁保持其焊接前的金屬光澤。噴射器(40)包括噴嘴(41)，燃料通道構(gòu)件(32，31)，容納在燃料通道內(nèi)的閥構(gòu)件(43)，以及驅(qū)動所述閥構(gòu)件的驅(qū)動單元(35，44，45)。所述燃料通道構(gòu)件作為第一管件利用激光焊接方法進行焊接以保持所述燃料通道構(gòu)件的內(nèi)壁的焊接前的金屬光澤。
文檔編號B23K26/14GK102248295SQ20111013308
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者塚原久敏, 杉山幸一, 根崎晉一郎, 竹內(nèi)真人, 鈴木益矢 申請人:株式會社電裝