包括熱塑性材料的制品的摩擦焊接接合部的制作方法
【專利摘要】摩擦焊接接合部將制品的第一主體部分和第二主體部分聯(lián)接到一起。第一主體部分包括第一標(biāo)稱壁厚和第一接合表面。第二主體部分包括第二標(biāo)稱壁厚和第二接合表面。總焊道高度被限定在接合表面之間。第一焊道從第一接合表面延伸，限定第一焊道高度。第二焊道從第二接合表面延伸，并且被聯(lián)接到第一焊道。最終第二焊道高度被限定在第一焊道和第二接合表面之間。第一焊道高度與最終第二焊道高度的比例是從大約0.40到大約1.70?？偤傅栏叨扰c第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚中的至少一個的比例等于或小于6.0。
【專利說明】包括熱塑性材料的制品的摩擦焊接接合部
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年5月23日提交的美國臨時專利申請No. 61/650, 563的優(yōu)先 權(quán)和權(quán)益，上述專利申請所公開的內(nèi)容通過引用而全部并入本發(fā)明的說明書中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明總體上涉及包括熱塑性材料的制品。本發(fā)明更具體地涉及用來連接制品的 兩個主體部分的摩擦焊接接合部。

【背景技術(shù)】
[0004] 使用摩擦焊接接合部將制品的第一主體部分和第二制品部分聯(lián)接在一起在本領(lǐng) 域中是已知的。典型的摩擦焊接接合部包括從第一主體部分延伸的第一焊道和從第二主體 部分延伸的第二焊道。典型的摩擦焊接接合部的第一焊道和第二焊道中的每一個均具有接 觸表面。第一焊道和第二焊道的接觸表面彼此接觸布置，作用力施加到第一主體部分以在 第一焊道和第二焊道的接觸表面處產(chǎn)生摩擦力。第一焊道和第二焊道由熱塑性材料制成， 并且摩擦力導(dǎo)致熱塑性材料溫度的上升。熱塑性材料溫度的上升導(dǎo)致第一焊道和第二焊道 彼此嵌套。隨后，作用力從第一主體部分移除，以允許熱塑性材料冷卻，熱塑性材料的冷卻 導(dǎo)致第一焊道和第二焊道熔接到一起。
[0005] 典型的摩擦焊接接合部必須能抵抗壓力例如施加到典型的摩擦焊接接合部上的 彎曲載荷、拉伸載荷和壓縮載荷而不損壞。在制品為內(nèi)燃機進(jìn)氣歧管的情況下，作用于典型 的摩擦焊接接合部上的壓力是進(jìn)氣歧管中空的內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)形成壓力的結(jié)果。工業(yè)上的期望 是在進(jìn)氣歧管的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)部增加壓力，但是仍然使用摩擦焊接接合部。工業(yè)上對于進(jìn)氣 歧管的尺寸和摩擦焊接接合部本身的尺寸也都有限制。因此，有需要提供一種滿足當(dāng)處于 增大的壓力時抵抗損壞的要求，而仍然滿足工業(yè)上尺寸限制的改良的摩擦焊接接合部。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 摩擦焊接接合部將包括熱塑性材料的制品的第一主體部分和第二主體部分聯(lián)接 到一起。第一主體部分具有第一標(biāo)稱壁厚和第一接合表面。第二主體部分具有第二標(biāo)稱壁 厚和與第一接合表面大致平行的第二接合表面。摩擦焊接接合部的總焊道高度限制在第一 接合表面和第二接合表面之間。摩擦焊接接合部包括聯(lián)接到第一接合表面并且從第一接合 表面沿軸向延伸的第一焊道以限定第一焊道高度。第二焊道聯(lián)接到第二接合表面并且從第 二接合表面沿軸向延伸。第二焊道也聯(lián)接到第一焊道，以將第一主體部分和第二主體部分 聯(lián)接到一起。最終第二焊道高度限定在第一焊道和第二接合表面之間。第一焊道高度與第 二焊道高度的比例從大約〇. 40到大約1. 70?？偤傅栏叨扰c第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚 中的至少一個的比例等于或小于6. 00。具有等于或大于最終第二焊道高度的第一焊道高 度，或者具有總焊道高度與第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚中的至少一個的等于或小于6. 00 的比例，能減少作用于第一主體部分和第二主體部分的應(yīng)力向摩擦焊接接合部的傳遞。因 此與已有的焊接接合部相比，摩擦焊接接合部能抵抗作用于第一主體部分和第二主體部分 的更大的應(yīng)力，而不損壞摩擦焊接接合部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 當(dāng)聯(lián)系附圖考慮時，通過參考如下的細(xì)節(jié)說明，本發(fā)明其他的優(yōu)點會是容易體會 到的，同樣也變得更好理解，其中：
[0008] 圖1是用作內(nèi)燃機的進(jìn)氣歧管的制品的透視圖；
[0009] 圖2是圖1中制品沿線2-2的截面圖；
[0010] 圖3是圖2中所示部分的截面圖，示出了摩擦焊接接合部；以及
[0011] 圖4是具有摩擦焊接接合部的多個測試制品中的一個的透視圖。

【具體實施方式】
[0012] 參考附圖，其中相同的標(biāo)號表示不同視角下的相應(yīng)部分，用于制品12的摩擦焊接 接合部10被大體示出。如圖1和2所示，制品12可以是內(nèi)燃機的進(jìn)氣歧管。但是，應(yīng)該明 白的是制品12不僅可以形成為進(jìn)氣歧管，還可以形成為其他某物例如汽車前燈和后燈的 外殼、油箱或者其中使用振動焊接工藝使兩個部件連接在一起并屬于本說明書范圍內(nèi)的任 何應(yīng)用。
[0013] 制品12通常包括熱塑性材料。應(yīng)該理解的是熱塑性材料可以是純凈的（也就是不 含雜質(zhì)的）、未經(jīng)混合的樹脂，或者熱塑性材料可以是將樹脂與其他成分進(jìn)行混合后的工程 產(chǎn)品，例如通過選擇添加劑提升某種物理特性。另外，熱塑性材料可以具有大約5% -25% 的再研磨物。熱塑性材料通常從聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙乙輕苯乙烯樹脂、苯乙烯丁 二烯、丙烯酸苯乙烯丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚縮醛、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、 聚乙烯、聚苯硫醚、醋酸纖維素、聚砜、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺和以上的組合的族群 中選取。熱塑性材料更通常是從尼龍6、尼龍6/6,、聚酰胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯 二甲酸乙二酯、聚縮醛、丙烯酸苯乙烯丙烯腈和以上的組合的族群中選取。但是，應(yīng)該明白 的是其他熱塑性材料也可以用于制造制品12。另外，熱塑性材料可以是兩種或更多種以上 所列出的材料的混合物。例如，熱塑性材料可以從聚酰胺混合物、聚丙烯和乙烯丙烯二烯單 體的混合物、聚苯醚混合物、聚碳酸酯和聚氨酯的混合物、聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇 酯的混合物的族群中選取。
[0014] 盡管沒有要求，熱塑性材料的5 %到65 %通常填充有纖維，或者更優(yōu)選 熱塑性材料的30 %填充有纖維。應(yīng)該理解的是纖維可以是短的、長的、和/或連 續(xù)的。應(yīng)該理解的是纖維可以是玻璃纖維和/或碳纖維。合適的熱塑性材料的 示例包括，但不限于從BASF公司可得到的商業(yè)等級排序的Ultrainid?聚酰胺、 Ultradur?、Ultraform?、Ultrason?、Luran? 和 Terluran?。
[0015] 參考圖3,制品12包括第一主體部分14和第二主體部分16。第一主體部分和第 二主體部分14、16配置成通過摩擦焊接接合部10進(jìn)行聯(lián)接以形成制品12。換一種說法， 當(dāng)?shù)谝恢黧w部分和第二主體部分14、16彼此聯(lián)接時，第一主體部分和第二主體部分14、16 形成制品12。第一主體部分14具有第一標(biāo)稱壁厚T1，并且第二主體部分16具有第二標(biāo)稱 壁厚T2。第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚ΤΙ、T2通常被第一主體部分和/或第二主體部分 14、16的壁的截面厚度限定。第一主體部分14更具體包括限定第一主體部分14的第一標(biāo) 稱壁厚Tl的第一壁18。相似地，第二主體部分16包括限定第二主體部分16的第二標(biāo)稱壁 厚T2的第二壁20。應(yīng)該理解的是第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚T1、T2可以彼此相同或不 同。第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚Tl、Τ2通常是從大約1. 50毫米到大約5. 00毫米，更通 常是從大約2. 00毫米到大約4. 00毫米，最通常是從大約2. 80毫米到大約3. 20毫米。
[0016] 另外，第一主體部分和第二主題部分14、16的每一個均具有接合表面。換一種說 法，第一主體部分14具有第一接合表面22,并且第二主體部分16具有第二接合表面24。第 二接合表面24與第一接合表面22大致平行。第一主體部分14可以具有從第一壁18延伸 的第一凸緣26,第一接合表面22配置在第一凸緣26上。通常，當(dāng)?shù)谝槐?8和第一凸緣26 存在的時候，第一壁和第一凸緣在截面上呈現(xiàn)出L型配置。相似地，第二主體部分16具有 從第二壁20延伸的第二凸緣28,第二接合表面24配置在第二凸緣28上。通常，當(dāng)?shù)诙?20和第二凸緣28存在的時候，第二壁和第二凸緣的在截面上呈現(xiàn)出L型配置。
[0017] 摩擦焊接接合部10配置在第一接合表面和第二接合表面22、24之間。摩擦焊接 接合部10將第一主體部分和第二主體部分14、16聯(lián)接到一起以形成制品12。摩擦焊接接 合部10具有限定在第一接合表面和第二接合表面22、24之間的總焊道高度HT?？偤傅栏?度HT通常是從大約6. 5毫米到大約9. 5毫米，更通常是從大約7. 00毫米到大約9. 00毫米， 最通常是從大約8. 00毫米到大約9. 00毫米。總焊道高度HT與第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱 壁厚T1、T2的至少一個的比例通常是等于或小于6. 00,更通常是從大約1. 60到大約5. 50， 最通常是從2. 50到3. 00。
[0018] 摩擦焊接接合部10包括聯(lián)接到第一接合表面22并從第一接合表面22沿軸向延 伸的第一焊道30。第一焊道30沿中心線32從第一接合表面22沿軸向延伸。第一焊道30 從第一接合表面22延伸，并且終止于第一接觸表面34,因此限定第一焊道高度Η1。第一 焊道高度Hl通常是從大約2. 00毫米到大約5. 00毫米，更通常是從大約2. 50毫米到大約 4. 50毫米，最通常是從大約4. 00毫米到大約4. 50毫米。另外，第一焊道30具有厚度Τ3， 該厚度被第一焊道30的截面厚度限定。通常，第一焊道30的厚度Τ3在第一接合表面22 和第一焊道30的接觸表面之間是均勻的。通常，第一焊道30的厚度Τ3從大約3. 00毫米 到大約8. 00毫米，更通常的是從大約4. 00到大約7. 00毫米，最通常是從大約6. 00毫米到 大約7. 00毫米。通常，第一焊道30的厚度Τ3小于第一凸緣26的截面厚度。
[0019] 摩擦焊接接合部10還包括聯(lián)接到第二接合表面24并且從第二接合表面24沿軸 向延伸的第二焊道36。第二焊道36沿中心線38從第二接合表面24沿軸向延伸。第二焊 道36從第二接合表面24延伸，并且終止于第二接觸表面40,因此限定最初的第二焊道高 度Η2。最初的第二焊道高度Η2通常是從大約4. 00毫米到大約6. 50毫米，更通常是從大約 4. 60毫米到大約6. 00毫米，最通常是從大約5. 50毫米到大約6. 00毫米。另外，第二焊道 36具有厚度Τ4,該厚度被第二焊道36的截面厚度限定。通常，第二焊道36的厚度Τ4在第 二接合表面24和第二焊道36的第二接觸表面40之間是均勻的。通常，最初的第二焊道36 的厚度Τ4是從大約1. 50毫米到大約7. 00毫米，更通常是從大約3. 00毫米到大約6. 00毫 米，最通常是從大約4. 00毫米到大約5. 00毫米。通常，第二焊道36的厚度Τ4小于第二凸 緣28的截面厚度。
[0020] 應(yīng)該理解的是第一焊道和第二焊道30、36可以具有任何合適的截面配置。例如， 第一焊道和第二焊道30、36中的每一個均可以具有矩形截面或圓形截面。應(yīng)該理解的是第 一焊道30對比第二焊道36可以具有不同的截面。例如，第一焊道30可以具有矩形截面， 并且第二焊道36可以具有圓形截面。
[0021] 通常，第一焊道和第二焊道30、36包括制品12的熱塑性材料。例如第一焊道和第 二焊道30、36可以包括未加玻璃纖維和/或加玻璃纖維的尼龍、尼龍6/6、聚氯乙烯、聚對苯 二甲酸丁二醇酯、聚縮醛和以上的結(jié)合物。應(yīng)該理解的是第一焊道和第二焊道30、36可以 包括與第一主體部分和第二主體部分14、16的熱塑性材料相比不同的熱塑性材料。
[0022] 在將第一主體部分和第二主體部分14、16聯(lián)接到一起之前，第二焊道36與第一焊 道30分隔開。為了將第一焊道和第二焊道30、36聯(lián)接到一起，第一焊道和第二焊道30、36 布置成互相接觸。更具體地，第一焊道和第二焊道30、36的每一個的接觸表面34、40布置成 互相接觸。通常，第一焊道和第二焊道30、36的中心線32、38被互相對準(zhǔn)以將第一焊道和第 二焊道30、36聯(lián)接到一起。夾緊壓力可以施加到第一主體部分和第二主體部分14、16以臨 時將第一主體部分和第二主體部分14、16保持在一起。夾緊壓力通常從大約I. OMpa到大 約7. OMpa，更通常是從大約I. 2Mpa到大約4. OMpa，最通常是從大約I. 5Mpa到大約2. 5Mpa。
[0023] 作用力施加到制品12的第一主體部分和第二主體部分14、16之一以在第一焊道 和第二焊道30、36之間產(chǎn)生摩擦。作用力的施加導(dǎo)致了第一焊道和第二焊道30、36的接觸 表面的摩擦的產(chǎn)生。摩擦產(chǎn)生熱量，該熱量加熱第一焊道和第二焊道30、36的熱塑性材料， 使得熱塑性材料的溫度從常溫向其熔化溫度上升。作用力的施加可以被進(jìn)一步限定為將第 一焊道和第二焊道30、36摩擦焊接到一起，使得第一主體部分和第二主體部分14、16之一 相對于第一焊道和第二焊道30、36中的另一個能夠以低頻做往復(fù)運動。摩擦焊接中所使用 的低頻通常是從大約100赫茲到大約300赫茲，更通常是從大約150赫茲到大約240赫茲， 最通常是從大約180赫茲到大約220赫茲。另外，應(yīng)該理解的是作用力的施加可以被進(jìn)一 步限定為將第一焊道和第二焊道30、36超聲焊接到一起，使得第一主體部分和第二主體部 分14、16之一相對于第一焊道和第二焊道30、36中的另一個能夠以高頻做往復(fù)運動。超聲 焊接所使用的高頻通常是從大約15, 000赫茲到72, 000赫茲，更通常的是從大約15, 000赫 茲到大約60, 000赫茲，最通常是從大約15, 000赫茲到大約40, 000赫茲。
[0024] 加熱第一焊道和第二焊道30、36允許第一焊道或第二焊道30、36穿透第一焊道和 第二焊道30、36中的另一個。換一種說法，由于第一焊道和第二焊道30、36的熱塑性材料 接近其融化溫度，第一焊道或第二焊道30、36中的至少一個穿透第一焊道或第二焊道中的 另一個。應(yīng)該理解的是，將第一焊道和第二焊道30、36保持到一起的壓力可以存在于施加 作用力期間，以促進(jìn)第一焊道或第二焊道30、36穿透第一焊道和第二焊道30、36中的另一 個。
[0025] 作用力被移除，以允許第一焊道和第二焊道30、36熔接到一起，以將制品12的第 一主體部分14和第二主體部分16聯(lián)接到一起。通常，一旦作用力被移除，由摩擦產(chǎn)生的 熱量迅速耗散，并且由于第一焊道和第二焊道30、36的溫度到達(dá)常溫，第一焊道和第二焊 道30、36的熱塑性材料熔接到一起。換一種說法，一旦作用力被移除，第一焊道和第二焊道 30、36被聯(lián)接到一起，以結(jié)合制品12的第一主體部分和第二主體部分14、16。應(yīng)該理解的 是，第二焊道36可以被聯(lián)接到第一焊道30,第一焊道30可以被聯(lián)接到第二焊道36,或者第 一焊道和第二焊道30、36可以彼此聯(lián)接以將第一主體部分和第二主體部分14、16聯(lián)接到一 起。
[0026] 通常，作用力被施加到第一主體部分14以允許第二焊道36穿透第一焊道30,如 圖3所示。在這個實施例中，在作用力從第一主體部分14移除后，第二焊道36至少部分配 置在第一焊道30內(nèi)部。第二焊道36以距離Dl穿透第一焊道30,該距離Dl通常是從大約 0. 25毫米到大約2. 20毫米，更通常是從大約1. 00毫米到大約2. 00毫米，最通常是從大約 1. 50毫米到大約1. 80毫米。但是，應(yīng)該理解的是第二焊道36可以穿透第一焊道30,使得 第二焊道36圍繞第一焊道30完全包圍。另外，應(yīng)該理解的是作用力被施加到第二主體部 分16而不是第一主體部分14,然后第一焊道30會以與如上所述的第二焊道36相似的方式 穿透第二焊道36。
[0027] 當(dāng)?shù)诙傅?6穿透第一焊道30時，第二焊道36具有最終第二焊道高度H3,所述 第二焊道高度H3被限定在第一焊道30和第二接合表面24之間。第一焊道高度Hl與最終 的第二焊道高度H3的比例通常是從大約0. 40到大約1. 70,更通常是從大約0. 50到大約 1. 25,最通常是從大約0. 98到大約1. 0。最終的第二焊道高度H3通常是從大約2. 50毫米 到大約5. 00毫米，更通常是從大約3. 00毫米到大約4. 50毫米，最通常是從大約4. 00毫米 到大約4. 50毫米。應(yīng)該理解的是第二焊道36的最終的第二焊道高度H3可以等于或大于 第一焊道高度Hl。
[0028] 制品12通常具有被第一主體部分和第二主體部分14、16限定的內(nèi)部腔室。摩擦 焊接接合部10圍繞內(nèi)部腔室布置。在制品12的正常使用期間，腔室可以承受壓力的增加。 例如當(dāng)制品12為進(jìn)氣歧管時，進(jìn)氣歧管內(nèi)部的壓力增加。壓力增加引起作用在摩擦焊接接 合部10上瞬時作用力。瞬時作用力導(dǎo)致作用于摩擦焊接接合部10上的彎曲載荷、拉伸載 荷和壓縮載荷的組合。因此，摩擦焊接接合部10必須能抵抗由彎曲載荷、拉伸載荷和壓縮 載荷施加在摩擦焊接接合部10上的應(yīng)力而不損壞。
[0029] 不希望被理論約束，應(yīng)該相信的是提供的摩擦焊接接合部10具有在上述的最終 第二焊道高度H3與上述第一焊道高度Hl之間的比例，并且具有總焊道高度HT與上述第一 標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚ΤΙ、T2至少之一的比例，因而減少了作用于第一主體部分和第二 主體部分14、16上的應(yīng)力，從而減少了作用于摩擦焊接接合部10上的應(yīng)力。作用于第一主 體部分和第二主體部分14、16上的應(yīng)力的示例是制品12的內(nèi)部腔室41的增加的壓力。減 少傳遞到摩擦焊接接合部10的應(yīng)力使得摩擦焊接接合部10的強度增加。因此，與不滿足 上述比例要求的其它焊接接合部相比，制品12能夠承受更大的壓力，而不會使得摩擦焊接 接合部10損壞。因此，應(yīng)該相信的是將最終焊道高度H3與第一焊道高度Hl的比例與總焊 道高度HT的比例相結(jié)合能減少由于腔內(nèi)部壓力增加作用在摩擦焊接接合部10上的彎曲載 荷、拉伸載荷和壓縮載荷所導(dǎo)致的應(yīng)力。限制導(dǎo)致腔室內(nèi)部形成增加的壓力的作用于摩擦 焊接接合部10的應(yīng)力增加了摩擦焊接接合部10的爆裂強度。
[0030] 第一焊道和第二焊道30、36的升溫也導(dǎo)致火花的產(chǎn)生。因此，第二主體部分16可 以相應(yīng)地包括第一火花壩和第二火花壩。每個火花壩均從第二接合表面24延伸。第一火花 壩和第二火花壩被彼此分隔開，并且將第二焊道36與第一火花壩和第二火花壩分隔開，并 配置在第一火花壩和第二火花壩之間。腔44被限定在每個火花壩和第二焊道36之間，以 在火花產(chǎn)生時將其匯集。腔44匯集摩擦焊接接合部10內(nèi)部的火花，因此阻止制品12內(nèi)的 火花變得分散。從一個美學(xué)的立場來看，捕獲火花也是被期望的，捕獲火花也是制品12為 進(jìn)氣歧管時的重要應(yīng)用要求。已經(jīng)被觀察到的是增加火花壩的厚度增加了摩擦焊接接合部 10的爆裂強度。但是，火花壩的厚度不能變得太大，否則這會導(dǎo)致沒有腔去捕獲火花。火花 壩的厚度通常是從大約〇. 50毫米到大約4. 00毫米，更通常是從大約0. 80毫米到大約3. 25 毫米，最通常是從大約2. 50毫米到大約3. 00毫米。
[0031] 另外，應(yīng)該理解的是第一焊道30和/或第二焊道36可以被分成內(nèi)部桿和外部桿。 應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，當(dāng)?shù)谝缓傅?0或第二焊道36之一分成內(nèi)部桿和外部桿時，第一焊道 30的中心線32可以相對于第二焊道36的中心線38偏置。應(yīng)該相信的是將第一焊道30和 /或第二焊道36分成內(nèi)部桿和外部桿以及使中心線32、38偏置減少了由于腔內(nèi)部壓力上升 而作用在摩擦焊接接合部10上的彎曲載荷、拉伸載荷和壓縮載荷所導(dǎo)致的應(yīng)力。限制由腔 室內(nèi)部形成增加的壓力導(dǎo)致的作用于摩擦焊接接合部10的應(yīng)力增加了摩擦焊接接合部10 的爆裂強度。
[0032] 盡管已經(jīng)對將制品12的第一主體部分和第二主體部分14、16聯(lián)接到一起進(jìn)行了 說明，但是應(yīng)該理解的是摩擦焊接接合部10也可以用于將熱塑性主體，包括多重制品12， 聯(lián)接到一起。
[0033] 示例
[0034] 多個測試制品42被制成。圖4中示出了測試制品42的示例。測試制品42具有 通過接合部結(jié)合到一起的第一主體部分和第二主體部分14、16。但是，每個測試制品42的 總焊道高度HT是可變的?？偤傅栏叨菻T的變化通過分別調(diào)整第一焊道和第二焊道30、36 的第一焊道高度Hl或最終第二焊道高度H3至少之一來實現(xiàn)。第一焊道30的厚度為6. 00 毫米，并且第二焊道36的厚度為4. 00毫米。測試制品42的第一主體部分和第二主體部分 14、16的標(biāo)稱壁厚為大約3. 00毫米。對所有的測試制品42使用相同的夾緊壓力使得接合 部按如上所述方式形成。通過增加測試制品42內(nèi)部的壓力，直到測試制品42發(fā)生故障，執(zhí) 行第一壓力故障測試。結(jié)果如下表1所示。
[0035] 表 1
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種包括熱塑性材料的制品，所述制品包括： 第一主體部分，所述第一主體部分具有第一標(biāo)稱壁厚和第一接合表面； 第二主體部分，所述第二主體部分具有第二標(biāo)稱壁厚和第二接合表面，所述第二接合 表面與所述第一接合表面大致平行；以及 摩擦焊接接合部，所述摩擦焊接接合部布置在所述第一接合表面和所述第二接合表面 之間，并且所述摩擦焊接接合部具有限定在所述第一接合表面和所述第二接合表面之間的 總焊道高度，所述摩擦焊接接合部包括： 第一焊道，所述第一焊道聯(lián)接到所述第一接合表面并且從所述第一接合表面沿軸向延 伸，以限定第一焊道高度； 第二焊道，所述第二焊道聯(lián)接到所述第二接合表面并且從所述第二接合表面沿軸向 延伸，所述第二焊道聯(lián)接到所述第一焊道以將所述第一主體部分和第二主體部分聯(lián)接到一 起，并且最終第二焊道高度限定在所述第一焊道和所述第二接合表面之間； 其中，所述第一焊道高度與所述最終第二焊道高度的比例從大約0. 40到大約1. 70 ;并 且 其中，所述總焊道高度與所述第一標(biāo)稱壁厚和所述第二標(biāo)稱壁厚中的至少一個的比例 等于或小于6. 00。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述第一焊道高度和所述最終第二焊道高度的 所述比例等于或小于1.00。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制品，其中，所述第一焊道高度是從大約2. 00毫米到大約 5. 00暈米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其中，所述最終第二焊道高度是從大約2. 50毫米到大 約5. 00暈米。
5. 根述權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述總焊道高度與所述第一標(biāo)稱壁厚和所述第 二標(biāo)稱壁厚中的至少一個的所述比例是從大約1. 60到大約5. 50。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中，所述總焊道高度是從大約6. 5毫米到大約9. 5毫 米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制品，其中，所述第一標(biāo)稱壁厚和第二標(biāo)稱壁厚是從大約 1.50毫米到大約5. 00毫米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述第一主體部分包括限定所述第一主體部分 的所述標(biāo)稱壁厚的第一壁，并且所述第二主體部分包括限定所述第二主體部分的所述標(biāo)稱 壁厚的第二壁。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制品，其中，所述第一主體部分具有從所述第一壁延伸的第 一凸緣，并且所述第一接合表面布置在所述第一凸緣上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制品，其中，所述第二主體部分具有從所述第二壁延伸的第 二凸緣，所述第二接合表面布置在所述第二凸緣上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述第二主體部分包括第一火花壩和第二火花 壩，所述第一火花壩和所述第二火花壩均從所述第二接合表面延伸，所述第二火花壩與所 述第一火花壩分隔開，所述第二焊道與所述第一火花壩和第二火化壩分隔開，并且布置在 所述第一火花壩和所述第二火花壩之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制品，其中，所述第一火花壩和所述第二火花壩具有從大 約0. 50毫米到大約4. 00毫米的厚度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制品，其中，所述第一焊道和所述第二焊道的厚度均小于 所述第一凸緣和所述第二凸緣的截面厚度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述第一焊道和第二焊道包括從尼龍6、尼龍 6/6、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚縮醛和以上的組合的組中選取的材料。
15. -種用于將制品的第一主體部分和第二主體部分聯(lián)接在一起的摩擦焊接接合部， 所述摩擦焊接接合部包括熱塑性材料，所述第一主體部分具有第一標(biāo)稱壁厚和第一接合表 面，所述第二主體部分具有第二標(biāo)稱壁厚和與所述第一接合表面大致平行的第二接合表 面，所述摩擦焊接接合部包括： 第一焊道，所述第一焊道聯(lián)接到所述第一接合表面并且從所述第一接合表面沿軸向延 伸，以限定第一焊道高度；以及 第二焊道，所述第二焊道聯(lián)接到所述第二接合表面并且從所述第二接合表面沿軸向 延伸，所述第二焊道聯(lián)接到所述第一焊道以將所述第一主體部分和第二主體部分聯(lián)接到一 起，并且最終第二焊道高度限定在所述第一焊道和所述第二接合表面之間； 其中，所述第一焊道高度與所述最終第二焊道高度的比例從大約〇. 40到大約1. 70 ; 其中，總焊道高度被限定在第一接合表面和第二接合表面之間；并且 其中，所述總焊道高度與所述第一標(biāo)稱壁厚和所述第二標(biāo)稱壁厚中的至少一個的比例 等于或小于4. 5。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的摩擦焊接接合部，其中，所述第一焊道高度和所述最終第 二焊道高度的所述比例等于或小于1. 00。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的摩擦焊接接合部，其中，所述第一焊道高度是從大約2. 00 毫米到大約5. 00毫米。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的摩擦焊接接合部，其中，所述最終第二焊道高度是從大約 2. 50暈米到大約5. 00暈米。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的摩擦焊接接合部，其中，所述總焊道高度與所述第一主體 部分和所述第二主體部分中的至少一個的所述標(biāo)稱壁厚的所述比例是從大約1. 60到大約 5. 50〇
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的摩擦焊接接合部，其中，所述標(biāo)稱壁厚是從大約1. 50毫米 到大約5. 00毫米。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的摩擦焊接接合部，其中，所述總焊道高度是從大約6. 5毫米 到大約9. 5毫米。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的制品，其中，所述第二主體部分包括第一火花壩和第二火 花壩，所述第一火花壩和所述第二火花壩均從所述第二接合表面延伸，所述第二火花壩與 所述第一火花壩分隔開，所述第二焊道與所述第一火花壩和所述第二火花壩分隔開，并且 布置在所述第一火花壩和所述第二火花壩之間。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的制品，其中，所述第一火花壩和所述第二火花壩具有從大 約0. 50毫米到大約4. 00毫米的厚度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的摩擦焊接接合部，其中，所述第一焊道和第二焊道包括從 尼龍6、尼龍6/6、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚縮醛和以上的組合的組中選取的材 料。
【文檔編號】B29C65/06GK104395058SQ201380034971
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月23日
【發(fā)明者】A·博薩爾, P·康達(dá)帕利, W·J·麥克馬斯特 申請人:巴斯夫歐洲公司