包括热塑性材料的制品的摩擦焊接接合部制造技术

摩擦焊接接合部将制品的第一主体部分和第二主体部分联接到一起。第一主体部分包括第一标称壁厚和第一接合表面。第二主体部分包括第二标称壁厚和第二接合表面。总焊道高度被限定在接合表面之间。第一焊道从第一接合表面延伸，限定第一焊道高度。第二焊道从第二接合表面延伸，并且被联接到第一焊道。最终第二焊道高度被限定在第一焊道和第二接合表面之间。第一焊道高度与最终第二焊道高度的比例是从大约0.40到大约1.70。总焊道高度与第一标称壁厚和第二标称壁厚中的至少一个的比例等于或小于6.0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2012年5月23日提交的美国临时专利申请No.61/650,563的优先权和权益，上述专利申请所公开的内容通过引用而全部并入本专利技术的说明书中。
本专利技术总体上涉及包括热塑性材料的制品。本专利技术更具体地涉及用来连接制品的两个主体部分的摩擦焊接接合部。
技术介绍
使用摩擦焊接接合部将制品的第一主体部分和第二制品部分联接在一起在本领域中是已知的。典型的摩擦焊接接合部包括从第一主体部分延伸的第一焊道和从第二主体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个均具有接触表面。第一焊道和第二焊道的接触表面彼此接触布置，作用力施加到第一主体部分以在第一焊道和第二焊道的接触表面处产生摩擦力。第一焊道和第二焊道由热塑性材料制成，并且摩擦力导致热塑性材料温度的上升。热塑性材料温度的上升导致第一焊道和第二焊道彼此嵌套。随后，作用力从第一主体部分移除，以允许热塑性材料冷却，热塑性材料的冷却导致第一焊道和第二焊道熔接到一起。典型的摩擦焊接接合部必须能抵抗压力例如施加到典型的摩擦焊接接合部上的弯曲载荷、拉伸载荷和压缩载荷而不损坏。在制品为内燃机进气歧管的情况下，作用于典型的摩擦焊接接合部上的压力是进气歧管中空的内部结构内形成压力的结果。工业上的期望是在进气歧管的中空结构内部增加压力，但是仍然使用摩擦焊接接合部。工业上对于进气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，有需要提供一种满足当处于增大的压力时抵抗损坏的要求，而仍然满足工业上尺寸限制的改良的摩擦焊接接合部。
技术实现思路
摩擦焊接接合部将包括热塑性材料的制品的第一主体部分和第二主体部分联接到一起。第一主体部分具有第一标称壁厚和第一接合表面。第二主体部分具有第二标称壁厚和与第一接合表面大致平行的第二接合表面。摩擦焊接接合部的总焊道高度限制在第一接合表面和第二接合表面之间。摩擦焊接接合部包括联接到第一接合表面并且从第一接合表面沿轴向延伸的第一焊道以限定第一焊道高度。第二焊道联接到第二接合表面并且从第二接合表面沿轴向延伸。第二焊道也联接到第一焊道，以将第一主体部分和第二主体部分联接到一起。最终第二焊道高度限定在第一焊道和第二接合表面之间。第一焊道高度与第二焊道高度的比例从大约0.40到大约1.70。总焊道高度与第一标称壁厚和第二标称壁厚中的至少一个的比例等于或小于6.00。具有等于或大于最终第二焊道高度的第一焊道高度，或者具有总焊道高度与第一标称壁厚和第二标称壁厚中的至少一个的等于或小于6.00的比例，能减少作用于第一主体部分和第二主体部分的应力向摩擦焊接接合部的传递。因此与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体部分和第二主体部分的更大的应力，而不损坏摩擦焊接接合部。附图说明当联系附图考虑时，通过参考如下的细节说明，本专利技术其他的优点会是容易体会到的，同样也变得更好理解，其中：图1是用作内燃机的进气歧管的制品的透视图；图2是图1中制品沿线2-2的截面图；图3是图2中所示部分的截面图，示出了摩擦焊接接合部；以及图4是具有摩擦焊接接合部的多个测试制品中的一个的透视图。具体实施方式参考附图，其中相同的标号表示不同视角下的相应部分，用于制品12的摩擦焊接接合部10被大体示出。如图1和2所示，制品12可以是内燃机的进气歧管。但是，应该明白的是制品12不仅可以形成为进气歧管，还可以形成为其他某物例如汽车前灯和后灯的外壳、油箱或者其中使用振动焊接工艺使两个部件连接在一起并属于本说明书范围内的任何应用。制品12通常包括热塑性材料。应该理解的是热塑性材料可以是纯净的(也就是不含杂质的)、未经混合的树脂，或者热塑性材料可以是将树脂与其他成分进行混合后的工程产品，例如通过选择添加剂提升某种物理特性。另外，热塑性材料可以具有大约5％-25％的再研磨物。热塑性材料通常从聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙乙轻苯乙烯树脂、苯乙烯丁二烯、丙烯酸苯乙烯丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚缩醛、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯硫醚、醋酸纤维素、聚砜、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺和以上的组合的族群中选取。热塑性材料更通常是从尼龙6、尼龙6/6,、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚缩醛、丙烯酸苯乙烯丙烯腈和以上的组合的族群中选取。但是，应该明白的是其他热塑性材料也可以用于制造制品12。另外，热塑性材料可以是两种或更多种以上所列出的材料的混合物。例如，热塑性材料可以从聚酰胺混合物、聚丙烯和乙烯丙烯二烯单体的混合物、聚苯醚混合物、聚碳酸酯和聚氨酯的混合物、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物的族群中选取。尽管没有要求，热塑性材料的5％到65％通常填充有纤维，或者更优选热塑性材料的30％填充有纤维。应该理解的是纤维可以是短的、长的、和/或连续的。应该理解的是纤维可以是玻璃纤维和/或碳纤维。合适的热塑性材料的示例包括，但不限于从BASF公司可得到的商业等级排序的聚酰胺、和参考图3，制品12包括第一主体部分14和第二主体部分16。第一主体部分和第二主体部分14、16配置成通过摩擦焊接接合部10进行联接以形成制品12。换一种说法，当第一主体部分和第二主体部分14、16彼此联接时，第一主体部分和第二主体部分14、16形成制品12。第一主体部分14具有第一标称壁厚T1，并且第二主体部分16具有第二标称壁厚T2。第一标称壁厚和第二标称壁厚T1、T2通常被第一主体部分和/或第二主体部分14、16的壁的截面厚度限定。第一主体部分14更具体包括限定第一主体部分14的第一标称壁厚T1的第一壁18。相似地，第二主体部分16包括限定第二主体部分16的第二标称壁厚T2的第二壁20。应该理解的是第一标称壁厚和第二标称壁厚T1、T2可以彼此相同或不同。第一标称壁厚和第二标称壁厚T1、T2通常是从大约1.50毫米到大约5.00毫米，更通常是从大约2.00毫米到大约4.00毫米，最通常是从大约2.80毫米到大约3.20毫米。另外，第一主体部分和第二主题部分14、16的每一个均具有接合表面。换一种说法，第一主体部分14具有第一接合表面22，并且第二主体部分16具有第二接合表面24。第二接合表面24与第一接合表面22大致平行。第一主体部分14可以具有从第一壁18延伸的第一凸缘26，第一接合表面22配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括热塑性材料的制品，所述制品包括：第一主体部分，所述第一主体部分具有第一标称壁厚和第一接合表面；第二主体部分，所述第二主体部分具有第二标称壁厚和第二接合表面，所述第二接合表面与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间，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间的总焊道高度，所述摩擦焊接接合部包括：第一焊道，所述第一焊道联接到所述第一接合表面并且从所述第一接合表面沿轴向延伸，以限定第一焊道高度；第二焊道，所述第二焊道联接到所述第二接合表面并且从所述第二接合表面沿轴向延伸，所述第二焊道联接到所述第一焊道以将所述第一主体部分和第二主体部分联接到一起，并且最终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间；其中，所述第一焊道高度与所述最终第二焊道高度的比例从大约0.40到大约1.70；并且其中，所述总焊道高度与所述第一标称壁厚和所述第二标称壁厚中的至少一个的比例等于或小于6.00。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.23 US 61/650,5631.一种包括热塑性材料的制品，所述制品包括：
第一主体部分，所述第一主体部分具有第一标称壁厚和第一接合表
面；
第二主体部分，所述第二主体部分具有第二标称壁厚和第二接合表
面，所述第二接合表面与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间，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间的总焊道高度，所述摩擦焊接接合部
包括：
第一焊道，所述第一焊道联接到所述第一接合表面并且从所述第一
接合表面沿轴向延伸，以限定第一焊道高度；
第二焊道，所述第二焊道联接到所述第二接合表面并且从所述第二
接合表面沿轴向延伸，所述第二焊道联接到所述第一焊道以将所述第一
主体部分和第二主体部分联接到一起，并且最终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间；
其中，所述第一焊道高度与所述最终第二焊道高度的比例从大约
0.40到大约1.70；并且
其中，所述总焊道高度与所述第一标称壁厚和所述第二标称壁厚中
的至少一个的比例等于或小于6.00。
2.根据权利要求1所述的制品，其中，所述第一焊道高度和所述
最终第二焊道高度的所述比例等于或小于1.00。
3.根据权利要求2所述的制品，其中，所述第一焊道高度是从大
约2.00毫米到大约5.00毫米。
4.根据权利要求3所述的制品，其中，所述最终第二焊道高度是
从大约2.50毫米到大约5.00毫米。
5.根述权利要求1所述的制品，其中，所述总焊道高度与所述第

\t一标称壁厚和所述第二标称壁厚中的至少一个的所述比例是从大约1.60
到大约5.50。
6.根据权利要求5所述的制品，其中，所述总焊道高度是从大约
6.5毫米到大约9.5毫米。
7.根据权利要求6所述的制品，其中，所述第一标称壁厚和第二
标称壁厚是从大约1.50毫米到大约5.00毫米。
8.根据权利要求1所述的制品，其中，所述第一主体部分包括限
定所述第一主体部分的所述标称壁厚的第一壁，并且所述第二主体部分
包括限定所述第二主体部分的所述标称壁厚的第二壁。
9.根据权利要求8所述的制品，其中，所述第一主体部分具有从
所述第一壁延伸的第一凸缘，并且所述第一接合表面布置在所述第一凸
缘上。
10.根据权利要求9所述的制品，其中，所述第二主体部分具有从
所述第二壁延伸的第二凸缘，所述第二接合表面布置在所述第二凸缘上。
11.根据权利要求1所述的制品，其中，所述第二主体部分包括第
一火花坝和第二火花坝，所述第一火花坝和所述第二火花坝均从所述第
二接合表面延伸，所述第二火花坝与所述第一火花坝分隔开，所述第二
焊道与所述第一火花坝和第二火化坝分隔开，并且布置在所述第一火花
坝和所述第二火花坝之间。
12.根据权利要求11所述的制品，其中，所述第一火花坝和所述
第二火花坝具有从大约...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·博萨尔，P·康达帕利，W·J·麦克马斯特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE