一种水冷内燃机缸盖以及装有这种缸盖的水冷内燃机制造技术

一种水冷内燃机缸盖以及装有这种缸盖的水冷内燃机，分体压铸的轻合金缸盖上下体各个孔口位于狭小紧凑处，电弧焊搅拌焊焊具到达工作区施焊困难。一种新颖摩擦焊接结构件简单实用，摩擦焊连接件覆盖孔口连接缝隙处并且在压力下高速旋转使得焊接界面升温，焊接界面在压力下降温冷却，实现了压铸缸盖各孔口连接处的密封连接，简单、快速、经济、美观的摩擦焊接结构件，可以应用于各种机械装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种第一工件穿过第二工件对应孔口后、在表面孔口经由焊接得以连接第一工件和第二工件的焊接结构件，涉及一种应用上述焊接结构件的水冷内燃机缸盖以及装有这种缸盖的水冷内燃机，涉及一种装配有上述水冷内燃机的机械装置。
技术介绍
目前，第一工件穿过第二工件的对应孔口后、在表面孔口经由焊接得以连接第一工件和第二工件的焊接结构件，现有技术都是对上述第一工件与第二工件连接的孔口间隙处施焊，电弧焊、气焊、搅拌摩擦焊，都沿着上述孔口周围连接间隙处的轨迹，形成环形贯通封闭的一圈焊缝，密闭连接第一工件与第二工件之间的表面连接孔口。当第一工件与第二工件的孔口连接处位于紧凑的狭小空间位置时，焊枪到达焊接处就有困难，难以施焊。当在紧凑的狭小空间内，还需要高速完成密集设置的第一工件与第二工件连接处多个孔口的密闭焊接时，电弧焊、气焊的焊具接近工作面困难，难以施焊，无法实现高速焊接。搅拌摩擦焊的搅拌针夹具进入紧凑的狭小空间困难，走搅拌轨迹困难。闪光对焊，对于密集设置紧凑的第一连接件与第二连接件连接处多个孔口的焊接，工艺难度与成本，工件的焊接变形，都难以解决。即使上述焊缝连接成功，焊缝表面的粗糙不平，需要打磨，费时间，效果差。CN101992348A公开了第一工件与第二工件的邻接表面通过往复移动、旋转移动增加温度以形成焊接界面，然后停止移动，焊接界面在压力下冷却，描述了第一工件与第二工件间表面连接的结构与摩擦焊接的方法；CN102537146A公开了一种盘式制动器底部作搅拌摩擦焊接的结构；CN1651776A公开了一种十字接头管状工件之间旋转摩擦焊接的结构；CN1840886B公开了一种柴油机共轨工件之间的旋转摩擦焊接结构；CN101157158A公开了钢制工件与铝制工件之间的旋转摩擦焊接结构；CN100553850C公开了一种惯性摩擦焊方法和系统。上述现有技术的工件结构，对于需要在紧凑的狭小空间内、高速完成密集设置的第一连接件与第二连接件的连接处多个孔口的密闭焊接，还不能够直接应用解决，迫切需要能够创造一种新的焊接的结构与构造，能够实现第一工件穿过第二工件对应孔口后、在表面孔口作焊接以连接第一工件和第二工件，焊接完成，能够实现焊接的快速、经济、可靠、美观。CN102678352A公开了一种装有点火火花塞的水冷内燃机缸盖，将燃料喷射到进气道里与空气混合，再通过进气阀进入汽缸内燃烧；CN102251873A公开了一种中央直接喷射式水冷内燃机汽缸盖，燃料喷射器和火花塞位于缸盖的中央凹部：CN102865154A公开了一种斜置直接喷射式水冷内燃机汽缸盖，燃料喷射器位于水冷缸盖的侧面；CN202991254U和CN103452690A公开了一种分上下两体制造水冷缸盖，然后使用焊接、粘接、螺栓紧固连接和/或铆接方法将上下两个缸盖体连接成一个整体缸盖的技术方案，进一步改进了分体水冷缸盖的结构与构造，有了实现轻合金压铸制造水冷缸盖的一种基本的结构与构造途径。但是，在焊接铝合金、镁合金缸盖上下体的缸盖螺栓孔口、喷燃料器孔口、进排气阀杆孔口，进排气道孔口、火花塞孔口及上下缸盖底部连接处孔口时，连接缸盖螺栓孔上缸盖部与缸盖螺栓孔下缸盖部、喷燃料器孔上缸盖部与喷燃料器孔下缸盖部、进排气阀杆孔上缸盖部与进排气阀杆孔下缸盖部、进排气道孔上缸盖部与进排气道孔下缸盖部、火花塞孔上缸盖部与火花塞孔下缸盖部、上下缸盖底部连接孔上缸盖部与上下缸盖底部连接孔下缸盖部，使用电弧焊、气焊、搅拌摩擦焊、闪光对焊都不能够解决焊接工作面的空间紧凑狭小、高速焊接、焊接变形小、密封可靠、外观美观的技术难题，迫切需要能够创造一种新的水冷内燃机缸盖上下体焊接的结构与构造，能够使用快速、经济、可靠的焊接工艺方式将水冷内燃机缸盖上下体连接为整体缸盖。
技术实现思路
现有技术水冷缸盖80分成两个不同部位的缸盖体制造，缸盖80上包括进气阀杆孔8812、排气阀杆孔8822、进气道887、排气道889、缸盖螺栓孔881，所述缸盖80由分体制造的上缸盖87与下缸盖88连接组成，其中，所述进气阀杆孔8812、所述排气阀杆孔8822、所述进气道887、所述排气道889、所述缸盖
螺栓孔881分别由形成于所述上缸盖87的进气阀杆孔上缸盖部、排气阀杆孔上缸盖部、进气道上缸盖部、排气道上缸盖部、缸盖螺栓孔上缸盖部与形成于所述下缸盖88的进气阀杆孔下缸盖部、排气阀杆孔下缸盖部、进气道下缸盖部、排气道下缸盖部、缸盖螺栓孔下缸盖部连接而成，缸盖水腔83由环绕上缸盖87与下缸盖88外侧连接处的焊缝8030、环绕进气阀杆孔8812的焊缝8032、环绕排气阀杆孔8822的焊缝8033、环绕进气道887的焊缝8037、环绕排气道889的焊缝8038、环绕缸盖螺栓孔881的焊缝8035连接上缸盖87与下缸盖88而成。缸盖80上有喷燃料器孔750，所述喷燃料器孔750由形成于所述上缸盖87的喷燃料器孔上缸盖部与形成于所述下缸盖88的喷燃料器孔下缸盖部经由环绕喷燃料器孔750的焊缝78连接而成。缸盖80上有火花塞孔12，所述火花塞孔12由形成于所述上缸盖87的火花塞孔上缸盖部与形成于所述下缸盖88的火花塞孔下缸盖部经由环绕火花塞孔的焊缝14连接而成。现有技术中的缸盖上下体焊接连接技术方案，焊接的时间比较长，焊缝的表面形状比较粗糙，影响分体连接水冷缸盖的大批量工业化生产应用。迫切需要创造新的更好的水冷内燃机缸盖上下体的焊接结构与构造，应用这种创新的焊接结构与构造连接上下体缸盖，焊接的时间要加快，焊缝的外观要光洁美观，焊接密封要可靠。装有点火火花塞的水冷内燃机缸盖、无点火火花塞的各种水冷内燃机缸盖、燃料喷射到进气道的水冷内燃机与燃料直接喷射到汽缸内的水冷内燃机，都可以应用。实现本专利技术创造的技术方案是：一种摩擦焊接结构件，包括第一工件10B、第二工件10C、摩擦焊连接件10A，其特征在于：第一工件10B穿过第二工件10C相对应的通孔，第一工件10B上有支承第二工件10C下部的支承台阶12B，摩擦焊连接件10A下部有与第一工件10B表面接触的摩擦焊接界面10H，摩擦焊连接件10A下部有与第二工件10C表面接触的摩擦焊接界面11H，摩擦焊连接件10A压住位置相对固定对应的第一工件10B和第二工件10而作压力下的移动，摩擦焊接界面10H、摩擦焊接界面11H的温度升高，摩擦焊连接件10A在压力下停止移动，摩擦焊接界面10H、摩擦焊接界面11H的温度降低至冷却，第一工件10B和第二工件10C经由摩擦焊连接件10A连接成摩擦焊接结构件。如上所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：第一工件10B上有第一工件内孔11B，摩擦焊连接件10A上有摩擦焊连接件内孔11A，第一工件10B、第二工件10C经由摩擦焊连接件10A连接成的摩擦焊接结构件上，摩擦焊连接件内孔11A与第一工件内孔11B贯通。如上所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件10A外壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿12A，和/或，摩擦焊连接件10A内孔壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿12A。如上所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件10A上有摩擦焊连接件加强边缘10D。如上所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件10A上的摩擦焊接界面10H与摩擦焊接界面11H位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦焊接结构件，包括第一工件(10B)、第二工件(10C)、摩擦焊连接件(10A)，其特征在于：第一工件(10B)穿过第二工件(10C)相对应的通孔，第一工件(10B)上有支承第二工件(10C)下部的支承台阶(12B)，摩擦焊连接件(10A)下部有与第一工件(10B)表面接触的摩擦焊接界面(10H)，摩擦焊连接件(10A)下部有与第二工件(10C)表面接触的摩擦焊接界面(11H)，摩擦焊连接件(10A)压住位置相对固定对应的第一工件(10B)和第二工件(10C)而作压力下的移动，摩擦焊接界面(10H)、摩擦焊接界面(11H)的温度升高，摩擦焊连接件(10A)在压力下停止移动，摩擦焊接界面(10H)、摩擦焊接界面(11H)的温度降低至冷却，第一工件(10B)和第二工件(10C)经由摩擦焊连接件(10A)连接成摩擦焊接结构件。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦焊接结构件，包括第一工件(10B)、第二工件(10C)、摩擦焊连接件(10A)，其特征在于：第一工件(10B)穿过第二工件(10C)相对应的通孔，第一工件(10B)上有支承第二工件(10C)下部的支承台阶(12B)，摩擦焊连接件(10A)下部有与第一工件(10B)表面接触的摩擦焊接界面(10H)，摩擦焊连接件(10A)下部有与第二工件(10C)表面接触的摩擦焊接界面(11H)，摩擦焊连接件(10A)压住位置相对固定对应的第一工件(10B)和第二工件(10C)而作压力下的移动，摩擦焊接界面(10H)、摩擦焊接界面(11H)的温度升高，摩擦焊连接件(10A)在压力下停止移动，摩擦焊接界面(10H)、摩擦焊接界面(11H)的温度降低至冷却，第一工件(10B)和第二工件(10C)经由摩擦焊连接件(10A)连接成摩擦焊接结构件。2.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：第一工件(10B)上有第一工件内孔(11B)，摩擦焊连接件(10A)上有摩擦焊连接件内孔(11A)，第一工件(10B)、第二工件(10C)经由摩擦焊连接件(10A)连接成的摩擦焊接结构件上，摩擦焊连接件内孔(11A)与第一工件内孔(11B)贯通。3.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)外壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿(12A)，和/或，摩擦焊连接件(10A)内孔壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿(12A)。4.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)上有摩擦焊连接件加强边缘(10D)。5.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)上的摩擦焊接界面(10H)与摩擦焊接界面(11H)位于同一平面和/或同一曲面上，或者，摩擦焊连接件(10A)上的摩擦焊接界面(10H)与摩擦焊接界面(11H)位于有落差台阶的平面和/或曲面上。6.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)压住位置相对固定对应的第一工件(10B)与第二工件(10C)而作压力下的旋转移动。7.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)压住位置相对固定对应的第一工件(10B)与第二工件(10C)而作压力下的往复移动。8.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：第一工件(10B)、第二工件(10C)和/或摩擦焊连接件(10A)由金属材料和/或合成材料制成。9.如权利要求1所述的摩擦焊接结构件，其特征在于：第一工件(10B)、第二工件(10C)和/或摩擦焊连接件(10A)由铝合金、镁合金和/或钛合金材料制成。10.一种水冷内燃机的缸盖，所述缸盖(80)上包括进气阀杆孔(8812)、排气阀杆孔(8822)、进气道(887)、排气道(889)、缸盖螺栓孔(881)，缸盖水腔(83)，所述缸盖(80)由分体制造的上缸盖(87)与下缸盖(88)连接组成，其特征在于：所述进气阀杆孔(8812)、所述排气阀杆孔(8822)、所述进气道(887)、所述排气道(889)、所述缸盖螺栓孔(881)分别由形成于所述上缸盖(87)的进气阀杆孔上缸盖部、排气阀杆孔上缸盖部、进气道上缸盖部、排气道上缸盖部、缸盖螺栓孔上缸盖部与形成于所述下缸盖(88)的进气阀杆孔下缸盖部、排气阀杆孔下缸盖部、进气道下缸盖部、排气道下缸盖部、缸盖螺栓孔下缸盖部经由进气阀杆孔摩擦焊连接件(98812)、排气阀杆孔摩擦焊连接件(98822)、进气道摩擦焊连接件(9887)、排气道摩擦焊连接件(9889)和/或缸盖螺栓孔摩擦焊连接件(9881)连接而成，缸盖水腔(83)由形成于上缸盖(87)的水腔上缸盖部与形成于下缸盖(88)的水腔下缸盖部经由下缸盖底部摩擦焊连接件(988)连接而成，或者，所述缸盖水腔(83)由形成于上缸盖(87)的水腔上缸盖部与形成于下缸盖(88)的水腔下缸盖部经由焊缝(8030)连接而成。11.如权利要求10所述的缸盖，其特征在于：缸盖(80)上有喷燃料器孔(750)，所述喷燃料器孔(750)由形成于所述上缸盖(87)的喷燃料器孔上缸盖部与形成于所述下缸盖(88)的喷燃料器孔下缸盖部经由喷燃料器孔摩擦焊连接件(9750)连接而成。12.如权利要求10所述的缸盖，其特征在于：缸盖(80)上有火花塞孔(12)，所述火花塞孔(12)由形成于所述上缸盖(87)的火花塞孔上缸盖部与形成于所述下缸盖(88)的火花塞孔下缸盖部经由火花塞孔摩擦焊连接件(912)连接而成。13.一种电感应加热焊接结构件，包括电感应加热线圈(30)、第一工件(30A)、第二工件(30E)，感
\t应加热变形凸缘(30C)、感应加热变形凸缘(30G)，其特征在于：第一工件(30A)穿过第二工件(30E)相对应的通孔，第一工件(30A)上有支承第二工件(30E)下部的支承台阶(30H)，电感应加热线圈(30)环绕于感应加热变形凸缘(30C)和感应加热变形凸缘(30G)的周围，电感应加热温度上升至感应加热变形凸缘(30C)和感应加热变形凸缘(30G)融化，焊接第一工件(30A)和第二工件(30E)为一整体结构件。14.一种电感应加热焊接结构件，包括电感应加热线圈(30)、第一工件(30A)、第二工件(30E)，感应加热变形凸缘(30C)、感应加热变形凸缘(30G)，其特征在于：第一工件(30A)穿过第二工件(30E)相对应的通孔，第一工件(30A)上有支承第二工件(30E)的支承台阶(30H)，电感应加热线圈(30)环绕于感应加热变形凸缘(30C)和感应加热变形凸缘(30G)的周围，电感应加热温度上升至感应加热变形凸缘(30C)和感应加热变形凸缘(30G)处于融熔半...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋尧夫，丁文江，彭立明，付彭怀，朱永奎，
申请(专利权)人：上海交通大学，蒋一民，蒋尧夫，
类型：发明
国别省市：上海;31