[发明专利]包括热塑性材料的制品的摩擦焊接接合部

说明书

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发明的说明书中。

技术领域

本发明总体上涉及包括热塑性材料的制品。本发明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。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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。