[發明專利]一種貴金屬火花塞電極的激光焊接方法

無效

• 申請號: 200910042611.1
• 申請日: 2009-02-05
• 公開（公告）號: CN101670488A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 陳光云;謝菊泉
• 申請（專利權）人: 株洲湘火炬火花塞有限責任公司
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K26/42
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 盧 宏

技術領域

本發明專利涉及一種火花塞電極的制作方法，尤其是指一種通過激光焊接制作貴金屬火花塞電極的方法。主要用于各種貴金屬火花塞中心電極的生產制作工藝中。

背景技術

隨著汽車工業的飛速發展和人們對環境意識的不斷提高，顧客對汽油機點火核心零件一火花塞的要求也日益提高，主要體現在點火可靠性、產品的使用壽命以及其對點火高電壓的要求。為此，近十年來我公司借鑒國外同行業先進技術，在國內首先推出了鉑金火花塞和銥金貴金屬火花塞。但貴金屬火花塞的焊接作為該項目的一個關鍵技術多年制約著該類產品的快速發展。

中國專利ZL90105644，公開了一種發明名稱為“一種火花塞鎳銅電極制造方法”，該專利主要技術為“鎳銅材料復合技術——火花塞鎳銅復合電極制造，系采用機械方法將銅芯插入鎳棒，并伴之以機械、物理、化學方法使鎳銅緊密結合成實芯的鎳銅復合體。復內部為導熱性能很好的銅芯，而外層則為抗高溫、耐化學腐蝕能力很強的鎳保護層。”該專利顯然沒有解決貴金屬作為中心電極的焊接問題。中國專利ZL?97191027.8也公開了一種發明名稱為“用于內燃機火花塞的電極和其制造方法”的相關專利，該專利提出了一種“用于內燃機火花塞的電極具有一種在電極上覆置的抗磨防護層，其特征在于：為了電極的涂層，設置一個激光裝置作為熱力源；該抗磨防護層是在應用粉末形狀的涂層材料條件下可借助激光粉末涂層工藝在一個工作步驟中覆置的。”該專利雖提出了抗磨防護層增加焊接性能的方法，但操作起來十分的不便，很難掌握，因此不具備實用性。中國專利ZL?01807145也公開了一種發明名稱為“用于制造火花塞電極的方法”的相關專利，該專利提出了一種“描述了一種用于連接火花塞電極(1，1′)與貴金屬(2)的方法。在該方法中，將貴金屬(2)通過借助連續工作的激光束(3)產生的熱量輸入與電極(1，1′)連接。”該項專利系國外公司在我國申請的專利，雖說在專利中提出了利用激光焊接貴金屬的方法，但從所公開的方法來看，主要是強調由周邊向中心發射連續激光。將貴金屬一部分插入中心電極的一個孔中，通過向中心電極插有貴金屬孔的側面發射激光，使中心電極插有貴金屬孔周邊的邊界區域部分或全部熔解來進行焊接，實踐證明該種側面激光焊接方法的質量仍不是很好。尤其是貴金屬與周邊的金屬相熔后，極易出現貴金屬致密性不均勻的現象，從而影響焊接的整體質量。而且采用該種激光焊接方法，需要對中心電極先進行孔的加工，再將貴金屬放入孔中，工藝較為復雜，保證加工精度的難度很大，因此很有必要對此進一步加以改進。

發明內容

本發明的目的在于：為了克服現有火花塞的貴金屬電極制作方法的不足，本發明提供一種新的火花塞的貴金屬電極激光焊接制作方法，該方法所制作的火花塞電極，可以有效降低激光焊接時在貴金屬底部形成間隙的現象。所焊接出來的火花塞不僅點火更可靠(提高燃氣利用率)，而且很少的材料就可以滿足甚至超出普通火花塞壽命(一般可達到普通產品的3倍)，同時由于點火面積小可有效的降低點火電壓，適應近年來汽車高輸出，低油耗和低污染的要求。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種火花塞的電極制作方法，火花塞用于與貴金屬材料焊接的電極基體材料的端面為平面，且用于安放貴金屬材料的基體材料的熔點低于貴金屬材料，將貴金屬材料制作成片狀或采用貴金屬絲直接放在安放貴金屬材料的基體材料電極端面平面上，先通過普通電阻焊使貴金屬固定在基體材料電極端面平面上，再利用高能量的激光脈沖從貴金屬材料頂部對貴金屬材料和基體材料電極端面中心部位進行微小區域內的局部加熱，并讓激光輻射的能量通過熱傳導向貴金屬材料的內部擴散，使得貴金屬材料和安放貴金屬材料的基體材料電極端面平面因熔點的不同而分別按照不同的時序熔解，首先由安放貴金屬材料的基體材料電極端面平面的中心部分在激光照射后通過熱傳導被逐步熔化，在安放貴金屬材料的基體材料電極端面平面的中心部分形成向內凹的熔池；此時貴金屬材料將落入基體材料電極端面平面所形成的熔池內；再繼續加熱，使得貴金屬材料在基體材料電極端面平面所形成的熔池內熔解，并與已經在基體材料電極端面平面所形成的熔池內熔解的基體材料熔焊在一起；再將熔焊在一起的貴金屬材料和基體材料在冷卻后，通過普通機加工對其進行整形加工，使表面平整、壓實，形成貴金屬與普通基體材料復合的火花塞電極。

該類產品主要為焊接貴金屬片或絲等形式，其中，中心電極是采用焊接后，再平整、壓實，再車削成型，具體工序是電阻焊接-激光焊接-壓平-車成；側電極上的片狀貴金屬結構與中心電極片狀結構一樣，生產工藝只是無須車成工序。