專利名稱：接地電極上設(shè)有貴金屬墊的火花塞及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及與內(nèi)燃機(jī)一起使用的火花塞，特別是涉及一種接地電極 的側(cè)表面上設(shè)有貴金屬墊的火花塞。
背景技術(shù)：
在火花塞電極的點(diǎn)火端附接各種類型的貴金屬頭結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域眾所周知 的用來(lái)延長(zhǎng)火花塞使用壽命的方法。該方法最早的實(shí)例部分可見(jiàn)申請(qǐng)人為
Heller、公告日為1942年9月15日的第2,296,033號(hào)美國(guó)專利以及申請(qǐng)人為 Powell等、公布于1938年的第479,540號(hào)英國(guó)專利說(shuō)明書(shū)。這些參考文件中 揭露的貴金屬頭由耐蝕材料構(gòu)成，包括鉬，鉑合金例如鉑銠合金、鉑銥合金、 鉑釕合金，銥，銥合金例如銥銠合金，以及釕、鋨以及其合金。
此外，這些年來(lái)還開(kāi)發(fā)采用了各種附接貴金屬頭的方法、技術(shù)和操作參 數(shù)。所采用的特定材料或貴金屬頭結(jié)構(gòu)可決定何種附接技術(shù)或方法是最有效 的。以下美國(guó)專利揭露了這些方法中的幾個(gè)實(shí)例Chiu等的第5,558,575號(hào) 美國(guó)專利，Eves等的第5，179，313號(hào)美國(guó)專利以及Matsutani的第6,304,022 號(hào)美國(guó)專利。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種火花塞，該火花塞包括殼體、絕緣件、 具有中心電極的中心線組件、具有側(cè)表面的接地電極以及具有點(diǎn)火表面、直 徑以及厚度的貴金屬墊。所述貴金屬墊通過(guò)圓周狀環(huán)繞該貴金屬墊的焊縫附 接于所述接地電極側(cè)表面上，并包括一般與其內(nèi)徑(1)、外徑(J)以及交疊 焊點(diǎn)的深度(G)有關(guān)的特征。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種火花塞，該火花塞包括接地電極和鉬 基貴金屬墊，并具有一般與接地電極厚度(B)和寬度(C)以及貴金屬墊直 徑(E)和厚度(K)有關(guān)的特征。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種將貴金屬墊附接于接地電極側(cè)表面的 方法。該方法包括第一和第二電阻焊接步驟、壓印步驟以及激光焊接步驟。
本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)包括，但不限于，提供改良的火花塞，該火 花塞具有用于接地電極的貴金屬墊以及用于提高火花塞電極耐用性的尺寸特 性的結(jié)合等特征。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選示范性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中相似的標(biāo) 記表示相似的元件，其中


圖1是接地電極上附接有貴金屬墊的火花塞的部分剖視圖； 圖2是圖1中的火花塞的下軸向端的放大圖； 圖3是附接方法實(shí)施例的操作步驟的流程圖4是根據(jù)圖3所示附接方法附接于接地電極的貴金屬墊的正視圖；以
及
圖5是圖4中的貴金屬墊和接地電極的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，展示了火花塞的一個(gè)實(shí)施例，該火花塞在中心及接地電極上 均采用貴金屬元件以將侵蝕和/或腐蝕的影響降到最小，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)火花 塞的使用壽命。根據(jù)該特定實(shí)施例，火花塞IO—般包括殼體12、絕緣件14、 中心線組件16、貴金屬頭18、接地電極20以及貴金屬墊22。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員普遍知曉，殼體12優(yōu)選為金屬件，其中空孔沿其 軸向長(zhǎng)度延伸，以使其基本軸對(duì)稱。所述孔中設(shè)有一系列周向肩，其尺寸設(shè) 計(jì)為可支撐該絕緣件的直徑增加部分。絕緣件14為具有伸長(zhǎng)中心孔的大致圓 柱狀元件，然而，如其名稱所示，絕緣件由一般非導(dǎo)電性材料制成。該絕緣 件14的下軸向端形成鼻部，該鼻部?jī)?yōu)選從殼體12的最底部延伸出并超越該 最低部。該絕緣件軸向孔用于收納中心線組件16，同時(shí)優(yōu)選作為傳導(dǎo)性絕緣 芯，將高壓點(diǎn)火脈沖從點(diǎn)火電源線傳送至火花間隙。中心線組件16優(yōu)選沿火 花塞的整個(gè)軸向長(zhǎng)度延伸，且一般包括連接點(diǎn)火電源線的端電極30、用于降 低電磁輻射例如射頻干擾(RFI)的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電和/或抑制密封件32和磁
阻元件34、以及帶有貴金屬頭18的中心電極36。貴金屬頭18，優(yōu)選但非必 須由銥基合金例如銥銠合金制成，附接在中心電極36的最低或點(diǎn)火端。此處 所示中心線組件16僅是多個(gè)普通中心線元件相結(jié)合的一個(gè)例子，也可采用各 種其他結(jié)合方式。
接地電極20同時(shí)機(jī)械和電氣連接至殼體12的下軸向端，大致彎折為L(zhǎng) 狀結(jié)構(gòu)。中心和接地電極36、 20的相對(duì)面上，分別設(shè)有貴金屬頭18和貴金 屬墊22，該貴金屬頭18和貴金屬墊22共同形成一火花間隙24。根據(jù)一優(yōu)選 實(shí)施例，火花間隙24跨越尺寸(A)，該尺寸(A)為0.5mm-1.5mm，包括 0.5mm和1.5mm。貴金屬件具有抗電蝕、氧化以及化學(xué)腐蝕性能較傳統(tǒng)電極 材料更好的點(diǎn)火或放電表面，因此增加了火花塞的使用壽命。針對(duì)火花塞IO 的上述描述是出于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說(shuō)明的目的，在此揭露的附接方法可用 于任一種不同火花塞，并不限于上述特定實(shí)施例。
參考圖2、 4和5，接地電極20電性傳導(dǎo)高壓點(diǎn)火脈沖，熱傳導(dǎo)熱量使 其遠(yuǎn)離火花間隙24附近的點(diǎn)火表面。該接地電極彎折為大致L狀結(jié)構(gòu)，優(yōu) 選包括連接至殼體12下表面的附接端40、自由端42、支撐貴金屬墊22的側(cè) 表面44、銅或其他熱傳導(dǎo)芯46以及覆層材料48，其中覆層材料48可以為鎳 基材料例如lnconel 600/601 。如圖所示，銅芯46并未沿附接端40和自由端 42之間的接地電極的整個(gè)長(zhǎng)度延伸，而是優(yōu)選止于貴金屬墊22附近，位于 該貴金屬墊22的下方或者位于恰好達(dá)不到該貴金屬墊22的位置。可選地， 該接地電極可不具有銅芯或其他類型的芯，可僅由電極材料制成。接地電極 22可具有圓形、正方形、矩形或其他截面形狀，可具有如圖所示豎直的、劃 有多個(gè)小方格的自由端42或者錐形自由端(圖未示)。希望該接地電極20 具有下列尺寸特征電極厚度(B)為0.75mm-2.25mm，電極寬度(C)為 2mm-4mm，銅芯46—端和自由端42之間的距離(D)為1 mm-5mm，包括 上、下限。更優(yōu)選地，尺寸(B)為lmm-1.75mm，尺寸(C)為2.25mm-3.25mm， 尺寸(D)為2mm-4mm，包括上、下限。值得注意的是，以上提供的所有范 圍和本說(shuō)明書(shū)其他部分提供的范圍一樣，均包括上、下界限。
貴金屬墊22附接于火花間隙24區(qū)域內(nèi)的接地電極的側(cè)表面44上，從而 延長(zhǎng)接地電極的使用壽命。優(yōu)選地，貴金屬墊由鉑或鉑基合金例如鉑鎳 (Pt-10Ni)或鉑鎢制成。在貴金屬墊是由鉑鎳合金制成的情況下，優(yōu)選該鉑
鎳合金中Ni的重量百分比為1-15%。也可采用其他貴金屬例如銥、銥合金、 鈀合金等等。在圖2所示己完成的實(shí)施例中，貴金屬墊22 —般為僅突出接地 電極側(cè)表面44 一小段距離的壓扁柱狀墊。貴金屬墊22的上表面或者暴露表 面是點(diǎn)火或放電表面，與貴金屬頭18的下或者暴露表面形成火化間隙24。 如圖所示，優(yōu)選貴金屬墊22的直徑大于相對(duì)的貴金屬頭18的直徑。而且希 望在將貴金屬墊22附接于接地電極20上之后，該貴金屬墊22具有下列尺寸 特征直徑(E)為0.5mm- 2mm，側(cè)表面44之上的突出距離(F)為0mm-0.5mm， 貴金屬墊厚度(K)為0.025mm-0.75mm，包括上、下限。更優(yōu)選尺寸(E) 為lmm-1.5mm，尺寸(F)為0.05mm-0.15mm，尺寸(K)為0.15mm-0.35mm， 包括上、下限。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員易知，無(wú)論是火花塞元件自身的尺寸特征，還是 其與其他元件結(jié)合后的尺寸特征均會(huì)影響其性能、耐用性以及可制造性，影 響該火花塞組件應(yīng)用場(chǎng)合，舉幾個(gè)例子說(shuō)明由尺寸選擇產(chǎn)生的問(wèn)題。例如， 與導(dǎo)熱芯的長(zhǎng)度和位置有關(guān)的那些尺寸，如銅芯46和接地電極自由端42之 間的距離(D)，能夠影響火花塞于其點(diǎn)火端附近的熱傳導(dǎo)性能。反過(guò)來(lái)，火 花塞點(diǎn)火端元件的熱傳導(dǎo)性會(huì)影響火花塞的耐用性和性能，如上所述。此外， 貴金屬墊22的直徑(E)和火花間隙24的距離(A)僅是能影響穿過(guò)火花間 隙所產(chǎn)生的火花的強(qiáng)度和性質(zhì)的兩個(gè)尺寸例子。因此，這些尺寸的選擇時(shí)常 與有關(guān)性能的問(wèn)題一起考慮。還存在一些這里未提及的其他因素需要考慮， 這些因素是火花塞元件設(shè)計(jì)的一部分，特別是在選擇火花塞元件尺寸的過(guò)程 中起一定作用。還有一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一定的尺寸組合會(huì)帶來(lái)有益效果。
一種產(chǎn)生有益效果的這類尺寸組合為火花塞的接地電極的厚度(B) 為0.75mm-2.25mm，接地電極寬度(C)為2mm-4mm，貴金屬墊的直徑(E) 大于貴金屬頭18的直徑，為0.5mm-2mm，貴金屬墊厚度(K)為 0.025mm-0.75mm，以上均包括上、下限。這種結(jié)合通過(guò)對(duì)接地電極進(jìn)行良好 的熱控制以及增強(qiáng)對(duì)接地電極貴金屬墊緊鄰處的局部磨損保護(hù)，來(lái)提高火花 塞耐用性。
現(xiàn)在參考圖3，通過(guò)流程圖來(lái)說(shuō)明附接貴金屬墊的一種具體方法。該附 接方法包括將貴金屬墊22附接于接地電極側(cè)表面44上的幾個(gè)步驟。從步驟 100開(kāi)始，首先根據(jù)第一組電阻焊接參數(shù)，將一塊貴金屬材料電阻焊接至接
地電極20的側(cè)表面44，以形成臨時(shí)焊點(diǎn)(tack weld)。"臨時(shí)焊點(diǎn)"廣泛定 義為包括強(qiáng)度足以使貴金屬塊保持在適合位置的所有非永久性焊點(diǎn)，但仍會(huì) 通過(guò)常規(guī)的附加焊接來(lái)增加其強(qiáng)度。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，按照第一組電阻焊 接參數(shù)，將直徑約為0.75mm的球形Pt-10Ni材料電阻焊接于側(cè)表面44。那 些參數(shù)優(yōu)選包括施加13kgf-23kgf大小的力和2-4周波(60Hz， 一般在33-67ms 之間)600amps-l,500amps的電流。執(zhí)行步驟100的過(guò)程中產(chǎn)生的臨時(shí)焊點(diǎn) 使得因電阻焊接處理而稍微平整變形的貴金屬塊在該附接方法的其他步驟中 保持于適當(dāng)位置。當(dāng)然，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到該貴金屬塊無(wú)需具有球形結(jié)構(gòu)，同樣可 采用非球形結(jié)構(gòu)。
接下來(lái)，步驟102壓印已點(diǎn)焊的貴金屬塊以形成貴金屬墊22。而且，可 采用許多操作參數(shù)以順利執(zhí)行該壓印步驟，包括但不限于壓印力。選擇壓印 力使待壓印目標(biāo)形成想要的形狀和尺寸，而不是采用預(yù)定力壓印貴金屬塊。 由于這樣的力可以使接地電極20尺寸變形，包括尺寸(B)和(C)，而不是 簡(jiǎn)單的壓印貴金屬墊22，故可避免采用過(guò)量的力。壓印操作應(yīng)該生成基本扁 平的貴金屬墊22，其表面基本光滑無(wú)鎳。如之前所述，壓印的貴金屬墊應(yīng)突 伸出接地電極的側(cè)表面44之上一段距離(F)。
壓印操作之后，優(yōu)選執(zhí)行第二電阻焊接步驟104，從而進(jìn)一步加強(qiáng)貴金 屬墊22與接地電極的側(cè)表面44之間的結(jié)合。根據(jù)第二組操作參數(shù)來(lái)執(zhí)行第 二電阻焊接步驟，該操作參數(shù)優(yōu)選包括施加大小為18kgf-28kgf的力和2-5周 波800amps-l,650amps (60Hz， 一般在33-83ms之間)的電流。無(wú)論采用何 種特定操作參數(shù)，都希望第二組電阻焊接參數(shù)包括較第一組電阻焊接參數(shù)更 大的力和/或電流，從而在貴金屬墊22和接地電極20之間形成永久焊接。步 驟100-104的執(zhí)行增加了貴金屬墊22正下方的電極材料的密度，但不應(yīng)導(dǎo)致 貴金屬墊外圍周邊電極材料任何可見(jiàn)的突伸。 一旦按照第二組電阻焊接參數(shù) 將貴金屬墊22電阻焊接至側(cè)表面44，可進(jìn)行人工或自動(dòng)檢測(cè)以防止過(guò)多的 焊瘤、貴金屬墊偏離中心定位、傾斜的墊面、接地電極毛刺等。
接著，激光焊接步驟106采用一個(gè)或多個(gè)激光器生成圍繞貴金屬墊22 周長(zhǎng)的焊縫60，從而進(jìn)一步增強(qiáng)貴金屬墊和接地電極之間的結(jié)合。特別參照 圖4和圖5，所示貴金屬墊22被激光焊接至接地電極的側(cè)表面44。焊縫60 由交疊焊點(diǎn)62的單縫構(gòu)成，不僅可將貴金屬墊22穩(wěn)固附接于接地電極20，
而且可密封這兩個(gè)元件之間的界面，使得電阻焊不會(huì)氧化或者產(chǎn)生其他受損
現(xiàn)象。根據(jù)一較佳實(shí)施例，按照一組激光焊接參數(shù)操作單脈沖Nd-YAG激光 器，包括提供能量為0.75J/脈沖-1.5J/脈沖、脈沖頻率為60—100Hz的激光， 以形成15-45個(gè)焊點(diǎn)62。實(shí)驗(yàn)顯示這些激光焊接參數(shù)特別適合產(chǎn)生能夠?qū)①F 金屬墊保持于接地電極并且密封這二者之間的區(qū)域的焊縫60，特別是當(dāng)貴金 屬墊由鉑基合金構(gòu)成且接地電極為鎳基合金時(shí)。激光發(fā)射過(guò)程中，激光束優(yōu) 選保持基本垂直于側(cè)表面44的形式。在避免底切(undercutting)電極的情 況下，盡管容許存在一定的角度誤差，也應(yīng)在貴金屬墊22的點(diǎn)火表面不與側(cè) 表面44平行的位置處保持這種基本垂直的方位。值得注意的是，上述優(yōu)選激 光焊接步驟中采用單束激光時(shí)，可能選擇性地采用多束激光來(lái)制造焊縫60。
焊縫60是集中圍繞貴金屬墊22的環(huán)狀焊縫，由多個(gè)獨(dú)立的焊點(diǎn)62構(gòu)成。 在一優(yōu)選實(shí)施例中，焊縫60形成圓周狀環(huán)繞貴金屬墊的完整的圓，然而，該 焊縫60可能包括多個(gè)非交疊焊點(diǎn)62，這些焊點(diǎn)62有角度地彼此分開(kāi)，圍繞 貴金屬墊22的圓周分布。向下觀察側(cè)表面44和貴金屬墊22 (圖4)，各焊點(diǎn) 62具有大致圓形的焊接熔池；在軸向范圍(圖5)各焊點(diǎn)62具有大致錐形的 形狀。該錐形形狀使得焊點(diǎn)62上部66的寬度大于其底部68的寬度，因此不 存在焊點(diǎn)的底切。尤其不同的是，焊點(diǎn)62始終從上部66向下部68變窄。同 時(shí)，從圖5明顯可知，焊點(diǎn)62應(yīng)向接地電極內(nèi)延伸深度(G)，超過(guò)貴金屬 墊22的深度(K)，這一點(diǎn)有助于確保形成無(wú)間斷焊接，避免貴金屬墊不經(jīng) 意間變位。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，焊縫60包括下列尺寸焊點(diǎn)直徑(H)為 0.3mm-0.8mm，焊縫內(nèi)徑(I)小于貴金屬墊直徑(E)并為0.5mm-lmm，焊 縫外徑(J)大于貴金屬墊直徑(E)并為1.0mm-2.5mm，焊縫深度(G)大 于貴金屬墊厚度(K)并為0.25mm-0.75mm，包括上、下限。甚至優(yōu)選尺寸 (H)為約0.5mm，尺寸(I)為0.65mm-0.85mm，尺寸(J)為1.5mm-2.0mm， 包括上、下限。應(yīng)特別注意內(nèi)徑(1)，因?yàn)槿绻搩?nèi)徑太小，則貴金屬點(diǎn)火 表面區(qū)域不足以產(chǎn)生良好的、 一致的火花。
如上述說(shuō)明，采用特別的、經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的一定尺寸的結(jié)合可影響火花塞 的性能、耐用性以及可制造性。例如，有關(guān)焊縫內(nèi)、外徑(1)、 (J)、焊點(diǎn)直 徑(H)、焊縫深度(G)和貴金屬墊厚度(K)尺寸的不同結(jié)合會(huì)影響貴金 屬墊22結(jié)合至接地電極20的連接處的強(qiáng)度和耐用性，從而影響火花塞10
的總壽命。己產(chǎn)生有益效果的一種尺寸組合是火花塞的貴金屬墊的直徑(E) 為0.5mm-2mm，焊縫的內(nèi)徑(I)為0.5mm-lmm，外徑(J)為1.0mm-2.5mm， 包括上、下限。另一個(gè)經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的尺寸組合包括用具有多個(gè)焊點(diǎn)的焊縫將 貴金屬墊連接至接地電極的火花塞，其中各焊點(diǎn)的直徑(H)為0.3mm-0.8mm， 焊縫深度(G)為0.25mm-0.75mm，包括上、下限。這些尺寸組合改進(jìn)了火 花塞耐用性，特別是貴金屬頭與接地電極之間的結(jié)合強(qiáng)度和穩(wěn)健性，特別適 用于由鉑基合金制成的貴金屬墊的附接。
可以理解上述描述不是對(duì)本發(fā)明本身的描述，而是對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多 個(gè)優(yōu)選示范性實(shí)施例的描述。本發(fā)明不限于這里所揭露的特定實(shí)施例，而是 完全由下列權(quán)利要求確定。進(jìn)一步而言，上述描述中所包含的說(shuō)明涉及特定 實(shí)施例，而并不用作對(duì)本發(fā)明范圍進(jìn)行限定或者對(duì)權(quán)利要求中采用的術(shù)語(yǔ)進(jìn) 行定義，上述明確定義的術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)除外。很明顯，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可 以對(duì)上述實(shí)施例做各種改變和修改。例如，圖3中的第二電阻焊接可在單一 操作過(guò)程中隨壓印步驟一同進(jìn)行。此外，采用這里所提供的附接方法將貴金 屬頭18，特別是當(dāng)該貴金屬頭為鉑基或鉑合金基時(shí)，附接于中心電極的點(diǎn)火 端；也就是，可采用上述附接方法將貴金屬頭和/或墊附接于中心或接地電極。 所有這樣的其他實(shí)施方式、改變和修改仍屬于所附權(quán)利要求的范圍。
該說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中采用的術(shù)語(yǔ)"例如"和動(dòng)詞"由...構(gòu)成""具 有""包括"或者其其他動(dòng)詞形式在與一系列一個(gè)或多個(gè)元件或其他術(shù)語(yǔ)結(jié)合 使用時(shí)，均為開(kāi)放式的，也就是說(shuō)該系列并不看作是排除其他、附加元件或 術(shù)語(yǔ)。例如"約"等術(shù)語(yǔ)的程度不但包括指定尺寸或其他數(shù)量，也包括各種 對(duì)與這些數(shù)量相關(guān)的特性或應(yīng)用不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響的變化。其他術(shù)語(yǔ)則采用 其最廣泛的合理含義來(lái)解釋，除非用于要求不同解釋的上下文中。
權(quán)利要求
1、一種與內(nèi)燃機(jī)一起使用的火花塞，包括具有軸向孔的殼體；具有中心孔且至少部分位于所述殼體的軸向孔內(nèi)的絕緣件；延伸穿過(guò)所述絕緣件中心孔的中心線組件，該中心線組件包括中心電極；接地電極，具有附接端、自由端和側(cè)表面，其中該接地電極從位于所述殼體的所述附接端延伸至所述自由端，使得鄰近所述自由端的部分側(cè)表面與所述中心電極的點(diǎn)火端相對(duì)定位；貴金屬墊，具有點(diǎn)火表面、直徑(E)和厚度(K)，其中通過(guò)焊縫將該貴金屬墊焊接至所述接地電極的所述部分側(cè)表面，所述焊縫具有以下特征i)所述焊縫圓周狀環(huán)繞所述貴金屬墊；ii)所述焊縫內(nèi)徑(I)小于所述貴金屬墊直徑(E)；iii)所述焊縫外徑(J)大于所述貴金屬墊直徑(E)；iv)所述焊縫包括多個(gè)交疊的焊點(diǎn)；以及v)各焊點(diǎn)的焊縫深度(G)大于所述貴金屬墊厚度(K)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極具有附接 于所述點(diǎn)火端的貴金屬頭，該貴金屬頭包括銥或銥基合金，所述貴金屬墊包 括鉑或鉑基合金。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述貴金屬墊包括鉑鎳 合金，其中鎳的重量百分比為1-15%,包括上、下限。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花塞，其特征在于，所述焊縫圓周狀環(huán)繞所 述貴金屬墊，使得該貴金屬墊和所述接地電極側(cè)表面之間的界面被密封。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述焊點(diǎn)各具有大致圓 形的形狀，且從上部到下部漸縮，使其無(wú)底切。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，將所述貴金屬墊附接于 所述側(cè)表面增加位于所述貴金屬墊正下方電極材料的密度，但不導(dǎo)致所述貴 金屬墊外圍周邊電極材料任何可見(jiàn)的表面突伸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述貴金屬墊的直徑(E) 為0.5mm-2mm，所述焊縫的內(nèi)徑(I)為0.5mm-lmm，所述焊縫外徑(J) 為1.0mm-2.5mm，包括上、下限。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，各焊點(diǎn)的直徑(H)為0.3mm-0.8mm，焊縫深度(G)為0.25mm-0.75mm，包括上、下限。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述焊縫包括15-45個(gè) 所述交疊焊點(diǎn)，包括上、下限。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述接地電極進(jìn)一步 包括導(dǎo)熱芯和金屬覆層，所述導(dǎo)熱芯與所述接地電極的自由端相隔距離(D) 為lmm-5mm，包括上、下限。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述貴金屬墊延伸出 所述側(cè)表面的突伸距離(F)為0mm-0.5mm，包括上、下限。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，通過(guò)包括下列步驟的 方法將所述貴金屬墊附接于所述接地電極的側(cè)表面將貴金屬塊電阻焊接至所述接地電極； 壓印所述貴金屬塊以形成貴金屬墊； 將該貴金屬墊電阻焊接至所述接地電極，以及 將所述貴金屬墊激光焊接至所述接地電極。
13、 一種與內(nèi)燃機(jī)一起使用的火花塞，包括 具有軸向孔的殼體；具有中心孔且至少部分位于所述殼體的軸向孔內(nèi)的絕緣件； 延伸穿過(guò)所述絕緣件中心孔的中心線組件； 接地電極，具有側(cè)表面、厚度(B)和寬度(C);以及 鉑或鉑基貴金屬墊，附接于所述接地電極側(cè)表面，該貴金屬墊具有直徑 (E)和厚度(K)，其中所述接地電極和所述貴金屬墊具有下列特征0所 述接地電極厚度(B)為0.75mm-2.25mm; ii)所述接地電極寬度(C)為 2mm-4mm; iii)所述貴金屬墊直徑(E)為0.5mm-2mm;以及iv)所述貴金 屬墊厚度(K)為0.025mm-0.75mm，包括上、下限。
14、 一種將貴金屬墊附接于火花塞接地電極側(cè)表面的方法，包括下列步驟(a) 提供具有側(cè)表面的接地電極；(b) 提供貴金屬塊；(c) 根據(jù)第一組電阻焊接參數(shù)將所述貴金屬塊電阻焊接至所述側(cè)表面； (d) 壓印所述貴金屬塊以形成貴金屬墊；(e) 根據(jù)第二組電阻焊接參數(shù)將所述貴金屬墊電阻焊接至所述側(cè)表面， 其中該第二組參數(shù)所包括的力和/或電流大于所述第一組參數(shù)；以及(f) 將至少部分周長(zhǎng)的所述貴金屬墊激光焊接至所述側(cè)表面。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述貴金屬是含鎳為重 量百分比為1-15%的鉑鎳合金，包括上、下限。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟(b)進(jìn)一步包括 提供球形鉑基貴金屬塊。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一組電阻焊接參 數(shù)包括施加13kgf-23kgf的力和600amps-l,500amps的電流，以形成臨時(shí)焊點(diǎn)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二組電阻焊接參 數(shù)包括施加18kgf-28kgf的力和800amps-l，650amps的電流，以形成永久焊接。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟(c)中的電阻焊 接在所述貴金屬塊和所述接地電極之間建立臨時(shí)焊點(diǎn)，步驟(e)中的電阻焊 接在所述貴金屬墊和所述接地電極之間建立永久焊接。
20、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟(f)進(jìn)一步包括 根據(jù)一組激光焊接參數(shù)進(jìn)行激光悍接，所述激光焊接參數(shù)包括采用頻率為 60Hz-80Hz的0.75J/脈沖-1.5J/脈沖的激光，以形成15-45個(gè)焊點(diǎn)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述激光焊接步驟(f) 進(jìn)一步包括形成圓周狀環(huán)繞所述貴金屬墊的焊縫，該焊縫的外徑(J)為 1.0mm-2.5mm，內(nèi)徑(I)為0.5mm-lmm，包括上、下限。
22、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述激光焊接步驟(f) 進(jìn)一步包括形成具有多個(gè)交疊焊點(diǎn)的焊縫，各焊點(diǎn)的直徑(H)為 0.3mm-0.8mm，焊縫深度(G)為0.25mm-0.75mm，包括上、下限。
全文摘要
具有接地電極的火花塞通過(guò)一系列焊接步驟將貴金屬墊焊接至接地電極。該貴金屬墊為通過(guò)附接方法附接于接地電極的側(cè)表面的鉑基墊。所述附接方法包括首先電阻臨時(shí)焊以將所述貴金屬墊安裝于適當(dāng)位置，壓印步驟將該貴金屬墊壓扁，第二電阻焊接將貴金屬墊永久焊接于所述接地電極，以及圍繞貴金屬墊的暴露外圍進(jìn)行激光蓋面焊以密封所述電阻焊接。所述激光蓋面焊包括多個(gè)交疊的焊點(diǎn)，這些焊點(diǎn)一同形成位于貴金屬墊釋放面或位于該釋放面正下方的環(huán)形焊縫。
文檔編號(hào)H01T13/20GK101351939SQ200680050228
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者保羅·蒂韋爾 申請(qǐng)人:費(fèi)德羅-莫格爾公司