CN105142850A - 单塑料活塞激光焊接溅落的控制 - Google Patents

Abstract

包括活塞组件的焊接活塞组件的示范性系统和方法，该活塞组件包括冷却通道和其中放置的松散的颗粒状媒质。冷却通道由活塞体和冷却通道环组成，包括放置在组件附近的焊机，例如激光焊机，以焊接活塞体至冷却通道环。焊接期间，组件旋转导致松散的颗粒状媒质保留在冷却通道重力方向上的下部。焊接形成在松散的颗粒状媒质附近的地区，以致焊接期间发射的焊接溅落发射进入松散的颗粒状媒质。

Description

单塑料活塞激光焊接溅落的控制

背景技术

内燃机制造商不断寻求增加他们产品的功率输出和燃料效率。一般增加效率和功率的一种方法是减少发动机的震荡质量，例如活塞，连杆，和发动机的其他可动部分。增加发动机功率和/或效率的努力也可导致运行期间燃烧室内压力和/或温度的增加。

因此发动机，并且特别是发动机的活塞承受的压力增加，因为这些重量的减少和与发动机运行相关的压力和温度的增加。因此活塞冷却变得更加重要以承受超过发动机期限的所述运行条件下增加的压力。

为减少活塞部件的运行温度，可在活塞周围提供内部冷却通道。冷却液例如曲轴箱润滑油可在活塞运行期间应用至冷却通道，并且通过活塞的往复运动分散至冷却通道，因此减少活塞的运行温度。

冷却通道可增加活塞的总体复杂性并且制造出同样的。例如，冷却通道可包括附加部件，例如冷却通道盖，以促进和指导冷却液以合适的循环通过临时储存冷却液(例如油)通过冷却通道，该临时储存冷却液(例如油)循环通过冷却通道。然而附加部件(例如盖片)也添加复杂性并且可昂贵和/或难以在应用较小活塞时形成，例如在轻质或轻负荷活塞情况下。另外，在整件活塞内形成闭合的冷却通道的已知方法，例如摩擦焊接，包括极高强度的活塞部件以合适的形成活塞和冷却通道特性，而不在摩擦焊接处理期间出现非预期性的变形，因此增加结果产生的活塞的尺寸和重量。摩擦焊接处理期间置于活塞部件上的巨大压力也限制焊接接头可位于的地方。

如此，在整件活塞内形成闭合的冷却通道的其他已知方法包括激光焊接冷却通道盖至活塞。通常说来，活塞最初形成时其中便形成有冷却通道，冷却通道环分离形成，并且冷却通道盖激光焊接至活塞以在活塞内形成冷却通道。为获得焊接的完全贯穿，提供足够的功率以致通过要焊接的部分形成融合接头。然而，在所述过程中导致焊接溅落从焊接或融合接头发射，导致微粒粘附至冷却通道内部。焊接溅落可难以去除因为溅落可附着至冷却通道墙并且曾附着冷却通道环。如焊接溅落不可从冷却通道内去除，可必须废弃生产部分因为溅落可干扰冷却液流动或可导致活塞的性能问题，如溅落在运行期间脱落。

因此，形成冷却通道时需要激光焊接处理以最小化进入冷却通道的焊接溅落。

附图说明

如今适用于附图，示范性例证详细示出。尽管附图表现在这里描述的示范性例证，附图不必要测量并且某些特性可夸大以更好的示出和解释示范性例证创新的方面。而且，在这里描述的实施方式并非意为详尽的或不然限制或限定为附图中示出并且在下面详细的说明中揭露的精确的形式和构造。详细说明本发明的示范性例证通过适用于如下所示的附图：

图1为示范性活塞组件的透视图；

图2A为示范性活塞组件的局部剖视图；

图2B为另一示范性活塞组件的局部剖视图；

图2C为另一示范性活塞组件的局部剖视图；

图3A示出在活塞体和冷却通道环之间的径向外界面区域的示范性激光焊接的剖视图；

图3B示出在活塞体和冷却通道环之间的径向内界面区域的示范性激光焊接的剖视图；

图3C示出在活塞体和冷却通道环之间的径向内界面区域和径向外界面区域的示范性激光焊接的透视图；

图4A示出在冷却通道内包括松散介质的活塞组件的侧视图；

图4B示出图4A的活塞组件的俯视图；并且

图5示出焊接活塞组件的示范性方法的处理流程图。

具体实施方式

说明书中谈及“示范性例证”，“例子”或相似的语言意味着描述与包括至少一个例证的示范性途径相关的特殊的特性，结构或特征。短语“在例证中”或相似类型的语言在说明书中各种地方的出现并不必要全涉及同一例证或例子。

在这里提供制造活塞组件的方法和制造同一活塞组件的系统的各种示范性例证。示范性活塞可包括限定活塞轴线的活塞体，该活塞体包括裙并且形成冷却通道的下表面。该体可包括径向内或外体接合表面。该活塞可进一步包括冷却通道环与活塞体协作以形成连续的燃烧室上表面。冷却通道环可包括径向内环接合表面，该径向内环接合表面沿着燃烧室的径向内界面区域邻近径向内体接合表面，冷却通道环包括径向外环接合表面，该径向外环接合表面沿着径向外界面区域邻近径向外体接合表面以致冷却通道大体闭合。活塞体和冷却通道环可沿着径向内和径向外界面区域连接成一体以形成一般整件的活塞组件。

在一些示范性例证中，活塞可加入焊接处理，例如激光焊接处理。示范性激光焊接处理，如将在下面进一步描述，可大量促进制造灵活性的增加。在一例子中，至少一个径向内和外接合表面与活塞轴线不垂直对齐。例如，一般可为纵向的焊接接头，即两个活塞部件对应的接合表面连接一般与活塞的纵轴平行。此外，只要接头可被冲击的激光焊接束接近，激光焊接接头邻近的表面几乎可限定任何角度。而且，在形成激光焊接时，要预防发射进入冷却通道的焊接溅落附着至其中的墙，因为在焊接处理之前放置在冷却通道内的松散颗粒状媒质。

现在转向图1，示出示范性活塞部件100。活塞组件100可包括活塞体102和体102接收的冷却通道环104。活塞体102和冷却通道环104因此可限定包括燃烧室低表面118的燃烧室120。体102可包括带环部分106，该带环部分106配置用于密封接收活塞组件100的发动机孔(未示出)。例如，带环部分106可限定一个或更多接收活塞环(未示出)的周向槽107，该带环部分106相应地在活塞组件100在发动机孔内往复运动期间密封发动机孔。在体102内收入冷却通道环104可关于冷却通道环104和/或活塞组件100的尺寸和形状允许其灵活性，例如允许活塞组件100有更低的总压缩高度和/或重心。

活塞体102可包括裙表面103，该群表面103一般在发动机运行期间支撑活塞组件100，例如通过与发动机孔(未示出)的表面接合以在孔内往复运动期间固定活塞组件100。例如，裙表面103一般可关于活塞组件100周边至少一个部分限定环形外形。外形可对应于发动机孔表面，该发动机孔表面一般为圆柱形。

体102也可限定活塞销座105。活塞销座105一般由配置用于接收活塞销(未示出)的洞或销孔109形成。例如，活塞销可通过销孔109插入活塞销座105，因此一般确定活塞100至接触杆(未示出)。

现在转向图2A，2B和2C，示范性活塞100a，100b，和100c(统称为100)进一步详细示出。每个活塞100可包括带环部分106，该带环部分106至少部分限定冷却通道108。冷却通道108一般关于活塞冠周边延伸，并且在运行期间可有冷却液循环，例如发动机油，因此降低活塞的运行温度。此外，冷却液的循环可促进活塞100保持更稳定或统一的温度，并且尤其在活塞组件100的上部，例如邻近燃烧室120。

活塞体102和环104可固定连接，例如通过激光焊接处理。通过固定连接活塞体102和环104，活塞组件100a，100b，100c一般形成为整件组件。

每个活塞100a，100b，100c，体102和环104部件可沿着径向内界面区域Ⅰ，和径向外界面区域O，通过激光焊接处理连接。因此，活塞体102a，102b，102c(统称为102)一般可与其各个冷却通道环104a，104b，104c(统称为104)成整体，使得其每个都在确定至冠后相对于彼此固定，尽管体102和环104为分离的部件。冷却通道环104可确定至体102使得体102和环104协作以形成活塞组件100连续的上燃烧室表面120。

现在谈及图2B，体102和环104分别相对应的径向外接合表面144，146可沿着活塞100(例如活塞100b)的径向外界面区域O的上表面110接触。此外，体102和环104分别相对应的径向内结合表面140，142可在燃烧室120内沿着径向内界面区域I接触使得冷却通道环104限定燃烧室120的第一径向外部120b，该燃烧室120的第一径向外部120b在径向内界面区域I径向向内布置。

燃烧室表面120可大体光滑的跨过环104和体102之间的界面，例如径向内界面区域I和/或径向内界面区域O，因此最小化表面120的中断和/或不连续。最小化所述中断或不连续一般可减少体102和环104之间的界面在沿着界面区域I，O正常长期运行期间破裂或其他松散。因此，可最小化燃烧室表面120的任何缺点或不足，例如因为在使用活塞组件100的发动机运行期间发生的磨损。如将在下节进一步描述，形成活塞组件100所使用的焊接和/或加工操作可减少燃烧室表面120的表面不平整。

活塞体102和冷却通道环104可通过焊接操作例如激光焊接确定或固定的彼此连接。在以示范性例证中，活塞体102和冷却通道环104沿着径向内和外界面区域I，O彼此确定。激光焊接可允许焊接工具形成一般光滑的燃烧室表面120，该一般光滑的燃烧室表面120在与连接体102和冷却通道环104相关的焊接处理之前和/或之后至多要求最小的加工操作。而且，一些例子完全可不必需加工。

激光焊接操作一般可允许在体102和环104之间形成固体金属焊接同时也最小化相关的热影响区尺寸。更加特殊的是，焊接激光一般可用于在径向内界面区域I和/或径向外界面区域O扩大热影响区，可包括或直接邻近体102和环104的接合表面，因此沿着界面区域I，O焊接体102和环104成一体。例如，径向外界面区域O的热影响区可包括体102的径向外接合表面144，和环104的径向外接合表面。

使用激光焊接处理连接环104和体102，可在一般持续的焊接处理使用焊接激光，该焊接处理大体关于界面区域I和/或O整个周围延伸，使得焊接大体关于整个活塞100延伸。可供选择地，可沿着界面区域I和/或O的周围地区进行一系列分离的焊接。

如上所述，径向内界面区域I可沿着燃烧室表面120放置。径向外界面区域O可沿着活塞100b的上表面110放置。径向外界面区域O在上表面110的放置可有利地允许体102(例如沿着活塞对话部分106b)支撑冷却通道环104，尤其是在活塞100安装在对应的孔(未示出)内时。在这种方法中，冷却通道环104附加的支撑可因此增加活塞100的耐久性和对高温和高压的抗性。在另一示范性例证中，径向外界面区域O可沿着活塞100的外墙112放置，例如沿着带环部分106b。

用于连接体102和冷却通道环104的激光焊接操作与其他焊接方法例如摩擦焊接相比有数个优点。激光焊接操作通常导致相对较小的热影响区，有时小的仅有数毫米。然而，热影响区如在下面将进一步描述的可有利地包括体102的接合表面和环104对应的接合表面。此外，激光焊接可在活塞100可被冲击的激光束接近的几何任何位置进行。因此，激光焊接操控可允许在活塞100为体102和环104之间的界面区域(例如径向内和外界面区域I，O)选择位置的大体灵活性。

因此，激光焊接处理可在例如图2A，2B，和2C中示出的例子中有利，在图2A，2B，和2C中示出的例子中径向外界面区域O一般包括垂直的接合表面144,146，并且内界面区域I包括接合表面140,142，该接合表面140,142的角度相对于活塞100的轴线114，例如轴线B-B(114)既不平行也不垂直，如在图2B中可最好的看出。

与界面区域I，O的激光焊接操作相关的激光束一般可直接或大体在界面区域I，O与体102和环104的接合界面平行。在一示范性例证中，在激光焊接处理中使用的激光束相对于活塞轴线114有角度。例如在图2B中示出，激光束L_B可在指定向焊接界面区域I时关于活塞轴线114指向有一个角度α。而且，激光束L_B可指导为沿着界面区域I与接合表面140,142大体平行。

在另一示范性例证中，激光束L_A可在指导向焊接界面区域O时指导为大体与活塞轴线114平行，沿着活塞100的上表面110。而且，激光束L_A可沿着界面区域O与体102和环104之间的各个接合表面144,146大体平行。

冷却通道108可有利地限定一个或更多开口150，该开口150允许气体在激光焊接处理期间漏出。至少提供一个开口可在焊接处理期间有益，当任何气体或空气出现在冷却通道108内时往往快速扩散。开口可因此防止对冷却通道108和活塞100邻近表面的损坏，因为气体或空气的扩散。而且，扩散气体的“小孔效应”可损坏沿着界面区域I，O的焊接。更加特殊的是，当焊接密封冷却通道108时，扩散的气体往往通过在材料适当硬化之前漏过熔化的材料损坏焊接区域，除非提供用于扩散气体的漏出路径，例如通过开口。此外，开口可需要允许冷却液，例如油，在运行期间循环通过冷却通道。在一示范性例证中，在冷却通道108其中的低表面提供有一个或更多开口，例如开口150，因此允许在活塞100运行期间使用开口作为油/冷却循环的入口或者出口。如将进一步描述的一样，开口150也可用于去除可在焊接之前放置在冷却通道内的颗粒状介质，例如砂砾，以致焊接发射和冷却通道108内的焊接溅落由颗粒状介质吸收并且防止其沉积于冷却通道108的墙上。

活塞体102和冷却通道104可由任何便利的材料构成，例如可允许激光焊接。仅仅作为例子，可使用任何可接受激光焊接的含金属复合物。在一示范性例证中，体102和冷却通道环104由相同材料形成，例如钢。在另一例子中，体102和冷却通道环104由不同材料形成。因此用于部件的材料可与彼此相关的一般要求和运行条件更紧密的匹配。仅仅作为例子，活塞体102可与冷却通道环104相比包括不同金属特性，例如软化点，抗张强度或缺口韧性。任何便利的材料或混合物可用于体102和冷却通道环104。仅仅作为例子，体102和/或冷却通道环104可由钢材，生铁，铝材料，复合材料，或粉末状金属材料。体102和/或冷却通道环104也可通过不同处理形成，例如体102一般可为单一铸块，而冷却通道环104可为锻造。可使用任何便利的材料和/或形成的混合物。

尽管一般有高碳当量值的钢材传统上一般不适合用于焊接，在一示范性例证中，有相对较高碳当量值的钢至少用于体102和冷却通道环104中的一个。例如，可使用碳含量为0.38％的钢，例如38MnVS6或碳含量为0.42％的钢，例如42CrMo4。碳当量值在重量基位的比例上可稍高于实际碳含量。

部分因为其在燃烧室120径向外区域的位置，环104可特别要求对高温和高压的抗性，并且可比体102有更低的导热性。因此，可使用抗热材料，例如铬镍铁合金。环104也可要求比体102更高的腐蚀和/或氧化抗性。在另一示范性例证中，用于环104的材料有相当较低的硫磺含量。低硫磺含量可导致沿着内和外界面区域I，O更加连续和更高质量的焊接。

在另一示范性例证中，体102和环104中至少一个更高的镍含量可改善焊接质量。而且，在一些例子中，可在焊接处理期间添加镍系材料，例如镍铁用作填充材料以推进更高质量的焊接。

在例如通过激光焊接确定体102和环104成一体之前，体102和环104可以牢固但并不永久性的方法预组装。例如，可使用两个部件之间的冷缩配合或过盈配合。在一例子中，体102置于升高的温度下，开始充分的热膨胀以允许环104插入体102。当冷却体102至较低温度时，体102的热膨胀回复，因此限制环104于此。在另一示范性例证中，体102和环104由有不同热膨胀系数的材料形成，使得对两个部件热的应用导致体102更大程度的热膨胀，允许环104插入。

可供上述冷缩配合或过盈配合选择地或此外，可使用小的点焊在例如通过激光焊接处理，永久性连接体102和环104之前进一步确定体102和环104成一体。

激光焊接处理如上所述，可在被焊接成一体的部件有利的允许较小的热影响区，例如仅有数毫米。但是，相对较小的热影响区也可导致邻近热影响区或焊接的材料内极致的温度变化。因此，破裂可在焊接材料上扩散因为材料极小距离上大的温度变化。因此可取的是通过预热焊接部件以减少这种扩散，例如在熔炉中或通过感应。在以示范性例证中，体102和环104均加热至约在200到600摄氏度之间。

任何种类的激光焊接系统可用作示范性激光焊接处理的一部分。例如，可使用固态，磁盘，二氧化碳，或光纤激光。二氧化碳激光系统众所周知并且因此在大型制造环境中比例如最近发展起来的光纤激光系统更加常见。但是，二氧化碳激光处理通常也要求不可，例如关于制造设备轻易移动的大型机器，然而固态激光只要是能延伸光纤或光传播媒质的地方都可使用。

通常来说，较厚的焊接接头可要求更大功率的激光以合适地熔化连接的材料。在一示范性例证中，需连接的厚度6毫米(mm)的材料适当的以6千瓦(kW)的激光以2.0米每分钟的进给速度焊接，使用宽度或厚度为300-400微米(μιη)的束。

如上所述，激光焊接处理因为相对较小的热影响区可为部分有利的，在一些情况下仅为超出焊接接头数毫米，但是也可使邻近焊接的材料在对应地短距离上遭受极致的温度变化。为防止可另外部分因为这种温度变化发生的破裂或低质量焊接，激光处理自身可控制以减少可在冷却通道108内导致的溅落。在一例子中，激光功率可逐渐倾斜下降，允许材料的温度从最高温度可控的降低，该最大温度与焊接处理期间发射的材料熔化相关。在以示范性例证中，激光功率逐渐下降可以使焊接材料的温度逐渐降低，而不是对材料立即停止焊接活动并且开始更加剧烈的冷却温度。

在激光焊接冷却的一示范性例证中，焊接激光持续沿着焊接路径移动，例如沿着界面区域I和/或O关于活塞100的周边移动，同时激光的功率逐渐减少直到激光完全关掉。在另一示范性例证中，激光在相对于活塞100约成5和40度角之间动作，自此时起激光功率开始减少，并且至激光功率完全切断。然而在另一例子中，激光功率可在缓慢降低期间相对于时间和/或活塞100有角度的位置线性降低。此外，可取的是在活塞100压力较小的地区开始激光功率的缓降，例如沿着界面区域I和/或O的位置，该位置的内部压力比沿着界面区域I和/或O的其他地区小。材料温度可控的降低可进一步通过预加热体102和/或冷却通道环104加强，因为预加热可在焊接处理期间降低活塞100的整体温度差异。

激光焊接处理可固有的导致至少一定程度的焊接溅落出界面区域I，O，并且尤其在冷却通道108内发射。因此，减少溅落可取的是通过在冷却通道108内放置松散的颗粒状介质或材料来接住任何溅落，该溅落可大体上去除。在焊接体102和环104成一体之后，任何焊接溅落可通道去除松散的颗粒状材料从冷却通道108去除。在一示范性例证中，可使用高压冲刷操作，即流体以在高压下循环通过冷却通道108。

环104和体102之间激光焊接的各种例子在图3A和3B中示出，并且图3C示出在其中包括界面区域I和O的体102的顶视图。比如，图3A示出通过激光L_A形成的焊接W₁，焊接溅落160从中发射。同样地，图3B示出通过激光L_B形成的焊接W₂，焊接溅落160也从中发射。

如图3A所示，体102和环104在径向外界面区域O连接成一体。焊接W₁在体102和环104之间示出，分别围绕体102和环104的接合表面144,146(以虚线示出)，使得接合表面144,146一般确定成一体。同样如图3B所示，体102和环104在径向内界面区域I连接成一体。焊接W₂在体102和环104之间示出，分别围绕体102和环104的接合表面140,142(以虚线示出)，使得接合表面140,142一般确定成一体。图3C示出活塞体和冷却通道环之间的径向内界面区域和径向外界面区域的示范性激光焊接的透视图。

在这里揭露的示范性活塞100可用在小和大孔直径应用中，一般无限制。可减少由销座105限定的压缩高度，即活塞直径到上表面110和孔心之间的距离的比例。

现在谈及图4A，示出活塞组件400的侧视图，活塞组件400包括活塞体102和冷却通道环104。活塞组件400，也是焊接前组件，通过放置两个部件102，104在一起以焊接并且之后放置组件400在包括有压板406的固定装置404的焊接系统402，活塞组件400包含或压在该压板406上。压板406设计用于控制或确定活塞组件400并且使活塞组件400关于轴线114旋转408。压板406的旋转可通过控制器(未示出)按上述方法以允许焊接的方法控制。系统402包括第一焊接装置(例如激光410)和第二焊接装置(例如激光412)，该第一焊接装置和第二焊接装置由第一支撑结构414和第二支撑结构416控制或不然支撑。每个激光410,412指导朝向活塞组件400并且每个激光410，412分别发射激光L_A和L_B。如所述，激光410，412指导朝向组件400并且在位置O和I分别形成焊接W₁和W₂，如图3A-3C所示。同样如所述，随着焊接Wi和W2的形成，每个W₁和W₂倾向于发射溅落160进入冷却通道108。如此，在冷却通道108内放置有松散或颗粒状的材料或介质418，该材料或介质418可吸附在焊接处理期间从W₁和W₂发射出的溅落160。

松散介质418包括足够小的颗粒状或颗粒材料，以致在放置入冷却通道108内时，介质418能在冷却通道108内移动和运动，并且保留在其中重力方向上的低点。在一例子中，介质418直径小于2mm并且可包括在经历焊接处理的温度时对熔化或燃烧有抗性的材料。介质418可包括但不限于例如砂砾，陶瓷，瓷，和比如说氧化铝材料。在所述方法中，焊接处理期间和组件400被引起旋转以在位置O和I分别形成焊接W₁和W₂时，介质418在其中移动以致介质418始终在吸附焊接溅落160的位置。也就是说，激光412和410被引起朝向冷却通道108重力方向上的低点分别发送激光L_A和L_B以致在其中的介质418在吸附焊接溅落的位置，忽略组件400的旋转408。

如图4A所示，活塞组件400保持在焊接系统402内以致轴线114约与重力方向420垂直。当组件400被引起旋转408，介质418在冷却通道108内移动但是一般保留在重力方向上的低点并且有高度422。同样如图4B(组件400的俯视图)所示，激光指导朝向位置O和I以形成激光W₁和W₂，并且因为位置O和I保持在重力方向上的低点溅落被阻止沉积在冷却通道108内的墙上，介质持续在组件400旋转408期间移动。

如此谈及图5，焊接处理500自步骤502开始并且包括在步骤504提供活塞体。例如，活塞体可为活塞体102，该活塞体102包括洞形成冷却通道108的一部分。在步骤506，介质418放置在冷却通道108的洞内，并且体102在步骤510组装至冷却通道盖104以形成焊接前组件400。在一例子中，组件400在步骤510放置在固定装置402内并且安置以致轴线114大约或一般与重力方向420垂直。在所述方法中，松散介质418导致在冷却通道108内下降或移动至重力方向上的低点。在另一例子中，组件400相对于重力方向200关于轴线114非垂直的安置，但是在所述方法中，介质418保留在冷却通道108内重力方向上的低点。组件400在步骤512导致关于活塞轴线114旋转408，这样时，介质418导致保留在重力方向上的低点。也就是说，组件400的旋转(旋转速度主要基于激光焊接的焊接要求决定)也足够慢以便不会离心的导致介质418保留在冷却通道108内固定的位置，而是停留在重力方向上靠近低点。

在组件400旋转期间，在步骤514激光410，412中的一个或两者都如上所述在位置O和I导致形成焊接。在所述方法中，介质418保留在重力方向上的低点并且约在高度422，发生焊接形成并且任何焊接溅落160导致发射进入介质418，保护冷却通道108的墙在处理时免于焊接溅落。在一例子中，组件以足够高的速度旋转以部分推动全体或收集的大量松散介质大约离开低点。在这个例子中，大量介质的中心稍微偏离重力方向上的低点，并且焊接的位置可调整其中焊接冷却通道环至活塞体包括在大量松散介质大约集中的位置焊接，因为松散介质因为焊接前组件的旋转而在冷却通道内移动。

当完成焊接时，组件400从固定装置402去除并且介质418在步骤516从冷却通道108去除。介质418可以任何数目的包括简单振动组件的方法通过开口150去除介质418和焊接溅落160。或者，介质418和焊接溅落160可通过由溶剂或其他液体冲刷的湿法处理去除。介质418和焊接溅落160也可通过开口150排出其中的干空气或惰性气体来去除。处理在步骤518结束。

关于在这里描述的处理，系统，方法，试探等等，尽管描述的所述处理的步骤等等根据某些有序的顺序发生，需要理解的是所述处理可为描述的步骤按顺序进行实践而非按这里描述的顺序。进一步需要理解的是某些步骤可同时进行，可增加其他步骤，或者在这里描述的某些步骤可省略。换句话说，在这里的处理的描述提供的目的是说明某些实施方式，并且绝不可被解释以限制申请权利要求的本发明。

因此，需要理解的是上述描述意为说明性而非限制性。阅读上述描述时需提供许多实施方式和应用而不是例子。本发明的范围不应关于上述描述确定，反而应关于所附权利要求确定，所述权利要求享有该范围和其对等物的全部范围。预料到和意味着的是在这里讨论的工艺会发生进一步的发展，并且揭露的系统和方法将并入所述未来的实施方式。总而言之，需要理解的是本发明可以改进和变化并且仅受以下权利要求限制。

权利要求中使用的所有术语在被本领域技术人员理解时意为其最宽广且合理的解释和其平常的意思，除非在这里给出明确指示反面。特别地，单个冠词例如“一个”，“这”，“这”等的使用应读出以列举一个或更多指示的元件，除非权利要求对反面列举明确的限制。

Claims (22)

1.方法，包括：

提供包括活塞轴线的活塞体，所述活塞体包括形成冷却通道部分的洞，该冷却通道部分关于所述活塞轴线周围布置；

提供冷却通道环；

在洞内放置松散介质；

组装所述冷却通道环和所述活塞体以形成焊接前组件，以致所述活塞体的所述洞和冷却通道环协作形成所述冷却通道并且包含所述松散介质；

放置所述焊接前组件以致所述松散介质移动至所述冷却通道重力方向上的下部；并且

焊接所述冷却通道环至所述活塞体以形成焊接接头以致焊接期间发射的焊接溅落发射进入所述松散介质。

2.根据权利要求1所述的方法，其中焊接所述冷却通道环至所述活塞体包括指导激光束朝向两层表面，该两层表面包括所述冷却通道环的表面和所述活塞体的表面。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括放置所述焊接前组件以致所述活塞轴线大约与重力方向垂直。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在焊接所述冷却通道环至所述活塞体时使所述焊接前组件关于所述活塞轴线旋转以致所述松散介质在所述冷却通道内移动并且一般保留在所述冷却通道重力方向上的下部。

5.根据权利要求4所述的方法，其中焊接所述冷却通道环至所述活塞体包括在大量所述松散介质大约集中的位置焊接，因为所述松散介质因为所述焊接前组件的旋转在所述冷却通道内移动。

6.根据权利要求1所述的方法，其中放置所述松散介质包括放置一种砂砾材料，陶瓷，瓷，和氧化铝。

7.根据权利要求1所述的方法，其中放置所述松散介质包括放置直径小于2mm的颗粒状材料。

8.方法，包括：

放置活塞组件用于由此焊接两个部件，所述两个组件包括活塞体和冷却通道环，所述活塞组件包括由此关于周围周边布置的冷却通道并且由至少所述两个部件形成；

确定所述活塞组件的方向以致放置在所冷却通道内的颗粒状材料移动至所述冷却通道重力方向上的下部；

焊接所述两个部件成一体以在所述两个部件之间形成焊接接头，以致焊接期间发射的焊接溅落传至所述颗粒状材料。

9.根据权利要求8所述的方法，其中焊接所述两个部件成一体包括指示激光束朝向所述冷却通道环和所述活塞体的两层接合的表面。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括放置所述活塞组件以致所述活塞的轴线大约与重力方向垂直。

11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在焊接所述两个部件时使所述活塞组件关于所述活塞的轴线旋转以致所述颗粒状材料在所述冷却通道内移动并且一般保留在所述冷却通道重力方向上的下部。

12.根据权利要求11所述的方法，其中焊接所述两个部件包括在大量所述松散介质大约集中的位置焊接，因为所述松散介质因为所述焊接前组件的旋转在所述冷却通道内移动。

13.根据权利要求8所述的方法，其中所述颗粒状材料包括一种砂砾材料，陶瓷，瓷，和氧化铝。

14.根据权利要求8所述的方法，其中放置所述颗粒状材料包括放置颗粒尺寸小于2mm的材料。

15.用于焊接活塞组件的系统，包括：

设定用于控制焊接前活塞组件的焊接固定装置，该焊接前活塞组件包括活塞体和冷却通道环，其中所述活塞体和所述冷却通道环包括接合的表面，该接合的表面接合成一体形成冷却通道；

放置焊接装置以在所述活塞体和所述冷却通道环接触的位置焊接所述活塞体至所述冷却通道环；

其中放置所述焊接固定装置以致放置在所述冷却通道内的松散颗粒状媒质位于所述焊接装置附近和所述焊接位置附近，以致在所述活塞体焊接至所述冷却通道时，由此发射的焊接溅落发射进入所述冷却通道的所述松散的颗粒状媒质。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述焊接装置为激光焊接。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述焊接固定装置进一步放置以致所述焊接前活塞组件的中心轴线大约与重力方向垂直。

18.根据权利要求15所述的系统，进一步包括设定用于旋转所述焊接前活塞组件的控制器以致所述松散的颗粒状媒质在所述冷却通道内移动并且在旋转期间一般保留在所述冷却通道重力方向上的下部。

19.根据权利要求15所述的系统，其中所述松散介质包括放置一种砂砾材料，陶瓷，瓷，和氧化铝。

20.根据权利要求15所述的系统，其中所述松散介质包括放置直径小于2mm的颗粒状材料。

21.焊接前活塞组件包括：

活塞体；

冷却通道环，其中所述活塞体和所述冷却通道环包括接合的表面，该接合的表面接合成一体形成冷却通道；

松散的颗粒状媒质放置在所述冷却通道内并且位于所述接合表面附近，其中放置松散的颗粒状媒质以致移动至所述冷却通道重力方向上的下部。

22.根据权利要求21所述的组件，其中放置所述松散的颗粒状媒质以致在所述活塞体焊接至所述冷却通道环时，由此发射的焊接溅落发射进入所述冷却通道的所述松散的颗粒状媒质。