CN106794544B - 用于活塞制造的混合感应焊接工艺 - Google Patents

Abstract

提供了一种混合感应焊接活塞，所述混合感应焊接活塞包括被焊接到下活塞部件的上活塞部件。所述活塞是通过感应加热上活塞部件和下活塞部件，以及把所述两个部件一起放置在部件成长补偿位置而产生的。所述方法包括顺时针旋转上活塞部件17到34度，然后逆时针旋转17到34度。除了控制轴向位置和旋转角度以外，控制施加到活塞部件上的力，从而优选在活塞的窄小冷却室中不形成溢料。在旋转步骤期间，压力逐渐增加到最大值水平，这在上活塞部件沿第二方向旋转时发生。在机加工之前，活塞包括跨越焊接部的均匀金相接合，并且在外表面上无凹痕。

Description

用于活塞制造的混合感应焊接工艺

发明背景

1.发明领域

本发明主要涉及活塞，包括用于内燃机的轻型汽车柴油活塞，以及用于制造所述活塞的方法。

2.相关技术

在内燃机中使用的活塞典型地包括接合到下活塞部分的上活塞部件。用于把活塞部件接合到一起的各种方法是已知的。一种通常的接合技术是摩擦焊接，它包括使至少一个活塞部件在压力下靠着另一个活塞部件的情形下围绕中心轴连续高速旋转。然而，已知摩擦焊接在活塞的冷却室中产生大量的溢料(flash)或碎片材料，并且导致沿焊接部的残余应力和/或裂缝。另一种接合技术包括将活塞部件感应焊接在一起。第6,825,450和7,005,620号美国专利中披露了该技术的例子。然而，仍然需要坚固的焊接活塞，该焊接活塞具有更少的溢料和碎片材料，并且沿焊接部具有更少的残余应力和裂缝。

发明内容

本发明的一方面提供一种通过混合感应焊接制造活塞的方法，以便制造一种坚固的焊接件，该焊接件沿焊接部具有很少量溢料或碎片材料，或者没有溢料或碎片材料，并且具有跨越焊接部的均匀的金相接合。所述方法包括：通过感应加热上活塞部件的上接合面和下活塞部件的下接合面，将加热的接合面放在一起，并允许加热的接合面互相接触。所述方法还包括在加热的接合面互相接触时旋转至少一个活塞部件。典型地，旋转步骤包括在加热的接合面互相接触时，使其中一个活塞部件沿第一方向旋转不超过360度，以及在加热的接合面互相接触时，使所述一个活塞部件沿与第一方向相反的第二方向旋转不超过360度。所述方法还包括在旋转步骤期间向至少一个活塞部件施加压力，以在上活塞部件与下活塞部件之间形成焊接部。施加压力的步骤优选包括将压力增加到最大压力水平，并且在沿第二方向旋转一个活塞部件时施加最大压力水平。作为控制压力的替换项或附加项，所述方法可包括在至少一个活塞部件的体积达到最后体积之前，将加热的接合面朝彼此置于部件成长补偿位置，其中部件成长补偿位置提供在接合面之间的空间，该空间补偿了体积的增加。

本发明的另一方面提供一种混合感应焊接活塞。所述活塞包括上活塞部件和下活塞部件，上活塞部件包括上接合面，下活塞部件包括焊接到所述上接合面的下接合面。沿焊接部放置在一起的上活塞部件的一部分和下活塞部件的一部分共同限定外表面，并且沿焊接部放置的那些部分的外表面在机加工之前没有凹痕。

附图说明

当结合附图考虑时参照以下的详细说明可以更好地理解本发明的其它优点，所以将很容易地看到本发明的其它优点，在附图中：

图1是按照一个示例性实施例的混合感应焊接活塞的透视图，所述活塞包括沿焊接部的平坦表面；

图1A是图1所示活塞沿A-A线的剖面图；

图2示出了按照一个示例性实施例的、活塞制造方法的第一步骤，该步骤包括感应加热上活塞部件和下活塞部件的接合面；

图3示出按照示例性实施例的活塞制造方法的、当上活塞部件和下活塞部件到达部件成长补偿位置时的另一个步骤；

图4示出在上活塞部件和下活塞部件的体积由于感应加热而增加但活塞部件仍处在部件成长补偿位置，但在旋转和施加压力到活塞部件之前，按照示例性实施例的制造活塞的方法的另一个步骤；

图5A是在所述方法的、包括沿第一方向旋转下活塞部件的步骤期间，下活塞部件的俯视图；

图5B是在所述方法的、包括沿与第一方向相反的第二方向旋转下活塞部件的步骤期间，上活塞部件的俯视图；以及

图6是按照另一个示例性实施例的混合感应焊接活塞的透视图，其中所述活塞在机械加工前包括沿焊接部的球半径。

具体实施方式

本发明的一个方面提供一种制造用于内燃机的活塞20的方法，诸如具有狭窄冷却室22的小直径钢活塞20，如图1和1A所示，以便在轻型汽车柴油(LVD)系统中使用。所述方法被称为混合感应焊接方法，它包括位置与力控制的独特组合。所述方法产生在上活塞部件26和下活塞部件28之间的、坚固的焊接部24，以及跨越焊接部24的均匀的金相结合。

方法从提供用来形成活塞20的上活塞部件26和下活塞部件28开始。活塞部件26，28典型地由钢制成，但也可以由其他类型的金属或金属合金制成。上活塞部件26的上接合面30与下活塞部件28的下接合面32轴向对齐，并且与其间隔开，如图2所示。所述方法还包括在惰性的、非氧化的气氛中通过感应加热上接合面30与下接合面32。感应线圈34或任何其它类型的感应加热器可被用来加热接合面30，32。在示例性实施例中，加热步骤包括在15到40kHz的频率下将活塞部件加热到其锻造温度，所述温度典型地是822℃到1204℃。加热步骤典型地持续不超过10秒，然后把感应线圈34从接合面30，32之间移除。除了加热接合面30，32以外，加热步骤还包括加热上下活塞部件26和下活塞部件28的、距离接合面30，32一定距离的部分，以便在每个活塞部件26，28中形成热影响区。所述热影响区典型地具有8到12微米的总长度，在每个活塞部件26，28中具有4到6微米的长度。由于感应加热，至少一个活塞部件26，28的体积，典型地，这两个活塞部件26,28的体积，从开始体积增加到最后体积。

在感应加热活塞部件26，28后，方法接着包括使加热的接合面30，32朝向彼此，并允许加热的接合面30，32互相接触。接合面30，32围绕中心轴A被保持在固定位置，同时使加热的接合面30,32朝向彼此，即，在这个步骤期间活塞部件26，28不旋转。上活塞部件26和下活塞部件28沿轴向移动到预定的位置，其被称为部件成长补偿位置，它对由于感应加热而造成的活塞部件体积的增加负责。在示例性实施例中，方法包括在活塞部件26，28达到最后体积之前把加热的接合面置于部件成长补偿位置。因此，当活塞部件26，28初到部件成长补偿位置时，在活塞部件26，28的接合面30，32之间提供空间，如图3所示，这补偿由于感应加热而在活塞部件26，28到达部件成长补偿位置之前和之后发生的体积增加。在示例性实施例中，在活塞部件26，28体积增加以后，但同时活塞部件26，28仍处在部件成长补偿位置时，活塞部件26，28的接合面30，32不再是平面的，只有上活塞部件26的一部分上接合面30接触下活塞部件28的下接合面32，如图4所示。

部件成长补偿位置取决于活塞部件26，28的材料、加热时间和温度，以及可能的其它因素。各种不同的方法可被用来确定部件成长补偿位置。在示例性实施例中，部件成长补偿位置通过以下步骤得到：(a)提供由与包括上接合面30的上活塞部件26基本相同的材料形成且具有基本相同的几何形状的测试上活塞部件；(b)提供由与包括下接合面32的下活塞部件26基本相同的材料形成且具有基本相同的几何形状的测试下活塞部件；(c)通过感应而加热测试上活塞部件的测试上接合面和测试下活塞部件的测试下接合面，其中所述测试上活塞部件和所述测试下活塞部件中至少一个的体积由于感应加热而从开始体积增加到最后体积；(d)在至少一个测试活塞部件达到最后体积之前，以恒定的速度使加热的测试接合面朝向彼此放置在估计的部件成长补偿位置，把加热的接合面置于估计的部件成长补偿位置的步骤包括允许加热的接合面互相接触；(e)监测在测试部件上的实际压力水平，以找出实际的压力水平尖峰；(f)当压力尖峰出现时，根据识别的压力尖峰的大小和测试用部件的位置，调节估计的部件成长补偿位置；以及(g)重复步骤(a)-(f)，直至在步骤(e)期间识别的压力尖峰小于预定数值为止。当实际的压力水平到达尖峰时，至少一个测试用活塞部件中的接合面被搅乱到另一个测试活塞部件中。典型地，每个测试活塞部件的接合面被搅乱到另一个测试活塞部件中。调节部件成长补偿位置的步骤则包括当测试部件离估计部件成长补偿位置的距离与实际压力尖峰出现时形成的搅乱长度成比例时，增加接合面之间的空间。

一旦活塞部件26，28被布置在部件成长补偿位置，方法包括活塞部件26，28之一在受控压力下进行两次短暂的旋转运动，以在上活塞部件26和下活塞部件28之间形成格外强的焊接部24，以及跨越焊接部24的均匀的金相结合。该步骤包括围绕中心轴AI使一个活塞部件26或28，典型地为下活塞部件28，沿第一方向旋转不超过360度，如图5A所示，然后围绕中心轴AI使同一活塞部件26或28沿与第一方向相反的第二方向旋转不超过360度，如图5B所示，与此同时，加热的接合面30,32彼此接触。典型地，旋转步骤包括使所述一个活塞部件26，28沿第一方向旋转约17到34度的量，然后使所述一个活塞部件26，28沿第二方向旋转约17到34度的量。旋转步骤典型地还包括使所述一个活塞部件26沿第一方向旋转的角度与沿第二方向旋转的角度相同。在示例性实施例中，旋转步骤包括使所述一个活塞部件26沿第一方向旋转约25度的量，以及使所述一个活塞部件26沿第二方向旋转约25度的量。

方法还包括：在上活塞部件26与下活塞部件28之间形成焊接部24的旋转步骤期间，施加受控的压力到活塞部件26，28中的至少一个。当施加压力时，仅仅出现活塞部件26，28之一或二者的最小搅乱。例如，接合面30，32之一可相对于接合面30，32的、在与接合面30，32中的另一个初次接触时的位置被搅乱0.1到0.6毫米的纵向距离。

方法还包括在旋转步骤期间使压力逐渐增加到最大压力水平。这包括在整个使所述一个活塞部件26或28沿第一方向旋转的步骤过程中施加比最大压力水平小的压力，以及仅仅在使所述一个活塞部件26或28沿第二方向旋转的步骤期间获得并施加最大压力水平。在示例性实施例中，施加压力的步骤包括仅仅在旋转步骤完成5/8之后以及在旋转步骤完成7/8之前获得和施加最大压力水平。

要被施加到活塞部件26,28的最大压力水平可以根据各种不同的因素确定。例如，最大压力水平可以基于上活塞部件26在上接合面30处的外径D1；下活塞部件28在下接合面32处的外径D2；由上接合面30限定的面积；由下接合面32限定的面积；以及在施加最大压力水平后至少一个接合面30，32的想要的搅乱。在示例性实施例中，当上活塞部件26在上接合面30处的外径D1和下活塞部件28在下接合面32处的外径D2范围是60mm到200mm，由上接合面30限定的面积范围是2500mm²到10,000mm²，以及在施加最大压力水平后接合面30，32之一的想要的搅乱不大于0.5mm时，则所施加的最大压力水平典型地约为23N/mm²。

施加压力和旋转活塞部件26或28的步骤包括焊接互相接触的、接合面30，32的所有面积，以跨越焊接的接合面30，32形成格外强和均匀的金相结合，如图1和6所示。另外，通过控制压力以及活塞部件26或28相对于另一方的位置和旋转角度，在活塞部件26，28之间很少有溢料或没有溢料形成。在典型的摩擦焊接过程中，沿着活塞部件之间的焊接部24形成溢料和凹痕。然而，在本发明的方法中，在将接合面30，32放在一起、旋转一个活塞部件26或28和施加压力的步骤期间，沿焊接部24没有凹痕形成。凹痕典型地沿着通过传统摩擦焊接所形成的活塞焊接部外周出现。凹痕出现在暴露的外径表面上，也出现在内部通道表面上。外径表面上的凹痕可以通过机械加工去除，但内部通道表面上的凹痕不能通过机械加工去除。沿内部通道表面的这种凹痕起到应力提升器的作用，这典型地导致裂痕的开始。因此，本发明的混合感应焊接活塞20在外表面42上和在限定冷却室22的内表面上都没有凹痕，该混合感应焊接活塞20提供减小裂痕的优点，从而与通过传统摩擦焊接而形成的活塞相比具有更长的服务寿命。

另外，另一个优点是在允许加热的接合面30,32互相接触、旋转一个活塞部件26或28，以及施加压力的步骤期间，没有材料从活塞部件26，28的接合面30，32去除。在旋转步骤后，方法典型地包括把上活塞部件26和下活塞部件28关于中心轴A1保持在固定的位置，同时仍旧施加压力5秒到15秒，以进一步提升焊接部24的强度。

由本发明的混合感应焊接工艺所提供的再一个优点是：上活塞部件26相对于下活塞部件28精确的径向定位。在混合感应焊接过程结束时，活塞部件26，28的径向位置等于或近似等于在过程开始时设置的、想要的、活塞部件26，28的预定径向位置。优选地，在过程结束时，上活塞部件26相对于下活塞部件28的径向位置与在过程开始时上活塞部件26相对于下活塞部件28的径向位置相差不大于+/-2度。换句话说，在施加压力后上活塞部件26相对于下活塞部件28的径向位置与加热活塞部件26，28之前上活塞部件26相对于下活塞部件28的径向位置相差不大于+/-2度。

因此，当上活塞部件26具有预锻造的几何形状时，诸如当上活塞部件26包括优选相对于下活塞部件28的销孔轴A2布置在预定径向位置的冠状结构时，本发明的混合感应焊接工艺特别有利。例如，上活塞部件26可以具有冠状结构，该冠状结构优选具有布置成离销孔轴A到20度+/-度的冠状结构10。在过程开始时，设置冠状结构的想要的径向位置，在过程结束时，冠状结构的径向位置在该想要的径向位置的+/-2度之内。本领域技术人员将会理解，销孔轴A2的径向位置由沿销孔轴A2延伸且通过活塞20中心轴A1的线确定；冠状结构的径向位置由延伸通过冠状结构且通过活塞20中心轴A1的线确定。两个径向位置之间的差值由这两条线之间的角度确定。

本发明的另一方面提供由上述方法制造的混合感应焊接活塞20，如图1，1A和6所示。活塞部件26，28可包括各种不同的几何形状。然而，在示例性实施例中，上活塞部件26环状围绕中心轴A1和纵向沿中心轴A1延伸，从上壁38延伸到上接合面30的第一部分(被称为第一上接合面)，以及上接合面30的第二部分(被称为第二上接合面)。上活塞部件26典型地由钢材料制成，但也可以是其他类型的金属材料。上活塞部件26的上壁38典型地限定环状围绕中心轴A1延伸的碗边(bowl rim)，以及从碗边朝中心轴A1向内和向下延伸的燃烧碗52。上壁38还限定由燃烧碗52围绕的、在中心轴A1处的顶点。

如图2所示，上活塞部件26包括上部外挡边40，上部外挡边40从上壁38的碗边下垂，并环状围绕中心轴A1和纵向沿中心轴A1延伸到上接合面30的第一部分。上部外挡边40限定环状围绕中心轴A1且背离中心轴A1延伸的、活塞20的外表面42的第一部分。上部外挡边40具有从外表面42延伸到冷却室22的厚度t，与使用其它焊接方法形成的活塞的挡边相比，上部外挡边40的厚度可做得更小。上部外挡边40的环状外表面42包括至少一个环状凹槽44，用于保持至少一个活塞环(未示出)。在示例性实施例中，上活塞部件26还包括上部内挡边36，上部内挡边36沿径向向内与上部外挡边40间隔开。上部内挡边36从上壁38下垂到燃烧碗52下方，并且环状围绕中心轴A1和沿纵向沿中心轴A1延伸到上接合面30的第二部分。第一和第二上接合面30是平坦的，并且垂直于中心轴A1延伸。

下活塞部件28也环状围绕中心轴A1和纵向沿中心轴A1地从围绕中心轴A1的底壁46延伸到下接合面32的第一部分(被称为第一下接合面)，以及从底壁46延伸到下接合面32的第二部分(被称为第二下接合面)。下接合面32的第一部分被焊接到上接合面30的第一部分，下接合面32的第二部分被焊接到上接合面30的第二部分。

下活塞部件28也由金属材料制成，典型地也是钢材料。然而，混合感应焊接工艺规定不同合金的接合，在此情形下，下活塞部件28典型地由硬度比上活塞部件26的钢材料更小的钢材料制成。例如，非常硬的、耐高温的合金可被用来形成其中发生燃烧的上活塞部件26，而较硬的、没那么昂贵的合金可被用来形成其中存在气缸负载的下活塞部件28。

在示例性实施例中，下活塞部件28包括下部外挡边48，下部外挡边48从底壁46向上朝活塞部件26延伸，且环状围绕中心轴A1和纵向沿中心轴A1延伸到下接合面32的第一部分。下部外挡边48限定环状围绕中心轴A1和背离中心轴A1延伸的、活塞20的外表面42的第二部分。下部外挡边48也具有从外表面42延伸到冷却室22的厚度t，并且与使用其它焊接方法形成的活塞的挡边相比，下部外挡边48的厚度t可被做得更小。下部外挡边48的环状外表面42包括至少一个环状凹槽44，用于保持至少一个活塞环(未示出)。下活塞部件28还包括径向向内与下部外挡边48间隔开的下部内挡边50。下部内挡边50从底壁46向上朝上活塞部件26、环状围绕中心轴A1和纵向沿中心轴A1延伸到下接合面32的第二部分。像上接合面30的第一和第二部分一样，下接合面32的第一和第二部分也是平坦的，并且垂直于中心轴A1。

下接合面32的第一部分与上接合面30的第一部分径向对齐，下接合面32的第二部分与上接合面30的第二部分径向对齐。各个接合面30，32相对于中心轴A1对称，并且关于中心轴A1同心。另外，活塞部件26，28中的至少一个活塞部件的接合面30，32可被搅乱0.1到0.6mm的纵向距离。

焊接的内挡边36，50、焊接的外挡边40，48、上壁38和底壁46在它们之间形成冷却室22。从活塞的外表面42到冷却室22，外挡边40，48的接合面30，32被连续焊接，均匀的金相结合延伸跨越焊接的挡边36，40，48，50。冷却室22被闭合并且环状围绕中心轴A1延伸。闭合的冷却室22在焊接部24限定从内挡边36，50延伸到外挡边40，48的宽度w，以及在焊接过程期间没有溢料或碎片金属材料从焊接的活塞部件26，28移除的体积。这是超越摩擦焊接活塞的优点，后者典型地包含由于焊接工艺而存在于冷却室中的碎片金属材料。由于本发明的活塞20在冷却室22中不包括溢料或碎片金属材料，冷却室22的体积可以小于其它类型的焊接活塞的冷却室。例如，冷却室22的宽度w典型地在焊接部24处是活塞部件26，28的外径D1，D2的5％到10％。与使用其它焊接方法形成的活塞相比，外挡边的厚度t也可做得更小。另外，在活塞中形成最小的残余应力，因此消除了对活塞部件26，28在焊接后裂开的担心，后者在摩擦焊接活塞中经常出现。

如图1A所示，混合感应焊接活塞20的内挡边36，50围绕中心轴A1并形成燃烧碗52。从冷却室22到燃烧碗52，内挡边36，50的接合面30，32被连续焊接，均匀的金相结合跨过焊接的内挡边36，50延伸。

沿焊接部24的、各个上挡边36，40的一部分和各个下挡边48，50的一部分包括热影响区。在示例性实施例中，当上活塞部件26和下活塞部件28由钢材料制成时，热影响区的钢材料包括回火马氏体的微结构。围绕热影响区的钢材料具有的微结构与热影响区的回火马氏体不同。在示例性实施例中，热影响区的马氏体材料比周围的材料更硬。

如图1A所示，热影响区具有沿中心轴A1且平行于中心轴A1延伸的长度HAZ。在示例性实施例中，热影响区的长度HAZ为8到12微米。活塞20还限定在焊接部24处的总横截面积，它包括接合面30，32的面积、燃烧碗52的面积、以及冷却室22的面积。在焊接部24处，活塞20的接合面30，32共同限定的截面积为活塞20总横截面积的35％到60％。

如以上所讨论的，在完成焊接过程后紧接地，沿焊接部24和沿热影响区的外表面42没有任何类型的可见的焊接分型线或凹痕。在进行任何机加工之前，沿焊接部24且包括热影响区的部分的外表面42也没有溢料，这是超过任何类型的焊接活塞的优点。在图1的示例性实施例中，活塞20的外表面42限定沿热影响区和焊接部24的平坦表面。在这种情形下，平坦外表面42围绕中心轴A1连续地沿焊接部24延伸和沿热影响区纵向延伸。

想要的平坦外表面42优选在混合感应焊接过程期间形成。然而，在焊接过程结束时和在任何机加工之前，活塞20的外表面42典型地限定沿热影响区和焊接部24的、具有至少1.63毫米的球面半径的凸面，如图6所示。在这种情形下，沿热影响区和焊接部24的外表面42是凸面，并且限定围绕中心轴A1径向向外连续延伸的凸出部分。活塞20在凸出部分处的外径D1，D2为2到5毫米，大于靠近凸出部分的、活塞20的外径D1，D2。典型地，沿焊接部24形成的、在焊接过程结束时呈现的任何球面半径或凸表面被机加工，以提供图1所示的、想要的平坦外表面42。

在示例性实施例中，下活塞部件28包括一对销壳(pin boss)54，销壳54从底壁46向下远离上活塞部件26延伸。每个销壳54均限定销孔56，销孔56沿垂直于中心轴A1的第二轴A2彼此对齐。下活塞部件28包括一对裙边部分58，每个裙边部分58从底壁46下垂并通过其中一个销壳54彼此间隔开。

显然，鉴于以上的教导，本发明的许多修正方案和变形例都是可能的，这许多修正方案和变形例可以不同于这里具体地描述的那样被实践，但仍在以下权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种制造活塞的方法，所述方法包括以下步骤：

通过感应加热上活塞部件的上接合面和下活塞部件的下接合面；

使加热的接合面朝向彼此，并允许加热的接合面互相接触；

在加热的接合面互相接触的同时，使一个活塞部件沿第一方向旋转17到34度；

在加热的接合面互相接触的同时，使所述一个活塞部件沿与第一方向相反的第二方向旋转17到34度；

在旋转步骤期间，施加压力到所述活塞部件中的至少一个，以形成上活塞部件与下活塞部件之间的焊接部；以及

所述施加压力的步骤包括使压力增加到最大压力水平，以及在使所述一个活塞部件沿第二方向旋转的同时施加最大压力水平。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在使所述一个活塞部件沿第一方向旋转的步骤期间施加比所述最大压力水平小的压力；以及仅在使所述一个活塞部件沿第二方向旋转的步骤期间才获得和施加最大压力水平。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述接合面放在一起、旋转所述一个活塞部件和施加压力的步骤期间，在焊接部处，沿所述上活塞部件和下活塞部件的外表面没有凹痕形成。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在允许加热的接合面互相接触、旋转所述活塞部件和施加压力的步骤期间，没有材料从所述活塞部件的接合面上剥落。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，施加压力的步骤包括使所述接合面之一相对于所述接合面在彼此初始接触时的位置搅乱0.1到0.6mm的纵向距离。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，施加压力的步骤包括在旋转步骤期间使压力逐渐增加到最大压力水平。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，施加压力的步骤包括仅仅在旋转步骤完成5/8之后以及在旋转步骤完成7/8之前才获得和施加最大压力水平。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括根据以下至少一项确定要施加到所述上活塞部件和下活塞部件中的至少一个上的最大压力水平：所述上活塞部件在所述上接合面处的外径、所述下活塞部件在所述下接合面处的外径、由所述上接合面限定的面积、由所述下接合面限定的面积、以及所述至少一个接合面在施加最大压力水平以后的所需的搅乱。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大压力水平是23N/mm²。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转步骤包括使所述一个活塞部件沿第一方向旋转到一定程度，以及使所述一个活塞部件沿第二方向旋转到一定程度。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，旋转步骤包括使所述一个活塞部件沿第一方向旋转一定度数，以及使所述一个活塞部件沿第二方向旋转一定度数。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转步骤包括使所述一个活塞部件沿第一方向和第二方向旋转到相同的程度。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由于感应加热，至少一个所述活塞部件的体积从开始体积增加到最后体积；将加热的接合面朝彼此放在一起的步骤包括在所述至少一个活塞部件的体积达到最后体积之前将加热的接合面置于部件成长补偿位置，其中所述部件成长补偿位置在所述接合面之间提供用来补偿体积增加的空间。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过以下步骤得到所述部件成长补偿位置：

(a)提供测试上活塞部件，所述测试上活塞部件由与包括上接合面的上活塞部件基本相同的材料形成并具有与之基本相同的几何形状；

(b)提供测试下活塞部件，所述测试下活塞部件由与包括下接合面的下活塞部件基本相同的材料形成且具有与之基本相同的几何形状；

(c)通过感应加热所述测试上活塞部件的测试上接合面和所述测试下活塞部件的测试下接合面，其中所述测试上活塞部件和所述测试下活塞部件中的至少一个的体积由于感应加热而从开始体积增加到最后体积；

(d)在至少一个所述测试活塞部件达到最后体积之前，以恒定的速度把加热的测试接合面朝彼此放置在估计的部件成长补偿位置，把加热的接合面放置在估计的部件成长补偿位置的步骤包括允许加热的接合面互相接触；

(e)监视所述测试部件上的实际压力水平，以找出实际压力水平的尖峰；

(f)根据当压力尖峰出现时所识别的压力尖峰的大小和所述测试部件的位置，调节估计的部件成长补偿位置；以及

(g)重复步骤(a)-(f)，直至在步骤(e)期间识别小于预定数值的压力尖峰为止。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括当实际的压力水平达到尖峰时，搅乱所述测试活塞部件的接合面中的至少一个接合面，其中调节部件成长补偿位置的步骤包括：当所述测试部件处于估计的部件成长补偿位置时，使所述接合面之间的空间增加一定距离，该距离与实际压力到达尖峰时所形成的搅乱的长度成比例。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，把加热的接合面置于部件成长补偿位置的步骤包括：使所述上活塞部件和下活塞部件中的至少一个部件朝另一个部件轴向移动，其中当所述活塞部件被布置在所述部件成长补偿位置时，只有所述上接合面的一部分接触所述下接合面。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在使加热的接合面彼此面对的同时，使所述接合面围绕中心轴保持在固定的位置。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，加热步骤包括把所述活塞部件加热到822℃到1204℃不超过10秒，以及提供沿所述焊接部的热影响区，其中所述热影响区具有8到12微米的长度。

19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在旋转步骤后施加压力5秒到15秒的同时，使所述上活塞部件和下活塞部件围绕中心轴保持在固定的位置。

20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，施加压力和旋转活塞部件的步骤包括焊接所述接合面的、互相接触的所有区域。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与在加热活塞部件之前所述上活塞部件相对于所述下活塞部件的径向位置相比，在施加压力后所述上活塞部件相对于所述下活塞部件的径向位置与之相差不超过+/-2度。

22.一种制造活塞的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过感应加热上活塞部件的上接合面和下活塞部件的下接合面，其中至少一个所述活塞部件的体积由于感应加热而从开始体积增加到最后体积；

在所述至少一个活塞部件的体积达到所述最后体积之前，使所述上活塞部件和所述下活塞部件处于部件成长补偿位置，其中所述部件成长补偿位置提供在所述上接合面和所述下接合面之间的、用来补偿体积增加的空间；

在所述上活塞部件和所述下活塞部件处于所述部件成长补偿位置且所述至少一个活塞部件的体积达到所述最后体积之后，允许加热的接合面互相接触；

在加热的接合面互相接触的同时，使其中一个活塞部件沿第一方向旋转不超过360度；

在加热的接合面互相接触的同时，使所述一个活塞部件沿与第一方向相反的第二方向旋转不超过360度；

在所述旋转步骤期间，施加压力到至少一个所述活塞部件，以在所述上活塞部件与下活塞部件之间形成焊接部。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，施加压力的步骤包括使压力增加到最大压力水平，以及在使所述一个活塞部件沿第二方向旋转的同时，施加所述最大压力水平。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括,在所述旋转步骤之前当所述接合面互相接触时，施加为所述最大值压力的40％到60％的中间压力水平。

25.一种制造活塞的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过感应加热上活塞部件的上接合面和下活塞部件的下接合面，其中由于感应加热，至少一个所述活塞部件的体积从开始体积增加到最后体积；

在所述至少一个活塞部件的体积达到所述最后体积之前，将所述上活塞部件和所述下活塞部件置于部件成长补偿位置，其中所述部件成长补偿位置提供在所述上接合面和所述下接合面之间的、用来补偿体积增加的空间；

在所述上活塞部件和所述下活塞部件处于所述部件成长补偿位置且所述至少一个活塞部件的体积达到所述最后体积之后，允许加热的接合面互相接触；

在加热的接合面互相接触的同时，使至少一个活塞部件旋转；

在所述旋转步骤期间，施加压力到至少一个所述活塞部件，以在所述上活塞部件与下活塞部件之间形成焊接部。

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