JP6720143B2 - ピストンの製造に適用されるハイブリッド誘導溶接処理 - Google Patents
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Description
1.発明の分野
本発明は、概して、内燃機関用の小型車両ディーゼルピストンを含むピストン、およびこれを製造するための方法に関する。
内燃機関で使用されるピストンは、典型的には、下側ピストン部品に接合された上側ピストン部品を含む。ピストン部品を互いに接合するためのさまざまな方法が公知である。1つの一般的な接合技術は摩擦溶接である。摩擦溶接は、ピストン部品のうちの少なくとも一方を、その中心軸を中心として高速で、かつ、他方のピストン部品に対して圧力を加えながら、連続的に回転させることを含む。しかしながら、摩擦溶接は、ピストンの冷却室内に相当な量のフラッシュ(flash)材料またはスクラップ(scrap)材料を生じさせるとともに、残留応力および/または溶接部に沿ったひび割れを生じさせることが知られている。ピストン部品を互いに接合するために、抵抗溶接およびレーザ溶接も用いられている。しかしながら、これらの接合方法は、残留応力、強度の不十分さ、および/または溶接部に沿ったひび割れを引き起すことが知られている。別の接合技術は、ピストン部品を合わせて誘導溶接することを含む。この技術の例は米国特許第6,825,450号および第7,005,620号に開示されている。しかしながら、フラッシュ材料およびスクラップ材料が少なく、かつ、残留応力および溶接部に沿ったひび割れが少なく作製された、高強度で溶接されたピストンの必要性が依然としてある。
本発明の一局面は、溶接部に沿ったフラッシュ材料またはスクラップ材料がほとんどまたは全く無い高強度溶接部、および、溶接部にわたる同種冶金結合を作り出すための、ハイブリッド誘導溶接によるピストン製造方法を提供する。この方法は、上側ピストン部品の上側接合面、および下側ピストン部品の下側接合面を、誘導によって加熱するステップと、加熱された接合面を互いに向かって引き寄せ、加熱された接合面を互いに接触させるステップとを含む。上記方法は、次に、加熱された接合面が互いに接触した状態で、ピストン部品のうちの少なくとも一方を回転させるステップを含む。典型的には、当該回転させるステップは、加熱された接合面が互いに接触した状態で、ピストン部品のうちの一方を第1の方向に360度以下だけ回転させるステップと、加熱された接合面が互いに接触した状態で、上記一方のピストン部品を第1の方向と反対の第2の方向に360度以下だけ回転させるステップとを含む。上記方法は、回転させるステップ中に、ピストン部品のうちの少なくとも一方に圧力を加え、上側ピストン部品と下側ピストン部品との間に溶接部を形成するステップも含む。圧力を加えるステップは、好ましくは、圧力を最大圧力レベルに増加させ、上記一方のピストン部品を第2の方向に回転させながら最大圧力レベルを加えるステップを含む。圧力を制御する代わりに、またはそれに加えて、上記方法は、少なくとも一方のピストン部品の体積が最終的な体積に到達する前に、加熱された接合面を部品伸張補償位置まで互いに引き寄せるステップを含んでもよく、部品伸張補償位置は、体積の増加を補償する間隔を接合面間に与える。
本発明の一局面は、小型車両ディーゼル(LVD:light vehicle diesel)システムに使用される内燃機関用のピストン20、たとえば、図1および図1Aに示すような狭い冷却室22を有する小径のスチールピストン20などの製造方法を提供する。この方法はハイブリッド誘導溶接方法と呼ばれ、位置と力制御との独自の組合せを含む。この方法は、上側ピストン部品26と下側ピストン部品28との間の高強度溶接部24、および溶接部24にわたる同種冶金結合を作り出す。
Claims (36)
- ピストンを製造する方法であって、
上側ピストン部品の上側接合面、および下側ピストン部品の下側接合面を、誘導によって加熱するステップと、
前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せ、前記加熱された接合面を互いに接触させるステップと、
前記加熱された接合面が互いに接触した状態で、前記ピストン部品のうちの一方を第1の方向に360度以下だけ回転させるステップと、
前記加熱された接合面が互いに接触した状態で、前記一方のピストン部品を前記第1の方向と反対の第2の方向に360度以下だけ回転させるステップと、
前記回転させるステップ中に、前記ピストン部品のうちの少なくとも一方に圧力を加え、前記上側ピストン部品と前記下側ピストン部品との間に溶接部を形成するステップとを含み、
前記圧力を加えるステップは、前記圧力を最大圧力レベルに増加させ、前記一方のピストン部品を前記第2の方向に回転させながら前記最大圧力レベルを加えるステップを含む、方法。 - 前記一方のピストン部品を前記第1の方向に回転させるステップの間中、前記圧力を前記最大圧力レベルよりも低いレベルで加えるステップと、
前記一方のピストン部品を前記第2の方向に回転させるステップ中にのみ、前記最大圧力レベルを取得して加えるステップとを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記接合面を互いに引き寄せるステップ中、前記一方のピストン部品を回転させるステップ中、および前記圧力を加えるステップ中に、前記溶接部における前記上側ピストン部品および前記下側ピストン部品の外面に沿って圧痕が形成されない、請求項1に記載の方法。
- 前記加熱された接合面を互いに接触させるステップ中、前記ピストン部品を回転させるステップ中、および前記圧力を加えるステップ中に、前記ピストン部品の前記接合面から除去される材料が無い、請求項1に記載の方法。
- 前記圧力を加えるステップは、前記接合面のうちの一方を、当初互いに接触していたときの前記接合面の位置に対して、0.1ミリメートル〜0.6ミリメートルの長手方向距離だけ据え込み加工するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記圧力を加えるステップは、前記回転させるステップ中に、前記圧力を前記最大圧力レベルまで徐々に増加させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記圧力を加えるステップは、前記回転させるステップが5/8完了した後、かつ、前記回転させるステップが7/8完了する前にのみ、前記最大圧力レベルを取得して加えるステップを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記上側接合面における前記上側ピストン部品の外径と、前記下側接合面における前記下側ピストン部品の外径と、前記上側接合面が呈する面積と、前記下側接合面が呈する面積と、前記最大圧力レベルが加えられた後の、前記接合面のうちの少なくとも一方の所望の据え込み加工と、のうちの少なくとも1つに基づき、前記上側ピストン部品および前記下側ピストン部品のうちの前記少なくとも一方に加えられる前記最大圧力レベルを決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記最大圧力レベルは23N/mm2である、請求項1に記載の方法。
- 前記回転させるステップは、
前記一方のピストン部品を、ある度数まで前記第1の方向に回転させるステップと、
前記一方のピストン部品を、ある度数まで前記第2の方向に回転させるステップとを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記回転させるステップは、
前記一方のピストン部品を、ある度数だけ前記第1の方向に回転させるステップと、
前記一方のピストン部品を、ある度数だけ前記第2の方向に回転させるステップとを含む、請求項10に記載の方法。 - 前記回転させるステップは、前記一方のピストン部品を、前記第1の方向および前記第2の方向に同じ回転度数だけまで回転させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ピストン部品のうちの少なくとも一方の体積は、前記誘導加熱によって当初の体積から最終的な体積に増加し、
前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せるステップは、前記少なくとも一方のピストン部品の前記体積が前記最終的な体積に到達する前に、前記加熱された接合面を部品伸張補償位置まで引き寄せるステップを含み、前記部品伸張補償位置は、前記体積の増加を補償する間隔を前記接合面間に与える、請求項1に記載の方法。 - (a)前記上側接合面を含む前記上側ピストン部品と実質的に同じ材料で形成され、実質的に同じ形状を有するテスト上側ピストン部品を提供するステップと、
(b)前記下側接合面を含む前記下側ピストン部品と実質的に同じ材料で形成され、実質的に同じ形状を有するテスト下側ピストン部品を提供するステップと、
(c)前記テスト上側ピストン部品のテスト上側接合面、および、前記テスト下側ピストン部品のテスト下側接合面を、誘導によって加熱するステップであって、前記テスト上側ピストン部品および前記テスト下側ピストン部品のうちの少なくとも一方の体積が、前記誘導加熱によって当初の体積から最終的な体積に増加するステップと、
(d)前記少なくとも一方のテストピストン部品が前記最終的な体積に到達する前に、前記加熱されたテスト接合面を、互いに向かって推定の部品伸張補償位置まで一定速度で引き寄せるステップであって、前記加熱された接合面を互いに接触させるステップを含むステップと、
(e)実際の圧力レベルにおけるスパイクに関して、前記テスト部品への前記実際の圧力レベルを監視するステップと、
(f)特定された圧力スパイクの大きさ、および前記圧力スパイクが生じたときの前記テスト部品の位置に基づき、前記推定の部品伸張補償位置を調節するステップと、
(g)予め定められた値よりも小さい圧力スパイクがステップ(e)中に特定されるまでステップ(a)〜(f)を繰返すステップと、
により前記部品伸張補償位置を取得するステップを含む、請求項13に記載の方法。 - 前記実際の圧力レベルが急上昇したときに、前記テストピストン部品の前記接合面のうちの少なくとも一方を据え込み加工するステップを含み、
前記部品伸張補償位置を調節するステップは、前記テスト部品が前記推定の部品伸張補償位置にあるときの前記接合面間の間隔を、前記実際の圧力が急上昇したときに形成された前記据え込み加工の長さに比例する距離だけ広げるステップを含む、請求項14に記載の方法。 - 前記加熱された接合面を前記部品伸張補償位置まで引き寄せるステップは、前記上側ピストン部品および前記下側ピストン部品のうちの少なくとも一方を他方の部品に向かって軸方向に移動させるステップを含み、
前記ピストン部品が前記部品伸張補償位置に配置されたときに、前記上側接合面の一部のみが前記下側接合面に接触する、請求項13に記載の方法。 - 前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せる間、前記接合面を、中心軸に関して固定位置に維持するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記加熱するステップは、前記ピストン部品を822℃〜1,204℃の温度まで10秒以下の時間加熱し、前記溶接部に沿った熱影響部を提供するステップを含み、前記熱影響部は8マイクロメートル〜12マイクロメートルの長さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記回転させるステップの後、5秒間〜15秒間圧力を加えながら、前記上側ピストン部品および前記下側ピストン部品を中心軸に関して固定位置に維持するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記圧力を加えるステップおよび前記ピストン部品を回転させるステップは、互いに接触する前記接合面の全領域を溶接するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記圧力を加えた後の前記下側ピストン部品に対する前記上側ピストン部品の径方向位置は、前記ピストン部品を加熱する前の前記下側ピストン部品に対する前記上側ピストン部品の径方向位置と+/−2度以下だけ異なる、請求項1に記載の方法。
- ピストンを製造する方法であって、
上側ピストン部品の上側接合面、および下側ピストン部品の下側接合面を、誘導によって加熱するステップを含み、前記ピストン部品のうちの少なくとも一方の体積は、前記誘導加熱によって当初の体積から最終的な体積に増加し、前記方法はさらに、
前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せ、前記加熱された接合面を互いに接触させるステップと、
前記加熱された接合面が互いに接触した状態で、前記ピストン部品のうちの一方を第1の方向に360度以下だけ回転させるステップと、
前記加熱された接合面が互いに接触した状態で、前記一方のピストン部品を前記第1の方向と反対の第2の方向に360度以下だけ回転させるステップと、
前記回転させるステップ中に、前記ピストン部品のうちの少なくとも一方に圧力を加え、前記上側ピストン部品と前記下側ピストン部品との間に溶接部を形成するステップとを含み、
前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せるステップは、前記少なくとも一方のピストン部品の前記体積が前記最終的な体積に到達する前に、前記加熱された接合面を部品伸張補償位置まで引き寄せるステップを含み、前記部品伸張補償位置は、前記体積の増加を補償する間隔を前記接合面間に与える、方法。 - 前記圧力を加えるステップは、前記圧力を最大圧力レベルに増加させ、前記一方のピストン部品を前記第2の方向に回転させながら前記最大圧力レベルを加えるステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記回転させるステップの前に前記接合面が互いに接触するときに、前記最大圧力の40%〜60%の中間圧力レベルを加えるステップを含む、請求項23に記載の方法。
- ピストンを製造する方法であって、
上側ピストン部品の上側接合面、および下側ピストン部品の下側接合面を、誘導によって加熱するステップと、
前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せ、前記加熱された接合面を互いに接触させるステップと、
前記加熱された接合面が互いに接触した状態で、前記ピストン部品のうちの少なくとも一方を第1の方向に回転させるステップと、
前記回転させるステップ中に、前記ピストン部品のうちの少なくとも一方に圧力を加え、前記上側ピストン部品と前記下側ピストン部品との間に溶接部を形成するステップとを含み、
前記圧力を加えるステップは、前記圧力を最大圧力レベルに増加させ、前記一方のピストン部品を前記第1の方向と反対側の第2の方向に回転させながら前記最大圧力レベルを加えるステップを含む、方法。 - ピストンを製造する方法であって、
上側ピストン部品の上側接合面、および下側ピストン部品の下側接合面を、誘導によって加熱するステップと、
前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せ、前記加熱された接合面を互いに接触させるステップと、
前記加熱された接合面が互いに接触した状態で、前記ピストン部品のうちの少なくとも一方を回転させるステップと、
前記回転させるステップ中に、前記ピストン部品のうちの少なくとも一方に圧力を加え、前記上側ピストン部品と前記下側ピストン部品との間に溶接部を形成するステップとを含み、
前記ピストン部品のうちの少なくとも一方の体積は、前記誘導加熱によって当初の体積から最終的な体積に増加し、
前記加熱された接合面を互いに向かって引き寄せるステップは、前記少なくとも一方のピストン部品の前記体積が前記最終的な体積に到達する前に、前記加熱された接合面を部品伸張補償位置まで引き寄せるステップを含み、
前記部品伸張補償位置は、前記体積の増加を補償する間隔を前記接合面間に与える、方法。 - ピストンの製造方法であって、
前記ピストンは、
上側接合面を含む上側ピストン部品と、
前記上側接合面に溶接された下側接合面を含む下側ピストン部品とを備え、
前記溶接部に沿って位置する、前記上側ピストン部品の部分および前記下側ピストン部品の部分は、合わせて外面を呈し、
前記ピストンの製造方法は、
前記溶接部を第1の方向と前記第1の方向と反対の第2の方向とに回転して前記圧痕の無い状態を達成することを含む
、ピストンの製造方法。 - ピストンであって、
上側接合面を含む上側ピストン部品と、
前記上側接合面に溶接された下側接合面を含む下側ピストン部品とを備え、
前記溶接部に沿って位置する、前記上側ピストン部品の部分および前記下側ピストン部品の部分は、合わせて外面を呈し、
前記溶接部に沿って位置する、および、前記溶接部に隣接する前記上側ピストン部品の前記部分および前記下側ピストン部品の前記部分は、8マイクロメートル〜12マイクロメートルの長さを有する熱影響部を含む、ピストン。 - 前記熱影響部は、焼戻マルテンサイトの微細構造を含み、
前記熱影響部を取り囲む前記上側ピストン部品および前記下側ピストン部品は、前記焼戻マルテンサイトとは異なる微細構造を有し、かつ、前記熱影響部の硬度よりも低い硬度を有する、請求項28に記載のピストン。 - 前記外面は前記熱影響部に沿って平坦である、請求項28に記載のピストン。
- 前記平坦な外面は、前記溶接部に沿って前記中心軸の周りに連続的に延在し、かつ、長手方向に前記熱影響部に沿って延在する、請求項30に記載のピストン。
- ピストンであって、
上側接合面を含む上側ピストン部品と、
前記上側接合面に溶接された下側接合面を含む下側ピストン部品とを備え、
前記溶接部に沿って位置する、前記上側ピストン部品の部分および前記下側ピストン部品の部分は、合わせて外面を呈し、
前記溶接部に沿って位置する前記外面は、径方向外向きに、かつ、前記中心軸の周りに連続的に延在する突出部を呈し、
前記突出部における前記ピストンの外径は、前記突出部に隣接する前記ピストンの外径よりも2ミリメートル〜5ミリメートルだけ大きい、ピストン。 - ピストンであって、
上側接合面を含む上側ピストン部品と、
前記上側接合面に溶接された下側接合面を含む下側ピストン部品とを備え、
前記溶接部に沿って位置する、前記上側ピストン部品の部分および前記下側ピストン部品の部分は、合わせて外面を呈し、
前記溶接部に沿って位置する前記外面は径方向外向きに延在する凸面であり、前記凸面は、少なくとも1.63ミリメートルの球面半径を呈する、ピストン。 - ピストンであって、
上側接合面を含む上側ピストン部品と、
前記上側接合面に溶接された下側接合面を含む下側ピストン部品とを備え、
前記溶接部に沿って位置する、前記上側ピストン部品の部分および前記下側ピストン部品の部分は、合わせて外面を呈し、
前記上側ピストン部品は、互いに接触する前記接合面の全領域に沿って連続的に前記下側ピストン部品に溶接されている、ピストン。 - ピストンであって、
上側接合面を含む上側ピストン部品と、
前記上側接合面に溶接された下側接合面を含む下側ピストン部品とを備え、
前記溶接部に沿って位置する、前記上側ピストン部品の部分および前記下側ピストン部品の部分は、合わせて外面を呈し、
前記外面は前記溶接部における外径を呈し、
前記上側ピストン部品は上外側リブを含み、前記上外側リブは、中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記上側接合面まで延在し、
前記上側ピストン部品は上内側リブを含み、前記上内側リブは、前記上外側リブから径方向内側に間隔を空けて設けられ、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記上側接合面まで延在し、
前記下側ピストン部品は下外側リブを含み、前記下外側リブは、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記下側接合面まで延在し、前記下外側リブの前記下側接合面は、前記上外側リブの前記上側接合面に径方向に位置合わせされ、
前記下側ピストン部品は下内側リブを含み、前記下内側リブは、前記下外側リブから径方向内側に間隔を空けて設けられ、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記下側接合面まで延在し、前記下内側リブの前記下側接合面は、前記上内側リブの前記上側接合面に径方向に位置合わせされ、
前記上外側リブの端部と、前記上内側リブの、前記上側接合面とは反対の端部との間に上側壁が延在し、
前記下外側リブの端部と、前記下内側リブの、前記下側接合面とは反対の端部との間にベース壁が延在し、
前記内側リブ、前記外側リブ、前記上側壁、および前記ベース壁は、それらの間に冷却室を形成し、
前記冷却室は、前記溶接部において前記内側リブから前記外側リブまで延在する冷却室幅を有し、
前記冷却室幅は、前記溶接部における前記外径の5%〜10%である、ピストン。 - ピストンであって、
上側接合面を含む上側ピストン部品と、
前記上側接合面に溶接された下側接合面を含む下側ピストン部品とを備え、
前記溶接部に沿って位置する、前記上側ピストン部品の部分および前記下側ピストン部品の部分は、合わせて外面を呈し、
前記上側ピストン部品は金属材料で形成され、かつ、中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って、上側壁から第1の上側接合面および第2の上側接合面まで延在し、
前記上側ピストン部品の前記金属材料はスチール材料であり、
前記上側ピストン部品の前記上側壁は、前記中心軸の周りに環状に延在するボウルリムと、前記ボウルリムから前記中心軸に向かって内向きかつ下向きに延在する燃焼ボウルとを呈し、
前記上側壁は、前記燃焼ボウルに取り囲まれた前記中心軸において頂点を呈し、
前記上側ピストン部品は上外側リブを含み、前記上外側リブは、前記上側壁の前記ボウルリムから垂下し、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記第1の上側接合面まで延在し、
前記上外側リブは前記外面の第1の部分を呈し、前記外面は、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、前記中心軸から離れる方向を向き、
前記上外側リブの前記環状外面は、少なくとも1つのピストンリングを保持するための少なくとも1つのリング溝を含み、
前記上側ピストン部品は、前記上外側リブから径方向内側に間隔を空けて設けられた上内側リブを含み、
前記上内側リブは、前記上側壁から前記燃焼ボウルの下に垂下し、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記第2の上側接合面まで延在し、
前記第1および第2の上側接合面は、平坦であり、かつ、前記中心軸に垂直に延在し、
前記下側ピストン部品は金属材料で形成され、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って、前記中心軸を取り囲むベース壁から、前記第1の上側接合面に溶接された第1の下側接合面まで、および、前記ベース壁から、前記第2の上側接合面に溶接された第2の下側接合面まで延在し、
前記下側ピストン部品の前記金属材料は、前記上側ピストン部品の前記スチール材料の硬度よりも低い硬度を有するスチール材料であり、
前記下側ピストン部品は下外側リブを含み、前記下外側リブは、前記ベース壁から前記上側ピストン部品に向かって上向きに延在し、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記第1の下側接合面まで延在し、
前記下外側リブは、前記中心軸の周りに環状に延在するとともに前記中心軸から離れる方向を向く前記外面の第2の部分を呈し、
前記下外側リブの前記環状外面は、少なくとも1つのピストンリングを保持するための少なくとも1つのリング溝を含み、
前記下側ピストン部品は、前記下外側リブから径方向内側に間隔を空けて設けられた下内側リブを含み、
前記下内側リブは、前記ベース壁から前記上側ピストン部品に向かって上向きに延在し、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、かつ、長手方向に前記中心軸に沿って前記第2の下側接合面まで延在し、
前記第1および第2の下側接合面は平坦であり、かつ、前記中心軸に垂直であり、
前記第1の下側接合面は、前記第1の上側接合面に径方向に位置合わせされ、前記第2の下側接合面は、前記第2の上側接合面に径方向に位置合わせされ、
前記接合面の各々は、前記中心軸に対して対称であり、かつ、前記中心軸を中心として同心であり、
前記ピストン部品のうちの少なくとも一方の前記接合面は、0.1ミリメートル〜0.6ミリメートルの長手方向距離だけ据え込み加工されており、
前記溶接された内側リブ、前記溶接された外側リブ、前記上側壁、および前記ベース壁は、それらの間に冷却室を形成し、
前記外側リブの前記接合面は、前記外面から前記冷却室まで連続的に溶接され、
前記冷却室は閉鎖されており、かつ、前記中心軸の周りに環状に延在し、
前記閉鎖された冷却室は、前記溶接されたピストン部品から除去される金属材料が無い容積を呈し、
前記冷却室は、前記溶接部において前記内側リブから前記外側リブまで延在する冷却室幅を有し、
前記冷却室幅は、前記溶接部における前記ピストン部品の外径の5%〜10%であり、
前記内側リブは前記中心軸を取り囲んで燃焼ボウルを形成し、
前記内側リブの前記接合面は、前記冷却室から前記燃焼ボウルまで連続的に溶接され、
前記溶接部に沿って前記中心軸の周りに環状に延在する、前記上側リブの各々の部分および前記下側リブの各々の部分は、熱影響部を含み、
前記熱影響部の前記金属材料は、焼戻マルテンサイトの微細構造を含み、
前記熱影響部を取り囲む前記上側ピストン部品および前記下側ピストン部品の前記金属材料は、前記熱影響部の前記焼戻マルテンサイトとは異なる微細構造を有し、かつ、前記熱影響部の硬度よりも低い硬度を有し、
前記溶接部に沿った、かつ、前記熱影響部を含む前記部分の前記外面には、目に見える溶接パーティングラインが無く、
前記溶接部に沿った、かつ、前記熱影響部を含む前記部分の前記外面には、フラッシュが無く、
前記溶接部に沿った前記外面は、平坦面を呈するか、または、少なくとも1.63ミリメートルの球面半径を有する凸面を呈し、
前記下側ピストン部品は、前記ベース壁から下向きに、前記上側ピストン部品から離れる方向に延在するピンボスの対を含み、
前記ピンボスの各々はピンボアを呈し、
前記ピンボアは、前記中心軸に垂直な第2の軸に沿って互いに整列させられ、
前記下側ピストン部品はスカート部の対を含み、前記スカート部の対の各々は、前記ベース壁から垂下し、かつ、前記ピンボスのうちの一方によって互いに間隔を空けて設けられ、
前記ピストンは、前記上側壁の上端部から前記ピンボスまたは前記スカート部の下端部まで、前記中心軸に沿って前記中心軸と平行に延在する全ピストン長さを有し、
前記熱影響部は、前記中心軸に沿って前記中心軸と平行に延在するHAZ長さを有し、
前記HAZ長さは8マイクロメートル〜12マイクロメートルであり、
前記ピストンは前記溶接部における全断面積を呈し、前記全断面積は、前記接合面の面積と、前記燃焼ボウルの面積と、前記冷却室の面積とを含み、
前記溶接部における前記ピストンの前記接合面は、合わせて前記全断面積の35%〜60%の合計溶接断面積を呈する、ピストン。
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