配合或過盈配合選擇地或此外，可使用小的點(diǎn)焊在例如通過激光焊接處理，永久性連接體102和環(huán)104之前進(jìn)一步確定體102和環(huán)104成一體。
[0044]激光焊接處理如上所述，可在被焊接成一體的部件有利的允許較小的熱影響區(qū)，例如僅有數(shù)毫米。但是，相對(duì)較小的熱影響區(qū)也可導(dǎo)致鄰近熱影響區(qū)或焊接的材料內(nèi)極致的溫度變化。因此，破裂可在焊接材料上擴(kuò)散因?yàn)椴牧蠘O小距離上大的溫度變化。因此可取的是通過預(yù)熱焊接部件以減少這種擴(kuò)散，例如在熔爐中或通過感應(yīng)。在以示范性例證中，體102和環(huán)104均加熱至約在200到600攝氏度之間。
[0045]任何種類的激光焊接系統(tǒng)可用作示范性激光焊接處理的一部分。例如，可使用固態(tài)，磁盤，二氧化碳，或光纖激光。二氧化碳激光系統(tǒng)眾所周知并且因此在大型制造環(huán)境中比例如最近發(fā)展起來的光纖激光系統(tǒng)更加常見。但是，二氧化碳激光處理通常也要求不可，例如關(guān)于制造設(shè)備輕易移動(dòng)的大型機(jī)器，然而固態(tài)激光只要是能延伸光纖或光傳播媒質(zhì)的地方都可使用。
[0046]通常來說，較厚的焊接接頭可要求更大功率的激光以合適地熔化連接的材料。在一示范性例證中，需連接的厚度6毫米(mm)的材料適當(dāng)?shù)囊?千瓦(kW)的激光以2.0米每分鐘的進(jìn)給速度焊接，使用寬度或厚度為300-400微米(μ I η)的束。
[0047]如上所述，激光焊接處理因?yàn)橄鄬?duì)較小的熱影響區(qū)可為部分有利的，在一些情況下僅為超出焊接接頭數(shù)毫米，但是也可使鄰近焊接的材料在對(duì)應(yīng)地短距離上遭受極致的溫度變化。為防止可另外部分因?yàn)檫@種溫度變化發(fā)生的破裂或低質(zhì)量焊接，激光處理自身可控制以減少可在冷卻通道108內(nèi)導(dǎo)致的濺落。在一例子中，激光功率可逐漸傾斜下降，允許材料的溫度從最高溫度可控的降低，該最大溫度與焊接處理期間發(fā)射的材料熔化相關(guān)。在以示范性例證中，激光功率逐漸下降可以使焊接材料的溫度逐漸降低，而不是對(duì)材料立即停止焊接活動(dòng)并且開始更加劇烈的冷卻溫度。
[0048]在激光焊接冷卻的一示范性例證中，焊接激光持續(xù)沿著焊接路徑移動(dòng)，例如沿著界面區(qū)域I和/或O關(guān)于活塞100的周邊移動(dòng)，同時(shí)激光的功率逐漸減少直到激光完全關(guān)掉。在另一示范性例證中，激光在相對(duì)于活塞100約成5和40度角之間動(dòng)作，自此時(shí)起激光功率開始減少，并且至激光功率完全切斷。然而在另一例子中，激光功率可在緩慢降低期間相對(duì)于時(shí)間和/或活塞100有角度的位置線性降低。此外，可取的是在活塞100壓力較小的地區(qū)開始激光功率的緩降，例如沿著界面區(qū)域I和/或O的位置，該位置的內(nèi)部壓力比沿著界面區(qū)域I和/或O的其他地區(qū)小。材料溫度可控的降低可進(jìn)一步通過預(yù)加熱體102和/或冷卻通道環(huán)104加強(qiáng)，因?yàn)轭A(yù)加熱可在焊接處理期間降低活塞100的整體溫度差異。
[0049]激光焊接處理可固有的導(dǎo)致至少一定程度的焊接濺落出界面區(qū)域I，0，并且尤其在冷卻通道108內(nèi)發(fā)射。因此，減少濺落可取的是通過在冷卻通道108內(nèi)放置松散的顆粒狀介質(zhì)或材料來接住任何濺落，該濺落可大體上去除。在焊接體102和環(huán)104成一體之后，任何焊接濺落可通道去除松散的顆粒狀材料從冷卻通道108去除。在一示范性例證中，可使用高壓沖刷操作，即流體以在高壓下循環(huán)通過冷卻通道108。
[0050]環(huán)104和體102之間激光焊接的各種例子在圖3A和3B中示出，并且圖3C示出在其中包括界面區(qū)域I和O的體102的頂視圖。比如，圖3A示出通過激光La形成的焊接W1,焊接濺落160從中發(fā)射。同樣地，圖3B示出通過激光Lb形成的焊接W2，焊接濺落160也從中發(fā)射。
[0051]如圖3A所示，體102和環(huán)104在徑向外界面區(qū)域O連接成一體。焊接W1在體102和環(huán)104之間示出，分別圍繞體102和環(huán)104的接合表面144，146 (以虛線示出)，使得接合表面144，146—般確定成一體。同樣如圖3B所示，體102和環(huán)104在徑向內(nèi)界面區(qū)域I連接成一體。焊接W2在體102和環(huán)104之間示出，分別圍繞體102和環(huán)104的接合表面140，142 (以虛線示出)，使得接合表面140，142 一般確定成一體。圖3C示出活塞體和冷卻通道環(huán)之間的徑向內(nèi)界面區(qū)域和徑向外界面區(qū)域的示范性激光焊接的透視圖。
[0052]在這里揭露的示范性活塞100可用在小和大孔直徑應(yīng)用中，一般無限制?？蓽p少由銷座105限定的壓縮高度，即活塞直徑到上表面110和孔心之間的距離的比例。
[0053]現(xiàn)在談及圖4A，示出活塞組件400的側(cè)視圖，活塞組件400包括活塞體102和冷卻通道環(huán)104?；钊M件400，也是焊接前組件，通過放置兩個(gè)部件102，104在一起以焊接并且之后放置組件400在包括有壓板406的固定裝置404的焊接系統(tǒng)402，活塞組件400包含或壓在該壓板406上。壓板406設(shè)計(jì)用于控制或確定活塞組件400并且使活塞組件400關(guān)于軸線114旋轉(zhuǎn)408。壓板406的旋轉(zhuǎn)可通過控制器(未示出)按上述方法以允許焊接的方法控制。系統(tǒng)402包括第一焊接裝置(例如激光410)和第二焊接裝置(例如激光412)，該第一焊接裝置和第二焊接裝置由第一支撐結(jié)構(gòu)414和第二支撐結(jié)構(gòu)416控制或不然支撐。每個(gè)激光410，412指導(dǎo)朝向活塞組件400并且每個(gè)激光410，412分別發(fā)射激光1^和LB。如所述，激光410，412指導(dǎo)朝向組件400并且在位置O和I分別形成焊接1和W 2，如圖3A-3C所示。同樣如所述，隨著焊接Wi和W2的形成，每個(gè)WjP W 2傾向于發(fā)射濺落160進(jìn)入冷卻通道108。如此，在冷卻通道108內(nèi)放置有松散或顆粒狀的材料或介質(zhì)418，該材料或介質(zhì)418可吸附在焊接處理期間從WjP W2發(fā)射出的濺落160。
[0054]松散介質(zhì)418包括足夠小的顆粒狀或顆粒材料，以致在放置入冷卻通道108內(nèi)時(shí)，介質(zhì)418能在冷卻通道108內(nèi)移動(dòng)和運(yùn)動(dòng)，并且保留在其中重力方向上的低點(diǎn)。在一例子中，介質(zhì)418直徑小于2mm并且可包括在經(jīng)歷焊接處理的溫度時(shí)對(duì)熔化或燃燒有抗性的材料。介質(zhì)418可包括但不限于例如砂礫，陶瓷，瓷，和比如說氧化鋁材料。在所述方法中，焊接處理期間和組件400被引起旋轉(zhuǎn)以在位置O和I分別形成焊接…和^時(shí)，介質(zhì)418在其中移動(dòng)以致介質(zhì)418始終在吸附焊接濺落160的位置。也就是說，激光412和410被引起朝向冷卻通道108重力方向上的低點(diǎn)分別發(fā)送激光LjP L B以致在其中的介質(zhì)418在吸附焊接濺落的位置，忽略組件400的旋轉(zhuǎn)408。
[0055]如圖4A所示，活塞組件400保持在焊接系統(tǒng)402內(nèi)以致軸線114約與重力方向420垂直。當(dāng)組件400被引起旋轉(zhuǎn)408，介質(zhì)418在冷卻通道108內(nèi)移動(dòng)但是一般保留在重力方向上的低點(diǎn)并且有高度422。同樣如圖4B(組件400的俯視圖)所示，激光指導(dǎo)朝向位置O和I以形成激光WJPW2，并且因?yàn)槲恢肙和I保持在重力方向上的低點(diǎn)濺落被阻止沉積在冷卻通道108內(nèi)的墻上，介質(zhì)持續(xù)在組件400旋轉(zhuǎn)408期間移動(dòng)。
[0056]如此談及圖5，焊接處理500自步驟502開始并且包括在步驟504提供活塞體。例如，活塞體可為活塞體102，該活塞體102包括洞形成冷卻通道108的一部分。在步驟506，介質(zhì)418放置在冷卻通道108的洞內(nèi)，并且體102在步驟510組裝至冷卻通道蓋104以形成焊接前組件400。在一例子中，組件400在步驟510放置在固定裝置402內(nèi)并且安置以致軸線114大約或一般與重力方向420垂直。在所述方法中，松散介質(zhì)418導(dǎo)致在冷卻通道108內(nèi)下降或移動(dòng)至重力方向上的低點(diǎn)。在另一例子中，組件400相對(duì)于重力方向200關(guān)于軸線114非垂直的安置，但是在所述方法中，介質(zhì)418保留在冷卻通道108內(nèi)重力方向上的低點(diǎn)。組件400在步驟512導(dǎo)致關(guān)于活塞軸線114旋轉(zhuǎn)408，這樣時(shí)，介質(zhì)418導(dǎo)致保留在重力方向上的低點(diǎn)。也就是說，組件400的旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)速度主要基于激光焊接的焊接要求決定)也足夠慢以便不會(huì)離心的導(dǎo)致介質(zhì)418保留在冷卻通道108內(nèi)固定的位置，而是停留在重力方向上靠近低點(diǎn)。