[发明专利]具有感应焊接和激光加强焊接的点火尖端的点火装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明大致涉及一火花塞及其他点火装置，更具体地涉及具有贵金属的点火尖端的电极及其制造方法。

背景技术

在火花塞领域，需要不断地提高耐腐蚀性能和降低火花塞的中心和接地电极之间的击穿电压。由此提出了各种使用贵金属电极或，更为普遍的在标准金属电极上涂敷贵金属点火尖端的各种设计。通常，点火尖端由垫或铆钉形成，然后焊接到电极端上。

在用贵金属，也被称为稀有金属构造点火尖端时，也需要不断地提高贵金属点火尖端材料连接于电极材料的可靠性，该电极材料通常由镍合金制成。例如，在指定转让给本申请人的美国专利6,132,277中，贵重金属放置于电极的平面上，电阻焊接，然后再电阻焊接。而且，贵重金属点火尖端的所要求的形状优选为在电阻焊接之后形成，然后可再电阻焊接以进一步将点火尖端固定到电极，该电极可能在成形过程中已经松弛或可能在开始的电阻焊接中没有牢固连接。

在美国专利5,811,915中，公开了另一种将贵金属芯片固定于电极的火花塞的构造。该专利教导通过第一次电阻焊接将由铱或其合金形成的贵金属芯片连接于电极。在电阻焊接操作中，贵金属芯片保持未融化状态，并被挤向电极使其陷入已融化的电极材料，从而形成芯片外周长的突出部分。随后，在倾斜为45度的电极的突出部分上应用激光束定位，如图所示大致是彼此相对的两点，以融化被抵紧的电极的突出部分和突出部分邻近的贵金属芯片的侧面。据此，激光焊缝在其下表面上延伸入贵金属芯片的侧表面，该下表面预先陷入融化的电极材料。然后，通过绕其轴旋转电极，进行完全沿着贵金属芯片外缘的另一边缘激光焊接。

在美国专利6,705,009中，公开了另一种将贵金属芯片固定于电极的火花塞的构造。该专利教导通过第一次电阻或摩擦焊接将一连续贵金属线的扁平端连接于中心电极的锥形点火尖端的扁平端。在第一次焊接中，线的末端与中心电极的末端形成对头焊缝。然后线被截断，并在截断线和中心电极之间通过激光围绕第一焊道的外缘完成第二次焊接。

在美国专利6,819,031中，公开了另一种将贵金属芯片固定于电极的火花塞的构造。该专利教导通过临时电阻焊接或夹具将贵金属芯片连接于中心电极，然后围绕贵金属芯片与中心电极的接口的整个外周进行激光焊接以形成第一焊接层。然后，沿着中心电极的纵轴移动激光以完成围绕接口的整个外周的第二次焊接，此后可能有另外的焊接层，每个另外的焊接层沿着电极的纵轴横向移动。

在美国专利6,827,620中，公开了另一种将贵金属固定于电极的火花塞的构造。该专利教导通过临时电阻焊接将贵金属芯片连接于中心电极，其后完成最终激光焊接。贵金属芯片是柱形的铱元素或铱合金材料。在临时电阻焊接中，芯片被足够的外力压紧以将未融化的柱形芯片部分嵌入电极，优选为少于0.1mm。

在已知的具有贵金属点火尖端的电极构造中，包括上述所讨论的，每个都伴随着潜在的缺陷。这些可能的缺陷包括，生产成本的提高，可使用的点火尖端材料的类型的受限制，以及上述缺点的组合。因此，在此所讨论和/或所引用的其他问题中，本发明的主题是寻找弥补在已知构造中存在的这些或其他潜在问题。

发明内容

根据本发明构造的用于内燃机的点火装置包括具有开口的壳体和固定于壳体内的绝缘体。通过壳体内的开口露出绝缘体的一端。中心电极被安装于绝缘体内并在具有一延伸至绝缘体外的末端的外表面。接地电极从壳体延伸，其接地电极的一部分位于中心电极末端的对面以定义之间的火花隙。中心电极具有最初通过电阻焊接结合于其末端的贵金属点火尖端。一相互交叠的激光焊池的连续焊珠围绕点火尖端的外缘延伸至与中心电极的点火尖端进一步结合。焊池形成从点火尖端延伸至中心电极外表面的圆形肩部的至少一部分。

本发明的另一方面包括用于点火装置的电极装置。该电极装置具有一带有外表面的电极主体和一带有下表面和外缘的点火尖端。电阻焊缝将点火尖端下表面结合于电极主体，以便下表面嵌入外表面一第一距离。围绕点火尖端的外缘形成一相互交叠的激光焊池的连续焊珠，其激光焊池在电极主体外表面下延伸一第二距离，该距离比第一距离大。