[发明专利]以旋转对称的方式焊接的部件

说明书

技术领域

本发明涉及旋转对称地焊接的部件，所述部件主要受到连续变换的弯曲符合，本发明特别是涉及球头销，所述球头销包括球头和轴，所述球头和轴通过焊缝连接起来。这种球头销可以用于多种应用，例如气压弹簧缓冲器或者转向系统，并且这种球头销需要较高的稳定性，因为这些系统在工作过程中由于连续变化的弯曲而受到压力。在这种情况下，球头和轴之间的过渡区域特别容易受到非常高的符合。因此球头销必须进行尺寸设计以承受这些负荷。

背景技术

在现有技术中，迄今为止只知道将这种旋转对称的部件制成一体，或者是简单地通过焊接部件而制成。而将这种旋转对称的部件制成一体的制造成本非常昂贵。从例如DE 856256知道将球头和销焊接形成作为旋转对称部件的球头销。在这种情况下，在球头和轴之间特别容易发生破裂。

从现有技术还知道，将所有部件作为一个整体进行硬化处理和/或边缘层硬化处理，如在DE 102004053935A1中所介绍的。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的是继续改进这种旋转对称焊接的部件，使得其具有特别高的强度，特别是足够高的弯曲疲劳强度，从而具有较高的使用寿命，本发明还提供一种制造这种部件的方法。

现有技术中一直存在一种偏见，那就是对焊缝和焊缝周围的区域进行边缘层硬化处理通常是对产品不利的，因为这会使得焊缝的边缘层脆化，而使得焊缝在拉伸应力作用下而易碎，而本发明为了实现上述目的首次提出了仅仅对旋转对称焊接的部件的焊缝和优选该焊缝周围的区域进行边缘层硬化处理。

在球头销的很多应用中，根本就不存在拉伸负荷，而部件的使用寿命却被它的弯曲疲劳强度所限制。

本专利申请人的实验已经表明，根据本发明的工艺，球头销的弯曲疲劳强度能增加十年，虽然在专家的眼里看来，焊缝的边缘层硬化考虑到其所导致的脆化效果是特别不利的。

根据本发明，提供了一种通用的旋转对称焊接部件，其中在边缘区域的主负荷区域通过强化焊缝和其周围区域而被强化，所述强化是通过在边缘区域通过边缘层硬化而进行的，从而提供了通过内在的压力而实现的边缘层强化。

在这种情况下，特别优选的是在边缘层硬化之后直接进行硬化区域的淬火，而实现边缘层强化。

本发明特别适合于生产球头销，所述球头销包括球头和轴，二者通过旋转对称的焊缝而连接起来。这种球头销通常不会受到任何拉伸负荷，并且其使用寿命却仅仅由于弯曲疲劳强度而受到限制，当存在拉伸负荷时，这种边缘层硬化是不利的。此外，根据本发明的制造方法，边缘层硬化限制在焊缝及其紧邻的周围区域，使得可能保留球的光泽程度。

根据本发明的旋转对称部件能通过例如感应硬化、激光硬化或等离子体硬化等进行制造。

根据本发明还提供了一种用于制造这种旋转对称焊接的部件的方法，其中在将各个部件焊接在一起之后，进行焊缝及其周围区域的边缘层硬化，随后直接进行硬化区域的淬火。

附图说明

下面将参照附图中以球头销形式示出的示例性实施例来解释本发明。在附图中：

图1示出了从侧面看的根据本发明的球头销，其中局部以剖视图示出。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的球头销10，其包括轴或销12和球头14。所述球头销10从侧面示出，并且本发明特别关注的轴12和球头14之间的过渡区域以剖视图示出。

根据本发明的示出的球头销10通过将球头14和轴12焊接在一起而制成。在截面图中在边缘处能看到相应的焊缝16。其绕所述轴12的旋转轴线20旋转对称地延伸。

球头和轴的焊接产生了焊缝16周围的热扩散区域18，其特征如截面图中不连续的影线所示，并且当三维观察时，其大致形成为以所述轴12的旋转轴线20旋转对称的透镜形状。如附图中可见，其具有截面上成对称的椭圆形形状。

根据本发明，在截面图中没有线条的区域22进行了特别的硬化处理，使得根据本发明的球头销在此处具有优化的硬化区域。

根据本发明，通过工艺步骤的特别顺序，在焊接工艺之后，焊接区域22的主负荷区域在边缘部分进行硬化处理，使得所述焊缝16和其周围的区域的边缘层被强化。由此根据本发明可以实现预期地增加所述球头销的使用寿命，即使其受到非常强烈的振动应力。

根据本发明用于在焊接区域22的主负荷区域产生这种强化的特别优选的工艺在于以下：

将球头14焊接到销12上。由此产生旋转对称的焊缝16。进行焊接区域22的边缘层硬化处理，随后紧接着进行硬化区域22的淬火。所述硬化可以通过例如感应硬化、激光硬化或等离子体硬化等进行制造。

以此方式，对焊接区域22的强度大幅度改进，所述焊接区域容易受到缺口应力和形成破裂。并且最终形成的产品的使用寿命也明显改进。