[发明专利]火花塞电极以及用于制造这种火花塞电极的方法和具有火花塞电极的火花塞

说明书

本发明涉及一种火花塞电极（1），该火花塞电极具有由第一种材料构成的电极基体（2）和由第二种材料构成的点火元件（3），其中所述点火元件（3）被设立用于形成用于火花塞的点火面，其中所述电极基体（2）和所述点火元件（3）通过焊缝（4）材料锁合地相互连接，其中在所述焊缝（4）的邻接到点火元件（3）的半部中用于所述第一种材料或者用于所述第二种材料的拌匀度（D）小于15个重量百分点。此外，本发明涉及一种用于制造火花塞电极（1）的方法，所述火花塞电极（1）具有由第一种材料构成的电极基体（2）和由第二种材料构成的点火元件（3），所述方法具有以下步骤：‑提供所述电极基体（2）和所述点火元件（3）；‑执行焊接过程，以用于在形成焊缝（4）的情况下将所述电极基体（2）和所述点火元件（4）连接起来；‑其中通过反射器件（6）使焊接射束（5）对准电极基体（2）与点火元件（3）之间的连接部位并且产生焊缝（4）；‑通过所述反射器件（6）的倾斜将所述焊接射束（5）导引到所述点火电极（1）的表面（7）上，以用于产生所述焊缝（4）。

技术领域

本发明涉及一种火花塞电极、一种具有这种火花塞电极的火花塞以及一种用于制造这种火花塞电极的方法。

背景技术

火花塞的使用寿命由于其组件的耐久性而受到限制。这些组件之一是火花塞电极或用来制造火花塞电极的材料。在其在内燃机中使用期间，火花塞电极及其材料持续地经受腐蚀和侵蚀过程。由于在内燃机运行时火花塞电极的材料的氧化和点火火花等离子体，火花塞电极之间的点火间隙随着时间的推移而扩大，由此火花塞失去其点火能力并且必须予以更换。

相应地，目前研究的目的是找到具有高的耐腐蚀性和耐侵蚀性的材料和材料组合。由目前所使用的镍合金构成的火花塞电极具有大约30 000km到60 000km的使用寿命。由贵金属合金构成的火花塞电极具有60 000km至90 000km的使用寿命并且由于材料成本而比由镍合金构成的火花塞电极明显更贵。

为了降低材料成本，通常将由镍合金构成的电极基体与由贵金属或贵金属合金构成的点火元件组合起来。电极基体和点火元件借助于焊接方法材料锁合地相互连接。常用的贵金属是铂和铱以及具有这些元素的合金。

然而，贵金属合金和镍合金具有不同的热膨胀系数，因而在焊缝中出现机械应力。在极端情况下，焊缝断裂并且基于贵金属的点火元件从电极基体上脱落，由此火花塞不能使用。

由于铱合金和镍合金之间的热膨胀系数相差2倍，所以这个问题对于基于铱的点火元件来说比基于铂的点火元件更加突出。

存在着不同的焊接方法，由此试图在点火元件与电极基体之间产生稳定的焊缝。激光焊接在将基于铱的点火元件与基于镍的基体连接起来的方面非常普遍。例如，从DE 10103 045 Al中已知一种激光焊接方法，其中cw激光束静态地对准点火元件和电极基体的连接区域并且火花塞电极围绕着其纵轴线旋转或者激光束围绕着火花塞电极旋转。由EP 0671 793 Al已知一种类似的方法，然而在此脉冲激发的激光束静态地对准连接区域。在DE2014 10 223 792 Al中用静态的激光束产生两道相对于彼此略微错开的焊缝。

对于现今可获得的火花塞来说，含贵金属的点火元件和电极基体通常已经借助于首次提到的两种方法之一焊接在一起并且具有上述问题。

发明内容

本发明的任务是，提供一种火花塞电极及一种用于其的制造方法，其中上面所提到的问题被最小化并且所述火花塞电极和所述火花塞具有尽可能长的使用寿命。

这个任务由按本发明的火花塞电极-该火花塞电极具有由第一种材料构成的电极基体和形成火花塞的点火面的、由第二种材料构成的点火元件，它们通过焊缝材料锁合地彼此连接-通过以下方式来解决，即：在焊缝的与点火元件邻接的半部中用于所述第一种材料或所述第二种材料的拌匀度D小于15个重量百分点。

为了 获取所述拌匀度D，在焊缝中实施线扫描以用于获取沿着这些线条的元素浓度。用于扫描的线条典型地相对于彼此具有等距的间隔并且垂直于点火元件的纵轴线、也就是平行于焊缝的直径来伸展。