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1、
挖掘機液壓油缸活塞桿連續(xù)驅動摩擦焊工藝研究
液壓油缸是工程機械的核心零部件之一 , 其性能優(yōu)劣直接決定著工程機械產(chǎn)
品的可靠性和使用壽命。目前 , 液壓油缸活塞桿的耳環(huán)與桿體之間主要采用氣體
保護方式進行焊接。
這種焊接方法不僅效率低下 , 而且還會經(jīng)常出現(xiàn)焊縫熔合不良、氣孔、夾雜
等質量問題。為了保證活塞桿的焊接質量 , 提高產(chǎn)品的合格率及其使用壽命 , 徐州
徐工液壓件有限公司引進了液壓油缸活塞桿摩擦焊接技術并進行了深入的研究。
摩擦焊技術是通過摩擦熱使接頭母材熔化 , 然后迅速施加頂鍛力從而
2、獲得合
格焊縫的一種焊接方法。 母材狀態(tài)、焊接參數(shù)、有無鍍層和焊后熱處理方式都會
對焊口性能產(chǎn)生一定的影響。
因此本文主要從焊材準備、 參數(shù)選擇、焊后熱處理等三個方面對活塞桿摩擦
焊工藝進行了研究。在焊接參數(shù)方面 , 主要研究了摩擦壓力 , 摩擦時間 , 頂鍛壓力
和保壓時間等參數(shù)對焊接接頭力學性能的影響 ; 在焊材狀態(tài)方面 , 主要研究了電
鍍鍍層、端面結構等對接頭力學性能的影響 ; 最后針對部分焊件焊后沖擊強度偏
低的情況 , 進行了熱處理探究。
對于直徑為 85 mm的活塞桿 , 當采用鍍前焊 , 摩擦
3、壓力為 7.6MPa、摩擦時間
為 19s、頂鍛壓力為 14.3MPa、頂鍛時間為 16s, 焊后采用 870℃零時淬火、 520℃
回火、回火保溫時間為 140min 的熱處理工藝時 , 經(jīng)過一系列的實驗可以發(fā)現(xiàn) , 活
塞桿焊接接頭抗拉強度達到 800MPa以上 , 斷面收縮率達到 50%以上 , 實現(xiàn)了接頭合格率 100%的目標。同時 , 主機在使用過程中未發(fā)生任何焊接質量問題 , 達到了預期的研究目標。
為工程液壓油缸活塞桿的制造 , 乃至整個液壓裝備制造技術的提升和技術的
創(chuàng)新奠定了理論研究和工程實踐的基礎。
4、調質處理后 , 通過對焊件進行拉伸測試、
金相組織顯微觀察、 拉伸斷口的宏觀及微觀形貌分析可以發(fā)現(xiàn)采用 “零保溫” 淬
火熱處理工藝可以細化晶粒、提高焊件綜合力學性能 , 即焊接試樣接口在經(jīng)過上
述調質處理以后其強度和塑性韌性較熱處理前有明顯的改善。
在諸多影響摩擦焊焊接接頭抗拉強度的因素中 , 主摩擦壓力、主摩擦時間、
頂鍛壓力以及頂鍛保壓時間等四個因素對其影響較大。其中 , 頂鍛保壓時間的不
同水平對其影響最大 , 頂鍛壓力的影響僅次于保壓時間 , 主摩擦壓力對焊接接頭
抗拉強度的影響略小 , 主摩擦時間的影
5、響則最小。
在調質工序中 , 對接頭抗拉強度的影響按從大到小的順序依次為淬火保溫時
間、淬火溫度、回火溫度和回火保溫時間。除淬火保溫時間外 , 其他三個因素對
接頭強度的影響基本相當。
通過對焊前母材狀態(tài)的研究和實驗可以發(fā)現(xiàn) , 無論是鍍前焊還是鍍后焊都能
獲得抗拉強度高于 800MPa的焊接接頭。但鍍后焊焊接接頭的抗拉強度比鍍前焊
的強度低 , 并且鍍前焊焊接頭為塑性斷裂 , 鍍后焊接頭為脆性斷裂。
當用摩擦焊生產(chǎn)直徑較大桿件時 , 應選用中心有凸度的焊接結構 , 一般是凸
度為 2的端面。這種結構可以促進整個端面加熱的均衡性 , 確保整個焊接面都
可以達到要求的焊接溫度。
挖掘機液壓油缸活塞桿連續(xù)驅動摩擦焊工藝研究
