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1、
挖掘機液壓油缸活塞桿連續(xù)驅(qū)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(hù)方式進(jìn)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(zhì)量問題。為了保證活塞桿的焊接質(zhì)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(jìn)了液壓油缸活塞桿摩擦焊接技術(shù)并進(jìn)行了深入的研究。
摩擦焊技術(shù)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(zhǔn)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(jìn)行了研究。在焊接參數(shù)方面 , 主要研究了摩擦壓力 , 摩擦?xí)r間 , 頂鍛壓力
和保壓時間等參數(shù)對焊接接頭力學(xué)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(jié)構(gòu)等對接頭力學(xué)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(jìn)行了熱處理探究。
對于直徑為 85 mm的活塞桿 , 當(dāng)采用鍍前焊 , 摩擦
3、壓力為 7.6MPa、摩擦?xí)r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(dá)到 800MPa以上 , 斷面收縮率達(dá)到 50%以上 , 實現(xiàn)了接頭合格率 100%的目標(biāo)。同時 , 主機在使用過程中未發(fā)生任何焊接質(zhì)量問題 , 達(dá)到了預(yù)期的研究目標(biāo)。
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(shù)的提升和技術(shù)的
創(chuàng)新奠定了理論研究和工程實踐的基礎(chǔ)。
4、調(diào)質(zhì)處理后 , 通過對焊件進(jìn)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(xì)化晶粒、提高焊件綜合力學(xué)性能 , 即焊接試樣接口在經(jīng)過上
述調(diào)質(zhì)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?xí)r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?xí)r間的影
5、響則最小。
在調(diào)質(zhì)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(dāng)。
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(dāng)用摩擦焊生產(chǎn)直徑較大桿件時 , 應(yīng)選用中心有凸度的焊接結(jié)構(gòu) , 一般是凸
度為 2的端面。這種結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)整個端面加熱的均衡性 , 確保整個焊接面都
可以達(dá)到要求的焊接溫度。
挖掘機液壓油缸活塞桿連續(xù)驅(qū)動摩擦焊工藝研究
