液压活塞杆坑伤冷焊修复工艺-.pdf

焊接现场 机 械制 造文摘 焊接 分册 0 前言 液压 活塞杆坑伤冷焊修 复工艺 周玉柱 ， 彭勇辉 ， 周雄 ， 邵志强 三一重工股份有限公司，湖南 长沙4 1 0 1 0 0 工程机械工作环境大 多比较恶劣 ， 液压 油缸因各 种原 因易导致活塞杆出现各种损伤。三一重工股份有 限公司 简称我公司 在对某型号车辆的油缸进行拆卸 时 ， 发现活塞杆存在较多数量的坑伤或划伤现象 ， 这些 坑伤面积均在 4 m m 左右 ， 深度最深约为 0 ． 2 m m， 不 仅镀铬层 已经脱落 ， 同时基体材料也 受到影 响。若不 进行后续处理将导致伤坑面积扩大 ， 进而划伤密封圈 ， 致使各部位寿命 降低 ， 因此对这些坑点进行修复是提 高密封 圈寿命 同 时也 是 预 防各 种 潜 在 危 险 的重 要 措施 。 目前损伤活塞杆 的修复方法有 电刷镀 、 热喷涂或 焊条电弧 焊等方法。 ， 但这些工艺方法针 对大 批量 且数量较多的损伤活塞杆进行修复时具有一定 的局限 性 ， 如电刷镀工艺耗时长 、 效 率低 ， 热喷涂成本高且工 艺复杂 ， 焊条电弧焊方法易损伤活塞杆周围镀铬层 ， 因 此从成本 、 效率及成效考虑 ， 我公 司选取精密补冷焊工 艺方法对损伤活塞杆进行修复。 精密补冷焊的原理是将电源储存的高能量在瞬 间 高频释放 ， 使母材表面产生瞬 间高温 、 高 压区， 离子态 的电极材料在微电场作用下熔渗 到母 材的基体 ， 形成 冶金结合 。由于该工艺是瞬 间的高温 一冷却 过程 ， 可 使熔焊的补材和母材表面产生结合度很 高的冶金结合 堆焊及强化层 J ， 具有较高补焊精度 、 较小补焊冲击 、 极小热影 响和较高结合度等性 能特 点， 因此将该工艺 方法应用于损伤活塞杆 的修复具有一定 的意义和可行 I 生 1 精密补冷焊工艺 1 ． 1 精密补冷焊与氩弧焊的比较 为说明精密补冷 焊的特性， 将精密补冷焊 与氩 弧 焊工艺进行对 比。首先选取 2块长、 宽和厚均为 1 0 m m 5 m m 5 m m的 4 5钢试板 ， 焊丝为同种型号焊丝 ， 然 4 0 2 0 1 1 年第 5期 后分别采用型号 为 Y J G 一 1的精密 补冷焊 机和 型号为 wP 5 3 0 0氩弧焊机在试板上进行点焊试验 ， 效果如图 1 所 示 。 8 精密补冷焊点焊正面 b 氩弧焊点焊正面 c 精密补冷焊点焊背面 d 氩弧焊点焊背面 图 1 氩弧焊与精密补冷焊点焊效果 图 从图 1 a和图 l b可见氩弧焊焊点的焊缝 区域较 为 明显 ， 热影响区由焊点呈圆周形式 向外扩散 ， 区域面积 较大 ， 这是由于焊接时产生 的高温使母材受热 而发 生 氧化 ， 焊接区域与周围母材呈现较大的色差 ； 而冷焊焊 缝 区均匀细小 ， 且 由于焊接过程受热温度较低 ， 基本没 有 出现热影响区， 焊缝 区域的色泽也未发生变化 。 从图 1 c和图 l d可见二者 工艺焊接试样背面也存 在差异 ， 氩弧焊焊点试样背面可见较大且 明显 的热影 响区， 而精密补冷焊焊点 试样背面基本不受焊接 的影 响， 无色泽变化。表明相 比较于氩弧焊 ， 精密补冷焊输 入热量集中， 热量绝大部分 只用于焊材熔合 ， 对母 材本 身热影响较小 ， 从而避免 由于热输入量过大而破坏周 边镀铬层 的问题。 1 ． 2 精密补冷焊焊丝和工艺参数的选择 1 ． 2 。 1焊层成 形性 选取与活塞杆母材 相同材料且长 、 宽 和厚 分别为 1 0 lT l t n 5 mm 5 1T I I l l 的 4 5钢 板 ， 焊丝 直径 均 为 1 ． 0 m m的镍基、 镍铬基和不 锈钢焊丝。试验过程 中， 首先 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 焊接现场 机械制 造文摘 焊接 分册 a 未弯曲焊层 b 弯曲9 O 。 c 弯I] tt 1 8 0 。且上下层未 d 弯曲1 8 0 。且上下层 叠合 A 为弯曲拐点形貌 叠合 B 为叠合处形 貌 ，C 为侧面形貌 图 3补焊层弯曲试 验前后形貌图 2 活塞杆的修复工艺 根据以上试验结果 ， 选取不锈钢焊丝作 为修复 用 焊丝 ， 补焊参数设置为时间调节 6 5 m s ， 电流调节 8 0 A， 对损伤活塞杆进行修复。工艺流程如下 。 1 焊前钨极的准备 使用前将钨极 打磨光亮 ， 保 证锋利 ， 从而利于放 电集中， 保证焊点成形。 2 活塞杆表面处理 去除油污和杂质 ， 表面坑伤 刮手处需用金相砂纸对粗磨面打磨 ， 去除棱角。 3 冷焊填补坑点 将焊丝压到待焊基体上 ， 陶瓷 嘴中心正对焊丝 ， 陶瓷嘴紧压焊丝， 按下开关约 1 S ， 有 高能弧光发出， 发 2个弧光后松开开关 ， 补焊的过程 中 先焊旁边再焊中间。 4 磨削 锉刀磨去焊高， 预留0 ． 1 - 0 ． 3 m m的磨量。 5 油石粗磨及砂纸精磨 将修补处粗磨再精磨至 所需尺寸。 6 装配 。 7 型式试验检测。 3 试验检测考核 按照 G B ／ T 1 5 6 2 2 --2 0 0 5 ， 对修复后的活塞杆进行 耐久性试验 ， 并检测耐久试验结束后油缸的耐压试验 、 内泄和外泄试验。其 中耐久试验结果如下 试验 压力 为 2 2 MP a ， 运行速度为 0 ． 3 8 m／ mi n ， 来 回运行次数为 1 5万次 。试验表 明油缸未 出现外漏 ， 活塞杆未变形 ， 修 4 2 2 0 1 1年第5期 复补焊层良好。随后进行耐压试验 、 内泄和外泄试验 ， 在 5 m i n的保压过程中， 无杆腔及有杆腔测试结果为压 力下降值均小于 1 ． 5 MP a ， 内泄露量为 0 ． 1 5 mL ／ m i n ， 表明各项指标均符合使用要求。 4 结论 以上结果表 明， 该焊接方法适合 于对活塞杆 的修 复， 保证了修复活塞杆的过程中不发生变形的缺陷。 同时相 比较于镍基和镍铬 基焊丝， 不锈钢焊丝更适合 于对活塞杆的修复， 不仅满足 了活塞杆耐腐蚀性 ， 也使 活塞杆修复处具有一定 的耐磨性 ， 并 在时间和 电流分 别为 6 5 ms 和 8 0 A的时候获得最佳成形焊层 ， 保证 了 对沟槽的填补 ， 焊材与母材 良好的结合性能也保证 了 修复处不 出现脱落的现象。同时仅需不到百元的价格 修复了几千元 的活塞杆 ， 大大 降低 了生产成本 。 目前 该修复方法已应用于其它具有坑伤或更大面积损伤 的 活塞杆处 ， 效果 良好 ， 且进行测试试验 时均表现正常。 通过冷焊修复最终取得 了 良好 的综合性 能， 实现 了损 坏油缸活塞杆 的再制造 目的， 为同类件 的再 制造技术 积累了宝贵的经验 ， 具有一定的推广价值。 参考文献 [ 1 ] 刘稳善 ， 王峻， 解培民，电刷镀技术在活塞杆维修 中的应 用[ J ] ．工程机械， 2 0 0 4 5 4 2 4 5 ． [ 2 ] 郑培勇．液压活塞杆表面拉伤修复技术[ J ] ．港 口装卸 ， 2 0 1 0 1 3 03 1 ． [ 3 ] 张玉峰．液压缸活塞杆的粘接与刷镀修复[ J ] ．工程机械 与维修 ， 2 0 1 0 1 1 5 21 5 3 ． [ 4 ] 崔江， 陈泽刚．电弧热喷涂技术在活塞杆修复上的应用 [ J ] ．新疆有色金属， 2 0 0 5 1 2 42 5 ． [ 5 ] 杨雷鹏．挖掘机卷斗油缸光杠砸伤的修复[ J ] ．河北水 利 ， 2 0 0 6 5 4 5 ． [ 6 ] 欧祖文．液压缸活塞杆的修复[ J ] ．工程机械与维修， 2 0 0 4 1 1 2 21 2 3 ． [ 7 ] 吴 波 静．液压 缸 活 塞杆 的 修复 [ J ] ．工程 机 械 与 维 修 ， 1 9 9 9 8 7 4 ． [ 8 ] 郑卫华．模具的修复及冷焊设备的发展[ J ] ．现代制造， 2 0 0 4 9 5 86 0 ． 收稿 日期 2 0 1 0 0 71 O 周玉柱简介1 9 6 2年出生， 高级工程师； 主要从事焊接管理方面 的工作； z h o u y z 2 s a n y ． c o m． c n o 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m