閆寶芳
[摘要]大型水壓機在使用過程中,容易出現(xiàn)柱塞拉傷、磨損甚至出現(xiàn)鍍層脫落等現(xiàn)象,如何對其進行修復(fù),并使其更好地滿足使用要求,就這一問題,結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗,作一簡要闡述。
[關(guān)鍵詞]水壓機柱塞焊接
中圖分類號:TH8文獻標識碼:A文章編號:1671—7597(2009)0620078-01
大型水壓機使用壓力很高,其零部件容易出現(xiàn)故障。其中主要執(zhí)行元件主缸,因其直徑大,行程長,在使用過程中,容易出現(xiàn)柱塞拉傷,磨損,甚至出現(xiàn)表面鍍層脫落等現(xiàn)象。柱塞表面損傷致使密封損壞、拉傷導(dǎo)向部位,因而無法正常工作。針對這一問題,必須對其進行修復(fù)。
我公司使用的400T水壓機,主缸柱塞直徑400mm,長8000m,其使用壓力是200Kg/cm2,作為主要的生產(chǎn)設(shè)備,由于生產(chǎn)中頻繁使用,經(jīng)常出現(xiàn)柱塞拉傷,表面鍍層脫落,并且損壞導(dǎo)向銅套,嚴重地影響了生產(chǎn)的正常進行,以致不能完成生產(chǎn)任務(wù),必須對柱塞進行修復(fù)。根據(jù)其使用條件,要求其表面耐磨、耐銹,柱塞直線度及圓柱度都要求較高,必須分以下幾個步驟進行。
1原柱塞表面是鍍硬鉻層,因工件大,電鍍后鍍層厚度不均勻,附著力差,使用一段時問后鉻層開始脫落,要想修復(fù)柱塞,首先必須將原鍍層車掉,并且將其母體車細,車削量為5mm,也就是說,車細后的柱塞直徑不大于390mm才能保證其堆焊加工后表面不露出母材。
2用不銹鋼焊絲,將其表面堆焊,堆焊的厚度不小于8m,這樣才能保證柱塞修復(fù)后,既不露出母材又能達到柱塞的圓度及直線度要求。
堆焊的方法是:用兩個帶有滾子的支架分別在距柱塞兩端1500m左右位置將柱塞托起,在柱塞的一端采用發(fā)蘭連接的方式安裝上一個100姍的圓柱頭,長100mm左右,然后用安裝在擺線針減速器上的三爪卡盤夾圓柱頭-這樣工件就可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動。調(diào)節(jié)擺線針減速器,可以達到所需要的轉(zhuǎn)速。
堆焊時注意:
(1)焊接方式的選擇:修復(fù)后的柱塞表面要求無氣孔、裂紋等缺陷,另外要求表面良好的綜臺性能,所以選擇埋弧焊方式對其進行堆焊。
(2)焊絲的選擇:柱塞母體材料為ZG45,因柱塞表面要求耐銹、耐磨而且要有一定的硬度,硬度太高又不易后續(xù)工序的加工,根據(jù)性能要求焊絲選3Crl3。直徑4衄,比較合適。
(3)焊劑的選擇:焊劑的選擇直接影響焊接質(zhì)量。焊劑選擇不當,焊接面會出現(xiàn)裂紋、氣孔、麻點等缺陷,根據(jù)所選擇的焊絲型號,結(jié)合實踐經(jīng)驗選擇焊劑型號為HJ260。
(4)焊接電源的選擇:根據(jù)所選擇的焊絲及焊劑型號,采用直流電源反接法,電流選500A(電流密度40~63A/m2,可選較大100~150A/mm2)電弧電壓選38~40V。
(5)焊接速度的選擇:焊接速度過快,容易出現(xiàn)咬邊、余高過小等缺陷,焊接速度過小。會出現(xiàn)焊瘤、夾渣、余高過大等缺陷,經(jīng)過實踐,工件旋轉(zhuǎn)線速度選擇700mm/min,焊絲的沿柱塞軸向前進速度為8~9mmm/r,(工件旋轉(zhuǎn)一圈焊絲前進8~9m),焊絲送進和電弧移動由專門的機構(gòu)自動完成(埋弧自動焊),焊絲伸出長度20mm,送絲速度140~500mm/min。
(6)焊絲定位不當,會出現(xiàn)咬邊、不熔合、焊不透等缺陷,根據(jù)經(jīng)驗焊絲應(yīng)放置在逆焊件旋轉(zhuǎn)方向相對焊件中心的偏移20mm。
(7)開始焊接前,首先將工件表面油污用去油劑徹底清洗干凈,銹蝕可月j砂布或風動砂輪清除干凈,水分用氧乙炔焰烘烤。然后預(yù)熱工件,溫度達到150℃~200℃(預(yù)熱首焊部位700~800mm長即可)。另外必須將焊劑在150℃左右的溫度下烘烤1.5小時,隨即可以開始焊接。為了防止工件變形,焊接要連續(xù)進行。焊后必須保溫,停止焊接后,工件不能立即停止旋轉(zhuǎn),須繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工件至常溫。
(8)焊接時兩支架部位留下,另外預(yù)留車削中心架部位。其余部位焊夠要求高度即可在車床上加工。首次車削加工只需在兩個支架部位附近再車兩個支架基準圓,和在一個適當?shù)闹行募懿课卉噲A即可。然后再將上次未焊的三個部位補焊到要求高度。這樣即可進行第二次車削。
3由于柱塞桿太長,在沒有足夠長的車床的情況下,我們在C650車床上采用掉頭車削的工藝方法。粗車時在堆焊后的柱塞中間及尾部各套上一個合適的銅套或鑄鐵套,在套的兩邊各用四條螺栓調(diào)整套和柱塞保持大致同軸并固定,這樣套可以作為中心架的基準。柱塞尾部的中心架放在地面上,然后調(diào)整與放在車床上的中心架的中心保持一致。柱塞前部粗車后,移動中部的中心,粗車柱塞中部。然后掉頭車柱塞粗車尾部。精車與粗車順序一致,最后預(yù)留0.6~0.7mm磨量。根據(jù)表面堆焊為不銹鋼焊絲材料3Cr13,所選的刀具材料必須具備較高的強度、硬度、及耐磨性,經(jīng)仔細查閱資料選硬質(zhì)合金刀具材料YT762。車刀采用較大前角,以減小切削阻力,可加大切削用量。采用負刃傾角,增加刀刃強度,有利于保護刀尖。磨過渡刃,增大刀尖角,改善散熱條件,提高刀尖強度。減小主偏角以提高刀尖強度,改善散熱條件,有利于提高刀具耐磨度。由于柱塞桿直徑大,不能選高的切削速度,經(jīng)過反復(fù)試驗選擇切削速度為11~14r/min。自動走刀。
4用不銹鋼焊接后表面不需要鍍鉻處理,只要求表面粗糙度達到0.8,所以必須經(jīng)過磨削加工,要選擇合適的磨具材料。由于堆焊焊條材料3Cr13強度高、硬度高、韌性大,所以砂輪磨料選單晶剛玉sA(DO)或白剛玉WA(BG)·由于工件直徑大而又長,磨削粒度選中等60~80目為宜,陶瓷結(jié)合劑。磨削速度選1450r/min(30~35m/s),工件轉(zhuǎn)速4r/min。由于磨削深度對磨削表面質(zhì)量影響最大,因此選磨削用量時注意:粗磨時應(yīng)選擇較大的磨削深度和進給速度,但必須使用粒度較粗或修整的比較粗糙的砂輪;精磨時應(yīng)選擇較小的磨削深度、進給速度和磨削速度。
經(jīng)過修復(fù)的柱塞耐磨、不生銹,表面不易損壞。既節(jié)省了主缸導(dǎo)向銅套,又減少了密封的頻繁更換,大大地降低了生產(chǎn)成本,提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。用不銹鋼焊條堆焊大型柱塞表面的修復(fù),在國內(nèi)實屬首創(chuàng),在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。