大型水壓機(jī)柱塞修復(fù)中的要點(diǎn)問(wèn)題的探討

閆寶芳

[摘要]大型水壓機(jī)在使用過(guò)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(duì)其進(jìn)行修復(fù)，并使其更好地滿足使用要求，就這一問(wèn)題，結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，作一簡(jiǎn)要闡述。

[關(guān)鍵詞]水壓機(jī)柱塞焊接

中圖分類號(hào)：TH8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—7597(2009)0620078-01

大型水壓機(jī)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(zhǎng)，在使用過(guò)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(wú)法正常工作。針對(duì)這一問(wèn)題，必須對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。

我公司使用的400T水壓機(jī)，主缸柱塞直徑400mm，長(zhǎng)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(yán)重地影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，以致不能完成生產(chǎn)任務(wù)，必須對(duì)柱塞進(jìn)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(gè)步驟進(jìn)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(shí)問(wèn)后鉻層開(kāi)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(xì)，車削量為5mm，也就是說(shuō)，車細(xì)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(dá)到柱塞的圓度及直線度要求。

堆焊的方法是：用兩個(gè)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(gè)100姍的圓柱頭，長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)擺線針減速器，可以達(dá)到所需要的轉(zhuǎn)速。

堆焊時(shí)注意：

(1)焊接方式的選擇：修復(fù)后的柱塞表面要求無(wú)氣孔、裂紋等缺陷，另外要求表面良好的綜臺(tái)性能，所以選擇埋弧焊方式對(duì)其進(jìn)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(dāng)，焊接面會(huì)出現(xiàn)裂紋、氣孔、麻點(diǎn)等缺陷，根據(jù)所選擇的焊絲型號(hào)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇焊劑型號(hào)為HJ260。

(4)焊接電源的選擇：根據(jù)所選擇的焊絲及焊劑型號(hào)，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(guò)快，容易出現(xiàn)咬邊、余高過(guò)小等缺陷，焊接速度過(guò)小。會(huì)出現(xiàn)焊瘤、夾渣、余高過(guò)大等缺陷，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，工件旋轉(zhuǎn)線速度選擇700mm／min，焊絲的沿柱塞軸向前進(jìn)速度為8～9mmm／r，(工件旋轉(zhuǎn)一圈焊絲前進(jìn)8～9m)，焊絲送進(jìn)和電弧移動(dòng)由專門的機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成(埋弧自動(dòng)焊)，焊絲伸出長(zhǎng)度20mm，送絲速度140～500mm／min。

(6)焊絲定位不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)咬邊、不熔合、焊不透等缺陷，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)焊絲應(yīng)放置在逆焊件旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)焊件中心的偏移20mm。

(7)開(kāi)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(fēng)動(dòng)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(dá)到150℃～200℃(預(yù)熱首焊部位700～800mm長(zhǎng)即可)。另外必須將焊劑在150℃左右的溫度下烘烤1.5小時(shí)，隨即可以開(kāi)始焊接。為了防止工件變形，焊接要連續(xù)進(jìn)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(shí)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(gè)支架部位附近再車兩個(gè)支架基準(zhǔn)圓，和在一個(gè)適當(dāng)?shù)闹行募懿课卉噲A即可。然后再將上次未焊的三個(gè)部位補(bǔ)焊到要求高度。這樣即可進(jìn)行第二次車削。

3由于柱塞桿太長(zhǎng)，在沒(méi)有足夠長(zhǎng)的車床的情況下，我們?cè)贑650車床上采用掉頭車削的工藝方法。粗車時(shí)在堆焊后的柱塞中間及尾部各套上一個(gè)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(zhǔn)。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(dòng)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(qiáng)度、硬度、及耐磨性，經(jīng)仔細(xì)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(fù)刃傾角，增加刀刃強(qiáng)度，有利于保護(hù)刀尖。磨過(guò)渡刃，增大刀尖角，改善散熱條件，提高刀尖強(qiáng)度。減小主偏角以提高刀尖強(qiáng)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(guò)反復(fù)試驗(yàn)選擇切削速度為11～14r／min。自動(dòng)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(dá)到0.8，所以必須經(jīng)過(guò)磨削加工，要選擇合適的磨具材料。由于堆焊焊條材料3Cr13強(qiáng)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(zhǎng)，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(duì)磨削表面質(zhì)量影響最大，因此選磨削用量時(shí)注意：粗磨時(shí)應(yīng)選擇較大的磨削深度和進(jìn)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(shí)應(yīng)選擇較小的磨削深度、進(jìn)給速度和磨削速度。

經(jīng)過(guò)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(jì)效益。用不銹鋼焊條堆焊大型柱塞表面的修復(fù)，在國(guó)內(nèi)實(shí)屬首創(chuàng)，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。