大型水壓機柱塞修復中的要點問題的探討

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，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。

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，必須對柱塞進行修復。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。然后預熱工件，溫度達到150℃～200℃(預熱首焊部位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；精磨時應選擇較小的磨削深度、進給速度和磨削速度。

經(jīng)過修復的柱塞耐磨、不生銹，表面不易損壞。既節(jié)省了主缸導向銅套，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，在國內(nèi)實屬首創(chuàng)，在國內(nèi)處于領先水平。