液压缸活塞杆焊接工艺的改进
液压缸的结构及机械加工工艺分析
1 液压缸结构分析液压缸的主要零件有活塞、活塞杆以及端盖等。
这些零件的工艺参数和加工精度直接影响液压缸工作的质量。
安装好这些零件后，还要测试系统的机械强度和各个零件之间的协调性，这关系到液压系统的使用质量。
1.1 缸体工艺参数的选择缸体是液压缸的主体零件之一，其结构直接影响整个液压系统的结构、机械强度和体积。
一般用到机械工程中的液压缸直径选取70mm最适当。
当选取内径为70mm的时候，缸体的尺寸精度取七级，要求内孔表面粗糙程度小于0.32mm。
工作时，为了避免出现漏油情况，要尽量确保轴度的公差在0.04mm左右。
此外，缸体的壁厚也直接关系液压缸的工作性能[1]。
一般液压缸缸体壁可以分成厚壁和薄壁两种类型。
薄壁缸体是指缸体壁的厚度和内直径的比值小于0.1的缸体；厚壁缸体是指缸体壁的厚度和内直径的比值大于0.1的缸体。
选择缸壁的厚度时要根据安全系数、缸体材料抗拉强度等因素。
针对液压缸的缸体厚度，要考虑到缸体底部承压较大的特点，选择能够达到承压标准的缸底厚度，否则可能造成巨大的安全事故。
1.2 活塞杆工艺参数的选择活塞杆主要是缸体内壁一起协调工作，在导向装置的作用下做往返运动。
在实际的工作中，如果活塞杆工艺参数选取不当，导致活塞杆直径过大或过小都可能会引起机械锁死、漏油等故障。
因此，在选取活塞杆直径时要先确定活塞往返和缸体内壁的速度比值，然后再确定其直径。
1.3 导向装置工艺参数的选择导向装置是确保活塞杆能够不断进行往返工作的主要部件。
在进行工艺参数选择时，要注意选取适当的导向装置长度。
如果导向装置过长，则会增大液压缸缸体内壁的所需面积；如果导向装置过短，则会减少活塞杆的形成。
因此，一定要综合考虑各方因素，选取适当的导向装置长度。
2 液压缸机械加工工艺分析2.1 液压缸机械加工工艺流程当前市面上液压缸的种类较多，但总体来看，液压缸机械加工工艺大致可以分成以下部分。
缸体加工工艺流程。
下料—加热处理—粗车—法兰焊接—安装导向装置—内孔加工—车管口—钻油孔—清洗—焊接缸底—清洗—转配。
液压油缸的动力稳定性分析
104研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断中国设备工程 2018.10 (上)我国是一个石油大国，工业生产之中不可避免地会使用到油缸，所以油缸是比较成熟且常见的产品。
随着经济技术不断发展，这项技术日臻完善。
1 液压油缸简介液压油缸是一种比较简单的装置，主要由以下几个部分组成：活塞、活塞杆、导向套、缸筒、缸底、杆头。
1.1 活塞液压油缸的活塞装置主要以活塞和活塞杆结构为主，活塞主要以耐磨的铸铁材料制成，而活塞杆则以钢料进行制造。
活塞装置主要以一体式、推销连接式、螺纹式和半接环式为主，在这几种结构中，螺纹式结构较为简单，而且容易拆卸，但此种结构形式的螺帽一旦处于高压负荷下极易出现松动情况。
半环式结构不易拆卸，结构也较为复杂，但具有较高的可靠性。
只有当液压油缸尺寸较小的情况下时，才能适用于一体化活塞和活塞环结构。
1.2 密封圈密封 密封圈密封结构的应用使其能够与液压油缸构件之间具有更好的贴合性，所以其结构所采用的制作材料费通常都以橡胶和塑料为主，这两种材料都具有较好的弹性，不仅具有较好的贴合性，而且在磨损发生后也具有自我补偿能力，可靠性较高，其对于液压油缸各个部件处的密封工作具有较好的适用性。
1.3 缓冲装置缓冲装置的使用就是为了有效避免活塞和缸盖之间直接发生碰撞，可以更好地提升液压油缸的使用寿命。
其主要是在行程的终前几天、活塞盖和缸盖之间依靠活塞和缸筒来对部分油液进行封住，在这种情况下，由于产生较大的阻力，所以会在压力下使油液从小孔和缝隙处挤出，工件运动的速度受到限制，确保了缓冲作用的实现。
2 密封装置2.1 密封件即使是一个微小的间隙也会产生泄漏，所以说每一个细节都不可以忽略。
间隙的密封是比较简单的，在一定的条件之下，在表面设计一些小的细节，比如说制造出一个凹槽。
这样一来，装置在运作之时，就会受到一定的压力，那么自然就不会不受限制地往外喷，从而提高了间隙的密封性。
液压缸焊接工艺规范
徐州光环液压科技有限公司液压缸焊接工艺规范技术部2012 年 12 月 5 日编制：审核：会签：液压缸焊接工艺规范1.目的和适用范围本规范规定了液压缸焊接件的技术要求及检验规则。
本规范适用于我公司所有液压缸焊接件的CO2/ MAG气体保护焊及焊条手工电弧焊接。
对有特殊要求的，可参照此规范或按相关技术协议执行。
2.本规范引用如下标准GB/T 985气焊、手工电弧焊焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB/T 3323-2005钢溶化焊对接接头射线照相和质量分级GB/T 6417.1-2005金属溶化焊焊缝缺陷分类及说明GB/T 8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T 12469-1990焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级GB/T 15830-1995钢制管道对接环焊用技术条件JB/T 6046碳钢、低合金钢焊接构件缝超声波探伤方法和检验结果的分级JB/T 5943-1991工程机械焊接件通焊后热处理方法XYG8-10抽样检查方法3.技术要求3.1.液压缸焊接件的制造应符合经规定程序批准的产品图样及技术文件和本标准的规定3.2.CO 2钢瓶的使用要求常温（ 20 ° C~50° C）下瓶装液态CO2压力应在 5MPa以上，瓶中压力小于1MPa时不得再继续使用，不用时钢瓶应放完余气以备再次充装。
3.3.焊接件材料和焊接材料3.3.1 用于焊接件的材料钢号、规格尺寸等应符合图样要求，检验合格后方可使用。
常用钢号为Q235、20、35、 45、27SiMn。
3.3.2用于焊接的材料和焊接材料进厂时应按材料标准规定，检验合格后方可使用。
3.3.3焊接材料选用应按工艺技术文件的规定，凡技术文件中未明确规定焊条、焊丝型号时，焊条型号为 E5016；焊丝型号为ER50-6，如需高强度焊丝时应选用HO8Mn2SiMoA焊.丝应符合GB/T 8110 标准。
3.3.4焊条在施焊前必须烘干，烘干后的焊条在一天内使用，超过一天，必须重新烘干，烘干次数不得超过三次。
旋转摩擦焊在液压油缸活塞杆制造中的工艺应用研究[1]
![旋转摩擦焊在液压油缸活塞杆制造中的工艺应用研究[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/c4302e1b443610661ed9ad51f01dc281e53a5616.png)
旋转摩擦焊在液压油缸活塞杆制造中的工艺应用研究[1]摘要：我国的液压工业经过近50年的发展，液压行业已形成了门类比较齐全，有一定生产能力和技术水平的工业体系。
本文中主要就针对液压油缸活塞杆焊接使用的高性能旋转摩擦焊工艺。
擦焊接是一种在固相中进行焊接的方法，其中一个部件相对于配合部件移动并与配合部件压力接触，以在结合表面产生热量，在相对运动停止期间或之后通过施力完成焊接。
有几种形式的能量供应和各种形式的相对运动。
摩擦加热的产生导致界面处的连接温度相对较低。
这在很大程度上是摩擦焊接适用于其他难以焊接的材料和材料组合的原因。
焊接区域通常很窄，通常具有精细的微观结构。
其为对圆棒状母材进行旋转摩擦焊的工艺,通过该工艺方法相比于其他焊接工艺方法,本研究的旋转摩擦焊工艺接头力学性能良好、焊接效率高、并且该工艺稳定高效、在应用方面重复性、一致性生产提供高效率精益生产。
关键词：摩擦焊设备说明；工艺评定以及验收要求；过程控制；Research on the application of rotational friction welding in the manufacture of piston rod hydraulic cylinderBi Shu-ming（Zhejiang huachang hydraulic machinery Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang 311305, China)Abstract: After nearly 50 years of development, China's hydraulic industry has formed an industrial system with complete categories, certain production capacity and technical level. This paper mainly focuses on the high-performance rotational friction welding technology used for the welding of hydraulic cylinder piston rod. Frictionwelding is a method for making welds in the solid phase in which one component is moved relative to and in pressure contact with the mating component to produce heat at the faying surfaces, the weld being completed by the application of a force during or after the cessation of relative motion. There are several forms of supplying energy and various forms of relative movements. The generation of friction heating results in a comparatively low joining temperature at the interface. This is largely the reason why friction welding is suitable for materials and material combinations hich are otherwise difficult to weld. The weld region is generally narrow and normally has arefined microstructure. It is a process for rotational friction welding of round rod like base metal. Compared with other welding processes, the rotational friction welding process in this study has good mechanical properties, high welding efficiency, stable and efficient technology, and provides efficient and lean production with repeatability and consistency in application.Key words：Description of friction welding equipment, Process qualification and acceptance requirements, Pprocess control.0 引言近年来，国家相继发布《液压气动密封行业“十四五”发展规划》、《智能制造发展规划》和《中国制造2025》，重点突出中国集中优势、提高产品质量、加快替代高端进口产品步伐和智能化进程。
焊接工艺改进
例5、装载机多功能铲斗焊接工艺改进
对于挖掘及装载工程机械来说，多功能铲斗是其整 机一机多用功用的集中体现，而斗底又是多功能铲斗的 重要组成部分。 首先，由于斗底结构的特殊性，极易在焊接过程中产生 焊接应力和焊接变形。 一旦产生变形，就很难纠正，给生 产进度造成障碍。 其次，由于斗底与动臂直接关联，如果销孔的焊接变形 量过大，使之与动臂装配时产生过大的偏差，导致斗底下 降至地面时，不能与地面贴平，难以满足使用工况要求。
焊接工艺的改进
（1）焊接结构与焊接接头设计 液压缸活塞杆焊接接头改用插接式结构, 坡口为U形坡 口。为保证焊缝充分焊透, 坡口根部只预留2 mm 钝边, 保证焊后消除工件焊缝径向间隙, 避免产生未焊透等焊 接缺陷。 ( 2 ) 焊缝有效厚度增大为14 mm , 增加焊缝承载能力。 ( 3 ) 在叉头上设臵 5 的通气孔, 避免焊接处形成封闭 腔, 从而避免焊接时受热引起焊根处焊接残余应力集中 而造成裂纹。
改进措施
焊前准备：
（1）坡口清理 坡口两侧 50mm范围内应去除水、油、 锈及脏物。 （2）焊条 采用 E7515型，焊前350-450 ℃ 烘干，保 温 ；烘干后放在100-150 ℃的恒温箱内随用随取。 （3）装配 件的装配间隙不能过大，尽量避免强力装配。 （4）预热 为避免焊后冷裂纹的产生，须将坡口两侧 50mm内预热到350℃ 左右。
例3、液压缸活塞杆焊接工艺的改进
河北宣化工程机械股份有限公司推土机铲刀提升液 压缸活塞杆在作业时出现了焊缝断裂现象。 液压缸活塞杆焊接是由活塞杆( 材料45Mn) 和叉头 ( 材料42CrMo) 组成的焊接件。焊缝接头为圆周V 形坡 口对接接头, 焊缝设计有效厚度为6 mm 。裂纹源于叉头 一侧母材焊缝热影响区, 断口呈光亮脆断特征, 在焊缝断 裂处发现有局部未熔合缺陷。
液压缸工作时缸体与活塞杆发生相对转动的原因分析及解决方法
液压缸工作时缸体与活塞杆发生相对转动的原因分析及解决方法液压缸是液压系统中的重要元件，它能将液压能转换为机械能，推动负载完成各种工作。
然而，由于各种原因，液压缸可能会出现故障，如误动作、无力推动负载以及活塞滑移或爬行等。
这些故障可能导致设备停机，影响生产效率。
为了确保液压系统的正常运行，我们需要重视液压缸的故障诊断与维修工作。
液压缸的故障原因可能包括阀芯卡住或阀孔堵塞、液压泵内泄、溢流阀内部零件卡住、损坏或弹簧疲劳、执行控制元件（方向阀，流量阀等）内部零件磨损或卡死、执行元件内部零件磨损等。
针对这些故障，我们可以采取相应的维修方法，如清洗阀芯和阀孔、更换液压泵内部零件、修理或更换溢流阀、更换执行控制元件内部零件、修理或更换执行元件内部零件等。
同时，我们还需要定期对液压系统进行维护和检查，以预防故障的发生。
总之，液压缸的故障诊断与维修对于确保液压系统的正常运行至关重要。
我们应该重视这项工作，及时发现和处理液压缸的故障，以避免设备停机带来的损失。
故障对于液压系统的维护和修理具有很高的参考价值。
简要概括一下：1.阀门芯卡住或阀孔被封锁：可能是由于油污、泥土或胶体沉积在阀芯或阀孔上。
处理方法包括清洗阀芯和阀孔，检查系统的过滤器，清理油箱并更换液压介质。
2.活塞杆和气缸被卡或液压缸被阻止：可能是由于活塞和活塞杆封太紧，污垢和胶体沉积，轴线活塞杆和气缸筒对准不良，磨损部分和密封件无效，或者负荷过大。
处理方法包括检查活塞和活塞杆封，清理污垢和胶体，调整轴线，更换磨损部分和密封件，以及减轻负荷。
3.控制液压系统的压力过低：可能是由于控制管道过大，流阀调整不当，控制压力不适当，或者压力来源受到干扰。
处理方法包括检查控制压力来源，确保压力调整到指定值。
4.空气进入液压系统：可能是由于系统泄漏。
处理方法包括检查液压油箱、密封件和管接头，清洁吸油过滤器，并更换过于脏的密封件和管接头。
5.初始运动缓慢：可能是由于液压油的粘度高，流动性差，特别是在低温下。
掘进机一运张紧油缸工艺性改进设计
１ 、 张 紧 油缸 改 进韵 工艺 性等 综 合情 况
缸结 构 设计 ， 从工艺． 性分析 至 Ⅱ 实 际应 用证 明 ， 它的工 艺性 不好 ， 结构 也 不够 完善 。 所 以我们应 从 工艺性 角 度对张紧油 缸进行改 进设计。
２ 、 张 紧油 缸 改进 后 工 艺 性 等综 合情 况
三三 ｊ ｊ ｊ
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图２ 是 改 进 后 的张 紧 油 缸 组 件， 与图１ 中的张紧 油缸 组件最大不 同点是对缸体 和导 向套进行了改进
圈１改进前 的张紧 油缸 组件
１ ． 缸体２ ． 压肇●３ ． 螺钉４ ． 套５ ． 活塞导向环６ ． 密封圈７ ． ０ 型密封圈８ ． 挡 明９ ． 活塞 １ ０ ． 活塞杆
式 中Ｑ 一输 入液 压缸的 供液 量 ｔ Ｔ １ 一 液压 缸的容 积效率 ， 通常 Ｔ １ ｖ
≈ ０． ９ ０～０． ９ ５。
图ｌ 中的张 紧油缸从 结构设 计到理论 计算在 理想状态 下是 可行的 ， 但在 实际应用过程 中， 却 出现 了一 些 问题 。 证。 装配 过程 中， 集 中反映 的问题是导 向套与缸体 在螺纹 连接 时， 一部 分 导向套与缸 体不能 实现互换 ， 造成 导向套与缸体 装配时 松紧不一 。 装 参考 文献 配过 松 ， 是 由于导 向套 与缸体 径向跳 动 （ 偏差 ） 过大 ， 导 致 张紧油 缸做 ［ １ 】 张平格 ， 赵喜敬 ， 张伟 杰 ， 姚贵英 ． 液压传 动与控制 ． 第２ 版． 北京 ： 打压试 验时 漏油 。 装配过 紧， 是 由于导 向套与缸 体径 向偏差过 小 ， 导致 冶 金 工 业 出版 社 ， ２ ０ １ ０ ． 导 向套 与缸体 装 配不到位 ， 只能拆下 返修 。 分析 原 因， 主要是 导 向套外 作 者简 介 螺纹与缸 体 内螺 纹在 加工 过程 中形位公 差超 差所 致 。 根 据结 构设 计和 刘树 威 （ １ ９ ５ ７ ）， 黑龙 江 鸡西人 ，工程 师 ，毕业 于原 黑龙 江矿业 现 有 工艺装 备和 工艺 水平 ， 很 难使每 组 张 紧油缸 在装 配过 程 中都 达到 学院机械 制造 与设备工 艺专业 ，佳木斯 煤矿 机械 有限 ， 厶 ＼司工 艺技 术研 理 想状 态 。 因为缸体 内螺纹加 工是以缸 体内径找 正， 缸体 外圆跑道架 在 究院装 配所所 长 ，任 高级工 艺师 ，从 事生产 与装配 工艺等相 关技术 工 中心架轴 承外环上 ， 由于切削阻 力和轴 承径向跳动及缸体 内径 与缸 体内 作 ，发表论文数 篇。
油田用重型液压缸机械系统的改进
油． ＿ ‘ 田地面工程 （ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｙ ｑ ｔ ｄ ｍ ｇ ｃ ． ｃ 。 ｍ）
一２ ３—
第３ ２ 卷第 １ ０ （ ２ ０ １ ３ ． １ Ｏ ）（ 行业论 坛 ）
关键 词 ：油 田 ；液压 缸 ；机 械 系统 ；锁 定设 计
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ８ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ６ ８ ９ ６ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ １ ２
１ 油 田重 型液压 缸结构及设计
油 田企 业 中重 型液 压缸 传递 力 矩 的大 小 和活 塞
重 型 液压缸 的作用 ，其实 只是 把 车厢顶 起来 ，在 这 种 工作 条 件下 ，重 型 液压缸 就 可 以简单 地设 计成 单 活塞 式 的缸体 。起 重 机 的重型 液压 缸 ，其 实也 就是
的直接 接触 面积有 很 大 的关 系 ，活 塞 面积 越大 ，传 递 的力 矩也 就 也 越 大 ，而 且 传 递 过程 会 更 加 平 稳 。 液 压 缸 的 结 构 很 简 单 ，直 接 受 力 部 件 有 活 塞 和 缸
隙 ，运 动 过 程相 当平 稳 。在 油 田 重型 液 压缸 的设 计 和 实际 工作 中 ，锁 紧效果 是 重 型液 压 缸锁 定 的 关键 指 标 。 有 关研 究部 门研 发 了特 殊 的锁 定装 置 ， 包括 套 筒 式锁 紧装 和钢 球 摩擦 锁 ，可 以有
效地锁 定液压 系统 ，保证 安 全 生产 。
平常人们所说 的起重臂 ， 起重臂并不是简单重型液 压缸 ，南于使 用场 合 不 同 ，使 用条 件也 不 同 ，它采
用 的是 多级 可 以伸 缩 的重 型液 压缸 ，在 使用 时 可 以 筒 ，间接受 力 部件 有 活 塞杆 ，此 外 还有 一 些辅 助部 伸 出 ，在 不使 用时 就缩 回 ，以便 石油 运输 。 件 ，如缸盖 、密封 圈 、排气孔等 。使用辅助装置 第 二 ，要 提前 考察 油 田重 型液 压缸 具体 的工 作 视 情 况 而 定 ，尽 可 能地 满 足 油 田企 业 日常 使 用 的 环境 。由于重型液压缸是 比较精密的机械设备 ，其 需求。 工作 环境 的好 坏也 对 其设计 标 准有 较大 的影 响 ，比 虽 然 油 田企业 中的 液压 缸有 很 多 的系 列 ，每 一 如在油井挖掘工作使用时 ，它的密封设备就要接受 个系列都有 自己的使用范围，还有适合 自己标准的 严酷的考验 ，如果液体进入重型液压缸 ，工作效率 产 品 ，但是 不 同类 型 油井 对 于液 压 缸 的功 能要 求 又 就会大打折扣 ， 甚至使液压缸受到损坏 。在这种使 有 所不 同。所 以我 国油 田使 用 的液 压缸 也 出现 了瓶 用 环境 中 ，液压 缸 的设计 除 了要 考虑 自身 的强度 、 颈 ，它 的标 准 化设 计 和制 造并 不 能 满足 每 一个 使用 刚度 以及 工作 稳定 性 之外 ，还 要特 别考 虑 防尘元 件 部 门 的需要 ，这 时就 需要 重新 设 计 ，甚 至 制造 出不 的设计 ，在保证安全工作 的同时 ，密封性能一定 在标 准 范 围 内的液 压 缸 。其 实 ，不论 怎 么变 化 的重 要好。 型液压缸 ，都是由使用要求决定的。 第三 ，要对油田重型液压缸承担的负载情况进 １ ． １ 设计 的依 据 行 分 析 。在这 里 ，负 载 的情 况 主要 指 的是其 总质 量 重 型液 压 缸 和其 他机 械设 备 不 同 ，它 在使 用 时 的大 小 ，在运 动过 程 中轨迹 的变化 ，还 有各 种 阻力 直接 与 其他 机 械设 备 的受 力部 件 相 连 ，不 受各 种油 的变化情况等 。 安装在挖掘机铲斗 、大臂 、小臂 井适 用 场合 的限制 ，工作 时仅 考 虑 它 的强 度是 否满 的重 型液 压缸 就 只是 在做往 复 运动 ，并 不需 要考 虑 足使 用 要求 即可 。对 于不 同的机 械设 备 ，油 田重 型 液压 缸 与机 械设 备 的 连接 也会 不 同 ，其 功 能也 大不 往复摆动 ，安装的形式只需符合设备的弧线运动 即 样 ，所 以在设 计 重 型 油 田重 型 液 压 缸 之前 ，就 可 。通 常采 用销 轴式 的较 多 。 第 四 ，分 析整 个液 压 系统 的状 况 。在油 井 中重 需 要 对 其使 用 参数 进 行大 量 的采 集 和整 理 ，再工作者 必备 的的参考 型液压缸毕竟 只是全部液压系统的一个部分而已 ， 还是要从 大局 出发 ，考虑机械设 备的整体使用要 资料 。 首先 ，要 全 面 地分 析 装备 油 田重 型液 压 缸 的机 求 ，以及整 个 液压 系统 的配 置 睛况 ，比如说 ，液 压
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（ ２） 采用 ＺＸ７－３１５ 直流焊机， 反极性焊接。 （ ３） 焊前须清除工件上锈蚀、水分、油污等杂质。 （ ４） 焊接规范： 焊接电流 １１０～１２０ Ａ。焊接时
（ １） 母 材 材 料 ４５Ｍｎ 碳 当 量 Ｃｅｑ＝０．７３５％ ， ４２ＣｒＭｏ 碳 当 量 Ｃｅｑ＝０．８２５％， 焊 接 性 均 很 差 ， 在 常 温下焊接极易产生淬硬组织， 使焊缝组织塑性与韧 性下降， 抗裂性差。
（ ２） 焊接接头 Ｖ 形对接坡口尺寸较小， 焊缝 承载能力不足， 同时焊接施工时易造成焊道根部未 焊透等缺陷。
图 １ 接头及坡口改进示意图
第 ３８ 卷 ２００７ 年 ３ 月
工程机械
Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌｓ ａ ｎｄ Ｐ ｒｏｃｅ ｓ ｓ
须用短弧， 窄道焊操作。 （ ５） 焊前预热， 分 ２ 组， 每组 ４ 件， 第 １ 组预热
２００～２２０ ℃， 层间温度≥２００ ℃； 第 ２ 组预热 ２５０～ ２７０ ℃， 层间温度同预热温度。
Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌｓ ａ ｎｄ Ｐ ｒｏｃｅ ｓ ｓ
工程机械
第 ３８ 卷 ２００７ 年 ３ 月
·材 料工源自液压缸活塞杆焊接工艺的改进
艺
河北宣化工程机械股份有限公司 屈晓斌 刘长勇
我公司推土机铲刀提升液压缸活塞杆在作业时 出现了焊缝断裂现象。根据断口形藐分析开裂原因， 我 们进行了焊接接头的改进设计， 制定了焊接工艺试验 方案， 并进行焊接工艺试验， 根据试验结果对焊接工艺 作了改进， 应用于生产后取得了很好的效果。
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编者按：摆动碾压是一种新型的压力加工方法，它属于局部加压、连续成形技术， 具有省力、零件尺寸精 度 高 、 振动小、噪声低等优点。从 ２０ 世纪 ７０ 年代开始， 这种技术已在工业发达国家的锻造行业中广泛采用。可以预料， 这种具有强大生命力的锻造新技术必将得到越来越广泛的应用。
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４５ 钢制薄法兰盘毂类零件的近净成形加工技术
重庆工商大学 伍太宾 唐全波 ########################################$
我国在摆碾理论和工艺研究方面已有所进展， 但由于资金的缺乏和缺少机械设备制造厂的参与， 因此只能 进 口 瑞 士 和 波 兰 的 摆 碾 机 。 本 期 刊 发 的“４５ 钢 制 薄 法 兰 盘 毂 类 零 件 的 近 净 成 形 加 工 技 术 ”一 文 ， 介 绍 利 用 瑞 士 Ｓｃｈｍｉｄ 公 司 Ｔ－ ２００ 型 摆 碾 机 对 离 合 器 盘 毂 进 行 摆 碾 成 形 的 工 艺 方 法 和 模 具 结 构 ， 可 供 业 内 人 士 参 考 ， 以 期 拓 宽 工艺人员的视野， 推动我国摆碾成形技术的发展。
摘 要： 为达到少无切削加工及大批量生产的目的， 采用温锻制坯和冷摆碾精密成形相结合的复合成形工 艺 来 生 产 中 高 强 度 钢 制 薄 法 兰 盘 毂 精 密 锻 件 。对 变 形 工 步 的 合 理 设 计 、变 形 量 的 合 理 分 配 、中 高 强 度 钢 的 成 形 加 工特性等问题进行了分析研究， 考虑了冷摆碾成形工艺的特点和金属的冷加工硬化作用， 较好地解决了中高强 度 钢 制 薄 法 兰 盘 毂 类 零 件 制 造 过 程 中 存 在 的 材 料 利 用 率 低 、工 艺 流 程 长 、生 产 效 率 低 、产 品 表 面 粗 糙 度 高 等 问 题， 为汽车、摩托车和工程机械装备等行业普遍采用的这类薄法兰盘毂类零件的生产提供 了 一 种 实 用 、高 效 、经 济 、可 靠 的 精 密 成 形 加 工 技 术 。
最早的摆碾成形技术是美国 Ｍｉｄｖａｌｅ 钢铁公司提出的， 主要用于钢锭开坯锻造。１９２８ 年英国 Ｂ＆Ｓ Ｍａｓｓｅｙ 公 司的创始人 Ｍａｓｓｅｙ 设计了轴向碾压机， 提出了转动锻造的概念， 并获得专利。其后， 德国、前苏联、波兰和瑞士等国 都对此项技术进行了研究， 并提出了各种不同的工艺方案， 研制了工作原理各异的摆碾机。
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留 ２ ｍｍ 钝边， 保证焊后消除工件焊缝径向间隙， 避 免产生未焊透等焊接缺陷。
（ ２） 焊缝有效厚度增大为 １４ ｍｍ， 增加焊缝承 载能力。
（ ３） 在叉头上设置 ! ５ 的通气孔， 避免焊接处 形成封闭腔， 从而避免焊接时受热引起焊根处焊接 残余应力集中而造成裂纹。 ２．２ 焊接工艺性分析
采取以上焊接工艺措施后， 焊接区域裂纹、未焊 透和夹渣等缺陷均未发现， 很好地解决了液压缸活 塞杆焊缝断裂现象， 已成功应用于焊接生产。
通信地址： 河北省宣化市东 升 路 ２９ 号 宣 化 工 程 机 械 股 份
公司（ ０７５１０５）
（ 收稿日期： ２００６－０９－１２）
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出灰温度（ ℃） ５０ ５０
２．４ 焊缝探伤及金相组织分析结果 焊后分别对两组试件焊缝进行 Ｘ 射线探伤， 均
未发现裂纹、未熔合等缺陷。通过金相组织分析， 第 １ 组金相组织中分布有少量马氏体， 第 ２ 组金相组 织为极少量铁素体 ＋ 屈氏体， 未发现淬硬的马氏体 组织。由此可以认定第 ２ 组预热温度好于第 １ 组。
— ４９ —
（ ６） 焊后立即将焊件放入热石灰粉中缓冷， ２４ 材 料
ｈ 后取出。
·
（ ７） 用红外测温仪对各项温度进行测量（ 温度控 工
制范围见表 １） 。
艺
表 １ 温度控制范围
环境温度（ ℃） ２６
预热温度（ ℃） ２００～２２０ ２５０～２７０
层间温度（ ℃） ＞ ２００ ＞ ２５０
入灰温度（ ℃） ３８０～４２０
关键词： 薄法兰盘毂 ４５ 钢 温锻 冷摆碾 近净成形
薄法兰盘毂类零件广泛应用于汽车、摩托车和 各种工程机械等机械装备的离合器上， 其材质大多 采用中高强度钢如 ４５ 钢或 ４０Ｃｒ 等， 其热处理状态
为调质处理， 市场需求量大。盘毂类零件是一种典型 的宽法兰薄片状轴类零件， 轴杆部分尺寸较小而法 兰盘部分直径大、厚度薄， 表面质量和尺寸精度要求
由 于 母 材 （ ４５Ｍｎ、４２ＣｒＭｏ） 碳 当 量 均 大 于 ０．７％， 焊 接 时 焊 缝 易 产 生 淬 硬 组 织 ， 造 成 焊 缝 的 塑 性和韧性下降， 致使焊缝抗裂性不足。因此， 焊接工 艺的关键是提高焊缝金属的塑性和韧性储备， 从而 提高焊缝的抗裂性； 还应减少焊缝中的含氢量， 降低 焊缝金属的冷裂倾向。 ２．３ 焊接工艺制定
１ 液压缸活塞杆断口及焊缝开裂原因分析
液压缸活塞杆焊接是由活塞杆 （材料 ４５Ｍｎ）和 叉头（材料 ４２ＣｒＭｏ）组成的焊接件。焊缝接头为圆周 Ｖ 形坡口对接接头， 焊缝设计有效厚度为 ６ ｍｍ。裂 纹源于叉头一侧母材焊缝热影响区， 断口呈光亮脆 断特征， 在焊缝断裂处发现有局部未熔合缺陷。焊接 开裂原因分析如下：
（ ３） 生产条件 本批产品在冬季加工， 环境温 度较低， 工件预热不到位， 造成 焊缝金相组织不良。
２ 焊接工艺试验方案
改进焊接结构与焊接接头 设计并模拟工件进行焊接试 验， 焊后对试件进行 Ｘ 射线探 伤、金相分析。 ２．１ 焊接结构与焊接接头设计
改进 （ １） 液压缸活塞杆焊接接 头改用插接式结构， 坡口为 Ｕ 形坡口， 如图 １ 所示。 为保证 焊缝充分焊透， 坡口根部只预