大型水压机柱塞修复中的要点问题的探讨

闫宝芳

[摘要]大型水压机在使用过程中，容易出现柱塞拉伤、磨损甚至出现镀层脱落等现象，如何对其进行修复，并使其更好地满足使用要求，就这一问题，结合多年的实践经验，作一简要阐述。

[关键词]水压机柱塞焊接

中图分类号：TH8文献标识码：A文章编号：1671—7597(2009)0620078-01

大型水压机使用压力很高，其零部件容易出现故障。其中主要执行元件主缸，因其直径大，行程长，在使用过程中，容易出现柱塞拉伤，磨损，甚至出现表面镀层脱落等现象。柱塞表面损伤致使密封损坏、拉伤导向部位，因而无法正常工作。针对这一问题，必须对其进行修复。

我公司使用的400T水压机，主缸柱塞直径400mm，长8000m，其使用压力是200Kg／cm2，作为主要的生产设备，由于生产中频繁使用，经常出现柱塞拉伤，表面镀层脱落，并且损坏导向铜套，严重地影响了生产的正常进行，以致不能完成生产任务，必须对柱塞进行修复。根据其使用条件，要求其表面耐磨、耐锈，柱塞直线度及圆柱度都要求较高，必须分以下几个步骤进行。

1原柱塞表面是镀硬铬层，因工件大，电镀后镀层厚度不均匀，附着力差，使用一段时问后铬层开始脱落，要想修复柱塞，首先必须将原镀层车掉，并且将其母体车细，车削量为5mm，也就是说，车细后的柱塞直径不大于390mm才能保证其堆焊加工后表面不露出母材。

2用不锈钢焊丝，将其表面堆焊，堆焊的厚度不小于8m，这样才能保证柱塞修复后，既不露出母材又能达到柱塞的圆度及直线度要求。

堆焊的方法是：用两个带有滚子的支架分别在距柱塞两端1500m左右位置将柱塞托起，在柱塞的一端采用发兰连接的方式安装上一个100姗的圆柱头，长100mm左右，然后用安装在摆线针减速器上的三爪卡盘夹圆柱头-这样工件就可以实现旋转运动。调节摆线针减速器，可以达到所需要的转速。

堆焊时注意：

(1)焊接方式的选择：修复后的柱塞表面要求无气孔、裂纹等缺陷，另外要求表面良好的综台性能，所以选择埋弧焊方式对其进行堆焊。

(2)焊丝的选择：柱塞母体材料为ZG45，因柱塞表面要求耐锈、耐磨而且要有一定的硬度，硬度太高又不易后续工序的加工，根据性能要求焊丝选3Crl3。直径4衄，比较合适。

(3)焊剂的选择：焊剂的选择直接影响焊接质量。焊剂选择不当，焊接面会出现裂纹、气孔、麻点等缺陷，根据所选择的焊丝型号，结合实践经验选择焊剂型号为HJ260。

(4)焊接电源的选择：根据所选择的焊丝及焊剂型号，采用直流电源反接法，电流选500A(电流密度40～63A／m2，可选较大100～150A／mm2)电弧电压选38～40V。

(5)焊接速度的选择：焊接速度过快，容易出现咬边、余高过小等缺陷，焊接速度过小。会出现焊瘤、夹渣、余高过大等缺陷，经过实践，工件旋转线速度选择700mm／min，焊丝的沿柱塞轴向前进速度为8～9mmm／r，(工件旋转一圈焊丝前进8～9m)，焊丝送进和电弧移动由专门的机构自动完成(埋弧自动焊)，焊丝伸出长度20mm，送丝速度140～500mm／min。

(6)焊丝定位不当，会出现咬边、不熔合、焊不透等缺陷，根据经验焊丝应放置在逆焊件旋转方向相对焊件中心的偏移20mm。

(7)开始焊接前，首先将工件表面油污用去油剂彻底清洗干净，锈蚀可月j砂布或风动砂轮清除干净，水分用氧乙炔焰烘烤。然后预热工件，温度达到150℃～200℃(预热首焊部位700～800mm长即可)。另外必须将焊剂在150℃左右的温度下烘烤1.5小时，随即可以开始焊接。为了防止工件变形，焊接要连续进行。焊后必须保温，停止焊接后，工件不能立即停止旋转，须继续旋转工件至常温。

(8)焊接时两支架部位留下，另外预留车削中心架部位。其余部位焊够要求高度即可在车床上加工。首次车削加工只需在两个支架部位附近再车两个支架基准圆，和在一个适当的中心架部位车圆即可。然后再将上次未焊的三个部位补焊到要求高度。这样即可进行第二次车削。

3由于柱塞杆太长，在没有足够长的车床的情况下，我们在C650车床上采用掉头车削的工艺方法。粗车时在堆焊后的柱塞中间及尾部各套上一个合适的铜套或铸铁套，在套的两边各用四条螺栓调整套和柱塞保持大致同轴并固定，这样套可以作为中心架的基准。柱塞尾部的中心架放在地面上，然后调整与放在车床上的中心架的中心保持一致。柱塞前部粗车后，移动中部的中心，粗车柱塞中部。然后掉头车柱塞粗车尾部。精车与粗车顺序一致，最后预留0.6～0.7mm磨量。根据表面堆焊为不锈钢焊丝材料3Cr13，所选的刀具材料必须具备较高的强度、硬度、及耐磨性，经仔细查阅资料选硬质合金刀具材料YT762。车刀采用较大前角，以减小切削阻力，可加大切削用量。采用负刃倾角，增加刀刃强度，有利于保护刀尖。磨过渡刃，增大刀尖角，改善散热条件，提高刀尖强度。减小主偏角以提高刀尖强度，改善散热条件，有利于提高刀具耐磨度。由于柱塞杆直径大，不能选高的切削速度，经过反复试验选择切削速度为11～14r／min。自动走刀。

4用不锈钢焊接后表面不需要镀铬处理，只要求表面粗糙度达到0.8，所以必须经过磨削加工，要选择合适的磨具材料。由于堆焊焊条材料3Cr13强度高、硬度高、韧性大，所以砂轮磨料选单晶刚玉sA(DO)或白刚玉WA(BG)·由于工件直径大而又长，磨削粒度选中等60～80目为宜，陶瓷结合剂。磨削速度选1450r／min(30~35m／s)，工件转速4r／min。由于磨削深度对磨削表面质量影响最大，因此选磨削用量时注意：粗磨时应选择较大的磨削深度和进给速度，但必须使用粒度较粗或修整的比较粗糙的砂轮；精磨时应选择较小的磨削深度、进给速度和磨削速度。

经过修复的柱塞耐磨、不生锈，表面不易损坏。既节省了主缸导向铜套，又减少了密封的频繁更换，大大地降低了生产成本，提高了企业的经济效益。用不锈钢焊条堆焊大型柱塞表面的修复，在国内实属首创，在国内处于领先水平。