一種十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝，涉及裝備制造業(yè)中往復(fù)壓縮機(jī)中十字頭部件結(jié)構(gòu)改進(jìn)。該工藝是以鑄鋼ZG270-500十字頭銷孔為基體，以錫青銅焊絲為焊接材料，通過(guò)熔化極脈沖氬弧焊在所述基體上完成堆焊過(guò)程，從而在十字頭銷孔中形成堆焊耐磨銅層。本發(fā)明是用堆焊的方法替代鑲?cè)脬~套，與基體結(jié)合強(qiáng)度高于鑲?cè)脬~套與基體的結(jié)合強(qiáng)度，磨損后不需重新更換銅套，只需局部補(bǔ)焊、加工完成。十字頭銷孔堆焊3mm的錫青銅層可替代15mm的銅套，滿足設(shè)計(jì)耐磨要求，降低生產(chǎn)制造成本，提高往復(fù)壓縮機(jī)的制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是往復(fù)壓縮機(jī)中十字頭體設(shè)計(jì)、制造的一次重大改革，滿足往復(fù)壓縮機(jī)趨于大型化、高壓力方向發(fā)展的市場(chǎng)要求。
【專利說(shuō)明】一種十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裝備制造業(yè)中的耐磨堆焊焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝，該焊接工藝是在往復(fù)壓縮機(jī)中十字頭銷孔中堆焊錫青銅的技術(shù)，用堆焊耐磨銅層替代鑲?cè)脬~套，是十字頭襯套結(jié)構(gòu)改變新的工藝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]往復(fù)壓縮機(jī)是用于石化、冶金建設(shè)中氣體分離、裂解、氣動(dòng)等壓縮機(jī)組。十字頭部件是往復(fù)壓縮機(jī)中實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重要部件，十字頭銷孔是連接連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵部位。多年來(lái)，往復(fù)壓縮機(jī)中的十字頭部件中的十字頭體是鑄鋼ZG230-450的材料，在十字頭銷孔中鑲?cè)隯CuSnlOP的錫青銅套，該銷孔與經(jīng)氮化處理的38CrMoAl (A)十字頭銷配合磨檫，靠十字頭銷定位連接十字頭與連桿，連桿由曲軸帶動(dòng)，由曲軸、連桿、十字頭組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)起著壓縮空氣的作用。
[0003]但上述技術(shù)不足之處在于:十字頭銷孔中鑲?cè)氲你~套與基體的結(jié)合強(qiáng)度差，且耐磨性差，磨損后需要及時(shí)更換，成本高。因此，亟待對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝，該焊接工藝是解決鑄鋼基體堆焊錫青銅的關(guān)鍵，達(dá)到用堆焊十字頭襯套替代原始鑲?cè)脬~套的新結(jié)構(gòu)、新工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝，該工藝是以鑄鋼ZG270-500十字頭銷孔為基體，以錫青銅焊絲為焊接材料，通過(guò)熔化極脈沖氬弧焊在所述基體上完成堆焊全過(guò)程，從而在十字頭銷孔中形成堆焊耐磨銅層。
[0007]所述熔化極脈沖氬弧焊工藝參數(shù)為:焊接電流190?210A，焊接電壓26?29V ；焊絲直徑1.2mm，焊絲伸出長(zhǎng)度15?20mm ;噴嘴直徑16mm ;保護(hù)氣體為氬氣(體積百分含量99.99%)，氣體流量15?20L/min ;電源極性:直流反接。
[0008]上述在十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝，具體包括如下步驟:
[0009](I)堆焊前將十字頭體鑄鋼件預(yù)熱至100?150°C ；
[0010](2)堆焊時(shí)提前3?5秒送氬氣，使焊縫處于氬氣的充分保護(hù)中；
[0011](3)按照所述堆焊(熔化極脈沖氬弧焊)工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，每堆焊一層后表面進(jìn)行宏觀檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)清除，直至堆焊高度5?6_，保證足夠的加工余量，焊接后堆焊層為3mm ；
[0012](4)堆焊收尾時(shí)，滯后3?5秒停止送氣，防止堆焊層氧化；
[0013](5)堆焊后熱處理580±10°C，保溫I小時(shí)，爐冷至300°C出爐，從而消除十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的熱應(yīng)力，以提高焊縫金屬的塑性和抗應(yīng)力腐蝕的能力，從而在十字頭銷孔中形成3_左右堆焊耐磨銅層。[0014]上述步驟(I)之前用酒精清洗十字頭銷孔待堆焊處表面，去除油污；然后對(duì)對(duì)銷孔進(jìn)行著色檢驗(yàn)，確認(rèn)銷孔堆焊面沒(méi)有裂紋、夾雜、縮孔等缺陷。
[0015]本發(fā)明是十字頭體銷孔用堆焊錫青銅替代鑲銅套的技術(shù)，是往復(fù)壓縮機(jī)中大型化壓縮機(jī)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、機(jī)型緊湊所要求。十字頭銷孔堆焊的銅套(堆焊耐磨銅層)厚度僅3_可以替代原有鑲?cè)氲?5_厚的銅套，堆焊質(zhì)量保證十字頭體與銅層充分熔合，結(jié)合度、耐磨程度高于原來(lái)鑲?cè)脬~套的十字頭體，不僅耐磨同時(shí)可以減輕十字頭部件的重量。
[0016]本發(fā)明十字頭部件將鑄鋼ZG230-450十字頭體改為ZG270-500材料的十字頭體，在十字頭銷孔中用堆焊錫青銅替代現(xiàn)有鑲?cè)脲a青銅銅套的方法，堆焊的材料與銅套的材料相近，經(jīng)過(guò)幾種焊接材料的可焊性試驗(yàn)、金相分析、結(jié)合性能檢驗(yàn)、硬度檢驗(yàn)、縱向面彎90°檢驗(yàn)，耐磨試驗(yàn)?zāi)湍バ阅軝z驗(yàn)，確定一種可焊性較好，結(jié)合強(qiáng)度、耐磨程度較高的焊接材料進(jìn)行設(shè)計(jì)產(chǎn)品應(yīng)用。
[0017]本發(fā)明采用熔化極脈沖氬弧焊，選擇焊絲:HS212或CuSnSP錫青銅焊絲；焊絲直徑:Φ 1.2mm ;電源極性:直流反接；工藝參數(shù)為:焊接電流190?210A ;焊接電壓:26?29V ;保護(hù)氣體:99.99% (體積)Ar氣體；噴嘴直徑:16mm ;氣體流量:15?20L/min ;焊絲伸出長(zhǎng)度:15?20mm ;本發(fā)明是用堆焊的方法替代鑲?cè)脬~套，與基體結(jié)合強(qiáng)度高于鑲?cè)脬~套與基體的結(jié)合強(qiáng)度，磨損后不需重新更換銅套，只需局部補(bǔ)焊、加工完成。十字頭銷孔堆焊3mm的錫青銅層可替代15mm的銅套，滿足設(shè)計(jì)耐磨要求，降低生產(chǎn)制造成本，提高往復(fù)壓縮機(jī)的制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是往復(fù)壓縮機(jī)中十字頭體設(shè)計(jì)、制造的一次重大改革，滿足往復(fù)壓縮機(jī)趨于大型化、高壓力方向發(fā)展的市場(chǎng)要求。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]1、本發(fā)明錫青銅耐磨堆焊的焊接工藝要求進(jìn)行十字頭銷孔堆焊，達(dá)到異種材料堆焊后充分熔合，其耐磨性能好于鑲?cè)氲你~套。
[0020]2、本發(fā)明錫青銅耐磨堆焊，是采用熔化極脈沖鎢極氬弧焊的焊接方法，氣體保護(hù)焊的焊絲不用烘干處理，焊接過(guò)程中焊絲自動(dòng)送給，由于熔化極脈沖氬弧焊的熱量集中，具有熱影響區(qū)窄、變形小、成形美觀、質(zhì)量好、成本低、焊接效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且，焊后不需清渣、打藥皮；采用熔化極脈沖氬弧焊，不僅可以解決堆焊技術(shù)，同時(shí)可保證焊接質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本。
[0021]3、十字頭銷孔耐磨堆焊，不需要拼裝胎，可以在焊接轉(zhuǎn)胎上焊接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊，保證堆焊質(zhì)量，提聞焊接效率。
[0022]4、本發(fā)明可以使十字頭銷孔耐磨滿足設(shè)計(jì)要求，用3mm的錫青銅堆焊層替代15mm的錫青銅套，實(shí)屬是新工藝、新方法、新結(jié)構(gòu)。滿足用戶要求和市場(chǎng)的需求，不僅保證了焊接質(zhì)量同時(shí)縮短了焊接周期和產(chǎn)品的制造周期，在拓寬了往復(fù)壓縮機(jī)市場(chǎng)同時(shí)給社會(huì)帶了巨大的效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中十字頭部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為圖1中十字頭體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明中十字頭體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1在鑄件上堆焊錫青銅加工后的效果圖。[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1金相檢驗(yàn)熔合圖。
[0028]圖中:1_十字頭體；2_銅套；3_蓋板；4_十字頭銷；5_堆焊耐磨銅層。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]如圖P2所示，現(xiàn)有技術(shù)中的十字頭部件是由十字頭體1、襯套(銅套，ZCuSnlOP)
2、蓋板3和十字頭銷4組成，十字頭體I是十字頭部件的主要零件，多年來(lái)一直采用鑄鋼ZG230-450的材料，襯套(銅套，ZCuSnlOP) 2為加工好后鑲?cè)脘N孔中。圖3是本發(fā)明十字頭體新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，主要改進(jìn)是十字頭體I選用鑄鋼ZG270-500，選用錫青銅焊絲，通過(guò)熔化極脈沖氬弧焊的焊接方法在十字頭銷孔中形成堆焊耐磨銅層5。
[0031]ZG270-500鑄鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見(jiàn)表1、表2。錫青銅焊絲可以選擇HS212 或 CuSn8P。
[0032]表1ZG270-500鑄鋼的化學(xué)成分(wt.%)
【權(quán)利要求】
1.一種十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的焊接工藝，其特征在于:該工藝是以鑄鋼ZG270-500十字頭銷孔為基體，以錫青銅焊絲為焊接材料，通過(guò)熔化極脈沖氬弧焊在所述基體上完成堆焊過(guò)程，從而在十字頭銷孔中形成堆焊耐磨銅層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十字頭銷孔堆焊耐磨銅層的焊接工藝，其特征在于:所述熔化極脈沖氬弧焊工藝參數(shù)為:焊接電流190?210A，焊接電壓26?29V ;焊絲直徑1.2mm,焊絲伸出長(zhǎng)度15?20mm ;噴嘴直徑16mm ;保護(hù)氣體為氬氣，氣體流量15?20L/min ;電源極性:直流反接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的十字頭銷孔堆焊耐磨銅層的焊接工藝，其特征在于:所述焊接工藝，具體包括如下步驟: (1)堆焊前將十字頭體鑄鋼件預(yù)熱至100?150°C； (2)堆焊時(shí)提前3?5秒送氬氣； (3)按照所述堆焊工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，直至堆焊高度5?6mm; (4)堆焊結(jié)束后保護(hù)氣體滯后3?5秒，停止送氣； (5)焊后熱處理580±10°C，保溫I小時(shí)然后爐冷至300°C出爐，從而消除十字頭銷孔中堆焊耐磨銅層的熱應(yīng)力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的十字頭銷孔堆焊耐磨銅層的焊接工藝，其特征在于:步驟(I)之前用酒精清洗十字頭銷孔待堆焊處表面，去除油污；然后對(duì)銷孔進(jìn)行著色檢驗(yàn)，確認(rèn)銷孔堆焊面沒(méi)有裂紋、夾雜和縮孔缺陷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的十字頭銷孔堆焊耐磨銅層的焊接工藝，其特征在于:步驟(3)中，每堆焊一層后對(duì)其表面進(jìn)行宏觀檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷清除后再堆焊下一層。
【文檔編號(hào)】B23K9/04GK103990889SQ201310052727
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月18日
【發(fā)明者】劉冬菊, 孟文惠, 胡俊龍, 黃成寶, 曹宇 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)透平機(jī)械股份有限公司