摘要：为了解决立柱内壁失效难题，提高立柱再制造质量，鲁南装备制造有限公司开展内壁青铜锥焊与加工工艺研究，取得了预期效果。
关键词：液压支架；立柱缸体；青铜锥焊及加工工艺。
前言
随着煤矿综采工作面生产发展的需要，液压支架向大采高、长寿命、免维护方向发展，立柱作为液压支架上的主要工作部件，采用传统的工艺制造远远不能满足生产需要。近几年，激光熔覆不锈钢粉末技术的兴起，解决了立柱外表面失效问题，但受缸径尺寸、反射等因素制约，在立柱内壁熔覆不锈钢粉末一直未取得理想效果。对于此，鲁南装备制造有限公司开展了缸体内壁青铜锥焊与加工工艺研究，取得了技术突破。
1.青铜锥焊及加工机理
利用氩弧焊机熔融铝青铜焊丝以冶金的方式附着到缸体内壁的表面，形成一层铝青铜锥积层，同时，在等离子电弧高温作用下，缸体内表层的深处也形成强力结合的扩散层。然后采用镗削、珩磨等工艺方法，得到1mm左右的青铜合金层，成倍提高立柱内壁的耐腐蚀性，杜绝缸体在高压冲击下而产生的汽蚀、点蚀缺陷。
2.缸体材料与铝青铜的性能
立柱缸体一般使用27SiMn钢管加工而成。27SiMn材料具有较高的强度和耐磨性，淬透性较高，焊接性能一般，但有过热敏感性及回火脆性倾向，一般在调质热处理后使用。所以对热处理后的27SiMn缸体进行施焊，因热输入量大会产生应力集中，造成缸体开裂，给煤矿生产带来不安全因素。
铝青铜是一种铜铝合金，具有很高的强度、硬度、耐磨性和抗蚀性，但其与27SiMn材料性能差异较大，所以锥焊时必须采用合理的焊接工艺。
3.缸体内壁青铜锥焊及加工工序
根据缸体结构特点，确定工序为：清理——预备加工（镗削）——清洗——青铜锥焊——镗削加工——绗磨加工。根据工序确定需要配备专用清洗机、深孔镗床、专用冷焊机、绗磨机等设备。
4.铝青铜锥焊工艺
采用氩弧焊锥焊可以提高铝青铜焊接质量、减少焊接变形。为了保证焊接面的力学性能及致密性，通常选用含脱氧元素的焊丝，采用直流正接法，这样能给缸体提供足够的融化热量，并采用较小直径的电极；为了消除气孔等缺陷，应提高焊接速度、减少氩气流量，并对焊丝预热；刚开始焊接时，速度应中等偏慢，使缸体材料有一定的预热时间，确保缸体浅表层和焊丝充分融化，基材与焊材结合力强，锥锥焊外形均匀、平整。
4.1锥焊方法：为了减少锥焊时的热输入量，减少热量对缸体基材性能的影响，所以采用氩弧焊。
4.2焊接材料成分：27SiMn材料的化学成分如表1；铝青铜焊丝的化学成分如表2.
4.3锥焊及关键工序
（1）在27SiMn缸体内壁锥焊S214型铝青铜焊丝，采用直流正接；并对焊丝进行预热，预热温度60-80°C间。
（2）检验：对初加工后的缸体进行目测和尺寸检验，发现存在缺陷或尺寸达不到要求的应进行返修。
（3）在内壁上锥焊青铜焊丝，应自内向外一次性完成焊接，锥焊厚度不低于3mm。
4.4焊接工艺参数
保证缸体的力学性能和锥焊层的耐腐蚀性要求，是焊接控制的关键。为此，必须精确控制基材的融化深度，通过试验选用表3中焊接工艺参数。
4.5 焊后注意事项
缸体锥焊完毕后，应对缸体进行竖直放置，待其缓慢空冷。在粗加工前应对其进行目测检验，发现存在气孔、夹渣等缺陷的，应进行处理后方可进行粗加工。
5.加工工艺：
5.1预备加工：对缸体内壁进行镗削或者珩磨加工，去除厚度尺寸为1mm。镗削时应自外向内加工，分2次去除材料；珩磨时应自外向内多次磨削逐步去除材料完成加工。
5.2清洗：对加工后的缸体内壁进行清洗，彻底去除铁屑和油污，自然晾干和烘干。
5.3镗削加工：对青铜锥焊后的缸体进行镗削加工时，应自外向内加工，分2次去除材料。
5.4珩磨加工：待加工尺寸比缸体基本尺寸小∮0.5-0.6mm时，转入珩磨加工，珩磨时应自外向内多次磨削，逐步去除材料，最终达到图纸尺寸。
6.检验：首先进行目测检验，无气孔、凹陷等明显缺陷的，再进行尺寸、厚度、硬度、粗糙度检验，合格的方可使用。如表4.
7.结束语
在缸体上进行青铜锥焊时，采用数控专用焊机，操作简便、效率高；锥焊层致密均匀；缸体变形小、与基材结合力高；形成的青铜合金层耐磨损、耐腐蚀，到达了研究的预期目的。该工艺与熔覆不锈钢粉末相结合，可彻底解决立柱缸体内、外表面防腐问题。
参考文献：
【1】成大先 王德夫 姜勇等 机械设计手册[M]北京化学工业出版社.1993.
【2】李昌熙 乔石 矿业机械液压传动[M]北京煤炭工业出版社.1985
作者简介：李玉刚（1971.4—）男；山东枣庄人，大学学历、工程师；一直从事综采设备的制造与再制造工作。
论文作者:李玉刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：缸体论文; 青铜论文; 内壁论文; 立柱论文; 加工论文; 焊丝论文; 基材论文; 《基层建设》2019年第14期论文;