对表面堆焊技术在水液压元件中的应用研究

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1、表面堆焊技术在水液压元件中的应用研究赵恩刚1，旷长光2，吴张永1（1．昆明理工大学流体控制工程研究所昆明650093）（2．云南铜业股份有限公司昆明650102）SuperficialPile-upWeldingTechnologyinWaterHydraulicComponentsAppliedResearchZhaoEng-Gang1,KuangChang-guang2,WuZhang-yong1摘要：本文介绍了表面堆焊技术在水液压元件设计中的应用研究，及其通过堆焊技术对损坏的水液压元件进行表面修复，以延长水液压元件的使用寿命。关键词：堆焊；修复

2、；水液压元件1．前言水液压传动技术符合环境保护和可持续发展的要求，成为国内外广泛关注的热点技术。由于水和油在理化性能方面的重大差异(如腐蚀性、汽化压力、粘度、密度、声速等)，使得水液压元件的研制同油压元件相比面临许多新的挑战。要想切实有效的解决水液压传动中的技术难题，需要从水液压元件的结构设计、加工工艺、表面工程技术、材料、设计理论、及其合理的配置等多方面进行改进，才能达到类似于油压元件的性能要求。2.表面堆焊技术[1]堆焊是为了增大或恢复零部件尺寸或使焊件表面获得具有特殊性能的合金层而进行的焊接，是一种重要的但又常常不被理解的减少磨损的方法。耐磨堆

3、焊常与修理工作联系在一起，这种方法在原始设计和制造中也是非常经济的。堆焊是焊接技术领域的一个重要分支，在国民经济的各个部门获得广泛应用。在一些工业发达国家，每年堆焊在零件上的金属多达数万吨。对于大功率的水液压系统及元件表面堆焊技术具有广阔的应用前景。堆焊的最大优点是能充分发挥材料的性能优势，达到节约用材和延长零部件使用寿命等目的。常用的堆焊方法有，手工电弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、埋弧自动堆焊、气体保护堆焊、等离子弧堆焊、振动电弧堆焊、激光堆焊等。目前应用最为广泛的是手工电弧堆焊和氧乙炔焰堆焊。3．表面堆焊技术在水液压元件设计中的应用3.1水液压控制阀中的

4、应用在水液压元件特别是控制元件中，气蚀很容易产生，阀芯和阀座等是受气蚀侵蚀和磨损最严重零件，很容易导致阀功能的失效。通过表面堆焊技术，如在阀芯的表面堆焊一层耐气蚀和抗磨损的高铬马氏体钢等材料，不但可以有效提高阀芯的抗气蚀和耐磨损能力，同时也解决了阀芯整体采用合金钢的经济性问题。3.2纯水液压泵中的应用齿轮是纯水液压齿轮泵中的主要工作部件，齿轮磨损或损坏，齿轮泵就不能正常工作。我们在报废的轴向柱塞泵中，往往会看到缸体柱塞孔中的金属表面有小块小块的剥落现象；在齿轮泵内，可以看到“气穴”对浮动侧板产生的损伤；叶片泵内的“气穴”现象使转子的叶片槽内出现明显的

5、波纹，造成叶片运行不稳定，旋转时跳动等[2]。因此我们可以在纯水液压泵易发生磨损和气蚀侵蚀的地方，堆焊一层抗气蚀和耐磨损的合金钢就可以大大提高纯水液压泵的工作寿命，可以达到定点施工，对症下药的效果，也是十分经济有效的方法。4．表面堆焊技术在水液压元件修复中的应用由于水的特性，纯水液压元件的材料大多采用抗腐蚀和耐磨损的材料，其价格远远高于油液压元件，因此对纯水液压元件修复是必要的。许多纯水液压元件为了降低元件的制造成本及又要满足其工况的需要，往往采用表面镀、热喷涂、表面堆焊等表面工艺使工件表面形成保护层，以达到工作要求及节约成本的目的。在传统的液压元件

6、修复中大多采用研磨的方法进行修复，因为经检测表明，这些配件在磨损和腐蚀后，大都具有3～4次修复的加工余量[3]，因此对其进行研磨修复是可行的。而对于纯水液压元件其表面保护层经过磨损后已经不具备研磨的条件。因此必须采用新的方法，表面堆焊技术可以解决经过严重磨损而基体暴漏的问题，使其恢复原有的保护膜。4.1对纯水液压泵的修复1．齿轮泵使用较长时间后，齿轮各相对滑动面产生磨损和刮伤。端面的磨损导致轴向间隙增大，齿顶圆的磨损导致径向间隙增大，齿形的磨损使噪声增大。齿轮泵内泄漏增大，工作效率直线下降。磨损拉伤不严重时可稍加研磨抛光再用，磨损较为严重时可以采用堆

7、焊技术进行修复。而值得注意的是以上情况也可以通过其它表面工艺进行修复如电镀等，然而对于齿轮断齿现象，是其它表面工艺很难修复的。堆焊技术不但可以修复齿轮断齿现象，而且其工作性能不受影响[4-5]，这是堆焊技术的一个最大优点。2.柱塞泵中的柱塞以及液压缸的活塞杆的修复，在纯水液压传动中由于水的润滑性差，经常会产生干摩擦现象，长时间工作的柱塞和活塞杆上面会有刮痕和犁沟现象，导致端面密封性差，工作压力上不去，严重时使整个柱塞泵报废，通过堆焊技术在其有刮痕和犁沟的地方进行堆焊修复，堆焊后进行表面打磨和精磨加工使其恢复表面精度达到工作要求。在水液压元件中还有很多

8、可以通过堆焊技术进行修复的，如叶片泵的叶片、转子、齿轮轴、液压阀芯、配流盘、衬板、止推板及回程盘等。通过选用