硅油减震器壳体的焊接成型方法及实现该方法的装置与流程

本发明涉及硅油减震器壳体加工技术领域，尤其涉及一种硅油减震器壳体的焊接成型方法及实现该方法的装置。

背景技术：

当前市场上的硅油减震器壳体主要材质分两种，一种是铸铁，一种是钢。钢的减震器壳体主要的加工工艺有三种一种是旋压，一种是锻造，一种是焊接。旋压在此领域的加工虽然比锻造效率高但是成品率低，加工工艺复杂对人员的技术水平要求很高。锻造加工周期长，废料多，能源消耗大，成本高。焊接目前主要是焊道有气孔夹渣裂痕等问题，由于硅油减震器是发动机上的安全部件，传统焊料焊接的减震器壳体废品率高，安全风险大。

钢件的硅油减震器壳体目前来看还是焊接的工艺成本最低。引进新的材料融合技术来实现硅油减震器壳体的加工将会有着良好的发展前景。

摩擦焊接技术是实现焊接的固态焊接方法。在压力作用下，是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。

现有硅油减震器壳体焊接工艺存在的焊道有夹渣、气孔、裂痕、焊接不牢、环境污染，缺陷风险高，减震器硅油渗漏造成安全事故，人员技能要求高，效率低、废品率高。

技术实现要素：

本发明为解决上述问题，提供一种硅油减震器壳体的焊接成型方法及实现该方法的装置，对毛坯的要求低，操作简单，节能环保，提高工作效率，保证加工质量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：硅油减震器壳体的焊接成型方法，包括如下步骤：A.冲孔落料:采用热轧钢板，用冲床对热轧钢板进行冲中孔落料,获得圆形板料；B.抽深成型:将下好的圆形板料，用四柱液压机床进行抽深成型，得到毛坯一；C.车床下环料：用车床将无缝管切割下料，得到毛坯二，切口平整光滑无毛刺；D.摩擦焊接：旋转卡盘与摩擦焊机主轴端部连接，利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，把毛坯一夹紧；毛坯二夹持在顶锻轴的卡紧体内；旋转卡盘带动毛坯一高速旋转，转速1000r/min，毛坯二在顶锻轴的作用下轴向移动，向毛坯一靠拢并接触，进行一级摩擦；一级摩擦时间8s,随后进入二级摩擦,进给速度0.5mm/s，毛坯一和毛坯二继续高速旋转摩擦，转速1400r/min，二级摩擦时间16s；当摩擦焊接区的温度分布、变形达到1100℃-1180℃，开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力1500KN，顶锻时间为10s；在顶锻过程中及顶锻后保压过程中，焊合区金属通过相互扩散与再结晶，使毛坯一与毛坯二牢固焊接在一起，从而完成整个焊接过程。

进一步的，冲孔落料:采用5mm厚的热轧钢板，用200吨冲床对热轧钢板进行冲中孔落料,获得圆形板料。

进一步的，抽深成型:将下好的圆形板料，用250吨四柱液压机床进行抽深成型，得到毛坯一。

进一步的，车床下环料：用车床将壁厚5mm的无缝管切割下料，得到毛坯二，切口平整光滑无毛刺。

用于实现硅油减震器壳体的焊接成型方法的装置，包括顶锻轴和旋转卡盘；旋转卡盘包括卡盘体和活动卡爪，卡盘体为圆锥体结构，锥度为3-5°，卡盘体的中心开设有通孔，卡盘体上环绕着通孔120°均布开设有三条槽，槽内均安装有活动卡爪，活动卡爪的材质为高锰钢，活动卡爪上开设有螺栓孔，活动卡爪与毛坯一的卡紧处为弧状且设有螺纹，弧度为2-3°；旋转卡盘与摩擦焊机主轴端部连接；顶锻轴包括轴体和卡紧体，轴体为圆柱体结构，卡紧体弧状结构，弧度为70-90°，卡紧体的材质为高锰钢，三块卡紧体环绕安装在轴体上构成圆锥体结构，锥度为2-5°。

进一步的，卡盘体的锥度为4°。

进一步的，卡紧体的弧度为80°。

进一步的，卡紧体构成的圆锥体的锥度为3°。

本发明焊接效率高、节能、环保、对人员要求低可实现自动化生产，最重要的是焊接效果好，焊接强度高，不会有夹渣气孔等缺陷。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是毛坯一结构示意图；

图3是毛坯二结构示意图；

图4是顶锻轴的结构示意图；

图5是旋转卡盘的结构示意图。

其中：1、毛坯一，2、毛坯二，3、顶锻轴，4、旋转卡盘，5、轴体，6、卡紧体，7、卡盘体，8、活动卡爪。

具体实施方式

下面结合附图1-5对本发明的具体实施方式作进一步说明。

硅油减震器壳体的焊接成型方法，包括如下步骤：A.冲孔落料:采用5mm厚的热轧钢板，用200吨冲床对热轧钢板进行冲中孔落料,获得圆形板料；B.抽深成型:将下好的圆形板料，用250吨四柱液压机床进行抽深成型，得到毛坯一1；C.车床下环料：用车床将壁厚5mm的无缝管切割下料，得到毛坯二2，切口平整光滑无毛刺；D.摩擦焊接：旋转卡盘4与摩擦焊机主轴端部连接，利用均布在卡盘体7上的活动卡爪8的径向移动，把毛坯一1夹紧；毛坯二2夹持在顶锻轴3的卡紧体6内；旋转卡盘4带动毛坯一1高速旋转，转速1000r/min，毛坯二2在顶锻轴3的作用下轴向移动，向毛坯一1靠拢并接触，进行一级摩擦；一级摩擦时间8s,随后进入二级摩擦,进给速度0.5mm/s，毛坯一1和毛坯二2继续高速旋转摩擦，转速1400r/min，二级摩擦时间16s；当摩擦焊接区的温度分布、变形达到1100℃-1180℃，开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力1500KN，顶锻时间为10s；在顶锻过程中及顶锻后保压过程中，焊合区金属通过相互扩散与再结晶，使毛坯一1与毛坯二2牢固焊接在一起，从而完成整个焊接过程。

用于实现硅油减震器壳体的焊接成型方法的装置，包括顶锻轴3和旋转卡盘4；旋转卡盘4包括卡盘体7和活动卡爪8，卡盘体7为圆锥体结构，锥度为3-5°，优选为4°，卡盘体7的中心开设有通孔，卡盘体7上环绕着通孔120°均布开设有三条槽，槽内均安装有活动卡爪8，活动卡爪8的材质为高锰钢，活动卡爪8上开设有螺栓孔，活动卡爪8与毛坯一1的卡紧处为弧状且设有螺纹，弧度为2-3°；旋转卡盘4与摩擦焊机主轴端部连接；顶锻轴3包括轴体5和卡紧体6，轴体5为圆柱体结构，卡紧体6弧状结构，弧度为70-90°，优选为80°，卡紧体6的材质为高锰钢，三块卡紧体6环绕安装在轴体5上构成圆锥体结构，锥度为2-5°，优选为3°。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。