一种焊接钢活塞的制作方法

1.本实用新型涉及发动机钢活塞生产技术领域，特别是涉及一种焊接钢活塞。


背景技术：

2.随着柴油机强化程度的不断提高，其爆发压力最大可达25mpa，而传统铝合金材质活塞最高只能承受18mpa爆发压力，无法满足使用需求，因此铝合金活塞逐渐被承压强度更高的锻钢活塞所取代。
3.目前，市面上的锻钢活塞主要有两种：第一种锻钢活塞如图1所示，活塞本体与环部采用激光焊接加工，顶部焊缝01位于油道和顶面之间，由于顶部焊缝设置在活塞高温处，因此易产生应力集中而发生开裂；第二种锻钢活塞如图2所示，其顶部焊缝01同样布置于油道和顶面之间，易产生应力集中和开裂，此外，一体式活塞内冷油腔采用勾形刀具加工而成，其工艺成本高，制造周期长。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种焊接钢活塞，其工艺简单，加工精度高，强度好，油腔冷却效果佳。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种焊接钢活塞，包括活塞头部和活塞裙部，所述活塞头部与所述活塞裙部的第一焊缝设于燃烧室与油腔之间，所述活塞头部与所述活塞裙部的第二焊缝设于油腔与活塞外圆之间，所述活塞头部设有用以定位所述活塞裙部外周面的定位环台。
6.优选地，所述第二焊缝水平设置。
7.优选地，所述第一焊缝和所述第二焊缝为激光焊缝或者电子束焊缝。
8.优选地，所述活塞头部的外周面开设用以定位第二焊缝的校准槽。
9.优选地，所述校准槽为具有v型纵截面的环状凹槽。
10.优选地，所述定位环台与所述活塞裙部过盈配合。
11.相对于上述背景技术，本实用新型提供的焊接钢活塞，活塞头部与活塞裙部之间焊接的第一焊缝设于燃烧室与油腔之间，第二焊缝设于油腔与活塞外圆之间，降低了装配前的加工难度，易于焊接，油道冷却效果更好，与此同时，焊缝避开了活塞高温区域，防止活塞焊接应力集中而开裂失效。此外，活塞头部设有定位环台，通过定位环台对与其装配的活塞裙部外圆进行定位和夹紧，提高了装配效率和焊接精度，安装更为牢固，提高了焊接质量。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据提供的附图获得其他的附图。
13.图1和图2为现有技术中锻钢活塞的剖视图；
14.图3为本实用新型所提供的焊接钢活塞的剖视图；
15.图4为图3的局部放大图；
16.图5为图3中活塞头部的剖视图；
17.图6为图3中活塞裙部的剖视图；
18.其中，1
‑
活塞头部、2
‑
活塞裙部、3
‑
燃烧室、4
‑
油腔、5
‑
活塞外圆、6
‑
定位环台、7
‑
第一焊缝、8
‑
第二焊缝、9
‑
校准槽。
具体实施方式
19.本实用新型的核心是提供一种焊接钢活塞，该活塞加工精度高、质量好，能够顺利实现活塞头部1和活塞裙部2的装配以及焊接和焊缝的质量检测。
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
22.请参考图3至图6，图3为本实用新型所提供的焊接钢活塞的剖视图；图4为图3的局部放大图；图5为图3中活塞头部的剖视图；
23.图6为图3中活塞裙部的剖视图。
24.本实用新型所提供的一种焊接钢活塞，包括活塞头部1和活塞裙部2，如图5和图6所示，活塞头部1与活塞裙部2的第一焊缝7设于燃烧室3与油腔4之间，如图3所示，具体地，两处第一焊缝7分别设于燃烧室3与油腔4之间连接的两个腔臂上，活塞头部1设有定位环台6，该定位环台6设置于活塞头部1的底部边缘且环向分布，定位环台6的内周面及外周面均为竖直且平滑的弧面，定位环台6的竖向内周面为第一配合端面，定位环台6与活塞裙部2的顶部相配合面为第二配合端面，活塞裙部2的顶部端面为平面，活塞裙部2靠紧装配至第二配合端面；焊接时，第二焊缝8设于定位环台6的第二配合端面与活塞裙部2的顶部的结合面上，如图4所示。活塞头部1与活塞裙部2装配后，沿活塞的第一焊缝7和第二焊缝8位置进行焊接。
25.本方案改进了传统活塞头部1与活塞裙部2相连接的两处焊缝位置，设置于燃烧室3与油腔4之间以及油腔4与活塞外圆5之间，避开了活塞高温区域，可以改善焊接应力集中而开裂失效的情况，冷却效果更好，降低了装配前的加工难度。另外，活塞头部1自带起定位、抱紧作用的定位环台6，活塞头部1和活塞裙部2装配时，起自定位功能，高温下涨紧安装，方便后续焊接加工。
26.优选的，第二焊缝8水平设置，以方便水平校准及焊接加工，提高加工效率和加工精度。
27.在一种较佳的实施例中，定位环台6与活塞裙部2过盈配合，过盈量可根据实际需求来设定，但应保证定位环台6与活塞裙部2紧配，以调节手动装配误差，提高装配精度；高
温下，定位环台6和活塞裙部2受高温膨胀，定位精度更高，焊接质量更好。
28.活塞头部1与活塞裙部2之间的第一焊缝7和第二焊缝8优选采用激光焊或者电子束焊加工，由此可以避免传统摩擦焊加工过程中油道内飞边的形成以及由此导致的油道冷却液填充效果不佳的问题，改善油道内道的成型结构以及油道冷却液的填充效果，进一步提升焊接精度。
29.在上述实施例的基础上，进一步地，可以在活塞头部1的外周面开设用以定位第二焊缝8的校准槽9，参考图4，该校准槽9为周向分布的槽体，校准槽9与第二焊缝8设置于同一水平线上，方便焊接时水平校准，同时保证活塞头部1和活塞裙部2装配的可靠性，可以对第二焊缝8进行焊接校准调整、跟踪，同时提高定位环台6的装配精度。
30.关于校准槽9的结构可以为多种，优选为具有v型纵截面的环状凹槽，校准槽9的v型尖端所处环线即作为第二焊缝8的基准线，从而提高第二焊缝8的加工准确度。
31.值得一提的是，在本实用新型的描述中，所采用的“上下”以及“顶底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是限定所指的元件或部分必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
32.以上对本实用新型所提供的焊接钢活塞进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。