一种增压器主轴的连续驱动摩擦焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于增压器的制造领域，具体涉及一种增压器主轴的连续驱动摩擦焊接方 法。
【背景技术】
[0002] 增压器的主轴属于增压器的核心零件，工作时，其转速往往会达到数万转，甚至数 十万转，属于高转速零件。它是由涡轮和光轴焊接在一起，再经过机械加工而成，为了满足 其使用要求，必须要使焊缝达到一定的焊接强度值。其中，涡轮材料一般选用具有较高高温 强度的K18B通过铸造而成，光轴材料一般选用经过调质处理的42CrM〇A棒料，这两种材料 的热物理性能、高温力学性能差异很大，属于异种金属的焊接。异种金属摩擦焊接在过程中 容易使高温力学性能差的一端材料流失较快，造成摩擦生热不足，焊缝不能充分熔合，容易 造成焊缝缺陷而造成焊缝强度低，达不到要求的焊接强度值。
[0003]目前，国内外摩擦焊接方式主要分为连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊。采用连续驱 动摩擦焊接的方法对涡轮轴进行焊接时，一般采用PLC或计算机进行控制，控制焊接过程 中的焊接转速、焊接压力和焊接时间，通过对这些焊接参数的控制来完成焊接过程。
[0004] 但是，国、内外对于摩擦焊接参数的选用还没有统一的计算方法和选择原则。对于 每种直径和焊接结构形式的涡轮轴焊接只能依据人员的经验，并通过进行数次的焊接和拉 力实验才能获得满足焊接强度的焊接参数。而且，对于焊接这种高温性能差异较大的铸态 涡轮和调质态的结构钢的摩擦焊接，为了得到合格的焊接质量，往往需要进行大量的焊接 试验，这样，其试验成本和时间成本较高，不利于成本控制。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种增压器主轴的连续驱动摩擦焊 接方法。本方法可以根据零件的焊接直径设计出一组焊接参数，并且通过对这组焊接参数 对零件进行焊接能满足规定的焊接强度要求。
[0006] 本发明的目的是这样实现的：
[0007] -种增压器主轴的连续驱动摩擦焊接方法，准备涡轮和光轴作为焊接用的零件， 涡轮的材料为铸态的K18B，光轴的材料为调质态的42CrM〇A，涡轮和光轴的焊接直径为 25- 55mm，
[0008] 焊接转速的确定方法如下：
[0009] 采用焊接处线速度表征焊接转速，对于焊接直径位于巾25-巾35mm直径范围的零 件，焊接转速选用范围V= 0.6-0. 5 (m/s);对于焊接直径位于巾35-巾45mm直径范围的零 件，焊接转速选用范围^ = 0.55-〇.45〇11/8);对于焊接直径位于巾45-巾551111]1直径范围的 零件，焊接转速选用范围V= 〇. 5-0. 4 (m/s);
[0010] 焊接压力的确定方法如下：
[0011] 对于焊接直径位于巾25-巾40mm直径范围的零件，焊接压力选用范围P= 600-650MPa;对于焊接直径位于(640-(1) 55mm直径范围的零件，焊接压力选用范围P= 550_600Mpa;
[0012] 焊接时间的确定方法如下：
[0013] 对于焊接直径位于巾25-<i>40mm直径范围的零件，焊接时间选用范围t= 5-10s; 对于焊接直径位于巾40-巾55臟直径范围的零件，焊接时间选用范围t= 10-20s。
[0014] 为了提高焊接质量，优选地，确定焊接转速时，当零件的焊接直径趋近所处直径范 围的较小端值时，焊接转速趋近对应选用范围的较大端值；当零件的焊接直径趋近所处直 径范围的较大端值时，焊接转速趋近对应选用范围的较小端值。
[0015] 为了进一步提高焊接质量，进一步优选地，所确定焊接转速分割对应选用范围的 比例与零件的焊接直径分割所处直径范围的比例相同。
[0016] 为了提高焊接质量，优选地，确定焊接压力时，当零件的焊接直径趋近所处直径范 围的较小端值时，焊接压力趋近对应选用范围的较小端值；当零件的焊接直径趋近所处直 径范围的较大端值时，焊接压力趋近对应选用范围的较大端值。
[0017] 为了进一步提高焊接质量，进一步优选地，所确定焊接压力分割对应选用范围的 比例与零件的焊接直径分割所处直径范围的比例相同。
[0018] 为了提高焊接质量，优选地，确定焊接时间时，当零件的焊接直径趋近所处直径范 围的较小端值时，焊接时间趋近对应选用范围的较小端值；当零件的焊接直径趋近所处直 径范围的较大端值时，焊接时间趋近对应选用范围的较大端值。
[0019] 为了进一步提高焊接质量，进一步优选地，所确定焊接时间分割对应选用范围的 比例与零件的焊接直径分割所处直径范围的比例相同。
[0020] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
[0021] 本
【发明内容】
是建立在长期实验数据的基础上，通过归类总结和实验验证的方法建 立起焊接参数与被焊零件的结构形状和尺寸的内在联系。通过这种内在的关系，能够实现 快速设计出不同焊接直径（范围在(625-0 55之内）零件的焊接参数。使用这组焊接参数 焊接的零件能满足焊接强度的要求。
[0022] 这种方法能在一定的范围内（焊接直径在(625-巾55,焊接材料分别为铸态的 K18B和调质态的42CrM〇A)，根据零件的焊接结构和尺寸设计出一组焊接参数，并且通过对 这组焊接参数的焊接试验能满足规定的焊接强度要求。按照此方法设计的焊接参数能满 足焊接直径在(625-(655范围内的主轴摩擦焊接，通过这种方法，我们验证了直径为巾25、 伞30、巾40、巾42、巾45、(650及(655等直径的焊接参数，其焊接强度均能满足规定的强度 要求，说明此焊接方法效果明显。通过此方法的应用，能在很大程度上减少焊接试验过程的 零件浪费和时间浪费，同时也是首次提出一种采用理论计算设计摩擦焊接参数的方法。
【具体实施方式】
[0023] 一种增压器主轴的连续驱动摩擦焊接方法，准备涡轮和光轴作为焊接用的零件， 涡轮的材料为铸态的K18B，光轴的材料为调质态的42CrM〇A，涡轮和光轴的焊接直径为 25- 55mm，
[0024] 焊接转速的确定方法如下：
[0025]采用焊接处线速度表征焊接转速，对于焊接直径位于巾25-巾35mm直径范围的零 件，焊接转速选用范围V = 0.6-0. 5 (m/s);对于焊接直径位于巾35-巾45mm直径范围的零 件，焊接转速选用范围^ = 0.55-〇.45〇11/8);对于焊接直径位于巾45-巾551111]1直径范围的 零件，焊接转速选用范围V = 〇. 5-0. 4 (m/s);
[0026] 优选地，确定焊接转速时，当零件的焊接直径趋近所处直径范围的较小端值时，焊 接转速趋近对应选用范围的较大端值；当零件的焊接直径趋近所处直径范围的较大端值 时，焊接转速趋