一种基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞及其加工方法与流程

文档序号:11816816阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞,包括活塞本体(1)和环形密封板(2),所述活塞本体(1)于活塞头部(10)设有内冷却油道(11)和燃烧室(12),所述内冷却油道(11)环绕燃烧室(12)设置,所述活塞头部(10)还设有与内冷却油道(11)相通的进油孔(15)和出油孔(16),其特征在于:所述内冷却油道(11)上端设有环状开口(13),所述环状开口(13)位于活塞头部(10)的顶端(17),所述环形密封板(2)嵌入所述环状开口(13)并通过激光焊接连接固定,对内冷却油道(11)上端密封,所述环形密封板(2)的内外圈分别与环状开口(13)的侧壁围成内环形通道(3)和外环形通道(4),所述内环形通道(3)和外环形通道(4)内均填充有用于构成激光焊接熔池的耐高温隔热环(5)。

2.根据权利要求1所述的基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞,其特征在于:所述环状开口(13)的侧壁上设有第一环槽,所述环形密封板(2)的内外圈设有第二环槽,所述第一环槽与第二环槽对接形成内环形通道(3)和外环形通道(4)。

3.根据权利要求2所述的基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞,其特征在于:所述环形密封板(2)设有一个注入孔(22)、一个排气孔(23)和两个连通孔(21),所述两个连通孔(21)的一端与内环形通道(3)连通,另一端与外环形通道(4)连通,所述注入孔(22)和排气孔(23)均自环形密封板(2)端面分别连通至一个连通孔(21)。

4.根据权利要求2所述的基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞,其特征在于:所述环形密封板(2)设有两个注入孔(22)、两个排气孔(23)和四个连通孔(21),两个连通孔(21)的一端与内环形通道(3)连通,另一端分别连通一个注入孔(22)和一个排气孔(23);另两个连通孔(21)的一端与外环形通道(4)连通,另一端分别连通一个注入孔(22)和一个排气孔(23)。

5.根据权利要求3或4所述的基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞,其特征在于:所述注入孔(22)和排气孔(23)朝向内冷却油道(11)内腔设置,所述注入孔(22)与进油孔(15)相对设置且排气孔(23)与出油孔(16)相对设置,或者所述注入孔(22)与出油孔(16)相对设置且排气孔(23)与进油孔(15)相对设置。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞,其特征在于:所述内冷却油道(11)与环状开口(13)相接的一端设有用于对环形密封板(2)形成辅助支撑的台阶(14)。

7.根据权利要求5所述的基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞,其特征在于:所述内冷却油道(11)与环状开口(13)相接的一端设有用于对环形密封板(2)形成辅助支撑的台阶(14)。

8.一种激光焊接成型内冷却油道的钢活塞加工方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:零件加工:包括锻造活塞本体(1)和加工环形密封板(2),在活塞本体(1)的活塞头部(10)加工内冷却油道(11)、燃烧室(12)和环状开口(13);

S2:激光焊接组装,包括以下分步骤:

S21:预热环形密封板(2)和环状开口(13)外圈,环状开口(13)外圈的预热温度高于环形密封板(2)的预热温度;

S22:将环形密封板(2)压入环状开口(13),使环形密封板(2)与环状开口(13)冷却至常温时环形密封板(2)与环状开口(13)的内外圈焊接对接接头均形成过盈配合;

S23:经环形密封板(2)向内环形通道(3)和外环形通道(4)内注入耐高温无机粉末溶液,静置后加热固化形成耐高温隔热环(5);

S24:对活塞头部(10)和环形密封板(2)进行焊前整体预热;

S25:对环形密封板(2)与环状开口(13)的内外圈焊接接头进行激光焊接,密封内冷却油道(11);

S26:焊后缓冷,并进入步骤S3;

S3:热处理:消除焊接应力,达到活塞机械性能要求;

S4:后加工:完成机械精加工和表面处理。

9.根据权利要求8所述的激光焊接成型内冷却油道的钢活塞加工方法,其特征在于:在步骤S1中,在环状开口(13)的侧壁上加工第一环槽,在环形密封板(2)的内外圈加工第二环槽,并在环形密封板(2)上加工注入孔(22)、排气孔(23)和连通孔(21);在步骤S22中,使第一环槽与第二环槽对接形成内环形通道(3)和外环形通道(4),并使注入孔(22)与进油孔(15)相对设置且排气孔(23)与出油孔(16)相对设置,或者使注入孔(22)与出油孔(16)相对设置且排气孔(23)与进油孔(15)相对设置。

10.根据权利要求9所述的激光焊接成型内冷却油道的钢活塞加工方法,其特征在于:在步骤S25中,先对环形密封板(2)与环状开口(13)的内圈焊接对接接头进行激光焊接,再对环形密封板(2)与环状开口(13)的外圈焊接对接接头进行激光焊接,且内、外圈的焊接进给方向相反。

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