油量控制套筒焊接工艺的探讨

摘要

本文探讨了柴油机喷油泵系统油量控制套筒焊接工艺。 在柴油机喷油泵系统中，油量控制套筒是控制油量大小的关键部件，对柴油机燃油喷油量的调整与控制质量起作用。为了降低生产成本，提高工艺先进性，在PW2000新型油泵中，将油量控制套筒原来的齿条-齿杆结构改为钢球-拉杆结构，油量控制套筒上钢球的硬度和钢球与套筒之间的形位公差有严格的技术要求。由于目前现有的加工手段很难直接在套筒上加工出钢球来，因此，钢球与套筒的连接工艺就成为设计生产中的关键。通过查询有关资料和数据，参考国内外相近产品的制造工艺，选择焊接作为连接手段。 首先,在理论上对油量控制套筒的焊接方法进行了分析，通过对各类焊接方法的比较筛选，最后确定了六种焊接方法为主要试验方法，这六种方法分别是：直接点焊、点焊钎焊、高频钎焊、纳米材料钎焊、氨分解保护气氛钎焊和激光焊接。在理论分析的基础上，初步建立了保护气氛钎焊和激光焊接的理论模型。 在试验过程中，首先确定油量控制套筒和钢球材料为20＃碳素钢和轴承钢GCr15后，做了套筒和钢球的材料成分分析试验。然后进行各项工艺实验，通过55Kg抗静弯试验进行工艺优化选择。在钎焊工艺参数试验中包括钎焊二次电压的确定试验、钎焊焊接周期的选择试验、电极间压力的确定试验、钎焊中钎料的选择试验。引入激光焊接后，进行了不锈钢丝及光斑选择试验、对焊接类型进行了判断，选择并计算了焊接功率和速度。完成了钎焊和激光焊接样品的抗拉对比试验。同时, 拍摄了焊接形貌及焊点的金相照片，对焊接的热影响区进行详细分析，做了激光焊接的热影响区的硬度曲线，最后对两种焊接面积及效果等作了对比分析。 由于油量控制套筒的偏心结构，为了进行激光焊接和抗拉试验，专门设计了两套专用夹具。经过大量的实验数据和理论分析，作者不仅为油量控制套筒的现行生产找到了目前最可行的焊接方法—氨分解保护气氛钎焊，并将确定好的工艺参数应用于我公司的生产实践，同时还将钎焊焊接结果在理论上予以验证。 由于采用钎焊工艺焊接时，GCr15轴承钢的钢球经过了高温退火，硬度达不到设计要求，必须要再经过重新处理才能满足硬度要求，使生产工艺相对复杂。为了能简化生产工艺，通过相关的试验寻到了油量控制套筒更加好的焊接工艺—激光焊接，为公司生产工艺的进一步提高指明了方向。