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大型液压机缸体制造技术

对于工作压力高于30 MPa的高压液压缸，铸钢件内部质量难以满足设计的承压要求。经分析，铸钢件缸体在铸造过程中不可避免的存在非金属夹杂物，夹杂物会降低钢的力学性能，尤其是对韧性的削弱作用较大。且铸钢件内部还存在不可避免的气孔、砂眼、缩孔等微小铸造缺陷，在使用时由于振动产生的应力、材料的疲劳极限及缸体内部应力释放等因素，缸体内部缺陷会逐渐扩散至表面，产生裂纹。

为了减少这种内部缺陷，采用锻造方式制造缸体是比较理想的选择。锻造优点是锻件内部微密组织比较均匀，性能高于铸钢件及焊接件。与铸钢件相比，锻钢件金属纤维组织连续性、致密性、机械性能及使用寿命均更好，但缺点是锻钢件不能完全锻出缸体内腔形状，对于大型缸体，锻件毛坯重量约为3~4倍的工件净重，因此制造成本非常高。而锻焊结合的方式不但能够使缸体具有锻钢件的组织结构，又可以减少锻钢件毛重，是一种优化的结构方法。

锻焊结合技术是由锻造筒节经焊接而成一种工件的制造方法。缸体的锻焊结合技术就是将缸体分为缸筒和缸底两部分，分别采用锻钢件，经粗加工后，再焊接在一起，进行精加工，最终得到的缸体具有较好的组织结构及机械性能，又能降低制造成本。

这种技术的制造难度主要集中在坡口焊缝质量上，对于厚壁锻件焊接，坡口设计为窄间隙小角度坡口焊接形式，须采用专用窄间隙焊接设备完成，且需在坡口反向进行清根处理，去除焊接根部的缺陷。通过采用一种凹形垫板免清根的坡口焊接形式，再结合自动埋弧焊，调整焊接角度位置，从而完成窄间隙坡口焊接，严格控制焊前预热温度、焊接层间温度和焊后分层退火缓冷的方式，再通过加工去除焊接底部容易出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷区域，缸体内外焊缝区域表面进行磁粉探伤检验，无裂纹缺陷，保证了锻焊结构缸体的制造质量。

压力测试结果表明，当压力为42 MPa，保压时间30min时,缸体无泄漏发生，证明满足设计要求。

该缸体结构及制造方法可推广应用在大型厚壁合金钢锻件的焊接中，用以替代窄间隙焊接专用设备。采用自动埋弧焊接，可以保证焊接质量。

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