[实用新型]一种焊接式整体锻钢活塞

说明书

本实用新型公开了一种焊接式整体锻钢活塞，包括锻造而成的活塞头部和活塞裙部，所述活塞头部和所述活塞裙部固定连接；所述活塞头部和所述活塞裙部之间形成封闭的冷却油腔，所述冷却油腔通过进油孔、出油孔与外部相通；所述活塞头部底端同心设置有环形内焊接肩A和外焊接肩A，所述活塞裙部顶端同心设置有分别与所述内焊接肩A和所述外焊接肩A匹配的环形内焊接肩B和外焊接肩B，所述内焊接肩A与所述内焊接肩B通过摩擦焊进行焊接，形成主焊缝；所述外焊接肩A与所述外焊接肩B通过熔焊进行焊接，形成辅助焊缝。本实用新型提供了一种结构合理、安全可靠、生产效率较高的焊接式整体锻钢活塞。

技术领域

本实用新型涉及活塞制造技术领域，更具体的说是涉及一种焊接式整体锻钢活塞。

背景技术

活塞是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销轴传给连杆驱使曲轴旋转，活塞的失效会导致发动机失去动力，甚至导致整台发动机报废。

近十几年来，发动机设计、制造技术得以迅速提高，特别是柴油发动机都在向大功率、高负荷方向发展，强化程度不断提高，爆发力已经超过20MPa，同时排放要求越来越严格，铝材质已逐渐不能满足发动机高功率、高强度、的排放的要求。所以现在很多公司都在选用钢铁材料替代铝合金材料，特别是锻钢活塞材料的开发代表了当前活塞发展的方向。现在钢活塞主要有两种：一种是铰接摆体式，一种是整体锻钢的。铰接摆体式结构是活塞头部为锻钢，裙部为铝，分开加工后通过活塞销连接起来，这种活塞难以形成封闭的冷却油腔，活塞冷却效果差，同时因为需要更长的活塞销进行连接，总体重量也有所增加，现在在一些发达国家已经逐步淘汰。整体锻钢活塞一般是头部和裙部分别锻造经过粗加工后，通过某种方式组合形成一个整体。

中国专利CN 1610601A公开了一种制造锻钢活塞的方法，该方法是头部和裙部分别锻造，内冷油腔是在头部和裙部分别加工后通过摩擦焊接形成，头部和裙部两道端面焊缝一次焊接完成，焊接面积较大，受设备精度和能力的影响，大缸径活塞无法正常焊接。此外，大功率摩擦焊需要消耗很大的电量，浪费能源。

中国专利CN 102407431 B公开了一种带内冷油腔的热旋压制锻钢整体活塞制造工艺，该方法是整体毛坯加工出油道内侧部分和遮挡部位后，通过热旋压制对冷却油腔进行封闭。该工艺所需毛坯为一体结构，锻造工艺较复杂，由于活塞毛坯的壁厚较厚，热旋压制效率较低。在热旋压制过程中该实用新型提到需要旋压模，由于是封闭内冷油道，旋压模是如何工作及取出的未作说明，另外由于热旋压过程中的材料塑性变形，油道需要封闭或又很小的间隙，需要在加工油道遮挡部位加工精度较高。

因此，如何提供一种结构合理、安全可靠、生产效率较高的焊接式整体锻钢活塞是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种焊接式整体锻钢活塞，一方面，活塞头部及裙部毛坯采用分开锻造的方式，简化锻造工艺，并且对设备吨位的要求降低，从而减少设备成本的投入；另一方面，活塞头部及裙部的分开加工，还降低对设备、刀具的要求；同时，活塞头部和活塞裙部的两道焊缝只有内部一道焊缝用摩擦焊，降低对摩擦焊机功率的要求，从而使大缸径活塞能够使用较低功率的摩擦焊机焊接，降低了设备的投入，扩大了设备的使用范围；选用电子束焊接方式或氩弧焊焊接方式对活塞头部外围和活塞裙部外围进行焊接，形成辅助焊缝，增强焊接的可靠性。

本实用新型提供了一种焊接式整体锻钢活塞，包括锻造而成的活塞头部和活塞裙部，所述活塞头部和所述活塞裙部固定连接；所述活塞头部和所述活塞裙部之间形成封闭的冷却油腔，所述冷却油腔通过进油孔、出油孔与外部相通；所述活塞头部底端同心设置有环形内焊接肩A和外焊接肩A，所述活塞裙部顶端同心设置有分别与所述内焊接肩A和所述外焊接肩A匹配的环形内焊接肩B和外焊接肩B，所述内焊接肩A与所述内焊接肩B通过摩擦焊进行焊接，形成主焊缝；所述外焊接肩A与所述外焊接肩B通过熔焊进行焊接，形成辅助焊缝；