根據(jù)生產(chǎn)線上對(duì)壓縮機(jī)故障的判斷,主要故障無能力、不啟動(dòng)、卡死的相關(guān)工序?yàn)槿ㄋ模c(diǎn)塞焊和上外罩環(huán)焊(以下簡(jiǎn)稱上環(huán)焊),均是熔焊工序。在所有三大類焊接方法中,也只有熔焊產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形最大。所以有必要對(duì)其進(jìn)行具體分析,探討問題發(fā)生的機(jī)理和應(yīng)該采取的對(duì)策及預(yù)防措施,以不斷降低產(chǎn)品不良率,減少生產(chǎn)損失,提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能。
在壓縮機(jī)塞焊和環(huán)焊過程中,由于被焊接的零件(母材)被其它零件在整體尺寸上已經(jīng)限制住了,形成了拘束條件:同時(shí),熔焊所產(chǎn)生的高溫足以使母材產(chǎn)生劇烈熱膨脹并達(dá)到屈服極限。另外,熔焊所產(chǎn)生的高溫液態(tài)金屬很大程度上抵消了母材受熱所產(chǎn)生的膨脹趨勢(shì),也就使彈性變形量相對(duì)減少,從而使母材冷卻后將絕大部分膨脹趨勢(shì)轉(zhuǎn)化成縮短趨勢(shì),最終加劇了殘余應(yīng)力和變形的影響程度。所以壓縮機(jī)塞焊和環(huán)焊不僅存在上述兩個(gè)形成殘余應(yīng)力和變形的條件,而且液態(tài)金屬對(duì)膨脹趨勢(shì)的吸收,更加劇了殘余應(yīng)力和變形的程度。因此可以推斷:如果在拘束條件下,焊縫翹曲變形趨勢(shì)將轉(zhuǎn)化為向下的變形趨勢(shì)或向下的推應(yīng)力。
壓縮機(jī)的塞焊點(diǎn)和環(huán)焊縫的殘余應(yīng)力和變形從微觀上看是遵循上述變形規(guī)律的,但宏觀上表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就不盡相同。首先以轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)三點(diǎn)塞焊的塞焊點(diǎn)為例,該焊點(diǎn)剖面呈三角形,經(jīng)過上述焊接熱應(yīng)變循環(huán)后內(nèi)部殘余較大的拉應(yīng)力,被焊接的母材一筒體和氣缸均被拉向焊點(diǎn)中心;同時(shí),三角形焊點(diǎn)的兩個(gè)邊的收縮應(yīng)力受到了母材的拘束,但在外側(cè)的邊由于沒有受到拘束而產(chǎn)生收縮變形,也就有翹曲變形。
由于壓縮機(jī)筒體為圓桶形、剖面為圓形,焊點(diǎn)的橫向收縮使該圓周長(zhǎng)變短、半徑縮小,而且由于翹曲變形的存在,使得焊點(diǎn)相對(duì)于原始位置向壓縮機(jī)中心移動(dòng)、并伴隨指向壓縮機(jī)軸心的推應(yīng)力。三個(gè)塞焊點(diǎn)的這種由收縮拉應(yīng)力而引起的指向壓縮機(jī)軸心的推應(yīng)力及其引發(fā)同方向的變形,將全部作用在轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的氣缸上。轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)氣缸的形狀及三點(diǎn)塞焊焊點(diǎn)的位置在圓周上沒有對(duì)稱分布,這樣就會(huì)使氣缸在三個(gè)塞焊點(diǎn)殘余推應(yīng)力(變形)作用下偏離原有的中心位置。這就使得與氣缸相聯(lián)接的曲軸電機(jī)轉(zhuǎn)子組件也偏移了原有的中心。