CN219746843U - 钢活塞的焊接支撑机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种钢活塞的焊接支撑机构，用于钢活塞的活塞头部和活塞裙部的焊接，所述活塞头部套设于所述活塞裙部的顶端外并形成冷却油腔，所述钢活塞的焊接支撑机构包括挡圈及支撑组件；所述挡圈用以设置在所述冷却油腔内，并贴附于焊缝处；所述支撑组件用以伸入所述冷却油腔，以支撑所述挡圈。与现有技术相比，本实用新型提供的钢活塞的焊接支撑机构可以进一步保护所述冷却油腔的表面光滑、整洁，降低存在熔珠掉落在内燃机缸套内对活塞与缸套、活塞与活塞环等配合运动件产生恶劣影响的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及活塞生产加工技术领域，尤其涉及一种钢活塞的焊接支撑机构。
背景技术
目前，随着国家国Ⅵ排放的升级，内燃机活塞的燃爆压力不断提高，已经由传统铝合金活塞转为更经久耐用的全钢活塞。受制于活塞的冷却油腔，活塞需经焊接封闭油腔，通常采用穿透焊接的方式，将活塞头部和活塞裙部焊接。然而该种焊接方式会由于根部能量的不稳定形成大量的熔珠附着在油腔内壁上，同时击穿油腔对侧，即使后期通过高压油清洗，也只能清除部分熔渣，且不能修复已损伤油腔，着附在油腔内侧的熔珠一旦在内燃机长期的运行过程中掉落，势必会对活塞与活塞环、活塞与缸套等配合件造成影响，进而造成内燃机产生窜气、拉缸等失效的风险。同时穿透焊接所产生的背面凸起，在一定程度上会影响到活塞内冷油腔冷却油的震荡效果。
现有技术中，公开号CN113482794A公开了一种内燃机钢活塞的挡渣芯，该结构可以吸收部分熔珠，但在设计中留有集渣槽，在其集渣槽范围内仍然会形成散落的熔珠，同时会产生背面凸起，在成品时，其仍然有少量熔珠及影响冷却油震荡的背面凸起。
实用新型内容
针对现有技术中的挡渣芯虽然能吸收部分熔珠，但活塞加工完成后仍然会存在少量熔珠以及背面凸起的技术问题。本实用新型提供了一种钢活塞的焊接支撑机构，其能更好的避免活塞在加工完成后，活塞的冷却油腔内壁存在熔珠以及背面凸起。
一种钢活塞的焊接支撑机构，用于钢活塞的活塞头部和活塞裙部的焊接，所述活塞头部套设于所述活塞裙部的顶端外并形成冷却油腔，所述钢活塞的焊接支撑机构包括挡圈及支撑组件；
所述挡圈用以设置在所述冷却油腔内，并贴附于焊缝处；
所述支撑组件用以伸入所述冷却油腔，以支撑所述挡圈。
优选的，所述支撑组件设置有两组；
一组所述支撑组件经所述活塞裙部的进油孔伸入所述冷却油腔，支撑所述挡圈；
另一组所述支撑组件经所述活塞裙部的出油孔伸入所述冷却油腔，支撑所述挡圈。
优选的，所述挡圈贴附于顶部焊缝处。
优选的，所述挡圈的宽度大于顶部焊缝宽度。
优选的，还包括与所述活塞裙部相匹配的止口盘，所述支撑组件设置于所述止口盘上。
优选的，所述支撑组件包括第一支撑件、第二支撑件、弹性连接件；
所述第一支撑件伸入所述冷却油腔中，以支撑所述挡圈；
所述第二支撑件设置于所述第一支撑件底部，且所述第二支撑件与所述第一支撑件通过所述弹性连接件连接。
优选的，所述第二支撑件的顶部开设有凹槽；
所述第一支撑件的底部部分伸入所述凹槽中；
所述弹性连接件为弹簧，且所述弹性连接件位于所述凹槽中，所述弹性连接件两端分别连接所述第一支撑件、所述第二支撑件。
优选的，所述挡圈为覆膜砂挡圈。
优选的，所述挡圈包括沿周向分段设置的多个挡圈单元，所有所述挡圈单元首尾依次连接形成环状的所述挡圈。
与现有技术相比，本实用新型提供的钢活塞的焊接支撑机构，用于钢活塞的活塞头部和活塞裙部的焊接，所述活塞头部套设于所述活塞裙部的顶端外并形成冷却油腔，所述钢活塞的焊接支撑机构包括挡圈及支撑组件；所述挡圈用以设置在所述冷却油腔内，并贴附于焊缝处；所述支撑组件用以伸入所述冷却油腔，以支撑所述挡圈。所述钢活塞的焊接支撑机构可以进一步保护所述冷却油腔的表面光滑、整洁，降低存在熔珠掉落在内燃机缸套内对活塞与缸套、活塞与活塞环等配合运动件产生恶劣影响的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种实施例提供的钢活塞的焊接支撑机构安装于钢活塞上的结构示意图；
图2为图1所示结构中顶部焊缝、挡圈处的局部放大图；
图3为一种实施例提供的挡圈的主视图；
图4为图3所示挡圈的剖视图；
图5为一种实施例提供的挡圈放置于活塞裙部的结构示意图；
图6为图5所示结构装配活塞头部后的结构示意图；
图7为将支撑组件、止口盘装配于图6所示结构中的结构示意图；
图8为一种实施例提供的钢活塞的仰视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当部件被称为“固定于”、“安装于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者间接设置在另一个部件上；当一个部件与另一个部件“连接”，或一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或间接连接至另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
本实用新型提供了一种钢活塞的焊接支撑机构，用于钢活塞的活塞头部和活塞裙部的焊接，所述活塞头部套设于所述活塞裙部的顶端外并形成冷却油腔，所述钢活塞的焊接支撑机构包括挡圈及支撑组件；所述挡圈用以设置在所述冷却油腔内，并贴附于焊缝处；所述支撑组件用以伸入所述冷却油腔，以支撑所述挡圈。所述钢活塞的焊接支撑机构可以进一步保护所述冷却油腔的表面光滑、整洁，降低存在熔珠掉落在内燃机缸套内对活塞与缸套、活塞与活塞环等配合运动件产生恶劣影响的风险。
请结合参阅图1至图4。本实施例提供了一种钢活塞的焊接支撑机构100，用于钢活塞200的活塞头部210和活塞裙部220的焊接，所述活塞头部210套设于所述活塞裙部220的顶端外并形成冷却油腔230。
所述钢活塞的焊接支撑机构100包括挡圈10及支撑组件20。所述挡圈10用以设置在所述冷却油腔230内，并贴附于焊缝240处。所述支撑组件20用以伸入所述冷却油腔230，以支撑所述挡圈10。
可以理解的是，现有技术中通过内燃机钢活塞的挡渣芯虽然能够吸收部分熔珠，但在集渣槽位置仍然会产生少量熔珠粘附在焊缝的左右两侧，并且仍然会存在背面凸起。
而本实施例中通过所述钢活塞的焊接支撑机构100的设置，在焊接过程中，因所述挡圈10与所述钢活塞200贴合，从而能完全吸收穿透焊接所带来的熔珠和击穿对面的能量，不会产生熔珠和击穿对面的现象。并且通过所述挡圈10能够完全约束焊缝熔液的流动，保证熔液在活塞本体内流动，不会造成本体材料浪费，同时保证焊缝背面不会产生凸起，更好的保护了油腔的原始设计，最大程度实现了产品设计意图。同时通过所述支撑组件20能良好的支撑所述挡圈10，让所述挡圈10与所述钢活塞200完美的贴合。
优选的，在一种实施例中，所述支撑组件20设置有两组，一组所述支撑组件20经所述活塞裙部220的进油孔250伸入所述冷却油腔230支撑所述挡圈10，另一组所述支撑组件20经所述活塞裙部220的出油孔260伸入所述冷却油腔230支撑所述挡圈10。通过此种结构可以更好的保障对所述挡圈10的支撑效果，避免所述挡圈10发生偏斜。
优选的，在一种实施例中，所述挡圈10贴附于顶部焊缝241处。从而通过所述支撑组件20能对所述挡圈10进行更好的支撑，同时也降低了所述钢活塞的焊接支撑机构100的安装难度。当然，在其他实施例中，所述挡圈10也可贴附于侧面焊缝242处，所述支撑组件20可设置相应的结构进行支撑。
优选的，在一种实施例中，如图2所示，所述挡圈10的宽度大于顶部焊缝241的宽度，从而可以让所述挡圈10与所述钢活塞200更好的贴合，使得在焊接过程中熔液的流动会在活塞本体内完成，不会在所述顶部焊缝241背面形成凸起，也保证了焊接能量不能穿透所述挡圈10，从而不会产生击伤油腔另一侧和产生大量熔珠的现象。
优选的，在一种实施例中，所述钢活塞的焊接支撑机构100还包括与所述活塞裙部220相匹配的止口盘30，所述支撑组件20设置于所述止口盘30上。通过所述止口盘30能更好的支撑所述支撑组件20，更好的保障所述支撑组件20对所述挡圈10的支撑效果。
优选的，在一种实施例中，所述支撑组件20包括第一支撑件21、第二支撑件22、弹性连接件23，所述第一支撑件21伸入所述冷却油腔230中以支撑所述挡圈10。所述第二支撑件22设置于所述第一支撑件21底部，且所述第二支撑件22与所述第一支撑件21通过所述弹性连接件23连接。其中，弹性连接件指的是：受力后能发生弹性形变，并且当受力减小或消除后，能恢复状态的部件。通过此种结构对所述挡圈10进行弹性支撑，可以进一步的确保所述挡圈10与所述钢活塞200的完美贴合。
优选的，在一种实施例中，所述第二支撑件22的顶部开设有凹槽221，所述第一支撑件21的底部部分伸入所述凹槽221中。所述弹性连接件23为弹簧，且所述弹性连接件23位于所述凹槽221中，所述弹性连接件23两端分别连接所述第一支撑件21、所述第二支撑件22。通过此种结构，可以更好的保障所述第一支撑件21、所述第二支撑件22之间的弹性连接的可靠性。
可以理解的是，所述挡圈10为可清理材料制成，当所述钢活塞200焊接完成后，所述挡圈10能顺利排出所述冷却油腔230。优选的，在一种实施例中，所述挡圈10为覆膜砂挡圈。即所述挡圈10可通过设计专用模具通过液压设备压制覆膜砂成型，形成砂芯挡圈。在所述钢活塞200焊接完成后，可以通过震砂的方式将所述挡圈10从所述进油孔250、所述出油孔260带出。当然，在其他实施例中，所述挡圈10也可采用氧化锆等熔点高于中碳钢熔点的砂芯。甚至在其他实施例中，所述挡圈10可采用水溶性、油溶性或者能够被压缩气体冲击散落的材料。
所述支撑组件20采用弹性支撑结构，适应性更强，无需制造复杂砂芯，且所述支撑组件20对焊接过程中熔液流动起到了增益作用。
优选的，在一种实施例中，所述挡圈10包括沿周向分段设置的多个(至少两个)挡圈单元，所有所述挡圈单元首尾依次连接形成环状的所述挡圈10。也就是说，在一种实施例中，所述挡圈10可采用分体结构。从而当整体的所述挡圈10不利于装配进所述冷却油腔230时，可通过两个(或更多)半圈拼接的方式进行装配，可以降低装配难度。
所述钢活塞的焊接支撑机构100采用覆膜砂压制的所述挡圈10，并且采用所述支撑组件20弹性支撑所述挡圈10。通过所述挡圈10抵挡来自穿透焊接多余的能量，同时利用所述弹性连接件23所施加的向上推力，保证所述挡圈10与所述钢活塞200焊接过程中的完美贴合，用以约束穿透焊接的能量，消除焊缝的背面凸起，保证油腔原始设计光滑的表面和油腔的干净、整洁，进而可以保护内燃机整机的使用效果。
所述钢活塞200应用所述钢活塞的焊接支撑机构100进行焊接的整体流程：
请结合参阅图3和图4。制作挡圈：具体可通过设计专用模具通过液压设备压制覆膜砂(或氧化锆等熔点高于中碳钢熔点的砂芯)成型，形成砂芯挡圈。
请结合参阅图5。放置挡圈：在所述活塞裙部220中放入第一步压制的所述挡圈10，此处所述挡圈10可采用整圈或者两个半圈拼接的方式。
请结合参阅图6。装配活塞：将所述活塞头部210与所述活塞裙部220进行装配，同时确保所述挡圈10正好位于所述顶部焊缝241的正下方。
请结合参阅图7。布置支撑组件：在所述进油孔250、所述出油孔260位置先分别放入所述第一支撑件21，在所述止口盘30固定位置放置所述第二支撑件22和所述弹性连接件23，再将所述钢活塞200、所述挡圈10、所述第一支撑件21、所述弹性连接件23、所述第二支撑件22、所述止口盘30，并确保所述支撑组件20、所述止口盘30有向上的支撑力。
请结合参阅图8。焊接活塞及后处理：装配完成后可以进行活塞的焊接，焊接完成后退出所述止口盘30、所述支撑组件20，采用震砂的方式震碎所述挡圈10，通过所述进油孔250、所述出油孔260取出碎砂。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种钢活塞的焊接支撑机构，用于钢活塞的活塞头部和活塞裙部的焊接，所述活塞头部套设于所述活塞裙部的顶端外并形成冷却油腔，其特征在于，所述钢活塞的焊接支撑机构包括挡圈及支撑组件；
所述挡圈用以设置在所述冷却油腔内，并贴附于焊缝处；
所述支撑组件用以伸入所述冷却油腔，以支撑所述挡圈。
2.根据权利要求1所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，所述支撑组件设置有两组；
一组所述支撑组件经所述活塞裙部的进油孔伸入所述冷却油腔，支撑所述挡圈；
另一组所述支撑组件经所述活塞裙部的出油孔伸入所述冷却油腔，支撑所述挡圈。
3.根据权利要求2所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，所述挡圈贴附于顶部焊缝处。
4.根据权利要求3所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，所述挡圈的宽度大于顶部焊缝宽度。
5.根据权利要求2所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，还包括与所述活塞裙部相匹配的止口盘，所述支撑组件设置于所述止口盘上。
6.根据权利要求2所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，所述支撑组件包括第一支撑件、第二支撑件、弹性连接件；
所述第一支撑件伸入所述冷却油腔中，以支撑所述挡圈；
所述第二支撑件设置于所述第一支撑件底部，且所述第二支撑件与所述第一支撑件通过所述弹性连接件连接。
7.根据权利要求6所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，所述第二支撑件的顶部开设有凹槽；
所述第一支撑件的底部部分伸入所述凹槽中；
所述弹性连接件为弹簧，且所述弹性连接件位于所述凹槽中，所述弹性连接件两端分别连接所述第一支撑件、所述第二支撑件。
8.根据权利要求1所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，所述挡圈为覆膜砂挡圈。
9.根据权利要求1所述的钢活塞的焊接支撑机构，其特征在于，所述挡圈包括沿周向分段设置的多个挡圈单元，所有所述挡圈单元首尾依次连接形成环状的所述挡圈。
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