表面堆焊技术在汽车修理中的应用

tom2005

表面堆焊技术是零件表面修复技术的一种，本文辅以实例介绍了铸铁件的修复、合金件的修复和铝合金的修复。  
- x. P. f, x8 _! n    引言
. k8 E; ^0 _) k6 s5 M7 w    发动机缸体、变速器壳体、液压油缸等零件的特点是质量大，形状复杂，造价高，当其发生裂纹或其它损坏时，若不及时修理，将会使整个总成报废，造成极大的浪费。另有一些零件，如销子、齿轮等，由于单价不高，当它们磨损失效时，往往直接更换新件，长此以往，必然消耗巨大，其实它们也是可以修复再利用的。表面堆焊技术是零件表面修复技术的一种，就是利用手工电弧焊对受损零件的表面加以堆焊或修补，或经过机床加工，恢复零件的原有尺寸，必要时通过热处理改善其性能。
    评定修复层的主要指标为：
' H) ~9 h4 N+ _8 |8 |    1)修复层与基体金属的结合强度；  
    2)修复层的耐磨性和耐腐蚀性；  
    3)修复层对零件疲劳强度的影响。
    上述3项指标中结合强度是评定修复层质量的首要指标。
    一、铸铁件的修复
    发动机缸体属于非易损基础件，一般寿命较长，除遇意外事故，都能用至机器报废。但有时也会发生破损、裂纹或曲轴主轴承座孔失圆变形等情形，在这种情况下更换整个缸体无疑会造成巨大浪费，因此必须想办法加以修复。
" L) b5 k$ u0 p. w  @9 C# A0 J, h5 r    实例1：一台上海产6135发动机，由于冬季在室外停放时忘记放水，缸体气缸套处开裂一道长约4cm的裂纹，运用手工电弧焊修复工艺如下：
    1)焊条：选用铸612铜铁焊条，焊条直径3.2mm，焊后不进行机械加工。
0 o/ p, T! I6 n  R    2)清除污物：将裂纹周围清洗干净，包括油污、铁锈，裂纹深处的油污和水用氧——乙炔火焰加热，直到不冒烟为止。
" ~3 Y( U/ b( }    3)修整裂纹：在裂纹两端钻φ3mm的止裂孔。为了增大结合强度，沿裂纹方向用手砂轮开出U形坡口，坡口开度120°，深4-6mm。坡口两侧25mm以内用钢丝刷打光，露出金属表面。
' o3 ~. W+ `2 d2 ^    4)施焊：使缸体裂纹成水平位置放置，运条方向由两端向中间进行，待整条裂纹焊补完毕后，再焊两端的止裂孔。焊接速度为3.2-3.5mm/s，电流为80-110A。
# g- G0 @+ |. ^- B: }  k4 T! D  实例2：一台康明斯发动机，缸体曲轴主轴承第二、三座孔同轴度误差达0.13mm。由于轴承座孔上有轴瓦覆盖，仅起支承及散热作用，焊接强度要求不高，但精度需达到一定标准，考虑采用钎焊修复轴承座孔，然后在搪瓦机上加工成型。  
  N4 {' n4 C1 y3 I+ X/ J& g    1)钎料：由于曲轴主轴承处是受力部位，黄铜的结合强度在200mpa以上，因此选用黄铜。
0 w# f/ m) l* f+ H* I    2)清除污物：用油洗去或用火焰吹去座孔表面的污物，用砂布打磨，露出金属表面，焊补过程中用硼砂清除焊层表面的氧化膜，可增加黄铜溶液侵入被焊金属间隙的能力，保护焊层钎料和工件表面免受氧化。
4 ~& g' x% f3 \! o! F( _% Q3 S" L4 |    3)施焊；如果座孔变形区较大，应分区施焊，每个区段的熔池力争一次填满。堆焊层要离出座孔基面3mm以上，留出充裕的机械加工余量。
    4)机械加工：按规定力矩上好轴承盖，在搪瓦机上按标准加工成型。
    此外，我们曾用黄铜作轩料，用火焰加热，修复过挖掘机门斗油缸盖油封槽，6135发动机缸体两缸套间的裂纹，两缸套间下陷等，均取得良好效果。
    二、合金件的修复
9 ]. k* @7 i$ H# w    实例3：变速器齿轮由于齿面表层局部损坏，堆焊后用手砂轮和油石进行修整，无须进行复杂的热处理，基本达到原机械性能。工艺和要求如下：
    1)焊条：选择山东“齐鲁”Fe-Cr-C系列耐磨焊条中的DEZCr55-10高铬合金耐磨堆焊焊条，焊层硬度达HRC55，并有较高的冲击韧性，焊条直径为3.2mm。
  b! B- f9 }, M/ r2 h    2)清除污物：用油洗或火焰将齿轮表面的油污处理干净。
    3)施焊：将齿轮预热至200-250℃，电弧长度与焊条直径相当，焊接电源110-150A，焊条与齿轮堆焊表面接近垂直，焊后缓冷。
, A& G9 A5 s( N9 ]    此外，用上海“堆212”焊条修复五十铃CXZ187和三菱FV415型汽车中、后桥平衡悬架心轴；用锡铅合金作钎料，火焰加热堆焊发动机曲轴止推片，从而调整曲轴的轴向间隙，也都是成功的。此钎料熔点低，结合强度不超过70MPa，多用于受力不大的场合。
0 M# e% C3 x: z1 g0 n8 j 三、铝合金的修复  
  s0 Z; ^, g8 O$ ?+ I    有些车型的气缸盖、气缸体、气泵等用铝合金制造，使用中表面出现裂纹等，可考虑用氢弧焊修复。
. I0 @9 U) S7 S7 N; b% i- L8 b    例如，用氢弧焊修复492系列发动机缸体水套处裂纹，焊接质量高，外形美观，变形质量小，焊后不需加工，效果好。
: F" h0 s5 [' w+ e6 y/ f# u    四、其它零部件的修复
4 ^% g8 L- N. D7 ]2 N3 O1 f& Z    ZL系列装载机的举升大杆销孔，由于种种原因常发生套磨损后，损伤基础件的现象，更换大杆是不现实的。选用结442焊条，手工电弧焊对大杆销孔堆焊，由于销孔的精度要求不高，通过手工錾削使销孔复圆，此工艺在生产中大量应用。
4 |% V: Y6 C' D6 p9 c) x    结论
    1)零部件的常用表面堆焊修复技术，手段有二：a手工电弧焊；b钎焊，分为软、硬钎焊，主要以钎料的不同来区分。
; h# N. u6 M1 `  t* Z$ T" k    2)手工电弧焊修复工件的质量较高，但对零部件的疲劳强度有一定影响，制定工艺时要注意；钎焊则相反。
    3)多数零部件焊后需进行机械加工或手工加工，以恢复到原有尺寸，堆焊时应注意有充裕的加工量。