第三章汽車零件修復方法

第三章汽車零件修理工藝

第一節(jié)零件修復方法P27一、修理方法分類：1.機械加工修復法；2.壓力加工法；3.附加零件修復法；4.焊修法；5.粘接修復法；6.校正修復法；7.汽車零件修復質量的評價；二、汽車零件修理特點1.批量小；2.加工余量?。?.零件硬度高，加工難度大；4.加工基準損傷，定位困難。三、零件修理中應注意的問題1.定位基準與加工精度對配合性質的影響；2.軸類零件的過渡圓角；3.修復件的表面特性----表面粗糙度、硬度、結合強度、耐磨性。第一節(jié)汽車零件修復方法簡介配合件配合關系的恢復方法:機械加工修復法是零件修復中最基本、最重要和最常用的修復方法包括：修理尺寸法、附加零件修理法、局部更換修理法和轉向翻轉修理法；

⑴修理尺寸(定義)----為了恢復零件的配合性質對零件磨損部位進行必要的機械加工，恢復其正確幾何形狀并獲得新的尺寸，這個尺寸不同于標準尺寸，因而叫作修理尺寸。

在汽車維修行業(yè)修理尺寸已標準化，各生產(chǎn)企業(yè)按制定的尺寸進行零件生產(chǎn)。

例：桑塔納、捷達轎車發(fā)動機修理尺寸。氣缸、曲軸尺寸級差為0.25mm；三、修理尺寸法P27修理尺寸法——軸類零件修理尺寸的計算①軸頸均勻磨損時

圖中：

Dm----名譽尺寸

dr----磨損后的尺寸

dr1----修理尺寸

δmax----最大磨損量

δmin----最小磨損量

C-----加工余量軸頸均勻磨損時，

δmax=δmin。

dr1=dm-2δmax

這種情況是很少見的，絕對均勻勻磨損是幾乎沒有的。一般所指的均勻磨損只是δmax≈δmin，所以還是需要加工。第一次修理尺寸

dr1=dm-2（δmax+C）第二次修理尺寸

dr2=dr1-2（δmax+C）修理尺寸法——軸類零件修理尺寸的計算②軸頸不均勻磨損時

δmax和δmin不在同一直徑上，測量δmax和δmin就比較復雜，通常只測量dr，并以此確定軸頸的總磨損值。設δ=δmax+δmin

δ=dm-dr

如果δmax和δmin

在向一直徑上。用ρ

來表示磨損不均勻系數(shù)，ρ=δmax/δ則一則磨損時δmax=δ，ρ=1均勻磨損時,=0.5,ρ

在0.5—1之間變動。確定不均勻磨損軸頸的修理尺寸時，如果軸頸中心位置不變；

第一次修理尺寸：dr1=dm-2（δmax+C）

=dm-2（ρ×δ+C）第二次修理尺寸：

dr2=dr1-2（ρ×δ+C）③中心位置可變:中心位置不變時，顯然，軸頸兩邊的加工余量是不相同的，δmin處余量大，δmax處余量小。為了充分利用δmin處的金屬，有時采用移動中心的辦法（如連桿軸頸偏移磨修），使兩側的加工余量均勻，這時的修理尺寸為dr1=dm-2（δ/2+C）dr2=dr1-2（δ/2+C）—孔類零件修理尺寸的計算不均勻磨損時，孔的修理尺寸和軸的是一樣的。①孔的中心不變時

Dr1=Dm+2（ρ

×δ1+C）Dr2=Dr1+2（ρδ1+C）依此類推?？尚薮螖?shù)：γ---修理尺寸級差②孔的中心可變時D′r1=Dm+2（δ/2+C）D′r2=Dr1+2（δ/2+C）

………….依此類推。注意：修理尺寸的公稱尺寸是變化的，但其公差與標準尺寸公差相同。③修理次數(shù)的確定用修理尺寸法，軸的可修次數(shù)，可用下式計算：

nz=(dm-dmin)/rzrz——軸的每一次磨修量（或修理級差，以0.25mm應用最多）dmin是根據(jù)軸頸強度等要求計算出來的軸頸最小允許直徑。從上式可以得出一系列修理尺寸dr1=dm-rzdr2=dm-2rz=dr1-

rdr3=dm-3rz=dr2-rz修理尺寸法的計算例1：6135型汽車發(fā)動機曲軸連桿軸頸標準尺寸dm=95mm，根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算，知P=0.8，δ=0.25mm。軸頸最小允許值dmin=93。選用磨削加工，加工余量x=0.05mm。試確定各級修理尺寸(軸以最小直徑為準)？解：修理間隔級差為：

γ=2（P×δ+x）=2（0.8×0.25+0.05）=0.5各次的修理尺寸為：

dr1=95－0.5=94.50mm;dr2=95－

2×0.5=940mmdr3=95-－

3×0.5=93.50mmdr4=95－

4×0.5=93mm例2：EQ6100發(fā)動機汽缸磨損后經(jīng)檢測6個缸尺寸分別是：Φ100.19㎜，Φ100.20㎜，Φ100.16㎜，Φ100.23㎜，Φ100.24㎜，Φ100.23㎜。若選用鏜缸修理方法，加工余量為x＝0.1㎜；珩磨量為c=0.02㎜；修理尺寸級差γ=0.25㎜。試確定該發(fā)動機汽缸的修理尺寸？

解：應以磨損量最大的氣缸為基準確定修理尺寸，修后6個缸的尺寸是統(tǒng)一的。根據(jù)題意其最小修理尺寸為：

100.24＋2（0.1+.0.02）＝100.48mm

若氣缸的修理尺寸級差為0.25mm；則：第一級修理尺寸

Dr1=Dm＋γ=100.25mm，小于100.48mm，不能修復；第二級修理尺寸

Dr2=Dr1

＋γ=100.50mm，大于100.48mm，能修復。因此，必須選用第二級修理尺寸進行加工。⑶修理尺寸法的特點；

①此法使各級修理尺寸標準化,便于加工和供應配件。但修理時按級差，往往會加大加工余量，使可修理次數(shù)減少；

②此法修復的通常是配合副中較貴重或結構復雜的零件。更換的則是與其相配合造價較低的零件，這樣就延長了主要零件的壽命，經(jīng)濟性也好。③此法是一種有限的修理方法，要保證零件和機械強度。到修理極限時可用其它方法進行尺寸恢復。

⑷修理尺寸法的應用；曲軸、凸輪軸、氣缸、轉向節(jié)主銷孔等；注意：確定一組軸頸(主軸頸或連桿軸頸)或一組軸孔（四缸或六缸）的修理尺寸時，都是以磨損量最大的為基準，即孔以最大磨損尺寸（最大直徑）為基準，軸也以最大磨損尺寸（最小直徑）為基準。2·鑲套修理法定義：是對零件的磨損部位或損傷部位，在結構和強度允許的條件下，對磨損部位進行車削加工，加大（孔）或縮?。ㄝS）局部尺寸，然后用過盈配合方式鑲上新的金屬套，使零件恢復到原尺寸或技術狀況的修復方法；

鑲套修理法技術要求：P29

①

鑲套材料應與基體一致或相近。目的上保證熱膨脹系數(shù)相同，在溫度變化時仍然保持過盈量。

②過盈量：按相對過盈量不同分為：輕級、中級、重級。級別與兩鑲套件的表面粗糙度、直徑大小、工作表面長度、壁厚、表面的硬度等有關；一般來說，表面粗糙度越小、直徑越大、壁厚越厚、長度也越長。

③材料硬度越高，兩者過盈量可相對下降一些，但這些影響一般不應超過0.01～0.02㎜。

相對過盈量----是指單位直徑（套的基本尺寸）上過盈量。

鑲套的操作工藝要點：使用高精度量具和鉗工操作技術；檢查配合件尺寸、圓度、圓柱度、導角（15～30°）、粗糙度等；鑲套過盈配合級別相對平均過盈配合代號裝配方式特點應用輕級0.005以下H6

/r5

H7/r6壓力機壓入受力較小轉向節(jié)軸軸套、軸承座圈套中級0.005～0.001H7

/s5H7/r6H8/s7壓力機壓入受力較大、且有沖擊氣缸套、氣門導管、變速箱、后橋軸承座孔重級0.001＞0.001H8/s7H7/u6壓力機壓入、溫差受力大、動載荷飛輪齒圈、氣門座鑲圈鑲套修理法應用應用：干式氣缸套、氣門座圈、連桿襯套、氣門導管、飛輪齒圈、變速器軸承孔、后橋和輪轂殼體中滾動軸承的配合孔以及殼體零件上的磨損螺紋孔和各類型的端軸軸頸等；特點：1.可修復基礎件的局部磨損，延長使用壽命；2.修理過程中零件不需要高溫加熱，零件不易變形和退火。3·零件的局部更換修理法

-----

局部更換法就是將零件需要修理

部分切去，重制作這部分零件，再用焊接或螺紋連接方式將新?lián)Q上的部分與零件基體連在一起，經(jīng)最后加工恢復零件的原有性能的方法。

----車架或車身局部損壞嚴重時可用此法。

----修復半軸、變速器第一軸或第二軸齒輪、變速器蓋及輪轂等。（修理工藝較復雜）4.轉向和翻轉修理法

----轉向和翻轉修理法是將零件的磨損部位或損壞部位旋轉一定角度，利用零件未磨損部位恢復零件的工作能力的一種修復方法。

轉向和翻轉修理法常用來修復磨損的鍵槽、螺栓孔和飛輪齒圈等。（應用受到結構條件限制）3.變形校正法1·校正----就是消除零件的殘余應力的形變，以恢復零件的正確形狀；方法：壓力校正、敲擊校正、火焰校正；常需校正的汽車零件有：前軸梁、車架零件、曲軸、凸輪軸、傳動軸、連桿等。⑴壓力校正：----以外加的靜載荷使零件產(chǎn)生反向變形的校正方法；對一般金屬零件均可采用；

方法：兩端校正法、三點校正法；兩端校正法---扭曲校正連桿扭曲、工字梁扭曲、離合器從動盤鋼片翹曲等；

三點校正法一般用來校正彎曲變形，變形量除與壓力機壓力和行程有關外，還與兩端支撐距離有關，為防止作用點局部變形，應用軟金屬做墊襯；

壓力校正中，必須注意金屬的彈性和彈性后效的影響，在常溫下由于金屬塑性變形，會使晶粒處于不穩(wěn)定狀態(tài)，而在卸去校正壓力后，將有一部分晶?；謴驮瓉淼淖冃螤顟B(tài)，且會產(chǎn)生與校正方向相反的變形----時效變形；

壓力校正措施：

①過度校正----一般中碳鋼軸類零件壓力校正變形量為彎曲量的10倍左右；

②延長加載時間；

③進行時效處理（自然時效法；人工時效法，加熱至150～200℃，保溫若干小時）；壓力校正特點：----工藝簡單，并可獲得較大變形量，但對于有軸肩的軸類零件，應力集中過大，降低了軸的疲勞強度（15%～20%）；易在軸肩處出現(xiàn)裂紋—加溫、時效處理、多次校正；

⑵敲擊校正：

是用來校正曲軸彎曲變形；這種方法是采用專用的球錘輕敲曲柄臂，使曲柄臂受敲一面逐漸伸張而發(fā)生變形，因而帶動曲軸軸心線產(chǎn)生位移，達到校直的目的；特點：不存在壓力校正的缺點，其優(yōu)點是校正的穩(wěn)定性好，校正的精度高（可達0.02㎜），生產(chǎn)率高，疲勞強度不受影響；⑶火焰校正法：P40

原理----用氧氣-乙炔火焰對變形零件（主要是彎曲）進行局部快速加熱，并輔以澆注冷卻水快速冷卻，靠加熱部位膨脹時產(chǎn)生的壓應力使加熱部位的部分金屬產(chǎn)生塑性變形，在冷卻時由于塑性變形部分不能恢復到原來形狀而達到校正的目的。

操作要點----加熱部位選在彎曲的凸出一側，加熱速度要快，加熱面積要小，加熱溫度700℃-800℃

，然后用水立即冷卻。反之效果降低。經(jīng)驗結論----金屬零件，特別是長軸類零件局部受熱并急速冷卻時收縮變形大于膨脹變形?；鹧嫘Ｕ懋敼ぜ蛊瘘c溫度迅速上升時，表面金屬膨脹使工件向下彎曲，上層金屬受壓應力，在高溫下產(chǎn)生塑性變形。假設它本來要膨脹0.1mm，由于受周圍冷金屬限制只膨脹了0.05mm，其余0.05mm產(chǎn)生了塑性變形。但冷卻后卻仍然要收縮0.10mm。由于塑性變形的0.05mm無法收縮，從而收縮量大于膨脹量0.05mm，那么表層就縮短了0.05mm。由于工件向上彎曲，這就對原有的下彎量起到了校正作用。火焰校正操作方法方法：火焰校正時工件支承在V型塊上，用百分表檢查彎曲情況，并用粉筆作好記號，然后使工作凸點向上，用火焰將凸點迅速加熱到700～800”C，立即用水迅速冷卻。校正時，可在凸處多燒幾點，直至校直為止。特點：火焰校正效率較高，變形穩(wěn)定，對疲勞強度影響較小。

應注意的問題：

在火焰校正中，金屬加熱冷縮產(chǎn)生變形的大小，取決于加熱溫度（與校正能力成正比，加熱溫度在200～700℃內(nèi)選擇，半導體測溫器、金屬在不同溫度下的顏色變化，憑經(jīng)驗掌握）、加熱部位（一般來講，范圍增大與效果成正比，超出一定范圍反而降低；加熱的長度、寬度和深度對于軸類零件最佳范圍約為全長的50～70%，寬度為直徑的一半左右，深度占厚度的30～50%；對于復雜零件，應選擇零件的邊緣、轉角等并根據(jù)零件形狀和變形部位來確定）和材料的剛度；2·表面強化表面強化----是使金屬表面在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，使表層金屬組織結構發(fā)生改變，從而提高零件性能的一種加工方法；表面強化能提高金屬表面的硬度、疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性等；主要方法有：滾壓、擠壓、撞擊和噴丸等；滾壓通常用于強化零件的內(nèi)外表面擠壓僅用于內(nèi)孔加工二、噴涂與噴焊修復法P221

1.金屬噴涂:----是用高速氣流將被熱源熔化的金屬（絲材、棒材或粉末）霧化成細小的金屬顆粒，以很高的速度噴涂到已準備好的零件表面上；

2．用途：---主要用于修復曲軸等在液體潤滑條件下工作的軸類零件的磨擦表面，也有用來修復一些軸承類的靜止配合表面。金屬噴涂理論3．金屬噴涂理論：----目前被廣泛認同的是分子—機械結合理論。這一理論認為：被霧化的金屬顆粒，大部分是液體狀態(tài)。當它們在空氣中飛行時與空氣作用，表面受到氧化，產(chǎn)生氧化膜層。氧化膜層隨著飛行時間的增加，膜層越厚顆粒越硬，但在膜層里仍然有液態(tài)金屬。因此，當這些金屬顆粒到達并撞擊于零件表面后，顆粒的硬化層破裂變形，內(nèi)部液態(tài)金屬就流散開來，互相擴散，局部交叉熔合在一起。故噴涂層就成為破壞了的顆粒的互相嵌塞和堆積。又由于有液態(tài)金屬的擴散與熔合，故噴涂層中顆粒之間的結合、顆粒與零件表面的結合，即有機械結合又有分子結合。4．噴涂層的結構特點：由金屬噴涂理論可知，涂層是由表面包有一層氧化膜的金屬顆粒群體嵌塞堆疊而成。因此，涂層組織中夾雜有大量的氧化膜層和微細孔眼。含碳量0.14％的碳鋼噴涂層內(nèi)含有10.5％的氧化物和1.5％的氮化物，孔眼的空隙率占涂層體積的4—20％。金屬電噴涂壓縮空氣把熔化的金屬吹散成直徑0.01~0.015mm的微小顆粒并以100~180m/s的速度撞擊到經(jīng)過準備的零件表面上。金屬氣噴涂根據(jù)熔化金屬所用熱源的不同，噴涂可分為電噴涂、氣體火焰噴涂、高頻電噴涂、等離子噴涂等；

由于氣體火焰噴涂，具有設備簡單、操作簡便、應用靈活、噪聲小等優(yōu)點，因此在汽車零件修理中應用最廣，主要用于修復曲軸、凸輪軸、氣缸等；

⑷涂層性質；P222

噴涂層性能與很多因素有關；如粉末材料、噴涂工具、噴涂工藝等，尤其是所選用的材料不同，其性能各異。

①硬度：由于噴涂層氧化物在急速冷卻過程中，涂層產(chǎn)生馬氏體和托氏體的淬火組織：也由于顆粒碰撞產(chǎn)生冷作硬化，涂層硬度比原材料的硬度增高30％—80％。當然也與含碳量的多少有直接關系。②耐磨性：由于涂層結構孔隙度高，能很好的貯存、吸附潤滑油，又由于涂層硬度高耐磨性增加。結果使得涂層在液體潤滑條件下的耐磨性比原材料有很大提高。一般提高2=3倍?；蚋摺?/p>

③疲勞強度：涂層與零件表面的結合主要是物理機械性質的結合。因此，涂層的疲勞強度對零件本身的疲勞強度沒有影響。但零件表面加工情況對疲勞強度有影響。

④涂層與基體結合強度；涂層與基體結合主要靠機械結合，因此結合強度較低；

⑤涂層收縮力大，易產(chǎn)生裂紋。電噴涂設備2）設備：以電噴涂設備為例。主要有下例部件組成。電噴槍SCDP－5型：霧化顆粒3—300umm；電源：AX8－500直（交）流電焊機，功率10KW，工作電壓25—40V，電流≥300A?？諝鈮嚎s機：壓力≥0.7Mpa，生產(chǎn)率為1.5m3/min；貯氣罐：安全壓力為2Mpa，容積≤300L；穩(wěn)壓用，以消除空氣壓縮機脈動壓力對噴槍的影響。油水分離器；是過濾油污和水分的裝置。拉毛機；是用來粗糙被噴鍍零件表面，以增加結合強度。拉毛機是使用一個簡單的交流變壓器供給低壓交流電，用95%純度的鎳條作電極，不斷地與零件表面接觸產(chǎn)生電火花，使鎳成顆粒熔化在零件表面上，如下圖：工作回轉臺：帶動被噴零件運動．使噴涂層均勻分布。3）噴涂工藝：(1)零件噴涂前的表面準備：①清除零件表面上的油污。鑄鐵件應加熱到350℃，保溫2～3小時，徹底清除油污。②檢查待噴的零件有無裂紋，變形及其它缺點，③拉毛：或噴鎳、噴鉬----重要的軸類零件。④噴涂前機械加工：不是很重要的大尺寸零件，加工的目的一方面方面是恢復零件的幾何形狀。另一方面是保證涂層與基體金屬的結合強度。如車螺紋后再擠壓螺紋。產(chǎn)生倒剌。⑤鍵槽、油孔處理。

準備工作結束應將零件預熱到200℃左右，以縮小溫度差，開始噴涂。(3)噴涂規(guī)范：P224空氣壓力：5—6公斤／厘米空載電壓：60伏工作電壓：40伏工作電流：l40一150A工作臺轉速：25轉／分左右噴槍至工件距離：150～180mm；噴鍍材料：Ｔ8、Ｔ9、ф1.5～1.8鋼絲(4)零件噴后除理：P225噴后除理及加工嚴重影響涂層質量和使用效果。否則前功盡棄。①噴后將零件浸入機油中1～10小時，讓機油滲入空隙內(nèi)；②車削加工：用YG6或YG8硬質合金刀具，車削速度0.2～0.34m/s；③磨削加工：磨粒直徑46目或60目，磨削速度0.4～0.5m/s—噴焊是用氧-炔火焰將自融合金粉末加熱熔化噴涂到準備好的零件表面上，并經(jīng)過再一次重熔處理形成一層薄而平整呈焊合狀態(tài)的表面----噴焊層。

它可使工件表面具有耐磨、耐腐蝕、耐熱、抗氧化的特殊性能。噴焊與噴涂工藝相似，但可達到堆焊的效果；高速氣流將用四、氧-炔焰噴焊p氧－炔焰噴焊設備合金粉末粒度為40～100um，使用前在100～150℃烘干1～1.5小時。噴焊工藝

氧－乙炔噴焊工藝：-----普通零件噴涂：工件表面準備—噴前預熱－噴涂粉末—重熔處理—冷卻—精加工等幾項工序；-----重要零件噴涂：工件表面準備—噴前預熱－噴涂打底粉末（鎳包鋁或鋁包鎳）—噴涂合金粉末--—重熔處理—冷卻—精加工等幾項工序。

由于噴焊層具有高的結合強度和好的耐磨性，目前被廣泛用于修復閥門、氣門、鍵槽、凸輪等單體零件。由于使零件整體受熱，使零件對熱影響減小（同時受熱同時冷卻）。

氧－炔焰噴焊特點①噴熔層與零件基體是完全熔合的，結合好：350～400MPa；②噴涂層致密,表面成形好；涂層薄而均勻；③涂層硬度高；HRC35~HRC65;④重熔溫度高，1000～1100℃，熱影響區(qū)大，振動堆焊修復法（1）振動堆焊----是焊絲以一定的頻率和振幅振動的脈沖電弧焊?；蚝附z在送進的同時按一定的頻率振動造成焊絲與工件之間周期性地起弧和斷弧，電弧使焊絲在較低電壓（12~20V）下熔化，并穩(wěn)定均勻地堆焊到工件表面上。

特點是堆焊層厚，結合強度高，工件受熱變形小，常用于修復一些軸類零件。振動堆焊原理圖

1.發(fā)電機2.焊嘴3.焊絲4.工件5.電感器6.焊絲盤7.送絲輪8.焊絲驅動電機9.電磁鐵10.振動彈簧11.閥門12.冷卻液箱13.冷卻泵14.冷卻液箱

振動堆焊過程----每一振動循環(huán)周期可分為三個階段，即短路階段、脈沖電弧放電和空行程階段。在一個循環(huán)中，每一階斷持續(xù)時間為0.02~0.01秒.（50～100次/秒）

脈沖電流峰值可達300~500安.振動堆焊原理（1）

堆焊過程的每一循環(huán)可分為三個階段：短路期、電弧期、空程期；

（1）短路期：焊絲前進，尖端與工作表面接觸，正負極短路，電流由零急劇上升到最大值（300～500安），而電壓幾乎下降到零。此時，電流使接觸點的焊絲與零件表面加熱熔化產(chǎn)生熔接，此階段產(chǎn)生的熱量為總熱量的10%~20%。

這時電流也流過電感器，使部分電能以磁場能的形式貯存在電感器中。振動堆焊原理（2）（2）電弧期：焊絲振動后退離開零件表面時，離熔接點一定距離的焊絲截面開始縮小，焊絲截面縮小導致電阻增加，電流密度增大，從而加劇焊絲脫離零件，焊絲脫離后，在零件上留下一小塊熔接金屬。在此斷路的瞬間，電流急劇下降。這時，貯存在電感線圈中的電磁能轉變成電能產(chǎn)生自感電動勢，它的相位和電源電勢相位相同，使得焊絲和零件間的電壓迅速上升到26V～32V，并產(chǎn)生電弧放電，在電弧放電期間，產(chǎn)生的熱量為80%，電弧的熱能使焊絲熔化在工件表面上，因此焊絲和零件表面的熔化主要是電弧放電過程中進行的。此時焊絲損失小，堆焊厚度在0.3～0.5mm。振動堆焊原理（3）（3）空行程期：隨著焊絲遠離零件，放電結束，從電弧熄滅到焊絲與工件表面再次接觸期間稱為空程期?？粘唐诓划a(chǎn)生熱量。

以上諸過程周而復始，從而完成了堆焊過程，堆焊層質量的好壞取決于電參數(shù)的正確選擇與配合。振動堆焊焊絲振動頻率在50～100次/秒范圍內(nèi)均可正常工作，不需調(diào)整。振動堆焊焊絲的振幅為1.5～2.5mm.過大產(chǎn)生空程、焊絲飛濺大，堆焊過程不穩(wěn)定。過小易形成持續(xù)的電弧焊，破壞了振動焊的特點。振動焊的放電特性:

放電特性和形式直接影響堆焊的穩(wěn)定性、焊層厚度和質量。所以要求振動堆焊放電形式為短路----脈沖電弧放電。振動堆焊設備將需堆焊的零件夾持在車床卡盤內(nèi)，工件接負極，電流從直流發(fā)電機1的正極，經(jīng)焊嘴2焊絲3工件4及電感器5回到發(fā)電機負極。焊絲由焊絲盤6經(jīng)送絲輪7進入焊嘴，送絲輪由小電動機8驅動，焊嘴受交流電磁鐵9和彈簧10的作用以50Hz～100Hz的頻率使焊嘴振動，在振動中焊絲尖端與堆焊表面不斷地起?。〝嚅_）和斷?。ń油ǎ娀〗z被熔化并滴焊在工件表面上。為了防止焊絲和焊嘴熔化而被粘上，焊嘴應少量冷卻。當堆焊圓柱形工件時，可一邊施焊一邊旋轉，同時焊嘴作橫向移動，焊道就成為螺旋狀纏在零件上。振動堆焊設備振動堆焊電源①堆焊電源。一般選用具有平硬外特性的直流電源，即電源的工作電壓在電流變化時基本保持不變。一般工作電壓在13—20v范圍內(nèi)選取。

還要求電源具有良好的動特性，即要求每一振動循環(huán)焊接回路在短路時，必須有合適的短路電流增長速度。堆焊電流的大小取決于焊絲直徑和送絲速度，以及電源的外特性。②焊絲的振動作用：因為振動使電感器發(fā)揮了作用；從而獲得穩(wěn)定的堆焊過程和良好的堆焊質量；并且使振動堆焊工作電壓低、焊層溫度低，零件變形小。焊絲振動能使焊絲熔化的金屬均勻的以短路形式過度到零件表面上，因而獲得平整均勻的堆焊層。③保擴氣在振動堆焊中的作用。液體冷卻使焊層硬度不均勻，易產(chǎn)生裂紋，使用二氧化碳式水蒸汽保護可改善焊層表面質量。堆焊層的性質；

①硬度及耐磨性；振動堆焊層的硬度是不均勻的，這是由于后一焊滴對前一焊滴，或后一圈焊波對前一圈焊紋有回火作用。這種軟硬相間的組織并不影響其耐磨性，與新曲軸相差不多；

②結合強度；堆焊層與基體的結合強度高達5Mpa；這是由于堆焊層與基體的結合是冶金結合，比噴涂修復層的結合強度高的多，使用中很少發(fā)生脫落、掉塊現(xiàn)象；

③疲勞強度；由于振動堆焊層與基體金屬間有很大的內(nèi)應力，因此堆焊修復后疲勞強度降低較多，一般可高達40%，因此，受大沖擊負荷的柴油機曲軸、合金鋼及鑄鐵曲軸不應采用振動堆焊修復。

焊絲與工件相對角度埋弧堆焊埋弧堆焊又稱焊劑層下堆焊。------焊機頭將焊絲均勻地送向工件，焊劑從焊劑箱經(jīng)導管均勻地散在周圍。焊絲與零件接觸產(chǎn)生電弧，燃燒的電弧不僅將基體金屬與焊絲熔化，也熔化了焊劑。熔化了的金屬與熔化了的焊劑相互混合，在電弧高溫作用下部分金屬與焊劑蒸發(fā)形成的氣體陫除電弧周圍的焊渣，形成一個密的空間，電弧就在這個空間里燃燒。故而稱為埋弧堆焊。

堆焊層的性質和特點

堆焊過程是在焊劑保護層下進行的，與空氣隔絕，避免了有害氣體的侵入，減少了合金元素的燒損。堆焊層中化學成份穩(wěn)定。堆焊組織結構為珠光體和索氏體。

特點----焊接熱量集中、速度快、結合強度高。但是熱影響區(qū)大，零件易變形。電流大小對焊縫寬度不產(chǎn)生影響。電流大小影響基體材料的熔化深度n。電流大小影響堆焊縫厚度e。電壓高低對焊縫寬度產(chǎn)生較大的影響。電壓高低對熔化深度影響不大。電壓高焊縫堆成高度下降。堆焊速度對焊道形狀的影響埋弧堆焊堆規(guī)范堆焊參數(shù)堆焊零件的直徑35～5055～7075～100電壓電流堆焊速度m/h送絲速度m/h堆焊螺距mm焊絲直徑mm焊絲伸出長度mm電源極性24～2612013～1912581.226～28160～18041～539581.615～20反接26～28180～19056～7595～1254～4.581.82·其它堆焊修復法

像蒸氣保護下振動堆焊、二氧化碳氣體保護焊及埋弧焊的原理與振動堆焊相同，只不過是為了改善焊層的性能，減少焊層的氣孔、裂紋和夾碴，堆焊過程是在氣體或焊劑保護下的一種振動堆焊；

二氧化碳保護焊

堆焊時電弧區(qū)和熔化區(qū)由二氧化碳氣流保護，防止大氣中的氧氣進入?？煽康貙⒍押竻^(qū)與周圍介質相隔離，從而保證獲得高質量的堆焊金屬，具有氣孔少、氧化物少的特點。3·氣焊

⑴氣焊的特點及應用范圍

氣焊火焰熱量較電焊分散，工件受熱變形大，生產(chǎn)率較低；熔池金屬冷卻速度慢，并能適當控制，可使焊縫的金屬與母材相似，焊縫的機械性能和加工性能比電焊有較大的提高。

主要適用于碳鋼、合金薄板件的焊接，還可用于有色金屬和鑄鐵的焊補。

四、電鍍和電刷鍍修復法

1·電鍍的基本原理:----電鍍是將金屬工件浸入電解液（酸、堿、鹽類）中，工件接電源負極，極板接電源的正極，通以直流電，在電流作用下，溶液中的金屬離子（或陽極溶解的金屬離子）析出，沉積到工件表面上，形成金屬鍍層的過程稱為電鍍；

根據(jù)零件的結構特點和使用特性，目前用來修復磨損零件的金屬電鍍有鍍鐵、鍍鉻和鍍銅等；

光鉻鍍層分類灰色鉻---是在低溫高電流密度條件下獲得的。亮鉻---是在中溫中等電流密度條件下獲得的。乳色鉻---是在高溫低電流密度條件下獲得的。多孔鍍層多孔鉻層----是在表面具有微細網(wǎng)紋的光（亮）鉻鍍層上進行有裂紋加深處理而成。鍍鉻層的特點：硬度高達HV750～1200是金屬中最硬的比最硬的淬火鋼還硬；化學穩(wěn)定必好，耐腐蝕，只有在鹽酸和熱的濃硫酸中才受到腐蝕的；耐熱性好，溫度超過500℃時才開始變色，高于1060℃時才降低硬度。

鍍鉻陽極----用鉛（含銻5～8%）作為陽極，而不用鉻作陽極，因為用鉻作陽極時由于溶解速度太快，使得電解液中的鉻的濃度難以控制而破壞電鍍正常進行。

電解液成份----用鉻酐（CrO3

）與硫酸的水溶液;CrO3

：H2SO4＝100：1刷鍍P227

刷鍍----是依靠與陽極接觸的電鍍筆或電鍍刷提供電解液的電鍍方法。

特點是設備簡單，工藝靈活、鍍積速度快、鍍層金屬種類多、鍍層與基體材料結合強度高、鍍層均勻、厚度范圍寬（0.001～0.4mm）、并可精確控制、鍍后不需要機械加工、對環(huán)境污染小等特點。

可以在不解體或半解體的條件下快速修復零件，可用于對軸、箱體、孔類、花鍵槽、滑動軸承、軸瓦等各種形狀零件的快局部修復，并可在零件表面建立強化層、減磨層、防護層、裝飾層等多種功能性涂層。一、刷鍍的基本原理示意圖刷鍍的基本原理

----鍍液中的金屬離子在電場力的作用下沉積在工件表面形成金屬鍍層。

如把極性反接，工件成為陽極，鍍筆所到之處，工件表面的金屬發(fā)生溶解。工件表面由粗糙變成平滑。即利用同一設備可進行去毛刺、蝕刻和電拋光的原理。二、刷鍍?nèi)芤?----根據(jù)刷鍍?nèi)芤旱淖饔貌煌煞譃椋罕砻鏈蕚湟?、電鍍?nèi)芤骸⑼隋內(nèi)芤汉外g化溶液4種。

表面準備液也叫預除理液，它包括電凈液和活化液。⑴電凈液----堿性水溶液，pH＞10。其作用是具有較強的表面除油能力和一定的去鐵銹能力。電凈液的主要成份是氫氧化鈉、碳酸鈉、和磷酸鈉。也可加入少量的緩沖劑。⑵活化劑。酸性水溶液，pH為0.2~4之間。其作用是通過化學和電化學的方法，將經(jīng)過電凈處理后殘留在工件表面的氧化膜加以徹底的清除。

陽極活化----工件接正極（反接法）。其活化機理是金屬在陽極被電解液溶解，氧化物被析出或機械地剝離掉，從而露出基體金屬。

陰極活化工件接負極（正接法）。其活化是靠陰極猛烈地析出氫氣將氧化物還原或機械地剝離掉，從而露出基體金屬。⑶金屬溶液（電鍍?nèi)芤海?。選用不同的金屬溶液可獲得各種不同性能的鍍層，如耐磨性、減磨性、防腐型、導電型等鍍層。刷鍍電解液的特點：①所含金屬離子濃度比槽鍍?nèi)芤焊邘妆渡踔翈资?，所以具有較高的電流效率和沉積速度；②溶液具有較好的緩沖能力，在循環(huán)使用中pH值變化幅度?。虎勰茉谳^寬的電流密度和溫度范圍沉積合格的金屬鍍層；④極少使用劇毒的氰化物；⑤刷鍍層氰脆性低。（3）刷鍍工藝

刷鍍工藝過程：-----表面準備（預熱、除銹、除油、非鍍表層保護）→電凈→水沖→活化→水沖→鍍過渡層→水沖→鍍工作層→水沖→鍍后處理。（4）刷鍍層的性能：

①結合強度。刷鍍在各種鋼、鑄鐵、鋁、銅等常用金屬材料上均有良好的結合強度。如鎳鍍層在鋼鐵工件上的結合強度。拉伸強度可達到70~140MP，剪切強度可達90~140MP。

②硬度，由于刷鍍層具有超細的晶粒結構，鍍后應力大，晶粒畸變和錯位，所經(jīng)比槽鍍鍍層硬度高；

③耐磨性。在磨損實驗機上試驗表明，鎳鍍層、鐵鍍層、鐵鎳合金鍍層比淬火的45號鋼的性能好。其中鎳鍍層較突出；

④疲勞強度，刷鍍鍍層對基體金屬的疲勞強度影響較大，主要是鍍后內(nèi)應力較大，使得疲勞強度下降。一般下降30%～40%，但鍍后若進行200～300℃低溫回火，可降低對疲勞強度的影響。三、焊接修復法P231（）電弧焊的特點及適用范圍；

具有設備簡單，操縱方便，連接強度高，施焊速度快，生產(chǎn)率高，零件變形小等優(yōu)點，廣泛適用于碳鋼、合金鋼及鑄鐵等金屬材料不同厚度、不同位置的焊接，在汽車修理中主要用來修復裂紋、破裂和折斷等。

但由于其焊縫硬而脆，塑性差，機械加工性能比氣焊差，且在焊接應力作用下易產(chǎn)生裂紋或焊縫剝離，為保證焊接質量，必須在工藝上采取措施。2.鑄鐵件的焊修(1)

什么是灰口鐵？什么是白口鐵？

（一）鑄鐵件焊修的特點1．焊縫易產(chǎn)生白口組織。白口組織脆硬，難于機械加工。最易形成白口層的地方是在半熔化區(qū)。從材料學可知，在焊接高溫下，碳（石墨）溶入奧氏體中，碳在奧氏體中的溶解度隨溫度的下降而逐漸減少。因此，在焊后冷卻過程中，碳從奧氏體中析出來。石墨化元素的多少和冷卻速度對碳的析出（即石墨化過程）有重大影響。鑄鐵件的焊修(2)

防止產(chǎn)生白口的主要工藝措施-----減緩冷卻速度，延長半熔化區(qū)處于熱紅狀態(tài)的時間，為石墨的析出創(chuàng)造有利條件。2．焊縫易產(chǎn)生裂紋①.母材裂紋這類裂紋出現(xiàn)在母材上。主要原因是半熔化區(qū)白口鐵的收縮率（1.6—2.3％）比奧氏體區(qū)灰口鐵收縮率（0.9—1.3％）大得多，使半熔化區(qū)與與母材之間產(chǎn)生很大的剪切應力，導致裂紋產(chǎn)生。②.焊縫裂紋這類裂紋產(chǎn)生在焊縫上。并且一般都與焊縫表面魚鱗狀波線垂直，呈不明顯的鋸齒形它是高溫熔池金屬在冷卻過程中形成的熱裂紋。防止焊縫產(chǎn)生裂紋的措施：

----從焊縫冶金成份入手。正確選擇焊接材料（焊條和焊劑），增加熔池中促進石墨化元素（碳、硅）對消除或減弱半熔化區(qū)白口組織的形成是有利的。

----工藝措施。從工藝操作上設法減小焊縫金屬中母材的熔合比。即焊接時使母材少熔化，焊條多熔化，減少基體溫度；

另外，熔池形狀也影響著熱裂紋的產(chǎn)生，可采用底部圓滑的“U”形坡口，能使母材金屬向熔池中過渡得最少，以減少母材在焊縫中的熔合比。3.焊縫易產(chǎn)生氣孔和夾渣；

4.焊件本身的復雜性和多樣性.鑄鐵件的焊修----熱焊法(4)1．什么是氧炔焰熱焊法？----氧炔焰熱焊法就是把焊件整體緩慢預熱到600——650℃（去應力退火溫度，也是碳化鐵石墨化溫區(qū)），并在整個焊接過程中保持這個溫度，焊后緩慢冷卻的焊接方法，焊接的冶金過程符合鑄鐵的結晶規(guī)律。鑄鐵件的焊修----熱焊法(5)2．熱焊的特點：液體金屬體積大，熱量貯備大，使熔化金屬冷卻速度減慢，使碳化鐵有充分的時間分解出游離石墨，保證石墨化過程更完全，因而從根本上消除白口組織及裂紋產(chǎn)生的可能性。同時，焊縫氣孔及夾渣也易排出。對于形狀復雜的焊件，焊前預熱，焊后緩冷還能使焊件各部位熱脹冷縮均衡，消除內(nèi)應力，防止產(chǎn)生裂紋。缺點，只能用于平焊，勞動強度大，焊修成本高。3．預熱方法：可用電爐、油爐，或用土爐。鑄鐵件的焊修----冷焊法(6)鑄鐵氣焊條的牌號和化學成分（％）

牌號

CSiMnSP用途QHT—13.3-3.93.0-3.80.5-0.8≤0.080.15-0.4熱焊或冷焊薄壁件QHT—23.3-3.93.8-4.50.5-0.8≤0.080.15-0.4冷焊在缺少焊條時，也可用廢舊活塞環(huán)代用。鍍鉻環(huán)不能用，其它應除去油污、鐵銹。鑄鐵件的焊修----熱焊法(7)

焊劑：統(tǒng)常選用統(tǒng)一牌號201。自制焊劑：配方一硼砂56％碳酸鈉22％碳酸鉀22％配方二硼砂50％蘇打灰50％配方三脫水硼砂100％鑄鐵件的焊修----熱焊法(8)火焰和焊炬：火焰：鑄鐵焊采用中性焰和碳化焰。采用弱碳化焰可彌補碳的燒損和避免硅氧化。清除裂紋和開坡口時可用氧化焰。焊接結束時用碳化焰可使焊紋緩慢冷卻。焊修工藝：焊前準備及預熱；焊口清理、開坡口等。施焊：焊后冷卻：鑄鐵件的焊修---電弧冷焊法(1)（二）電弧冷焊法1．什么是電弧冷焊？——在焊前和施焊過程中，對焊件不預熱或預熱溫度低于200℃的焊接，稱為冷焊。2．冷焊的特點：優(yōu)點，焊件不需要預熱，焊修成本低，焊補過程迅速，勞動強度得到改善；焊接位置不受限止（熱焊只能平焊）。缺點，焊件受熱不均勻，冷卻速度快，掌握不好易形成白口組織和裂紋。鑄鐵件的焊修---電弧冷焊法(2)3．鑄鐵冷焊電焊條種類及牌號焊條名稱焊條牌號焊芯成分藥皮類型焊縫金屬主要用途氧化鋼芯鑄100碳鋼氧化型碳鋼一般灰鐵鑄件，抗裂性加工性差。高釩焊條鑄116高釩藥皮或高釩鋼低氫型高釩鋼強度較高的灰鑄鐵，球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵。純鎳焊條鑄308純鎳石墨型鎳重要鑄鐵件，可加工。機床表面,氣缸體.鎳鐵焊條鑄408鎳鐵合金石墨型鎳鐵合金球墨鑄鐵,重要鑄鐵件，可加工,焊縫稍硬。鎳銅焊條鑄508鎳銅合金石墨型鎳銅合金灰口鑄鐵，可加工,強度和抗裂性差銅芯焊條鑄612銅包鐵或鐵包銅銅鈦鈣型銅—鐵混合灰鑄鐵，抗裂性好，加工性差。用于非加工表面。鎳在焊縫冶金過程中的作用

1.鎳是擴大奧氏體區(qū)的元素，奧氏體能很好的溶解碳又不于碳形成滲碳體：2.鎳不碳形成化合物，而是能很好的溶解到鑄鐵里，成為鐵鎳合金；3.鎳是一種促進石墨化元素，減弱半溶化區(qū)白口層的形成；4.鎳基合金居有良好的塑性可松馳焊接應力，減小焊縫裂紋傾向。

銅在焊縫冶金過程中的作用（1）紫銅的強度與一般灰鑄鐵相近，塑性非常好，易產(chǎn)生塑性變形以松馳焊接應力，減小焊縫裂紋傾向。 （2）銅的熔點(1083℃)比鑄鐵熔點低。電弧焊時，焊條的熔化速度大于母材，減少了母材的熔化，使母材中的碳硅元素少向焊縫金屬過渡，對防止白口及產(chǎn)生裂紋都很有利。（3）銅不溶解碳，又不與碳化合生成脆硬組織，絕大部分的碳與銅是以機械混合物.鑄鐵件的焊修---電弧冷焊法(3)4．冷焊工藝步驟⑴焊接規(guī)范的選擇:①電流強度選擇:------直接影響焊接質量.焊件厚度(mm)焊條直徑(mm)直流(A)交流(A)4—62—2.550—8060—906—83.280—10090—1008—204—6100—190110—200②選用焊條：焊條牌號和焊條直徑(兩種以上)。③電源性選擇:焊條接正極,焊件接負極.鑄鐵件的焊修---電弧冷焊法(4)5.焊前準備觀察零件裂縫部位及損壞程度，確定焊修方案。清理零件表面。圖2—1止裂孔位置若需要在裂縫前端打止裂孔,應確定止裂孔的位置與孔的直徑。鑄鐵件的焊修---電弧冷焊法(5)若需在焊件上開坡口，應確定坡口的位置和形狀.機械加強,栽絲、鑲鍵。圖2—2冷焊時坡口型式冷焊操作要令:----短段、斷續(xù)、分散焊,較小電流熔深淺,每段錘擊消應力、退火焊道可變軟.鑄鐵件的焊修---電弧冷焊法(6)鑄鐵件的焊修---電弧冷焊法(7)錘擊消應力每焊完一段后，應趁熱錘擊焊縫，直到溫度下降到40℃~60℃時為止。然后再焊下一段。目的是消除焊接應力，砸實氣孔，提高焊縫的致密性。焊補方向當工件上的裂紋如圖所示時，應從中心部位沿箭頭所指方向向邊緣焊補，以減小焊接應力和變形。焊后檢查：零件焊完后，應檢查有無氣孔、裂紋，焊縫是否致密、牢固，如有缺陷，應采取必要的補救措施。

加熱減應焊又稱對稱加熱法。即焊補時選定區(qū)域進行加熱，以減少焊補時的應力和變形；

（1）加熱減應焊原理：——對焊件上已選定的適當加熱部位（減應區(qū)）進行局部預熱，使焊接部位和焊件上那些阻礙焊接區(qū)自由脹縮的部位的溫度差別減小，以改變焊件內(nèi)部熱應力的分布情況，釋放部分熱應力，達到防止產(chǎn)生焊縫裂紋的目的。

鑄鐵件的焊修---加熱減應焊(1)鑄鐵件的焊修---加熱減應焊(2)

加熱減應區(qū)選擇的原則：-----選擇在裂紋的延伸方向；應選擇在零件棱角、邊緣等強度較大部位；加熱減應區(qū)的檢驗：500～700℃；零件上待焊補的裂紋脹開1～1.5㎜；⑶加熱減應焊的應用；氣門座孔處裂紋、氣缸蓋上平面裂紋、發(fā)動機機體裂紋，以及變速箱、后橋殼體裂紋。鑄鐵件的焊修---加熱減應焊(3)

鑄鐵件的焊修---加熱減應焊(4)焊接工藝：應先對減應力區(qū)加熱至400～500℃，并盡可能保持全部焊接過程。焊補完成后仍加熱減應區(qū)至700℃才停止；焊補方向應朝向減應區(qū)；施焊過程一次完成防止多次施焊；表面修復技術-----合金粉末堆焊

一、等離子弧堆焊等離子弧堆焊-----是以等籬子弧作熱源，以合金粉沫作堆焊材料，在工件表面