汽车零部件修复方法及应用

⑵手工电弧焊工艺；
预热保温-焊前准备-施焊-焊后检查
预热保温；对较大的零件应进行预热
和焊后保温，可以减小焊接应力和防止裂 纹产生。
焊前准备：止裂孔，止裂孔的直径根
据板厚来确定，一般为3～5㎜。在裂纹处 开坡口；
铸铁件电弧冷焊——焊缝坡口尺寸
• 对于裂纹较 深的工件， 为了保证焊 条金属与基 体金属很好 的结合，增 加焊补强度， 在工件裂纹 处开坡口， 可以全部和 部分地除去 裂纹。
施焊：
采取小电流、分层、分段、趁热 锤击，以减少焊接应力和变形， 并限制母材金属成分对焊缝的影 响。
小电流
• 基本原则 是在保证 焊透的前 提下尽量 选择小电 流。
分段施焊法
• 在焊接过 程中为了 减小焊补 区与整体 之间的温 差，相应 减少焊接 时的应力 和变形；
• 分段施焊 的方向；
分层施焊法
振动堆焊原理
• 将需堆焊的零件夹持在车床卡盘 内，工件接负极，电流从直流发 电机1的正极经焊嘴2、焊丝3、 工件4及电感器5回到发电机负极 焊丝由焊丝盘6经送丝轮7进入焊 嘴，送丝轮由小电动机8驱动， 焊 嘴 受 交 流 电 磁 铁 9 和 弹 簧 10 的 作用以50Hz～100Hz的频率使焊 嘴振动，在振动中焊丝尖端与堆 焊表面不断地起弧（断开）和断 弧（接通），电弧丝被熔化并滴 焊在工件表面上。为了防止焊丝 和焊嘴熔化而被粘上，焊嘴应少 量冷却。当堆焊圆柱形工件时， 可一边施焊一边旋转，同时焊嘴 作横向移动，焊道就成为螺旋状 缠在零件上。
⑶修理尺寸法的应用；曲轴、凸轮 轴、气缸、转向节主销孔等；
⑷修理尺寸法的特点；使各级修理 尺寸标准化（加大了加工余量，使 可修理次数减少）；修复 — 更换； 有限的修理方法；
2·附加零件修理法（镶套修理法）
• 定义：是对零件的 磨损部位或损伤部 位，用过盈配合方 式镶上新的金属套， 使零件恢复到原尺 寸或技术状况的修 复方法；
附加零件修理法（镶套修理法）注意事项 镶套材料应与基体一致或相近。过盈量（轻
级、中级、重级）与两镶套件的表面粗糙度、直 径大小、工作表面长度、壁厚、表面的硬度等有 关；一般来说，表面粗糙度越小、直径越大、壁 厚越厚、长度越长、材料硬度越高，两者过盈量 可相对下降一些，但这些影响一般不应超过 0.01～0.02㎜。
第五章汽车零件修复方法
• 难点： • 1.修理尺寸法的计算； • 2.振动堆焊；铸铁零件的电弧冷焊； • 3.胶粘的原理； • 4.总成装配质量的评价；
Hale Waihona Puke Baidu 第五章 汽车零件修复方法
• 第一节 汽车零件修复方法简介 • 第二节 汽车零件修复方法的选择
第一节 汽车零件修复方法简介
修复方法各自具有一定特点和适用范围是根据零件的缺陷 特征进行分类：
变形零件的修复可采用压力校正法、火焰校正法和敲击校
正法。
零件上的裂纹、破损等损伤缺陷采用焊接，钎焊或钳工机
械加工法。
一、机械加工修复法 机械加工修复法是零件修复中最基本、最重
要和最常用的修复方法包括：修理尺寸法、附加 零件修理法、局部更换修理法和转向翻转修理法； 1·修理尺寸法 ⑴定义：修理尺寸法是修复配合副零件磨损的一 种方法，它是将待修配合副中的一个零件利用机 械加工的方法恢复其正确几何形状并获得新的尺 寸（修理尺寸），然后选配具有相应尺寸的另一 配合件与之相配，恢复配合性质的一种修理方法。
⑵修理尺寸的确定：
修理尺寸的大小与级别多少取 决于汽车修理间隔期中零件的磨损 量、加工余量和安全系数； 级差为0.25mm；（气缸、曲轴）
修理尺寸法-轴类零件修理尺寸的计算
• 在不改变轴心位置的情况下进 行机械加工：
dr1=dm-2(δmax+X1)
drn=dm-n.r
轴的最小直径是依据零件刚度、 强度条件、结构上的要求，以 及零件表面热处理等要求的最 低允许厚度值来确定；
2·其它堆焊修复法 像蒸气保护下振动堆焊、二氧化碳气体
保护焊及埋弧焊的原理与振动堆焊相同，只 不过是为了改善焊层的性能，减少焊层的气 孔、裂纹和夹碴，堆焊过程是在气体或焊剂 保护下的一种振动堆焊；
二氧化碳保护焊
• 堆焊时电弧区和熔 化区由二氧化碳气 流保护，防止大气 中的氧气进入。
• 可靠地将堆焊区与 周围介质相隔离， 从而保证获得高质 量的堆焊金属，具 有气孔少、氧化物 少的特点。
转向和翻转修理法常用来修复磨
损的键槽、螺栓孔和飞轮齿圈等。 （应用受到结构条件限制）
二、焊接和堆焊修复法 定义：焊接修复法修复零件是借
助于电弧或气体火焰产生的热量，将 基体金属及焊丝金属熔化和熔合，使 焊丝金属填补在零件上，以填补零件 的磨损和恢复零件的完整。
二、焊接和堆焊修复法
• 定义：焊接修复法 修复零件是借助于 电弧或气体火焰产 生的热量，将基体
n dm d min r
修理尺寸法-孔类零件修理尺寸的计算
• Dr1=Dm+2(δmax+X1) • = Dm+r • Dr n=Dm+n . r
n D max Dm r
修理尺寸法的计算
• 例：汽车发动机曲轴主 • 例：EQ6100Q—1发动 轴颈φ66.00，测得各主 机，各气缸孔磨损尺寸 轴颈最大磨损部位的尺 如下100.65、100.72、 寸分别为φ65.50、65.53、 100.57、100.68、100.80、 65.45、65.48、65.41、 100.82，假设加工余量 65.40 、65.55 ，加工余 为0.15㎜，求气缸修理 量为0.20㎜，试求其修 尺寸； 理尺寸；
• 堆焊过程的每一循环基本可分为 三个阶段：短路期、电弧期、空 程期；
（1）短路期：焊丝前进，尖端与工作表面接触，正负极短 路，电流由零急剧上升到最大值，而电压几乎下降到零。 此时，电流使焊丝加热熔化并使焊丝尖端与零件表面焊接，
此阶段产生的热量为总热量的10%~20%。 （2）电弧期：焊丝振动离开零件表面时，离焊丝尖端一定 处的截面开始缩小，焊丝截面缩小导致电流密度增大，从 而加剧焊丝脱离零件，焊丝脱离后，在零件上留下一小块 熔接金属。焊丝脱离零件瞬间，电压上升到26V～32V，并 产生电弧放电，在电弧放电期间，高达80%的热能使焊丝
熔化在工件表面上。 （3）空程期：随着焊丝远离零件，放电结束，从电弧熄灭 到焊丝与工件表面再次接触期间称为空程期。空程期不产
生热量。
以上诸过程周而复始，从而完成了堆焊过程，堆焊层质量 的好坏取决于电参数的正确选择与配合。
堆焊层的性质；
①硬度及耐磨性；振动堆焊层的硬度是不均匀的， 这是由于后一焊滴对前一焊滴，或后一圈焊波对 前一圈焊波都有回火作用。这种软硬相间的组织 并不影响其耐磨性，与新曲轴相差不多；
⑶加热减应焊的应用；
发动机缸体的裂纹、气门座孔 内的裂纹、曲轴箱内的裂纹、气缸 体上平面裂纹，以及变速器壳体均 可采用加热减应焊；
4·手工电弧焊
⑴手工电弧焊的特点及适用范围； 具有设备简单，操纵方便，连接强度高，
施焊速度快，生产率高，零件变形小等优点， 广泛适用于碳钢、合金钢及铸铁等金属材料 不同厚度、不同位置的焊接，在汽车修理中 主要用来修复裂纹、破裂和折断等。
• 工件较厚时 采用；用较 细的焊条、 较小的电流， 使后焊的一 层对先焊的 一层有退火 软化的作用。
趁热锤击
每焊完一段后，应趁热开始锤 击焊缝，直到温度下降到 40℃~60℃时为止。然后再焊下 一段。目的是消除焊接应力， 砸实气孔，提高焊缝的致密性。
焊补方向
• 当工件上的 裂纹如图所 示时，应从 中心部位沿 箭头所指方 向向边缘焊 补，以减小 焊接应力和 变形。
加热减应焊
• 加热减应区选择的 原则：应选择在裂 纹的延伸方向；应 选择在零件棱角、 边缘等强度较大部 位；
• 加热减应区的检验： 500 ～ 700℃ ； 零 件 上待焊补的裂纹胀 开1～1.5㎜；
加热减应焊
• 焊接工艺：应先对减 应 力 区 加 热 至 400 ～ 500℃ ， 并 尽 可 能 保 持全部焊接过程。焊 补完成后仍加热减应 区 至 700℃ 才 停 止 ； 焊补方向应朝向减应 区；施焊过程一次完 成防止多次施焊；
磨损零件的修复方法基本上可分为两类：一是对以磨损零
件进行机械加工，使其恢复正确的几何形状和配合特性，并 获得新的几何尺寸；二是利用堆焊、喷涂电镀和化学镀等方 法对零件的磨损部位进行增补，或采用胀大（缩小）镦粗等 压力加工方法增大（或减小）磨损部位的尺寸，然后再进行 机械加工，恢复其名义尺寸、几何形状及规定的表面粗糙度。
金属及焊丝金属熔 化和熔合，使焊丝 金属填补在零件上， 以填补零件的磨损 和恢复零件的完整。
分类：焊接根据使用 的热源不同分为气 焊和电焊。电焊根 据熔剂层的不同又 可分为手工电弧焊、 振动堆焊；堆焊又 可分为二氧化碳保 护焊、埋弧堆焊、 电脉冲堆焊、等离 子堆焊。
1·振动堆焊修复法
振动堆焊是焊丝以一定的频率和振幅振动的脉冲电 弧焊；其实质是在焊丝送进的同时，按一定频率振动， 造成焊丝与工件周期地起弧和断弧，电弧使焊丝在较低 电压（12～20V）下熔化，并稳定均匀地堆焊到工件表 面。其主要特点是堆焊层厚，结合强度高，工件受热变 形小，常用于修复一些轴类零件。
局部更换法就是将零件需要修理（磨
损或损坏）部分切去，重制这部分零件， 再用焊接或螺纹连接方式将新换上的部分 与零件基体连在一起，经最后加工恢复零 件的原有性能的方法。 修复半轴、变速器第一轴或第二轴齿轮、 变速器盖及轮毂等。（修理工艺较复杂）
4·转向和翻转修理法 转向和翻转修理法是将零件的磨
损或损坏部分翻转一定角度，利用零 件未磨损部位恢复零件的工作能力的 一种修复方法。
附加零件修理法（镶套修理法）
• 应用：干式气缸套、 • 特点： 气门座圈、气门导 • 1.可修复尺寸较大的 管、飞轮齿圈、变 基础件的局部磨损， 速器轴承孔、后桥 延长使用寿命； 和轮毂壳体中滚动 • 2.修理过程中零件不 轴承的配合孔以及 需要高温加热，零件 壳体零件上的磨损 不易变形和退火。 螺纹孔和各类型的 端轴轴颈等；
②结合强度；堆焊层与基体的结合强度高达5Mpa； 这是由于堆焊层与基体的结合是冶金结合，比喷 涂修复层的结合强度高的多，使用中很少发生脱 落、掉块现象；
③疲劳强度；由于振动堆焊层与基体金属间有很 大的内应力，因此堆焊修复后疲劳强度降低较多， 一般可高达40%，因此，受大冲击负荷的柴油机曲
轴、合金钢及铸铁曲轴不应采用振动堆焊修复。
焊后检查：零件焊完后，应检
查有无气孔、裂纹，焊缝是否 致密、牢固，如有缺陷，应采 取必要的补救措施。
三、喷涂与喷焊修复法 1·喷涂 金属喷涂是用高速气流将被热 源熔化的金属（丝材、棒材或 粉末）雾化成细小的金属颗粒， 以很高的速度吹敷到已准备好 的零件表面上；
金属电喷涂
• 压缩空气把熔 化的金属吹散 成直径 0.01~0.015m m的微小颗粒 并以 100~180m/s的 速度撞击到经 过准备的零件 表面上。
镶套的操作工艺要点：高精度量具和钳工操
作技术；配合件尺寸、圆度、圆柱度、检查导角 （15～30°）、粗糙度及除油除锈；两配合件椭 圆度长短轴方向一致；
3·零件的局部更换修理法 具有多个工作面的汽车零件，由于各
工作表面在使用中磨损不一致，当某些部 位损坏时，其它部位尚可使用，为防止浪 费，可采用局部更换法。
3·气焊 ⑴气焊的特点及应用范围
气焊火焰热量较电焊分散，工件受热变
形大，生产率较低，熔池金属冷却速度慢， 能适当控制，并且可使焊缝的金属与母材相 似，焊缝的机械性能和加工性能比气焊差。
主要适用于碳钢、合金薄板件的焊接， 还可用于有色金属和铸铁的焊补。
⑵气焊焊接方法 － 加热减应焊；
加热减应焊又称对称加热法。 即焊补时选定区域进行加热， 以减少焊补时的应力和变形；
但由于其焊缝硬而脆，塑性差，机械 加工性能比气焊差，且在焊接应力作用下 易产生裂纹或焊缝剥离，为保证焊接质量，
必须在工艺上采取措施。
铸铁件焊修特点：
• 易产生白口（FeC3）； • 易产生裂纹； • 易产生气孔；铸铁焊接中所形成的熔点
约为1400℃的难熔氧化物在焊缝熔池上 形成一层硬壳，阻碍气体由熔化金属向 外自由溢出，从而产生大量气孔。 • 措施：预热、加石墨化元素、加塑性变 形材料、特殊措施减应力。