發(fā)動機缸體一些缺陷的修復(fù)工藝

1、發(fā)動機氣缸體一些缺陷的修復(fù)工藝The repair process of some defect of Engine cylinder block機制0903苑慶超 學(xué)號2011212010120摘要：本文主要介紹在發(fā)動機使用一段時間后針對汽缸體經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題、缺陷所采用的一些修復(fù)工 藝。如缸體上表面的螺栓滑扣采用鑲螺套法進行修復(fù)、缸體上平面的裂紋與邊角缺損采用加熱減應(yīng)氣焊進 行修復(fù)、缸體水套壁的裂紋與破損采用手工電弧冷焊或手工電弧焊挖補法進行修復(fù)、氣門彈簧座和氣門導(dǎo) 管壁的裂紋以及氣缸套壁滲漏缺陷采用厭氧膠粘補法進行修復(fù)、軸承座的磨損失圓和不同軸度采用電刷鍍 修復(fù)。Abstract: T

2、his paper introduces some repair process of the problems and defects that often appear in the engine cylinder block when it is used for a period .For example the sliding of the bolt on the surface of cylinder block can be repaired by the met hod of setting bolt sleeve.The cracks and corner defects o

3、n the surface of the cylinder block can be repaired by the method of gas welding.The cracks and damage of the cylinder block water jacket can be repaired by the method of manual arc cold welding .The cracks of valve spring retainer and valve guide wall and the leakage of the cylinder sleeve wall can

4、 be repaired by the method of anaerobic adhesive filling.Bearing pedes tal grinding loss of round and loss of axial ity can be repaired by the met hod of electro-brush plating.關(guān)鍵詞：鑲螺套；加熱減應(yīng)氣焊；手工電弧冷焊；厭氧膠粘補；電刷鍍修復(fù)Keywords: setting bolt sleeve; gas welding; manual arc cold welding； anaerobic adhesive fil

5、ling; electro-brush plating引言氣缸體是發(fā)動機機體組的主要組成部分，在氣缸蓋和曲軸箱之間，水冷式發(fā)動機氣缸體常和曲軸箱鑄成一 體，稱為氣缸體-曲軸箱，風(fēng)冷式發(fā)動機常將氣缸體與曲軸箱分開制造在用螺栓連接起來。缸體的汽缸是 可燃?xì)怏w壓縮、燃燒和膨脹的空間，工作條件非常惡劣。做功的燃燒過程中，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá) 22002800k,壓強可達(dá)3lOMPa,它的內(nèi)壁直接受到高溫高壓氣體的作用，而外壁又受到風(fēng)（或水）的冷卻， 使缸體承受較大的機械應(yīng)力和熱應(yīng)力，因此要求氣缸套要有足夠的強度和剛度，且工作時變形小。此外， 氣缸體對活塞的運動起導(dǎo)向作用，氣缸內(nèi)壁除受活塞的側(cè)壓力外，還受

6、由于活塞的高速運動而產(chǎn)生的強烈 的摩擦作用，是發(fā)動機磨損最嚴(yán)重的表面之一，處于這樣惡劣的工作條件下汽缸體難免產(chǎn)生一些裂紋、破 損、螺栓滑扣、拉缸等缺陷。圖1沖程再油發(fā)動機工件原理圖1沖程再油發(fā)動機工件原理1、汽缸體常見的問題氣缸體是發(fā)動機組成中技術(shù)要求較高的基礎(chǔ)件，一般為灰口鑄鐵。常見的氣缸體缺陷有：螺紋滑扣、 裂紋、滲漏、局部磨損和缺損，如不及時修復(fù),將會影響發(fā)動機的使用性能和壽命。在修理時，首先要詳細(xì) 分析缸體缺陷的性質(zhì)、缺陷所在位置的剛性，幾何形狀的復(fù)雜程度、有無自由熱脹冷縮的可能性以及修復(fù) 質(zhì)量要求等，然后針對缺陷采取相應(yīng)的措施進行修復(fù)。修復(fù)之前正確的選用修復(fù)工藝是非常必要的，如果 選

7、擇的不合適可能會導(dǎo)致修復(fù)質(zhì)量不高，甚至將本來很易修復(fù)的缸體修壞、報廢。為此提出了氣缸體缺陷 的綜合修復(fù)工藝，供修復(fù)缸體時參考。各種缺陷的維修分類和推薦修復(fù)工藝見下表：氣缸體缺陷分類與推薦修復(fù)工藝表1序號缺陷部位缺陷種類推薦修復(fù)工藝1螺栓滑扣鑲螺套2裂紋3缸體上的表面邊角缺損加熱減應(yīng)氣焊4裂紋手工電弧冷焊5缸體水套壁破損手工電弧焊挖補6氣門彈簧座7氣門導(dǎo)管壁裂紋8氣缸套壁滲漏厭氧膠粘補9軸承座磨損失圓，不同軸度電刷鍍修復(fù)拉缸需要鏜缸，換活10干式氣缸套拉缸塞，換活塞環(huán)2.汽缸體常見問題的修復(fù)方法詳細(xì)介紹表中所列的氣缸體缺陷修復(fù)的一些修復(fù)工藝。發(fā)動機氣缸體圖圖22. 1鑲螺套法將滑扣的螺孔用鉆頭擴

8、孔，然后攻絲，擰入螺塞，主要用于修復(fù)損壞的螺孔。再在螺塞上鉆孔，攻絲即 可。例如原螺孔為萬M12,擰入的螺塞取M18 （見圖3）,螺塞要稍帶錐度,大端為直徑為18.5mm，擰入后即能 自行栓緊,經(jīng)鉆孔直徑為10.1mm后,攻絲M12即能使用。鑲套法簡便易行,不會產(chǎn)生焊補時出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象，所以應(yīng)用較廣泛圖3 所以應(yīng)用較廣泛圖3 鑲螺套2.2加熱減應(yīng)氣焊法 主要用于修復(fù)缸體上平面的裂紋與邊角缺損。在用氧乙塊焰氣焊缸體時,同時對減應(yīng)區(qū)加熱,能夠消 減焊接應(yīng)力,防止缸體開裂。此法的優(yōu)點在于焊縫能夠進行機械加工,可焊補大塊的缺損,與整體預(yù)熱氣焊 相比,焊補質(zhì)量較好,工人的勞動條件也得到改善。1、焊前準(zhǔn)備

9、（1）清潔 先用堿水清洗缸體,然后用氧乙炔焰對缸體略加烘烤,再用鋼絲刷或砂布除掉缺陷表面 銹污和雜質(zhì),使其露出金屬光澤。（2）檢查裂紋 采用白粉滲油探傷法、著色探傷法或水壓試驗,探明裂紋位置,然后用沖頭沿裂紋沖出標(biāo)記。（3）開坡口氣焊鑄鐵必須焊透,開坡口有利于焊透。開坡口可用鉆頭先沿裂紋鉆孔,再用鑿子鑿?fù)?也可用角向磨光機 磨出合適的坡口。能提高焊接速度,減少輸入焊縫的熱量,從而減少焊接應(yīng)力。如果裂紋裂至螺孔,則需將 螺孔擴大以便焊接。（4）選用焊炬加熱減應(yīng)需要較多的熱量，一般采用2號射吸式焊炬H01-12配直徑2mm的焊嘴，使火 焰能率大一些。（5）焊接材料焊條可用QHT-1型鑄鐵氣焊條，焊

10、粉型號為粉201。2、操作技術(shù) 先用中性焰往復(fù)加熱坡口，當(dāng)加熱至坡口底部和坡口兩側(cè)開始熔化時，將焊條一端加熱，蘸上少許焊粉，在熔化的坡口“摩擦”或攪拌，使焊條熔滴金屬與基體金屬熔合。如果熔池內(nèi)出現(xiàn)雜質(zhì) （白色透明圓點）、氣孔或咬邊等缺陷時， 應(yīng)提高熔池溫度，擴大熔池范圍，增加熔池深度，同時添加少 量焊粉，使雜質(zhì)自動浮起，用焊條輕輕撥去。如果熔池出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，說明溫度過高，焊縫過燒，應(yīng)適當(dāng) 調(diào)整火焰。提高焊接速度。待焊縫填滿后，要對焊縫進行整形。整形時要加熱焊縫的表層，并觀察焊縫金屬的成型。整形從焊縫邊 緣開始，加熱邊緣，使其熔化，隨后用焊條輕輕撥去氧化物和雜質(zhì)以及多余的焊肉。整形側(cè)面的焊縫

11、時，待 焊縫表面金屬一熔化，就立即用焊條撥去， 要防止產(chǎn)生過熱造成流淌。在焊補缺陷時，要隨時控制焊接區(qū)的溫度，隨時控制熱流方向，即要熟練地、靈活地運用加熱減應(yīng)氣焊 法。利用局部加熱的方法，改變應(yīng)力的分布狀況，降低焊縫區(qū)域內(nèi)的溫差，使焊 縫有自由伸縮的可能， 從而減少焊接應(yīng)力。3、加熱減應(yīng)的要點（1）加熱減應(yīng)的部位可以選擇一處或多處。選擇的部位應(yīng)是與其它部位聯(lián)系不多或強度較大的邊、角、 棱等部位。（2）焊前，預(yù)熱減應(yīng)區(qū)至400-500C，然后進行焊接，焊補之后,再次對減應(yīng)區(qū)加熱至 600-700C,保持此溫，直至焊縫冷卻到300C以下為止。（3）焊補的順序是，從工件的里面缺陷開始焊補,逐漸向外延

12、伸，焊接的火焰方向要指向 減應(yīng)區(qū)，切勿朝向其他非焊補區(qū)。（4）加熱的減應(yīng)區(qū)形狀可以是多種多樣的,常用的減應(yīng)區(qū)形狀為帶狀和三角形。帶狀的加熱減應(yīng)區(qū)是將加 熱的帶狀區(qū)作為過渡區(qū),使應(yīng)力逐漸引向外部，見圖4中中間帶狀網(wǎng)格區(qū)。三角形的加熱減應(yīng)區(qū)常用于缺陷 靠近工件邊緣和邊角部位的情況下，這些部位自由伸縮的余地較大，通過加熱消減應(yīng)力的效果最好，見圖4 中邊緣部分的網(wǎng)格區(qū)。圖4帶狀和三角形加熱減應(yīng)區(qū)4、注意事項（1）為了使焊縫金屬更好的熔合，充分利用焊接火焰的熱量，使整個焊補過程中，焊嘴基本垂直于被焊 部位，成80-90角，撥渣時，傾斜角調(diào)小至30-40（2）焊補應(yīng)在室內(nèi)避風(fēng)處進行。（3）為便于焊縫熔合和

13、整形，應(yīng)將被焊部位置于水平位置，成水平焊縫，鐵水不易流淌。（4）要確保焊補全過程中的氧氣和乙炔的充分供應(yīng)不能中途斷氣。2.3手工電弧冷焊法手工電弧冷焊法用于修補缸體水套壁的裂紋與破損，下面詳細(xì)介紹一下此種方法的操作。Q.W-0 iJnwn CI*1 IS t jl-S t nJ11 陣注一稅底時I*1 IS t jl-S t nJ11 陣注一稅底時Uh 一fJi；購需幷一上M it 們圖5 汽缸套示意圖1、焊前準(zhǔn)備焊前的清潔工作和裂紋檢查與氣焊相同，而坡口準(zhǔn)備工作的要求則要高些。電焊前需要在裂紋兩端的前方 約5-8mm處各鉆直徑為3mm的止裂孔，見圖6。止裂孔的大小視壁厚而定當(dāng)水套壁的厚度為5

14、-8mm時,下部的壁厚可達(dá)10余毫米，這時可選用小直徑為4-8mmm的鉆頭鉆孔。鉆孔要沿裂紋的中心線進行，在確保焊透的前提下，坡口盡量不要過寬或過深，更不要鉆穿。鉆后用角向磨光砂輪或鑿子修整坡口坡口的形狀見圖6所示的A-A剖面。15 11Fgq囁歛A A封前圖6鉆止裂孔和坡口淮備工作2、焊機和焊接材料手工電弧冷焊以采用直流弧焊機為好。但是直流弧焊機有磁偏吹現(xiàn)象,最好將負(fù)極搭鐵線（直流反接 法）接在引弧板上,然后再將引弧板栓緊在靠近焊縫的螺孔上,這樣還可防止因接觸不良所造成的電弧燒傷 現(xiàn)象。如果用的是交流弧焊機，則空載電壓應(yīng)高一些,一般取75-80V。焊條型號宜用鎳基的鑄308型。直徑細(xì)一些的好

15、焊，常用直徑為3.2mm的焊條。焊前需要將焊條在120攝氏度下烘烤1-2小時才能使用。焊接電流用90-110A。3、操作要點（1）焊接采用間斷、倒退、分段的焊法，每段焊接長度不宜超過15mm.運條要如圖7所示，先從坡口的一側(cè)引弧，然后將焊條緩慢地提起3-4mm，并向前移10mm起焊。焊條提高了，電弧就拉長，焊接電壓升高，電流 下降， 這樣焊得的焊縫熔深減小， 熔寬增大。此時電弧燃燒的聲音為“嚓一嚓嚓”， 透過電弧能清楚地看 到焊縫金屬的熔合情況。最后用打圈圈的運條方式將弧坑填滿， 立即將焊條快速地向后拉起熄弧。熄弧后 馬上用端部帶有圓弧的小錘連續(xù)錘擊焊縫， 待焊縫冷卻至60攝氏度左右時方可繼續(xù)

16、施焊。（2）焊接應(yīng)從壁厚較厚的部位起焊。如果壁厚超過15mm時，則不能直接一次焊成，要分道焊，如圖8所示。 先用焊道1、2堆兩邊的坡口，此時焊條要直線往復(fù)運送。每段焊25-30mm。第3條焊道采用打圈圈的運條方式，焊層要薄，每段約焊20mm。圖8多道堆邊焊（3）如果破損處壁厚過薄（2mm一下），或有多條裂紋或破洞時，采取挖補的方法較簡便，見圖9。先將缺陷 處挖去，整修邊緣,使成圖9所示的矩形孔，邊緣開成50。的單邊坡口，如圖10所示。另外找一塊低碳鋼板。 鋼板的厚度要小于或等于基體金屬的壁厚，并剪成與孔洞相同的形狀，作為鑲補塊嵌人孔洞,鑲嵌補塊的中 部要壓成稍微鼓起的形狀，這樣可提高焊縫的塑性

17、，減小焊接應(yīng)力，防止開裂。鑲補板先用點焊固定在孔 洞內(nèi)，焊點要少，焊肉要薄。施焊時要在孔洞的對稱邊反向交錯進行，運條方式同（1）。整樽治兀只圖10挖補洞的坡口圖整樽治兀只圖10挖補洞的坡口圖9挖補洞的形狀2.4厭氧膠粘補法主要用于修復(fù)氣門彈簧座和氣門導(dǎo)管壁的裂紋以及氣缸套壁滲漏缺陷。其優(yōu)點在于對缸體無熱影響 不會產(chǎn)生熱應(yīng)力拉裂缸體。缸體的氣門彈簧座及氣門導(dǎo)管壁等處的壁厚約2mm左右，要焊補這么薄的部位是極為困難的,可以說是禁區(qū)。而用厭氧膠粘補則非常簡便，只要按下述工藝 規(guī)范操作，很易成功。粘補的另一優(yōu)點是膠接層有良好的密封性耐熱、耐腐蝕，因此用于修補氣缸套壁的 滲漏缺陷非常合適。工藝程序如下：

18、1、粘前清潔先用噴燈或氧乙炔焰燒烤缺陷部位，燒去油脂,蒸發(fā)水份。然后用砂布打磨缺陷部位磨去表面的積炭和銹 跡，最后用汽油擦洗表面，待晾干后涂膠。2、各種缺陷的修理方法（1）氣門彈簧座裂紋的修理：剔除舊氣門彈簧座圈,另配制新座圈，涂上厭氧膠壓入即可。（2）氣門導(dǎo)管壁裂紋的修理：將新導(dǎo)管表面上的保護層除去用砂布打毛,使其粗糙。若導(dǎo)管承孔磨損變 形超差，則可將導(dǎo)管表面鍍銅加大尺寸另配。使其外徑去毛刺后比孔徑大0.03mm，隨后涂膠壓入。（3）缸體上部或下部缸套壁滲漏缺陷的修理 將缸套向滲漏的一端壓出50-60mm，用砂 布將缸套外表打磨粗糙，然后用汽油擦除油污，待晾干后涂膠壓回缸套即可。3、涂膠方法

19、涂用的膠用ZY-802厭氧膠。涂膠的時候，僅需在相互配合的任一個結(jié)合面上涂膠，即單面涂膠，而不需 雙面都涂膠。2.5電刷鍍法樹1肌駁愼號左用樹1肌駁愼號左用5 劇 U 龜 t 5 電/L ?i-ftSA圖11 電刷鍍法原理示意圖主要用于修復(fù)軸承座的磨損、失圓和不同軸度。缸體的曲軸主軸承座和各軸承座孔是很難用焊接修復(fù) 的, 焊接不但會造成缸體變形,而且焊后還需精加工。如用刷鍍修復(fù)則非常簡便, 鍍后稍加修整即能交付 使用。其操作程序如下：鍍前清潔：先用堿水煮洗去除油垢,再用細(xì)砂紙打磨,去除銹痕、毛刺。測量軸承座孔的尺寸、失圓度, 在磨損大的失圓方位作好記號, 確定刷鍍層厚度。電解除油處理：用鍍筆蘸

20、零號電凈液擦拭軸承座孑L,鍍筆接正極，缸體接負(fù)極，電壓8T2V,電凈時間 20-30秒左右,然后用清水沖洗?；罨苠兠妫合扔?號活化液處理去除氧化膜，缸體接正極，鍍筆接負(fù)極，電壓12-15V,處理時間20-30秒, 待工件表面呈灰白色時即用清水沖洗,然后用8號活化液處理，電壓18-20V ,處理時間30秒左右，將2號活 化液活化處理后的炭黑去除，待工件表面呈銀灰色時即用清水沖洗。刷鍍快速鎳 因為氣缸體的材質(zhì)是灰鑄鐵，質(zhì)地疏松，不能用酸性的特殊鎳溶液刷鍍，否則易腐蝕剝 落。刷鍍時鍍筆接正極缸體接負(fù)極，刷鍍快速鎳的電壓12-16V,鍍筆與工件的相對運動速度為10-15m/min, 對磨損大、失圓部

21、位應(yīng)多鍍，待恢復(fù)整圓后再均勻刷鍍至所需尺寸。亦可先在需鍍范圍內(nèi)刷鍍，以后逐漸 縮小鍍筆的移動幅度，直到要求厚度最大處結(jié)束， 以獲得厚薄不均的鍍層達(dá)到復(fù)圓。用假芯軸刮研修整達(dá)到復(fù)圓和同軸度。2.6鏜缸拉缸是汽車發(fā)動機的常見故障之一。所謂“拉缸”是指氣缸內(nèi)壁被拉成很深的溝紋，活塞、活塞環(huán) 與氣缸壁摩擦副喪失密封性，從而導(dǎo)致氣缸壓縮壓力降低，動力性喪失；可燃混合氣下竄使曲軸箱壓力 增大，嚴(yán)重時會引起曲軸箱爆炸；潤滑油上竄到氣缸內(nèi)引起燒機油現(xiàn)象發(fā)生；排氣管冒煙嚴(yán)重；發(fā)動機 噪聲異常；發(fā)動機不能正常工作甚至熄火。鏜缸是對干式缸套過度磨損比較常見的修理方法。濕式缸套主要以更換活塞-缸套組方式進行修理。（1

22、）鏜削量的計算。當(dāng)氣缸的修理級數(shù)確定后，即可選配同級活塞，然后根據(jù)活塞直徑和氣缸直徑 計算鏜削量?；钊c氣缸配合間隙0.03mm適用汽油機，柴油機0.15mm .磨缸余量為0.02-0.04mm,鏜削量 可按下式進行計算：鏜削量=活塞裙部最大直徑-氣缸最小直徑+活塞與氣缸配合間隙-磨缸余量（2）鏜缸機。鏜缸所用的設(shè)備有兩種，固定式鏜缸機和移動式鏜缸機，由于移動式鏜缸機精度差， 工作效率低，已被固定式鏜缸機所替代。（3）鏜缸定位基準(zhǔn)的選擇。為了保證鏜缸質(zhì)量，在操作上應(yīng)注意首先做好定位基準(zhǔn)的選擇。選擇鏜 缸的定位基準(zhǔn)的目的是：保證氣缸鏜削后，各缸中心線與曲軸主軸承座孑中心線在一個平面上并相互垂 直

23、。固定式鏜缸機以缸體底面前后兩主軸承座孑和氣缸上口作定位基準(zhǔn)，其鏜缸精度比較高。（4）確定氣缸鏜削中心。定氣缸中心有同心法和偏心法兩種。同心法定中心是在氣缸未磨損部位定 中心，可以保證各缸鏜削后中心線與原來的中心線不變。偏心法定中心，是在氣缸最大磨損部位定中心， 鏜削后的氣缸中心線發(fā)生偏移。固定式鏜缸機的定位方法是靠裝在鏜桿上的定心桿進行的。定心桿，由 螺釘調(diào)整到與氣缸直徑相應(yīng)的位置，然后將鏜桿伸入到缸口未磨損的臺階部位（如缸口臺階被刮過，需 以活塞環(huán)行程以下的氣缸下部定位），使定心桿球端距離氣缸頂面3-4mm。轉(zhuǎn)動鏜桿檢查定心桿與氣缸表 面接觸的均勻情況。當(dāng)定心桿與缸壁四周間隙相等時，即為已

24、經(jīng)對正中心。在實際生產(chǎn)中，為減少每次鏜缸的鏜削量，也有采用偏心法來鏜缸的。但只能適用于鑲過缸套并在 允許偏移范圍內(nèi)的氣缸。這是因為，偏心法鏜缸將使氣缸中心偏離原有中心，當(dāng)偏心過大時，連桿小頭 將壓向活塞銷座使活塞一面壓向缸壁，增加了氣缸的磨損，反而會縮短發(fā)動機使用壽命。（5）選擇適當(dāng)?shù)某缘读?。鏜削量確定后，應(yīng)根據(jù)每次允許的吃刀量考慮鏜削次數(shù)。一般鑄鐵氣缸， 第一刀切削深度應(yīng)不大于0.05mm，因為氣缸表面有硬化層和氣缸磨損不均，吃刀量過大、切削力過大會 引起振動，不僅影響氣缸加工質(zhì)量，而且有損于鏜缸機，又加劇刀具的磨損。中間幾次可以大一些，但 不得超過鏜缸機限制的最大允許吃刀量。最后一刀，切削深度應(yīng)控制在）.03-0.05mm，以保證鏜削的精度和表面粗糙度。鏜缸的切削要求：對于一般灰鑄鐵缸體硬度在HB180-230,采用YG6或YG8硬質(zhì)合金刀具；切削速度為 125-150m/min；走刀量為0.10-0.15mm/r；吃刀量如前所述。氣缸應(yīng)隔缸鏜削。鏜缸后缸口應(yīng)加工成75倒角,以便活塞連桿機構(gòu)的裝配,并注意倒角寬度應(yīng)符 合規(guī)定。（6）鏜缸的工藝過程及技術(shù)要求。鏜缸必須在缸體螺孔、焊補等其他作業(yè)完畢后,才