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1、第七章 汽車零件修復(fù)方法與技術(shù) 內(nèi) 容典型零部件修理方法2零件修復(fù)方法31車身修復(fù)與噴漆工藝33了解:汽車零件機械加工修復(fù)法、表面技術(shù)修復(fù)法、焊接修復(fù)法、膠粘修復(fù)法和修復(fù)方法選擇等知識。理解:箱體、孔類和軸類等典型零部件修理方法的基本要求 。掌握:汽車零部件修理工藝過程??己艘?汽車運行到使用性能嚴重惡化并進入極限狀態(tài)時,約有70%以上的零件處于可用狀態(tài)或稍加修理即可以繼續(xù)使用。若將這些零件報廢,將是一個很大的浪費。另外,使用修復(fù)件不但可以減少零件貯備費用,而且還可以解決一些備件短缺問題。在工業(yè)發(fā)達的美國、德國和日本等國很重視零件的再生。例如,美國卡特彼勒公司一個發(fā)動機再生廠,職工僅187人
2、,年修發(fā)動機6000臺10000臺。第一節(jié) 零件修復(fù)方法機械加工修復(fù)方法表面技術(shù)修復(fù)方法 焊接修復(fù)法 膠黏修復(fù)法零件修復(fù)方法第一節(jié) 零件修復(fù)方法一、機械加工修復(fù)法 修理尺寸法鑲套修復(fù)法 變形校正法 第一節(jié) 零件修復(fù)方法1. 修理尺寸法定義:將磨損的零件表面通過機械加工恢復(fù)其正確的幾何形狀,并與相配合零件恢復(fù)原配合要求的一種加工方法。汽車有多種主要零件可以采用這種方法進行修復(fù),其中包括缸體、缸套、活塞、曲軸、軸瓦,轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與主銷軸承孔等。待修復(fù)的零件可以有若干等級修理尺寸,修理尺寸的大小與級別的多少取決于汽車修理間隔期內(nèi)零件的磨損量、加工余量以及材料強度和結(jié)構(gòu)。 桑塔納轎車發(fā)動機氣缸除標準尺寸
3、外,還有每次加大0.25mm的四級修理尺寸 尺寸名稱1.6L氣缸直徑(mm)1.8L氣缸直徑(mm)標準尺寸第一次修理尺寸第二次修理尺寸第三次修理尺寸第四次修理尺寸79.5179.7680.0180.2680.5181.0181.2681.5181.7682.01每級加大尺寸0.250.25第一節(jié) 零件修復(fù)方法表7-2 桑塔納發(fā)動機修理尺寸第一節(jié) 零件修復(fù)方法1)軸類零件修理尺寸的計算 設(shè)軸頸的基本尺寸為dm,經(jīng)使用磨損后的直徑為dw。由于沿圓周方向磨損不均勻,最小磨損量為min,最大磨損量為max,一般情況下最小磨損與最大磨損在同一直徑方向上,則直徑方向總磨損量為:=max+min=dm-d
4、w第一節(jié) 零件修復(fù)方法1)軸類零件修理尺寸的計算 設(shè)為軸頸磨損不均勻性系數(shù),=max/,當磨損均勻時max=min,則 當只有單面磨損時,min=0。由此得出磨損的不均勻性系數(shù)=0.51。按圖所示狀態(tài),在不改變軸心位置情況下進行機械加工,加工后零件軸頸尺寸與其基本尺寸相差量為最大單側(cè)磨損量max與機械加工余量x1之和的兩倍,因此軸頸的第一級修理尺寸可以按下式計算: dr1= dm-2(max+x1)式中:x1磨損最大側(cè)機械加工余量。第一節(jié) 零件修復(fù)方法根據(jù)最大單側(cè)磨損量max與和的關(guān)系,即mmax=,代入式9-1中得出:dr1=dm-2(+x1) 設(shè)上式中2(+x1)=,則稱為修理間隔級差量。
5、因此,軸頸各級修理尺寸的計算公式可寫成如下形式:drn=dm-nr 式中:drn分別為dr1,dr2,; n修理次數(shù)。第一節(jié) 零件修復(fù)方法2)孔類零件修理尺的計算 孔類零件修理尺寸的計算,按軸頸修理尺寸的計算方法可求得內(nèi)孔表面第一級修理尺寸: Dr1=Dm+2(max+x1)=Dm+2(-+x1)=Dm+r式中:Dm孔的基本尺寸; Dr1孔的第一級修理尺寸。孔的各級修理尺寸為:Dm=Dm+nr式中: Drn可分別為Dr1,Dr2,。設(shè)孔的最大允許寸為Dmax,則孔的允許修復(fù)修理次數(shù)為:第一節(jié) 零件修復(fù)方法3)軸和孔修理尺寸計算實例 例1)6135型發(fā)動機曲軸的連桿軸頸設(shè)計尺寸dr=95mm。根
6、據(jù)統(tǒng)計測量的資料得知=0.8,=0.25mm。軸頸最小允許直徑dmin=93mm。選用磨損削加工,余量x取0.05mm。試確定各級修理尺寸。第一節(jié) 零件修復(fù)方法3)軸和孔修理尺寸計算實例解:修理間隔級差量為: = 2(+x)=2(0.80.25+0.05) = 0.5(mm)允許修理次數(shù)為:n=(95-93)/0.5=4各次修理尺寸為: dr1=95-0.5=94.50(mm) dr2=95-20.5=94(mm) dr3=95-30.5=93.50(mm) dr4=95-40.5=93(mm)第一節(jié) 零件修復(fù)方法 例2)某臺東風(fēng)EQ6100發(fā)動機,經(jīng)過測量6個氣缸后,其中某缸磨損后的最大值1
7、00.38mm。選用搪缸和珩缸加工,加工余量x=0.1mm。試確定采用何級修理尺寸。 解:該氣缸恢復(fù)到正確幾何形狀的尺寸至少為: 100.38+0.1=100.48(mm)按該氣缸修理級差為0.25mm計,第一級修理尺寸100.25mm;第二級為100.50mm。顯然,要加工搪磨到100.48mm,接近第二級修理零件尺寸,即:Dr2=Dm+2=100+20.25=100.50(mm)因此,可以采用第二級修理尺寸進行加工修理。第一節(jié) 零件修復(fù)方法1修理尺寸法使各級修理尺寸標準化,便于加工和供應(yīng)配件。但修理時要按級差加工,往往加大了加工余量,使可修理的次數(shù)減少 2修理尺寸法修復(fù)的零件通常是配合副中
8、較貴重和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的那一種,更換的是與其配合的零件則是造價低的配件,這就大大延長了復(fù)雜貴重零件的使用壽命,且工作簡單易行,經(jīng)濟性好3修理尺寸法是一種有限的修理方法。隨著零件修理加工次數(shù)增加,其強度不斷削弱,修理到最后一級時,零件尺寸也到了極限。若要繼續(xù)使用,則需用其他方法恢復(fù)到基本尺寸 特點第一節(jié) 零件修復(fù)方法2.鑲套修復(fù)法 定義:對局部磨損及損壞的零件,當其結(jié)構(gòu)和強度容許時,可將其磨損部分車?。▽S)或搪大(對孔),再用過盈配合的方法鑲套并經(jīng)進行加工使其恢復(fù)到基本尺寸和技術(shù)要求的修復(fù)方法。 鑲套的材料要根據(jù)鑲套部位的工作條件來選擇,如在高溫下工作的部位,鑲套材料應(yīng)與基體一致或相近似,使它們線膨
9、脹數(shù)相同;除此而外,材料熱穩(wěn)定性要好,以保證零件工作的可靠性。如鑲氣門座圈,就要選擇與基體一致或膨脹系數(shù)相同的材料,象灰鑄鐵或耐熱鋼,但不能用普通鋼,以防排氣高溫使普通鋼氧化、脫皮。為了獲得好的耐磨性能,也可采用比基體好的耐磨材料,鑲套過盈量應(yīng)選擇合適,必要時要進行強度計算。因為過盈量太大,易使零件變形或擠裂,過盈量不足,又易松動和脫落。材料選擇汽車維修工程第四十講主講教師:田廣東學(xué)時:48第一節(jié) 零件修復(fù)方法過盈量確定 鑲套時由于多是薄壁襯套,包容件受拉應(yīng)力,被包容件受壓應(yīng)力。套不厚時(一般2 mm3mm),應(yīng)力大小與相對過盈成正比。所謂相對過盈就是單位直徑(為鑲套的基本尺寸)上的過盈量。
10、如軸承孔鑲套,若套外徑基本尺寸為100mm,則其過盈量為0.05mm,即相對過盈為0.05/100=0.0005,根據(jù)相對過盈的大小,鑲套配合分為四級。分別為輕級,中級,重級及特重級,見表7-4所示。第一節(jié) 零件修復(fù)方法表7-4 鑲套中的過盈配合第一節(jié) 零件修復(fù)方法鑲套的材料要根據(jù)鑲套部位的工作條件來選擇鑲套過盈量應(yīng)選擇合適,必要時要進行強度計算。因為過盈量太大,易使零件變形或擠裂,過盈量不足,又易松動和脫落為了保證準確的過盈量,配合面加工精度要求較高,常采用IT6、IT7,粗糙度Ra 2.5Ra 1.25。 修復(fù)注意事項第一節(jié) 零件修復(fù)方法特點優(yōu)點鑲套修復(fù)法可以恢復(fù)基礎(chǔ)件的局部磨損,延長基礎(chǔ)
11、件的使用壽命 采用鑲套法可以使磨損的零件直接恢復(fù)到基本尺寸,為以后的修理提供了方便 鑲套工藝簡單,沒有復(fù)雜的操作和加工;不需大型設(shè)備,所以成本低,質(zhì)量容易保證 由于不需要高溫,零件又不易變形和退火 缺點應(yīng)用受到零件的結(jié)構(gòu)和強度的限制 第一節(jié) 零件修復(fù)方法3.變形校正法 定義:零件的校正是利用金屬的塑性變形來恢復(fù)零件幾何形狀的一種加工方法。汽車上許多零部件在使用中會產(chǎn)生彎曲、扭曲和翹曲,在修復(fù)中都要校正,如前軸、傳動軸、曲軸、凸輪軸和連桿等 分類壓力校正 火焰校正 它是汽車零件修復(fù)中常用的方法。一般是采用室溫冷校,如果零件塑性差或尺寸較大,也可以進行適當?shù)募訜?,零件經(jīng)校正后,疲勞強度下降較大它
12、是一種比較先進的校正方法。其校正效果好,效率高,尤其適用于一些尺寸較大,形狀復(fù)雜的零件。校正后,對疲勞強度影響也較小 第一節(jié) 零件修復(fù)方法壓力校正 零件的壓力校正原理,如圖7-20a所示。工件所受應(yīng)力狀態(tài),如圖7-20b所示。由圖可見工件上部受壓產(chǎn)生塑性變形,表面縮短,下部受拉也產(chǎn)生塑性變形,零件表面伸長,中部為彈性變形。這樣產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力使零件抗彎剛度下降,而且變形也不穩(wěn)定,使用中容易回彈。為了使變形穩(wěn)定,冷校后必須進行消除應(yīng)力的熱處理。圖7-20 零件的校正a) 壓力校正 b) 工件應(yīng)力1.V-型塊 2.軸 3.百分表第一節(jié) 零件修復(fù)方法 對于調(diào)質(zhì)和正火處理的零件(連桿、前軸、半軸、半軸套管
13、等),可在冷壓后加熱到400500,保溫0.5h2h;對于表面淬硬的零件(曲軸、凸輪軸),加熱到200250,保溫5h6h,這樣不會降低表面硬度。 有些汽車凸輪軸、曲軸是球墨鑄鐵制造的,由于塑性差,冷校時易折斷,不宜采用冷壓校正,工字梁校正需要用專門的設(shè)備。 零件經(jīng)校正后,疲勞強度下降10%15%,校正次數(shù)越多,下降幅度越大,因此只宜作12次校正。第一節(jié) 零件修復(fù)方法火焰校正 火焰校正是利用氣焊炬迅速加熱工件彎曲凸起處某一點或幾點,再急劇冷卻的校正方法。當工件凸起點溫度迅速上升時,表面金屬膨脹使工件向下彎曲,上層金屬受壓應(yīng)力。在高溫下產(chǎn)生塑性變形,如它本來要膨脹0.1mm,但由于受周圍冷態(tài)金屬
14、的限制,只膨脹了0.05mm,其余0.05mm產(chǎn)生了塑性變形。盡管冷卻后仍要收0.1mm,但由于塑性變形的0.05mm無法收縮,從而使收縮量大于膨脹量0.05mm,那么表層就縮短了0.05mm,使工件向上變曲,抵消了下彎,起到了校正作用,如圖7-21所示。 圖7-21火焰校正的應(yīng)力及變形a)點加熱時 b)冷卻時第一節(jié) 零件修復(fù)方法 火焰校正時,工件支承在V型塊上,如圖7-22所示。用百分表檢查彎曲情況,并用粉筆作好記號,然后使工件凸點朝上,用火焰將凸點迅速加熱到700800,立即離開,用水迅速冷卻。校正時,可在凸點處多加熱幾點,直到校直為止。圖7-22 火焰校正1.工件 2.V-型塊 3.百分
15、表第一節(jié) 零件修復(fù)方法 對于塑性較差的合金鋼零件、球墨鑄鐵及彎曲較大的工件,宜多選幾個加熱點。每點加熱溫度可稍低些,使工件均勻校直。不能使一點溫度過高,以防應(yīng)力過大而斷裂。 火焰校正的關(guān)鍵是加熱點溫度要迅速上升,焊炬熱量要大,加熱面積要小。如果加熱時間拖長,加熱面積過大,整個工件斷面溫度都升高了,就降低了校正作用。 加熱長度一般不宜超過工件長度的70%;根據(jù)具體零件一般選擇加熱溫度范圍為200800,最高不超過1000;加熱深度,不得超過工件厚度的60%,以30%50%為最好,但加熱深度只能憑經(jīng)驗控制,所以也很難控制。第一節(jié) 零件修復(fù)方法二、表面技術(shù)修復(fù)法 噴涂技術(shù) 噴焊技術(shù)刷鍍技術(shù) 第一節(jié)
16、零件修復(fù)方法二、表面技術(shù)修復(fù)法 1.噴涂技術(shù) 定義:用高速氣流將熔化的金屬噴敷到零件的磨損表面上,以恢復(fù)其原來尺寸 分類電弧噴涂 氣噴涂 等離子噴涂 第一節(jié) 零件修復(fù)方法電弧噴涂 氣噴涂 等離子噴涂 鋼以兩根金屬絲做電極等速向前送給,在其尖端產(chǎn)生電弧,熔化的金屬由壓縮空氣噴敷到零件表面上。電噴涂的特點是成本低,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,適用于修復(fù)曲軸軸頸。用氧-乙炔火焰熔化金屬,由壓縮空氣噴敷到零件表面。氣噴涂的特點和用途與電噴涂相同。用等離子電弧熔化金屬進行噴涂。一般是由氣流將金屬粉末帶入噴槍,經(jīng)等離子電弧熔化噴敷到零件表面。等離子電弧溫度高,能熔化電噴涂和氣噴涂難以熔化的金屬或非金屬粉末。等離子噴涂設(shè)
17、備復(fù)雜,粉末貴,用于噴涂需要高硬度或耐高溫的零件。第一節(jié) 零件修復(fù)方法噴涂時被霧化的材料顆粒群中,大部分顆粒處于熔融狀態(tài),顆粒在飛行時受到熱和化學(xué)作用,表面產(chǎn)生硬化膜層。當撞擊到零件表面以后,顆粒的硬化膜破裂,內(nèi)部液態(tài)材料就流散開來,并且相互擴散,部分交叉熔合在一起。部分溫度稍低的顆粒被撞扁,在噴涂的基體表面互相嵌塞和堆積,形成了多孔層狀結(jié)構(gòu)。噴涂時被霧化的材料顆粒群中,大部分顆粒處于熔融狀態(tài),顆粒在飛行時受到熱和化學(xué)作用,表面產(chǎn)生硬化膜層。當撞擊到零件表面以后,顆粒的硬化膜破裂,內(nèi)部液態(tài)材料就流散開來,并且相互擴散,部分交叉熔合在一起。部分溫度稍低的顆粒被撞扁,在噴涂的基體表面互相嵌塞和堆積
18、,形成了多孔層狀結(jié)構(gòu)。涂層中顆粒間的結(jié)合或顆粒與零件表面間的結(jié)合,以機械結(jié)合和物理結(jié)合為主,同時還有部分(金屬材料)為冶金結(jié)合。結(jié)構(gòu)特點第一節(jié) 零件修復(fù)方法結(jié)構(gòu)特點由于噴涂工藝有方向性,形成的涂層是層狀的,因此,涂層的物理機械性能有方向性。涂層外層產(chǎn)生拉應(yīng)力,基體有時也包括涂層內(nèi)層產(chǎn)生壓應(yīng)力。在嚴重的情況下,這種應(yīng)力足以撕裂涂層。噴涂前預(yù)熱基體,可以減少或消除這種應(yīng)力。噴涂層化學(xué)成分常常是不均勻的。大部分顆粒由噴涂材料組成,而噴涂層內(nèi)部包含有材料的氧化物。在空氣中噴涂,無保護氣體時,這種情況更為突出,但氧化物的強度可能比未氧化材料高。大多數(shù)噴涂層都是多孔的。第一節(jié) 零件修復(fù)方法機械性能 (1)
19、硬度。鋼涂層中由于氧化物的存在,以及急冷時產(chǎn)生的馬氏體和托氏體淬火組織,顆粒被撞擊產(chǎn)生的冷作硬化等,涂層硬度一般比原噴涂材料高。例如,80鋼絲硬度為HB230,噴涂層的硬度為HB310。在噴涂方法及噴涂規(guī)范相同條件下,鋼噴涂層硬度主要決于噴涂材料的的含碳量。涂層硬度隨含碳量多少而增減 。 在等離子噴涂中,對不要求耐高溫而要求耐磨的表面,最好的硬化材料是碳化物與鎳基合金的混合物。等離子噴涂鐵基合金粉涂層組織的金相結(jié)構(gòu)硬度也比較高,其主要相組織鐵素體,顯微硬度約為HV7500,宏觀硬度可達HRC38HRC 40。 采用氧-乙炔火焰噴涂313鐵基合金粉時,噴涂層宏觀硬度約為HB250。這種涂層可作為
20、常溫下的耐磨涂層。第一節(jié) 零件修復(fù)方法機械性能 (2)耐磨性。噴涂層的耐磨性與噴涂層中某些相結(jié)構(gòu)顯微硬度、涂層宏觀硬度有密切關(guān)系。涂層中的孔隙可以吸附貯存潤滑油,并在零件表面保持油膜,可降低摩擦系數(shù)和減少磨損。 (3)對疲勞強度的影響.噴涂零件的疲勞強度,主要取決于噴涂前對被噴涂的表面加工或處理方法。試驗表面:噴砂可以提高零件的疲勞強度,而車螺紋、鎳拉毛、噴鉬都會引起零件的疲勞強度的降低, (4)結(jié)合強度. 噴涂層中金屬顆粒間的結(jié)合強度是比較低的。由于噴涂具有方向性,垂直于涂層方向比平行于涂層方向的抗拉力強度低510倍。涂層與基體間結(jié)合強度受工藝因素及表面處理方法影響較大。對基體表面進行粗糙處
21、理,并進行嚴格的除油、除銹,對提高涂層與基體的結(jié)合強度有重要的作用。汽車維修工程第四十一講主講教師:田廣東學(xué)時:48第一節(jié) 零件修復(fù)方法噴涂工藝 噴前表面準備 零件的噴涂 噴后處理第一節(jié) 零件修復(fù)方法噴前零件表面準備a.表面凈化。要徹底清除零件表面的油污、銹層等污物。b.表面加工。噴前加工的目的有:除去零件表面硬化層、消除不均勻磨損及保證涂層的厚度。c.遮蔽處理。當噴涂表面有鍵槽、油孔時,可用竹或木塞堵塞,堵塞物應(yīng)稍高于涂層厚度。為防止涂層冷卻收縮從軸端脫落,可在軸端部車溝槽或燕尾槽等。d.粗糙處理。粗糙處理有3個目的:使涂層冷卻收縮時的應(yīng)力限制在局部的地方;增加結(jié)合面積;使涂層本身層片之間折
22、迭,以達到提高涂層強度和涂層與基休的結(jié)合強度。第一節(jié) 零件修復(fù)方法噴涂過程噴涂過程控制是噴涂工藝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。預(yù)熱預(yù)熱零件一般在100250左右。預(yù)熱可以減少涂層與基體的溫度差,從而減少涂層與基體收縮的應(yīng)力差,有利于提高涂層的結(jié)合力。噴涂過渡層(打底層)為了提高涂層與基體的結(jié)合力,目前普遍采用先噴一薄層(約0.06mm0.13mm)過渡層,然后立即噴工作涂層。在絲材的電噴涂和氣噴涂中,過渡層材料采用鉬。在火焰粉末噴涂及等離子噴涂中,有些采用鉬,多數(shù)采用鎳包鋁或鋁包鎳粉。第一節(jié) 零件修復(fù)方法c. 絲材電噴涂和氣噴涂的主要工藝參數(shù)。絲材電噴涂和氣噴涂的主要工藝參數(shù),如表7-8和表7-9所示。噴涂
23、方法噴嘴至零件距離/mm壓縮空氣壓力/MPa電流/A電壓/V乙炔壓力/MPa氧氣壓力/MPa電噴涂1202000.50.6801403045-氣噴涂120200040.5-0.130.150.141.16第一節(jié) 零件修復(fù)方法 d.氧-乙炔火焰粉末噴涂工藝參數(shù). 火焰參數(shù)的選擇是在選定噴槍和粉末之后,通過調(diào)整供氣壓力和流量,以得到一個相應(yīng)的火焰能量來保證粉末充分熔化。噴涂基本上使用中性焰,在給定乙炔氣體壓力和流量之后,只要調(diào)節(jié)氧化壓力和流量使火焰成為中性焰即可。 零件預(yù)熱溫度100250,噴涂時零件溫度一般不超過250。送粉量由噴槍功率大小決定,噴涂距離一般選定為150mm200mm。f.等離子
24、噴涂工藝參數(shù)。等離子噴涂的工藝參數(shù)很多,但在設(shè)備和粉末已選定的條件下,生產(chǎn)中最重要的是電功率、氣體流量、送粉量、噴涂距離和基體溫度等參數(shù)。對耐磨涂層,這些參數(shù)選擇的正確與否,首先反應(yīng)在涂層與基體的結(jié)合性能上。等離子氣體的選擇確定了單位電弧弧長的電壓降;噴槍結(jié)構(gòu)和等離子氣體的速度確定了電弧弧長。電壓主要由噴槍和等離子氣體確定,而電流的大小是允許調(diào)節(jié)的,因此輸入功率可在一下范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。一般對大多數(shù)噴涂層,采用15kW25kW的功率就可獲得高質(zhì)量的涂層。當噴槍功率高到40kW時,可使噴涂速度加快,增加了噴槍每小時的噴粉量。氣體流量與所使用的功率密切相關(guān),等離子體的溫度取決于所使用的電流值與等離子的氣
25、體流量。粉末供給速率是最后影響涂層結(jié)構(gòu)和沉積效率的參數(shù)。如果送粉速率大于噴槍所能加熱粉末的能力,不僅沉積效率很快地下降,而且涂層本身還會含有未熔化的粉末。相反,送粉速率太低,則噴涂費用增高。第一節(jié) 零件修復(fù)方法噴后處理對間隙配合件的噴涂層,噴后應(yīng)將零件在機油中浸泡1h10h,使機油滲入涂層孔隙中。由于噴涂層性質(zhì)脆硬,結(jié)合強度較低,又需保持噴涂層表面的多孔特性,在選擇加工方法、切削工具及加工規(guī)范時必須考慮此特點,以防止涂層加工時崩落、脫層和表面孔隙被堵塞。車削常采用YG6或YG8硬質(zhì)金刀頭。磨削一般用粒度46目或60目,硬度為ZR或ZR的碳化硅砂輪,用皂化液冷卻。對碳鋼,車削速度為0.2m/s0
26、.34m/s;磨削時切削速度為0.4m/s0.5m/s。第一節(jié) 零件修復(fù)方法噴涂材料絲材自熔性合金粉末主要用于修復(fù)和防腐。主要為鋼、純金屬、耐磨、耐蝕及耐高溫的復(fù)合噴涂絲。在合金粉中加入適量的硼和硅等強脫氧元素。硼和硅能降低合金的熔點,增加了液態(tài)金屬的流動性和濕潤性。 。第一節(jié) 零件修復(fù)方法影響因素零件表面污物以及氧化層清涂不凈,將大大減弱涂層與基體間的結(jié)合力。零件噴涂前的預(yù)熱溫度不夠或過高,都會增加涂層與基體冷卻時的應(yīng)力差,降低結(jié)合強強度。噴涂前零件的表面狀態(tài)噴涂工藝參數(shù)噴涂材料恰當?shù)墓に噮?shù)應(yīng)能使噴涂材料充分的熔化。熔化的金屬顆粒飛行速度越大,溫度越高,金屬元素氧化損失少,就容易得到好的涂
27、層。噴涂距離,空氣壓力均對涂層質(zhì)量產(chǎn)生影響。絲材在使用前必須清除表面油污,銹蝕物等。帶油污絲材噴涂時,油污燃燒,煙灰夾入涂層會降低結(jié)合強度。對電弧噴涂,油污會引起導(dǎo)電不良,使電弧中斷。粉末材料應(yīng)注意防潮,必要時,噴涂前應(yīng)進行烘干。第一節(jié) 零件修復(fù)方法2.噴焊工藝 定義:噴焊工藝是在火焰噴涂工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是將噴涂層再進行一次加熱重熔處理,在零件表面獲得一層類似堆焊的涂層。噴焊的設(shè)備和操作都較簡單,又能得到耐磨、耐腐蝕、抗高溫氧化等多種性能的涂層。可用于舊件的修復(fù),也可用于新件表面的強化、裝飾等。氧-乙炔火焰粉末噴涂(焊)。利用氧-已炔火焰將粉末加熱到熔化或半熔化的高塑性狀態(tài)后,利用高壓
28、空氣將其噴射到經(jīng)過預(yù)處理的零件表面上形成涂層。主要設(shè)備有噴涂炬、空氣和乙炔供給裝置(乙炔)。噴涂炬結(jié)構(gòu)示意,如圖7-32所示。第一節(jié) 零件修復(fù)方法 火焰粉末噴焊是20世紀50年代出現(xiàn)的一種修理方法。噴涂時,先以氧乙炔火焰把零件表面加熱到 300左右,開始噴涂合金粉末,然后再用氧-乙炔火焰加熱使噴涂層再次熔化,以提高噴涂層與基體的結(jié)合強度。 噴涂粉末過程分兩步進行。第一步先噴鎳包鋁或鋁包鎳粉末,即噴涂底層。 厚度為0.06mm0.13mm;第二步噴合金粉,即噴工作涂層。噴后需要加工的零件,要留0.2mm0.3mm的加工余量。對厚涂層應(yīng)進行多次噴涂,這樣可獲得更均勻的涂層。一次噴層厚度不要超過0.
29、25mm。如果要求涂層厚度為0.25mm以上,最好分兩次噴成。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法特點噴熔層與零件基體是完全熔合的,溶深很淺,約0.05mm,因而涂層沖淡率小,結(jié)合強度高達350MPa400MPa 噴熔層與零件基體是完全熔合的,溶深很淺,約0.05mm,因而涂層沖淡率小,結(jié)合強度高達350MPa400MPa 可得到硬度達HRC35HRC65的硬化涂層 重焊時零件表面溫度達10001100,零件熱影響區(qū)較大,變形傾向大,甚至引起金屬組織變化,使應(yīng)用范圍受到一定限制 可得到硬度達HRC35HRC65的硬化涂層 第一節(jié) 零件修復(fù)方法噴焊工藝噴前零件表面準備指零件表面噴涂前應(yīng)徹底除油,除銹;表面硬度
30、大于HRC30時,需經(jīng)退火處理(可用氧一乙炔火焰加熱)。噴前預(yù)熱應(yīng)根據(jù)材料的性質(zhì)而確定,碳鋼一般需預(yù)熱到270300,合金鋼預(yù)熱到300400。預(yù)熱溫度不應(yīng)使零件變形和氧化。噴涂與重熔a.兩步法將噴涂和重熔分兩步進行。b.一步法一般采用中性火焰,邊噴邊熔。第一節(jié) 零件修復(fù)方法a.兩步法. 將噴涂和重熔分兩步進行。第一步將合金粉用輕微碳化焰,噴涂在零件表面,形成一定厚度;第二步用中性焰或輕微碳化焰將涂層重熔。重熔是為了將涂層金屬全部熔化,使涂層金屬在零件表面迅速擴散,與被加熱到熔化或半熔化狀態(tài)的零件表面形成焊合,并得到致密且均勻的噴焊層。兩步法適用于大面積及軸類零件噴焊。厚度易保持一致,操作人員
31、容易掌握,應(yīng)用較普遍。b.一步法. 一般采用中性火焰,邊噴邊熔。當起始噴涂點被加熱到暗紅色(約500600)時,立即噴粉,合金粉在高溫基體及火焰加熱下很快熔化成為噴焊層。隨著噴槍向前移動,新的表面又被加熱到所需溫度,合金粉連續(xù)不斷地被送入熔池,同時有部分粉末噴射到原有的熔化層中被熔化,形成重疊層,直到所需噴焊層厚度。一步法可以噴涂一些熔點較高和粒度較大的合金粉。粉末利用率較高,熱影響區(qū)小(與二步法比較)。適用于小面積及形狀不規(guī)則的零件。汽車維修工程第四十二講主講教師:田廣東學(xué)時:48第一節(jié) 零件修復(fù)方法合金粉末材料合金粉應(yīng)具有自熔性,熔點應(yīng)低于被噴焊基體材料的熔點,以保證在基體金屬表面被濕潤的
32、條件下,合金粉熔化并覆蓋于基體表面,避免基體過熱;應(yīng)具有良好的液態(tài)流動性,以便脫氧和凈化;噴層應(yīng)具有足夠的韌性和小的線收縮系數(shù)。避免在冷卻時出現(xiàn)大的應(yīng)力,使焊層開裂或剝落。噴焊用合金粉有鎳基、鐵基、鈷基、銅基等,其性能指標及其應(yīng)用,如表7-10所示。對噴熔合金粉末的要求主要有:第一節(jié) 零件修復(fù)方法合金類別硬度HRC熔點特性及適用范圍鎳基30409901070抗熱蝕性、耐氧化性、耐急冷急熱性、韌性、切削性能均良好??捎糜阼T鐵、鋼、不銹鋼零部件的缺陷焊補鎳鈷基35601070摩擦系數(shù)小、耐熱耐蝕性好、高溫600耐磨性好??捎糜诠A具、閥桿、曲軸等鈷基425011201200高溫性能好,以下有較高紅
33、硬性以及耐燃氣腐蝕和抗氧化能力,用于大功率柴油機高溫排氣閥及熱加工模具碳化鎢基體5063WC729901230適用于高溫下嚴重磨損以及腐蝕和氧化強烈磨損綜合作用的場合鐵基HRB25030010301150常溫耐磨、耐蝕、可切削,價格低廉,適用于農(nóng)業(yè)機械易損件修補506010301200難切削、高硬度、高耐磨、價格低廉表7-10 噴熔合金粉末主性能指標及應(yīng)用第一節(jié) 零件修復(fù)方法影響因素火焰調(diào)整。噴涂前把火焰調(diào)整到輕微的碳化焰,以防止粉末和基體金屬表面在噴涂中過熱氧化。重熔時火焰不宜太大或過于接近涂層。噴涂粉末時,噴嘴與零件表面距離約為100mm150mm。距離太近,粉末經(jīng)火焰區(qū)受熱不足,撞擊到零
34、件表面不易產(chǎn)生塑性變形,噴層孔隙率大,重熔后結(jié)合強度不高。反之,熔融的粉末到達零件表面時,動能太小,噴層同樣不致密。另外距離大,火焰不能有效地保護粉末,粉末易氧化,重熔后噴焊層質(zhì)量同樣不好。在重熔時應(yīng)及時排除液面上的硼酸鹽和硅酸鹽熔渣。重熔速度愈快愈好,以防止基體表面過熔。重熔結(jié)束時,噴焊炬應(yīng)緩慢移開零件。特別是零件環(huán)形焊層的接頭處,應(yīng)注意避免產(chǎn)生縮孔和疏松。第一節(jié) 零件修復(fù)方法3.刷鍍技術(shù) 定義:刷鍍是依靠一個與陽極接觸的墊或刷(即鍍筆),提供電解液的電鍍方法。電鍍時,刷鍍工件與陰極作相對運動。 刷鍍層性能 (1)與基體金屬結(jié)合強度。金屬刷鍍層在各種鋼、鑄鐵、鋁、銅等常用金屬材料上,均有良好
35、的結(jié)合強度。 (2)硬度。由于刷鍍層具有超細晶粒結(jié)構(gòu),鍍后內(nèi)應(yīng)力較大,晶格畸變和位錯密度大,所以,刷鍍層的硬度比槽鍍鍍層的硬度高。(3)耐磨性。 金屬材料的耐磨性,不僅與材料自身性能和硬度有關(guān),還與載荷、潤滑、溫度、磨擦副的匹配等多方面因素有關(guān)。因此,應(yīng)針對具體情況來評價刷鍍層的耐磨性。(4)對基體疲勞強度的影響。刷鍍層對基體金屬的疲勞強度影響較大,一般下降30%40%左右。不同的基體金屬材料,疲勞強度降低的幅度不同。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法刷鍍原理金屬刷鍍的基本原理和工作過程,如圖7-34所示。經(jīng)過表面處理的工件6通過導(dǎo)線9與直流電源7的負極相連,鍍筆4通過導(dǎo)線8與直流電源7的正極相連。刷鍍作
36、業(yè)時,用外包吸水纖維的鍍筆(陽極),吸滿鍍液并與工件(陰極)相接觸,以10mmin-120mmin-1的速度相對運動。這時鍍液中的金屬離子在電場力的作用下從工表面獲得電子并沉積在工作表面上形成鍍層。鍍筆刷到哪里,哪里就形成鍍層。隨著刷鍍時間的延長。金屬鍍層逐漸增厚,直至達到所需的厚度。 如果把上述電流的極性交換,工件成為陽極,此時鍍筆所刷到之處,工件表面的金屬就要發(fā)生溶解。表面凸起部位的電流密度比凹部大,凸部的溶解比凹部快,于是工件表面就由粗糙變成平滑。這就是利用同一刷鍍設(shè)備可進行去金屬毛刺、刻蝕和電拋光的原理。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法刷鍍?nèi)芤罕砻鏈蕚淙芤弘妰粢?無色透明的堿性水溶液活化液 各種
37、活化液均系酸性水溶液電鍍?nèi)芤和隋內(nèi)芤衡g化溶液第一節(jié) 零件修復(fù)方法(1)電凈液. 電凈液是無色透明的堿性水溶液,pH10。具有較強的除油作用,同時也具有輕度的去鐵銹能力,適應(yīng)于絕大多數(shù)金屬材料的去油凈化處理。電凈處理的實質(zhì)是一種電化學(xué)除油過程。電凈時,一般工件接負極(正接法),通電后,鍍筆在工件上反復(fù)擦拭,零件表面折出的氫氣撕破油膜,促使溶液中的化學(xué)物質(zhì)與油發(fā)生皂化或乳化反應(yīng),起到去除油污的作用。對于某些超高強度鋼或彈簧鋼,工件應(yīng)接正極(反接法)進行電凈,此時,工件表面析出氧氣,以避免發(fā)生氫脆。電凈液的主要成分是氫氧化鈉、碳酸鈉及磷酸三鈉,少數(shù)電凈液中加有緩沖劑(如乙酸鈉)和少量非離子表面活性劑
38、。 (2)活化液。各種活化液均系酸性水溶液,pH在0.24之間不等。為了使用時便于區(qū)分,可將某些常用的活化液染成不同的顏色。例如,將2號活化液染成紅色,將3號活化液染成藍色?;罨旱淖饔檬峭ㄟ^電化學(xué)和化學(xué)的方法(同時伴隨機械摩擦運動)。將經(jīng)過電凈除油后使殘留在工件表面的氧化膜加以徹底的退除。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法(3) 金屬溶液是刷鍍?nèi)芤旱闹饕M成部分,選用不同的金屬溶液進行刷鍍,便可獲得各種不同性能(包括耐磨性、減磨性、防腐蝕性、導(dǎo)電性、釬焊性等)的鍍層。特點(1)所含金屬離子濃度比槽鍍?nèi)芤焊邘妆吨翈资?,以獲得較高的電流效率和沉積速度;(2)更多地采用有機絡(luò)合物,以增大陰極極化值和分散能力
39、;(3)溶液具有較好的緩沖能力,在循環(huán)使用過成中pH值變化幅度很?。?4)能在較寬電流密度和溫度范圍內(nèi)沉積合格的金屬鍍層;(5)極少使用劇毒的氰化物;(6)某些溶液獲得的刷鍍層氫脆性很低(如低氫脆鎘),在高強度鋼上刷鍍后毋需烘烤處理。第一節(jié) 零件修復(fù)方法刷鍍工藝表面準備電凈水沖活化水沖鍍過渡層水沖鍍工作層水沖鍍后處理第一節(jié) 零件修復(fù)方法三.、焊接修復(fù)法 鑄鐵件焊修鋁型材釬焊第一節(jié) 零件修復(fù)方法三.、焊接修復(fù)法 1.鑄鐵件焊修 特點易產(chǎn)生白口。焊修鑄鐵件的主困難之一是焊縫中容易產(chǎn)生白口,這是焊修金屬冷卻太快和石墨化元素?zé)У慕Y(jié)果造成的。碳在快速冷卻中來不及以石墨狀析出而停留在碳化鐵中的化合狀態(tài),
40、焊縫既硬又脆,難以加工。 易產(chǎn)生裂紋。鑄鐵塑性差而發(fā)脆,焊接時由于冷熱不均或冷卻過快都會造成應(yīng)力,當應(yīng)力超過焊縫處強度時會產(chǎn)生裂紋。 易產(chǎn)生氣孔. 鑄鐵焊接中所形成的熔點約為1400的難熔氧化物在焊縫熔池下結(jié)成一層硬殼,阻礙氣體由熔化金屬內(nèi)向外自由溢出,從而產(chǎn)生大量氣孔。 為克服鑄鐵焊修存在的上述問題,采取了幾個方面的措施:預(yù)熱;加石墨化元素;加塑性變形材料;特殊措施減應(yīng)力 第一節(jié) 零件修復(fù)方法鑄鐵焊修方法 氣焊 也稱為氧-乙炔火焰焊。鑄鐵氣焊的優(yōu)點是熔池金屬與母體材料相似。缺點是施焊速度慢,生產(chǎn)率低,零件受熱變形大,且工作環(huán)境惡劣 電焊 也稱電弧焊。鑄鐵電焊的特點是焊接速度快;生產(chǎn)率高,零件
41、受熱變形較小。缺點是焊縫的機械性能和加工性能比氣焊差。 熱焊 將工件預(yù)熱到600700,然后用氧氣-乙炔火焰施焊。熱焊能保證焊接質(zhì)量良好,但工藝復(fù)雜,所以較少使用。用于復(fù)雜的殼體零件。 冷焊 焊件不預(yù)熱或預(yù)熱溫度低于400的焊接。冷焊可用氣焊也可采用電焊,方法比較簡單。因此,在汽車修復(fù)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。 釬焊 采用氣焊的火焰加熱,母材不熔化,焊后不易裂,加工性好。其強度因釬料而異。 汽車維修工程第四十三講主講教師:田廣東學(xué)時:48第一節(jié) 零件修復(fù)方法鑄鐵焊條選用 氣焊鑄鐵焊條。常用的氣焊鑄鐵焊條有QHT1、QHT2兩種。焊條斷面為邊長4mm5mm的方形,其成分和用途,見下表:牌號CSiMn
42、SP用途QHT13.33.93.03.80.50.80.080.150.4薄件熱焊或冷焊QHT23.33.93.84.50.50.80.080.150.4冷焊電弧焊鑄鐵焊條。常用的電弧焊鑄鐵焊條和牌號、性能和用途,見表7-17(p232)所示。第一節(jié) 零件修復(fù)方法序號焊條名稱牌號焊芯組成藥皮類型電源種類焊縫機械性能用途n/MPa抗裂性加工性1銅鑄607銅芯低氫型直流(反接)100130好差氣缸受力小的非加工表面(入水套裂紋)鐵鑄612鐵芯鈦鈣型交直流2鎳基鑄308Ni石墨型交直流、直流(正接)250好可加工機床、氣缸加工面、高強度鑄鐵、球墨鑄鐵、一般鑄件、受力不大的加工面表7-17 常用的電弧
43、焊鑄鐵焊條第一節(jié) 零件修復(fù)方法鑄鐵件電弧冷焊工藝 焊前準備工作。施焊于缸體、變速器殼之類的鑄鐵件前,應(yīng)徹底清除油污、水垢等。查出裂紋的位置和方向,在裂紋兩端各鉆一個的4mm5mm的止裂孔,坡口角度為6070,底部為圓角度渡,坡口深度為鐵厚度的2/34/5。如圖7-35所示。然后,用汽油或丙酮刷洗并烘干。 焊接電流選擇。電流選擇的基本原則是:在保證焊透的前提下盡量選擇小電流。電流大,熔池深,母材金屬成分和雜質(zhì)向熔池里轉(zhuǎn)移。不僅使焊縫性能改變,而且在熔合區(qū)產(chǎn)生較厚的白口層,如圖7-36所示。 圖7-36 施焊電流對焊縫白口層的影響(a)小電流 (b)大電流圖7-35 焊縫的坡口尺寸 施焊方法。主要
44、采用的是分段施焊法或分層焊。在施焊過程中為了減小焊補區(qū)與整體之間的溫差,相應(yīng)減小焊接的應(yīng)力和變形,宜采用分段施焊法,如圖7-37所示。圖中(a)為一次長段施焊的應(yīng)力;(b)為分成四小段焊的應(yīng)力分布。例如,焊氣缸體時,每段長可取10mm30mm。每焊完一段后立即用小錘從弧坑開始錘擊焊縫,直到焊縫的溫度下降到4060不再燙手時為止,然后再焊下段。分段施焊法施焊過程中,應(yīng)注意的要點是: a.焊缸體、缸蓋等形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在室內(nèi)避風(fēng)處預(yù)熱到200250后進行,這有利于提高焊接質(zhì)量。 b.當工件上的裂紋如圖7-38所示的情況分布時,應(yīng)從中心部位沿箭頭所指方向向邊緣焊補,以減小焊接應(yīng)力和變形。圖7-37焊
45、接應(yīng)力分布圖第一節(jié) 零件修復(fù)方法圖7-38 焊裂紋的施焊方向第一節(jié) 零件修復(fù)方法c.對于受力不大而焊后不需切削加工的部位,如焊補氣缸體水套凍裂的裂紋,應(yīng)選用鑄鐵焊條(鑄607,鑄612)。對于氣缸體、變速器殼、后橋殼之類的高強度鑄鐵件,應(yīng)選用高釩焊條(鑄116,鑄117)進行焊補。工件較厚時,一般采用分層焊,如圖7-39所示。分層焊時,可采用較細的焊條和較小的電流,使后焊的一層對先焊的一層有退火作用。另外,當使用鎳基焊條多層焊時,可以先焊兩層鎳基焊層作過度層,再采用低碳鋼填滿坡口,以解決貴重的鎳合金的用量。圖7-39 多層焊示意圖第一節(jié) 零件修復(fù)方法鑄鐵零件氣焊“加熱減應(yīng)”焊 加熱減應(yīng)焊是指對
46、鑄鐵件施焊時,在焊前和施焊過程中,用氣焊火焰加熱鑄件的選定部位,使之不妨礙焊縫金屬的膨脹和收縮從而減少焊縫應(yīng)力的方法叫做加熱減應(yīng)焊法,被選定加熱的部位稱減應(yīng)區(qū)。 一個中間有孔的零件,如圖7-40所示。如直接在裂紋處施焊,焊后焊縫可能被拉裂,零件會產(chǎn)生較大變形,如果施焊前在減應(yīng)區(qū)對稱加熱,使焊接區(qū)與減應(yīng)區(qū)同時膨脹與收縮,便可減少焊接應(yīng)力,防止產(chǎn)生裂紋。 圖7-40 減應(yīng)區(qū)的選定1.裂紋 2.加熱減應(yīng)區(qū) 第一節(jié) 零件修復(fù)方法(1)減應(yīng)區(qū)的選擇原則. 減應(yīng)區(qū)應(yīng)選擇在裂紋延伸的方向;減應(yīng)區(qū)應(yīng)選擇在零件棱角,邊緣強度較大處。(2)減應(yīng)區(qū)的檢驗. 主要是指減應(yīng)區(qū)選擇是否得當,可通過加熱檢驗。 當減應(yīng)區(qū)加熱
47、到500700時,零件上待焊補的裂紋如脹開1mm1.5mm,即說明減應(yīng)區(qū)選擇合理;反之裂紋緊閉,則選擇不當。(3)加熱減應(yīng)焊補前的準備. 加熱減應(yīng)焊補鑄鐵的焊前準備與電弧冷焊相同,只是開坡口的角度比電弧焊時大(約90120),如圖7-41所示。圖7-41 加熱減應(yīng)焊的坡口第一節(jié) 零件修復(fù)方法(4)加熱減應(yīng)焊應(yīng)用實例. 對氣缸體上各氣缸之間裂紋采用加熱減應(yīng)焊的焊補情況,如圖7-42所示。 焊補是采用QHT2型氣焊鑄鐵焊條,201焊粉,中性火焰,熔敷速度約0.02kgmin-1,選擇缸體左右邊棱處J1和J2為減應(yīng)區(qū)。 焊補裂紋L1時,先用兩把焊炬同時加熱焊補區(qū)和減應(yīng)區(qū),當J1達到400時即可施焊。
48、在焊接過程中,J1區(qū)溫度應(yīng)始終保持在400500。焊補完成后仍加熱J1區(qū),溫度升高到700才停止,然后自然冷卻到室溫。 焊補的方向應(yīng)按箭頭所示,即指向減應(yīng)區(qū)。如果反方向焊補則起不到減應(yīng)的作用。 裂紋2的焊補過程與裂紋1相同,其減應(yīng)區(qū)為J2。圖7-42 氣缸體氣缸之間裂紋的焊補第一節(jié) 零件修復(fù)方法(5)加熱減應(yīng)法氣焊鑄鐵零件的特點。焊縫質(zhì)量高。焊縫材料、金相組織及機械性能都與母材相近,機械加工性能好;零件變形小。由于加熱減應(yīng)力,所以零件的焊補變形也很??;成本低,工人勞動條件好。由于它不需要復(fù)雜的設(shè)備,又不需要昂貴的焊條,因而成本低。另外,由于零件只在選定加熱區(qū)加熱,所以工人受到的熱輻射較少。 第
49、一節(jié) 零件修復(fù)方法球墨鑄鐵的焊補工藝氣焊時可直接利用焊炬預(yù)熱工件以防止產(chǎn)生白口。氣焊的火焰溫度比電弧焊低,鎂的蒸發(fā)損失少。采用含鎂量0.07%以上的鑄鐵焊絲,可保證得到球墨化化的焊縫。焊絲成分:C 3%3.5%,Si 3%3.6%,n0.045%,S0.015,P0.7,g0.070.12。在焊接時采用中性火焰。氣焊的焊縫質(zhì)量較電弧焊高,適用于焊補要求較高的工作。球墨鑄鐵氣焊:球墨鑄鐵多用于制造曲軸、凸輪軸,活塞和后橋殼之類的零件,對于這些零件出現(xiàn)的裂紋和其它機械損傷也可用焊補法修復(fù)。第一節(jié) 零件修復(fù)方法 使用鋼芯球墨鑄鐵焊條(鑄238)焊補時,在對小工作施焊前應(yīng)預(yù)熱到500左右,大工件預(yù)熱7
50、00左右。焊后進行正火處理:工件加熱到900920,保溫2.5h,爐內(nèi)冷卻到730750保溫2h。取出自然冷卻或退火處理;900920保溫2.5h,隨爐冷至100以下出爐。由于這種焊條的藥皮里含有石墨元素和球化劑,能使焊縫仍是球墨鑄鐵,從而提高了焊接的質(zhì)量。使用鎳鐵焊條及高釩焊條冷焊時,按以下原則選擇焊條的直徑和電流:焊條直徑3.2mm,電流90A100A;焊條直徑4mm,電流135A145A。在氣溫較低或工件厚度較大時,先預(yù)熱到100200,其效果較好。使用釔基重稀土鑄芯球墨鑄鐵焊條時,其焊接工藝與前述焊補鑄鐵件相同,但要選擇與之相匹配的電流并檢驗焊接的質(zhì)量。球墨鑄鐵電孤焊:汽車維修工程第四
51、十四講主講教師:田廣東學(xué)時:48第一節(jié) 零件修復(fù)方法可鍛鑄鐵的焊補工藝可鍛鑄具有強烈的白口化傾向。為了避免出現(xiàn)白口化,應(yīng)在較低的溫度下(即碳在退火中的分解溫度950以下)焊接可鍛鑄鐵。用黃銅或高強度銅(鋼40%50%、錳9%10%、鎳3.5%4、錫0.4%0.6,其余為鋅)作焊料,用硼砂作焊補劑進行硬釬焊,在受力不大的部位可收到較好的效果。汽車上許多受力和沖擊負荷較大且形狀復(fù)雜的零件,如后橋殼、制動蹄、制動鼓、轉(zhuǎn)向蝸桿箱、變速器殼、主減速器殼以及鋼板吊耳等常用可鍛鑄鐵制造。對于受力較大的部位,用電弧冷焊焊修。此時可選用純鎳焊條與高釩焊條。某些部位也可用結(jié)422普通低碳鋼焊條以小電流焊補,為了增
52、加焊修強度還可在裂縫處補焊一低碳鋼板。第一節(jié) 零件修復(fù)方法2.鋁型材釬焊 鋁表面有一層難熔的氧化膜,它阻礙鋁的熔化和焊合,釬焊則可在焊縫處母材不熔化的狀態(tài)下達到焊合的目的。鋁型材釬焊是把材料熱到適當溫度,應(yīng)用釬料使材料結(jié)合的一種焊接方法。 釬焊必須同時符合下列3條準則:(1) 釬接零件時,基體金屬不得熔化; (2) 釬料的液相線溫度必須高于450 ;(3) 釬料須能潤濕基體金屬表面并依靠毛細吸附作用被吸入或保持在接頭中 .鋁型材料釬焊的原理及特點鋁型材的釬焊有如下特點: 使得鋁型材的焊縫具有良好的充填性、致密性和密封性。釬焊接頭光滑、平整;焊接接頭抗拉強度高。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法鋁型材釬焊的
53、釬料與焊劑 釬料 釬焊時填充焊縫使接頭聯(lián)結(jié)在一起的材料稱為釬料。釬料通常以粉末、膏狀、絲材或薄片條等形式提供 。為了保證焊接質(zhì)量,除了前面所提及對釬料的要求外,還要求釬料的熔點低于母材,一般比母材低幾十度;釬料本身應(yīng)具有一定的機械強度,以滿足對釬焊接頭工作強度的要求;對于有外觀要求的裝飾件,要求焊縫顏色與母材相接近。 釬劑 以粉末形式供應(yīng)的無機氯化物和氟化物鹽類混合物。釬劑起到去氧化鋁膜,改善釬料對釬焊金屬浸潤狀況的作用,對釬劑的要求如下:釬劑要有良好的熱穩(wěn)定性,要求在熔化以后100的范圍內(nèi)能保持其作用;釬劑的熔點要比釬料低,以便在釬料熔化前消除釬縫中的氧化膜;針劑在施焊過程中要具有良好的流動
54、性,便于浸潤金屬表面;具有去除和防止夾渣的能力。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法鋁型材的火焰釬焊工藝清洗夾具和固定裝置施焊釬焊后清理第一節(jié) 零件修復(fù)方法化學(xué)方法鋁型材的火焰釬焊工藝機械方法1.清洗 用化學(xué)法清洗時,可先用汽油或丙酮等有機溶液去除油污后,將工件放在6070熱水中沖洗干凈,然后再將工件浸入6070的5%10% NaOH(火堿)水溶液中停留15min20min。浸蝕后,立即用冷水將表面的堿液沖盡,再浸入10%30%的硝酸溶液中停留約1min,中和后再用熱水或流動的水沖洗凈并烘干。 用機械法清洗時,在用鋼絲刷和刮刀之類的工具去除氧化膜可滿足要求的情況下,盡量少用砂紙、砂布、噴砂等方法。因這些方法
55、易使砂粒嵌入焊件表面,影響焊接質(zhì)量。第一節(jié) 零件修復(fù)方法2.夾具和固定裝置 為了保證釬焊接頭位置正確和有合適的間隙,采用既適用又有一定強度的夾具和固定裝置,有利于火焰加熱和釬焊操作,且零件不致因膨脹的差異而發(fā)生離位現(xiàn)象,通常采用純鎳、不銹鋼、特種合金鋼或低碳鋼制造的夾具和固定裝置。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法3.施焊 首先將釬劑與水或酒精混合后以刷涂、浸漬和噴涂等方法施加到工件和釬料上去。機械化釬焊時可將釬料預(yù)先放置到接頭處,而手工火焰焊則靠人工送進釬料。再用氧-乙炔火焰或石油液化氣火焰在較大范圍內(nèi)對接頭加熱,使各部分溫度上升到釬焊溫度。對于氧-乙炔火焰必須控制其乙炔流量。氧氣過量易產(chǎn)生氧化鋁,而乙
56、炔過多會出現(xiàn)氣孔。因此,焊嘴應(yīng)根據(jù)工件厚度和乙炔耗量來確定,可參照表7-22選用。 鋁型材的火焰釬焊工藝表7-22 焊嘴與工件厚度的關(guān)系焊件厚度/mm0.5111.51.522334焊嘴號/Lh-1507575100150300300400400500第一節(jié) 零件修復(fù)方法4.釬焊后清理 釬焊后必須清除殘余的腐蝕釬劑。殘余的釬劑形成一個硬而脆的殼層,可用熱水溶解或化學(xué)清洗徹底除掉。將釬焊接頭放入熱水中浸漬以后,再在10%體積的硝酸和0.25%體積的氫氟酸浴槽中浸漬2min5min,可獲得清除釬劑的良好效果。注意各種清洗方法最后都要用清水沖洗,以清除殘余的清洗劑。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法四、膠粘修復(fù)
57、法 膠粘是利用粘結(jié)劑的粘結(jié)作用進行零件修復(fù)的方法。粘結(jié)劑種類繁多,汽車修理中常用的有機粘結(jié)劑有:環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、Y-150厭氧膠、J-39高強度粘結(jié)劑。無機粘結(jié)劑常用的是氧化銅膠粘劑。 用膠粘法修復(fù)零件工藝簡單,設(shè)備投資少,生產(chǎn)成本低,不會引起變形和金屬組織的變化。適用于金屬及非金屬零件破損的修復(fù)。第一節(jié) 零件修復(fù)方法粘接原理 機械作用. 任何固體材料的表面都存在著一定的粗糙度。膠粘劑滲入物體表面凹凸不平和孔隙中,固化后鑲嵌在孔隙中的膠粘劑形成了無數(shù)微小“銷釘”,起到機械連接的作用。 分子吸附和擴散作用. 分子間吸引力只有在分子間的距離接近到分子的直徑大小時才呈現(xiàn)出來。液體膠粘劑使工件表面
58、濕潤,起到了分子之間互相貼近的作用。此外,膠粘分子與被粘件表面的分子的相互擴散作用也利于粘接。 化學(xué)鍵作用. 有的膠粘劑與被膠粘接材料表面的某些基本組成元素形成化學(xué)鍵,由化學(xué)鍵結(jié)合作用將兩者緊密聯(lián)結(jié)在一起。 四、膠粘修復(fù)法 汽車維修工程第四十五講主講教師:田廣東學(xué)時:48第一節(jié) 零件修復(fù)方法粘接工藝 膠粘劑的選擇 表面處理 固 化 調(diào)配膠與涂膠 選用膠粘劑時應(yīng)充分考慮被粘件的材料種類和性質(zhì),考慮被粘件的使用條件,被粘件允許的工藝條件并考慮如密封、導(dǎo)電、導(dǎo)磁等特殊要求。 常用的表面處理方法有除油處理、機械處理和化學(xué)處理。 按所選擇的膠粘劑的要求配膠。并可采用刷涂、刮涂和噴涂等方法涂膠。 根據(jù)不同
59、的膠粘劑的要求,充分考慮固化壓力、溫度和應(yīng)保持時間。 第一節(jié) 零件修復(fù)方法粘接強度的影響因素 影響粘接強度的因素很多,其中以膠粘前的表面準備最為重要,它是決定粘接結(jié)合強度的關(guān)鍵。粘結(jié)表面要做到無油、無銹,并要有一定的粗糙度以增加粘結(jié)面的機械聯(lián)結(jié)作用。對于強度要求較高的重要零件,還應(yīng)進行化學(xué)表面處理才能保證較高的粘結(jié)強度。不同材料粘合表面的化學(xué)處理方法如下表:粘結(jié)材料化學(xué)處理劑的組成處理方法鋼100%的硅酸鈉溶液或100%鹽酸溶液60,10min每1000g水中加30g馬日夫鹽95,20min不銹鋼濃鹽酸52g,甲醛10g,30過氧化鈉2g,水45g65,10min鋁及玻璃重鉻酸鈉66g,90硫
60、酸666g,水1000g70,10min軟鐵、灰鑄鐵硝酸鋅70g,馬日夫鹽30g,磷酸7ml,水1000g103,10min鋁合金磷酸鈉70g,馬日夫鹽15g,氫氧化鈉25g,水1000g80,25 min10min橡 膠濃硫酸擦洗表面2min5min,水洗烘干。室溫5min10min塑 料酚醛聚酯用砂輪拋光或火焰處理-木 材削斜面、增大膠合面、木材含水不能太高。-第一節(jié) 零件修復(fù)方法 此外,粘結(jié)表面的應(yīng)能被膠粘劑濕潤,并保持適當?shù)墓袒瘻囟?。配方的比例要嚴格控制,因其對膠粘的質(zhì)量影響很大。粘接表面不但應(yīng)能被膠粘劑濕潤,而且涂膠要均勻,迅速,并施加適當?shù)膲毫?。膠層厚度應(yīng)控制在0.1mm0.25m
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