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第七章 汽车零件修复方法与技术,内 容,典型零部件修理方法,2,零件修复方法,车身修复与喷漆工艺,了解：汽车零件机械加工修复法、表面技术修复法、焊接修复法、胶粘修复法和修复方法选择等知识。理解：箱体、孔类和轴类等典型零部件修理方法的基本要求 。掌握：汽车零部件修理工艺过程。,考核要求,汽车运行到使用性能严重恶化并进入极限状态时，约有70%以上的零件处于可用状态或稍加修理即可以继续使用。若将这些零件报废，将是一个很大的浪费。另外，使用修复件不但可以减少零件贮备费用，而且还可以解决一些备件短缺问题。在工业发达的美国、德国和日本等国很重视零件的再生。例如，美国卡特彼勒公司一个发动机再生厂，职工仅187人，年修发动机6000台10000台。,第一节 零件修复方法,机械加工修复方法,表面技术修复方法,焊接修复法,胶黏修复法,零件修复方法,第一节 零件修复方法,一、机械加工修复法,修理尺寸法,镶套修复法,变形校正法,第一节 零件修复方法,1. 修理尺寸法,定义：将磨损的零件表面通过机械加工恢复其正确的几何形状，并与相配合零件恢复原配合要求的一种加工方法。汽车有多种主要零件可以采用这种方法进行修复，其中包括缸体、缸套、活塞、曲轴、轴瓦，转向节主销与主销轴承孔等。待修复的零件可以有若干等级修理尺寸，修理尺寸的大小与级别的多少取决于汽车修理间隔期内零件的磨损量、加工余量以及材料强度和结构。,第一节 零件修复方法,表7-2 桑塔纳发动机修理尺寸,第一节 零件修复方法,1)轴类零件修理尺寸的计算,设轴颈的基本尺寸为dm，经使用磨损后的直径为dw。由于沿圆周方向磨损不均匀，最小磨损量为min，最大磨损量为max，一般情况下最小磨损与最大磨损在同一直径方向上，则直径方向总磨损量为：=max+min=dm-dw,第一节 零件修复方法,1)轴类零件修理尺寸的计算,设为轴颈磨损不均匀性系数，=max/，当磨损均匀时max=min，则 当只有单面磨损时，min=0。由此得出磨损的不均匀性系数=0.51。按图所示状态，在不改变轴心位置情况下进行机械加工，加工后零件轴颈尺寸与其基本尺寸相差量为最大单侧磨损量max与机械加工余量x1之和的两倍，因此轴颈的第一级修理尺寸可以按下式计算： dr1= dm-2（max+x1）式中：x1磨损最大侧机械加工余量。,第一节 零件修复方法,第一节 零件修复方法,2）孔类零件修理尺的计算,孔类零件修理尺寸的计算,按轴颈修理尺寸的计算方法可求得内孔表面第一级修理尺寸： Dr1=Dm+2（max+x1）=Dm+2(-+x1)=Dm+r式中：Dm孔的基本尺寸； Dr1孔的第一级修理尺寸。孔的各级修理尺寸为：Dm=Dm+nr式中： Drn可分别为Dr1，Dr2，。设孔的最大允许寸为Dmax，则孔的允许修复修理次数为：,第一节 零件修复方法,3）轴和孔修理尺寸计算实例,例1）6135型发动机曲轴的连杆轴颈设计尺寸dr=95mm。根据统计测量的资料得知=0.8，=0.25mm。轴颈最小允许直径dmin=93mm。选用磨损削加工，余量x取0.05mm。试确定各级修理尺寸。,第一节 零件修复方法,3）轴和孔修理尺寸计算实例,解：修理间隔级差量为： = 2（+x）=2（0.80.25+0.05） = 0.5（mm）允许修理次数为：n=(95-93)/0.5=4各次修理尺寸为： 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）,第一节 零件修复方法,例2）某台东风EQ6100发动机，经过测量6个气缸后，其中某缸磨损后的最大值100.38mm。选用搪缸和珩缸加工，加工余量x=0.1mm。试确定采用何级修理尺寸。 解：该气缸恢复到正确几何形状的尺寸至少为： 100.38+0.1=100.48（mm）按该气缸修理级差为0.25mm计，第一级修理尺寸100.25mm；第二级为100.50mm。显然，要加工搪磨到100.48mm，接近第二级修理零件尺寸，即：Dr2=Dm+2=100+20.25=100.50（mm）因此，可以采用第二级修理尺寸进行加工修理。,第一节 零件修复方法,特点,第一节 零件修复方法,2.镶套修复法,定义：对局部磨损及损坏的零件，当其结构和强度容许时，可将其磨损部分车小（对轴）或搪大（对孔），再用过盈配合的方法镶套并经进行加工使其恢复到基本尺寸和技术要求的修复方法。,镶套的材料要根据镶套部位的工作条件来选择，如在高温下工作的部位，镶套材料应与基体一致或相近似，使它们线膨胀数相同；除此而外，材料热稳定性要好，以保证零件工作的可靠性。如镶气门座圈，就要选择与基体一致或膨胀系数相同的材料，象灰铸铁或耐热钢，但不能用普通钢，以防排气高温使普通钢氧化、脱皮。为了获得好的耐磨性能，也可采用比基体好的耐磨材料，镶套过盈量应选择合适，必要时要进行强度计算。因为过盈量太大，易使零件变形或挤裂，过盈量不足，又易松动和脱落。,材料选择,汽车维修工程,第四十讲,主讲教师：田广东学时：48,第一节 零件修复方法,过盈量确定,镶套时由于多是薄壁衬套，包容件受拉应力，被包容件受压应力。套不厚时（一般2 mm3mm)，应力大小与相对过盈成正比。所谓相对过盈就是单位直径（为镶套的基本尺寸）上的过盈量。 如轴承孔镶套，若套外径基本尺寸为100mm，则其过盈量为0.05mm,即相对过盈为0.05/100=0.0005，根据相对过盈的大小，镶套配合分为四级。分别为轻级，中级，重级及特重级，见表7-4所示。,第一节 零件修复方法,表7-4 镶套中的过盈配合,第一节 零件修复方法,镶套的材料要根据镶套部位的工作条件来选择镶套过盈量应选择合适，必要时要进行强度计算。因为过盈量太大，易使零件变形或挤裂，过盈量不足，又易松动和脱落为了保证准确的过盈量，配合面加工精度要求较高，常采用IT6、IT7，粗糙度Ra 2.5Ra 1.25。,修复注意事项,第一节 零件修复方法,特点,优点,缺点,应用受到零件的结构和强度的限制,第一节 零件修复方法,3.变形校正法,定义：零件的校正是利用金属的塑性变形来恢复零件几何形状的一种加工方法。汽车上许多零部件在使用中会产生弯曲、扭曲和翘曲，在修复中都要校正，如前轴、传动轴、曲轴、凸轮轴和连杆等,分类,压力校正,火焰校正,它是汽车零件修复中常用的方法。一般是采用室温冷校，如果零件塑性差或尺寸较大，也可以进行适当的加热 ，零件经校正后，疲劳强度下降较大,它是一种比较先进的校正方法。其校正效果好，效率高，尤其适用于一些尺寸较大，形状复杂的零件。校正后，对疲劳强度影响也较小,第一节 零件修复方法,压力校正,零件的压力校正原理，如图7-20a所示。工件所受应力状态，如图7-20b所示。由图可见工件上部受压产生塑性变形，表面缩短，下部受拉也产生塑性变形，零件表面伸长，中部为弹性变形。这样产生的内应力使零件抗弯刚度下降，而且变形也不稳定，使用中容易回弹。为了使变形稳定，冷校后必须进行消除应力的热处理。,图7-20 零件的校正a) 压力校正 b) 工件应力1.V-型块 2.轴 3.百分表,第一节 零件修复方法,对于调质和正火处理的零件（连杆、前轴、半轴、半轴套管等），可在冷压后加热到400500，保温0.5h2h；对于表面淬硬的零件（曲轴、凸轮轴），加热到200250，保温5h6h，这样不会降低表面硬度。 有些汽车凸轮轴、曲轴是球墨铸铁制造的，由于塑性差，冷校时易折断，不宜采用冷压校正，工字梁校正需要用专门的设备。 零件经校正后，疲劳强度下降10%15%，校正次数越多，下降幅度越大，因此只宜作12次校正。,第一节 零件修复方法,火焰校正,火焰校正是利用气焊炬迅速加热工件弯曲凸起处某一点或几点，再急剧冷却的校正方法。当工件凸起点温度迅速上升时，表面金属膨胀使工件向下弯曲，上层金属受压应力。在高温下产生塑性变形，如它本来要膨胀0.1mm，但由于受周围冷态金属的限制，只膨胀了0.05mm，其余0.05mm产生了塑性变形。尽管冷却后仍要收0.1mm，但由于塑性变形的0.05mm无法收缩，从而使收缩量大于膨胀量0.05mm，那么表层就缩短了0.05mm，使工件向上变曲，抵消了下弯，起到了校正作用，如图7-21所示。,图7-21火焰校正的应力及变形a)点加热时 b)冷却时,第一节 零件修复方法,火焰校正时，工件支承在V型块上，如图7-22所示。用百分表检查弯曲情况，并用粉笔作好记号，然后使工件凸点朝上，用火焰将凸点迅速加热到700800，立即离开，用水迅速冷却。校正时，可在凸点处多加热几点，直到校直为止。,图7-22 火焰校正1.工件 2.V-型块 3.百分表,第一节 零件修复方法,对于塑性较差的合金钢零件、球墨铸铁及弯曲较大的工件，宜多选几个加热点。每点加热温度可稍低些，使工件均匀校直。不能使一点温度过高，以防应力过大而断裂。 火焰校正的关键是加热点温度要迅速上升，焊炬热量要大，加热面积要小。如果加热时间拖长，加热面积过大，整个工件断面温度都升高了，就降低了校正作用。 加热长度一般不宜超过工件长度的70%；根据具体零件一般选择加热温度范围为200800，最高不超过1000；加热深度，不得超过工件厚度的60%，以30%50%为最好，但加热深度只能凭经验控制，所以也很难控制。,第一节 零件修复方法,二、表面技术修复法,喷涂技术,喷焊技术,刷镀技术,第一节 零件修复方法,二、表面技术修复法,1.喷涂技术,定义：用高速气流将熔化的金属喷敷到零件的磨损表面上，以恢复其原来尺寸,第一节 零件修复方法,电弧喷涂,气喷涂,等离子喷涂,钢以两根金属丝做电极等速向前送给，在其尖端产生电弧，熔化的金属由压缩空气喷敷到零件表面上。电喷涂的特点是成本低，质量稳定可靠，适用于修复曲轴轴颈。,用氧-乙炔火焰熔化金属,由压缩空气喷敷到零件表面。气喷涂的特点和用途与电喷涂相同。,用等离子电弧熔化金属进行喷涂。一般是由气流将金属粉末带入喷枪，经等离子电弧熔化喷敷到零件表面。等离子电弧温度高，能熔化电喷涂和气喷涂难以熔化的金属或非金属粉末。等离子喷涂设备复杂，粉末贵，用于喷涂需要高硬度或耐高温的零件。,第一节 零件修复方法,喷涂时被雾化的材料颗粒群中，大部分颗粒处于熔融状态，颗粒在飞行时受到热和化学作用，表面产生硬化膜层。当撞击到零件表面以后，颗粒的硬化膜破裂，内部液态材料就流散开来，并且相互扩散，部分交叉熔合在一起。部分温度稍低的颗粒被撞扁，在喷涂的基体表面互相嵌塞和堆积，形成了多孔层状结构。喷涂时被雾化的材料颗粒群中，大部分颗粒处于熔融状态，颗粒在飞行时受到热和化学作用，表面产生硬化膜层。当撞击到零件表面以后，颗粒的硬化膜破裂，内部液态材料就流散开来，并且相互扩散，部分交叉熔合在一起。部分温度稍低的颗粒被撞扁，在喷涂的基体表面互相嵌塞和堆积，形成了多孔层状结构。涂层中颗粒间的结合或颗粒与零件表面间的结合，以机械结合和物理结合为主，同时还有部分(金属材料）为冶金结合。,第一节 零件修复方法,由于喷涂工艺有方向性，形成的涂层是层状的，因此，涂层的物理机械性能有方向性。涂层外层产生拉应力，基体有时也包括涂层内层产生压应力。在严重的情况下，这种应力足以撕裂涂层。喷涂前预热基体，可以减少或消除这种应力。喷涂层化学成分常常是不均匀的。大部分颗粒由喷涂材料组成，而喷涂层内部包含有材料的氧化物。在空气中喷涂，无保护气体时，这种情况更为突出，但氧化物的强度可能比未氧化材料高。大多数喷涂层都是多孔的。,第一节 零件修复方法,（1）硬度。钢涂层中由于氧化物的存在，以及急冷时产生的马氏体和托氏体淬火组织，颗粒被撞击产生的冷作硬化等，涂层硬度一般比原喷涂材料高。例如，80钢丝硬度为HB230，喷涂层的硬度为HB310。在喷涂方法及喷涂规范相同条件下，钢喷涂层硬度主要决于喷涂材料的的含碳量。涂层硬度随含碳量多少而增减 。 在等离子喷涂中，对不要求耐高温而要求耐磨的表面，最好的硬化材料是碳化物与镍基合金的混合物。等离子喷涂铁基合金粉涂层组织的金相结构硬度也比较高，其主要相组织铁素体，显微硬度约为HV7500，宏观硬度可达HRC38HRC 40。 采用氧-乙炔火焰喷涂313铁基合金粉时，喷涂层宏观硬度约为HB250。这种涂层可作为常温下的耐磨涂层。,第一节 零件修复方法,（2）耐磨性。喷涂层的耐磨性与喷涂层中某些相结构显微硬度、涂层宏观硬度有密切关系。涂层中的孔隙可以吸附贮存润滑油，并在零件表面保持油膜，可降低摩擦系数和减少磨损。 （3）对疲劳强度的影响.喷涂零件的疲劳强度，主要取决于喷涂前对被喷涂的表面加工或处理方法。试验表面：喷砂可以提高零件的疲劳强度，而车螺纹、镍拉毛、喷钼都会引起零件的疲劳强度的降低， （4）结合强度. 喷涂层中金属颗粒间的结合强度是比较低的。由于喷涂具有方向性，垂直于涂层方向比平行于涂层方向的抗拉力强度低510倍。涂层与基体间结合强度受工艺因素及表面处理方法影响较大。对基体表面进行粗糙处理，并进行严格的除油、除锈，对提高涂层与基体的结合强度有重要的作用。,汽车维修工程,第四十一讲,主讲教师：田广东学时：48,第一节 零件修复方法,第一节 零件修复方法,喷前零件表面准备,a.表面净化。要彻底清除零件表面的油污、锈层等污物。,b.表面加工。喷前加工的目的有：除去零件表面硬化层、消除不均匀磨损及保证涂层的厚度。,c.遮蔽处理。当喷涂表面有键槽、油孔时，可用竹或木塞堵塞，堵塞物应稍高于涂层厚度。为防止涂层冷却收缩从轴端脱落，可在轴端部车沟槽或燕尾槽等。,d.粗糙处理。粗糙处理有3个目的：使涂层冷却收缩时的应力限制在局部的地方；增加结合面积；使涂层本身层片之间折迭，以达到提高涂层强度和涂层与基休的结合强度。,第一节 零件修复方法,喷涂过程,喷涂过程控制是喷涂工艺过程的关键环节。,第一节 零件修复方法,c. 丝材电喷涂和气喷涂的主要工艺参数。丝材电喷涂和气喷涂的主要工艺参数，如表7-8和表7-9所示。,第一节 零件修复方法,d.氧-乙炔火焰粉末喷涂工艺参数. 火焰参数的选择是在选定喷枪和粉末之后，通过调整供气压力和流量，以得到一个相应的火焰能量来保证粉末充分熔化。喷涂基本上使用中性焰，在给定乙炔气体压力和流量之后，只要调节氧化压力和流量使火焰成为中性焰即可。 零件预热温度100250，喷涂时零件温度一般不超过250。送粉量由喷枪功率大小决定，喷涂距离一般选定为150mm200mm。,f.等离子喷涂工艺参数。等离子喷涂的工艺参数很多，但在设备和粉末已选定的条件下，生产中最重要的是电功率、气体流量、送粉量、喷涂距离和基体温度等参数。对耐磨涂层，这些参数选择的正确与否，首先反应在涂层与基体的结合性能上。等离子气体的选择确定了单位电弧弧长的电压降；喷枪结构和等离子气体的速度确定了电弧弧长。电压主要由喷枪和等离子气体确定，而电流的大小是允许调节的，因此输入功率可在一下范围内调节。一般对大多数喷涂层，采用15kW25kW的功率就可获得高质量的涂层。当喷枪功率高到40kW时，可使喷涂速度加快，增加了喷枪每小时的喷粉量。气体流量与所使用的功率密切相关，等离子体的温度取决于所使用的电流值与等离子的气体流量。粉末供给速率是最后影响涂层结构和沉积效率的参数。如果送粉速率大于喷枪所能加热粉末的能力，不仅沉积效率很快地下降，而且涂层本身还会含有未熔化的粉末。相反，送粉速率太低，则喷涂费用增高。,第一节 零件修复方法,喷后处理,对间隙配合件的喷涂层，喷后应将零件在机油中浸泡1h10h，使机油渗入涂层孔隙中。,由于喷涂层性质脆硬，结合强度较低，又需保持喷涂层表面的多孔特性，在选择加工方法、切削工具及加工规范时必须考虑此特点，以防止涂层加工时崩落、脱层和表面孔隙被堵塞。,车削常采用YG6或YG8硬质金刀头。磨削一般用粒度46目或60目，硬度为ZR或ZR的碳化硅砂轮，用皂化液冷却。对碳钢，车削速度为0.2m/s0.34m/s；磨削时切削速度为0.4m/s0.5m/s。,第一节 零件修复方法,丝材,自熔性合金粉末,主要用于修复和防腐。主要为钢、纯金属、耐磨、耐蚀及耐高温的复合喷涂丝。,在合金粉中加入适量的硼和硅等强脱氧元素。硼和硅能降低合金的熔点，增加了液态金属的流动性和湿润性。 。,第一节 零件修复方法,零件表面污物以及氧化层清涂不净，将大大减弱涂层与基体间的结合力。零件喷涂前的预热温度不够或过高，都会增加涂层与基体冷却时的应力差，降低结合强强度。,喷涂前零件的表面状态,喷涂工艺参数,喷涂材料,恰当的工艺参数应能使喷涂材料充分的熔化。熔化的金属颗粒飞行速度越大，温度越高，金属元素氧化损失少，就容易得到好的涂层。喷涂距离，空气压力均对涂层质量产生影响。,丝材在使用前必须清除表面油污，锈蚀物等。带油污丝材喷涂时，油污燃烧，烟灰夹入涂层会降低结合强度。对电弧喷涂，油污会引起导电不良，使电弧中断。粉末材料应注意防潮，必要时，喷涂前应进行烘干。,第一节 零件修复方法,2.喷焊工艺,定义：喷焊工艺是在火焰喷涂工艺基础上发展起来的。它是将喷涂层再进行一次加热重熔处理，在零件表面获得一层类似堆焊的涂层。喷焊的设备和操作都较简单，又能得到耐磨、耐腐蚀、抗高温氧化等多种性能的涂层。可用于旧件的修复，也可用于新件表面的强化、装饰等。,氧-乙炔火焰粉末喷涂（焊）。利用氧-已炔火焰将粉末加热到熔化或半熔化的高塑性状态后，利用高压空气将其喷射到经过预处理的零件表面上形成涂层。主要设备有喷涂炬、空气和乙炔供给装置（乙炔）。喷涂炬结构示意，如图7-32所示。,第一节 零件修复方法,火焰粉末喷焊是20世纪50年代出现的一种修理方法。喷涂时，先以氧乙炔火焰把零件表面加热到 300左右，开始喷涂合金粉末,然后再用氧-乙炔火焰加热使喷涂层再次熔化，以提高喷涂层与基体的结合强度。 喷涂粉末过程分两步进行。第一步先喷镍包铝或铝包镍粉末，即喷涂底层。 厚度为0.06mm0.13mm；第二步喷合金粉，即喷工作涂层。喷后需要加工的零件，要留0.2mm0.3mm的加工余量。对厚涂层应进行多次喷涂，这样可获得更均匀的涂层。一次喷层厚度不要超过0.25mm。如果要求涂层厚度为0.25mm以上，最好分两次喷成。,第一节 零件修复方法,喷熔层与零件基体是完全熔合的，溶深很浅，约0.05mm，因而涂层冲淡率小，结合强度高达350MPa400MPa,喷熔层与零件基体是完全熔合的，溶深很浅，约0.05mm，因而涂层冲淡率小，结合强度高达350MPa400MPa,可得到硬度达HRC35HRC65的硬化涂层,重焊时零件表面温度达10001100，零件热影响区较大，变形倾向大，甚至引起金属组织变化，使应用范围受到一定限制,可得到硬度达HRC35HRC65的硬化涂层,第一节 零件修复方法,第一节 零件修复方法,a.两步法. 将喷涂和重熔分两步进行。第一步将合金粉用轻微碳化焰，喷涂在零件表面，形成一定厚度；第二步用中性焰或轻微碳化焰将涂层重熔。重熔是为了将涂层金属全部熔化，使涂层金属在零件表面迅速扩散，与被加热到熔化或半熔化状态的零件表面形成焊合，并得到致密且均匀的喷焊层。两步法适用于大面积及轴类零件喷焊。厚度易保持一致，操作人员容易掌握，应用较普遍。b.一步法. 一般采用中性火焰，边喷边熔。当起始喷涂点被加热到暗红色（约500600）时，立即喷粉，合金粉在高温基体及火焰加热下很快熔化成为喷焊层。随着喷枪向前移动，新的表面又被加热到所需温度，合金粉连续不断地被送入熔池，同时有部分粉末喷射到原有的熔化层中被熔化，形成重叠层，直到所需喷焊层厚度。一步法可以喷涂一些熔点较高和粒度较大的合金粉。粉末利用率较高，热影响区小（与二步法比较）。适用于小面积及形状不规则的零件。,汽车维修工程,第四十二讲,主讲教师：田广东学时：48,第一节 零件修复方法,合金粉应具有自熔性，熔点应低于被喷焊基体材料的熔点，以保证在基体金属表面被湿润的条件下，合金粉熔化并覆盖于基体表面，避免基体过热；,应具有良好的液态流动性，以便脱氧和净化；,喷层应具有足够的韧性和小的线收缩系数。避免在冷却时出现大的应力，使焊层开裂或剥落。喷焊用合金粉有镍基、铁基、钴基、铜基等，其性能指标及其应用，如表7-10所示。,对喷熔合金粉末的要求主要有：,第一节 零件修复方法,表7-10 喷熔合金粉末主性能指标及应用,第一节 零件修复方法,火焰调整。喷涂前把火焰调整到轻微的碳化焰，以防止粉末和基体金属表面在喷涂中过热氧化。重熔时火焰不宜太大或过于接近涂层。,喷涂粉末时，喷嘴与零件表面距离约为100mm150mm。距离太近，粉末经火焰区受热不足，撞击到零件表面不易产生塑性变形，喷层孔隙率大，重熔后结合强度不高。反之，熔融的粉末到达零件表面时，动能太小，喷层同样不致密。另外距离大，火焰不能有效地保护粉末，粉末易氧化，重熔后喷焊层质量同样不好。,在重熔时应及时排除液面上的硼酸盐和硅酸盐熔渣。重熔速度愈快愈好，以防止基体表面过熔。,重熔结束时，喷焊炬应缓慢移开零件。特别是零件环形焊层的接头处，应注意避免产生缩孔和疏松。,第一节 零件修复方法,3.刷镀技术,定义：刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷（即镀笔），提供电解液的电镀方法。电镀时，刷镀工件与阴极作相对运动。,刷镀层性能,（1）与基体金属结合强度。金属刷镀层在各种钢、铸铁、铝、铜等常用金属材料上，均有良好的结合强度。 （2）硬度。由于刷镀层具有超细晶粒结构，镀后内应力较大，晶格畸变和位错密度大，所以，刷镀层的硬度比槽镀镀层的硬度高。（3）耐磨性。 金属材料的耐磨性，不仅与材料自身性能和硬度有关，还与载荷、润滑、温度、磨擦副的匹配等多方面因素有关。因此，应针对具体情况来评价刷镀层的耐磨性。（4）对基体疲劳强度的影响。刷镀层对基体金属的疲劳强度影响较大，一般下降30%40%左右。不同的基体金属材料，疲劳强度降低的幅度不同。,第一节 零件修复方法,金属刷镀的基本原理和工作过程，如图7-34所示。经过表面处理的工件6通过导线9与直流电源7的负极相连，镀笔4通过导线8与直流电源7的正极相连。刷镀作业时，用外包吸水纤维的镀笔（阳极），吸满镀液并与工件（阴极）相接触，以10mmin-120mmin-1的速度相对运动。这时镀液中的金属离子在电场力的作用下从工表面获得电子并沉积在工作表面上形成镀层。镀笔刷到哪里，哪里就形成镀层。随着刷镀时间的延长。金属镀层逐渐增厚，直至达到所需的厚度。 如果把上述电流的极性交换，工件成为阳极，此时镀笔所刷到之处，工件表面的金属就要发生溶解。表面凸起部位的电流密度比凹部大，凸部的溶解比凹部快，于是工件表面就由粗糙变成平滑。这就是利用同一刷镀设备可进行去金属毛刺、刻蚀和电抛光的原理。,第一节 零件修复方法,第一节 零件修复方法,（1）电净液. 电净液是无色透明的碱性水溶液，pH10。具有较强的除油作用，同时也具有轻度的去铁锈能力，适应于绝大多数金属材料的去油净化处理。电净处理的实质是一种电化学除油过程。电净时，一般工件接负极（正接法），通电后，镀笔在工件上反复擦拭，零件表面折出的氢气撕破油膜，促使溶液中的化学物质与油发生皂化或乳化反应，起到去除油污的作用。对于某些超高强度钢或弹簧钢，工件应接正极（反接法）进行电净，此时，工件表面析出氧气，以避免发生氢脆。电净液的主要成分是氢氧化钠、碳酸钠及磷酸三钠，少数电净液中加有缓冲剂（如乙酸钠）和少量非离子表面活性剂。 （2）活化液。各种活化液均系酸性水溶液，pH在0.24之间不等。为了使用时便于区分，可将某些常用的活化液染成不同的颜色。例如，将2号活化液染成红色，将3号活化液染成蓝色。活化液的作用是通过电化学和化学的方法（同时伴随机械摩擦运动）。将经过电净除油后使残留在工件表面的氧化膜加以彻底的退除。,第一节 零件修复方法,(3) 金属溶液是刷镀溶液的主要组成部分，选用不同的金属溶液进行刷镀，便可获得各种不同性能(包括耐磨性、减磨性、防腐蚀性、导电性、钎焊性等）的镀层。特点(1)所含金属离子浓度比槽镀溶液高几倍至几十倍，以获得较高的电流效率和沉积速度；(2)更多地采用有机络合物，以增大阴极极化值和分散能力；(3)溶液具有较好的缓冲能力，在循环使用过成中pH值变化幅度很小；(4)能在较宽电流密度和温度范围内沉积合格的金属镀层；(5)极少使用剧毒的氰化物；(6)某些溶液获得的刷镀层氢脆性很低（如低氢脆镉），在高强度钢上刷镀后毋需烘烤处理。,第一节 零件修复方法,第一节 零件修复方法,三.、焊接修复法,铸铁件焊修,铝型材钎焊,第一节 零件修复方法,三.、焊接修复法,1.铸铁件焊修,特点,易产生白口。焊修铸铁件的主困难之一是焊缝中容易产生白口，这是焊修金属冷却太快和石墨化元素烧失的结果造成的。碳在快速冷却中来不及以石墨状析出而停留在碳化铁中的化合状态，焊缝既硬又脆，难以加工。,易产生裂纹。铸铁塑性差而发脆，焊接时由于冷热不均或冷却过快都会造成应力，当应力超过焊缝处强度时会产生裂纹。,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下结成一层硬壳，阻碍气体由熔化金属内向外自由溢出，从而产生大量气孔。,第一节 零件修复方法,铸铁焊修方法,气焊 也称为氧-乙炔火焰焊。铸铁气焊的优点是熔池金属与母体材料相似。缺点是施焊速度慢，生产率低，零件受热变形大，且工作环境恶劣,电焊 也称电弧焊。铸铁电焊的特点是焊接速度快；生产率高，零件受热变形较小。缺点是焊缝的机械性能和加工性能比气焊差。,热焊 将工件预热到600700，然后用氧气-乙炔火焰施焊。热焊能保证焊接质量良好，但工艺复杂，所以较少使用。用于复杂的壳体零件。,冷焊 焊件不预热或预热温度低于400的焊接。冷焊可用气焊也可采用电焊，方法比较简单。因此，在汽车修复生产中得到广泛的应用。,钎焊 采用气焊的火焰加热，母材不熔化，焊后不易裂，加工性好。其强度因钎料而异。,汽车维修工程,第四十三讲,主讲教师：田广东学时：48,第一节 零件修复方法,铸铁焊条选用,气焊铸铁焊条。常用的气焊铸铁焊条有QHT1、QHT2两种。焊条断面为边长4mm5mm的方形，其成分和用途，见下表：,电弧焊铸铁焊条。常用的电弧焊铸铁焊条和牌号、性能和用途，见表7-17（p232）所示。,第一节 零件修复方法,表7-17 常用的电弧焊铸铁焊条,第一节 零件修复方法,焊前准备工作。施焊于缸体、变速器壳之类的铸铁件前，应彻底清除油污、水垢等。查出裂纹的位置和方向，在裂纹两端各钻一个的4mm5mm的止裂孔，坡口角度为6070，底部为圆角度渡，坡口深度为铁厚度的2/34/5。如图7-35所示。然后，用汽油或丙酮刷洗并烘干。,焊接电流选择。电流选择的基本原则是：在保证焊透的前提下尽量选择小电流。电流大，熔池深，母材金属成分和杂质向熔池里转移。不仅使焊缝性能改变，而且在熔合区产生较厚的白口层，如图7-36所示。,图7-36 施焊电流对焊缝白口层的影响(a)小电流 (b)大电流,图7-35 焊缝的坡口尺寸,施焊方法。主要采用的是分段施焊法或分层焊。在施焊过程中为了减小焊补区与整体之间的温差，相应减小焊接的应力和变形，宜采用分段施焊法，如图7-37所示。图中（a）为一次长段施焊的应力；(b）为分成四小段焊的应力分布。例如，焊气缸体时，每段长可取10mm30mm。每焊完一段后立即用小锤从弧坑开始锤击焊缝，直到焊缝的温度下降到4060不再烫手时为止，然后再焊下段。,图7-37焊接应力分布图,第一节 零件修复方法,图7-38 焊裂纹的施焊方向,第一节 零件修复方法,c.对于受力不大而焊后不需切削加工的部位，如焊补气缸体水套冻裂的裂纹，应选用铸铁焊条（铸607，铸612）。对于气缸体、变速器壳、后桥壳之类的高强度铸铁件，应选用高钒焊条（铸116，铸117）进行焊补。工件较厚时，一般采用分层焊，如图7-39所示。分层焊时，可采用较细的焊条和较小的电流，使后焊的一层对先焊的一层有退火作用。另外，当使用镍基焊条多层焊时，可以先焊两层镍基焊层作过度层，再采用低碳钢填满坡口，以解决贵重的镍合金的用量。,图7-39 多层焊示意图,第一节 零件修复方法,加热减应焊是指对铸铁件施焊时，在焊前和施焊过程中，用气焊火焰加热铸件的选定部位，使之不妨碍焊缝金属的膨胀和收缩从而减少焊缝应力的方法叫做加热减应焊法，被选定加热的部位称减应区。 一个中间有孔的零件，如图7-40所示。如直接在裂纹处施焊，焊后焊缝可能被拉裂，零件会产生较大变形，如果施焊前在减应区对称加热，使焊接区与减应区同时膨胀与收缩，便可减少焊接应力，防止产生裂纹。,图7-40 减应区的选定1.裂纹 2.加热减应区,第一节 零件修复方法,（1）减应区的选择原则. 减应区应选择在裂纹延伸的方向；减应区应选择在零件棱角，边缘强度较大处。（2）减应区的检验. 主要是指减应区选择是否得当，可通过加热检验。 当减应区加热到500700时，零件上待焊补的裂纹如胀开1mm1.5mm，即说明减应区选择合理；反之裂纹紧闭，则选择不当。（3）加热减应焊补前的准备. 加热减应焊补铸铁的焊前准备与电弧冷焊相同，只是开坡口的角度比电弧焊时大（约90120），如图7-41所示。,图7-41 加热减应焊的坡口,第一节 零件修复方法,（4）加热减应焊应用实例. 对气缸体上各气缸之间裂纹采用加热减应焊的焊补情况，如图7-42所示。 焊补是采用QHT2型气焊铸铁焊条，201焊粉，中性火焰，熔敷速度约0.02kgmin-1，选择缸体左右边棱处J1和J2为减应区。 焊补裂纹L1时，先用两把焊炬同时加热焊补区和减应区，当J1达到400时即可施焊。在焊接过程中，J1区温度应始终保持在400500。焊补完成后仍加热J1区，温度升高到700才停止，然后自然冷却到室温。 焊补的方向应按箭头所示，即指向减应区。如果反方向焊补则起不到减应的作用。 裂纹2的焊补过程与裂纹1相同，其减应区为J2。,图7-42 气缸体气缸之间裂纹的焊补,第一节 零件修复方法,（5）加热减应法气焊铸铁零件的特点。焊缝质量高。焊缝材料、金相组织及机械性能都与母材相近，机械加工性能好；零件变形小。由于加热减应力，所以零件的焊补变形也很小；成本低，工人劳动条件好。由于它不需要复杂的设备，又不需要昂贵的焊条，因而成本低。另外，由于零件只在选定加热区加热，所以工人受到的热辐射较少。,第一节 零件修复方法,气焊时可直接利用焊炬预热工件以防止产生白口。气焊的火焰温度比电弧焊低，镁的蒸发损失少。采用含镁量0.07%以上的铸铁焊丝，可保证得到球墨化化的焊缝。焊丝成分：C 3%3.5%，Si 3%3.6%，n0.045%,S0.015,P0.7，g0.070.12。在焊接时采用中性火焰。气焊的焊缝质量较电弧焊高，适用于焊补要求较高的工作。,球墨铸铁气焊：,球墨铸铁多用于制造曲轴、凸轮轴，活塞和后桥壳之类的零件，对于这些零件出现的裂纹和其它机械损伤也可用焊补法修复。,第一节 零件修复方法,使用钢芯球墨铸铁焊条（铸238）焊补时，在对小工作施焊前应预热到500左右，大工件预热700左右。焊后进行正火处理：工件加热到900920，保温2.5h，炉内冷却到730750保温2h。取出自然冷却或退火处理；900920保温2.5h，随炉冷至100以下出炉。由于这种焊条的药皮里含有石墨元素和球化剂，能使焊缝仍是球墨铸铁，从而提高了焊接的质量。,使用镍铁焊条及高钒焊条冷焊时，按以下原则选择焊条的直径和电流：焊条直径3.2mm，电流90A100A；焊条直径4mm，电流135A145A。在气温较低或工件厚度较大时，先预热到100200，其效果较好。,使用钇基重稀土铸芯球墨铸铁焊条时，其焊接工艺与前述焊补铸铁件相同，但要选择与之相匹配的电流并检验焊接的质量。,球墨铸铁电孤焊：,汽车维修工程,第四十四讲,主讲教师：田广东学时：48,第一节 零件修复方法,可锻铸具有强烈的白口化倾向。为了避免出现白口化，应在较低的温度下（即碳在退火中的分解温度950以下）焊接可锻铸铁。用黄铜或高强度铜（钢40%50%、锰9%10%、镍3.5%4、锡0.4%0.6，其余为锌）作焊料，用硼砂作焊补剂进行硬钎焊，在受力不大的部位可收到较好的效果。,汽车上许多受力和冲击负荷较大且形状复杂的零件，如后桥壳、制动蹄、制动鼓、转向蜗杆箱、变速器壳、主减速器壳以及钢板吊耳等常用可锻铸铁制造。,对于受力较大的部位，用电弧冷焊焊修。此时可选用纯镍焊条与高钒焊条。某些部位也可用结422普通低碳钢焊条以小电流焊补，为了增加焊修强度还可在裂缝处补焊一低碳钢板。,第一节 零件修复方法,2.铝型材钎焊,铝表面有一层难熔的氧化膜，它阻碍铝的熔化和焊合，钎焊则可在焊缝处母材不熔化的状态下达到焊合的目的。铝型材钎焊是把材料热到适当温度，应用钎料使材料结合的一种焊接方法。 钎焊必须同时符合下列3条准则：(1) 钎接零件时，基体金属不得熔化； (2) 钎料的液相线温度必须高于450 ;(3) 钎料须能润湿基体金属表面并依靠毛细吸附作用被吸入或保持在接头中 .,铝型材料钎焊的原理及特点,铝型材的钎焊有如下特点： 使得铝型材的焊缝具有良好的充填性、致密性和密封性。钎焊接头光滑、平整；焊接接头抗拉强度高。,第一节 零件修复方法,铝型材钎焊的钎料与焊剂,钎料,钎焊时填充焊缝使接头联结在一起的材料称为钎料。钎料通常以粉末、膏状、丝材或薄片条等形式提供 。为了保证焊接质量，除了前面所提及对钎料的要求外，还要求钎料的熔点低于母材，一般比母材低几十度；钎料本身应具有一定的机械强度，以满足对钎焊接头工作强度的要求；对于有外观要求的装饰件，要求焊缝颜色与母材相接近。,钎剂,以粉末形式供应的无机氯化物和氟化物盐类混合物。钎剂起到去氧化铝膜，改善钎料对钎焊金属浸润状况的作用，对钎剂的要求如下：钎剂要有良好的热稳定性，要求在熔化以后100的范围内能保持其作用；钎剂的熔点要比钎料低，以便在钎料熔化前消除钎缝中的氧化膜；针剂在施焊过程中要具有良好的流动性，便于浸润金属表面；具有去除和防止夹渣的能力。,第一节 零件修复方法,铝型材的火焰钎焊工艺,第一节 零件修复方法,化学方法,铝型材的火焰钎焊工艺,机械方法,用化学法清洗时，可先用汽油或丙酮等有机溶液去除油污后，将工件放在6070热水中冲洗干净，然后再将工件浸入6070的5%10% NaOH(火碱)水溶液中停留15min20min。浸蚀后，立即用冷水将表面的碱液冲尽，再浸入10%30%的硝酸溶液中停留约1min，中和后再用热水或流动的水冲洗净并烘干。 用机械法清洗时，在用钢丝刷和刮刀之类的工具去除氧化膜可满足要求的情况下，尽量少用砂纸、砂布、喷砂等方法。因这些方法易使砂粒嵌入焊件表面，影响焊接质量。,第一节 零件修复方法,为了保证钎焊接头位置正确和有合适的间隙，采用既适用又有一定强度的夹具和固定装置，有利于火焰加热和钎焊操作，且零件不致因膨胀的差异而发生离位现象，通常采用纯镍、不锈钢、特种合金钢或低碳钢制造的夹具和固定装置。,第一节 零件修复方法,首先将钎剂与水或酒精混合后以刷涂、浸渍和喷涂等方法施加到工件和钎料上去。机械化钎焊时可将钎料预先放置到接头处，而手工火焰焊则靠人工送进钎料。再用氧-乙炔火焰或石油液化气火焰在较大范围内对接头加热，使各部分温度上升到钎焊温度。对于氧-乙炔火焰必须控制其乙炔流量。氧气过量易产生氧化铝，而乙炔过多会出现气孔。因此，焊嘴应根据工件厚度和乙炔耗量来确定，可参照表7-22选用。,铝型材的火焰钎焊工艺,表7-22 焊嘴与工件厚度的关系,第一节 零件修复方法,钎焊后必须清除残余的腐蚀钎剂。残余的钎剂形成一个硬而脆的壳层，可用热水溶解或化学清洗彻底除掉。将钎焊接头放入热水中浸渍以后，再在10%体积的硝酸和0.25%体积的氢氟酸浴槽中浸渍2min5min，可获得清除钎剂的良好效果。注意各种清洗方法最后都要用清水冲洗，以清除残余的清洗剂。,第一节 零件修复方法,四、胶粘修复法,胶粘是利用粘结剂的粘结作用进行零件修复的方法。粘结剂种类繁多，汽车修理中常用的有机粘结剂有：环氧树脂、酚醛树脂、Y-150厌氧胶、J-39高强度粘结剂。无机粘结剂常用的是氧化铜胶粘剂。 用胶粘法修复零件工艺简单，设备投资少，生产成本