汽车维修基础-汽车专业信息化教学大赛课件

汽车零件失效、检测及常用修复方法课程汽车维修基础参赛选手：******0汽车零件失效、检测及常用修复方法课程汽车维修基础参赛选手4.1汽车零件的失效第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法失效的概念

汽车零部件失去原设计所规定的功能称为失效。失效不仅是指完全丧失原定功能，而且还包含功能降低和有严重损伤或隐患、继续使用会失去可靠性和安全性的零部件。失效的基本形式

汽车零部件按失效模式分类可分为磨损、断裂、腐蚀、变形、老化等五类；

一个零件可能同时存在几种失效模式。14.1汽车零件的失效第4章汽车零件失效、检测及常用4.1.1磨损汽车或机械运动在其运动中都是一个物体与另一物体相接触、或与其周围的液体或气体介质相接触，与此同时在运动过程中，产生阻碍运动的效应，这就是摩擦。由于摩擦，系统的运动面和动力面性质受到影响和干扰，使系统的一部分能量以热量形式发散和以噪音形式消失。同时，摩擦效应还伴随着表面材料的逐渐消耗，这就是磨损。磨损是摩擦效应的一种表现和结果。“磨损是构件由于其表面相对运动而在承载表面上不断出现材料损失的过程。”

据统计有75%的汽车零件由于磨损而报废。因此磨损是引起汽车零件失效的主要原因之一。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法24.1.1磨损第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法1.摩擦分类

⑴固体摩擦

在汽车上，一般将摩擦副表面间完全没有润滑油或其他润滑介质时的摩擦。

在固体摩擦条件下，摩擦表面直接接触，产生强烈地阻碍摩擦副表面相对运动的分子吸引和机械啮合作用，消耗较多的动力，并将其转化为有害的摩擦热。同时，固体摩擦往往伴随着强烈的摩擦副表面磨损。

⑵流体摩擦（流体润滑）

相对运动的摩擦副表面间不直接接触，而被一层厚2.5微米以上的润滑油膜完全隔开的摩擦；摩擦系数很小通常为0.001〜0.008。

建立条件：在零件摩擦副处形成逐渐收敛的楔形间隙。才可能出现并维持具有一定承载能力的楔形润滑油膜；

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法31.摩擦分类

⑴固体摩擦

在汽车上，一般将摩擦副⑶边界摩擦（边界润滑）

是指相对运动表面间被极薄的一层（通常只有几个分子直径厚）具有特殊性质的润滑膜所隔开的摩擦。

这时，润滑膜不遵从流体动力学定律，且两表面之间的摩擦不是取决于润滑剂的粘度，而是取决于两表面和润滑剂的特性。

边界摩擦中，存在于相对运动表面间的极薄的且具有特殊性质的油膜，称为边界膜。

依膜的结构形式不同可将其分为，吸附膜和反应膜；

边界摩擦的摩擦系数不取决于润滑剂的粘度，而是取决于两表面和润滑剂的特性，一般在0.03〜0.05之间，且通常与载荷和相对滑动速度无关半固体摩擦半流体摩擦长时间停车后重新启动的汽车发动机气缸壁与活塞环在开始启动的最初时刻（尤其是气缸上部）、发动机运转正常；⑷混合摩擦在汽车零件摩擦副的工作中，固体摩擦、流体摩擦和边界摩擦这三种或其中两种摩擦是混合存在的称为混合摩擦。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4⑶边界摩擦（边界润滑）

是指相对运动表面间被2.磨损的分类

磨损与零件所受的应力状态、工作与润滑条件、加工表面形貌、材料的组织结构与性能以及环境介质的化学作用等一系列因素有关；

按表面破坏机理和特征，磨损可分为磨料磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等；前两种是磨损的基本类型，后几种磨损形式只在某些特定条件下才会发生。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法52.磨损的分类

磨损与零件所受的应力状态、工作与润滑

磨料的来源；粒度为20μm〜30μm的尘埃将引起曲轴轴颈、气缸表面的严重磨损，而1μm以下的尘埃同样会使凸轮挺杆副磨损加剧；定义：物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失的现象称为磨料磨损；在各类磨损形式中大约占磨损总消耗的50%；危害最为严重的磨损形式；⑴磨料磨损及其失效机理第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法6磨料的来源；粒度为20μm〜30μm的尘埃将引起曲轴轴颈磨料磨损的失效机理（假说）以微量切削为主的假说；塑性金属同固定的磨料摩擦时：磨屑呈螺旋形、弯曲形等；在金属表面内发生⑴塑性挤压、形成擦痕；⑵切削金属，形成磨屑；

以疲劳破坏为主的假说：金属的同一显微体积经多次塑性变形，小颗粒从表层上脱落下来。不排除同时存在磨料直接切下金属的过程。滚动接触疲劳破坏产生的微粒多呈球形。“备注”以压痕为主的假说：对塑性较大的材料；磨料在压力作用下压入材料表面，梨耕另一金属表面，形成沟槽，使金属表面受到严重的塑性变形压痕两侧金属已经破坏，磨料极易使其脱落。

以断裂为主的假说针对脆性材料，以脆性断裂为主；磨料压入和擦划金属表面，压痕处的金属产生变形，磨料压入的深度达到临界深度时，随压力而产生的拉伸应力足以使裂纹产生。裂纹主要有两种形式，垂直表面的中间裂纹和从压痕底部向表面扩展的横向裂纹。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法7磨料磨损的失效机理（假说）以微量切削为主的假说；塑性金属同固

总之，磨料磨损机理是属于磨料的机械作用，这种机械作用在很大程度上与磨料的性质、形状及尺寸大小、固定的程度及载荷作用下磨料与被磨表面的机械性能有关。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法8

总之，磨料磨损机理是属于磨料的机械(2)粘着磨损及其失效机理定义：摩擦副相对运动时，由于固相焊合作用的结果，造成接触面金属损耗的现象称为粘着磨损。

是缺油或油膜破坏后发生干摩擦的结果；是指一个零件表面上的金属转移到另一个零件表面上，而产生的磨损。气缸套与活塞、活塞环，曲轴轴颈与轴承、凸轮与挺杆、差速器十字轴和齿轮等；第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法9(2)粘着磨损及其失效机理定义：摩擦副相对运动时，由于固相形成机理：

由于表面存在微观不平，表面的接触发生在微凸体处，在一定载荷作用下，接触点处发生塑性变形，使其表面膜被破坏，两摩擦表面金属直接接触形成粘结点（固相焊合）；摩擦热产生使接触点处熔化和熔合（热磨损）；

由于粘着点与摩擦副双方材料机械性能的差别，当粘着部分脱离时，可能出现两种情况：⑴外部粘着；粘着点的结合强度比摩擦副双方材料的强度低时，从粘着点分界面脱离，机体内部变形小，没有明显粘着现象。气缸壁与活塞环润滑不良时，将或多或少产生此种磨损；⑵内部粘着；粘着点的结合强度比摩擦副的一方强度高，此时脱离面发生在原子结合力较弱的金属内部，大块磨粒从基体被撕裂后而导致粘着磨损。发动机的拉缸、抱瓦等；

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法10形成机理：

由于表面存在微观不平，表面的接触发生在微防止粘着磨损应遵循的原则

引起粘着磨损的根本原因是摩擦区形成的热一是设法减小摩擦区的形成热，使摩擦区的温度低于金属热稳定性的临界温度和润滑油热稳定性的临界温度。改善摩擦区结构；改变摩擦区的形状尺寸；配合副的配合间隙，采用合适的润滑剂及表面膜。二是设法提高金属热稳定性和润滑油的热稳定性。

在材料选择上应选用热稳定性高的合金钢并进行正确的热处理，或采用热稳定性高的硬质合金堆焊。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法11防止粘着磨损应遵循的原则

引起粘着磨损的根本原因是摩擦区形成粘着磨损影响因素

a.材料性质的影响选用不同种金属或互溶性小的金属以及与非金属材料组成摩擦副；脆性材料比塑性材料的抗粘着能力强；微量合金元素C、S对金属及合金的粘着有阻滞作用；第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法12粘着磨损影响因素

a.材料性质的影响选用不同种金属或互溶性粘着磨损影响因素

b.工作条件的影响⑴载荷的影响；加载不要超过材料硬度值的1/3，减小载荷，并尽量提高材料的硬度；

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法⑵滑动速度的影响

在载荷一定的情况下，粘着磨损随滑动速度的提高而增加。当达到某一极大值后，又随着滑动速度的提高而减少。有时随着滑动速度的变化磨损类型由一种变为另一种。13粘着磨损影响因素

b.工作条件的影响⑴载荷的影响；第4c.滑动速度的影响在滑动速度不太高的范围内，钢铁材料的磨损量随着滑动速度、接触压力的变化规律。氧化磨损-粘着磨损-氧化磨损第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法进一步提高滑动速度，则又出现粘着。这时因摩擦而产生的高温，促使磨损量急剧增加。称为高温磨损14c.滑动速度的影响在滑动速度不太高的范围内，钢铁材料的磨损量接触压力的变化并不会改善磨损量随滑动速度而变化的规律，但随着接触压力增加其磨损量也增加，而且粘着磨损发生的区域移向滑动速度较低的区间。

也就是说重载低速运行容易产生粘着磨损的条件。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法15接触压力的变化并不会改善磨损量随滑动速度而变化的规律d.温度的影响应注意区分摩擦面的平均温度与摩擦面实际接触的温度；（局部接触点的瞬时温度称为热点温度或闪点温度）；滑动速度和接触压力对磨损量的影响主要是热点温度改变而引起的，当摩擦表面温度升高到一定程度时，轻者破坏油膜，重者使材料处于回火状态，从而降低了强度，甚至使材料局部区域温度升高至熔化状态，将促使粘着磨损产生。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法16d.温度的影响应注意区分摩擦面的平均温度与摩擦面实际接触的温

大约温度在300℃左右时，比磨损量有极大值。

总的来说，随着热点温度的变化，磨损类型和磨损量也发生较复杂的变化。热点温度在250℃以下为氧化磨损，磨损量很小；由250℃开始转变为粘着磨损，在300℃附近粘着磨损出现极大值。而高于300〜400℃时，随着温度上升而磨损量减小，这又是氧化磨损，故磨损量为最小；当热点温度进一步升高，摩擦面局部接点形成的粘着现象就从热源向摩擦副每一元件传入而形成体积热场，使摩擦面平均温度显著升高，此时粘着现象不只是发生在个别点上，而是在较大面积上形成“烧结”，这就是前面所说的高温磨损。

例如曲轴与轴承之间的烧瓦现象。

热点温度300℃零件磨损量最大，粘着磨损转变为氧化磨损；

热点温度400℃零件磨损有极小值，氧化磨损转变为粘着磨损

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法17大约温度在300℃左右时，比磨损量有极大值。

(3)表面疲劳磨损及其失效机理

⒈定义：两接触表面在交变接触压应力的作用下，材料表面因疲劳而产生物质损失的现象称为表面疲劳磨损。

表面疲劳磨损一般多出现在相对滚动或带有滑动的滚动摩擦条件下；如齿轮副的轮齿表面、滚动轴承的滚珠和滚道以及凸轮副等；滑动摩擦时，也会出现疲劳破坏，如巴氏合金轴承表面材料的疲劳剥落。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法18(3)表面疲劳磨损及其失效机理

⒈定义：两接触表

⒉失效原理：表面疲劳磨损是疲劳和摩擦共同作用的结果，其失效过程可分为两个阶段：

⑴疲劳核心裂纹的形成；

⑵疲劳裂纹的发展直至材料微粒的脱落。

对表面疲劳磨损初始裂纹的形成，有下述几种理论：

最大剪应力理论－裂纹起源于次表层；油楔理论－裂纹起源于摩擦表面；（滚动带滑动的接触）裂纹起源于硬化层与芯部过度区；第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法19⒉失效原理：表面疲劳磨损是疲劳和摩擦共同作用的结果，⑴最大剪应力理论－裂纹起源于次表层；裂纹的产生一般是由于切应力作用下因塑性变形而引起。纯滚动时，最大剪切应力发生在表层下0.786b（b为接触宽度之半）处，即次表层内，在载荷反复作用下，裂纹在此附近发生，并沿着最大剪切应力方向扩展到表面，形成磨损微粒脱落，磨屑形状多为扇形，在“痘斑”状坑点。当除纯滚动接触外，还带有滑动接触式，最大剪切应力的位置随着滑动分量的增加向表层移动，破坏位置随之向表层移动。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法20⑴最大剪应力理论－裂纹起源于次表层；裂纹的产生一般是由于⑵油楔理论－裂纹起源于摩擦表面（滚动带滑动接触）

在滚动带滑动的接触过程中（如齿轮啮合面），由于外载荷及表层的应力和摩擦力的作用，引起表层或接近表层的塑性变形，使表层硬化形成初始裂纹，并沿着与表面呈小于45°的夹角方向扩展。形成油楔，裂纹内壁承受很大压力，迫使裂纹向纵深发展。裂纹与表面层之间的小块金属犹如一承受弯曲的悬臂梁，在载荷的继续作用下被折断，在接触面留下深浅不同的麻点剥落坑，深度0.1〜0.2mm。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法21⑵油楔理论－裂纹起源于摩擦表面（滚动带滑动接触）在滚动带滑⑶裂纹起源于硬化层与芯部过度区；

表层经过硬化处理的零件（渗碳、淬火等），其接触疲劳裂纹往往出现在硬化层与芯部过渡区。这是因为该处所承受的剪切应力较大，而材料的剪切强度较低。

试验表明，只要该处承受的剪切应力与材料的剪切强度之比大于0.55时，就有可能在过渡区形成初始裂纹。

裂纹平行于表面，扩展后再垂直向表面发展而出现表层大块状剥落。

硬化层深度不合理、芯部强度过低、过渡区存在不利的残余应力时，容易在硬化层与芯部过渡区产生裂纹。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法22⑶裂纹起源于硬化层与芯部过度区；

表层经过硬化处理的⒊影响因素

表面疲劳磨损与零件材料（含有非金属夹杂物，特别是脆性夹杂物氧化铝、硅酸盐、氮化物等；材料的强度和硬度）、热处理的金相组织、表面粗糙度、接触精度以及润滑（润滑油粘度）状态有关；

零件的硬化层（渗碳层、氮化层等）要合理，使最大剪切应力在硬化层内，能提高抗疲劳磨损的能力。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法23⒊影响因素

表面疲劳磨损与零件材料（含有非金属夹杂物(4)腐蚀磨损及其失效机理1·定义：零件表面在摩擦过程中，表面金属与周围介质发生化学或电化学反应，因而出现物质损失的现象成为腐蚀磨损。腐蚀磨损是腐蚀和摩擦共同作用的结果。其表现的状态与介质的性质、介质作用在摩擦表面上的状态以及摩擦材料的性能有关。腐蚀磨损通常分为：氧化磨损、特殊介质的腐蚀磨损、穴蚀及氢致磨损。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法24(4)腐蚀磨损及其失效机理1·定义：零件表面在摩擦过程中，⒉氧化磨损：

氧化磨损是最常见的一种磨损形式，曲轴轴颈、气缸、活塞销、齿轮啮合表面、滚珠或滚柱轴承等零件都会产生氧化磨损。与其它磨损类型相比，氧化磨损具有最小的磨损速度，有时氧化膜还能起到保护作用；

影响因素：影响氧化磨损的因素有滑动速度、接触载荷、氧化膜的硬度、介质中的含氧量、润滑条件以及材料性能等。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法25⒉氧化磨损：

氧化磨损是最常见的一种磨损形式，曲轴轴滑动速度和接触载荷对氧化磨损的影响氧化磨损量随滑动速度的变化而变化。当滑动速度变化时，磨损类型将在氧化磨损和粘着磨损之间相互转化。当载荷超过某一临界值时，磨损量随载荷的增加而急剧增加，其磨损类型也由氧化磨损转化为粘着磨损。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法26滑动速度和接触载荷对氧化磨损的影响氧化磨损量随滑动速度的变化介质含氧量直接影响磨损率，金属在还原气体、纯氧介质中，其磨损率都比空气中大，这是因为空气中形成的氧化膜强度高，与基体金属结合牢固的关系。介质含氧量对氧化磨损的影响第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法27介质含氧量直接影响磨损率，金属在还原气体、纯氧介质中，其磨损润滑油膜能起到减磨和保护作用，减缓氧化膜生成的速度。但油脂与氧化反应生成酸性氧化物时则会腐蚀摩擦表面生产中有时利用危害性小的氧化磨损来防止危害性大的粘着磨损。如汽车后桥采用双曲线齿轮传动，因双曲线齿轮副接触应力较大，极易产生早期粘着磨损。在润滑油中加入中性极压添加剂，使油膜强度提高；润滑条件对氧化磨损的影响第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法28润滑油膜能起到减磨和保护作用，减缓氧化膜生成的速度。润滑条件定义：摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质作用生成各种产物，在摩擦过程中不断被磨去的现象；其磨损机理与氧化磨损相似，但磨损速度较快，磨损率随介质的腐蚀性增大而变大。结构致密，与基体金属结合牢固的钝化膜或保护膜的生成速度大于腐蚀速度，则磨损率不随介质的腐蚀性而变化。3.特殊介质腐蚀磨损第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法29定义：摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质作用生成各种产物，在摩擦过发动机气缸内的燃烧产物中含有碳、硫和氮的氧化物、水蒸气和有机酸如蚁酸（CH2O）、醋酸（C2H4O2）等腐蚀性物质，可直接与缸壁起化学作用是化学腐蚀，也可溶于水形成酸性物质腐蚀缸壁前者称为化学腐蚀，后者称为电化学腐蚀，其腐蚀强度与温度有关。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法30发动机气缸内的燃烧产物中含有碳、硫和氮的氧化物、水蒸Tk是在一定压力下水蒸气凝结的露点，在温度低于Tk的Ⅰ区内为电化学腐蚀，腐蚀强度很高。温度高于Tk时，主要是化学腐蚀，随着温度的升高，腐蚀强度逐渐增高，随后又加剧。在Tk附近有一个腐蚀最小的理想区Tk〜Tn，腐蚀强度最小。气缸壁温度与腐蚀强度关系第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法31Tk是在一定压力下水蒸气凝结的露点，在温度低于Tk的Ⅰ区内为润滑油氧化时将产生有机酸，对轴承材料中的铅、镉有很大腐蚀作用，开始时在轴承表面形成黑点，并逐渐扩展成海面状空洞，在摩擦过程中呈小块剥落，应严格控制润滑油中的酸值。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法32润滑油氧化时将产生有机酸，对轴承材料中的铅、镉有很大定义：穴蚀是当零件与液体接触并有相对运动时，零件表面出现的一种损伤现象。柴油机湿式缸套的外壁与冷却液接触的表面、滑动轴承在最小油膜间隙之后的油膜扩散部分（由于负压的存在），都可能产生穴蚀；4·气蚀（穴蚀或空蚀）第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法33定义：穴蚀是当零件与液体接触并有相对运动时，零件表面出现的一是由于冲击力而造成的表面疲劳破坏，但液体的化学和电化学作用、液体中含有杂质磨料等均可能加速穴蚀的破坏过程。气缸套穴蚀为例，由于气缸内燃烧压力随曲轴转角而变化，缸套在活塞侧向推力的作用下，使缸套产生弹性变形和高频振动。气泡在溃灭的瞬时产生极大的冲击力（几千甚至一万个大气压）和高温（数百度），溃灭的速度可达250m/s。穴蚀产生的机理第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法34是由于冲击力而造成的表面疲劳破坏，但液体的化学和电化学作用、缸套的外壁承受这种冲击应力的反复作用，使表面材料产生疲劳而逐渐脱落，形成麻点状，随后扩展、加深，严重时呈聚集的蜂窝状孔穴群，甚至穿透缸壁

（柴油机的强化）缸套穴蚀破坏的一般特征是孔穴群集中出现在连杆摆动平面的两侧，尤其是在活塞承受侧压力大的一侧所对应的缸套外壁最为严重。另外在进水口和水流转向处，缸套支撑面和密封处也可能出现穴蚀破坏。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法35缸套的外壁承受这种冲击应力的反复作用，使表面材料产生

防止缸套穴蚀的措施，一是防止或减少气泡的形成，二是如气泡不可避免的发生，就应设法使气泡远离机件的地方溃灭或提高零件材料抗穴蚀能力。增加气缸套固定刚度（如增加承孔高度，减少配合间隙等），以减少缸套的振动；加宽水套使冷却均匀，减少气泡爆破时的影响；消除冷却水路中局部涡流区及死水区，可采用切向进水；应在使用中保持冷却水的清洁或冷却水中加乳化剂；提高缸体与活塞修理质量和装配质量等对防止穴蚀都有一定作用。

预防方法，就材料来说，以选用硬而富于延性（容易加工硬化、结晶颗粒小、弹性大）的材料为宜；作为环境条件，采用缓和冲击作用的方法和电防蚀法等效果较好。

一般柴油机最易产生穴蚀的冷却水温度为40〜60℃左右，减少穴蚀的角度，应保持发动机的正常工作温度80〜90℃。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法36防止缸套穴蚀的措施，一是防止或减少气泡的形成，二是如5·氢致磨损：含氢的材料在摩擦过程中，由于力学及化学作用导致氢的析出。氢扩散到金属表面的变形层中，使变形层内出现大量的裂纹源，裂纹的产生和发展，使表面材料脱落称为氢致磨损。氢可能来自材料本身或是环境介质，如润滑油和水中等。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法375·氢致磨损：含氢的材料在摩擦过程中，由于力学及化学作用导致(5)微动磨损及其失效机理1·定义：两接触表面间没有宏观相对运动，但在外界变动负荷影响下，有小振幅的相对振动（一般小于100μm），此时接触表面间产生大量的微小氧化物磨损粉末，因此造成的磨损称为微动磨损。微动以三种方式对构件造成破坏；如在微动磨损过程中，两个表面之间的化学反应起主要作用时，则称微动腐蚀磨损。如果微动表面或次表面层中产生微裂纹，在反复应力作用下发展成疲劳裂纹，称为微动疲劳磨损。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法38(5)微动磨损及其失效机理1·定义：两接触表面间没有宏观相对微动磨损通常发生在静配合的轴和孔表面、某些片式摩擦离合器内外摩擦片的结合面上，以及一些受振动影响的连接件（如花键、销、螺钉）的结合面上。微动磨损造成摩擦表面有较集中的小凹坑，使配合精度降低。更严重的是在微动磨损处引起应力集中，导致零件疲劳断裂。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法39微动磨损通常发生在静配合的轴和孔表面、某些片式摩擦离⒉过程：接触压力使结合面上实际承载峰顶发生塑性变形和粘着。外界小振幅的振动将粘着点剪切脱落，脱落的磨屑和剪切面与大气中的氧反应，发生氧化磨损，产生红褐色的Fe2O3的磨屑堆积在表面之间起着磨料作用，使接触表面产生磨料磨损。如果接触应力足够大，微动磨损点形成应力源，使疲劳裂纹产生并发展，导致接触表面破坏。

复合磨损，粘着磨损、氧化磨损、磨粒磨损形式的组合。微小振动和氧化作用是促进微动磨损的主要因素。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法40⒉过程：接触压力使结合面上实际承载峰顶发生塑性变形和粘着。外材料的性能；滑动距离、载荷；相对湿度；振动频率和振幅；温度；3·影响因素：第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法41材料的性能；3·影响因素：第4章汽车零件失效、检测及材料的性能；一般来说，抗粘着磨损性能力大的材料也具有良好的抗微动磨损性能。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法42材料的性能；一般来说，抗粘着磨损性能力大的材料也具有良好的抗紧配合接触面间相对滑动距离大，微动磨损就大。滑动距离一定则微动磨损量随载荷的增加而增加，但超过一定载荷后，磨损量将随着载荷的增加而减少；（可通过控制预应力及过盈配合的过盈量来减缓微动磨损。）

滑动距离、载荷第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法43紧配合接触面间相对滑动距离大，微动磨损就大。滑动距离一定则微相对湿度微动磨损量随相对湿度的增加而下降。相对湿度大于50%以后，金属表面形成Fe2O3.H2O薄膜，它比通常Fe2O3软，因此随着相对湿度的增加，则微动磨损量减小。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法44相对湿度微动磨损量随相对湿度的增加而下降。第4章汽车振动频率和振幅在大气中振幅很小（0.012mm）时，钢的微动磨损不受振动频率的影响；振幅较大时，随着振动频率的增加，微动磨损量有减小的倾向。当振幅超过50〜150μm时，磨损率均显著上升。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法45振动频率和振幅在大气中振幅很小（0.012mm）时，钢的微动温度实验测得汽车零件的微动磨损与温度的关系证实，载重汽车轮毂轴承在冬天的微动磨损比夏天严重；实验测得中碳钢的微动磨损在临界温度130℃时发生转折，超过此临界温度后，微动磨损大幅度降低。对于低碳钢，在温度低于0℃时，温度越低，磨损量越大。在0℃以上，磨损率随温度上升而逐渐降低，在150〜200℃之间突然降低。继续升温，磨损率上升。温度从135℃升高到400℃时，其磨损量增加15倍。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法46温度实验测得汽车零件的微动磨损与温度的关系证实，载重汽车轮毂由于微动磨损的起因是微振及氧化腐蚀，所以防止措施首先是加强检查配合件紧固情况，使之不出现微动或采取在配合副之间加弹性垫片，充填聚四氟乙烯（套或膜）或用固体润滑剂。

适当的润滑可有效地改善抗微动磨损的能力，因为润滑膜保护表面防止氧化。采用极压添加剂或涂抹二硫化钼都可以减少微动磨损。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法47由于微动磨损的起因是微振及氧化腐蚀，所以防止措施首先4.1.2汽车零部件疲劳断裂失效及其机理一、定义：零件在交变应力作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象称为疲劳断裂。是汽车零件常见及危害性最大的一种失效方式。在汽车上，大约有90%以上的断裂可归结为零件的疲劳失效。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法484.1.2汽车零部件疲劳断裂失效及其机理一、定义：零件疲劳断裂失效的分类：根据零件的特点及破坏时总的应力循环次数，可分为无裂纹零件和裂纹零件的疲劳断裂失效。高周疲劳发生时，应力在屈服强度以下，零件的寿命主要由裂纹的形核寿命控制。低周疲劳发生时的应力可高于屈服极限，其寿命受裂纹扩展寿命的影响较大。汽车零件一般多为低应力高周疲劳断裂。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法49疲劳断裂失效的分类：根据零件的特点及破坏时总的疲劳断裂失效机理：

金属零件疲劳断裂实质上是一个累计损伤过程。大体可划分为滑移、裂纹成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂几个过程。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法50疲劳断裂失效机理：

金属零件疲劳断裂实质上是一个累计⒈疲劳裂纹的萌生：在交变载荷下，金属零件表面产生不均匀滑移、金属内的非金属夹杂物和应力集中等均可能是产生疲劳裂纹核心的策源地。滑移带随着疲劳的进行逐步加宽加深，在表面出现挤出带和挤入槽，这种挤入槽就是疲劳裂纹策源地。另外金属的晶界及非金属夹杂物等处以及零件应力集中的部位（台阶、尖角、键槽等）均会产生不均匀滑移，最后也形成疲劳裂纹核心。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法51⒈疲劳裂纹的萌生：在交变载荷下，金属零件表面产生不均匀滑移⒉疲劳裂纹的扩展：在没有应力集中的情况下，疲劳裂纹的扩展可分为两个阶段；⑴在交变应力的作用下，裂纹从金属材料的表面上的滑移带、挤入槽或非金属夹杂物等处开始，沿着最大切应力方向（和主应力方向成40°角）的晶面向内扩展。扩展速度慢，如没有应力集中，直接进入第二阶段。⑵改变方向，沿着与正应力相垂直的方向扩展，扩展途径穿晶并速度很快第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法52⒉疲劳裂纹的扩展：在没有应力集中的情况下，疲劳裂纹的扩展可分裂纹成核后的扩展过程主要包括微观和宏观两个裂纹扩展阶段。

整个疲劳过程是滑移－微观裂纹产生－微观裂纹的连接－宏观裂纹扩展直至断裂失效。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法53裂纹成核后的扩展过程主要包括微观和宏观两个裂纹扩展阶疲劳断口宏观形貌特征：典型宏观疲劳断口分为三个区域，疲劳源或称疲劳核心、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区；

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法54疲劳断口宏观形貌特征：典型宏观疲劳断口分为三个区域，疲劳源或提高汽车零件抗疲劳断裂的方法：1·延缓疲劳裂纹萌生时间；方法有强化金属合金表面，控制表面的不均匀滑移，如表面滚压、喷丸、表面热处理等。另外提高金属材料的纯净度，减少夹杂物尺度以及提高零件表面完整性设计水平，尽量避免应力集中的现象等，都是抑制或推迟疲劳裂纹产生的有效途径。2·降低疲劳裂纹扩展的速度；止裂孔法、扩孔清除法（不影响强度的前提下）、刮磨修理法；此外，还可以在裂纹处采用局部增加有效截面或补贴金属条等降低应力水平的方法，以阻止裂纹继续产生与扩展。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法55提高汽车零件抗疲劳断裂的方法：1·延缓疲劳裂纹萌生时间；2·4.1.2汽车零部件腐蚀失效及其机理

零件受周围介质作用而引起的损坏称为零件的腐蚀。按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，汽车上约20%的零件因腐蚀而失效。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法564.1.2汽车零部件腐蚀失效及其机理

零件受周围化学腐蚀失效机理：金属零件与介质直接发生化学作用而引起的损伤称为化学腐蚀。金属在干燥空气中的氧化以及金属在不导电介质中的腐蚀等均属于化学腐蚀；化学腐蚀过程中没有电流产生，通常在金属表面形成一层腐蚀产物膜，如铁在干燥的空气中与氧作用生成Fe3O4;这层膜的性质决定化学腐蚀速度，如果膜是完整的，强度、塑性都很好，膨胀系数和金属相近，膜与金属的粘着力强等，就具有保护金属、减缓腐蚀的作用。（发动机活塞环镀铬）

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法57化学腐蚀失效机理：金属零件与介质直接发生化学作用而引电化学腐蚀失效机理：电化学腐蚀是两个不同的金属在一个导电溶液中形成一对电极，产生电化学反应而发生腐蚀的作用，使充当阳极的金属被腐蚀。

电化学腐蚀的基本特点：在金属不断遭到腐蚀的同时还有电流产生。如金属在酸、碱、盐溶液及潮湿空气中的腐蚀等。

引起电化学腐蚀的原因是金属与电解质相接触，由于离子交换，产生电流形成原电池，由于电流无法利用，使阳极金属受到腐蚀，称为腐蚀电池。

异类电极电池；浓差腐蚀电池（湿式缸套下部的橡胶密封处）；局部腐蚀电池（金属表面有氧化膜或电池时），也称其为微电池；

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法58电化学腐蚀失效机理：电化学腐蚀是两个不同的金属在一个与燃气接触的零件所受的腐蚀为燃气腐蚀。可分为低温腐蚀和高温腐蚀，低温腐蚀主要为电化学腐蚀，高温腐蚀主要为化学腐蚀。

防止电化学腐蚀的方法，在汽车上主要用覆盖层保护。覆盖层有金属性的（镀铬、镀锡）和非金属性的（油漆、塑料）有些零件利用电化学和化学方法在表面生成一层致密的保护膜，如发蓝是生成一层氧化膜，磷化是生成一层磷化膜；第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法59与燃气接触的零件所受的腐蚀为燃气腐蚀。可分为低温腐蚀汽车零件的老化：

橡胶、塑料制品和电子元件等汽车用零件，随着时间的增长，原有的性能会逐渐衰退称为老化现象；这类元件、制品不论工作与否，老化现象都会发生，如橡胶轮胎、塑料器件等。（龟裂、变硬）第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法60汽车零件的老化：橡胶、塑料制品和电子元件等汽车用零汽车零部件变形失效机理定义：零件在使用过程中，由于承载或内部应力的作用，使零件的尺寸和形状改变的现象称为变形。变形是零件失效的一个重要原因，如曲轴、离合器摩擦片、变速器中间轴与主轴。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法61汽车零部件变形失效机理定义：零件在使用过程中，由于承载或内变形失效的分类：。弹性变形失效、塑性变形失效和蠕变失效。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法62变形失效的分类：。弹性变形失效、塑性变形失效和蠕变失效。第⒈弹性变形失效：零件在外力作用下发生弹性挠曲，其挠度超过许用值而破坏零件间相对位置精度的现象；此时零件所受应力未超过弹性极限，零件与应变的关系仍遵循虎克定律；零件的截面积越大，材料弹性模量越高，则越不容易发生弹性变形失效；第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法63⒈弹性变形失效：零件在外力作用下发生弹性挠曲，其挠度超过许用⒉塑性变形失效：零件的工作压力超过材料的屈服极限因塑性变形而导致的失效；经典的强度设计都是按照防止塑性变形失效来设计的，即不允许零件的任何部位进入塑性变形状态。随着应力分析技术的发展，目前已逐渐采用塑性设计的方法，即允许局部区域发生塑性变形。（分析应力应精确）如花键扭曲、螺栓受载后被拉长（塑性变形）等；在给定外载荷条件下，塑性变形失效取决于零件截面的大小、安全系数值及材料的屈服极限。材料的屈服极限越高，则发生塑性变形失效的可能性越小；

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法64⒉塑性变形失效：零件的工作压力超过材料的屈服极限因塑性变形而⒊蠕变是指材料在一定应力（或载荷）作用下，随时间延长，变形不断增加的现象。蠕变变形失效是由于蠕变过程不断发生，产生的蠕变变形量或蠕变速度超过金属材料蠕变极限而导致的失效。

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法65⒊蠕变是指材料在一定应力（或载荷）作用下，随时间延长，变形不影响因素：零件变形失效除与金属材料、设计刚度和制造工艺有关；载荷：安装紧固不当或工作有明显的超载现象；温度：随着工作温度的升高，材料的强度也会下降，因此在较高温度下工作的零件易产生变形离合器片的翘曲变形、制动鼓、排气歧管的变形等。对于基础件由于铸造时时效处理的不完善，存在着内应力，在应用中因应力重新分配而引起变形；修理工艺或方法不正确，如焊接的热应力。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法66影响因素：零件变形失效除与金属材料、设计刚度和制造工艺有关；基础件变形失效的影响：基础件：既保证本组合件或总成中的所有组成部分（零件）均能处于规定位置的零件；发动机气缸体、变速器壳体、驱动桥壳体；由于使用中不同程度的变形，破坏了总成中各零件间正确的位置关系；

第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法67基础件变形失效的影响：基础件：既保证本组合件或总成中的所有组汽车零件的检验方法可根据检验技术要求的不同，分为外观检验、几何尺寸测量、零件位置公差测量及零件的内部组织缺陷的检验等；

件出现破裂，具有明显裂纹、变形或磨损时，一般可通过外部检视进行检验。零件因磨损引起尺寸上的变化，或因变形引起几何形状或相互位置公差的变化，必须采用通用或专用量具，通过测量尺寸或相对位置公差来确定零件的技术状况。对零件的物理机械性能和零件内部的隐蔽缺陷，则必须采用染色法、磁力探伤法、X射线法、超声波等设备来检验。零件的平衡检验。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法68汽车零件的检验方法可根据检验技术要求的不同，分为外观检验、几一、形位误差检测平面度圆度圆柱度圆跳动平行度和垂直度同轴度直线度第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法69一、形位误差检测平面度第4章汽车零件失效、检测及常用平面度误差的检测平面度是指平面要素实际形状的平整程度；汽车上的应用；发动机气缸体上、下平面；检测：中凹（稳定状态）或中凸（不稳定状态，两端间隙调成等值）平面；第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法70平面度误差的检测平面度是指平面要素实际形状的平整程度；第4圆度和圆柱度误差的检测圆度误差是指横截面上实际圆偏离理想圆的实际值；圆度误差是在半径方向测量的。圆柱度误差是实际圆柱面偏离理想圆柱面的实际值；在测量圆柱度误差中，采用的两点法是指在被测圆柱表面的任意部位或方向上所测的直径中取最大值与最小值差值的一半。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法71圆度和圆柱度误差的检测圆度误差是指横截面上实际圆偏离理想圆的第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法圆度和圆柱度误差的检测72第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车圆跳动的检测圆跳动的检测包括径向圆跳动和端面圆跳动。前者测量方向与基准轴线垂直且相交，测量面为垂直于基准轴线的同一正截面。后者的测量方向与基准轴线平行，测量面是与基准轴线同轴的圆柱面。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法73圆跳动的检测圆跳动的检测包括径向圆跳动和端面圆跳动。第4径向圆跳动的测量第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法74径向圆跳动的测量第4章汽车零件失效、检测及常用修复方平行度和垂直度平行度误差和垂直度误差属于位置度误差；汽车上的应用：气缸孔中心线与曲轴主轴承座孔轴线的垂直度误差；曲轴与凸轮轴轴承座孔轴线的平行度误差。第4章汽车零件失效、检测及常用修复方法4.2汽车零件常用检验方法75平行度和垂直度平行度误差和垂直度误差属于位置度误差；第4同轴度误差和直线度误差同轴度的公差带是以基准轴线为轴线，直径等于公差值的圆柱体；在汽车修理中，同轴度要求及其误差的检测一般都以径向圆跳动要求及其检测代替，并将最大径向圆跳动值直接作为同轴度误差值使用。即：径向圆跳动值的一半。直线度误差是实际直线相对于理想直线产生的偏差的实际值。在汽车修理中直线度要求大部分是对轴线提出的，但也有针对素线的。76同轴度误差和直线度误差同轴度的公差带是以基准轴线为轴线，直径二、零件隐蔽缺陷的检验

汽车维修中探伤方法的选取

工业无损探伤的方法很多，目前国内外最常用的探伤方法有五种，射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。

77二、零件隐蔽缺陷的检验

汽车维修中探伤方法的选取

工业无

射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。当这些射线穿过（照射）物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越小。此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。78射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。这些射线超声波探伤方法

人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）频。频率低于20Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。根据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。常用的探伤波形有纵波、横波、表面波等，前二者适用于探测内部缺陷，后者适宜于探测表面缺陷，但对表面的条件要求高。

79超声波探伤方法

人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通磁粉探伤方法

磁粉探伤是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探伤方法。当磁力线穿过铁磁材料及其制品时，在其（磁性）不连续处将产生漏磁场，形成磁极。此时撒上干磁粉或浇上磁悬液，磁极就会吸附磁粉，产生用肉眼能直接观察的明显磁痕。因此，可借助于该磁痕来显示铁磁材料及其制品的缺陷情况。磁粉探伤法可探测露出表面，用肉眼或借助于放大镜也不能直接观察到的微小缺陷，也可探测未露出表面，而是埋藏在表面下几毫米的近表面缺陷。用这种方法虽然也能探查气孔、夹杂、未焊透等体积型缺陷，但对面积型缺陷更灵敏，更适于检查因淬火、轧制、锻造、铸造、焊接、电镀、磨削、疲劳等引起的裂纹。

80磁粉探伤方法

磁粉探伤是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探磁力探伤中对缺陷的显示方法有多种，有用磁粉显示的，也有不用磁粉显示的。用磁粉显示的称为磁粉探伤，因它显示直观、操作简单、人们乐于使用，故它是最常用的方法之一。不用磁粉显示的，习惯上称为漏磁探伤，它常借助于感应线圈、磁敏管、霍尔元件等来反映缺陷，它比磁粉探伤更卫生，但不如前者直观。由于目前磁力探伤主要用磁粉来显示缺陷，因此，人们有时把磁粉探伤直接称为磁力探伤，其设备称为磁力探伤设备。81磁力探伤中对缺陷的显示方法有多种，有用磁粉显示的，也涡流探伤方法

涡流探伤是由交流电流产生的交变磁场作用于待探伤的导电材料，感应出电涡流。如果材料中有缺陷，它将干扰所产生的电涡流，即形成干扰信号。用涡流探伤仪检测出其干扰信号，就可知道缺陷的状况。影响涡流的因素很多，即是说涡流中载有丰富的信号，这些信号与材料的很多因素有关，如何将其中有用的信号从诸多的信号中一一分离出来，是目前涡流研究工作者的难题，多年来已经取得了一些进展，在一定条件下可解决一些问题，但还远不能满足现场的要求，有待于大力发展。

涡流探伤的显著特点是对导电材料就能起作用，而不一定是铁磁材料，但对铁磁材料的效果较差。其次，待探工件表面的光洁度、平整度、边介等对涡流探伤都有较大影响，因此常将涡流探伤用于形状较规则、表面较光洁的铜管等非铁磁性工件探伤。82涡流探伤方法

涡流探伤是由交流电流产生的交变磁场作用于待渗透探伤方法

渗透探伤是利用毛细现象来进行探伤的方法。对于表面光滑而清洁的零部件，用一种带色（常为红色）或带有荧光的、渗透性很强的液体，涂覆于待探零部件的表面。若表面有肉眼不能直接察知的微裂纹，由于该液体的渗透性很强，它将沿着裂纹渗透到其根部。然后将表面的渗透液洗去，再涂上对比度较大的显示液（常为白色）。放置片刻后，由于裂纹很窄，毛细现象作用显著，原渗透到裂纹内的渗透液将上升到表面并扩散，在白色的衬底上显出较粗的红线，从而显示出裂纹露于表面的形状，因此，常称为着色探伤。若渗透液采用的是带荧光的液体，由毛细现象上升到表面的液体，则会在紫外灯照射下发出荧光，从而更能显示出裂纹露于表面的形状，故常常又将此时的渗透探伤直接称为荧光探伤。此探伤方法也可用于金属和非金属表面探伤。其使用的探伤液剂有较大气味，常有一定毒性。83渗透探伤方法

渗透探伤是利用毛细现象来进行探伤的方法。对

零件隐蔽缺陷的检验

汽车维修中探伤方法的选取

工业无损探伤的方法很多，目前国内外最常用的探伤方法有五种，射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。

除以上五大常规方法外，近年来又有了红外、声发射等一些新的探伤方法。84零件隐蔽缺陷的检验

汽车维修中探伤方法的选取汽车维修中探伤的特定条件及要求

汽车在制造过程中，经过了一系列的探伤，层层把关均完好无损，才作为合格产品出厂。汽车到达用户手里后，在运行中一些零部件常常承受着交变应力。在长期交变应力的作用下，原来完好的零部件也将产生疲劳裂纹。这种疲劳裂纹一般都是起始于零部件表面，再从外表逐渐向内发展，即属于表面裂纹。有的转动零部件在过热或交变应力作用下，产生了表面裂纹后，又有可能因转动碾磨而在该表面产生一层织密的覆盖层，遮盖了其裂纹，变成了未露出表面的近表面裂纹。初期的表面裂纹一般十分微小，用肉眼或借助于放大镜也难于观察到，而对近表面裂纹，则是不可能观察到的。具有这种初期微小裂纹的零部件，并不马上就断裂，但是，已具有了隐患。因此，汽车维修中的探伤任务主要是探知其零部件是否有极细微的表面和近表面裂纹，以消除汽车在行驶中的安全隐患；其次，经过运行后的各零部件表面状况不如新出厂时的好，而是根据运行情况各有所异；再次，汽车维修中待探查的各零部件外表形态的尺寸大小各异，即品种多、数量少；另外，其工作场地一般也不如制造厂的条件好；同时，工期一般又要求更急。因此，我们只能结合维修中的这些特定条件和需求，来选取更为适合汽车维修的探伤方法。85汽车维修中探伤的特定条件及要求

汽车在制造过程中，经过了探伤在汽车维修中的应用

在汽车维修中的待探零部件主要是用钢铁材料制成，探伤的目的主要是探查有无表面和近表面裂纹。通过上述几种探伤方法的比较可知：磁粉探伤对铁磁质零部件的表面和近表面探伤灵敏度都比较高，且无毒，对零部件的形状、表面要求和技术要求以及投资要求都较低，而且直观、方便。因此，在汽车维修的无损探伤方法中，目前采用磁粉探伤法比较好。

事实上，在汽车制造厂中对汽车的零部件，主要也是采用磁粉探伤。人们在对其进行大量磁粉探伤的基础上，对一些汽车零部件，如曲轴、凸轮轴、连杆、气门、活塞销、油嘴等制订了相应的磁粉探伤标准。在汽车维修中，对零部件的磁粉探伤可借鉴这些标准，以增大探伤的可靠性。而其它探伤方法，目前因在对汽车零部件探伤中用得少，还无相应的探伤标准。86探伤在汽车维修中的应用

在汽车维修中的待探零部件主要是用⒉磁粉探伤定义：磁粉探伤是检查铁磁性材料零件表面及近表面缺陷的一种无损检测方法。⑴原理⑵方法⑶磁粉探伤工艺87⒉磁粉探伤定义：磁粉探伤是检查铁磁性材料零件表面及近表面缺陷磁粉探伤原理磁粉探伤是利用电磁原理来检验金属零件的隐蔽缺陷，当磁通量通过被检零件时，若零件内部有裂纹，则在裂纹部位会由于磁力线的外泄形成局部磁机（漏磁场）；漏磁场的磁场强度高于没有缺陷部位的磁场。88磁粉探伤原理磁粉探伤是利用电磁原理来检验金属零件的隐蔽缺陷，磁粉探伤方法磁力探伤时，必须使磁力线垂直通过裂纹，因为裂纹平行于磁场时，磁力线偏散很小，难以发现裂纹；根据裂纹可能产生的位置和方向，可采用纵向磁化法（横向裂纹）及周向磁化法（平行于轴线的纵向裂纹）。复合磁化89磁粉探伤方法磁力探伤时，必须使磁力线垂直通过裂纹，因为裂纹平

为在零件上形成磁场而使用的电流称为磁场电流，一般采用交流电；

磁粉探伤用的磁粉是四氧化三铁和红褐色的γ三氧化二铁，粒度为2〜5um；

根据给被检零件施加磁粉的方式不同，有干法和湿法之分。后者更为灵敏。

磁悬液常用低粘度油作为液体介质配置，即在一升变压器油或低粘度的柴油或煤油中加入20〜30g氧化铁粉。

被检零件应无腐蚀。90为在零件上形成磁场而使用的电流称为磁场电流，一磁粉探伤工艺

磁粉探伤的工序包括：预处理、磁化检查、退磁和后处理；

预处理：①消除零件表面的油污、铁锈等。干法探伤时零件表面应充分干燥，使用油磁悬液时零件表面不应有水分。②有非导电覆盖层的零件必须通电磁化时，应将其清除干净。

磁化检查：零件磁化时应根据所使用的材料的磁性能、零件尺寸、形状、表面状况以及可能的缺陷情况确定检查的方法、磁场方向和强度、磁化电流的大小等。连续磁化法和剩余磁化法。91磁粉探伤工艺

磁粉探伤的工序包括：预处理、磁化检查、退磁：

若不进行退磁，则探伤零件的剩余磁场在使用中可能吸附铁磁性磨料颗粒，形成磨料磨损。

将零件从逐渐减小的磁场中缓慢地抽出。

用交流电磁化的零件，可用交流电也可用直流电退磁；而用直流电磁化的零件，只能用直流电退磁。

后处理：

零件探伤完毕后应进行后处理。如用油悬液检查，可用汽油和煤油等溶剂去掉零件上残存的磁粉。92退磁：

若不进行退磁，则探伤零件的剩余磁场在使用中可水压试验水压试验专用于水冷式发动机气缸体、气缸盖裂纹的检查；水套内的水压力达到343〜441KPa，并保持5min，不见气缸体、气缸盖上水套部位有水珠渗出即通过了水压试验。93水压试验水压试验专用于水冷式发动机气缸体、气缸盖裂纹的检查；敲击探伤94敲击探伤944.3汽车零件常用修复方法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：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。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。954.3汽车零件常用修复方法修复方法各自具有一定特点和适用机械加工修复法

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）

96机械加工修复法

机械加工修复法是零件修复中最基本、最修理尺寸法-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；修理尺寸修理尺寸序级号97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修理尺寸法-孔类零件修理尺寸的计算Dr1=Dm+2(δmax+X1)=Dm+rDrn=Dm+n.r修理尺寸序级号修理尺寸98修理尺寸法-孔类零件修理尺寸的计算Dr1=Dm+2(δmax修理尺寸法的计算例：汽车发动机曲轴主轴颈φ66.00，测得各主轴颈最大磨损部位的尺寸分别为φ65.50、65.53、65.45、65.48、65.41、65.40、65.55，加工余量为0.20㎜，试求其修理尺寸；例：EQ6100Q—1发动机，各气缸孔磨损尺寸如下100.65、100.72、100.57、100.68、100.80、100.82，假设加工余量为0.15㎜，求气缸修理尺寸；99修理尺寸法的计算例：汽车发动机曲轴主轴颈φ66.00，测得各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；

100⑶修理尺寸法的应用；曲轴、凸轮轴、气缸、转向节主销孔等；

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；

1012·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附加零件修理法（镶套修理法）应用：干式气缸套、气门座圈、气门导管、飞轮齿圈、变速器轴承孔、后桥和轮毂壳体中滚动轴承的配合孔以及壳体零件上的磨损螺纹孔和各类型的端轴轴颈等；特点：1.可修复尺寸较大的基础件的局部磨损，延长使用寿命；2.修理过程中零件不需要高温加热，零件不易变形和退火。102附加零件修理法（镶套修理法）应用：干式气缸套、气门座圈、气门附加零件修理法（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㎜。

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；

103附加零件修理法（镶套修理法）注意事项

镶套材料应与基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。

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）1043·零件的局部更换修理法

具有多个工作面的汽车零件，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。

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）

1054·转向和翻转修理法

转向和翻转修理法是将零件的磨损106106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。

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。107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。1081·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。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；109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（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。110（1）短路期：焊丝前进，尖端与工作表面接触，正负极短路，电流堆焊层的性质；

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；

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。

111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，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；

1122·其它堆焊修复法

像蒸气保护下振动堆焊、二氧化碳气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。113二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。

1143·气焊

⑴气焊的特点及应用范围

气焊火焰热量较电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㎜；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；

115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；116加热减应焊焊接工艺：应先对减应力区加热至400〜500℃，并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；

117⑶加热减应焊的应用；发动机缸体的裂纹、气门座孔内的裂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。

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。

1184·手工电弧焊

⑴手工电弧焊的特点及适用范围；

具有铸铁件焊修特点：易产生白口；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。119铸铁件焊修特点：易产生白口；119⑵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；

120⑵手工电弧焊工艺；

预热保温-焊前准备-施焊-焊后检查

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。121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。

122施焊：

采取小电流、分层、分段、趁热锤击，以减少焊接应力和变小电流基本原则是在保证焊透的前提下尽量选择小电流。123小电流基本原则是在保证焊透的前提下尽量选择小电流。123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；124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，相应减分层施焊法工件较厚时采用；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。125分层施焊法工件较厚时采用；用较细的焊条、较小的电流，使后焊的趁热锤击

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。126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。127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。

128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；

129喷涂与喷焊修复法

1·喷涂

金属喷涂是用高速气流将被金属电喷涂压缩空气把熔化的金属吹散成直径0.01〜0.015mm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。130金属电喷涂压缩空气把熔化的金属吹散成直径0.01〜0.015根据熔化金属所用热源的不同，喷涂可分为电喷涂、气体火焰喷涂、高频电喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂等；

由于气体火焰喷涂，具有设备简单、操作简便、应用灵活、噪声小等优点，因此在汽车零件修理中应用最广，主要用于修复曲轴、凸轮轴、气缸等；

131根据熔化金属所用热源的不同，喷涂可分为电喷涂、气体火⑴气体火焰喷涂设备；（氧－乙炔喷涂）

⑵喷涂粉末；打底层粉末、工作粉末；

⑶喷涂工艺；

喷涂工艺过程包括：喷涂前工作表面的准备、喷涂（