机械修复技术

第四章机械零件修复技术一、概述1、零件修复的优点①减少备件储备，从而减少资金的占用，能取得节约的效果。②减少更换件制造，有利于缩短设备停修时间，提高设备利用率。③减少制造工时，节约原材料，大大降低修理费用。④利用新技术修复失效零件还可提高零件的某些性能，延长零件使用寿命。2

修复工艺的选择一、概述序号修理工艺低碳钢中碳钢高碳钢合金结构钢不锈钢灰铸铁铜合金铝1镀铬++++++2镀铁++++++3气焊+++−4手工电弧堆焊++−++−5焊剂层下电弧堆焊++6振动电弧堆焊+++++−7钎焊+++++++−8金属喷涂++++++++9塑料粘补++++++++10塑性变形++++11金属扣合+注：“+”为修理效果良好；“−”为修理效果不好。（1）．修复工艺对零件材质的适应性一、概述（2）．各种修复工艺能达到的修补层厚度一、概述1—镀铬2—滚花3—钎焊4—振动电弧堆焊5—手工电弧堆焊6—镀铁

7—粘补8—熔剂层下电弧堆焊9—金属喷涂10—镶加零件（3）．被修零件构造对工艺选择的影响例如：①轴上螺纹损坏时可车成直径小一级的螺纹，但要考虑拧入螺母是否受到临近轴径尺寸较大的限制；②采用镶套法修理螺纹孔、扩孔镶套法修理修理孔径时，孔壁厚度与临近螺纹孔的距离尺寸是主要限制因素。一、概述序号修理工艺修补层本身抗拉强度/(N·mm2)修补层与45号钢的结合强度/(N·mm2)零件修理后疲劳强度降低的百分数/%硬

度1镀铬400～60030025～30600～1

000HV2低温镀铁45025～3045～65HRC3手工电弧堆焊300～450300～45036～40210～420HBS4焊剂层下电弧堆焊350～500350～50036～40170～200HBS5振动电弧堆焊620560与45钢相近25～60HRC6银焊4004007铜焊2872878锰青铜钎焊350～450350～450217HBS9金属喷涂80～11040～9545～50200～240HBS10环氧树脂粘补热粘20～4080～120HBS冷粘10～2080～120HBS（4）．零件修理后的强度各种修补层的力学性能一、概述（5）．修复工艺过程对零件物理性能的影响修补层的物理性能：如硬度、可加工性、耐磨性及密实性。比如硬度高，加工困难；硬度低，磨损较快；硬度不均，加工表面不光滑。

疲劳强度：如以45钢的疲劳强度是100%，则热喷涂86%，电弧焊79%，镀铬75%，镀铁71%，振动电弧焊62%。一、概述（6）．修复工艺对零件精度的影响受热变形：修复时大部分零件都比常温高，如电镀、金属喷涂、电火花镀敷、振动电弧堆焊等，低于100度，热变性较小；软焊料钎焊温度在250—400度之间，影响较小；硬焊料钎焊温度在800度以上，退火后热变形大。刚度：如镶加、粘接、机械加工等修复后会改变零件的刚度，影响修理后的精度。一、概述（7）．从经济性考虑A、技术要求B、修复工艺特点C、结合修理条件和技术水平（力求做到工艺合理、经济性好、生产可行）一、概述序号零件磨损部分修理方法达到设计尺寸达到修配尺寸1滑动轴承的轴颈及外圆柱面镀铬、镀铁、金属喷涂堆焊并加工至设计尺寸车削或磨削提高几何形状2装滚动轴承的轴颈及静配合面镀铬、镀铁、堆焊、滚花、化学镀铜（0.05mm以下）3轴上键槽堆焊修理键槽，转位新铣键槽键槽加宽。不大于原宽度的1/7，重新配键4花键堆焊重铣或镀铁后磨（最好用振动堆焊）5轴上螺纹堆焊，重车螺纹车成小一级螺纹6外圆锥面磨到较小尺寸7圆锥孔磨到较大尺寸8轴上销孔铰大一些9扁头、方头及球面堆焊加工修整几何形状10一端损坏切削损坏的一段，焊接一段，加工至设计尺寸11弯曲校正并进行低温稳化处理

轴的修复工艺选择一、概述序号零件磨损部分修理方法达到设计尺寸达到修配尺寸1孔径堆焊、电镀、粘补镗孔2键槽堆焊处理，转位另插键槽加宽键槽3螺纹孔镶螺纹套，改变零件位置，转位重钻孔

加大螺纹孔至大一级的螺纹4圆锥孔镗孔后镶套刮研或磨削修整形状5销孔移位重钻，铰销孔铰孔6凹坑、球面窝及小槽铣掉重镶扩大修整形状7平面组成的导槽镶垫板、堆焊、粘补加大槽形

孔的修复工艺选择一、概述

齿轮的修复工艺选择序号零件磨损部分修理方法达到设计尺寸达到修配尺寸1轮齿①利用花键孔，镶新轮圆插齿②齿轮局部断裂，堆焊加工成形③内孔镀铁后磨大齿轮加工成负变位齿轮（硬度低，可加工者）2齿角①对成形状的齿轮掉头倒角使用②堆焊齿角后加工锉磨齿角3孔径镶套，镀铁，镀镍，堆焊

磨孔配轴4键槽堆焊加工或转位另开键槽加宽键槽、另配键5离合器爪堆焊后加工一、概述

其他典型零件的修复工艺选择序号零件名称磨损部分修理方法达到标称尺寸达到装配尺寸1导轨、滑板滑动面研伤粘或镶板后加工电弧冷焊补、钎焊、粘补、刮、磨削2丝杠螺纹磨损轴径磨损①掉头使用②切除损坏的非螺纹部分，焊接一段后重车③堆焊轴径后加工①校直后车削螺纹进行稳化处理、另配螺母②轴径部分车削或磨削3滑移拨叉拨叉侧面磨损铜焊、堆焊后加工4楔铁滑动面磨损铜焊接长、粘接及钎焊巴氏合金、镀铁5活塞外径磨损镗缸后与汽缸的间隙增大、活塞环槽磨宽移位、车活塞环槽喷涂金属，重点部分浇注巴氏合金，按分级处理尺寸车宽活塞环槽6阀座阀汽结合面磨损车削及研磨结合面7制动轮轮面磨损堆焊后加工车削至最小尺寸8杠杆及连杆孔磨损镶套、堆焊、焊堵后重加工孔扩孔一、概述1、铰孔2、研磨3、刮研4、钳工修补二、钳工修复法1、铰孔铰孔是利用铰刀进行精密孔加工的过程，它能提高零件的尺寸精度和减小表面粗糙度值，主要用来修复各种配合的孔，修复后公差等级可达IT7-IT9，表面粗糙度值可达Ra0.8—3.2um。二、钳工修复法2、研磨用研磨工具和研磨剂，在工件上研掉一层极薄表面层的精加工方法叫研磨。研磨可使工件表面到较小的表面粗糙度值、较高的尺寸精度和形位精度。研磨加工可用于各种硬度的钢材、硬质合金、铸铁及有色金属，还可以研磨水晶、天然宝石及玻璃等非金属材料。表面尺寸误差可控制在0.001—0.005mm,表面粗糙度可达Ra0.5—0.8um，最高可达Ra0.006um，而形位误差小于0.005mm。二、钳工修复法3、刮研用刮刀从工件表面刮去较高点，再用标准检具（或与之相配的件）涂色检验的反复加工过程称为刮研。刮研用来提高工件表面的形状精度、尺寸精度、接触精度、传动精度和减小表面粗糙度值，使工件表面组织致密，并能形成比较均匀的微浅凹坑，创造良好的存油条件。刮研是一种间断的手工操作，切削量小、切削力小、产生热量小、夹装变形小，不存在机械加工中不可避免的振动、热变性等因素，能获得很高的精度和很小的表面粗糙度。不受刮研形状、工件位置、工件大小的限制。二、钳工修复法4、钳工修补①键槽当轴或轮毂上的键槽只磨损或损坏其一时，可把键槽加宽，然后配置阶梯键。—当轴或轮毂上的键槽全部损坏时，允许将键槽扩大10%--15%，然后配置大尺寸键。键槽磨损大于15%时，可按原键槽位置将轴在圆周上旋转60°或90°，按标准重新加工键槽，加工前需把旧键槽用气、电焊填满并修整。②螺纹孔当螺纹孔产生滑牙或螺纹剥落时，可先把螺纹钻去，然后攻出新螺纹。二、钳工修复法1修理尺寸法2镶加零件法3局部修换法4塑性变形法5换位修复法6金属扣合法三、机械修复法概念：什么叫机械修复法？利用机械连接，如螺纹连接、键、销、铆接、过盈连接和机械变形等各种机械方法，使磨损、断裂、缺损的零件得以修复的方法称为机械修复法。三、机械修复法概念：对机械设备的动配合副中较复杂的零件修理时可不考虑原来的设计尺寸，而采用切削加工或其他加工方法恢复其磨损部位的形状精度、位置精度、表面粗糙度和其他技术条件，从而得到一个新尺寸（这个新尺寸，对轴来说比原来设计尺寸小，对孔来说则比原来设计尺寸大），这个尺寸即称为修理尺寸。三、机械修复法---1修理尺寸法例如：轴、传动螺纹、键槽、滑动导轨等注意：修理后零件的强度和刚度仍应符合要求，必要时进行验算。表面热处理的零件，修理后仍应具有足够的硬度，保证零件修理后的使用寿命。标准化：大多数修理尺寸均已标准化，各种修理零件都规定有其各级修理尺寸。例如，内燃机气缸套的修理尺寸通常规定了几个标准尺寸，以适应尺寸分级的活塞备件。三、机械修复法---1修理尺寸法概念：配合零件磨损后，在结构和强度允许的条件下，增加一个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的部分，以恢复原有零件精度，这样的方法称为镶加零件修复法。三、机械修复法---2镶加零件法如图所示，在零件裂纹附近局部镶加补强板，一般采用钢板加强，螺栓连接。三、机械修复法---2镶加零件法如图所示为镶套修复法。三、机械修复法---2镶加零件法如图所示为机床导轨的凹坑，可采用镶加铸铁塞的方法进行修理。三、机械修复法---2镶加零件法先在凹坑处钻孔、铰孔，然后制作铸铁塞，该塞子应能与铰出的孔过盈配合，将塞子压入孔后，再进行导轨精度加工。注意：为了防松，镶加零件与基体零件配合要有适当的过盈量，必要时可在端部加胶粘剂、止动销、紧定螺钉、骑缝螺钉或定位焊固定等方法定位。严重磨损的机床导轨，可采用镶加淬火钢镶条的方法进行修复，如图所示。三、机械修复法---2镶加零件法举例：在车床上，丝杠、光杠、操作杠与支架配合的孔磨损后，可将支架上的孔镗大，然后压入轴套。轴套磨损后可再进行更换。发动机的整体气缸磨损到极限尺寸箱体零件轴承座孔的磨损超过极限尺寸后，也可将孔镗大，用镶加一个铸铁或低碳缸套的方法进行修理。三、机械修复法---2镶加零件法三、机械修复法---3局部修换法概念：配合零件磨损后，在结构和强度允许的条件下，可将磨损严重的部位切除，将这部分重新制新件，用机械连接、焊接或粘接的方法固定在原来的零件上，使零件得以修复，这样的方法称为局部修换法。局部修换法三、机械修复法---3局部修换法图a）示将双联齿轮中磨损严重的小齿轮的轮齿切去，重制一个小齿圈，用键联接，并用骑缝螺钉固定；图b）为在保留的轮彀上，铆接重制的齿圈；图c）为局部修换牙嵌式离合器以胶粘法固定。概念:利用金属或合金的塑性变形性能,使零件在一定外力作用下的条件下改变其几何形状而不损坏零件。这种方法是将零件不工作部位的部分金属向磨损的工作部位移动，以补偿磨损掉的金属，恢复零件工作表面原来的尺寸和形状。如滚花、镦粗法、挤压法、扩张法、热校直法等。三、机械修复法---4塑性变形法概念：借助压力来减小零件的高度、增大零件的外径或缩小内径尺寸的一种方法，主要用来修复有色金属套筒和圆柱形零件。注意：磨损量小于0.6mm

缩短量不超过原高度的15%承载较大不超过原高度的8%保证镦粗均匀，高度和直径之比不大于2

4塑性变形法---（1）镦粗法概念：利用压力将零件不需严格控制尺寸部分的材料挤压到受磨损部位，主要适用于筒形零件内径的修复。注意：4塑性变形法---（2）挤压法材料塑性变形程度挤压值模具锥形孔性质低较大10°--20°性质低较小30°--40°性质高50°--60°4塑性变形法---（2）挤压法挤压法修复轴套1、外模2、轴套3、冲头轴套放在外模的锥形孔中，利用冲头在压力的作用下使轴套的内径缩小，再用金属喷涂、电镀、镶套等方法修复缩小的轴套外径，然后进行机械加工使外径和内径都达到规定的尺寸要求。4塑性变形法---（3）扩张法例如：空心活塞销外圆磨损后，一般用镀铬法修复，但如没有设备，可用扩张法进行修复。活塞销的扩张在热态、冷态下都可进行。扩张后的活塞销应按技术要求进行热处理，然后磨削其外圆，直到达到尺寸要求。概念：原理与挤压法相同，所不同的是零件受压向外扩张，经增大外径尺寸，补偿磨损部位。主要用于修复外径磨损的套筒形零件。4塑性变形法---（4）校正法（1）冷压将变形的零件放在压力机的V形铁中，使凸面朝上，施加压力使零件发生反方向变形，保持1-2分钟，去除压力，利用材料的弹性后效作用将变形抵消。概念：零件在使用过程中，常会发生弯曲、扭曲等残余变形。利用外力或火焰使零件产生新的塑性变形，从而消除原有变形的方法。分为冷校和热校。冷校分为冷压和冷作。（2）冷作用锤子敲击零件的凹面，使其产生塑性变形，该部分的金属被挤压延展，在塑性变形层中产生压缩应力，弯曲的零件在变形层应力的推动下被校正。4塑性变形法---（4）校正法热校将零件弯曲部分的最高点用气焊的中性焰迅速加热到450℃以上，然后快速冷却。4塑性变形法---（4）校正法例：1）利用车床或V型铁，找出弯曲零件的最高点，确定加热区。2）加热用的氧-乙炔火焰喷嘴，按零件直径决定其大小。3）加热区的形状有：条状，在均匀变形和扭曲时常用；蛇形，在变形严重，需要加热面积大时采用；圆点状，用于精加工的细长轴类零件。4）弯曲量较大时，可分数次加热校正，不可一次加热时间过长，以免烧焦工件表面。概念：零件局部磨损后可采用调头转向的方法，如长丝杠局部磨损后可调头使用；单向传力齿轮反转180，可将它换一个方向安装后利用未磨损面继续使用。但必须结构对称或稍加工即可实现时才能进行调头转向使用。三、机械修复法---5换位修复法

键槽换位修理螺孔换位修理三、机械修复法---5换位修复法概念：利用由高强度合金材料制成的特殊连接件以机械方式将损坏的机件重新牢固地连接成一体，达到修复目的的工艺方法。适用于大型铸件或折断部位的修复。按照扣合的性质和特点，分为强固扣合法、强密扣合法、优级扣合法、热扣合法。三、机械修复法---6金属扣合法该法适用于修复壁厚为8～40mm的一般强度要求的薄壁机件。6金属扣合法---（1）强固扣合法

波形键1）波形键的设计和制作6金属扣合法---（1）强固扣合法一般取b为3～6mm，其他尺寸可按下列经验公式计算：d=

(1.4～1.6)

bl

=

(2～2.2)

bt≤

b凸缘个数：5、7、9材料：奥氏体型不锈钢12Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti高温工作下，Ni36、Ni42高镍合金钢制作工艺过程：下料—挤压或锻压两侧波形—机加工上、下平面和修整凸缘圆弧—热处理2）波形槽的设计和制作尺寸除槽深T大于波形键厚度t外，其余尺寸与波形键尺寸相同。配合间隙可达0.1—0.2mm。槽深T=（0.7-0.8）H为改善工件受力状况，波形槽通常布置成一前一后或一长一短的方式。6金属扣合法---（1）强固扣合法波形槽的尺寸与布置方式6金属扣合法---（1）强固扣合法3）波形键的扣合与铆击由两端向中间轮换对称铆击，最后铆裂纹上的凸缘。键比槽口铆低0.5mm。6金属扣合法---（1）强固扣合法在应用了强固扣合法以保证一定强度条件之外，对于有密封要求的机件，如承受高压的汽缸、高压容器等防渗漏的零件，应采用强密扣合法。6金属扣合法---（2）强密扣合法

强密扣合法6金属扣合法---（2）强密扣合法在两波形键之间、裂纹、折断面的结合线上加工缀缝栓孔，并使第三次钻的缀缝栓孔稍微切入已装好的波形键和缀缝栓，形成一条密封的“金属纽带”，以达到阻止流体的受压渗透的目的。用￠5-￠8低碳钢或纯铜等软质材料制造，便于铆接。

6金属扣合法---（3）优级扣合法又称加强扣合法，在工作的过程中需要承受高载荷的厚壁机件，如水压机横梁、轧钢机主梁、滚筒等。为了使载荷分布到更多的面积上和远离裂纹或折断处，需在垂直于裂纹或折断面的方向镶入钢制的砖形加强件，用缀缝栓连接。

优级扣合法6金属扣合法---（3）优级扣合法6金属扣合法---（3）优级扣合法加强件除砖形外还可制成其他形式张紧拉紧冲击载荷多方面载荷

弯角裂纹的加强1、2—凹槽底面

3—加强件

4—缀缝栓6金属扣合法---（3）优级扣合法热扣合法是利用加热的扣合件在冷却过程中产生收缩而将开裂的机件锁紧。适用于大型飞轮、齿轮、重型设备机身上的裂纹及折断面。6金属扣合法---（4）热扣合法

热扣合法1—机件

2—裂纹

3—扣合件6金属扣合法---（4）热扣合法概念：利用焊接的方法对失效零件进行修复的方法。热源不同：电弧焊、气焊、等离子焊焊接工艺不同：焊补、堆焊、钎焊等特点：结合强度高，修复大部分金属零件因各种原因引起的损坏，局部修换，能切割分解零件，用于校正形状，对零件进行预热和热处理，修复质量好、生产效率高；成本低，灵活性大，工艺简单易行，不受零件尺寸、形状、场地及修补层厚度的限制，便于野外抢修。不足：热影响区大，容易产生焊接变形和应力以及裂纹、气孔、夹渣等缺陷；对于重要零件，焊接后须进行应力退火处理，消除内应力，不宜修复较高精度、细长、薄壳类零件。四、焊接修复法1钢制零件的焊修2铸铁零件的焊修3有色金属零件的焊修4钎焊修复法5堆焊修复法四、焊接修复法主要是为了进行修复裂纹和补偿磨损尺寸。机械零件所用的钢材料种类繁多，其可焊性差异很大。一般而言，钢中含碳量越高、合金元素种类和数量越多，可焊性就越差。一般低碳钢、中碳钢、低合金钢均有良好的焊接性，但要注意热变形问题。中碳钢、合金结构钢、合金工具钢制件均经过热处理，硬度、精度要求高，焊修时残余应力大，易产生裂纹、气孔和变形，为保证精度，必须采取相应的技术措施。例如选择合适的焊条，焊前彻底清除油污、锈蚀及其他杂质；焊前预热；焊接时采用小电流、短弧，熄弧后马上用锤子敲击焊缝以减小焊缝内应力；用对称、交叉、短段、分层方法焊接以及焊后热处理，均可提高焊接质量。四、焊接修复法--1钢制零件的焊修（1）．铸铁焊修时存在的问题①含碳量高，易产生白口，既脆又硬，焊后不仅加工困难，而且容易产生裂纹；磷、硫含量高，焊接带来一定困难。②焊缝易产生气孔或咬边。③零件原有气孔、砂眼、缩松等缺陷也易造成焊接缺陷。④如工艺措施和保护不当，也易造成铸铁零件其他部位变形过大或电弧划伤，工件报废。注意：提高焊缝和融合区的可加工性，提高补焊处的防裂性能、防渗透性能、提高接头的强度。四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修(2)．焊接分类①热焊法在焊前将工件高温预热，焊后加热、保温、缓冷。适合铸铁零件毛坯或机加工修整达到精度要求的铸件。小型和有特殊要求的铸铁补焊。②冷焊法在常温或局部低温预热状态下进行。成本低，生产率高、焊后变形小、劳动条件好。易产生白口和裂纹，对工人的操作要求高。③加热减应区补焊在零件的适当部位进行加热使之膨胀，然后对零件的损坏处进行补焊，以减少焊接应力与变形，这个部位称为减应区，这种方法称为加热减应区补焊法。零件棱角、边缘、加强肋等强度较高的部位。四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修(3)．冷焊工艺①坡口的制备坡口的形状、尺寸根据零件结构和缺陷情况而定。未穿透裂纹可开单口坡口，薄壁件单面坡口为V型，后壁件开U型单面坡口，易穿透裂纹应开双面坡口。四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修(3)．冷焊工艺②焊条的使用烘干，电流小些，结构复杂件和薄壁件，￠2.5或￠3.2焊条；结构简单件或厚大件用￠4焊条。③直流电源应用直流反接，焊条接正极。在焊机的输出端（接线端子）上标有正负极.一般的接法为正极接焊把,负极接地线（打铁线）.

反接常用于直流焊机,焊条为碱性焊条（如J507）时,称为直流反接.接法为：正极接工件（打铁线）,负极接焊把.

反接的原理：由于电子是由负极流向正极,也就是由焊把经焊条流向工件.作用是：1.减小飞溅.2.增加熔深.四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修(3)．冷焊工艺④施焊长焊缝采取分段、断续或分散；工件厚度大，多层施焊；并行焊道压入1/3-1/2，可减少母材的熔入量，焊段熄弧后，用尖头小锤敲击，焊缝遍布麻点，消除应力，防止裂纹，小于60°继续施焊。四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修焊条名称统一牌号焊芯材料药皮类型焊缝金属主要用途氧化型钢芯铸铁焊条Z100碳钢氧化型碳钢一般非铸铁件的非加工面焊补高钒铸铁焊条Z116碳钢或高钒钢低氢型高钒钢高强度铸铁件焊补高钒铸铁焊条Z117碳钢或高钒钢低氢型高钒钢高强度铸铁件焊补钢芯石墨化型铸铁焊条Z208碳钢石墨型灰铸铁一般灰铸铁件焊补钢芯球墨铸铁焊条Z238碳钢石墨型（加球化剂）球墨铸铁球墨铸铁件焊补纯镍铸铁焊条Z308纯镍石墨型镍重要灰口铸铁薄壁件和加工面焊补镍铁铸铁焊条Z408镍铁合金石墨型镍铁合金重要高强度灰口铸铁件及球墨铸铁件焊补镍铜铸铁焊条Z508镍铁合金石墨型镍铜合金强度要求不高的灰口铸铁件加工面焊补铜铁铸铁焊条Z607紫铜低氢型铜铁混合物一般灰口铸铁非加工面焊补铜包铜芯铸铁焊条Z612铁皮包铜芯或铜包铁芯钛钙型铜铁混合物一般灰口铸铁非加工面焊补

常用的国产铸铁冷焊焊条四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修

1—紫铜或石墨模芯2—缺口四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修

焊修实例齿轮中心线上装上一个或几个螺钉，将齿形堆焊出来，留加工余量，每次熄弧后都要锤击焊缝，最后按齿形样板加工齿形用纯铜车制相同尺寸的螺纹，将它拧在损坏的螺孔中，然后沿裂纹开坡口堆焊，焊后空冷，拧下铜螺钉，用丝锥稍加整修四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修先在螺孔内插入一根直径相同的纯铜棒或石墨棒，堆焊后取出石墨棒，再修理螺纹即可

1、2、6—焊缝3—止裂孔4—裂纹5—扣合件四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修

加热扣合件的焊接修复大型厚壁铸件可加热扣合件，扣合件热压后焊死在工件上，再补焊裂纹

1—锥销

2—加强板

3—工件加强板的焊接四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修焊接加强板，加强板先用锥销或螺栓销固定，再焊牢固，。焊补方法要

点优

点缺

点适用范围气焊热焊焊前预热至650～700℃，保温缓冷焊缝强度高，裂纹、气孔少，不易产生白口，易于修复加工，价格低些工艺复杂，加热时间长，容易变形，准备工序的成本高，修复周期长焊补非边角部位，焊缝质量要求高的场合冷焊不预热，焊接过程中采用加热减应法不易产生白口，焊缝质量好，基体温度低，成本低，易于修复加工要求焊工技术水平高，对结构复杂的零件难以进行全方位焊补适于焊补边角部位电弧焊冷焊用铜铁焊条冷焊焊件变形小，焊缝强度高，焊条便宜，劳动强度低易产生白口组织，切削加工性差用于焊后不需加工的凝结零件，应用广泛用镍基焊条冷焊焊件变形小，焊缝强度高，焊条便宜，劳动强度低，切削加工性能极好要求严格用于零件的重要部位，薄壁件修补，焊后需加工用纯铁芯焊条或低碳钢芯铁粉型焊条冷焊焊接工艺性好，焊接成本低易产生白口组织，切削加工性差用于非加工面的焊接用高钒焊条冷焊焊缝强度高，加工性能好要求严格用于焊补强度要求较高的厚件及其他部件热焊用钢芯石墨化焊条，预热400～500℃焊缝强度与基体相近工艺较复杂，切削加工性不稳定用于大型铸件，缺陷在中心部位、而四周刚度大的场合用铸铁芯焊条预热、保温、缓冷焊后易于加工，焊缝性能与基体相近工艺复杂、易变形应用范围广泛四、焊接修复法--2铸铁零件的焊修（1）补焊材料及选择焊条：TCu（T107）--铜结构TCuSi（T207）--硅青铜TCuSnA（B）（T227）--磷青铜、紫铜、黄铜TCuAl、TCuMnAl（T237）--铝青铜、其他铜合金焊丝：SCu-1、SCu（201、202）--紫铜SCuZn-3（221）--黄铜四、焊接修复法--3有色金属零件的焊修(2)补焊工艺:①焊修时首先要做好焊前准备②施焊时要对工件预热(300℃-700℃)③气焊时一般选择中性焰④焊修后需要进行热处理。四、焊接修复法--3有色金属零件的焊修概念:钎焊:将钎料放在焊件连接处,一同加热到高于钎料熔点低于基体金属熔点的温度,利用液态钎料润湿基体金属,填充接头间隙并与基体金属相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊.（1）．钎焊种类①硬钎焊熔点高于450℃，铜焊、银焊、铝、锰、镍等及其合金。②软钎焊熔点低于450℃，锡焊，铅、铋、镉、锌等及其合金。2．特点及应用①钎焊较少受基体金属可焊性的限制、加热温度较低、热源较容易解决而不需特殊焊接设备，容易操作。②焊缝强度低，适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂面的修复，低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷的补修。四、焊接修复法--4钎焊修复法堆焊:手工堆焊和自动堆焊（1）手工堆焊利用电弧或氧乙炔焰来熔化基体金属和焊条,采用手工操作进行的堆焊方法.优点:设备简单、灵活、成本低、应用广泛。缺点：生产率低、稀释率高、不易获得均匀且薄的堆焊层，劳动条件较差。（2）手工堆焊工艺要点①正确选用焊条②防止堆焊层硬度不符合要求③提高堆焊效率④防止裂纹四、焊接修复法--5堆焊修复法（3）应用举例齿轮表面磨损或由于接触疲劳而产生的点状剥蚀工艺过程：①退火②清洗③施焊④机械加工⑤热处理

四、焊接修复法--5堆焊修复法2．自动堆焊（1）埋弧自动堆焊特点:生产率高,劳动条件好适用：磨损量大、外形比较简单的零件，轴类、轧辊、车轮轮缘和履带车辆上的支重轮。修复实例：埋弧堆焊法修复曲轴①焊前准备A、清除全部油污和锈迹B、用各种方法检查曲轴有无裂纹，发现有裂纹应先处理后堆焊，检验是否有弯曲或扭曲，变形超限先校正。C、用碳棒等堵塞各个油孔D、预热到150℃--200℃②堆焊③焊后处理四、焊接修复法--5堆焊修复法（2）振动电弧堆焊特点:堆焊层薄且均匀、耐磨性好、工件变形小、熔深浅、热影响区窄、生产率高、劳动条件好、成本低

振动电弧堆焊示意图

1—电源

2—焊嘴

3—焊丝

4—交流电磁铁

5—焊丝盘

６—送丝轮

7—送丝电动机

8—水箱

9—调节弹簧

10—冷却液供给开关

11—水泵

12—冷却液沉淀箱

13—工件

14—电感线圈四、焊接修复法--5堆焊修复法1热喷涂的分类2热喷涂的特点3

热喷涂在设备维修中的应用4

氧乙炔火焰喷涂和喷焊5

电弧喷涂五、热喷涂修复法五、热喷涂修复法

什么是热喷涂？用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态，同时用高速气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件表面上形成一层覆盖层的过程称为喷涂。

五、热喷涂修复法1、分类：氧乙炔焰喷涂与喷焊（3100℃）、电弧喷涂（5538℃-6649℃）、等离子弧喷涂与喷焊（11093℃）、爆炸喷涂、高频感应喷涂、超音速喷涂等5.4.4电弧喷涂2、特点：①适用材料广，喷涂材料广。②涂层的厚度不受严格限制，可以从几十微米到几毫米。③喷涂时工件表面温度低（一般为70～80℃），不会引起零件变形和金相组织改变。④可赋予零件以某些特殊的表面性能⑤设备不复杂，工艺简便，可现场作业⑥对失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。

缺点：喷涂层结合强度有限，喷涂前工件表面需经毛糙处理，会降低零件的强度和刚度；而且多孔组织也易发生腐蚀；不宜用于窄小零件表面和受冲击载荷的零件修复。五、热喷涂修复法3

热喷涂在设备维修中的应用1）、机床主轴、曲轴、凸轮轴轴颈、电动机转子轴、机床导轨、溜板等，不变形延长使用寿命2）、大型铸件，加工后其强度和耐磨性可接近原有性能3）、轴承上喷涂合金层，代替铸造的轴承合金层4）、导轨上喷涂一层工程塑料，提高导轨的耐磨性和减摩性5）根据需要喷防护层五、热喷涂修复法4氧乙炔火焰喷涂和喷焊喷涂材料形状：丝状和粉末状粉末状：结合层（镍铝复合粉末）、工作层（镍基、铁基、铜基）厚涂层工件，先喷结合层粉末，再喷工作层粉末基体材料：不限喷涂材料：不限五、热喷涂修复法类别牌号化学成分（%）硬度HB应用范围wCxwSiwBwAlwSnwNiwFewCu镍基粉11115————其余7.0—150加工性好，用于轴承座、轴类、活塞套类表面粉112151.0—4.0—其余7.0—200耐腐蚀性好，用于轴承表面、泵、轴粉113102.51.5——其余5.0—250耐磨性好，用于机床主轴、凸轮表面等铁基粉313151.01.5———基余—250涂层致密，用于轴类保护涂层、柱塞、机壳表面粉314181.01.5——9基余—250耐磨性较好，用于轴类铜基粉411———10—5—其余150易加工，用于轴承、机床导轨等粉412————10——其余120易加工，用于轴承、机床导轨等结合层

粉末粉511———20—其余——137具有自粘接作用，用于打底层粉512—2.0—8—其余———具有自粘接作用，用于打底层

国产喷涂粉末的性能及用途五、热喷涂修复法（1）．氧乙炔火焰喷涂工艺1）喷前准备

①工件清洗②表面预加工(喷砂、电火花拉毛)③表面粗化④预热（<200℃)2）喷涂结合层对预处理后的工件应立即喷涂结合层，喷涂结合层可提高工作层与工件之间的结合强度。厚度：0.1-0.15mm距离：180-200mm五、热喷涂修复法3）喷涂工作层结合层喷好后应立即喷涂工作层。质量：送粉量和喷涂距离喷射方向与喷涂表面垂直4）喷涂后处理

喷涂后应注意缓冷。五、热喷涂修复法（2）．氧乙炔火焰喷焊1）氧乙炔火焰喷焊的特点①基体不熔化，焊层不被稀释，可保持喷焊合金的原有性能。②可根据工件需要得到理想的强化表面。③喷焊层与基体之间结合非常牢固，喷焊层表面光洁，厚度可控制。④设备简单，工艺简便，适应于各种钢、铸铁及铜合金工件的表面强化。五、热喷涂修复法2）氧乙炔火焰喷焊工艺①喷前准备A、工件清洗B、表面预加工(喷砂、电火花拉毛)C、预热（<250℃--300℃)②喷粉和重熔一步法：小零件、零件大喷焊面积小两步法：回转件、大面积喷焊③喷焊后处理石棉灰缓冷;要求高的工件放入750-800的炉中随炉冷却五、热喷涂修复法5

电弧喷涂电弧喷涂是将两根被喷涂的金属丝作为自耗性电极,以电弧为热源,将融化的金属丝用高速气流雾化,并以高速喷射到工件表面形成涂层的一种工艺。此项技术由于生产率较高，涂层厚度也较大（可达1～3mm），目前在热喷涂技术中应用也非常广泛。特点：涂层性能优异、效率高、节能经济、使用安全。适用：制备耐磨涂层、结构防腐涂层、磨损零件的修复（曲轴、轴、导辊）

五、热喷涂修复法电弧喷涂原理示意图五、热喷涂修复法1、直流电源2、金属丝3、送丝滚轮4、导电块5、导电嘴6、空气喷嘴7、电弧8、喷涂射流9、喷涂层10、工件五、热喷涂修复法例:利用电弧喷涂技术对轴颈表面有划痕的某发动机曲轴进行修复,修复工艺如下:(1)喷涂前准备A、清洗B、检查C、磨削D、喷砂粗化处理，工艺参数：喷砂压力0.65MPA，喷砂角度85°，喷砂距离180—200mmE、堵塞油孔并用铜皮对所要喷涂轴颈的邻近轴颈进行遮蔽保护（2）、喷涂A、结合层镍铝复合丝喷涂打底层，选用￠2mm的30Cr13喷涂丝进行电弧喷涂，工艺参数：电压38-40V，电流110-130A，压缩空气压力0.65MPa。B、工作层根据曲轴实际工况及喷涂材料的特性，选用既耐蚀又具有良好耐磨性的铝青铜作为涂层制备材料。经过喷涂、喷涂表面的预热、涂层的制备、涂层后期处理，总共费用不到新轴一半。（3）、喷涂后处理检查喷涂层与轴颈基体是否结合紧密，检查合格后，进行磨削加工。清洗后将其浸入80°—100°的润滑油中煮8—10h，待润滑油充分渗入涂层后，可装配使用。五、热喷涂修复法等离子喷涂：以电弧放电产生等离子体作为高温热源，将喷涂材料迅速加热至溶化或熔融状态，在等离子射流加速下获得高速度，喷射到经过预处理的零件表面形成涂层。等离子喷涂示意图（一）、概述：1、电镀的基本原理电镀是利用电解的方法，使金属或合金沉积在零件表面上形成金属镀层的工艺方法。2、影响镀层质量的因素PH值添加剂电流密度温度搅拌3、电镀前后的处理电镀前预处理电镀后处理六、电镀修复法（二）、电镀修复法1镀铬2镀铜3

镀铁4

局部电镀5

电刷镀6

电镀修复与其他修复技术的比较六、电镀修复法（1）．镀铬层的特点镀铬层的特点是：①硬度高（800～1000HV，高于渗碳钢、渗氮钢），摩擦因数小（为钢和铸铁的50%），耐磨性高（高于无镀铬层的2～50倍），导热率比钢和铸铁约高40%；②具有较高的化学稳定性，能长时间保持光泽，抗腐蚀性强；③镀铬层与基体金属有很高的结合强度。缺点：性脆，只能承受均匀分布的载荷，受冲击易破裂；镀层厚度增加，镀层强度、疲劳强度降低。不易修复磨损量大的零件。分为：①平滑镀铬层（不易存润滑油，无相对运动的配合零件尺寸如锻模、冲模、测量工具）②多孔性镀铬层（存润滑油，具有相对运动的各种零件尺寸，如比压大、温度高、滑动速度大、润滑不充分的零件、切削机床的主轴、镗杆）六、电镀修复法—1镀铬（2）．镀铬层的应用范围①补偿零件磨损失去的尺寸②装饰和防护表面（先做底层）③改善模具的脱模性能（在塑料和橡胶制品的压模上镀铬）六、电镀修复法—1镀铬（3）．镀铬工艺①镀前处理机械加工，绝缘处理，采用护屏，脱脂和除去氧化皮，进行刻蚀处理②电镀装挂具吊入镀槽进行电镀，根据要求选定规范，按时间控制厚度③镀后加工及处理检查镀层质量，测量尺寸。不合格，用酸洗或反极退镀，重新电镀。镀后进行磨削加工。镀层薄时，可直接镀到尺寸要求。厚度超过0.1mm的重要零件进行热处理，提高镀层韧性和结合强度。六、电镀修复法—1镀铬（1）特点：富有延展性，导电、导热性好，对于水、盐溶液和酸在没有氧溶解或氧化反应条件具有良好的耐腐蚀性，与基层金属结合能力强，不需要进行复杂的镀前准备。（2）应用①改善间隙配合的摩擦表面，提高磨合质量，如缸套和齿轮镀铜②恢复过盈配合表面，如滚动轴承、缸套、轴瓦、缸套外圈的加大③对紧固件防松，如在螺母上镀铜可不用弹簧垫圈或开尾销做底层，在钢铁零件镀铬、镀镍前④作防护层，在零件渗碳处理前，对不需要渗碳部分镀铜六、电镀修复法—2镀铜又称镀钢。按照电解液的温度不同分为高温镀铁和低温镀铁。当电解液的温度在90℃以上，所使用的直流电源的镀铁工艺，称为高温镀铁。镀层硬度不高，与基体结合不可靠。在50℃以下至室温的电解液，交流-直流电源中镀铁的工艺，称为低温镀铁。目前一般均采用低温镀铁，镀层力学性能好，工艺简单、操作方便。镀层硬度可控（30-65HRC）、耐磨性好、沉积速度快（0.6-1mm/h），镀层厚度可达2mm、成本低、污染小。适用范围：有润滑的一般机械磨损条件下工作的间隙配合副、过盈配合副的磨损表面，以恢复其尺寸；补救零件加工尺寸的超差。不适用范围：高温、腐蚀环境、承受较大冲击载荷、干摩擦、摩擦磨损。当磨损量较大且需耐蚀时，可用镀铁层做底层或中间层补偿磨损的尺寸，然后再镀耐腐蚀性好的镀层。六、电镀修复法—3镀铁镀铁工艺:（1）、镀前预处理脱脂除锈，阳极刻蚀（25℃-30℃的H2SO4电解液中，以工件为阳极、铅板为阴极，通直流电，使工件表面的氧化膜去除，粗化表面以提高镀层的结合力）。（2）、侵蚀工件放入镀铁液中，不通电，静放0.5—5min，使工件预热，溶解掉钝化膜。（3）、电镀起镀、过渡镀、直流镀（4）、镀后处理清水冲洗、在碱溶液里中和、除氢处理、冲洗、拆挂具、清除绝缘涂料、机械加工六、电镀修复法—3镀铁在设备大修理过程中，经常遇到大的壳体轴承松动现象。如采用扩大镗孔后镶套法，费时费工；用轴承外环镀铬的方法，以后更换轴承带来麻烦。若在现场利用零件建立一个临时电镀槽进行局部电镀，即可直接修复孔的尺寸。六、电镀修复法—4局部电镀图

局部电镀槽的构成

1—纯镍阳极空心圈2—电解液3—被镀箱体4—聚氯乙烯薄膜

5—泡沫塑料6—层压板车7—千斤顶8—电源设备六、电镀修复法—4局部电镀电刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液的电镀方法。六、电镀修复法—5电刷镀电刷镀工作原理示意图六、电镀修复法—5电刷镀（1）、电刷镀的工作原理（2）．电刷镀技术的特点①设备简单，工艺灵活，操作简便。②结合强度高，比槽镀高，比喷涂更高。③沉积速度快④工件加热温度低⑤镀层厚度可精确控制⑥适应材料广，常用金属材料基本上都可用电刷镀修复。⑦操作安全，对环境污染小，不含毒品，储运无防火要求。六、电镀修复法—5电刷镀（3）．电刷镀的应用范围①恢复磨损或超差零件的名义尺寸和几何形状。②修复零件的局部损伤。③改善零件表面的性能。④修复电气元件。⑤用于去除零件表面部分金属层。⑥通常槽镀难以完成的项目，如盲孔、超大件、难拆难运件等。⑦对文物和装饰品进行维修或装饰。六、电镀修复法—5电刷镀(4)．电刷镀溶液常用的表面准备溶液的性能和用途见表，常用电刷镀溶液的性能和用途见表。六、电镀修复法—5电刷镀名

称代

号主要性能适用范围电净液SGY-1无色透明，pH=12～13，碱性，有较强的去污能力和轻度的去锈能力，腐蚀性小，可长期存放用于各种金属表面的电化学除油1号活化液SHY-1无色透明，pH=0.8～1，酸性，有去除金属氧化膜作用，对基体金属腐蚀小，作用温和用于不锈钢、高碳钢、铬镍合金、铸铁等的活化处理2号活化液SHY-2无色透明，pH=0.6～0.8，酸性，有良好导电性，去除金属氧化物和铁锈能力较强用于中碳钢、中碳合金钢、高碳合金钢、铝及铝合金、灰铸铁、不锈钢等的活化处理3号活化液SHY-3浅绿色透明，pH=4.5～5.5，酸性，导电性较差。对用其他活化液活化后残留的石墨或碳墨具有强的去除能力用于去除经1号活化液或2号活化液活化的碳钢、铸铁等表面残留的石墨（或碳墨）或不锈钢表面的污物表

常用的表面准备溶液的性能和用途六、电镀修复法—5电刷镀名

称代

号主要性能适用范围特殊镍SDY101深绿色，pH=0.9～1，镀层致密，耐磨性好，与大多数金属都具有良好的结合强度用于铸铁、合金钢、镍、铬及铜、铝等的过渡层和耐磨表面层快速镍SDY102蓝绿色，pH=7.5，沉积速度快，镀层有一定的孔隙和良好的耐磨性用于恢复尺寸和作耐磨层低应力镍SDY103深绿色，pH=3～3.5，镀层致密孔隙少，具有较大压应力用于组合镀层的“夹心层”和防护层镍钨合金SDY104深绿色，pH=0.9～1，镀层致密，耐磨性好，与大多数金属都具有良好的结合力用于耐磨工作层，但不能沉积过厚，一般限制在0.03～0.07mm快速铜SDY401深蓝色，pH=1.2～1.4，沉积速度快，但不能直接在钢铁零件上刷镀，镀前需用镍打底层用于镀厚及恢复尺寸碱性铜SDY403紫色，pH=9～10，镀层致密，在铝、钢、铁等金属上具有良好的结合强度用于过渡层和改善表面性能，如改善钎焊性、防渗碳、防氮化等表