第三章汽车零件修复方法

第三章汽车零件修理工艺

第一节零件修复方法P27一、修理方法分类：1.机械加工修复法；2.压力加工法；3.附加零件修复法；4.焊修法；5.粘接修复法；6.校正修复法；7.汽车零件修复质量的评价；二、汽车零件修理特点1.批量小；2.加工余量小：3.零件硬度高，加工难度大；4.加工基准损伤，定位困难。三、零件修理中应注意的问题1.定位基准与加工精度对配合性质的影响；2.轴类零件的过渡圆角；3.修复件的表面特性----表面粗糙度、硬度、结合强度、耐磨性。第一节汽车零件修复方法简介配合件配合关系的恢复方法: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；

⑴修理尺寸(定义)----为了恢复零件的配合性质对零件磨损部位进行必要的机械加工，恢复其正确几何形状并获得新的尺寸，这个尺寸不同于标准尺寸，因而叫作修理尺寸。

在汽车维修行业修理尺寸已标准化，各生产企业按制定的尺寸进行零件生产。

例：桑塔纳、捷达轿车发动机修理尺寸。气缸、曲轴尺寸级差为0.25mm；三、修理尺寸法P27修理尺寸法——轴类零件修理尺寸的计算①轴颈均匀磨损时

图中：

Dm----名誉尺寸

dr----磨损后的尺寸

dr1----修理尺寸

δmax----最大磨损量

δmin----最小磨损量

C-----加工余量轴颈均匀磨损时，

δmax=δmin。

dr1=dm-2δmax

这种情况是很少见的，绝对均匀匀磨损是几乎没有的。一般所指的均匀磨损只是δmax≈δmin，所以还是需要加工。第一次修理尺寸

dr1=dm-2（δmax+C）第二次修理尺寸

dr2=dr1-2（δmax+C）修理尺寸法——轴类零件修理尺寸的计算②轴颈不均匀磨损时

δmax和δmin不在同一直径上，测量δmax和δmin就比较复杂，通常只测量dr，并以此确定轴颈的总磨损值。设δ=δmax+δmin

δ=dm-dr

如果δmax和δmin

在向一直径上。用ρ

来表示磨损不均匀系数，ρ=δmax/δ则一则磨损时δmax=δ，ρ=1均匀磨损时,=0.5,ρ

在0.5—1之间变动。确定不均匀磨损轴颈的修理尺寸时，如果轴颈中心位置不变；

第一次修理尺寸：dr1=dm-2（δmax+C）

=dm-2（ρ×δ+C）第二次修理尺寸：

dr2=dr1-2（ρ×δ+C）③中心位置可变:中心位置不变时，显然，轴颈两边的加工余量是不相同的，δmin处余量大，δmax处余量小。为了充分利用δmin处的金属，有时采用移动中心的办法（如连杆轴颈偏移磨修），使两侧的加工余量均匀，这时的修理尺寸为dr1=dm-2（δ/2+C）dr2=dr1-2（δ/2+C）—孔类零件修理尺寸的计算不均匀磨损时，孔的修理尺寸和轴的是一样的。①孔的中心不变时

Dr1=Dm+2（ρ

×δ1+C）Dr2=Dr1+2（ρδ1+C）依此类推。可修次数：γ---修理尺寸级差②孔的中心可变时D′r1=Dm+2（δ/2+C）D′r2=Dr1+2（δ/2+C）

………….依此类推。注意：修理尺寸的公称尺寸是变化的，但其公差与标准尺寸公差相同。③修理次数的确定用修理尺寸法，轴的可修次数，可用下式计算：

nz=(dm-dmin)/rzrz——轴的每一次磨修量（或修理级差，以0.25mm应用最多）dmin是根据轴颈强度等要求计算出来的轴颈最小允许直径。从上式可以得出一系列修理尺寸dr1=dm-rzdr2=dm-2rz=dr1-

rdr3=dm-3rz=dr2-rz修理尺寸法的计算例1：6135型汽车发动机曲轴连杆轴颈标准尺寸dm=95mm，根据所测数据计算，知P=0.8，δ=0.25mm。轴颈最小允许值dmin=93。选用磨削加工，加工余量x=0.05mm。试确定各级修理尺寸(轴以最小直径为准)？解：修理间隔级差为：

γ=2（P×δ+x）=2（0.8×0.25+0.05）=0.5各次的修理尺寸为：

dr1=95－0.5=94.50mm;dr2=95－

2×0.5=940mmdr3=95-－

3×0.5=93.50mmdr4=95－

4×0.5=93mm例2：EQ6100发动机汽缸磨损后经检测6个缸尺寸分别是：Φ100.19㎜，Φ100.20㎜，Φ100.16㎜，Φ100.23㎜，Φ100.24㎜，Φ100.23㎜。若选用鏜缸修理方法，加工余量为x＝0.1㎜；珩磨量为c=0.02㎜；修理尺寸级差γ=0.25㎜。试确定该发动机汽缸的修理尺寸？

解：应以磨损量最大的气缸为基准确定修理尺寸，修后6个缸的尺寸是统一的。根据题意其最小修理尺寸为：

100.24＋2（0.1+.0.02）＝100.48mm

若气缸的修理尺寸级差为0.25mm；则：第一级修理尺寸

Dr1=Dm＋γ=100.25mm，小于100.48mm，不能修复；第二级修理尺寸

Dr2=Dr1

＋γ=100.50mm，大于100.48mm，能修复。因此，必须选用第二级修理尺寸进行加工。⑶修理尺寸法的特点；

①此法使各级修理尺寸标准化,便于加工和供应配件。但修理时按级差，往往会加大加工余量，使可修理次数减少；

②此法修复的通常是配合副中较贵重或结构复杂的零件。更换的则是与其相配合造价较低的零件，这样就延长了主要零件的寿命，经济性也好。③此法是一种有限的修理方法，要保证零件和机械强度。到修理极限时可用其它方法进行尺寸恢复。

⑷修理尺寸法的应用；曲轴、凸轮轴、气缸、转向节主销孔等；注意：确定一组轴颈(主轴颈或连杆轴颈)或一组轴孔（四缸或六缸）的修理尺寸时，都是以磨损量最大的为基准，即孔以最大磨损尺寸（最大直径）为基准，轴也以最大磨损尺寸（最小直径）为基准。2·镶套修理法定义：是对零件的磨损部位或损伤部位，在结构和强度允许的条件下，对磨损部位进行车削加工，加大（孔）或缩小（轴）局部尺寸，然后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；

镶套修理法技术要求：P29

①

镶套材料应与基体一致或相近。目的上保证热膨胀系数相同，在温度变化时仍然保持过盈量。

②过盈量：按相对过盈量不同分为：轻级、中级、重级。级别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、长度也越长。

③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㎜。

相对过盈量----是指单位直径（套的基本尺寸）上过盈量。

镶套的操作工艺要点：使用高精度量具和钳工操作技术；检查配合件尺寸、圆度、圆柱度、导角（15～30°）、粗糙度等；镶套过盈配合级别相对平均过盈配合代号装配方式特点应用轻级0.005以下H6

/r5

H7/r6压力机压入受力较小转向节轴轴套、轴承座圈套中级0.005～0.001H7

/s5H7/r6H8/s7压力机压入受力较大、且有冲击气缸套、气门导管、变速箱、后桥轴承座孔重级0.001＞0.001H8/s7H7/u6压力机压入、温差受力大、动载荷飞轮齿圈、气门座镶圈镶套修理法应用应用：干式气缸套、气门座圈、连杆衬套、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。3·零件的局部更换修理法

-----

局部更换法就是将零件需要修理

部分切去，重制作这部分零件，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。

----车架或车身局部损坏严重时可用此法。

----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）4.转向和翻转修理法

----转向和翻转修理法是将零件的磨损部位或损坏部位旋转一定角度，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）3.变形校正法1·校正----就是消除零件的残余应力的形变，以恢复零件的正确形状；方法：压力校正、敲击校正、火焰校正；常需校正的汽车零件有：前轴梁、车架零件、曲轴、凸轮轴、传动轴、连杆等。⑴压力校正：----以外加的静载荷使零件产生反向变形的校正方法；对一般金属零件均可采用；

方法：两端校正法、三点校正法；两端校正法---扭曲校正连杆扭曲、工字梁扭曲、离合器从动盘钢片翘曲等；

三点校正法一般用来校正弯曲变形，变形量除与压力机压力和行程有关外，还与两端支撑距离有关，为防止作用点局部变形，应用软金属做垫衬；

压力校正中，必须注意金属的弹性和弹性后效的影响，在常温下由于金属塑性变形，会使晶粒处于不稳定状态，而在卸去校正压力后，将有一部分晶粒恢复原来的变形状态，且会产生与校正方向相反的变形----时效变形；

压力校正措施：

①过度校正----一般中碳钢轴类零件压力校正变形量为弯曲量的10倍左右；

②延长加载时间；

③进行时效处理（自然时效法；人工时效法，加热至150～200℃，保温若干小时）；压力校正特点：----工艺简单，并可获得较大变形量，但对于有轴肩的轴类零件，应力集中过大，降低了轴的疲劳强度（15%～20%）；易在轴肩处出现裂纹—加温、时效处理、多次校正；

⑵敲击校正：

是用来校正曲轴弯曲变形；这种方法是采用专用的球锤轻敲曲柄臂，使曲柄臂受敲一面逐渐伸张而发生变形，因而带动曲轴轴心线产生位移，达到校直的目的；特点：不存在压力校正的缺点，其优点是校正的稳定性好，校正的精度高（可达0.02㎜），生产率高，疲劳强度不受影响；⑶火焰校正法：P40

原理----用氧气-乙炔火焰对变形零件（主要是弯曲）进行局部快速加热，并辅以浇注冷却水快速冷却，靠加热部位膨胀时产生的压应力使加热部位的部分金属产生塑性变形，在冷却时由于塑性变形部分不能恢复到原来形状而达到校正的目的。

操作要点----加热部位选在弯曲的凸出一侧，加热速度要快，加热面积要小，加热温度700℃-800℃

，然后用水立即冷却。反之效果降低。经验结论----金属零件，特别是长轴类零件局部受热并急速冷却时收缩变形大于膨胀变形。火焰校正原理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。假设它本来要膨胀0.1mm，由于受周围冷金属限制只膨胀了0.05mm，其余0.05mm产生了塑性变形。但冷却后却仍然要收缩0.10mm。由于塑性变形的0.05mm无法收缩，从而收缩量大于膨胀量0.05mm，那么表层就缩短了0.05mm。由于工件向上弯曲，这就对原有的下弯量起到了校正作用。火焰校正操作方法方法：火焰校正时工件支承在V型块上，用百分表检查弯曲情况，并用粉笔作好记号，然后使工作凸点向上，用火焰将凸点迅速加热到700～800”C，立即用水迅速冷却。校正时，可在凸处多烧几点，直至校直为止。特点：火焰校正效率较高，变形稳定，对疲劳强度影响较小。

应注意的问题：

在火焰校正中，金属加热冷缩产生变形的大小，取决于加热温度（与校正能力成正比，加热温度在200～700℃内选择，半导体测温器、金属在不同温度下的颜色变化，凭经验掌握）、加热部位（一般来讲，范围增大与效果成正比，超出一定范围反而降低；加热的长度、宽度和深度对于轴类零件最佳范围约为全长的50～70%，宽度为直径的一半左右，深度占厚度的30～50%；对于复杂零件，应选择零件的边缘、转角等并根据零件形状和变形部位来确定）和材料的刚度；2·表面强化表面强化----是使金属表面在外力作用下产生塑性变形，使表层金属组织结构发生改变，从而提高零件性能的一种加工方法；表面强化能提高金属表面的硬度、疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性等；主要方法有：滚压、挤压、撞击和喷丸等；滚压通常用于强化零件的内外表面挤压仅用于内孔加工二、喷涂与喷焊修复法P221

1.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，以很高的速度喷涂到已准备好的零件表面上；

2．用途：---主要用于修复曲轴等在液体润滑条件下工作的轴类零件的磨擦表面，也有用来修复一些轴承类的静止配合表面。金属喷涂理论3．金属喷涂理论：----目前被广泛认同的是分子—机械结合理论。这一理论认为：被雾化的金属颗粒，大部分是液体状态。当它们在空气中飞行时与空气作用，表面受到氧化，产生氧化膜层。氧化膜层随着飞行时间的增加，膜层越厚颗粒越硬，但在膜层里仍然有液态金属。因此，当这些金属颗粒到达并撞击于零件表面后，颗粒的硬化层破裂变形，内部液态金属就流散开来，互相扩散，局部交叉熔合在一起。故喷涂层就成为破坏了的颗粒的互相嵌塞和堆积。又由于有液态金属的扩散与熔合，故喷涂层中颗粒之间的结合、颗粒与零件表面的结合，即有机械结合又有分子结合。4．喷涂层的结构特点：由金属喷涂理论可知，涂层是由表面包有一层氧化膜的金属颗粒群体嵌塞堆叠而成。因此，涂层组织中夹杂有大量的氧化膜层和微细孔眼。含碳量0.14％的碳钢喷涂层内含有10.5％的氧化物和1.5％的氮化物，孔眼的空隙率占涂层体积的4—20％。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。金属气喷涂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；

⑷涂层性质；P222

喷涂层性能与很多因素有关；如粉末材料、喷涂工具、喷涂工艺等，尤其是所选用的材料不同，其性能各异。

①硬度：由于喷涂层氧化物在急速冷却过程中，涂层产生马氏体和托氏体的淬火组织：也由于颗粒碰撞产生冷作硬化，涂层硬度比原材料的硬度增高30％—80％。当然也与含碳量的多少有直接关系。②耐磨性：由于涂层结构孔隙度高，能很好的贮存、吸附润滑油，又由于涂层硬度高耐磨性增加。结果使得涂层在液体润滑条件下的耐磨性比原材料有很大提高。一般提高2=3倍。或更高。

③疲劳强度：涂层与零件表面的结合主要是物理机械性质的结合。因此，涂层的疲劳强度对零件本身的疲劳强度没有影响。但零件表面加工情况对疲劳强度有影响。

④涂层与基体结合强度；涂层与基体结合主要靠机械结合，因此结合强度较低；

⑤涂层收缩力大，易产生裂纹。电喷涂设备2）设备：以电喷涂设备为例。主要有下例部件组成。电喷枪SCDP－5型：雾化颗粒3—300umm；电源：AX8－500直（交）流电焊机，功率10KW，工作电压25—40V，电流≥300A。空气压缩机：压力≥0.7Mpa，生产率为1.5m3/min；贮气罐：安全压力为2Mpa，容积≤300L；稳压用，以消除空气压缩机脉动压力对喷枪的影响。油水分离器；是过滤油污和水分的装置。拉毛机；是用来粗糙被喷镀零件表面，以增加结合强度。拉毛机是使用一个简单的交流变压器供给低压交流电，用95%纯度的镍条作电极，不断地与零件表面接触产生电火花，使镍成颗粒熔化在零件表面上，如下图：工作回转台：带动被喷零件运动．使喷涂层均匀分布。3）喷涂工艺：(1)零件喷涂前的表面准备：①清除零件表面上的油污。铸铁件应加热到350℃，保温2～3小时，彻底清除油污。②检查待喷的零件有无裂纹，变形及其它缺点，③拉毛：或喷镍、喷钼----重要的轴类零件。④喷涂前机械加工：不是很重要的大尺寸零件，加工的目的一方面方面是恢复零件的几何形状。另一方面是保证涂层与基体金属的结合强度。如车螺纹后再挤压螺纹。产生倒剌。⑤键槽、油孔处理。

准备工作结束应将零件预热到200℃左右，以缩小温度差，开始喷涂。(3)喷涂规范：P224空气压力：5—6公斤／厘米空载电压：60伏工作电压：40伏工作电流：l40一150A工作台转速：25转／分左右喷枪至工件距离：150～180mm；喷镀材料：Ｔ8、Ｔ9、ф1.5～1.8钢丝(4)零件喷后除理：P225喷后除理及加工严重影响涂层质量和使用效果。否则前功尽弃。①喷后将零件浸入机油中1～10小时，让机油渗入空隙内；②车削加工：用YG6或YG8硬质合金刀具，车削速度0.2～0.34m/s；③磨削加工：磨粒直径46目或60目，磨削速度0.4～0.5m/s—喷焊是用氧-炔火焰将自融合金粉末加热熔化喷涂到准备好的零件表面上，并经过再一次重熔处理形成一层薄而平整呈焊合状态的表面----喷焊层。

它可使工件表面具有耐磨、耐腐蚀、耐热、抗氧化的特殊性能。喷焊与喷涂工艺相似，但可达到堆焊的效果；高速气流将用四、氧-炔焰喷焊p氧－炔焰喷焊设备合金粉末粒度为40～100um，使用前在100～150℃烘干1～1.5小时。喷焊工艺

氧－乙炔喷焊工艺：-----普通零件喷涂：工件表面准备—喷前预热－喷涂粉末—重熔处理—冷却—精加工等几项工序；-----重要零件喷涂：工件表面准备—喷前预热－喷涂打底粉末（镍包铝或铝包镍）—喷涂合金粉末--—重熔处理—冷却—精加工等几项工序。

由于喷焊层具有高的结合强度和好的耐磨性，目前被广泛用于修复阀门、气门、键槽、凸轮等单体零件。由于使零件整体受热，使零件对热影响减小（同时受热同时冷却）。

氧－炔焰喷焊特点①喷熔层与零件基体是完全熔合的，结合好：350～400MPa；②喷涂层致密,表面成形好；涂层薄而均匀；③涂层硬度高；HRC35~HRC65;④重熔温度高，1000～1100℃，热影响区大，振动堆焊修复法（1）振动堆焊----是焊丝以一定的频率和振幅振动的脉冲电弧焊。或焊丝在送进的同时按一定的频率振动造成焊丝与工件之间周期性地起弧和断弧，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上。

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。振动堆焊原理图

1.发电机2.焊嘴3.焊丝4.工件5.电感器6.焊丝盘7.送丝轮8.焊丝驱动电机9.电磁铁10.振动弹簧11.阀门12.冷却液箱13.冷却泵14.冷却液箱

振动堆焊过程----每一振动循环周期可分为三个阶段，即短路阶段、脉冲电弧放电和空行程阶段。在一个循环中，每一阶断持续时间为0.02~0.01秒.（50～100次/秒）

脉冲电流峰值可达300~500安.振动堆焊原理（1）

堆焊过程的每一循环可分为三个阶段：短路期、电弧期、空程期；

（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（300～500安），而电压几乎下降到零。此时，电流使接触点的焊丝与零件表面加热熔化产生熔接，此阶段产生的热量为总热量的10%~20%。

这时电流也流过电感器，使部分电能以磁场能的形式贮存在电感器中。振动堆焊原理（2）（2）电弧期：焊丝振动后退离开零件表面时，离熔接点一定距离的焊丝截面开始缩小，焊丝截面缩小导致电阻增加，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。在此断路的瞬间，电流急剧下降。这时，贮存在电感线圈中的电磁能转变成电能产生自感电动势，它的相位和电源电势相位相同，使得焊丝和零件间的电压迅速上升到26V～32V，并产生电弧放电，在电弧放电期间，产生的热量为80%，电弧的热能使焊丝熔化在工件表面上，因此焊丝和零件表面的熔化主要是电弧放电过程中进行的。此时焊丝损失小，堆焊厚度在0.3～0.5mm。振动堆焊原理（3）（3）空行程期：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。振动堆焊焊丝振动频率在50～100次/秒范围内均可正常工作，不需调整。振动堆焊焊丝的振幅为1.5～2.5mm.过大产生空程、焊丝飞溅大，堆焊过程不稳定。过小易形成持续的电弧焊，破坏了振动焊的特点。振动焊的放电特性:

放电特性和形式直接影响堆焊的稳定性、焊层厚度和质量。所以要求振动堆焊放电形式为短路----脉冲电弧放电。振动堆焊设备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。振动堆焊设备振动堆焊电源①堆焊电源。一般选用具有平硬外特性的直流电源，即电源的工作电压在电流变化时基本保持不变。一般工作电压在13—20v范围内选取。

还要求电源具有良好的动特性，即要求每一振动循环焊接回路在短路时，必须有合适的短路电流增长速度。堆焊电流的大小取决于焊丝直径和送丝速度，以及电源的外特性。②焊丝的振动作用：因为振动使电感器发挥了作用；从而获得稳定的堆焊过程和良好的堆焊质量；并且使振动堆焊工作电压低、焊层温度低，零件变形小。焊丝振动能使焊丝熔化的金属均匀的以短路形式过度到零件表面上，因而获得平整均匀的堆焊层。③保扩气在振动堆焊中的作用。液体冷却使焊层硬度不均匀，易产生裂纹，使用二氧化碳式水蒸汽保护可改善焊层表面质量。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纹有回火作用。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。

焊丝与工件相对角度埋弧堆焊埋弧堆焊又称焊剂层下堆焊。------焊机头将焊丝均匀地送向工件，焊剂从焊剂箱经导管均匀地散在周围。焊丝与零件接触产生电弧，燃烧的电弧不仅将基体金属与焊丝熔化，也熔化了焊剂。熔化了的金属与熔化了的焊剂相互混合，在电弧高温作用下部分金属与焊剂蒸发形成的气体陫除电弧周围的焊渣，形成一个密的空间，电弧就在这个空间里燃烧。故而称为埋弧堆焊。

堆焊层的性质和特点

堆焊过程是在焊剂保护层下进行的，与空气隔绝，避免了有害气体的侵入，减少了合金元素的烧损。堆焊层中化学成份稳定。堆焊组织结构为珠光体和索氏体。

特点----焊接热量集中、速度快、结合强度高。但是热影响区大，零件易变形。电流大小对焊缝宽度不产生影响。电流大小影响基体材料的熔化深度n。电流大小影响堆焊缝厚度e。电压高低对焊缝宽度产生较大的影响。电压高低对熔化深度影响不大。电压高焊缝堆成高度下降。堆焊速度对焊道形状的影响埋弧堆焊堆规范堆焊参数堆焊零件的直径35～5055～7075～100电压电流堆焊速度m/h送丝速度m/h堆焊螺距mm焊丝直径mm焊丝伸出长度mm电源极性24～2612013～1912581.226～28160～18041～539581.615～20反接26～28180～19056～7595～1254～4.581.82·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；

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。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，并能适当控制，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电焊有较大的提高。

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。

四、电镀和电刷镀修复法

1·电镀的基本原理:----电镀是将金属工件浸入电解液（酸、碱、盐类）中，工件接电源负极，极板接电源的正极，通以直流电，在电流作用下，溶液中的金属离子（或阳极溶解的金属离子）析出，沉积到工件表面上，形成金属镀层的过程称为电镀；

根据零件的结构特点和使用特性，目前用来修复磨损零件的金属电镀有镀铁、镀铬和镀铜等；

光铬镀层分类灰色铬---是在低温高电流密度条件下获得的。亮铬---是在中温中等电流密度条件下获得的。乳色铬---是在高温低电流密度条件下获得的。多孔镀层多孔铬层----是在表面具有微细网纹的光（亮）铬镀层上进行有裂纹加深处理而成。镀铬层的特点：硬度高达HV750～1200是金属中最硬的比最硬的淬火钢还硬；化学稳定必好，耐腐蚀，只有在盐酸和热的浓硫酸中才受到腐蚀的；耐热性好，温度超过500℃时才开始变色，高于1060℃时才降低硬度。

镀铬阳极----用铅（含锑5～8%）作为阳极，而不用铬作阳极，因为用铬作阳极时由于溶解速度太快，使得电解液中的铬的浓度难以控制而破坏电镀正常进行。

电解液成份----用铬酐（CrO3

）与硫酸的水溶液;CrO3

：H2SO4＝100：1刷镀P227

刷镀----是依靠与阳极接触的电镀笔或电镀刷提供电解液的电镀方法。

特点是设备简单，工艺灵活、镀积速度快、镀层金属种类多、镀层与基体材料结合强度高、镀层均匀、厚度范围宽（0.001～0.4mm）、并可精确控制、镀后不需要机械加工、对环境污染小等特点。

可以在不解体或半解体的条件下快速修复零件，可用于对轴、箱体、孔类、花键槽、滑动轴承、轴瓦等各种形状零件的快局部修复，并可在零件表面建立强化层、减磨层、防护层、装饰层等多种功能性涂层。一、刷镀的基本原理示意图刷镀的基本原理

----镀液中的金属离子在电场力的作用下沉积在工件表面形成金属镀层。

如把极性反接，工件成为阳极，镀笔所到之处，工件表面的金属发生溶解。工件表面由粗糙变成平滑。即利用同一设备可进行去毛刺、蚀刻和电抛光的原理。二、刷镀溶液-----根据刷镀溶液的作用不同可分为：表面准备液、电镀溶液、退镀溶液和钝化溶液4种。

表面准备液也叫预除理液，它包括电净液和活化液。⑴电净液----碱性水溶液，pH＞10。其作用是具有较强的表面除油能力和一定的去铁锈能力。电净液的主要成份是氢氧化钠、碳酸钠、和磷酸钠。也可加入少量的缓冲剂。⑵活化剂。酸性水溶液，pH为0.2~4之间。其作用是通过化学和电化学的方法，将经过电净处理后残留在工件表面的氧化膜加以彻底的清除。

阳极活化----工件接正极（反接法）。其活化机理是金属在阳极被电解液溶解，氧化物被析出或机械地剥离掉，从而露出基体金属。

阴极活化工件接负极（正接法）。其活化是靠阴极猛烈地析出氢气将氧化物还原或机械地剥离掉，从而露出基体金属。⑶金属溶液（电镀溶液）。选用不同的金属溶液可获得各种不同性能的镀层，如耐磨性、减磨性、防腐型、导电型等镀层。刷镀电解液的特点：①所含金属离子浓度比槽镀溶液高几倍甚至几十倍，所以具有较高的电流效率和沉积速度；②溶液具有较好的缓冲能力，在循环使用中pH值变化幅度小；③能在较宽的电流密度和温度范围沉积合格的金属镀层；④极少使用剧毒的氰化物；⑤刷镀层氰脆性低。（3）刷镀工艺

刷镀工艺过程：-----表面准备（预热、除锈、除油、非镀表层保护）→电净→水冲→活化→水冲→镀过渡层→水冲→镀工作层→水冲→镀后处理。（4）刷镀层的性能：

①结合强度。刷镀在各种钢、铸铁、铝、铜等常用金属材料上均有良好的结合强度。如镍镀层在钢铁工件上的结合强度。拉伸强度可达到70~140MP，剪切强度可达90~140MP。

②硬度，由于刷镀层具有超细的晶粒结构，镀后应力大，晶粒畸变和错位，所经比槽镀镀层硬度高；

③耐磨性。在磨损实验机上试验表明，镍镀层、铁镀层、铁镍合金镀层比淬火的45号钢的性能好。其中镍镀层较突出；

④疲劳强度，刷镀镀层对基体金属的疲劳强度影响较大，主要是镀后内应力较大，使得疲劳强度下降。一般下降30%～40%，但镀后若进行200～300℃低温回火，可降低对疲劳强度的影响。三、焊接修复法P231（）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。2.铸铁件的焊修(1)

什么是灰口铁？什么是白口铁？

（一）铸铁件焊修的特点1．焊缝易产生白口组织。白口组织脆硬，难于机械加工。最易形成白口层的地方是在半熔化区。从材料学可知，在焊接高温下，碳（石墨）溶入奥氏体中，碳在奥氏体中的溶解度随温度的下降而逐渐减少。因此，在焊后冷却过程中，碳从奥氏体中析出来。石墨化元素的多少和冷却速度对碳的析出（即石墨化过程）有重大影响。铸铁件的焊修(2)

防止产生白口的主要工艺措施-----减缓冷却速度，延长半熔化区处于热红状态的时间，为石墨的析出创造有利条件。2．焊缝易产生裂纹①.母材裂纹这类裂纹出现在母材上。主要原因是半熔化区白口铁的收缩率（1.6—2.3％）比奥氏体区灰口铁收缩率（0.9—1.3％）大得多，使半熔化区与与母材之间产生很大的剪切应力，导致裂纹产生。②.焊缝裂纹这类裂纹产生在焊缝上。并且一般都与焊缝表面鱼鳞状波线垂直，呈不明显的锯齿形它是高温熔池金属在冷却过程中形成的热裂纹。防止焊缝产生裂纹的措施：

----从焊缝冶金成份入手。正确选择焊接材料（焊条和焊剂），增加熔池中促进石墨化元素（碳、硅）对消除或减弱半熔化区白口组织的形成是有利的。

----工艺措施。从工艺操作上设法减小焊缝金属中母材的熔合比。即焊接时使母材少熔化，焊条多熔化，减少基体温度；

另外，熔池形状也影响着热裂纹的产生，可采用底部圆滑的“U”形坡口，能使母材金属向熔池中过渡得最少，以减少母材在焊缝中的熔合比。3.焊缝易产生气孔和夹渣；

4.焊件本身的复杂性和多样性.铸铁件的焊修----热焊法(4)1．什么是氧炔焰热焊法？----氧炔焰热焊法就是把焊件整体缓慢预热到600——650℃（去应力退火温度，也是碳化铁石墨化温区），并在整个焊接过程中保持这个温度，焊后缓慢冷却的焊接方法，焊接的冶金过程符合铸铁的结晶规律。铸铁件的焊修----热焊法(5)2．热焊的特点：液体金属体积大，热量贮备大，使熔化金属冷却速度减慢，使碳化铁有充分的时间分解出游离石墨，保证石墨化过程更完全，因而从根本上消除白口组织及裂纹产生的可能性。同时，焊缝气孔及夹渣也易排出。对于形状复杂的焊件，焊前预热，焊后缓冷还能使焊件各部位热胀冷缩均衡，消除内应力，防止产生裂纹。缺点，只能用于平焊，劳动强度大，焊修成本高。3．预热方法：可用电炉、油炉，或用土炉。铸铁件的焊修----冷焊法(6)铸铁气焊条的牌号和化学成分（％）

牌号

CSiMnSP用途QHT—13.3-3.93.0-3.80.5-0.8≤0.080.15-0.4热焊或冷焊薄壁件QHT—23.3-3.93.8-4.50.5-0.8≤0.080.15-0.4冷焊在缺少焊条时，也可用废旧活塞环代用。镀铬环不能用，其它应除去油污、铁锈。铸铁件的焊修----热焊法(7)

焊剂：统常选用统一牌号201。自制焊剂：配方一硼砂56％碳酸钠22％碳酸钾22％配方二硼砂50％苏打灰50％配方三脱水硼砂100％铸铁件的焊修----热焊法(8)火焰和焊炬：火焰：铸铁焊采用中性焰和碳化焰。采用弱碳化焰可弥补碳的烧损和避免硅氧化。清除裂纹和开坡口时可用氧化焰。焊接结束时用碳化焰可使焊纹缓慢冷却。焊修工艺：焊前准备及预热；焊口清理、开坡口等。施焊：焊后冷却：铸铁件的焊修---电弧冷焊法(1)（二）电弧冷焊法1．什么是电弧冷焊？——在焊前和施焊过程中，对焊件不预热或预热温度低于200℃的焊接，称为冷焊。2．冷焊的特点：优点，焊件不需要预热，焊修成本低，焊补过程迅速，劳动强度得到改善；焊接位置不受限止（热焊只能平焊）。缺点，焊件受热不均匀，冷却速度快，掌握不好易形成白口组织和裂纹。铸铁件的焊修---电弧冷焊法(2)3．铸铁冷焊电焊条种类及牌号焊条名称焊条牌号焊芯成分药皮类型焊缝金属主要用途氧化钢芯铸100碳钢氧化型碳钢一般灰铁铸件，抗裂性加工性差。高钒焊条铸116高钒药皮或高钒钢低氢型高钒钢强度较高的灰铸铁，球墨铸铁、可锻铸铁。纯镍焊条铸308纯镍石墨型镍重要铸铁件，可加工。机床表面,气缸体.镍铁焊条铸408镍铁合金石墨型镍铁合金球墨铸铁,重要铸铁件，可加工,焊缝稍硬。镍铜焊条铸508镍铜合金石墨型镍铜合金灰口铸铁，可加工,强度和抗裂性差铜芯焊条铸612铜包铁或铁包铜铜钛钙型铜—铁混合灰铸铁，抗裂性好，加工性差。用于非加工表面。镍在焊缝冶金过程中的作用

1.镍是扩大奥氏体区的元素，奥氏体能很好的溶解碳又不于碳形成渗碳体：2.镍不碳形成化合物，而是能很好的溶解到铸铁里，成为铁镍合金；3.镍是一种促进石墨化元素，减弱半溶化区白口层的形成；4.镍基合金居有良好的塑性可松驰焊接应力，减小焊缝裂纹倾向。

铜在焊缝冶金过程中的作用（1）紫铜的强度与一般灰铸铁相近，塑性非常好，易产生塑性变形以松驰焊接应力，减小焊缝裂纹倾向。 （2）铜的熔点(1083℃)比铸铁熔点低。电弧焊时，焊条的熔化速度大于母材，减少了母材的熔化，使母材中的碳硅元素少向焊缝金属过渡，对防止白口及产生裂纹都很有利。（3）铜不溶解碳，又不与碳化合生成脆硬组织，绝大部分的碳与铜是以机械混合物.铸铁件的焊修---电弧冷焊法(3)4．冷焊工艺步骤⑴焊接规范的选择:①电流强度选择:------直接影响焊接质量.焊件厚度(mm)焊条直径(mm)直流(A)交流(A)4—62—2.550—8060—906—83.280—10090—1008—204—6100—190110—200②选用焊条：焊条牌号和焊条直径(两种以上)。③电源性选择:焊条接正极,焊件接负极.铸铁件的焊修---电弧冷焊法(4)5.焊前准备观察零件裂缝部位及损坏程度，确定焊修方案。清理零件表面。图2—1止裂孔位置若需要在裂缝前端打止裂孔,应确定止裂孔的位置与孔的直径。铸铁件的焊修---电弧冷焊法(5)若需在焊件上开坡口，应确定坡口的位置和形状.机械加强,栽丝、镶键。图2—2冷焊时坡口型式冷焊操作要令:----短段、断续、分散焊,较小电流熔深浅,每段锤击消应力、退火焊道可变软.铸铁件的焊修---电弧冷焊法(6)铸铁件的焊修---电弧冷焊法(7)锤击消应力每焊完一段后，应趁热锤击焊缝，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。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。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。

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；

（1）加热减应焊原理：——对焊件上已选定的适当加热部位（减应区）进行局部预热，使焊接部位和焊件上那些阻碍焊接区自由胀缩的部位的温度差别减小，以改变焊件内部热应力的分布情况，释放部分热应力，达到防止产生焊缝裂纹的目的。

铸铁件的焊修---加热减应焊(1)铸铁件的焊修---加热减应焊(2)

加热减应区选择的原则：-----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㎜；⑶加热减应焊的应用；气门座孔处裂纹、气缸盖上平面裂纹、发动机机体裂纹，以及变速箱、后桥壳体裂纹。铸铁件的焊修---加热减应焊(3)

铸铁件的焊修---加热减应焊(4)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；表面修复技术-----合金粉末堆焊

一、等离子弧堆焊等离子弧堆焊-----是以等篱子弧作热源，以合金粉沫作堆焊材料，在工件表面