第五章机械零件的修复技术

第五章

机械零件的修复技术1/9/20241第一节机械加工修复

第二节零件的焊修第三节金属热喷涂修复第四节零件的粘接修复法第五节零件的其他修复技术1/9/20242零件修复是机械设备维修的一个重要组成部分，是修缮任务的根底。零件修复原理及技术是一门综合研讨零件的损坏方式、修复方法及修后性能的学科。运用各种修复新技术修缮机械是提高机械维修质量、缩短修缮周期、降低修缮本钱、延伸机械运用寿命的重要措施，尤其对贵重、大型零件及加工周期长、精度要求高的零件及需求特殊资料或特种加工的零件，意义更为突出。1/9/20243工程机械在运用过程中，一些零件因磨损，变形、破损、断裂、腐蚀和其他损伤而改动了零件原有的几何外形和尺寸，从而破坏了零件间的配合特性和任务才干，使部件、总成甚至整车的正常任务遭到影响。对失效的机械零件进展修复与改换新件相比较有如下优点：修复零件普通可节约资料、节约加工以及拆装、调整、运输等费用，降低维修本钱；减少新备件的耗费量；防止等待配件，缩短停修时间；普通不需精、大、稀关键设备，易于组织消费。利用新技术修复旧件还可提高零件的某些性能。1/9/20244零件修复可采取三种根本方法：其一，是对已磨损的零件进展机械加工，以使其重新具有正确的几何外形〔改动了原有尺寸〕，这种方法叫做修缮尺寸法；其二，是利用堆焊、喷涂、电镶和粘接等方法增补零件的磨损外表，然后再进展机械加工，并恢复其名义尺寸、几何外形以及外表粗糙度等，这种方法叫做名义尺寸修缮法；其三，是经过特别修复技术，改动零件的某些性能，或利用零件的金属的塑性变形来恢复零件磨损部分的尺寸和外形等等。1/9/202451/9/202461/9/202471/9/202481/9/20249第一节机械加工修复机械加工在零件修复中占有很重要的位置，缘由在于绝大多数已磨损必需修缮的零件，需经机械加工直接来消除缺陷进展修复；当采用名义尺寸修缮法修复零件时，经堆焊、喷涂、镀、粘接等技术修复的零件外表，也需经机械加工，才干到达配合精度和外表粗糙度的要求；对零件外表进展喷涂、电镀等修复工艺时，往往需对磨损后的零件外表进展预处置〔如进展面加工、外表粗糙等〕，以保证获得均匀的并具有一定厚度的涂层或镀层。因此，机械加工是件修复过程中最常用也是最重要的一种方法，它可以作为一种独立的手段直接修复零件，也其他修复方法的工艺中预备和最后加工不可短少的工序。1/9/202410＃机械加工修复的特点零件修复中采用机械加工修复与制造新件有很大的不同。机械加工修复的对象是已磨了的外表，有变形，原来的加工基准已被破坏，加工余量小的旧件。旧件修复的特点是：(1)修缮中加工零件种类较多，数量较少，有时甚至是单件消费，零件尺寸，构造复杂。(2〕加工余量小，且有一定的限制，往往只对零件进展以“丝〞〔忽米〕为单位的部分加工；如有的旧件原有基准损坏呵斥加工定位复杂化，有的零件只进展部分加工等。(3)加工的工件硬度高，有时甚至要切削淬硬的金属外表，加之运用中产生的磨损与变等，使零件的修缮困难较大，加工技术要求较高。〔4〕因运用中零件有能够变形，零件的装卡和定位基准的选择比较困难。1/9/202411一、机械加工修复中应留意的问题零件的机械加工修复的难度通常要比制造新零件还要大。为了保证零件的机械加工住的质量，必需留意以下几个主要问题。〔一〕零件的定位基准与加工精度〔二〕轴类零件的圆角〔三〕零件的外表粗糙度〔四〕零件的平衡1/9/202412二、修缮尺寸法⑴定义：①修缮尺寸法：是利用机械加工除去待修配合件中磨损零件外表的一部分，使零件具有正I的几何外形、外表粗糙度和新的尺寸〔这个新尺寸对外圆柱面来说，比原来名义尺寸小，对孔J说比原来名义尺寸大〕，而另一零件那么换用相应尺寸的新件或修复好的磨损配合件，使它们健复到原有的配合性质，保证原有配合关系不变的修缮方法。②修缮尺寸：配合件的这一新尺寸，称之为修缮尺寸。修缮尺寸是根据零件的磨损规律事先规定的与原来公称尺寸不同的并根据它来修缮两相配零件的配合尺寸。修后配合尺寸改动了但配合精度没有改动。用修缮尺寸法修缮时常I有修缮尺寸配件。1/9/202413⑵方法修缮尺寸是根据相配两零件中重要而复杂的零件确定的，如轴与轴承配合的修缮尺寸是根据轴确定的，活塞与缸套配合的修缮尺寸是根据缸套确定的。按修缮尺寸法修缮零件时有几种典型方法：一是均匀磨损同心修缮〔修后轴心与新件才同〕；二是不均匀磨损不同心修缮〔修后轴心与新件轴心不一样〕；三是不均匀磨损同心修缮1/9/202414由于不同心修缮睬呵斥机械任务时产生不良后果而较少运用。1/9/202415⑶修缮尺寸等级与级差修缮尺寸有两种：一种是规范的，即各级修缮尺寸的间隔值为定值，其修缮尺寸和修缮数由国家或消费厂家一致规定，修缮厂只需修缮配合件中的一个，而另一配件由配件厂一致供应。级差：两个相邻修缮尺寸的差值。普通发动机的气缸与活塞的修缮尺寸，汽油机为4级，柴油机为8级，级差为0.25mm；曲轴主轴颈和连杆轴颈的修缮尺寸，汽油机为8级，柴油机为13级，级差为0.25mm；活塞销的修缮尺寸，汽油机为4级，级差为0.04mm；凸轮轴轴颈的修缮尺寸，汽油机为2级，级差为0.20mm.1/9/202416提示：ⅰ、由于车辆报废里程的差别及零件资料质量、强化工艺、构造设计的开展，不同车型的修缮尺寸等级也有所不同。ⅱ、在零件的非任务面上打印有修缮尺寸的级别或修缮尺寸的代号、尺寸误差分组标志等，也有的涂印在包装上，改换零件时应先细心核对这些标志。1/9/2024171/9/202418⑷修缮尺寸确实定修缮尺寸确定方法是：以气缸为例；①先丈量出磨损最大气缸的直径尺寸。②加上机械加工余量。加工余量的大小取决于加工设备及工人技术程度，目前普通取0.10～0.20mm。③然后选取与此值相接近〔必需大于气缸尺寸〕的修缮尺寸即是气缸的修缮尺寸。例如：某BJ492发动机，最大磨损气缸直径为φ92.34mm，加工余量为0.15mm,修缮时应为几级修缮尺寸，修缮尺寸是多少？1/9/202419解：根据下式确定修缮尺寸级别n>=(Dmax-D0+X)/ΔD=(92.34-92+0.15)/0.25=0.49/0.25n>=1.9圆整为2修缮尺寸确实定：D=D0+n×ΔD=92+2×0.25=92.50那么该气缸恢复到正确几何外形的尺寸为φ92.50mm，该气缸应选取第二级修缮尺寸，1/9/202420气缸镗削工艺：〔1〕丈量气缸尺寸：在一台待修的BJ492Q发动机上〔D0=92㎜〕，丈量数据如下表所示，气缸镗磨余量取0.15mm。1/9/202421另一种是非规范也称作恣意尺寸修缮法，其间隔值为变数，修缮时将相配零件中的主要件进展加工，去除缺陷恢复零件的正确几何外形和外表质量，而不用到达一定的修缮尺寸。根据加工好的零件尺寸再改换或修复其配合件。这种方法的加工余量小，修缮次数较多，但由于其非规范化，会呵斥配件拱应复杂化，配合副两个零件都要进展加工的结果。采用非规范化修缮尺寸时，除修缮件加工外表必需满足技术要求外，而且要求自制的配合件也必需符合技术规范，以确保修缮后的配合性质与质量。1/9/202422采用修缮尺寸法，优点：可大大延伸复杂贵重零件的运用寿命，简便易行，经济性好；缺陷：是减弱了零件的强度，使零件互换性复杂化。采用修缮尺寸法到达最后一级时，零件强度下降较多，假设需求继续运用此零件时需可采用较套、堆焊、喷涂、电镀等方法使其恢复到根本尺寸。1/9/202423三、附加零件法附加零件法用来补偿零件任务外表的磨损〔镶套修复法〕，也用于交换零件磨损或损伤的部分〔部分改换法〕。〔一〕镶套修复法1、定义：零件的镶套修复法的本质，是利用一个特制的零件〔附加零件〕，镶配在磨损零件的磨损部〔需先加工恢复零件这个部位的几何外形〕以补偿根本零件的磨损，并将其加工到名义尺寸而恢复其配合特性。1/9/2024242、特点：这种方法适用于外表磨损较大的零件。根据待修外表的外形，镶补件可做成衬套、垫圈或螺纹套的外形。如①可用来修复变速器、后桥和轮壳体中滚动轴承的配合孔，壳体零件上的磨损螺纹孔及轴的轴颈。②气门座圈，气门导管、气套、飞轮齿圈及各种铜套的镶配，也都采用此法。③有些零件在构造设计和制造上就曾经思索用镶套法，如湿式缸套。④有些本身就可以镶换，如气门导管和气门座圈。1/9/2024253、实例：①磨损较大的孔，如构造及强度允许采用镶套法修缮，应先将原孔搪大，压入特制的套，再对套的内孔进展加工使之到达需求的孔径尺寸和精度〔图5-4)。这对一壳体件的轴承孔的修复特别适用。1/9/202426②轴的磨损端轴颈假设构造和强度允许，可将轴颈加工较小的尺寸，然后在轴颈上压入特制的轴套〔图5-5),加工到需求的尺寸和精度。轴套和轴颈应采用过盈配合，为防止松动也可在套的配合端面点焊或沿整个截面焊接，也可用止动销固定。1/9/202427③轴头有凸台整体套法套入，可采用两半片的套筒，镶在车小的轴颈上并着轴颈构成线加以焊接，最后加工到名义尺寸，图5-6推土机铲刀架支承轴轴颈的镶套修缮表示图。1/9/202428④螺纹孔先将螺纹孔搪大到一定尺寸，并车出螺纹，螺纹的螺距通常与原有的螺纹的螺距一样。然后将特制的具有内外螺纹套旋入零件的螺纹孔中，螺纹套的内螺纹应与原有的螺纹一样，螺纹套可用锁止螺钉固定〔图5-7).1/9/2024294、本卷须知：①镶套资料应与被修零件的资料尽量一致，并应根据所镶部位的任务条件选择。②高温下任务的部位，应选择与基体资料线膨胀系数一样的资料才干保证任务的稳定性。③套的厚度根据选用的材和零件的磨损量确定〔钢套的厚度不应小于2～2.5mm，铸铁套厚度不得小于4～5mm)。④镶套的过盈量应选择适宜。过盈量过大，易使零件变形或挤裂镶套或承孔，过盈量缺乏，镶套又易松动和零落。1/9/202430镶套时，应根据相对过盈量的大小，选择镶套等级〔表5-1)注：相对过盈量是单位直径〔为镶套的根本尺寸〕上的过盈量，其值为过盈量与套外径尺寸之比。1/9/202431⑤配合部位的加工精度和粗糙度应到达规定要求，以保证配合能严密接触。通常采用IT6,IT7级，粗糙度Ra2.5～Ra1.25。外表粗糙度过高，镶套压入后使实践过盈量减小，贴合面也减小，易呵斥过盈缺乏和散热性能差。⑥重及特重级配合，用温差法加热包容件至150～200℃。被包容件用干冰冷却收缩，然后压入。1/9/2024325、镶套的操作镶套是一项细致的钳工操作。操作过程对镶套修复质量影响极大。①镶套前预备任务：必需仔细地丈量配合件的尺寸及外形误差；检查倒角和外表粗糙度；做好除油及除锈等清洁任务。②对正：在圆柱度误差的允许范围内，将包容面的大端与被包容面的小端对装，并留意使两配合件椭圆的长轴方向一致。③镶套的操作：配合时，运用压力机平稳压入，切忌用锤重击砸入。压入中应及时检查、校正镶套的歪斜。用压力机压入时还应留意在整个压镶过程中，压力不得出现急剧增高的景象，否那么应中止压镶。④特种方法：重级与特重级过盈配合件，宜将包容件加热至423K～473K镶进展热压配合。也可将被包容件用干冰收缩后再进展镶装。1/9/202433〔二〕部分改换法具有多个任务外表的机械零件，各外表在运用过程中的磨损程度是不一致的，有时只需一个任务外表磨损严重，其他外表尚好或只需轻度磨损。1、定义：对磨损程度不一致的零件，假设零件构造允许，可从零件上除去磨损严重部分，对这一部分另行制造好后，将其与零件的余留部分再焊接在一同。2、实例：①半轴，磨损猛烈的部位往往是花键槽，而其他任务面的磨损那么不大。用部分改换法修复半轴时，可将有花键槽的一端切去，然后用与半轴一样的资料制造一新端。再将此新轴端焊在半轴上〔通常用对接焊〕，然后校正半轴，对焊接上的轴端进展加工，出花键槽并进展热处置。最后对花键槽端进展精加工。1/9/202434②对齿类零件，尤其是对精度不高的大中型齿轮，假设出现一个或几个轮齿损坏或断裂，可先坏齿切割掉，然后在原处用机加工或钳工方法加工出燕尾槽并镶配新的轮齿，端面用紧固螺或点焊固定，如图5-8所示。③假设轮齿损坏较多，尤其是多联齿轮齿部损坏或构造复杂的齿圈损坏时，可将损坏的齿圈退火车去，再配新齿圈，衔接可用键或过盈配合，新齿圈可预先加工也可装后再加工齿。1/9/202435四、换位修缮法1、定义：换位修缮法是将零件的磨损〔或损坏〕部分翻转过一定角度，利用零件未磨损〔或未损坏〕部位来恢复零件的任务才干。2、特点：这种方法只是改动磨损或损坏部分的位置，不修复磨损外表。3、实例：①经常用此法来修缮磨损的槽、螺栓孔。1/9/202436a)磨损键槽的修缮；b〕磨损螺栓孔或螺孔的修缮1/9/202437②飞轮齿圈轮齿啮入部分单面磨损严重后常用换位修缮法修缮。详细方法：将齿圈压出、翻转180º后再将齿圈压入飞轮，利用轮齿未磨损部位可继续正常任务。③对履带式机械的驱动轮，经常采用两种换位修缮法；一种是在驱动轮一面磨损大〔前进方向〕，一面磨损小的情况下，将左右驱动轮互换安装；另一种是假设驱动轮是偶数齿，而履带链轨节距等于两个齿距时，驱动轮只需一半轮齿任务，当这一半轮齿磨损严重时，可将驱动轮相对转过一个齿距，使另一半轮齿进入任务，以延伸其运用寿命。1/9/2024381/9/202439五、钳工加工修复1、铰孔利用铰刀进展精细孔加工和修整性加工的工艺，它能得到很高的尺寸精度和较g外表粗糙度，主要用来修复各种配合的孔。2、珩磨用4-6根细磨料的砂条组成可涨缩的珩磨头，对被加工的孔作既旋转又上下沿轴向往复的综合运动，使砂条上的磨料在孔的外表上构成既交叉而又不反复的网纹轨迹，并磨去一层薄的金属。由于参与切削的磨料多，且速度低，又在珩磨过程中施加大量的冷却液，使孔的外表粗糙度变小，精度得到很大提高。1/9/2024403.研磨经过用铸件制成的，具有良好的嵌砂性能的研具，再加上由磨料中参与研磨混合脂调制成的研磨剂，在工件外表上进展研磨，磨去一层极薄的金属，获得一定的加工和粗糙度。研磨常用于修复高精度的配合外表。4．刮削刮削是用刮刀从工件外表上刮去一层很薄的金属的手工操作。刮削消费低、劳动强度大，常用磨削等机械加工方法替代。1/9/2024415．钳工修补(1)键槽当轴和轮毂相配的键槽只磨损或损坏其中之一时，可把磨损或损坏的键槽加宽，然后配制阶梯键。当轴和轮毂相配的键槽全部损坏时，允许将键槽扩展10％～15%，然后配制大尺寸键。当键槽磨损大于15％时，可按原槽位置旋转90º或180º，重新按规范开槽。开槽前需把旧槽用气、电焊填满并修整。1/9/202442(2)铸铁裂纹修补对铸铁裂纹，在没有其他修复方法时，可采用加固法修复。普通用铁板加固，螺钉衔接。脆性资料应该制止钻孔。1/9/202443作业及复习题1．什么是修缮尺寸法？什么是修缮尺寸？2．例题？3．运用修缮尺寸法有何要点？4．什么是镶套修复法？5．为保证镶套修复的质量应留意什么？6．镶套时应怎样操作？7．机械加工修复有何特点？8．机械加工修复有何本卷须知1/9/202444第二节零件的焊修1、概述零件的焊修：是利用电弧或气体火焰的热量，将焊丝或焊粉和零件的外表金属熔合，以到达填补零件的磨损和恢复零件完好性的工艺。实践运用：①磨损；②破裂；③断裂；④凹坑；⑤缺损等的修复焊修的优点：①具有维修质量高〔焊修的零件得到较高的强度〕；②焊层厚度容易控制；③消费率高、本钱低；④焊修设备简单、操作容易、便于抢修，因此成为运用较广的零件修复方法。1/9/202445焊修的缺陷：①因焊修的温度高，热影响大，对零件进展部分的不均匀的焊修后，易产生焊接变形和应力；②焊修时在焊缝近缝区因温度高引起组织变化，易呵斥焊修缺陷；③焊修时易产生焊接裂纹，尤其是铸铁件；④焊修热处置过的零件时，其较高的温度会破坏热处置层；⑤焊修时易产生气孔等缺陷，对焊缝的强度及密封性均有影响。1/9/202446零件常用的的焊修方法：焊接、补焊与堆焊焊接多用于构造件开裂与零件断裂的修复；补焊多用裂纹与破洞的修补。焊接及补焊又分为：普通焊〔电焊与气焊〕与钎焊。〔1〕气焊就是氧气―效乙炔火焰焊。气焊的优点是熔池金属冷却慢，速度可适当控制，能使焊缝的金属与母材相近似。其缺陷是焊接速度慢、消费效率低和零件容易受热变形。〔2〕电焊常用手工电弧焊。电焊的优点是施焊速度快、消费效率高和零件受热变形小。其缺陷是焊缝的机械加工性能比气焊差，焊缝硬而脆。1/9/202447〔3〕钎焊钎焊的熔焊温度低于熔点，靠焊料的浸透与吸附使零件衔接起来，用低熔点金属焊料或化学药剂，用气体火焰熔化后填补在修补处。软钎焊焊料熔点：低于400℃常用焊料：锡、铅及它们的金属。运用：焊接水箱、油箱、油管、浮子、集虑器等。硬钎焊：焊料熔点：高于500℃常用焊料：铜和银。运用：焊接缸体、缸盖裂纹。焊接高压油管、高压气管、气化器等。缺陷：结合强度差。不耐高温。1/9/2024482、铸铁零件的焊修汽车维修中所焊修的铸铁零件主要是灰铸铁〔如气缸体、气缸盖、变速器壳等〕件、可锻铸铁〔如后桥壳、制动蹄、差速器壳等〕件和球墨铸铁〔如曲轴〕件等。2.1铸铁的焊接特点铸铁的焊接特点：铸铁脆性大，导热性差，焊接比较困难。在焊接过程中，容易产生白口和裂纹。白口铁：在焊缝和母材交界的熔合面处生成一层白口铁，即铸铁中的碳以渗碳体〔Fe3C〕的方式存在，断面呈雪白色，严重时会使整个焊缝区白口化。由于白口铁质硬而脆，机械加工性极差，所以在焊修过程中应尽量防止出现白口铁。白口产生缘由：焊缝和母材交界处，冷却快→碳来不及以游离态析出→白口铁〔Fe3C〕。1/9/202449防止白口的措施：〔1〕预热法。即焊前预热工件，以降低焊缝与基体的温差；焊后采取保温措施，减缓冷却速度，使石墨能充分析出。〔2〕采用公用焊条。防止产生Fe3C，石墨化型焊条，镍基焊条等。裂纹产生缘由：焊缝和母材交界处，冷却快、冷却不均→拉应力→裂纹〔Fe3C收缩率比铸铁大一倍〕。防止裂纹的措施：〔1〕预热法。即焊前预热，减少焊接应力；焊后缓慢冷却，减轻收缩应力。〔2〕选用塑性和延展性好的金属焊条。铜铁焊条、镍基焊条、石墨焊条、高钒焊条。都能松弛焊缝的拉应力。〔3〕采用合理的焊接工艺。如小电流断续焊和分散焊等工艺措施。1/9/2024503、灰铸铁零件的电弧冷焊工艺3.1．焊前预备〔1〕清洁。彻底去除零件的油污、水垢、锈迹等。〔2〕钻止裂孔。检查裂纹的位置和方向、在裂纹两端的延伸方向上各钻一Φ4～Φ5mm的止裂孔。〔3〕开坡口。坡口角度为60°～70°底部为圆弧形，坡口深度约为工件厚度的2/3，不要开透。〔4〕打光。坡口两侧25mm以内的外表用钢丝刷或砂布打磨光，显露金属光泽。〔5〕栽丝法运用。对母材材质差而需焊缝强度较高的深坡口焊件，为防止焊缝的剥离，可在坡口两侧拧入钢质螺柱。1/9/2024511/9/2024523.2．施焊电弧冷焊的工艺要点是：小电流，实施分段焊〔10～30mm〕和分层焊，并对焊缝不断加以锤击，以减小焊接应力和变形。1/9/2024533.3．焊后处置焊接完后，应立刻对焊缝进展保温处置，使焊接区缓慢冷却。然后去除焊渣，检查焊缝质量。1/9/2024544铸铁零件的气焊冷焊——“加热减应焊〞4.1．加热减应焊原理加热减应焊又称对称加热法，即在焊补时另用焊炬对零件的选定部位〔减应区〕进展加热〔减应区加热温度不得超越970K，防止零件基体金属产生相变，但也不得低于673K，以免减应作用降低。〕，以减小焊接应力和变形的工艺。1/9/2024554.2．减应区的选择原那么〔1〕减应区应选在裂纹的延伸方向；〔2〕减应区应选零件强度较大的棱角和边缘处；〔3〕减应区应是对焊缝的膨胀和收缩影响最大的部位。4.3．加热减应区的选择能否得当的检验方法：当对减应区加热至773～873K，零件上待焊补的裂纹如扩张到1.0～1.5mm，那么阐明减应区的选择合理；如裂痕紧闭，那么阐明减应区选择不当。1/9/202456复习及作业题：1．试述铸铁焊修特点及防止白口铁和裂纹产生的措施。2．试分析铸铁电弧冷焊的工艺要点。3．什么是加热减应焊？怎样选择减应区？怎样确定减应区选择能否适宜？1/9/202457第三节金属热喷涂修复热喷涂是用高速气流将已被热源熔化的粉末资料或线材吹成雾状，放射到事先预备好的零件外表上，构成一层覆盖物的修复工艺。消费中多用来喷涂各种金属资料，因此通常称为金属喷涂或金属喷镀。假设所用资料是钢，那么普通简称为喷钢。非金属资料如塑料、陶瓷等，也可以喷涂。1/9/202458目前还没有规范的热喷涂分类法，普通是根据所用热源的不同来分类，分为燃气法、气体放电法、电热法和激光热源法等〔见图5-32),利用喷涂技术，可以在各种基体上获得具有耐磨、耐蚀、隔热、导电、绝缘、密封、光滑以及其他特殊机械、物理、化学性能的涂层，到达强化外表某些性能的目的，因此其运用广泛，可涉及包括尖端技术在内的各种领域。1/9/2024591/9/202460在机械修缮方面，喷涂是几种主要的零件修复工艺之一。如可运用喷钢修复各种直轴、曲轴、内孔、平面、导轨面等的磨损面，喷锌作防护层，喷青铜作轴承，喷高熔点耐磨合金以修复门等零件，喷塑料修复磨损面，等等。这种技术不仅可以恢复零件的尺寸，而且可强化其性能，成倍地提高其寿命，经济意义非常艰苦。1/9/202461一、几种金属喷涂的原理1．电弧喷涂如图示喷涂时，送丝机构3不断地将两根金属丝向前保送。两根金属丝进入导向嘴4内以后弯曲，从导向嘴伸出来时就相互接近。由于两导向嘴分别与电源的正负极相连，在具有一定电位差的两根金属丝相互接触短路后，电流产生的热量将尖端处的金属丝熔化并产生电弧，电弧进一步熔化金属丝。1一金属丝；2一电缆;3一送丝机构；4一导向嘴；5一空气喷嘴；6—工件1/9/202462熔化的金属丝被从空气喷嘴5喷出的0.5～0.6MPa的紧缩空气吹成微粒，并以140～300m/s的速度撞击到需喷涂的零件外表上。这样，半塑性金属颗粒以高速度撞击变形并填塞在粗糙的零件外表上，就逐渐地构成覆盖层。金属丝不断地向前保送，同时不断地被熔化，熔化的金属又不断地吹向工件外表，从而保证了喷涂过程的延续进展。1/9/202463电弧喷涂过程由以下四个循环阶段组成：①两电极接触，钢丝的尖端短路被熔化；②熔化的金属丝被紧缩空气吹断，电流忽然中断，引起自感电势并产生电弧；③电弧熔化的金属被吹散成为小颗粒；④电弧中断。以后，两电级再次接触短路并反复前一循环。每循环的时间短，通常只需千分之几秒。1/9/2024642．高频电喷涂高频电喷涂件原理与电弧喷涂根本一样，只是钢丝的熔化是靠高频感应实现。高频电喷涂的喷头由感应器和电流集中器组成，感应器4由高频发电机供电，电流集中器3主要是用于保证钢丝在不大的一段长度上熔化，钢丝6由送丝轮7以一定的速度经导筒8送进，紧缩空气经气道5将电流集中器内熔化的金属喷向零件外表。1一被喷涂外表;2一气体金属流；3一电流集中器；4一感应器;5一气道；6一钢丝；7一送丝轮；8一导筒1/9/2024653.氧一乙炔火焰喷涂它与电喷涂比较，其主要不同是只需一根金属丝和熔化金属丝的热源为氧一乙炔混合气。喷涂时，氧一乙炔气体从混喷嘴5喷出并着火熄灭，与此同时，金属丝2不断地被送丝机构1保送到喷枪头的中央。端头进入火焰中时便被熔化，熔化的金属立刻被紧缩空气吹散成很小的微粒，这些微粒与高速气流一同冲击到工件外表上，并粘附和嵌合到工件外表上构成喷涂层。1一送丝机构；2一金属丝；3一套管；4-金属丝导管；5-混合气嘴；6-空气帽;7一工件1/9/2024664．等离子喷涂等离子喷涂是经过气体把金属粉末送入高温射流而实现喷涂的。整个焊枪分为前枪体、后枪体和中间绝缘体三部分。前枪体用来安装喷嘴、构成喷嘴冷却腔及安顿进水管、进气管、进粉管等零件。后枪体用来安顿电极、出水管等零件。中间绝缘体用以保证前后枪体相互绝缘和衔接。1—绝缘套；2一后枪体；3一钨极；4一水口；5一进气口；6一电源;7一高频发生器；8一粉末口；9一送粉管；10—前枪体；11一涂层；12一工件1/9/202467二、喷涂层的构成过程、构造和性能〔一〕喷涂层的构成过程金属丝或金属粉末熔化后，被紧缩空气吹成很小的微粒，这些微粒以140～300m/s的速度向工件外表，并与工件外表结合起来，后到的颗粒又与先到的颗粒结合，如此延续进展，便逐构成了喷涂层，如图5-41所示。微粒在飞行过程中，高温的液态金属与空气接触，在凝固的同时，产生剧烈的氧化与氮化，结果使金属丝中的合金元素烧损。到达工件时，每个颗粒外包着一层氧化膜和氮化膜，对涂层的性能有严重的影响。高温颗粒以高速撞击到工件外表时，被撞扁而贴在工件外表上。此时，颗粒与工件外表之间有如下衔接过程：1/9/202468(1)机械粘合——工件外表通常都要进展粗糙加工〔例如喷砂、拉毛等〕，外表上的不平凸起对涂层有一种钩锚作用，微粒既和工件金属又和后到的微粒产活力械结合而构成覆盖层。发生这种情况的前提是金属微粒到达工件外表时，其温度应很高，处于塑性形状。喷涂时微粒运动速度近似等于空气流的速度，且微粒从喷枪口飞到工件外表的时间很短〔不超越0.003s〕，金属微粒不会猛烈地冷却。1/9/202469(2)吸附金属颗粒撞击到工件外表时，在两接触外表上，部分分子间间隔极近，它们的相互吸引力能使颗粒吸附在工件外表上。且飞到工件外表的金属微粒，由于撞击变形，一些微粒外表的氧化膜能够破裂而裸显露纯金属，而会产生分子状直接接触。发生这种情况的前提是两外表没有油污、水汽等杂物。！由此可知．金属喷涂层的衔接，既有机械结合，又有分子结合，以机械结合为主。1/9/202470〔二〕喷涂层的构造和性能⑴喷涂层的构造金属喷涂层不是熔合的而是由大大小小的金属小颗粒在塑性形状下堆砌而成的，颗粒被撞击成鱼鳞状，颗粒堆砌成的喷徐层构成孔隙，具有多孔性。在其他条件一样的情况下，电弧喷涂层的孔隙约占喷徐层体积的15％～20%，等离子喷涂层的孔隙率约占5％～10%。喷涂间隔增大，各种喷涂层的孔隙率都会添加；金属颗粒受热温度越高，放射速度－越大，氧化程度越轻，喷涂层的孔隙率越低。整个喷涂层由金属颗粒、氧化物、氮化物和孔隙组成，1/9/2024711/9/202472⑵喷涂层的性能①喷涂层硬度喷涂层的硬度取决于喷涂资料和喷枪规范。普通为HB150～350左右。喷涂资料、放射间隔、紧缩空气压力和喷涂层厚度对涂层硬度都有影响。金属喷涂层的硬度高于所用的金属丝的硬度，这是由于金属微粒放射到零件外表上后迅冷却而产生了淬火作用；后到的金属微粒撞击曾经堆积的微粒时，产生了冷作硬化作用；喷层中夹杂着氧化物。1/9/202473②喷涂层的耐磨性喷涂层的多孔构造有利于在零件外表上坚持一层油膜。因此，在正常的光滑条件下，喷涂过的轴颈和轴瓦的摩擦系数较小〔约为0.008)。喷涂层的较高硬度和较好的适油性能，使涂层具有较好的耐磨性。但在干摩擦条件下，喷涂层的耐磨性那么很差，会很快的磨损，所以那些在干摩擦条件下任务的零件，不运用金属喷涂法修复。1/9/202474③喷涂层对零件疲劳强度的影响喷涂层对零件的疲劳强度影响不大，但喷涂前零件的外表预备及涂层内存在的剩余拉应力会对疲劳强度产生一定的影响。因此，在进展外表预备时，应留意选择对零件疲劳强度影响不大的外表粗糙方法。④喷涂层的机械强度喷涂层的非金属熔合型构造使其本身的机械强度较低，各种钢质喷除层的抗拉强度极限为150～250MPa〔等离子涂层的强度最高〕。由于涂层的机械强度较低，在零件磨合期或干摩擦情况下，涂层的金属易零落。1/9/202475！结合强度取决于零件喷涂前的外表预备方法、喷涂方法和规范以及喷涂资料。⑶本卷须知：①零件外表喷涂前的预备方法对涂层的结合强度有较大的影响，零件外表越粗糙，涂层与基哟结合强度越高。金属熔化温度越高，放射速度越大，涂层与基体的结合强度越好。②紧缩空气压力、放射间隔、紧缩空气内含有油或水，金属丝上有油污和铁锈，以及送丝速度次，电喷涂的电压、电流选择不当，都会降低喷涂层与基体的结合强度。③金属喷涂层的作用，除了添加零件的尺寸和提高零件的耐磨性外，对提高零件的承载才干根本上不起作用。1/9/202476三、喷涂工艺喷涂或喷焊修复零件的工艺过程均可分为：外表预备、喷涂及喷涂后加工。〔一〕零件喷涂前的预备零件喷涂前的预备包括：外表除油及除锈，外表加工和外表粗糙以及键槽和油孔的处置等。喷前外表加工的目的是除去零件外表的变性层，消除不均匀的磨损，恢复零件正确的几何眯，并保证喷涂层有一定的厚度。普通加工量为0.5一1.0mm。常用的外表粗糙法有：喷砂、拉毛及车螺纹。1/9/202477外表预备任务完成后，最好立刻喷涂。待喷时间越长，工件外表层产生的氧化层越厚；附空气中的水汽、灰尘越多，涂层的结合强度就越低。有资料阐明，曲轴拉毛以后，停放2小喷涂，结合强度为11.9MPa，停放24h以后喷涂，结合强度降为9.2MPa.1/9/202478对不需喷涂的外表应设法维护，以防喷涂金属粘附。对较大外表可用薄铁皮包扎，对槽、油孔可用木塞、碳棒等堵塞，使堵塞块高出喷涂层度约1.5mm，以便喷完加工后进展清暇如图5-43及图5-44所示。1/9/202479〔二〕零件的喷涂零件喷涂规范是根据采用的喷涂设备、喷涂资料以及零件的构造尺寸等确定。〔三〕涂后加工喷涂后要对喷涂层进展检查，通常用螂头悄然敲击，假设发现洪亮的声音，表示合格，反之声音低哑，阐明喷涂层与零件外表贴合的不严密，应除掉重喷。喷涂层加工，普通是先车后磨，而磨削时因砂轮易被喷涂层的小顺粒堵塞，所以应采用粗粒度软砂轮〔粒度36一46)。切削、磨削的进给量应选的小些，切忌对喷涂层施加过大的压力。1/9/2024801/9/202481第四节零件的粘接修复法

粘接修复法——是用粘接剂将修复件粘接在一同的修复工艺。一、粘接工艺的特点、运用和粘接剂的分类㈠粘接的优点①能粘接各种金属、非金属资料，而且能粘接两种不同的资料。在粘接两种不同金属时，在l金属间有一层绝缘性的胶，可防止电化学腐蚀；粘接时不受外形、尺寸的限制。②粘接过程中不需加高温可修补铸铁件、铝合金件和极薄的零件，不会出现变形、裂纹等。挝程的温度不超越200℃，不会改动资料金相组织。③粘接缝有不漏泄、耐化学腐蚀、耐磨和绝缘等性能，粘接部位外表平整。④工艺简便，不需复杂的设备，操作入员不需求很高的技术程度，在施工现场和行驶途中可L修缮。本钱低，节约能源。1/9/202482㈡粘接工艺的缺陷是：(1)不耐高温〔普通构造胶只能在150℃以下长期任务；某些耐高温胶l能到达300℃。无机胶粘接可接受800℃以上的高温，但较脆〕;(2)抗冲击性能差〔普通粘抽于脆性太大，所以抗冲击性能很差〕；耐老化性能差，影响长期运用；尚无可行的无损质以方法，运用遭到一定限制。1/9/202483〔三〕粘接工艺的运用范围．从机械产品制造到机械维修，都可利用粘接来满足部分工艺需求。如以粘代焊、以粘代铆、以粘代螺、以粘代固等。如：①对零、部件裂纹、破碎部位的粘补；②对铸件砂眼、气孔的填补；③用于间隙、过盈配合外表磨损的尺寸恢复；④衔接外表的密封补漏、防松紧固；⑤以粘接替代铆接、焊接、螺栓衔接和过盈配合来修补零件。在工程机械的修缮中，粘接修复法常用于粘补散热器水箱、油箱和壳体零件上的孔洞、裂纹，也用于粘接离合器摩擦片及堵漏等。1/9/2024841/9/202485热熔胶1/9/2024861/9/2024871/9/202488有机硅粘接剂1/9/2024891/9/202490硅胶与金属粘接剂1/9/202491有机硅粘接剂1/9/202492〔四〕粘接剂的分类粘接剂种类繁多，分类方法很多。①按粘料的物性属类分为：有机粘接剂和无机粘接剂；②按料来源分为：天然粘接剂和合成粘接剂；③按粘接接头的强度特性分为：构造粘接剂和非构造粘剂；④按粘接剂形状分为：液态粘接剂与固体粘接剂；粘接剂的形状有粉状、棒状、薄膜、糊状及液体等；⑤按热性能分为：热塑性粘接剂与热固性粘接剂等等，参见表5-28。1/9/2024931/9/202494类别重要品种主要用途热固性树脂粘接剂1．脲醛树脂2、酚醛树脂3、酚醛一丁腈4、酚醛一缩醛5．三聚氛胺树脂6。环氧树脂7．环氧一尼龙8．环氧一丁睛9．环氧一聚硫10、聚胺脂11．不饱和聚脂12．丙烯酸双脂13．有机硅树脂14．杂环高分子胶合板、集成材、木材加工胶合板、砂布、砂轮粘接金属结构、金属一非金属粘接金属结构、金属一非金属粘接、层压材料加工胶合板，贴面板加工金属结构、金属一非金属粘接，硬塑料粘合金属结构粘接金属结构、金属一非金属粘接金属结构、金属一非金属粘接，密封耐低温胶，金属结构、金属一非金属粘接玻璃纤维增强塑料粘接厌氧胶，金属零件粘接，耐压密封耐高温胶，金属零件固定，耐压密封耐高温金属结构粘接剂1/9/202495热塑性树脂粘接剂1．氰基丙烯酸脂2.聚乙烯及共聚物3．乙醋（乙酸一乙醋酸乙烯共聚物）热溶胶4．聚醋酸乙烯脂5.聚乙烯醇6．聚乙烯醇缩醛7.聚氛乙烯和过氯乙烯8.聚丙烯酸脂9聚乙烯基醚硫化橡胶金属零件，硬质塑料粘接软质塑料制品粘接木材加工、包装、装订木材加工、包装、装订纸制品、乳液粘接剂的配合剂安全玻璃、织物加工聚乙烯制品粘接压敏胶压敏胶橡胶粘接剂1.氯丁橡胶2．丁睛橡胶3．丁苯橡胶4．改性天然橡胶5．羧基橡胶6．硅橡胶7.聚硫橡胶金属一橡胶粘合，塑料织物粘合金属一织物粘合，耐油橡胶制品粘合橡胶制品粘合，压敏胶橡胶制品粘合，压敏胶金属一非金属粘接密封耐油、密封1/9/202496二、有机粘接剂的组成及性能有机粘接剂是由高分子有机化合物为根底组成的粘接剂，根据其来源，可分为天然粘接剂和合成粘接剂两类。天然粘接剂如虫胶、鱼胶、天然橡胶等，其粘接性能较低，不适宜于金属部件的粘接；合成粘接剂普通由粘料、固化剂、增韧剂、增塑剂、稀释剂及填料等组成。各组分采用的原料的配比不同，粘接剂的性能也不同。机械零件粘接修缮中，常用的是以环氧树脂和热固性酚醛树脂为主要粘料的粘接剂。1/9/202497〔一〕有机粘接剂的组成①粘料粘料是粘接剂的根本组分，对粘接剂的性能起主要作用。在一种粘接剂里可以只采用一种粘料，也可以同时采用几种粘料。②固化剂固化剂是粘接剂的一个主要成分。固化剂的种类很多，有各种胺类、酸酐类、高分子树脂类等。运用不同种类的固化剂，固化条件不同，粘接剂的性能也就有很大差别。固化剂的用量对粘接剂的力学性能影响很大，固化剂缺乏会因固化不完全而粘接不牢；固化剂过多又会降低粘接后的力学性能。因此，必需严厉控制固化剂的用量。1/9/202498③增塑剂增塑剂是为了添加粘料的流动性和粘接剂的塑性与韧性而参与的一种高沸点低粘度液体。它与粘料有良好的相溶性，可以提高粘接剂的抗冲击强度和抗弯强度。增塑剂的用量过多会降低粘接强度和电绝缘性，并使粘接剂不易固化。环氧树脂粘接剂常用磷苯二甲酸二丁脂，磷酸三甲苯脂等作为增塑剂。1/9/202499④稀释剂稀释剂是为了降低粘接剂的粘度，便于施工，改善操作性能，添加粘接剂的润才干。常用稀释剂有两种，一种是活性稀释剂，它除了起稀释作用外还参与固化反响，成为联树脂构造中的一部分，如甘油环氧树脂、环氧丙烷丁基醚等；二是非活性稀释剂，它只起降枯接剂粘度作用，如甲苯、丙酮等。凡能溶解粘料的溶剂或能参与粘接剂固化反响的某些低度化合物，均可做为粘接剂的稀释剂。1/9/2024100⑤填料填料是为了降低粘接剂的收缩率和获得耐磨、耐热性能及降低本钱而参与粘接剂中的金属或非金属资料。常用填料为金属粉末、金属氧化物及非金属物质等，如表5-31示。填料名称用量（％）主要作用各种金属粉50-300提高导热、导电性能，降低热膨胀系数和收缩率石棉粉、玻璃纤维20-50提高抗冲击韧性和耐热性石英粉、瓷粉、钢玉粉40-200提高表面硬度，降低收缩率和热膨胀系数氧化铝粉、氧化硅粉30-100提高粘附性和耐热性二硫化钥、石墨粉30-80提高耐磨性和润滑性水泥、陶土、生石灰，滑石粉25～100提高粘度，降低收缩率和成本除上述物质外，还可根据需求在粘接剂中参与一些其他物质，如增韧剂、防老化剂、加速固化剂等。1/9/2024101〔二〕常用有机粘接剂的性能①环氧树脂粘接剂环氧树脂粘接剂，是以环氧树脂和固化剂为主，再加人增塑剂、填料、稀释剂等配制而成的。是一种人工合成的高分子树脂状的化合物。用它配用的粘接剂用途很广泛，能粘各种金属和非金属资料。环氧树脂粘接剂的优点是：粘附力强，固化收减少，耐腐蚀、耐油、电绝缘性好和运用方便。其缺陷是：耐温性能较差，抗冲击和弯曲的才干差。因此，选用时必需留意零件的任务条件。1/9/2024102②酚醛树脂粘接剂酚醛树脂可以单独运用，也可以和环氧树脂混合运用。单独运用的酚醛树脂，具有良好的粘接强度，耐热性也好，缺陷是脆性大，不耐冲击。目前，用它粘接制动蹄片效果很好。能用来粘接木材、硬质泡沫塑料和其他多孔性资料。用作金属粘接剂时，需求参与热塑性树脂、合成橡胶等高分子化合物进展改性。为了进一步提高粘接剂的耐热性，在组份内参与有机硅化合物，可得到较高的高温下的粘接强度。如JF一1酚醛一缩醛一有机硅粘接剂〔又名204胶〕的运用温度为－60℃～＋200℃，短时间可耐300℃温度，可用于摩擦片的粘接。1/9/2024103三、无机粘接剂和厌氧密封胶〔一〕无机粘接剂无机粘接剂主要有硅酸盐和磷酸盐两种类型，在机械维修中广泛运用的是磷酸一氧化铜无机粘接剂。无机粘接剂的特点是能接受较高的温度〔600～850℃)，粘附性好，抗压强度达90MPa,接抗拉强度达50～80MPa，平面粘接抗拉强度为80～300MPa，制造工艺简单，本钱低，但性脆，耐酸、碱性能差。多用于陶瓷和硬质合金刀具的粘接和量具的粘接，在机械维修中广泛用来粘金属零件的破裂损坏，如粘补内燃机缸盖气门裂纹，具有良好的效果。1/9/2024104〔二〕厌氧密封胶厌氧密封胶是由甲基丙烯酸脂或丙烯酸双脂以及它们的衍生物为粘料，参与由氧化剂成的催化剂和增稠剂等组成。其特点是在空气中不能固化，当粘合后，由于胶层内隔绝了气，丙烯酸双脂在催化剂作用下很快发生交链反响而固化，起粘接和密封作用，故称为厌氧胶。厌氧胶处于金属面之间时，因空气被隔离且与金属发生触变反响，从而自行固化并变到一定的坚韧硬度，固化后其体积不收缩，不溶于燃油、光滑油和水。1/9/2024105四、粘接剂的选择和粘接接头的设计和选择要得到好的粘接质量，除选用适宜的粘接剂种类外，还应设计、选择适宜的接头型式，并按定的工艺条件进展操作。〔一〕粘接剂的选择粘接剂的种类繁多，国内成熟的粘接剂种类达二百多种。选用粘接剂的根本原那么是：①根据被粘件资料被粘件资料的种类和性质选用粘接剂各种资料可选用的粘接剂参考表5-32。1/9/20241061/9/2024107②思索被粘件允许的工艺条件由于好的粘接效果，往往需求一定的固化温度、时间和压能到达，因此，所选用的粘接剂应为被粘接工艺条件所允许和现有设备条件能够实现的。对于加热困难的大型部件和受热易变形部件，普通要选有常温固化粘接剂；对于外形复曲面不能很好吻合，以及无法加压的部件，普通不可选用含有溶剂的要求加压加温固化的剂；对于应急抢修那么必需选用快速固化粘接剂等。1/9/2024108③思索被粘件的运用条件首先要根据被粘件的受力情况、受力方式来选择能满足强度的粘接剂，其次是根据被粘件的运用温度和所接触的介质〔如油、水蒸气、酸、碱等〕来选择的温度等级，耐不同介质的粘接剂。④思索特殊要求有些特殊要求，如密封、导电、导磁等，必需选择具有这些特殊性能的粘。另外，要思索本钱和粘接剂的来源，也是选择粘接剂的原那么之一。1/9/2024109〔二〕粘接接头的设计和选择一样的粘接剂，由于选用的接头方式不同，胶层受力形状差别很大。因此，要获得称心的质量，还要进展合理的粘接接头设计，其根本原那么是：(1)尽能够添加粘接面积；(2)尽量使疽力均匀分布在整个粘接面上；(3)尽量使接头粘接面接受紧缩、剪切或拉伸力，防止接受弯曲力或剥离力；(4)当接头要求耐震时，在胶层内可添加玻璃纤维布或其他织物作中间层；(5)当接头在较高温度下任务时，应尽量使粘接件与粘接剂的膨涨系数一致或接近；(6)对于力较大和冲击载荷的接头，可思索采用粘接和铆接，螺栓衔接，焊接，机械加固，贴加布层或钢板等结合的复合衔接方法。1/9/2024110几种粘接接头形式示意图1/9/20241111/9/2024112第五节零件的其他修复技术一、零件的压力加工修复法塑性是金属资料的一个重要特性，零件修复中的压力加工修复法就是利用金属的这一特而对金属零件进展修复加工的。零件的压力加工修复法是利用金属在外力作用下产生的塑性变形，将零件非任务部州金属转向磨损外表，以补偿磨损掉的金属，从而恢复零件任务外表的原有外形和尺寸。它硕件制造中的锻压、冲挤等压力加工根本一样，但压力加工修复往往是部分的加工，塑性变川较小，加热温度也较低。1/9/20241131、压力加工修复的特点：①修复质量高、省工又省料；②经常需求制造公用模具；③遭到零件结和资料的限制，如外形复杂的零件不便于冲压，脆性资料〔如铸铁〕不能采用压力加工。2、压力加工修复的方式：根据零件的资料，损坏情况和构造特点，压力加工修复法具有多种方式。普通可按外力作用方向和零件变形方向将其归纳为：镦粗、压延、胀大、减少、校正、滚压和挤伸等，其主要加工特性如表5-34所示。1/9/20241141/9/2024115压力加工修复零件可在冷态或热态下进展，在冷态下要使零件产生塑性变形需求施大的外力。冷态下的压力加工将使金属强化，提高金属的强度和硬度。为减少压力加工力的要求，常将零件需加工外表加热到一定温度。1/9/2024116用压力加工法修复机械零件,由于所要求的塑性变形量较小，并且要防止影响到零件未磨损的部位。因此，应尽能够采用冷压加工，而一定要加热的话，也要选择较低的温变，温度较高时，氧化景象严重，晶粒迅速长大会使金属资料