第五章汽车零件修复方法课件.ppt

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1、汽车零件修复方法汽车零件修复方法4/13/202315-1.零件修复的方法简介零件修复的方法简介 磨损件的修复方法磨损件的修复方法：机加工修理尺寸法：对已磨损的零件采用机加工使其恢复正确的几何形状、配合特性，获得新的几何尺寸。表面覆盖层结合机加工法：采用堆焊、喷涂、喷焊、电镀等方法对磨损部位进行修补，再采用机加工恢复其几何形状、配合关系与表面质量和名义尺寸。变形零件修复：变形零件修复：压力校正法 火焰校正法 裂纹修复：裂纹修复：电焊、气焊、钎焊 钳工机械法（螺纹填补）粘接法（胶粘）4/13/20232一、机加工修复法一、机加工修复法（机加工修复法是最常用的修复方法）1、机加法修复汽车零件时应注

2、意的问题、机加法修复汽车零件时应注意的问题(定位基准的选择和加工精度定位基准的选择和加工精度 优选原始定位基准，若原始定位基准有损伤或变形时，在使用前应对其进行修整，这样才能保证机加工的修复精度，特别是相互位置精度和形状精度。(轴类零件的过渡圆角轴类零件的过渡圆角 过渡圆角过小时，会引起大的应力集中，因此修复时应在保证装配和使用的前提下尽量加大过渡圆角，减小应力集中，从而减轻疲劳损坏。(表面粗造度表面粗造度 因为表面粗造度直接影响零件的配合性能、使用寿命和耐磨性。特别是过盈配合的配合性能。同时也影响零件疲劳强度和抗腐蚀性。因此要求修复件粗造度应达到新件的水平。因此，可采用滚压、抛光处理达到降低

3、表面粗造度的目的。(零件的平衡零件的平衡 因为机加工修复后往往会破坏零件的原有平衡，因此加工后应进行动、静平衡试验，保证高速旋转零件的动、静平衡。4/13/20233 2）曲轴修理尺寸）曲轴修理尺寸(轴轴)的确定及轴瓦的选配的确定及轴瓦的选配 用外径千分尺测量曲轴磨损后，磨损最大的部位最小直径 计算 值 标准直径 磨损最大的轴颈最大磨损处的最小直径 e光磨余量，取0.040.05。按照 值采取向上靠的原则，靠向哪一级选哪一级修理尺寸，前面冠“”号。根据曲轴修理尺寸级别选择同级修理尺寸的轴瓦。把选好的轴瓦装入轴承座孔后，按规定力矩拧紧，实测其内经，与结合面20角以上测直径 和 得 根据实测内径减

4、去配合间隙磨削曲轴 3）修理尺寸法的特点及应用）修理尺寸法的特点及应用 标准化修理尺寸便于配件供应，见表2-2-1（P106）；4/13/20235 按标准加工，加工余量大；延长基础件的寿命，经济性好；但修理尺寸用完最后一级后，强制限制必须采用镶套或表面覆盖恢复其原有尺寸。用于气缸活塞，曲轴轴瓦、凸轮轴、转向节、主销等。3、镶套修复法、镶套修复法 1）概念：）概念：零件使用中，当局部磨损、损坏，或孔用完最后一级修理尺寸，当结构和强度允许时，可将磨损部分扩大（或缩小），用静配合法镶一套，然后再加工到标准尺寸。主要用于：气缸体气缸套、气门座圈、主销孔等。2）注意事项：）注意事项：材料选择 高温下工

5、作的零件，应尽量选择与基材一致或相近的材料，使它们热膨胀系数相同，还应注意热稳定性，耐磨性。（铝缸盖铸铁气门座）过盈量选择应合适 过盈量过大，易使零件变形或挤裂；过小时易松动脱落。套不宜太厚（一般取23mm)，应力大小应与相对过盈量成正比。4/13/20236 轻级 0.0005以下 传递轻、小扭矩和冲击，需另行紧固；中级 0.00050.001 承受一定扭矩和冲击，过大时需另行紧固；重级 0.001以上 收缴大扭矩、动载荷，不需另行紧固。汽车上一般部位选中级。但是，气门座圈和飞轮齿圈等选重级。加工精度和粗造度。保证准确过盈量、要求配合面加工精度要高，粗造度要低。镶套操作时，可用压力机缓缓压入

6、，勿歪斜，不宜敲击镶入。可采用热镶和冷镶。热镶将包容件加热到150 200，迅速压入被包容件内。冷镶将被包容件在干冰或液氮下冷却到一定温度（-40），迅速压入包容件内。3）特点）特点 局部损伤，局部修复，延长基础件及重要部件使用寿命；一次可恢复到原有尺寸，为修理尺寸法修复打下基础；操作简单，成本低；质量易保证，不需高温，零件不易变形或退火。4/13/20237 二、表面覆盖层修复法二、表面覆盖层修复法 对于局部磨损、损伤或采用修理尺寸法用完最后一级修理尺寸时，可以采用振动推焊、喷漆、电镀、刷镀方法，填补已磨损或损伤地表面，增加一覆盖层，再采用机加工法恢复到名义尺寸。1、振动堆焊、振动堆焊 1）

7、堆焊设备）堆焊设备（见图2-2-6）2）堆焊过程的三个阶段）堆焊过程的三个阶段 、短路期：焊丝在送丝轮带动下前进与工件表面接触，形成短路，电流急剧上升，电压降为零，焊丝溶化与工作表面焊合。热量高达1020%；、电弧期：焊丝振动离开工件表面，焊丝尖端 处截面缩小，聚集大电流，电压升高，产生电弧放电。电弧放电期间热量高达80%，使焊丝溶化在工件表面上。、空程期：随着焊丝远离工件表面，放电结束，从电弧火花熄灭到再一次与工件表面接触为空程期，此时不产生热量。3）堆焊参数选择）堆焊参数选择（参数选择正确与否直接影响堆焊质量）电源和极性：选平硬外特性直流电源，工件接负极，焊丝接正极。电压：根据焊丝材料及工

8、件直径确定电压值4/13/20238 堆焊电流：根据工作电压、送丝速度、焊丝直径及成分来选择，一般为1020A之内，摆差不大于10A。电感：电感大小影响短路电流上升速率，影响堆焊质量。一般取0.20.7mH。堆焊速度（指工件回转线速度）其中：d焊丝直径；送丝速度；s堆焊螺距；h堆焊厚度；D工件直径；堆焊系数（取0.850.90）送丝速度 ：根据焊丝的直径和要求堆焊的厚度来选择。焊丝直径小时提高送丝速度；大时降低送丝速度。堆焊螺距（s）：取决于焊丝直径，s=（1.52.0）d 过小对前圈退火，降低堆焊层硬度；过大堆焊层不平整，应力大，疲劳强度下降。焊丝振动频率和振幅：频率：取50100次/秒；振

9、幅：按 A=(1.21.3)d 焊丝的伸出长度：L=（58）d。过长堆焊过程不稳；过短易堵塞焊嘴。焊丝与工件位置（水平角 和接触角 ）水平角 影响结合强度，一般取 =7590 接触角 影响对堆焊过程中的稳定性 =40504/13/202310 4）曲轴振动堆焊工艺）曲轴振动堆焊工艺 焊前准备 清洗去除油污、锈迹；检查磁力探伤检查裂纹，修补长度超过20mm纵向裂纹；磨削去处硬化层及细小裂纹，特别是原有喷涂层必须磨掉；堵油孔用铜棒、碳棒、石墨膏堵油孔；预热直径大于60mm曲轴必须预热，温度150300；曲轴堆焊 根据选好的参数进行堆焊，为了防止应力集中，在堆焊时，接近曲柄的22.5mm过渡圆角处不

10、应堆焊，且接近圆角处两圈处不宜冷却。焊后处理 为了减少变形和消除内应力，堆焊后最好在100200保温箱内保温一段时间，然后钻通油孔，检查有无缺陷；再进行机械加工。振动堆焊:：可在水蒸汽（CO2）保护下堆焊，或者是埋弧堆焊。5）堆焊层的性质）堆焊层的性质 硬度及耐磨性硬度及耐磨性：焊层硬度不均匀；焊层波峰为回火马氏体、屈氏体，硬度达到HRC4060；焊峰搭接凹处为索氏体和珠光体组织HRC2040（后一圈对前一圈的回火作用引起）。但不影响耐磨性，其耐磨性与新曲轴差不多。4/13/202312 喷涂工艺：喷涂工艺：表面准备表面准备：表面准备好坏直接影响涂层与基体金属结合强度。去油污和锈层（要干净）表

11、面加工：去除硬化层及消除不均匀磨损；然后进行表面粗糙化：车螺纹、拉毛或喷砂。堵油孔、键槽 预热：降低涂层与工件的温度差，提高结合强度，一般为100200 喷涂喷涂 打底层：均匀喷0.1mm左右的镍包铝 注意：以中性火焰为宜，火焰距离180mm200mm。喷工作层：工件线速度控制在200mm/s300mm/s。为达到一定厚度可采用多回次喷涂，但总厚度应不超过2mm。喷后处理：由于涂层硬而且脆，结合强度差。所以，机加工时采用YG6或YG8硬质合金刀头，切削速度控制在 20mm/min40mm/min。磨削加工时，一般用粒度46或60、硬度IR2或2R1碳化硅砂轮，进刀量要小，应控制在0.01mm0

12、.05mm之间。4/13/202314 涂层性质涂层性质 硬度和耐磨性 涂层组织为软基体上弥散分布着硬质相结构，基体显微硬度 为HV480，硬质相显微硬度达HV1200。因此具有比新件更好的耐磨性，但磨合期和干磨擦时磨损较快，应引起重视。结合强度：属于机械结合，因此结合强度较低，一般为0.4MPa左右，若表面 处理不好结合强度会更差。疲劳强度：对工件疲劳强度影响较小，因为喷涂时基体金属未熔化。因此喷涂可以修复任何材料的曲轴。2）喷焊）喷焊 喷焊是利用高速气流将用氧乙炔火焰加热熔化的自融合金粉末喷涂到准备好零件表面上，并经再一次重熔处理形成一层薄而平整呈焊合状态的表面层喷焊层，它可使工件表面具有

13、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化的特殊功能。它与喷涂工艺基本相似，可以克服喷涂层结合强度差、振动堆焊层内应力大的缺点，得到较高的结合强度，且应力小。特性：特性：硬度也是为奥氏体基体上分布着碳化物和硼化物硬质相，硬度可达HV10001200，因此具有良好的耐磨性。结合强度可达5.99MPa6.29MPa。广泛用于阀门、气门、键、凸轮等。4/13/202315 3、电镀与电刷镀修复法、电镀与电刷镀修复法 电镀由于操作过程温度不高，不致使零件受损、变形，也不影响机体组织结构，提高表面硬度、改善表面性能；因此可恢复零件的几何尺寸，延长其寿命。电镀可分为槽镀和刷镀。目前操作方便的刷镀被广泛使用。电刷镀：刷镀也称

14、作涂镀，可以在不解体或半解体的条件下快速修复零件。1）电刷镀基本原理）电刷镀基本原理（见图2-2-14，P121）利用像刷子似的镀笔在待镀工件的表面来回抹刷进行电镀，一般把工件作为阴极装在机床卡盘上，石墨镀笔接阳极。刷镀时，用外包吸水纤维的镀笔吸镀液在工件表面上相对运动，这时镀液中的金属离子在电场的作用下沉积在工件表面形成镀层。2）刷镀设备）刷镀设备：包括刷镀电源，刷镀笔和辅助工具等。见图2-2-1415 3）刷镀液）刷镀液 表面准备液也成称作为表面预处理液。作用：去除表面油污和氧化物，得到洁净表面。电静液：用于镀前除油。电静时，工作件接负极，镀笔接正极，利用氢气产生的大量气泡对油膜产生撕裂作

15、用来除油，反复擦拭利用溶液中的化学物质或乳化作用来去除油污，但对氢脆敏感件（弹簧钢、高碳钢）不宜采用。电净好的表征：是水膜连续水膜连续。4/13/2023164/13/202317 活化液：去除待镀表面氧化膜、杂物和残留物，从而使机体金属露出纯净的表面组织，以利于金属沉积。活化分为阳极活化和阴极活化。阳极活化：阳极活化：工作接正极，阳极被电解液电解，氧化膜被机械撕裂，氧化物析 出，露出纯金属。阴极活化：阴极活化：工作接负极，靠氢的猛烈析出，将氧化物还原或机械撕裂。活化良好的表征：活化良好的表征：低碳钢呈银灰色，中高碳钢呈深黑灰色，铸铁呈深黑色。刷镀溶液：有铜、铬、镍、镉、锌、银、铟、金等的盐溶

16、液。4）刷镀工艺）刷镀工艺 工艺过程：一般预处理电静水冲活化水冲镀过渡层水冲镀工作层镀后处理。5）刷镀层的性质）刷镀层的性质 结合强度：比槽镀高，远高于喷涂。硬度和耐磨性：可达HRC50以上。耐磨性比45钢淬火好，高1.8倍。疲劳强度：镀层内应力较大，一般疲劳强度下降30%40%，但镀后若进行 200300低温回火，可降低对疲劳强度的影响。三、裂纹的焊修方法和粘接修复三、裂纹的焊修方法和粘接修复 一般对于承受较大应力的部位采用焊修。焊修时应沿裂纹方向开坡口槽。对不承受应力和应力较小的部位可采用粘接修复法，注意粘接用胶的选择，重点：防水性、耐腐蚀性和结合强度等。4/13/202318 3、修复层

17、对零件疲劳强度的影响、修复层对零件疲劳强度的影响1.表2-2-6是几种修复层对疲劳强度的影响。可见堆焊层对疲劳强度影响较大，不宜用于半轴及轴向节修复；电弧喷涂层对疲劳强度的影响最小，对于承受交变载荷冲击小的部件可采用此方法。二、汽车零件修复方法的选择二、汽车零件修复方法的选择 零件修复方法的选择直接影响修复成本和修复质量，选择时可根据零件的结构、材料、损坏情况、使用要求及企业工艺设备等来选择。通过对零件的适用性指标、耐用性指标和技术经济指标进行统筹分析后来确定其修复方法。适用性指标适用性指标取决于零件材料、结构复杂程度、损伤状况既可修复性等因素。耐用性指标耐用性指标取决于修复后的耐磨性系数，疲

18、劳强度影响系数，结合强度影响系数等。表征零件修复后的质量指标。技术经济指标技术经济指标取决于修复方法的生产率和修复费用。4/13/202320 所谓零件修复方法的选择，广义而言就是研究在给定条件下能得到最好效果的方法，选择时应根据技术上可行、质量上可靠、经济上合理的原则技术上可行、质量上可靠、经济上合理的原则来确定。具体选择时应考虑以下几点：1、充分考虑零件工作条件、充分考虑零件工作条件（高温、润滑、载荷、配合特性等）对修复部位的技术要求是使技术上可行。例如：磨损严重时，镀层修复厚度不超过0.3，不宜采用；环氧树脂粘接只适于温度不大于100，无应力部位；涂层与基体结合强度差，不宜修复冲击载荷及剪切载荷大的部件；振动堆焊因对疲劳强度影响大，不宜用于疲劳十分敏感的部件；光滑镀层修复适油性差，不宜用于润滑困难的部件等1.2、应掌握每种修复方法特点、影响因素及适应范围、应掌握每种修复方法特点、影响因素及适应范围2.3、技术上要合理、可行，经济上要合算、技术上要合理、可行，经济上要合算3.应符合4.5.修复成本和制造成本6.修复后件行驶和新件行驶里程7.修复后，单位里程的成本应不大于新件，当然还要考虑配件供应情况、停工待料等的影响。8.4、考虑企业的生产设备、考虑企业的生产设备4/13/202321