发动机缸体一些缺陷的修复工艺
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柴油发电机汽缸体裂纹修补--补板法
汽缸体和汽缸盖产生的裂纹较长或有破洞且受力较小时,采用补板法修复较为理想。
其方法是:
(1)在裂纹两端的中间位置用钻头各钻一个止裂孔,如图4-7所
示,然后用细砂轮或其
他用具清理裂纹表面。
(2)用铁皮钳或其他
裁剪工具将(3±0.5)
mm的铜板或铁皮剪成
与裂纹形状相似且比裂
纹边缘长20mm的补
板。
(3)在补板四周每隔
13mm左右钻孔,孔径耍控制在4mm左右且与补板的边缘相距(12±0.5) mm.
(4)将补板按在裂纹或破口上,用工具画出与孔径相等的定位点,取下补扳后,在定位点攻出深度约为9mm并与孔径相适应的螺纹。
(5)在补板和汽缸体之间垫上石棉垫片并涂上密封胶后,再用平头螺钉固紧在汽缸体的裂纹处。
为了增加其密封性,可以在补板的四周用小锤敲击后再进一步固紧。
发动机缸体汽缸盖常见缺陷与对策发动机缸体汽缸盖是发动机的重要组成部分之一,也是发动机内部关键部位的保护与封闭装置。
它不仅承受着高温、高压和高速的工作环境,还需要具备良好的密封性和强度,以确保发动机正常工作。
然而,在使用过程中,发动机缸体汽缸盖可能出现一些常见的缺陷。
下面我将介绍一些常见的缺陷及其对策。
首先,常见的缺陷之一是汽缸盖的密封性不好。
汽缸盖的密封性不好会导致燃烧室的压力下降,影响发动机的工作效率。
这种情况通常是由于汽缸盖和缸体之间的密封垫老化或损坏所致。
对策是定期检查密封垫的状态,并及时更换。
其次,汽缸盖可能会出现裂纹。
汽缸盖裂纹的出现可能和高温、高压的工作环境有关,也可能由于制造缺陷或机械损伤导致。
裂纹的存在会导致汽缸盖的强度下降,甚至引起漏水、漏气等问题。
对策是加强发动机冷却系统的维护,避免因高温引起的产热过大,另外定期进行汽缸盖的检查和维护,对于有裂纹的情况及时更换。
另外,汽缸盖的气门导管也可能出现磨损或腐蚀。
气门导管是汽缸盖上用于安装气门的部件,因发动机工作时需要不断开启和关闭,所以导致了气门导管的磨损。
腐蚀则主要是由于燃烧室内的高温和化学反应导致。
这些问题会导致气门的密封性下降,进而影响发动机的工作效率和性能。
对策是定期检查气门导管的磨损情况,并根据情况进行修复或更换。
此外,部分汽缸盖还可能会出现焊接问题。
汽缸盖焊接问题可能是由于制造过程中焊接不良或焊接接头质量不过关所致。
焊接问题会导致汽缸盖的强度下降,甚至出现裂纹和漏油的情况。
对策是加强焊接工艺的控制和质量管理,确保焊接接头的质量,避免出现焊接缺陷。
综上所述,发动机缸体汽缸盖的常见缺陷包括密封性不好、裂纹、气门导管磨损或腐蚀以及焊接问题等。
对策是定期检查和维护汽缸盖,及时更换损坏的密封垫、裂纹严重的汽缸盖以及磨损或腐蚀严重的气门导管。
此外,还需要加强发动机冷却系统的维护,避免因高温引起的问题。
通过这些对策,可以确保发动机缸体汽缸盖的正常使用和工作性能。
浅析内燃机气缸体的修复工艺摘要:通过对内燃机气缸体磨损修复方法的分析,选择较佳的气缸体修复工艺,从而达到延长气缸体使用寿命,降低维修与使用成本的目的。
关键词:气缸体磨损修复工艺气缸对发动机来说,它的状况好坏直接影响着发动机工作性能和工作质量,以及使用寿命。
为了保证发动机的工作性能和质量,提高其使用寿命,常常需要对不能正常工作的、磨损的气缸体,进行修复。
如何修复气缸体,首先需要了解一下气缸体的磨损情况。
通常气缸体的磨损可能由下面一些因素造成:机械磨损,磨料磨损,电化学和高温、高压,以及高速气流的冲击作用等因素造成的磨损,这些为正常磨损;同时也可能有制造、修理、使用不当造成的非正常磨损。
其次要对气缸体进行技术鉴定,由此决定气缸体的修复工艺。
最后确定气缸体的修复方法。
通常气缸体修复的方法有:1、无法修复的采用更换气缸套;2、加大缸径,保证气缸镜面的圆度、圆柱度达到技术要求;3、无套缸体也可扩大气缸内径,镶嵌薄壁缸套。
第一种方法比较简单,但气缸部件的费用较高,因而不足取。
第三种方法是有针对性的,况且安装及加工精度要求较高,维修难度加大。
在实际中,往往选择加大缸径的修复方法。
现以常见的气缸体修复工艺为例,因为这种维修工艺对一般修理厂都易办的到,具有广泛的适用性。
具体步骤如下:第一步,对气缸检验。
正常的磨损常发生在活塞的上止点和下止点处,且形成的磨损较大,有较为明显的台阶。
主要是因为:1、活塞在到达上止点附近时,气环受到燃气的压力并以很高的压力比压向气缸。
2、尘埃从上部被吸入在上部形成积炭,造成气缸上部磨损量较大,形成磨损的最大量在上止点的下部。
3、飞溅在缸壁上的润滑油,润滑油中含有大量的金属碎屑和大量的尘埃等杂质,这些杂质在重力的作用下自下往上分布,致使缸壁的下部磨损严重。
4、气缸工作的高温使缸壁上止点第一环处的磨损量远远超过正常磨损量的许多倍,摩擦面呈现金属熔融的状态,边缘呈现不规则、不均匀的状的沟痕。
发动机铸铁缸体的焊补工艺发动机铸铁缸体的焊补工艺是指对铸铁缸体进行焊接修复的工艺。
在使用过程中,铸铁缸体可能会出现磨损、裂纹等问题,需要进行修复,以保证其正常工作。
以下是一种常见的发动机铸铁缸体焊补工艺的步骤:1.准备工作首先,需要将待修复的发动机铸铁缸体进行清洗,将其表面的油污、灰尘等杂质清除干净。
然后,用喷灯或高温风扇等工具对待修复部位进行预热,以削弱冷却应力,方便后续焊接操作。
2.选材在进行焊补之前,需要选择合适的焊材。
一般情况下,对于发动机铸铁缸体的焊补,常用的焊材有铸铁专用焊丝、变现镍合金焊丝等。
根据待修复部位的具体情况和要求,选择合适的焊材。
3.焊接操作在焊接操作前,需要根据待修复部位的情况选择合适的焊接方法,如手工电弧焊、受保护气体焊等。
根据焊接要求,选择合适的电流、电压和工作电极等参数,保证焊接质量。
在焊接操作中,需要注意以下几点:a.控制焊接过程中的温度。
铸铁的熔点较高,容易出现开裂、变形的情况。
因此,在焊接时应控制焊接温度,避免过高或过低的温度引起问题。
b.控制焊接速度。
焊接速度过快或过慢都会对焊缝质量产生不良影响。
因此,在焊接时需要保持适当的焊接速度,以确保焊缝的强度和连接质量。
4.后处理焊接完成后,需要对焊接部位进行后处理。
首先,对焊缝进行磨砂处理,使其达到规定的尺寸和形状。
然后,进行焊接缺陷的检测,如超声波检测、磁粉检测等,以确保焊接质量。
最后,进行铸铁缸体的热处理。
在焊接后,铸铁缸体容易出现残余应力,需要进行热处理以提高其力学性能和抗疲劳性能。
常用的热处理方法有退火处理、正火处理等,具体的处理方法需根据不同情况而定。
综上所述,发动机铸铁缸体的焊补工艺包括准备工作、选材、焊接操作和后处理等步骤。
通过合理的焊接方法和控制焊接参数,能够保证焊接修复后的铸铁缸体具有良好的焊接质量和性能,延长其使用寿命。
灰铸铁发动机缸体常见铸造缺陷与解决办法探讨摘要:缸体是汽车发动机的重要部件,常用的缸体材料包括灰铸铁、合金铸铁、铸造铝合金。
由于气缸内的工作温度较高,要求汽缸强度足够,承受机械负荷与热负荷,而灰铸铁凭借其诸多优势可以用于发动机缸体制造,但是依旧存在着铸造缺陷。
基于此,本文分别从气孔、砂眼、渣眼、跑火、冲砂、冷隔等方面分析常见铸造缺陷与解决办法,希望对相关研究带来帮助。
关键词:灰铸铁发动机;缸体;铸造缺陷发动机缸体具有外壁薄、结构复杂等特征,在运行过程中需要气压试验。
整个铸造工艺较为复杂,需要借助砂芯形成内部和外部结构,整体铸造难度大,不加强质量控制会导致废品率上升,以下对缸体铸造缺陷和处理措施进行分析。
一、气孔缸体出现的气孔逐渐表现为侵入性气孔,随着浇注的完成,砂芯发气量增大。
如果气体未能及时排出会导致水分升高,浇注温度下降以及最小剩余压头不足,出现问题的主要位置集中在缸筒内壁、搭子位置、上型加强筋位置[1]。
(一)搭子气孔和最高点气孔卧式浇筑缸体设置在上行缸体搭子部位,其位置偏高,会由于排气不畅导致搭子气孔,并且其它较高位置也会出现气孔,主要应对措施如下:技术人员可采取增加排气针的方法提升排气水平,主要选择明排气针。
也可以对暗排气针利用。
如果选用明排气针,合箱过程中型砂容易从排气针顶部进入型腔内部,由此出现砂眼,所以合箱操作之前需要吹净排气针顶部和周边的散沙。
如果采取暗排气真的方法排气,针根部截面积要达到内浇道截面积1.5倍,同时排气针需要尽量接近型砂顶部。
通常在不出现排气孔的情况下采用暗排气针的方式,可以避免排气针眼根部出现明砂眼。
(二)缸体内壁气孔该问题出现的主要原因在于水套芯发气量过大,进行带水套的缸体铸造时,需要使用水套芯,而这种材料主要由覆膜砂制作,加之水套芯排气通道较少,浇筑后受到铁液的包裹,如果水套砂芯排气效果不佳,缸体的筒内壁就会出现侵入性气孔。
此外,水套芯使用的芯撑质量存在缺陷也会造成钢筒内壁气孔出现,一般完成加工后才能发现,应对措施如下:其一,合理设定芯盒设计以及芯盒温度。
1、转动轴镶在缸体上的螺丝断裂了,导致缸体出现裂缝;
2、铸造工艺上出现问题,导致裂缝出现;
3、裂纹穿过缸套的沉孔及缸体上的缸盖固定螺纹孔,使缸体内外通裂,冷却液外渗。
发动机缸盖裂缝可以修补的:
1、拆卸,卸掉高压油管、细滤器到第一缸的回油管、进气支管及2根双头螺栓;
2、处理裂纹,用电动钢丝刷刷去裂纹处的铁锈,宽度约15mm,长度超出裂纹两端约30mm。
再用角磨砂轮随裂纹打磨出2—3mm、长度超出两端约30mm的V型槽;
3、钻孔攻丝,首先,在裂纹两端用5mm的钻头钻止裂孔,直达主水道,深度10—15mm,再等距离地上下各钻5mm的孔,用M6的丝锥在各孔内攻丝。
缸盖裂纹经常出现在气门座或气门座圈及火花塞螺孔之间。
如果裂纹宽度最大不超过0.5m或火花塞螺孔虽有裂纹但不超过头圈范围,则缸盖可继续使用。
关于国产装载机的发动机缸体破损修复工艺分析前言:由于装载机装卸速度快,生产效率高,常用于基建、港口、铁路等行业生产建设,我公司拥有数十台国产及进口装载机,每天作业于码头、库场等生产一线,承担着生产作业的重要角色。
其中两台国产装载机因连续运转作业及司机的误操作等原因造成发动机连杆支出,顶破发动机缸体,造成无法正常进行作业问题。
如采购安装将延误作业现场的生产进程,所以决定进行自行修复。
缸体为灰铸铁浇铸而成,破损位置在没有同等材质的情况下决定采用异种金属进行填补焊接,而达到继续使用的要求。
关键词:灰铸铁,Z308焊条,焊接应力,焊接裂纹1、焊接材料的选用根据灰铸铁与Q235钢板在焊接性,线膨胀性和收缩性等方面都存在的差异,决定采用纯镍焊条EZNi(Z308)和电弧焊冷焊工艺较为适宜。
2、焊前准备为了使补焊获得成功,并获得满意的焊接质量,焊前必须作好充分的各项准备。
2.1选用ZX7—400S山东奥太逆变焊机一台。
2.2 EZNi(Z308)焊条,ø3.2mm适量;E4303(J422)焊条,ø3.2mm适量,保温筒一个。
2.3 EZNi(Z308)焊条药皮为石墨型,焊前需经150-200℃烘干1-2h,并保温1h,然后放入保温筒,随用随取。
2.4取尺寸适当,板厚5mm的Q235钢板一块。
2.5日本牧田电动角向砂轮一台,砂轮片直径ø100mm,厚3mm。
牧田电动角磨一台,角磨头为柱形小号。
2.6小锤若干把,锤头圆角尖部为2.0--3.0mm。
3、缸体破损处整形及坡口准备3.1 发动机缸体为灰铸铁,用E4303(J422)焊条、电流为130A,把破损处的裂纹和多余母材去除掉,并把缺口处大致修整成形。
3.2 用电动柱形角磨头,把缺口处打磨成圆弧形,以免在焊接过程中引起应力集中,发生剥离性裂纹。
3.3 用电动角向砂轮打磨母材缺口处坡口,坡口角度为30°±1°,钝边为1.5mm。
检查和修复柴油机缸体及缸盖裂纹首先用金属物件轻轻敲击,如发出的声音不清脆而沙哑,则有裂纹。
然后进行仔细察看,找到裂纹的范围。
如还找不到可利用专门的设备进行水压试验,加压后渗水的部位即为裂纹所在位置。
如果没有专门设备,可将75%的机油和25%的煤油混合液涂抹在待检查的部位,然后用干棉絮将混合液擦掉,并立即涂上一层氧化锌甲醇溶液,溶液改变颜色的地方即为裂纹所在地。
此法也可用煤油或柴油代替机油和煤油的混合液,用白粉笔末、白石灰粉末等代替氧化锌甲醇溶液。
白色粉末应涂得均匀,不可涂得太厚。
在白色粉末变黑的地方即为裂纹所在地。
如果裂纹所在位置受冲击力不很大,可采用粘接法修复;如果裂纹部位的工作温度在300℃以下,可用环氧树脂粘补;裂纹部位工作温度较高时,可用氧化铜一磷酸无机粘合剂粘补。
粘补时需将被补部位除尘、除油、除锈、干燥、起糙,然后涂上配制好的粘合剂,根据需要在外再贴敷玻璃布或金属补板。
如果裂纹发生在内部且强度要求很高的地方,可采用焊接法,目前经常应用的是电焊冷焊法。
首先用钢丝刷清洁裂纹,最好用气焊火烤一下,然后在裂纹两端各钻一孔;用錾子沿裂缝开一条深度不超过工件2/3的75~85°的“V”形槽。
选用大小适合的铸铁焊条,用130~250安培的焊接电流,焊接时要分段进行。
一般每次焊10~15毫米长的一段,焊一段用手锤轻轻敲打焊缝,待工件温度下降到30~40℃时,再焊下一段,直至全部焊接完毕,并对部位进行錾削除刺去毛。
如果裂纹范围较广较集中,可采用补板法修复。
首先将裂纹部位用钢丝刷清洁,在裂纹两端各钻一孔。
根据裂纹范围,离裂纹边缘约18毫米切取厚2~3毫米的钢板或铜板作补板。
用直径为4毫米左右的钻头沿补板边缘钻孔,每孔间隔15~18毫米。
把补板置于裂纹部位,以补板为模板,在被补件上钻孔,并加工成螺孔。
将补板贴近被补件的一侧涂上红铅油,然后安装在被补件上,用螺栓紧固。
修补小裂纹可采取钉补法。
用直径5毫米的钻头,沿裂纹间隔钻孔,并攻制螺纹,然后用紫铜棒制成的螺钉拧入螺纹孔中,其深度与缸垫的厚度相同,留在机体表面的螺钉用手据在距机体表面2~3毫米处锯断。
缸壁磨损修复方式
缸壁磨损是指发动机缸体内壁面因长时间摩擦和磨损而导致表面粗糙度增加,影响气缸的密封性能和发动机的工作效率。
修复缸壁磨损主要有以下几种方式:
1. 精密研磨修复:使用专业的研磨机械设备对缸体内壁进行研磨,将磨损表面去除,恢复平整度和粗糙度,使其达到标准尺寸。
这种方法适用于轻微的磨损,修复后可恢复较好的密封性。
2. 镀铁修复:对于磨损较为严重的缸体,可以采用镀铁修复技术。
该方法是在缸体内壁涂覆一层特殊的铁合金材料,然后再进行研磨,使其恢复平整度和粗糙度。
这种方法修复后的缸壁硬度较高,能够提供更好的密封性和耐磨性。
3. 镶铁套修复:对于过度磨损或严重破损的缸体,可以选择镶铁套修复方法。
该方法是将缸体内壁加工成适合的尺寸,然后在内壁上安装一层铁套,使其与活塞进行密封。
这种方法能够有效地修复严重磨损或破损的缸体,保证发动机的正常工作。
78AUTO TIMEMANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺发动机缸体裂纹的原因分析及修补工艺唐晖锋 陆华辉 蒙力上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007摘 要: 本文主要通过对发动机缸体裂纹的原因进行分析,采取相应的防范措施,并提出有效解决发动机缸体裂纹问题的修补工艺,以高质量修补发动机缸体裂纹,使发动机缸体能够发挥出在汽车发动机运行中的功能,保障发动机的正常运行。
创新发动机缸体裂纹修补工艺,提高汽车修理水平,从而为汽车的安全行驶提供重要保障,推动汽车行业的可持续发展。
关键词:发动机;缸体;裂纹;原因;修补工艺1 引言随着我国社会经济的高速发展,汽车行业也取得了不错的成绩,越来越多的人开始使用汽车,汽车数量逐渐增多。
在汽车行业发展的过程中,不仅要从经营管理方面着手,还要关注汽车修理技术的研究和创新,以解决汽车运行中发生的故障,保障人们的生命财产安全。
发动机是汽车行驶的核心动力设备,而缸体则是发动机中的重要组成部分,必须予以高度重视,不容忽视。
一旦发动机缸体出现裂纹,却未得到及时的修补,那么便很容易造成发动机无法运行。
造成发动机缸体裂纹的原因有很多,需要做好相应的防范措施,若是直接更换气缸,则会提高成本,因此要不断地创新缸体裂纹修补工艺,以获得更多的经济效益。
2 发动机缸体裂纹的原因汽车发动机缸体的材料通常来说都是灰口铸铁(如图1),只是在型号上有所不同。
这种材料具有以下特点:一是具有较高的强度,十分耐磨;二是具有较好的耐热性,可抵抗较大幅度的震动;三是可承受一定范围内的弯曲应力和压力。
这一材料的缺点则在于不具备良好的可塑性,很容易产生内应力。
汽车发动机缸体出现裂纹的原因主要有以下几种:第一,在制作汽车发动机缸体的时候,并未进行科学的人工处理,以致于出现了缺陷,整体质量还有待提高;第二,缸体在低温状态下容易被冻裂而产生裂纹,另外在受到猛烈的撞击之后也可能产生裂纹;第三,发动机缸体中的活塞和曲轴安装有问题,在维修的过程中没有严格按照规定要求来执行,暴力施工而致使缸体出现裂纹;第四,汽车驾驶人员在开车的过程中,驾驶习惯不好,或是其他偶然事故造成缸体裂纹[1]。
发动机缸体裂纹的原因分析及修补工艺发动机缸体是发动机的重要组成部分之一,它主要承受着高压燃气的冲击和工作周期的循环压力。
由于负责若承受着巨大的力量,加上高温和高压的环境,导致发动机缸体容易发生缸体裂纹问题。
本文将对引起发动机缸体裂纹的原因进行分析,并介绍一些常用的修补工艺。
1.工艺问题:制造过程中,发动机缸体的冷却加热控制不当,会引起缸体的变形,导致应力集中,从而引起裂纹。
2.温度影响:发动机长期工作在高温环境下,不同材质的发动机缸体对热膨胀系数不同,温度差异会导致缸体的应力变化,进而引起裂纹。
3.水冷系统问题:如果水冷系统故障导致冷却不良,发动机缸体会因过热而发生热应力过大,从而导致裂纹出现。
4.动力强化问题:如果发动机的功率升级,引擎受到的压力和应力将会增加,超出缸体原本的承受能力,导致缸体裂纹的产生。
5.质量问题:发动机缸体在制造过程中,如出现原材料质量不合格、焊接过程有缺陷等问题,也会导致缸体的裂纹。
1.纯化裂纹:使用砂轮或磁粉探伤等工具,将裂纹处纯化清理,去除裂纹的杂质,为后续修补做准备。
2.填充材料填补:使用特殊的填充材料,如高温环氧树脂胶进行填补,填补至裂纹处及周围一定深度,填补后进行固化,在填补完成后要进行打磨以保证表面光滑。
3.焊接修复:如果裂纹较大且需要较高强度修复时,可以采用TIG焊接或等离子焊接等方法。
在焊接过程中,需要将裂纹两侧加热并进行预热,然后使用适当的焊条进行焊接,最后进行后续的热处理。
4.淬火热处理:在修复裂纹后,需要进行淬火热处理以提高缸体的硬度和强度。
通过加热到适当的温度,然后迅速冷却,使缸体经历一定的相变过程,增加其硬度。
5.冷却系统维护:检查并维护发动机冷却系统,确保冷却液正常循环,防止过热引起裂纹。
总之,发动机缸体裂纹的原因多种多样,修补工艺也因情况而异,需要根据实际情况选择适当的修补方法。
在修复过程中,需要注意控制好修补过程中的温度和压力,以确保修复后的缸体可以正常工作,并且要做好后续的维护工作,延长发动机的使用寿命。
发动机缸体铸造缺陷及对策新闻摘要:概述改革开放后近十年来,我国的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还是铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸概述改革开放后近十年来,我的汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世,与之相适应的汽车发动机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造的水平也得到了极大的提高,无论铸件产量还铸件技术要求及铸件质量,都基本上满足了现代汽车发动机日益提高的要求。
以中小型乘用车发动机主要铸件汽缸体(汽缸盖)生产为例,众多汽车发动机铸造企业都采用了粘土砂高压造型(少数为自硬树脂砂造型),制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺,而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼,所生产的发动机均为高强度薄壁铸铁件。
许多厂家为满足高强度薄壁铸件的工艺要求,纷纷引进先进的工艺技术装备,如高效混砂机、高压造型线、高度自动化的制芯中心、强力抛丸设备,大多采用整体浸涂、烘干,并且自动下芯。
在过程质量控制方面,许多企业实现了在线检测与控制,如配备了型砂性能在线检测、热分析法铁水质量检测与判断装置、真空直读光谱仪快速检测。
清洁度检查的工业内窥镜等。
相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模拟技术。
可以毫不夸张的说,就硬件配置而言,我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界工业发达国家,一句话,具备了现代铸造生产条件。
(为叙述方便,以下称上述框架内容的生产条件为现代生产条件。
)然而,应该承认,在发动机铸造企业的经济效益与产品质量以及铸件所能达到的技术要求方面,我们与世界发达国家还有较大的差距。
提高产品质量,减少废品损失,是缩小与发达国家差距、发挥引进设备效能、提高企业效益的重要途径。
1 气孔气孔通常是汽缸体铸件最常见的缺陷,往往占铸件废品的首位。
汽缸缺陷的冷焊法修复及其变形控制汽缸缺陷的冷焊法修复及其变形控制曾小云【摘要】某390MW汽轮机汽缸存在严重缺陷,需要在安装现场焊接修复。
修复中存在的主要技术问题是焊接冷裂纹和变形超过汽缸设计允许范围。
在对热焊法与冷焊法工艺比较的基础上,结合缺陷特点和汽缸材料的焊接性,提出了一种改进的冷焊法工艺,即较高预热温度,镍基填充材料,辅以变形监测,并根据变形情况采取相应的控制措施。
工程实践表明,该工艺避免了焊接冷裂纹和过大的焊接变形,保证了汽缸的成功修复。
关键词:汽缸;冷焊法;修复;冷裂纹;变形某390MW汽轮机汽缸安装过程中,发现其高压缸下缸进汽外端存在裂纹。
裂纹呈人字形,最深90mm,长分别为190mm、180mm、160mm,其中一边沿轴封凸台边扩散至凸台端面,如图1所示。
通过较高预热温度的冷焊法对汽缸进行了修复。
由于较少见到冷焊法修复时变形的相关报道,为此通过设置变形监测点,获得了汽缸变形历程、产生变形的主要原因及其影响变形的主要因素。
1. 主要焊接技术难点分析(1)焊接冷裂纹高压下外缸材质为ZG15Cr1Mo1,其化学成分如附表所示。
根据IIW推荐的碳当量公式计算ZG15Cr1Mo1钢的碳当量为0.702%。
根据碳当量判据,该钢具有强烈的冷裂纹倾向。
补焊区域壁厚约130mm。
根据打磨后的坡口形状估算,填充金属量约为17kg,加上裂纹呈人字型分布,这些都极大增加了补焊区域的焊接应力与拘束应力,加大了补焊区域的冷裂倾向。
(2)焊接变形由于焊接不均匀的加热和冷却作用,所以在修复过程中,汽缸将产生水平方向(中分面方向)、径向(内孔方向)和端面方向(轴向)的变形。
根据汽缸设计要求,汽缸上述三个方向允许的最大变形量均为0.05mm,因此修复过程中,应采取必要的措施,将汽缸的变形控制在允许的范围内。
2. 焊接方法的比较与焊接工艺的选择(1)焊接方法的比较汽缸常采用的焊接修复方法有热焊法和冷焊法。
热焊法采用与汽缸同质焊材,焊前对汽缸预热到200~300℃,焊后整体高温回火。
灰铸铁发动机气缸体的修复摘要:铸铁在现代工业应用比较广泛,在市场上75%以上的铸铁铸件是灰口铸体,本文根据灰口铸铁的焊接性,对发动机气缸体进行电弧伴热焊修复,对焊接施工工艺进行详细的解说。
关键词:灰口铸铁;电弧焊;补焊工艺;焊接方法一、前言灰铸铁具有良好的铸造性和机械性能,优越的耐磨性,减震性和导热性。
生产方便,价格便宜。
被广泛的适用于工业领域选定的构件加工,如铸造工艺的特点往往存在一定的缺陷,如果这些缺陷能够得以修复,将给企业节约很大的资金,考虑到灰铸铁焊接性能差及化学性能强度低等,阐述各区域的不同组织形成将给焊接出现的缺陷及如何控制好新旧缺陷的产生。
二、灰口铸铁的焊接性由于HT250适合用于发动机缸体材料,从铸铁的焊接性分析,由灰铸铁的化学成分上的特点是以C与SP杂质高,在焊接接头中冷却速度的变化与冷热裂纹的敏感性加强。
另外灰铸铁力学性能的特点造成焊接容易产生裂纹。
主要问题是其一焊接头容易形成白口铸铁与高碳马氏体组织;其二是焊接接头容易形成裂纹,如果不采取加热升温和保温处理,电弧冷却后将出现整个焊接接头可分为以下几个区域1.焊缝区当焊缝化学成分与灰铸铁母材相同时,不仅影响焊接接头加工性,并且由于易脆容易产生裂纹,如果采取异质材料进行铸铁焊接,使焊缝组织不自然可防止焊缝白口的产生,或减慢焊缝的冷却速度,并调整焊缝化学成分增加焊缝的石墨化能力,也可防止产生白口。
2.半熔化区此区较窄,处于液相浅及共晶转变下限温度之间,其温度约为1150-1250°,焊接时,此区处于半融化状态,即液固状态,其中一部分铸铁已转变成液体,另一部分铸铁通过石墨片中的碳的扩散作用,也已转变为碳所饱和的奥氏体,由于电弧冷焊过程中,该区加热非常快,所以可能有些石墨片中的碳未能向四周扩散完毕而成细小片残留。
此区冷却速度最快,故液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体,继续冷却则从奥氏体分析出二次渗碳体,在共析转变温度区间,奥氏体转为珠光体,这就是该区行程的白口铸铁的过程,采用缓冷则可减少甚至消除白口及马氏体的形成。
发动机气缸体一些缺陷的修复工艺The repair process of some defect of Engine cylinder block机制0903 苑庆超学号2011212010120摘要:本文主要介绍在发动机使用一段时间后针对汽缸体经常出现的一些问题、缺陷所采用的一些修复工艺。
如缸体上表面的螺栓滑扣采用镶螺套法进行修复、缸体上平面的裂纹与边角缺损采用加热减应气焊进行修复、缸体水套壁的裂纹与破损采用手工电弧冷焊或手工电弧焊挖补法进行修复、气门弹簧座和气门导管壁的裂纹以及气缸套壁渗漏缺陷采用厌氧胶粘补法进行修复、轴承座的磨损失圆和不同轴度采用电刷镀修复。
Abstract:This paper introduces some repair process of the problems and defects that often appear in the engine cylinder block when it is used for a period .For example the sliding of the bolt on the surface of cylinder block can be repaired by the method of setting bolt sleeve.The cracks and corner defects on the surface of the cylinder block can be repaired by the method of gas welding.The cracks and damage of the cylinder block water jacket can be repaired by the method of manual arc cold welding .The cracks of valve spring retainer and valve guide wall and the leakage of the cylinder sleeve wall can be repaired by the method of anaerobic adhesive filling.Bearing pedestal grinding loss of round and loss of axiality can be repaired by the method of electro-brush plating.关键词:镶螺套;加热减应气焊;手工电弧冷焊;厌氧胶粘补;电刷镀修复Keywords:setting bolt sleeve; gas welding; manual arc cold welding;anaerobic adhesive filling; electro-brush plating引言气缸体是发动机机体组的主要组成部分,在气缸盖和曲轴箱之间,水冷式发动机气缸体常和曲轴箱铸成一体,称为气缸体-曲轴箱,风冷式发动机常将气缸体与曲轴箱分开制造在用螺栓连接起来。
缸体的汽缸是可燃气体压缩、燃烧和膨胀的空间,工作条件非常恶劣。
做功的燃烧过程中,燃气的最高温度可达2200~2800k,压强可达3~10MPa,它的内壁直接受到高温高压气体的作用,而外壁又受到风(或水)的冷却,使缸体承受较大的机械应力和热应力,因此要求气缸套要有足够的强度和刚度,且工作时变形小。
此外,气缸体对活塞的运动起导向作用,气缸内壁除受活塞的侧压力外,还受由于活塞的高速运动而产生的强烈的摩擦作用,是发动机磨损最严重的表面之一,处于这样恶劣的工作条件下汽缸体难免产生一些裂纹、破损、螺栓滑扣、拉缸等缺陷。
图11、汽缸体常见的问题气缸体是发动机组成中技术要求较高的基础件,一般为灰口铸铁。
常见的气缸体缺陷有:螺纹滑扣、裂纹、渗漏、局部磨损和缺损,如不及时修复,将会影响发动机的使用性能和寿命。
在修理时,首先要详细分析缸体缺陷的性质、缺陷所在位置的刚性,几何形状的复杂程度、有无自由热胀冷缩的可能性以及修复质量要求等,然后针对缺陷采取相应的措施进行修复。
修复之前正确的选用修复工艺是非常必要的, 如果选择的不合适可能会导致修复质量不高,甚至将本来很易修复的缸体修坏、报废。
为此提出了气缸体缺陷的综合修复工艺,供修复缸体时参考。
各种缺陷的维修分类和推荐修复工艺见下表:气缸体缺陷分类与推荐修复工艺 表1序号缺陷部位 缺陷种类 推荐修复工艺 1缸体上的表面 螺栓滑扣 镶螺套 2裂纹 加热减应气焊 3边角缺损 4缸体水套壁 裂纹 手工电弧冷焊 5破损 手工电弧焊挖补 6气门弹簧座 裂纹 厌氧胶粘补 7气门导管壁 8气缸套壁 渗漏 9轴承座 磨损失圆,不同轴度 电刷镀修复 10干式气缸套 拉缸 拉缸需要镗缸,换活塞,换活塞环2.汽缸体常见问题的修复方法详细介绍表中所列的气缸体缺陷修复的一些修复工艺。
.发动机气缸体图 图2 2. 1 镶螺套法将滑扣的螺孔用钻头扩孔,然后攻丝,拧入螺塞,主要用于修复损坏的螺孔。
再在螺塞上钻孔, 攻丝即可。
例如原螺孔为万M12,拧入的螺塞取M18(见图3),螺塞要稍带锥度,大端为直径为18.5mm,拧入后即能自行栓紧,经钻孔直径为10.1mm 后,攻丝M12即能使用。
镶套法简便易行,不会产生焊补时出现的开裂现象,所以应用较广泛。
图3 镶螺套2.2 加热减应气焊法主要用于修复缸体上平面的裂纹与边角缺损。
在用氧乙块焰气焊缸体时,同时对减应区加热,能够消减焊接应力,防止缸体开裂。
此法的优点在于焊缝能够进行机械加工,可焊补大块的缺损,与整体预热气焊相比,焊补质量较好,工人的劳动条件也得到改善。
1、焊前准备(1)清洁先用碱水清洗缸体,然后用氧乙炔焰对缸体略加烘烤,再用钢丝刷或砂布除掉缺陷表面锈污和杂质,使其露出金属光泽。
(2)检查裂纹采用白粉渗油探伤法、着色探伤法或水压试验,探明裂纹位置,然后用冲头沿裂纹冲出标记。
(3)开坡口气焊铸铁必须焊透,开坡口有利于焊透。
开坡口可用钻头先沿裂纹钻孔,再用凿子凿通,也可用角向磨光机磨出合适的坡口。
能提高焊接速度,减少输入焊缝的热量,从而减少焊接应力。
如果裂纹裂至螺孔,则需将螺孔扩大以便焊接。
(4)选用焊炬加热减应需要较多的热量,一般采用2号射吸式焊炬H01-12配直径2mm的焊嘴,使火焰能率大一些。
(5)焊接材料焊条可用QHT-1型铸铁气焊条,焊粉型号为粉201。
2、操作技术先用中性焰往复加热坡口,当加热至坡口底部和坡口两侧开始熔化时,将焊条一端加热,蘸上少许焊粉,在熔化的坡口“摩擦”或搅拌,使焊条熔滴金属与基体金属熔合。
如果熔池内出现杂质(白色透明圆点)、气孔或咬边等缺陷时, 应提高熔池温度,扩大熔池范围, 增加熔池深度,同时添加少量焊粉,使杂质自动浮起,用焊条轻轻拨去。
如果熔池出现“沸腾”现象,说明温度过高,焊缝过烧,应适当调整火焰。
提高焊接速度。
待焊缝填满后,要对焊缝进行整形。
整形时要加热焊缝的表层,并观察焊缝金属的成型。
整形从焊缝边缘开始,加热边缘,使其熔化,随后用焊条轻轻拨去氧化物和杂质以及多余的焊肉。
整形侧面的焊缝时,待焊缝表面金属一熔化,就立即用焊条拨去, 要防止产生过热造成流淌。
在焊补缺陷时,要随时控制焊接区的温度,随时控制热流方向,即要熟练地、灵活地运用加热减应气焊法。
利用局部加热的方法,改变应力的分布状况,降低焊缝区域内的温差,使焊缝有自由伸缩的可能,从而减少焊接应力。
3、加热减应的要点(1)加热减应的部位可以选择一处或多处。
选择的部位应是与其它部位联系不多或强度较大的边、角、棱等部位。
(2)焊前,预热减应区至400-500℃ ,然后进行焊接,焊补之后,再次对减应区加热至600-700℃,保持此温,直至焊缝冷却到300℃以下为止。
(3)焊补的顺序是,从工件的里面缺陷开始焊补,逐渐向外延伸,焊接的火焰方向要指向减应区,切勿朝向其他非焊补区。
(4)加热的减应区形状可以是多种多样的,常用的减应区形状为带状和三角形。
带状的加热减应区是将加热的带状区作为过渡区,使应力逐渐引向外部,见图4中中间带状网格区。
三角形的加热减应区常用于缺陷靠近工件边缘和边角部位的情况下,这些部位自由伸缩的余地较大, 通过加热消减应力的效果最好,见图4中边缘部分的网格区。
图4 带状和三角形加热减应区4、注意事项(1)为了使焊缝金属更好的熔合,充分利用焊接火焰的热量,使整个焊补过程中,焊嘴基本垂直于被焊部位, 成80-90°角,拨渣时, 倾斜角调小至30-40°(2)焊补应在室内避风处进行。
(3)为便于焊缝熔合和整形,应将被焊部位置于水平位置,成水平焊缝,铁水不易流淌。
(4)要确保焊补全过程中的氧气和乙炔的充分供应,不能中途断气。
2.3手工电弧冷焊法手工电弧冷焊法用于修补缸体水套壁的裂纹与破损,下面详细介绍一下此种方法的操作。
图5 汽缸套示意图1、焊前准备焊前的清洁工作和裂纹检查与气焊相同, 而坡口准备工作的要求则要高些。
电焊前需要在裂纹两端的前方约5-8mm处各钻直径为3mm的止裂孔,见图6。
止裂孔的大小视壁厚而定,当水套壁的厚度为5-8mm 时,下部的壁厚可达10余毫米,这时可选用小直径为4-8mmm的钻头钻孔。
钻孔要沿裂纹的中心线进行,在确保焊透的前提下,坡口尽量不要过宽或过深,更不要钻穿。
钻后用角向磨光砂轮或凿子修整坡口,坡口的形状见图6所示的A-A剖面。
图6 钻止裂孔和坡口淮备工作2、焊机和焊接材料手工电弧冷焊以采用直流弧焊机为好。
但是直流弧焊机有磁偏吹现象,最好将负极搭铁线(直流反接法)接在引弧板上,然后再将引弧板栓紧在靠近焊缝的螺孔上,这样还可防止因接触不良所造成的电弧烧伤现象。
如果用的是交流弧焊机,则空载电压应高一些,一般取75-80V。
焊条型号宜用镍基的铸308型。
直径细一些的好焊,常用直径为3.2mm的焊条。
焊前需要将焊条在120摄氏度下烘烤1-2小时才能使用。
焊接电流用90-110A。
3、操作要点(1)焊接采用间断、倒退、分段的焊法,每段焊接长度不宜超过15mm.运条要如图7所示,先从坡口的一侧引弧,然后将焊条缓慢地提起3-4mm,并向前移10mm起焊。
焊条提高了, 电弧就拉长,焊接电压升高, 电流下降, 这样焊得的焊缝熔深减小, 熔宽增大。
此时电弧燃烧的声音为“嚓一嚓嚓”, 透过电弧能清楚地看到焊缝金属的熔合情况。
最后用打圈圈的运条方式将弧坑填满, 立即将焊条快速地向后拉起熄弧。
熄弧后马上用端部带有圆弧的小锤连续锤击焊缝, 待焊缝冷却至60摄氏度左右时方可继续施焊。
图7 运条方式(2)焊接应从壁厚较厚的部位起焊。
如果壁厚超过15mm时, 则不能直接一次焊成, 要分道焊, 如图8所示。