氣缸體的缺陷及維修姚樂樂

1、健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文） 題 目： 氣缸體產(chǎn)生的一些缺陷及修理 作 者： 姚樂樂 指導(dǎo)教師： 王穩(wěn) 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 時(shí) 間： 二零一二年十月十八號 目錄1氣缸體常見的問題32氣缸體常見問題的修復(fù)方法42.1鑲螺套法42.2加熱減應(yīng)氣焊法52.3手工電弧冷焊法72.4厭氧膠粘補(bǔ)法102.5刷鍍法10總結(jié)11致謝12參考文獻(xiàn)13摘要 氣缸體是引擎基本結(jié)構(gòu)，是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組的重要組成部分，在氣缸蓋和油底殼之間，是可燃?xì)怏w壓縮、燃燒和膨脹的空間。燃燒過程中，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2(XK)3000它的內(nèi)壁直接受到高溫高壓氣體的作用，而外壁又受到風(fēng)(或水)的冷卻，使缸體承受較大的機(jī)械應(yīng)力和熱

2、應(yīng)力，因此要求氣缸套要有足夠的強(qiáng)度和剛度，且工作時(shí)變形小。此外，氣缸體對活塞的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，氣缸內(nèi)壁除受活塞的側(cè)壓力外，還由于活塞的高速運(yùn)動(dòng)，使氣缸壁受到強(qiáng)烈的摩擦，是發(fā)動(dòng)機(jī)磨損最嚴(yán)重的表面之一，因此，要求氣缸體必須具有一定的耐磨性其工作條件高溫高壓、且活塞在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，摩擦很大，處于這樣一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中可以確定經(jīng)常發(fā)生一些問題為引擎的基本結(jié)構(gòu)，是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組的重要組成部分，在氣缸蓋和油底殼之間， 嚴(yán)格的來說，該部分要稱為 氣缸體-曲軸箱！因它上部是一個(gè)或若干個(gè)氣缸，下半是支承曲軸的曲軸箱！這兩部分一般都鑄造在一起，我們通常簡稱氣缸體！關(guān)鍵詞：氣缸體；缺陷；修復(fù)1氣缸體常見的問題 氣缸體是

3、發(fā)動(dòng)機(jī)組成中技術(shù)要求較高的基礎(chǔ)件,一般為灰口鑄鐵。常見的氣缸體缺陷有:螺紋滑扣、裂紋、滲漏、局部磨損和缺損,如不及時(shí)修復(fù),將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能和壽命。在修理時(shí),首先要詳細(xì)分析缸體缺陷的性質(zhì)、缺陷所在位置的剛性,幾何形狀的復(fù)雜程度、有無自由熱脹冷縮的可熊性以及修復(fù)質(zhì)量要求等,然后針對缺陷采取相應(yīng)的措施修復(fù)。目前,有不少修理工不會(huì)正確選用修復(fù)工藝, 以致修復(fù)質(zhì)量不高,甚至將本來很易修復(fù)的缸體修壞、報(bào)廢。為此,本節(jié)提出了氣缸體缺陷的綜合修復(fù)工藝,供修復(fù)缸體時(shí)參考。各種缺陷的維修分類和推薦修復(fù)工藝見下表: 表1缸體缺陷分類與推薦修復(fù)工藝序號缺陷部位缺陷種類推薦修復(fù)工藝1缸體上的表面 螺絲滑扣鑲螺套

4、2裂紋加熱減應(yīng)氣焊3邊角缺損4缸體水套壁裂紋手工電弧冷焊5破損手工電弧焊挖補(bǔ)6氣門彈簧座裂紋厭氧膠粘補(bǔ)7氣門導(dǎo)管壁8氣缸套壁滲漏9軸承座磨損失圓，不通軸度刷鍍2氣缸體常見問題的修復(fù)方法 詳細(xì)介紹上節(jié)缺陷修復(fù)的一些修復(fù)工藝。2.1鑲螺套法將滑扣的螺孔用鉆頭擴(kuò)孔,然后攻絲,擰入螺塞,主要用于修復(fù)損壞的螺孔。再在螺塞上鉆孔, 攻絲即可。例如原螺孔為萬M12,擰入的螺塞取M18（見圖1），螺塞要稍帶錐度,大端為直徑為18.5mm,擰入后即能自行栓緊,經(jīng)鉆孔直徑為10.1mm后,攻絲M12即能使用。鑲套法簡便易行,不會(huì)產(chǎn)生焊補(bǔ)時(shí)出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象,所以應(yīng)用較廣泛。 圖2-1 鑲螺套2.2加熱減應(yīng)氣焊法主要用

5、于修復(fù)缸體上平面的裂紋與邊角缺損。在用氧乙塊焰氣焊缸體時(shí),同時(shí)對減應(yīng)區(qū)加熱,能夠消減焊接應(yīng)力,防止缸體開裂。此法的優(yōu)點(diǎn)在于焊縫能夠進(jìn)行機(jī)械加工,可焊補(bǔ)大塊的缺損,與整體預(yù)熱氣焊相比,焊補(bǔ)質(zhì)量較好,工人的勞動(dòng)條件也得到改善。（1）焊前準(zhǔn)備清潔先用堿水清洗缸體,然后用氧乙炔焰對缸體略加烘烤,再用鋼絲刷或砂布除掉缺陷表面銹污和雜質(zhì),使其露出金屬光澤。檢查裂紋采用白粉滲油探傷法、著色探傷法或水壓試驗(yàn),探明裂紋位置,然后用沖頭沿裂紋沖出標(biāo)記。開坡口氣焊鑄鐵必須焊透,開坡口有利于焊透。開坡口可用鉆頭先沿裂紋鉆孔,再用鑿子鑿?fù)?也可用角向磨光機(jī)磨出合適的坡口。能提高焊接速度,減少輸入焊縫的熱量,從而減少焊接

6、應(yīng)力。如果裂紋裂至螺孔,則需將螺孔擴(kuò)大以便焊接。選用焊炬加熱減應(yīng)需要較多的熱量,一般采用2號射吸式焊炬H01-12配直徑2mm的焊嘴,使火焰能率大一些。焊接材料焊條可用QHT-1型鑄鐵氣焊條,焊粉型號為粉201。（2）操作技術(shù)先用中性焰往復(fù)加熱坡口,當(dāng)加熱至坡口底部和坡口兩側(cè)開始熔化時(shí),將焊條一端加熱,蘸上少許焊粉,在熔化的坡口“摩擦”或攪拌,使焊條熔滴金屬與基體金屬熔合。如果池內(nèi)出現(xiàn)雜質(zhì)（白色透明圓點(diǎn)）、氣孔或咬邊等缺陷時(shí), 應(yīng)提高熔池溫度,擴(kuò)大熔池范圍, 增加熔池深度,同時(shí)添加少量焊粉,使雜質(zhì)自動(dòng)浮起,用焊條輕輕撥去。如果熔池出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象,說明溫度過高,焊縫過燒,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整火焰。提高焊

7、接速度。待焊縫填滿后,要對焊縫進(jìn)行整形。整形時(shí)要加熱焊縫的表層,并觀察焊縫金屬的成型。整形從焊縫邊緣開始,加熱邊緣,使其熔化,隨后用焊條輕輕撥去氧化物和雜質(zhì)以及多余的焊 肉。整形側(cè)面的焊縫時(shí),待焊縫表面金屬一熔化,就立即用焊條撥去, 要防止產(chǎn)生過熱造成流淌。在焊補(bǔ)缺陷時(shí),要隨時(shí)控制焊接區(qū)的溫度,隨時(shí)控制熱流方向,即要熟練地、靈活地運(yùn)用加熱減應(yīng)氣焊法。利用局部加熱的方法,改變應(yīng)力的分布狀況,降低焊縫區(qū)域內(nèi)的溫差,使焊 縫有自由伸縮的可能,從而減少焊接應(yīng)力。（3）加熱減應(yīng)的要點(diǎn)加熱減應(yīng)的部位可以選擇一處或多處。選擇的部位應(yīng)是與其它部位聯(lián)系不多或強(qiáng)度較大的邊、角、棱等部位。焊前,預(yù)熱減應(yīng)區(qū)至400-

8、500 ,然后進(jìn)行焊接,焊補(bǔ)之后,再次對減應(yīng)區(qū)加熱至600-700,保持此溫,直至焊縫冷卻到300以下為止。焊補(bǔ)的順序是,從工件的里面缺陷開始焊補(bǔ),逐漸向外延伸,焊接的火焰方向要指向減應(yīng)區(qū),切勿朝向其他非焊補(bǔ)區(qū)。 加熱的減應(yīng)區(qū)形狀可以是多種多樣的,常用的減應(yīng)區(qū)形狀為帶狀和三角形。帶狀的缺陷, 將加熱的帶狀區(qū)作為過渡區(qū),使應(yīng)力逐漸引向外部,見圖2中的B。三角形的加熱減應(yīng)區(qū)常用于缺陷靠近工件邊緣和邊角部位的情況下,這些部位自由伸縮的余地較大, 通過加熱消減應(yīng)力的效果最好,見圖2中的A和C。圖2-2 帶狀和三角形加熱減應(yīng)區(qū)（4）注意事項(xiàng) 為了使焊縫金屬更好的熔合，充分利用焊接火焰的熱量，使整個(gè)焊補(bǔ)過

9、程中，焊嘴基本垂直于被焊部位, 成80-90°角,撥渣時(shí), 傾斜角調(diào)小至30-40°焊補(bǔ)應(yīng)在室內(nèi)避風(fēng)處進(jìn)行。為便于焊縫熔合和整形，應(yīng)將被焊部位置于水平位置,成水平焊縫,鐵水不易流淌。要確保焊補(bǔ)全過程中的氧氣和乙炔的充分供應(yīng),不能中途斷氣。2.3手工電弧冷焊法 手工電弧冷焊法用于修補(bǔ)缸體水套壁的裂紋與破損，下面詳細(xì)介紹一下此種方法的操作。（1）焊前準(zhǔn)備焊前的清潔工作和裂紋檢查與氣焊相同, 而坡口準(zhǔn)備工作的要求則要高些。電焊前需要在裂紋兩端的前方約5-8mm處各鉆直徑為3mm的止裂孔,見圖3。止裂孔的大小視壁厚而定,當(dāng)水套壁的厚度為5-8mm 時(shí),下部的壁厚可達(dá)10余毫米,這時(shí)

10、可選用小直徑為4-8mmm的鉆頭鉆孔。鉆孔要沿裂紋的中心線進(jìn)行,在確保焊透的前提下,坡口盡量不要過寬或過深,更不要鉆穿。鉆后用角向磨光砂輪或鑿子修整坡口,坡口的形狀見圖3所示的A-A剖面。圖2-3 鉆止裂孔和坡口淮備工作（2）焊機(jī)和焊接材料手工電弧冷焊以采用直流弧焊機(jī)為好。但是直流弧焊機(jī)有磁偏吹現(xiàn)象,最好將負(fù)極搭鐵線（直流反接法）接在引弧板上,然后再將引弧板栓緊在靠近焊縫的螺孔上,這樣還可防止因接觸不良所造成的電弧燒傷現(xiàn)象。如果用的是交流弧焊機(jī),則空載電壓應(yīng)高一些,一般取75-80V。焊條型號宜用鎳基的鑄308型。直徑細(xì)一些的好焊,常用直徑為3.2mm的焊條。焊前需要將焊條在120 下烘烤1-

11、2小時(shí)才能使用。焊接電流用90-110A。（3）操作要點(diǎn)焊接采用間斷、倒退、分段的焊法,每段焊接長度不宜超過15mm.運(yùn)條要如圖4所示,先從坡口的一側(cè)引弧,然后將焊條緩慢地提起3-4mm，并向前移10mm起焊。焊條提高了, 電弧就拉長,焊接電壓升高, 電流下降, 這樣焊得的焊縫熔深減小, 熔寬增大。此時(shí)電弧燃燒的聲音為“嚓一嚓嚓”, 透過電弧能清楚地看到焊縫金屬的熔合情況。最后用打圈圈的運(yùn)條方式將弧坑填滿, 立即將焊條快速地向后拉起熄弧。熄弧后馬上用端部帶有圓弧的小錘連續(xù)錘擊焊縫, 待焊縫冷卻至60攝氏度左右時(shí)方可繼續(xù)施焊。圖2-4 運(yùn)條方式焊接應(yīng)從壁厚較厚的部位起焊。如果壁厚超過15mm時(shí),

12、 則不能直接一次焊成, 要分道焊, 如圖5所示。先用焊道􀀂1、2堆兩邊的坡口,此時(shí)焊條要直線往復(fù)運(yùn)送。每段焊25-30mm。第3條焊道采用打圈圈的運(yùn)條方式,焊層要薄,每段約焊20mm。圖2-5 多道堆邊焊如果破損處壁厚過?。?mm一下）,或有多條裂紋或破洞時(shí),采取挖補(bǔ)的方法較簡便,見圖6。先將缺陷處挖去,整修邊緣,使成圖6所示的矩形孔,邊緣開成50°的單邊坡口，如圖7所示。另外找一塊低碳鋼板。鋼板的厚度要小于或等于基體金屬的壁厚,并剪成與孔洞相同的形狀,作為鑲補(bǔ)塊嵌人孔洞,鑲嵌補(bǔ)塊的中部要壓成稍微鼓起的形狀, 這樣可提高焊縫的塑性, 減小焊接應(yīng)力,防止開裂。鑲補(bǔ)板先

13、用點(diǎn)焊固定在孔洞內(nèi),焊點(diǎn)要少,焊肉要薄。施焊時(shí)要在孔洞的對稱邊反向交錯(cuò)進(jìn)行,運(yùn)條方式同（1）。圖2-6 挖補(bǔ)洞的形狀 圖2-7 挖補(bǔ)洞的坡口 2.4厭氧膠粘補(bǔ)法主要用于修復(fù)氣門彈簧座和氣門導(dǎo)管壁的裂紋以及氣缸套壁滲漏缺陷。其優(yōu)點(diǎn)在于對缸體無熱影響,不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力拉裂缸體。缸體的氣門彈簧座及氣門導(dǎo)管壁等處的壁厚約2mm左右,要焊補(bǔ)這么薄的部位是極為困難的,可以說是禁區(qū)。而用厭氧膠粘補(bǔ)則非常簡便, 只要按下述工藝規(guī)范操作,很易成功。粘補(bǔ)的另一優(yōu)點(diǎn)是膠接層有良好的密封性,耐熱、耐腐蝕,因此用于修補(bǔ)氣缸套壁的滲漏缺陷非常合適。工藝程序如下：（1）粘前清潔先用噴燈或氧乙炔焰燒烤缺陷部位,燒去油脂,蒸發(fā)水

14、份。然后用砂布打磨缺陷部位,磨去表面的積炭和銹跡, 最后用汽油擦洗表面, 待晾干后涂膠。（2）各種缺陷的修理方法氣門彈簧座裂紋的修理：剔除舊氣門彈簧座圈,另配制新座圈,涂上厭氧膠壓入即可。氣門導(dǎo)管壁裂紋的修理：將新導(dǎo)管表面上的保護(hù)層除去,用砂布打毛,使其粗糙。若導(dǎo)管承孔磨損變形超差, 則可將導(dǎo)管表面鍍銅加大尺寸另配。使其外徑去毛刺后比孔徑大0.03mm , 隨后涂膠壓入。缸體上部或下部缸套壁滲漏缺陷的修理􀀁 將缸套向滲漏的一端壓出50-60mm，用砂布將缸套外表打磨粗糙, 然后用汽油擦除油污, 待晾干后涂膠壓回缸套即可。(3）涂膠方法涂用的膠用ZY-802厭氧膠。涂膠的時(shí)候,

15、 僅需在相互配合的任一個(gè)結(jié)合面上涂膠, 即單面涂膠, 而不需雙面都涂膠。2.5刷鍍法主要用于修復(fù)軸承座的磨損、失圓和不同軸度。缸體的曲軸主軸承座和各軸承座孔是很難用焊接修復(fù)的, 焊接不但會(huì)造成缸體變形,而且焊后還需精加工。如用刷鍍修復(fù)則非常簡便, 鍍后稍加修整即能交付使用。其操作程序如下：(1) 鍍前清潔：先用堿水煮洗去除油垢,再用細(xì)砂紙打磨,去除銹痕、毛刺。(2)測量軸承座孔的尺寸、失圓度, 在磨損大的失圓方位作好記號, 確定刷鍍層厚度。(3) 電解除油處理：用鍍筆蘸零號電凈液擦拭軸承座孔,鍍筆接正極,缸體接負(fù)極,電壓8-12V, 電凈時(shí)間20-30秒左右, 然后用清水沖洗。(4)活化受鍍面

16、：先用2號活化液處理去除氧化膜,缸體接正極,鍍筆接負(fù)極,電壓12-15V,處理時(shí)間20-30秒,待工件表面呈灰白色時(shí)即用清水沖洗,然后用8號活化液處理,電壓18-20V , 處理時(shí)間30秒左右,將2號活化液活化處理后的炭黑去除,待工件表面呈銀灰色時(shí)即用清水沖洗。（5）刷鍍快速鎳􀀁 因?yàn)闅飧左w的材質(zhì)是灰鑄鐵,質(zhì)地疏松,不能用酸性的特殊鎳溶液刷鍍，否則易腐蝕剝落。刷鍍時(shí)鍍筆接正極,缸體接負(fù)極,刷鍍快速鎳的電壓12-16V,鍍筆與工件的相對運(yùn)動(dòng)速度為10-15m/min, 對磨損大、失圓部位應(yīng)多鍍,待恢復(fù)整圓后再均勻刷鍍至所需尺寸。亦可先在需鍍范圍內(nèi)刷鍍,以后逐漸縮小鍍筆的移動(dòng)幅度

17、,直到要求厚度最大處結(jié)束, 以獲得厚薄不均的鍍層達(dá)到復(fù)圓。（6） 用假芯軸刮研修整達(dá)到復(fù)圓和同軸度。總結(jié)氣缸體的損壞形式是多種多樣的,各種缺陷所處的部位也不一樣,因此修復(fù)時(shí)應(yīng)靈活運(yùn)用上述幾種方法綜合修理才能取得滿意的修復(fù)效果,如果采用單一的焊接或粘接法修理, 不是針對缺陷對癥下藥,往往會(huì)降低修復(fù)質(zhì)量,甚至導(dǎo)致缺陷擴(kuò)大和延伸。只要按表1所示的方法選用修復(fù)工藝,并嚴(yán)格按照操作規(guī)程去做,一般的缸體缺陷是不難修復(fù)的。 氣缸體作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，作用不必過多的贅述，它承受著承受燃燒過程中壓力和溫度的急劇變化以及活塞運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈摩擦。在出問題時(shí)，我們不得不去修復(fù)，但是日常的保養(yǎng)、維護(hù)也是很必須的，鑒于氣缸體運(yùn)行在這么一個(gè)高溫巨變的環(huán)境中，首先要確保它周圍的冷卻系統(tǒng)完好的運(yùn)轉(zhuǎn)，以便及時(shí)散熱。致謝本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師王穩(wěn)的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，王穩(wěn)老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。兩年多來，不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向王穩(wěn)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的大學(xué)三年生