學(xué)習(xí)項目五_機械零件修復(fù)技術(shù)

1、學(xué)習(xí)項目五機械零件修復(fù)技術(shù)學(xué)習(xí)項目五機械零件修復(fù)技術(shù)任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則任務(wù)2金屬扣合技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)3工件表面強化技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)4塑性變形修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)5電鍍修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)6熱噴涂修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)7焊接修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)8粘接修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則1.1零件修復(fù)技術(shù)的分類目前我國常用的零件修復(fù)技術(shù)見表5 1。表5-1常用的零件修復(fù)技術(shù)任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則表5-1常用的零件修復(fù)技術(shù)1.2零件修復(fù)技術(shù)的選擇對于某一種機械零件可能同時有不同的損傷缺陷或者對于某一種損傷缺陷可能有幾種修復(fù)方法及技術(shù)，但究竟哪一種修復(fù)方法及技術(shù)最好，則需要合

2、理選擇，這是修復(fù)零件時首先要解決的問題。任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則1.2.1選擇修復(fù)技術(shù)應(yīng)遵守的基本原則1.技術(shù)合理1)考慮所選擇的修復(fù)技術(shù)對機械零件材質(zhì)的適應(yīng)性。2)考慮各種修復(fù)技術(shù)所能提供的覆蓋層厚度。表5-2幾種主要修復(fù)技術(shù)所能達到的覆蓋層厚度3)考慮覆蓋層的力學(xué)性能。4)考慮修復(fù)技術(shù)應(yīng)滿足機械零件的工作條件。5)考慮對同一機械零件不同的損傷部位所選用的修復(fù)技術(shù)盡可能少。任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則6)考慮下次修復(fù)的便利。2.經(jīng)濟性好3.生產(chǎn)可行1.2.2選擇機械零件修復(fù)技術(shù)的方法與步驟1)首先要了解和掌握待修機械零件的損傷形式、損傷部位和損傷程度；了解機械零件的材質(zhì)，物理

3、、力學(xué)性能和技術(shù)條件；了解機械零件在機械設(shè)備中的功能和工作條件。2)明確零件修復(fù)的技術(shù)要求，對照本單位的修復(fù)技術(shù)裝備狀況、技術(shù)水平和經(jīng)驗，估算舊件修復(fù)的數(shù)量。任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則3)按照選擇修復(fù)技術(shù)的基本原則，對待修機械零件的各個損傷部位選擇相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)。4)全面權(quán)衡整個機械零件各損傷部位的修復(fù)技術(shù)方案。5)最后擇優(yōu)確定一個修復(fù)方案。6)制訂修復(fù)工藝規(guī)程。1.2.3機械零件修復(fù)工藝規(guī)程內(nèi)容1.2.4制訂機械零件修復(fù)工藝規(guī)程的過程1)熟悉機械零件的材料及其力學(xué)性能、工作條件和技術(shù)要求；了解損傷部位、損傷性質(zhì)(磨損、斷裂、變形、腐蝕)和損傷程度(如磨損量大小、磨損不均勻程度、裂紋深

4、淺及長度等)；了解本單位的設(shè)備狀況和技術(shù)水平；明確修復(fù)的批量。任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則2)根據(jù)修復(fù)技術(shù)的選擇原則，確定修復(fù)技術(shù)方法，分析該機械零件修復(fù)中的主要技術(shù)問題，并提出相應(yīng)的措施。3)聽取有關(guān)人員意見并進行必要的試修，對試修件進行全面的質(zhì)量分析和經(jīng)濟指標(biāo)分析，在此基礎(chǔ)上正式填寫技術(shù)規(guī)程卡片，并報請主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后執(zhí)行。4)在技術(shù)規(guī)程中，既要把住質(zhì)量關(guān)，對一些關(guān)鍵問題做出明確規(guī)定；又不要把一些不重要的操作方法規(guī)定得太死，這樣可便于修理工人根據(jù)自己的經(jīng)驗和習(xí)慣靈活掌握。1.2.5制訂機械零件修復(fù)工藝規(guī)程的注意事項1.合理編排順序1)變形較大的工序應(yīng)排在前面，電鍍、噴涂等工藝一般在壓力

5、加工和堆焊修復(fù)后進行。任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則2)零件各部位的修復(fù)工藝相同時，應(yīng)安排在同一工序中進行。3)精度和表面質(zhì)量要求較高的工序應(yīng)排在最后。2.保證精度要求1)盡量使用零件在設(shè)計和制造時的基準(zhǔn)。2)若原設(shè)計和制造的基準(zhǔn)被破壞，必須安排對基準(zhǔn)面進行檢查和修正的工序。3)當(dāng)零件有重要的精加工表面不修復(fù)，且在修復(fù)過程中不會變形，可選該表面為基準(zhǔn)。4)各修復(fù)表面的表面粗糙度及其他形位公差應(yīng)符合新件的標(biāo)準(zhǔn)。3.保證足夠強度1)零件的內(nèi)部缺陷會降低疲勞強度，因此對重要零件在修復(fù)前、后都要安排探傷工序。任務(wù)1零件修復(fù)技術(shù)的種類及選擇原則2)對重要零件要提出新的技術(shù)要求，如加大過渡圓角半徑、提

6、高表面質(zhì)量、進行表面強化等，防止出現(xiàn)疲勞斷裂。4.安排平衡試驗工序5.保證適當(dāng)硬度任務(wù)2金屬扣合技術(shù)的應(yīng)用1)整個工藝過程完全在常溫下進行，排除了熱變形的不利因素。2)操作方法簡便，不需特殊設(shè)備，可完全采用手工作業(yè)，便于現(xiàn)場就地進行修理工作，具有快速修理的特點。3)波形槽分散排列，扣合件(波形鍵)分層裝入，逐片鉚擊，避免了應(yīng)力集中。2.1強固扣合法圖5-1強固扣合法1波形鍵2波形槽3裂紋任務(wù)2金屬扣合技術(shù)的應(yīng)用圖5-2波形鍵2.1.1波形鍵的設(shè)計和制造任務(wù)2金屬扣合技術(shù)的應(yīng)用1.波形鍵尺寸的確定2.波形鍵的材料1)具有足夠的強度和韌性，經(jīng)熱處理后，材料應(yīng)變軟以便于鉚緊。2)冷作硬化傾向大，而且

7、不發(fā)脆，使鉚緊后的波形鍵具有很高的強度。3)對受熱機件的扣合，波形鍵材料的熱膨脹系數(shù)要略低于或與機件材料相一致。任務(wù)2金屬扣合技術(shù)的應(yīng)用3.波形鍵的制造2.1.2波形槽的布置與加工1.波形槽尺寸的確定2.波形槽的布置圖5-3波形槽尺寸與布置3.波形槽的加工4.鉚擊工藝2.2強密扣合法2.3加強扣合法2.4熱扣合法3.波形槽的加工1)劃出各波形槽的位置線。2)借助于鉆模，加工波形槽各凸緣孔及凸緣間孔，锪孔至深度T。3)鉗工修整寬度b和兩平面，保證槽與鍵之間的配合間隙。4.鉚擊工藝1)用壓縮空氣吹凈波形槽內(nèi)的金屬屑末，用頻率高、沖擊力小的小型鉚釘槍鉚擊波形鍵，將其扣入波形槽內(nèi)，壓縮空氣壓力為0.2

8、0.4MPa。2)鉚擊時，應(yīng)使鉚擊桿垂直于鉚擊面，先鉚波形鍵兩端的凸緣，再逐漸向中間推進，輪換對稱鉚擊，最后鉚裂紋上的凸緣時不宜過緊，以免將裂紋撐開。3)根據(jù)機件要求、壁厚等因素正確掌握好鉚緊度，一般情況下，控制每層波形鍵鉚低0.5mm左右為宜。4)為使波形鍵能夠充分冷卻硬化，以提高其抗拉強度極限，操作時每個部位應(yīng)先用圓弧面沖頭鉚擊其中心，再用平底沖頭鉚擊邊緣。2.2強密扣合法圖5-4強密扣合法2.3加強扣合法圖5-5加強扣合法1加強件2綴縫栓3波形鍵2.3加強扣合法圖5-6加強件a)X形加強件b)十字形加強件1綴縫栓2裂紋3加強件2.4熱扣合法圖5-7熱扣合法1機件2裂紋3扣合件2.4熱扣合

9、法圖5-8圓環(huán)狀扣合件1機件2裂紋3扣合件任務(wù)3工件表面強化技術(shù)的應(yīng)用3.1表面形變強化3.2表面熱處理強化和表面化學(xué)熱處理強化3.3三束表面改性技術(shù)3.1表面形變強化3.1.1滾壓強化3.1.2內(nèi)擠壓3.1.3噴丸3.2表面熱處理強化和表面化學(xué)熱處理強化3.2.1表面熱處理強化圖5-9感應(yīng)加熱表面淬火3.2表面熱處理強化和表面化學(xué)熱處理強化1.感應(yīng)加熱表面淬火(1)感應(yīng)加熱表面淬火的基本原理感應(yīng)加熱表面淬火的基本原理是將工件放在銅管繞制的感應(yīng)圈內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)圈通過一定頻率的電流時，感應(yīng)圈內(nèi)部和周圍產(chǎn)生同頻率的交變磁場，于是工件中相應(yīng)產(chǎn)生了自成回路的感應(yīng)電流，由于集膚效應(yīng)(頻率越高，電流集中的表面

10、層越薄)，感應(yīng)電流主要集中在工件表層，使工件表面迅速加熱到淬火溫度，隨即噴水冷卻，使工件表層淬硬，如圖5-9所示。(2)感應(yīng)加熱頻率的選擇根據(jù)熱處理及加熱深度的要求選擇頻率，頻率越高加熱的深度越淺。1)高頻感應(yīng)加熱(100500kHz)。2)中頻感應(yīng)加熱(0.510kHz)。3.2表面熱處理強化和表面化學(xué)熱處理強化3)工頻感應(yīng)加熱(50Hz)。2.火焰加熱表面淬火圖5-10火焰加熱表面淬火3.2表面熱處理強化和表面化學(xué)熱處理強化3.2.2表面化學(xué)熱處理強化3.3三束表面改性技術(shù)3.3.1激光束表面改性技術(shù)1.激光表面淬火2.激光涂敷3.激光表面合金化4.激光表面非晶態(tài)處理5.激光氣相沉積3.3

11、.2電子束表面改性技術(shù)1.電子束表面淬火2.電子束表面重熔3.電子束表面合金化4.電子束表面非晶態(tài)處理3.3.3離子注入表面改性技術(shù)任務(wù)4塑性變形修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用4.1鐓粗法4.2擠壓法4.3擴張法4.4校正法4.1鐓粗法圖5-11擠壓法修復(fù)軸套1外模2軸套3沖頭4.4校正法4.4.1熱校法圖5-12軸類零件的熱校正1)利用車床或V形鐵，找出彎曲零件的最高點，確定加熱區(qū)。2)加熱用的氧乙炔火焰噴嘴，按零件直徑?jīng)Q定其大小。3)加熱區(qū)的形狀有：條狀。在均勻變形和扭曲時常用。蛇形。在變形嚴重，需要熱區(qū)面積大時采用。4.4校正法圓點狀。用于精加工后的細長軸類零件。4)若彎曲量較大時，可分數(shù)次加熱校直，不

12、可一次加熱過長，以免燒焦工件表面。4.4.2冷校法1.敲擊法2.機械校直法任務(wù)5電鍍修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用5.1電鍍基本原理5.2鍍鉻5.3鍍鐵5.4電刷鍍5.2鍍鉻5.2.1鍍鉻層特點1)硬度高、耐磨性好，硬度可達8001000HV，高于滲碳鋼、滲氮鋼；耐磨性高于無鍍鉻層的250倍。2)摩擦因數(shù)小，鍍鉻層的摩擦因數(shù)為鋼和鑄鐵的50%。3)導(dǎo)熱性好，熱導(dǎo)率比鋼和鑄鐵約高40%。4)抗腐蝕能力強，鉻層與有機酸、硫、硫化物、稀硫酸、硝酸、碳酸鹽或堿等均不起反應(yīng)，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，能長時間保持光澤。5)鍍鉻層與鋼、鎳、銅等基體金屬有較高的結(jié)合強度。5.2.2鍍鉻工藝1.一般工藝(1)鍍前準(zhǔn)備5.2鍍鉻1

13、)機械準(zhǔn)備加工：為了得到正確的幾何形狀和消除表面缺陷并達到表面粗糙度的要求，工件要進行準(zhǔn)備加工和消除銹蝕，以獲得均勻的鍍層。2)絕緣處理：不需鍍覆的表面要做絕緣處理。3)去除油脂和氧化膜：可用有機溶劑、堿溶液等將工件表面清洗干凈，然后進行弱酸腐蝕，以清除工件表向上的氧化膜，使表面顯露出金屬的結(jié)晶組織，增強鍍層與基體金屬的結(jié)合強度。(2)施鍍將被鍍工件裝上掛具吊入鍍槽進行電鍍，根據(jù)鍍鉻層種類和要求選定電鍍規(guī)范，按時間間隔控制鍍層厚度。(3)鍍后處理鍍后檢查鍍層質(zhì)量，觀察鍍層表面是否鍍滿及色澤是否光亮，測量鍍層的厚度和均勻性。2.新工藝5.2鍍鉻(1)快速鍍鉻快速鍍鉻是通過改變電解液的成分、加大電

14、流密度而得到。(2)噴流鍍鉻噴流鍍鉻是用電解液噴流來進行電鍍，它可減少零件的絕緣工作，隨時檢查鍍層質(zhì)量。(3)三價鉻鍍鉻三價鉻鍍鉻是以氯化鉻為主鹽的電解液，還含有氯化銨、氯化鈉、硼酸，二甲基甲酰胺等材料，采用石墨作陽極。5.3鍍鐵5.3.1鍍鐵層特點1)鍍層與基體金屬有較高的結(jié)合強度和較高的硬度，耐磨性好。2)電流效率高，沉積速度快，一次鍍厚能力強，可達1.01.5mm。3)原料來源廣，成本低，經(jīng)濟效益顯著。4)電解液溫度低，毒性小，有利于人工操作和環(huán)境保護。5.3.2鍍鐵工藝(1)鍍前預(yù)處理鍍前首先對工件進行脫脂除銹，之后再進行陽極刻蝕。(2)侵蝕把經(jīng)過預(yù)處理的工件放入鍍鐵液中，先不通電，靜

15、放0.55min使工件預(yù)熱，溶解掉鈍化膜。5.3鍍鐵(3)電鍍當(dāng)零件經(jīng)過表面化學(xué)處理后，按鍍鐵工藝規(guī)范立刻進行起鍍和過渡鍍，然后直流鍍。(4)鍍后處理包括清水沖洗、在堿液里中和、除氫處理、沖洗、拆掛具、清除絕緣涂料和機械加工等。5.4電刷鍍5.4.1電刷鍍基本原理圖5-13刷鍍基本原理示意圖5.4電刷鍍5.4.2電刷鍍特點1.設(shè)備特點1)電刷鍍設(shè)備簡單，體積小，重量輕，多為便攜式或可移動式，便于現(xiàn)場使用或進行野外搶修，其用電量、用水量少，可以節(jié)約能源、資源。2)電刷鍍不需要鍍槽、掛具，設(shè)備數(shù)量少，因而對場地設(shè)施的要求較低。3)一套設(shè)備可以完成多個鍍件的電刷鍍。4)刷鍍筆(陽極)材料主要采用高純

16、細石墨，是不溶性陽極，石墨的形狀可根據(jù)需要制成各種樣式，以適應(yīng)被鍍上件表面形狀。2.刷鍍液的特點5.4電刷鍍1)電刷鍍?nèi)芤捍蠖鄶?shù)是金屬有機絡(luò)合物水溶液，絡(luò)合物一般在水中溶解度大，刷鍍液中金屬離子含量通常比槽鍍高幾倍到幾十倍。2)刷鍍液性能穩(wěn)定，在較寬的電流密度和溫度范圍內(nèi)使用，不必調(diào)整刷鍍液組成及操作參數(shù)。3)不同的刷鍍液有不同的顏色，其透明清晰，沒有渾濁或沉淀現(xiàn)象，便于鑒別。4)刷鍍液不易燃、不易爆、無毒性、腐蝕性小，因而安全可靠，便于運輸和儲存。5)根據(jù)工藝的要求，在金屬鍍液中可以加入不同的添加劑，以起到細化晶粒、減少內(nèi)應(yīng)力、提高浸潤性的作用。3.工藝特點5.4電刷鍍1)電刷鍍時，刷鍍筆與

17、工件始終保持一定的相對運動速度，使刷鍍液能隨刷鍍筆及時送到工件表面，不易產(chǎn)生金屬離子貧乏現(xiàn)象。2)鍍層的形成是一個斷續(xù)的結(jié)晶過程。3)刷鍍液中金屬離子含量很高，允許使用大的電流，鍍層的沉積速度快。4)手工操作，方便靈活。5.4.3電刷鍍工藝1.鍍前準(zhǔn)備2.電凈處理3.活化處理4.鍍底層5.4電刷鍍5.刷鍍工作層6.鍍后處理任務(wù)6熱噴涂修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用6.1熱噴涂技術(shù)的分類及特點6.2熱噴涂技術(shù)的主要方法及設(shè)備6.3熱噴涂材料6.4熱噴涂工藝6.5熱噴涂技術(shù)的功用6.1熱噴涂技術(shù)的分類及特點6.1.1分類表5-3幾種熱噴涂工藝特點的比較6.1.2特點1)噴涂材選取范圍寬，適用的基體種類廣。2)噴涂

18、設(shè)備經(jīng)濟簡便，維修時便于攜帶，機動性好。3)涂層厚薄易控制，對表面損傷的修復(fù)效果好。4)噴涂工藝簡便、沉積快、生產(chǎn)效率高。6.2熱噴涂技術(shù)的主要方法及設(shè)備6.2.1火焰粉末噴涂圖5-14火焰粉末噴涂原理圖6.2熱噴涂技術(shù)的主要方法及設(shè)備1.噴槍圖5-15中小型噴槍的典型結(jié)構(gòu)1噴嘴2噴嘴接頭3混合氣管4混合氣管接頭5粉閥體6粉斗7氣接頭螺母8粉閥開關(guān)9中部主體10乙炔開關(guān)閥11氧氣開關(guān)閥12手柄13后部接體14乙炔接頭15氧氣接頭2.氧氣供給裝置6.2熱噴涂技術(shù)的主要方法及設(shè)備3.乙炔供給裝置4.輔助裝置6.2.2電弧噴涂圖5-16電弧噴涂示意圖1送絲輪2金屬絲3噴嘴4涂層5工件6.2熱噴涂技術(shù)

19、的主要方法及設(shè)備6.2.3等離子噴涂圖5-17等離子噴涂原理示意圖1等離子射流2噴涂層3母材4工作氣5噴涂粉末6.3熱噴涂材料6.3.1自熔性合金粉末6.3.2噴涂合金粉末1.結(jié)合層用粉2.工作層用粉6.3.3復(fù)合粉末1.硬質(zhì)耐磨復(fù)合粉末2.抗高溫耐熱和隔熱復(fù)合粉末3.減磨復(fù)合粉末4.放熱型復(fù)合粉末6.3.4絲材6.4熱噴涂工藝6.4.1施工前的準(zhǔn)備(1)確定噴涂層的厚度一般來說，噴涂后必須進行機械加工，因此，涂層厚度中應(yīng)包括加工余量，同時還要考慮噴涂時的熱脹冷縮。(2)確定涂層材料選擇涂層材料的依據(jù)是：涂層材料的性能應(yīng)滿足被噴涂工件的材料、配合要求、技術(shù)要求以及工作條件等。(3)確定噴涂參數(shù)

20、根據(jù)涂層的厚度、材料性能和粒度，確定熱噴涂的參數(shù)，包括噴距、噴槍與工件的相對運動速度等。6.4.2工件表面預(yù)處理1.凹切2.凈化處理3.粗化處理6.4熱噴涂工藝(1)噴砂噴砂處理是最常用的粗化處理方法，常用的噴砂介質(zhì)有氧化鋁、碳化硅和冷硬鑄鐵等。(2)機械加工法對軸、套類零件表面的粗化處理，可采用開槽、車螺紋或滾花等粗化方法，槽或螺紋表面粗糙度以Ra6.312.5m為宜，加工過程中不加潤濕劑和切削液。(3)拉毛硬度較高的工件表面可用電火花拉毛機進行粗化。4.非噴涂部位的屏蔽保護(1)膠帶保護膠帶由不燃的玻璃布或鋁箔涂以耐熱膠制成。(2)化合物保護該化合物一般為流體狀態(tài)，便于涂刷，并且事后還應(yīng)容

21、易去除掉。(3)機械保護即用屏蔽材料(玻璃布和石棉布等)將非噴涂部位遮蔽起來。6.4熱噴涂工藝6.4.3工件預(yù)熱6.4.4噴涂6.4.5涂層后處理1)用于防腐蝕的涂層，為了防止腐蝕介質(zhì)透過涂層的孔隙到達基材引起基材的腐蝕，必須對涂層進行封孔處理。2)對于承受高應(yīng)力載荷或沖擊磨損的工件，為了提高涂層的結(jié)合強度，要對噴涂層進行重熔處理(如火焰重熔、感應(yīng)重熔、激光重熔以及熱等靜壓等)，使多孔的且與基體僅以機械結(jié)合的涂層變?yōu)榕c基材呈冶金結(jié)合的致密涂層。3)有尺寸精度要求的，要對涂層進行機械加工。6.5熱噴涂技術(shù)的功用6.5.1舊件修復(fù)1)修復(fù)舊件，恢復(fù)磨損工件的名義尺寸。2)修復(fù)鑄件的缺陷。3)修復(fù)或

22、制造減磨材料軸瓦。4)增強金屬結(jié)構(gòu)件或零部件的耐腐蝕性或耐高溫等性能。6.5.2制備特定的功能性涂層(1)耐磨涂層對于可能出現(xiàn)磨料磨損的機械部件，如在沖蝕和氣蝕環(huán)境下工作的水輪機、抽風(fēng)機、旋風(fēng)除塵器等零件，為了獲得較好的抗沖蝕效果、提高其使用壽命，可采用等離子噴涂超細氧化鋁、氧化鉻等耐磨陶瓷涂層，或選用超聲速火焰、爆炸噴涂鈷基碳化鎢復(fù)合涂層等技術(shù)手段，使其零件表面涂層達到硬度高、韌性好的要求。6.5熱噴涂技術(shù)的功用(2)耐腐蝕涂層采用熱噴涂技術(shù)可以噴涂耐各種介質(zhì)腐蝕的保護涂層，如鋅、鋁、不銹鋼、鎳合金、青銅以及氧化鋁、氧化鉻陶瓷涂層和塑料等。(3)耐高溫涂層采用熱障涂層隔離金屬基體與高溫環(huán)境，

23、可以有效保持金屬構(gòu)件的力學(xué)性能，所以噴涂耐高溫涂層在航空航天等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。(4)屏蔽涂層屏蔽涂層用于消除電磁波和無線電波的干擾，同時清除靜電放電火花。任務(wù)7焊接修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用7.1補焊7.2堆焊7.1補焊7.1.1鑄鐵件的補焊1.鑄鐵件補焊的難點1)鑄鐵含碳最高，從熔化狀態(tài)遇到驟冷易白口化，白口化則收縮率大；鑄鐵本身塑性小、脆性大，焊接時的殘余應(yīng)力與鑄造殘余應(yīng)力集中作用到厚壁部分或角隅，易形成裂縫以至剝離；鑄鐵中含硫、磷量較高，這給焊接也帶來了一定的困難。2)鑄鐵中的碳主要以片狀石墨形式存在，焊修時石墨被高溫氧化產(chǎn)生CO氣體，使焊縫金屬易產(chǎn)生氣孔或咬邊。3)鑄鐵組織疏松，若組織浸透油脂

24、(尤其是長期需潤滑的零部件)，焊修時只靠簡單的機械除油、化學(xué)除油是遠遠不夠的，即使火焰烘烤，也不易把油脂徹底清除掉，焊修時易在焊縫中產(chǎn)生氣體，形成氣孔。7.1補焊4)鑄鐵件在鑄造時產(chǎn)生的氣孔、縮松、砂眼等也容易造成焊修缺陷。5)對于鑄鐵件，如補焊的工藝措施和保護方法不當(dāng)，極易產(chǎn)生變形過大或電弧劃傷而使工件報廢。2.鑄鐵件補焊的種類(1)熱焊熱焊是焊前對工件高溫預(yù)熱(600以上)，焊后加熱、保溫、緩冷。(2)冷焊冷焊是在常溫下或僅低溫預(yù)熱進行焊接，一般采用焊條電弧焊或半自動電弧焊。3.鑄鐵件破壞形式及其相應(yīng)修復(fù)措施(1)裂縫件的冷焊修復(fù)1)找出裂源。7.1補焊表5-4冷焊時止裂孔直徑(單位：mm

25、)圖5-18薄壁件開坡口7.1補焊2)開坡口。對精密性要求高的完全斷開的工件，為了復(fù)原定位可靠和方便，焊前暫不開坡口，焊接時用適當(dāng)工具使其斷口合攏復(fù)原，在夾固后固定焊住，然后開一段坡口焊接一段。對于承受強烈沖擊負荷的大負荷、厚壁鑄鐵件，在未完全斷開的情況下，最好先熱壓扣合鍵，使裂紋強迫合攏一些后，再開坡口。當(dāng)只允許焊接壁厚的一面時，則采用開單面坡口而且開通內(nèi)面的方法(焊接時為防止鐵水下流，可墊上純銅板或石墨板)。對能進行壁厚方向兩面焊的，先開一面坡口，等焊好后.再開另一面坡口焊接。7.1補焊薄壁鑄鐵件的坡口開法：壁厚為34mm的，可不開坡口，只需把裂紋部位的表面磨光或鏟光即可。壁厚為58mm的

26、，可開成角度稍大的淺坡口，應(yīng)適當(dāng)?shù)牧酎c鈍邊(即不要開通)，焊完一面后，再開另一面坡口(為了焊透裂紋，坡口深要見到已焊面的焊縫金屬)進行焊接，如圖5-18所示。厚壁開單面坡口的常見形式如圖5-19所示，開雙面坡口的常見形式如圖5-20所示。坡口尺寸可參考表5-5。圖5-19單面坡口7.1補焊圖5-20雙面坡口7.1補焊表5-5坡口尺寸表電弧開坡口。用電弧開坡口，如用得恰當(dāng)，不僅不會影響焊接質(zhì)量，而且簡單易行、效率高。但只能用于結(jié)構(gòu)簡單，并能自由伸縮的厚壁鑄鐵零件的某些有裂紋的部位上。有些變質(zhì)的，或鑄造時就形成的石墨片粗大的鑄鐵件，在采用電弧開坡口的情況下，還會改善焊接性能。電弧開坡口時，采用碳弧

27、或采用交、直流兩用焊條，將工件坡口立式放置從上而下地開較好，也有的采用碳弧氣刨或鑄208焊條開坡口。7.1補焊3)較深坡口的焊接，應(yīng)先進行掛面焊，然后進行退步、短段多層焊和分散斷續(xù)焊，即先把第一段坡口焊滿填足后，再退步施焊第二段。4)對于壁厚、允許有較多焊層的裂縫的補焊，必要時需進行栽絲處理，以免應(yīng)力過大造成焊縫剝離。5)施焊操作要點如下：預(yù)熱：焊前用氧乙炔焰對施焊部位進行稍大范圍的烘烤，預(yù)熱溫度為200左右，冬季從室外來的鑄件，應(yīng)在室內(nèi)放置24h以上，使應(yīng)力松弛后再焊。一般說來，油污不大的工件，經(jīng)200左右溫度的烘烤后，一可除油，二可預(yù)熱，可有效地防裂。7.1補焊焊條的選擇：應(yīng)根據(jù)工件的作用

28、及要求來選擇焊條。經(jīng)碳鋼焊條焊后的工件不能再加工，但其突出的特點是，用鎳基焊條幾乎不能施焊的氧化或腐蝕嚴重的鑄鐵件，可使用低碳鋼焊條施焊；此外，多層焊時，以碳鋼焊條打底焊第一層，熔合效果較好。常用的碳鋼焊條有Z117、Z116、Z110等碳鋼芯鑄鐵焊條，以及J506(結(jié)506)、J507(結(jié)507)、J427(結(jié)427)等結(jié)構(gòu)鋼堿性焊條。使用較為廣泛的還是鎳基鑄鐵焊條，其中，鑄408效果較好，焊條直徑越細越好。焊條應(yīng)按說明書要求烘干后再用，通常烘干溫度為150250，保溫2h。7.1補焊電流和極性的選擇：鑄鐵冷焊法以細徑焊條、線能量小為特點，因此常用較低電流施焊，以減少母材熔入量。一般情況下，

29、冷焊鑄鐵用的焊接電流比焊接鋼結(jié)構(gòu)的焊接電流要小10%25左右。冷焊法宜選擇直流焊機，并以反接法即焊條接正極進行焊接效果為好。引弧和收?。阂√幰壮霈F(xiàn)白口現(xiàn)象，為避免焊接使切削性能、防裂性能變壞，應(yīng)盡量在不加工處引弧，重要工件則應(yīng)利用引弧板引弧，若直接引弧時，必須在焊道中心線上距起點20mm處進行引弧，以便及時利用電弧來回火。收弧時則要在壓低電弧填滿弧坑后，再把電弧拉向一側(cè)熄弧，這樣可防止弧坑裂紋的產(chǎn)生。7.1補焊運條：底層的焊接只能采用直線型運條，不得采用劃圈法運條，以免增大熔合比。直線型運條每個焊段不超過50mm，若焊縫較長，宜用分段、斷續(xù)或分散施焊的方法，這樣可達到限制發(fā)熱量的目的，減少應(yīng)

30、力集中現(xiàn)象，如圖5-21所示。并行焊道應(yīng)往前段焊道壓入1/31/2，如圖5-22所示，這樣可以減少母材的熔入量，并可獲得平齊美觀的焊縫。整個施焊操作均以短弧施焊，每次焊前必須把焊皮殘渣清除干凈，必要時用砂輪打磨光滑。接續(xù)焊溫度、層間溫度均以不燙手為原則(60左右)。圖5-21分段焊接7.1補焊圖5-22焊道相互覆蓋可減少母材熔入錘擊：每段焊完后，立即用細尖頭(頂端R3R5圓角)的小錘在焊道上連續(xù)敲打錘擊，錘擊要適度、均勻。裂縫一般發(fā)生在焊后10s左右，故錘擊就必須在這一段時間進行完畢。錘擊后的焊道表面應(yīng)以布滿密密麻麻的小坑為宜。待焊道溫度降為300以下時就不得再錘擊。7.1補焊加熱減應(yīng)區(qū)法：加

31、熱減應(yīng)區(qū)法即在焊件上選擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)域進行加熱，使焊接區(qū)域有自由熱脹冷縮的可能，以減小焊接應(yīng)力，然后及時施焊。減應(yīng)區(qū)的選擇原則：在阻礙焊縫膨脹收縮的部位，與其他部位聯(lián)系不多，且強度較高，該區(qū)的變形對其他部位不產(chǎn)生很大影響的部位。減應(yīng)區(qū)的加熱溫度一般不超過750。焊后處理：焊后應(yīng)注意保溫緩冷，以免冷卻速度過快形成白口現(xiàn)象。保溫措施：小工件可用熱砂或保溫灰覆蓋掩埋，大工件則可用石棉布覆蓋，若能及時放入回火爐則更好。7.1補焊焊縫補強：為保證重要工件工作焊縫的強度，焊接后應(yīng)進行補強。補強方法主要有加焊鋼筋法和覆蓋鋼板法。加焊鋼筋法即在垂直于焊縫方向上焊接鋼筋，以通過鋼筋把負荷傳遞到更大區(qū)域。加焊鋼筋的方

32、法有表面加焊和鑲?cè)胧郊雍浮８采w鋼板法的步驟是先把補焊縫磨平，然后再在焊縫兩邊各覆以鋼板，與鑄鐵母材配鉆螺紋孔，把鋼板與鑄鐵件用螺栓聯(lián)在一起，最后將鋼板與母材板的坡口處焊起來。這樣，便可使原鑄鐵的補焊縫受到附加的壓應(yīng)力，從而增加了焊修后的強度。(2)磨損件的焊接修復(fù)以車床導(dǎo)軌劃傷的焊補工藝為例，敘述磨損件的焊接修復(fù)。7.1補焊(3)斷件的焊接修復(fù)斷件的焊修工藝是利用相應(yīng)手段使原件吻合良好，然后點焊幾處，使尺寸和精度符合要求，其他補焊措施及要點與修復(fù)裂縫件相同。(4)殘缺鑄鐵件的焊接修復(fù)殘缺不全是鑄鐵件損壞的常見形式，應(yīng)根據(jù)不同情況進行相應(yīng)處理。1)對于無加工要求的工件，允許用相應(yīng)的鑄鐵或低碳鋼材

33、料制成缺掉部分的形狀(俗稱補塊)后開好相應(yīng)坡口，然后進行鑲補。2)對焊后有切削加工要求的鑄鐵件，應(yīng)盡量采用鑄鐵補塊，用Z408或Z508焊條施焊，并在表面堆焊足夠后進行退火處理，最后將焊道大致打磨平整后機械加工成形。3)對殘缺較大，且殘缺位于角落的鑄鐵件，應(yīng)進行栽絲處理后，再冷焊修復(fù)。7.1補焊7.1.2鋼制零件的補焊1.低碳鋼零件2.中、高碳鋼零件(1)焊前預(yù)熱預(yù)熱是防止產(chǎn)生裂紋的主要措施，尤其是工件剛度較大，預(yù)熱有利于降低熱影響區(qū)的最高硬度，防止冷裂紋和熱應(yīng)力裂紋，改善接頭塑性，減少焊后殘余應(yīng)力。(2)選用合適的焊條根據(jù)鋼件的工作條件和性能要求選用合適的焊條，盡可能選用抗裂性能較強的堿性低

34、氫型焊條，以增強焊縫的抗裂性能，特殊情況也可采用鉻鎳不銹鋼焊條。(3)選用多層焊多層焊的優(yōu)點是前層焊縫受后層焊縫熱循環(huán)作用使晶粒細化，性能改善。7.1補焊(4)加強焊接區(qū)的清理工作徹底清除油、水、銹以及可能進入焊縫的任何氮的來源。(5)焊后熱處理焊后熱處理的作用在于消除焊接部位的殘余應(yīng)力，改善焊接接頭的韌性和塑性，同時加強擴散氫的逸出，減少延遲裂紋的產(chǎn)生。(6)設(shè)法減少母材熔入焊縫的比例例如焊接坡口的制備，應(yīng)保證便于施焊，但要盡量減少填充金屬。7.2堆焊7.2.1堆焊的特點1)堆焊的目的是用于表面改質(zhì)，因此，堆焊材料與基體材料往往差別很大，因而具有異種金屬焊接的特點。2)與整個機件相比，堆焊層

35、仍是很薄的一層，因此，其本身對整體強度的貢獻，不像通常焊縫那樣嚴格，只要能承受表面耐磨等要求即可。3)要保證堆焊層自身的高性能，要求盡可能低的稀釋率。4)堆焊用于強化某些表面，因而希望焊層盡可能平整而均勻。7.2.2堆焊方法7.2堆焊表5-6常用的堆焊方法及特點1.埋弧堆焊原理7.2堆焊2.埋弧堆焊設(shè)備任務(wù)8粘接修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用8.1粘接的特點8.2粘接方法8.3粘結(jié)劑8.4粘接接頭的形式8.5粘接工藝8.6粘接技術(shù)的應(yīng)用8.7粘接技術(shù)的應(yīng)用實例8.1粘接的特點8.1.1粘接的優(yōu)點1)不受材質(zhì)的限制，相同材料或不同材料、軟的或硬的、脆性的或韌性的各種材料均可粘接，且可達到較高的強度，可實現(xiàn)金屬和非