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发动机缸体裂纹修补方法
F-DIESEL工程机械动力部件 2013/5/20 10:53:50
 

例: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。困缸体材料为灰口铸铁,且强度要求高、结构复杂,所以决定采用冷焊法进行修复。

 

众所周知,灰口铸合碳量高,组织不均匀,石墨呈片状结晶,故而抗拉强度低、脆性大,可塑性及焊接性较差。由于碳、硫含量高,组织疏松,偏析严重,导热性能差,对冷却速度很敏感,且铸铁液固相温度比较接近,焊接过程中焊缝产生的变形力大,易形成气孔。缸体焊缝处由于局部加热,焊接热循环不均匀,不利于石墨析出,极易在焊缝区形成白口铁。焊接产生的应力扩散不均,如焊接应力超过铸铁强度,就会在焊补区出现新的裂纹或焊道剥离现象。所以,在焊补时应防止:焊缝区内的白口化及夹杂气孔;焊缝及缸体上产生新的裂纹;焊接过程中产生难熔的氧化物;缸体自身变形。

焊修工艺的确定

铸铁焊修有热焊和冷焊两种。热焊的焊接质量在相当程度上取决于加热、保温、防护措施及焊工的操纵技能等,因此在施工现场对缸体实施热焊是不可取的。而冷焊前不需要进行高温预热,焊后在室温下自然冷却,依靠焊条来调整焊缝处的化学成分,以防止产生或减少白口和裂纹;此焊接工艺简单,工作效率高,维修用度低,故选择冷焊。

选择焊条的主要依据是焊条熔化时与缸体的熔合能力。我们选用铸308纯镍铸铁焊条,其焊芯含镍量高,药应含有石墨。镍原子与铁、碳等原子熔合性好,高温下扩散能力强,可溶解碳而不形成脆硬组织,使焊缝的切削加工性能好,抗拉强度高,抗裂性好。

焊修时用300A硅整流电焊机,采用反接接线法。

另外,电流的大小直接影响焊修效果。电流过大,焊条的药皮易烧红脱落,造成夹渣和熔合不好,焊接区域温度上升既快又高,热影响区大,熔合区马氏体厚度也会增加;电流过小则与缸体熔合不好,轻易产生夹渣和裂纹。此次焊修电流值为90120 A

施焊工艺过程

(1)
钻止裂孔 确定裂纹位置,开好U形坡口后,为防止施焊时裂纹扩展,在缸体外侧裂纹方向前26mm处、裂纹的中间和顶端各钻直径为6mm的止裂孔。孔口处用钻头扩成喇叭口状,以利焊接熔合。

 

2)预热 为保证焊缝与缸体的结合强度,要清理坡口内的油污、积和水分等杂质,然后用氧一乙炔火焰将坡口两侧预热到 150 T左右。预热时各处温度需上升均匀,如预热不均匀,易形成局部高温,产生热应力,导致缸体内部产生新的微裂纹,或焊后有残余应力。所以预热面积应稍大些,以防止焊缝区产生或减少淬硬组织。

(3)
施焊 为了控制焊接变形,减少焊接缺陷,应将施焊部位垫成水平状态,焊接。施焊中,以直线划小圈式的运条手法,用中等弧长施焊,每条焊段长度控制在12-20 mm之间,堆焊厚度不超过2 mm,动作要干脆爽利。为减少焊接应力,防止焊缝剥离和产生裂纹,不应使高温电弧在焊区停留的时间过长而造成局部温度过高。每段焊完之后,要迅速用小锤轻轻敲击焊段及其四周,以清除药皮和消除焊接内应力。然后将焊段表面的焊肉用砂轮磨往一些,待焊段温度冷却到50oC左右时再焊下一道。第一层焊完,用砂轮在整个焊缝上再磨往一些焊肉,检查确无气孔、裂纹后再焊第二层。依此类推,最后使整道焊缝圆滑过渡到缸体上平面,此焊法对控制焊缝应力有利。

4)焊止裂孔 焊缝全部焊接完毕并确定已无裂纹后再堆焊裂纹两真个止裂孔。全部焊修完毕后,将焊渣清理干净,再次轻锤焊缝表面,检查焊缝有无气孔、裂纹等缺陷,冷却至室温,然后将缸体进行机加工至要求的尺寸。(中国工程机械动力部件网)

 
 

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