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汽车零件修复方法-汽车修理工:高级

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:机械加工修复法是零件修复中最基本、最重要和最常用的修复方法,主要包括修理尺寸法、镶套修复法、局部更换修复法和转向翻转修复法。当磨损超过最后一级修理尺寸时,由于受到零件强度和结构合理程度的限制,不允许再用修理尺寸法修复,只能采用镶套、堆焊、喷焊、电镀等方法恢复到零件的基本尺寸。

汽车零件修复方法-汽车修理工:高级

1.汽车零件修复方法的种类

汽车零件修复方法主要有机械加工、焊接、振动堆焊电镀、刷镀、金属喷涂、电火花加工以及粘结等。

按照零件的缺陷特征,可将修复方法分为磨损零件的修复、变形零件的修复,以及裂纹、破损零件的修复。

(1)磨损零件的修复 磨损零件的修复方法基本上可以分为两类:一是对已磨损零件进行机械加工,使其恢复正确的几何形状和配合特性,并获得新的几何尺寸;二是利用堆焊、喷涂、电镀和刷镀等方法对零件的磨损部位进行增补,或采用胀大(缩小)镦粗等压力加工方法增大(或减小)磨损部位的尺寸,然后再进行机械加工,恢复其基本尺寸、几何形状及规定的表面粗糙度

(2)变形零件的修复 变形零件的修复可采用压力校正法、火焰校正法和敲击校正法。

(3)裂纹、破损零件的修复 零件上的裂纹、破损等损伤缺陷采用电弧焊、钎焊或机械加工等方法进行修理。

2.零件修复方法的选择

选择零件的修复方法时主要考虑技术上的先进性、工艺上的合理性、质量上的可靠性、经济上的合算性,另外,还要考虑各种修复方法的修复层厚度、性能,零件本身的结构、形状、尺寸和热处理对修复的影响,零件的磨损情况,工作条件对修复的要求等。

3.汽车零件的机加工修复

零件的机械加工就是零件表面的切削加工,即通过机床的车、铣、刨、磨、镗等机械加工工艺和钳工的锯、锉、钻、铰、刮、研等手工加工工艺,使零件恢复原来的设计和技术要求。

机械加工修复法是零件修复中最基本、最重要和最常用的修复方法,主要包括修理尺寸法、镶套修复法、局部更换修复法和转向翻转修复法。

(1)修理尺寸法 修理尺寸法是修复配合副零件磨损的一种方法,是将待修配合副中的一个零件利用机械加工的方法恢复其正确的几何形状并获得新的尺寸(修理尺寸),然后选配具有相应尺寸的另一配合件,恢复配合性质的一种修理方法。气缸体、曲轴大都采用此种方法修理。

在修复零件时,在其材料强度和结构允许的范围内,可将修理尺寸分为若干级,每级级差不完全相同,但以0.25mm为级差的最多。汽车主要零件修理尺寸分级表见表2-5。

2-5 汽车主要零件修理尺寸分级表 (单位:mm)

978-7-111-43537-2-Chapter02-5.jpg

注:( )内的数值是不常用的尺寸。

通常只对不便于更换的基础件(如气缸体、曲轴、前轴等)按修理尺寸法进行机加工修复,而容易更换的配合件(如活塞、轴瓦衬套、销轴等)则予以更换。

零件磨损后的每次修理都需要加工到最接近的一级修理尺寸,直到最后一级修理尺寸。当磨损超过最后一级修理尺寸时,由于受到零件强度和结构合理程度的限制,不允许再用修理尺寸法修复,只能采用镶套、堆焊、喷焊、电镀等方法恢复到零件的基本尺寸。

为了防止零件间的混淆,应在零件的非工作表面上标注分级尺寸或其代号。在修理时,应先核对分级记号。若无记号或记号不清,则应查阅零件的标准尺寸并测出其实际尺寸,两者差值的绝对值就是零件的修理尺寸。

在修理零件时,可按式(2-1)确定其修理尺寸。

dx=2(ρδ+C) (2/1)

式中 dx——新的一级修理尺寸(mm);

ρ——磨损不均匀系数,根据经验应在0.6~0.9之间;

δ——实际测得的零件最大磨损量(mm);

C——加工余量(mm),取决于机床和操作者,通常在0.10~0.20mm

之间。

对于磨损较少或尺寸较小的零件,其修理尺寸也可以不考虑磨损不均匀系数,而直接按式(2-2)确定。

dx=δ+C (2/2)

若计算出的修理尺寸dx不是标准分级,则应将其圆整到下一分级上。同组零件应为同级修理尺寸,修理尺寸应根据其中磨损量最大的部件确定。

例如,现测量出某六缸发动机各气缸最大磨损量依次为0.38mm、0.33mm、0.35mm、0.31mm、0.33mm、0.37mm,原气缸为标准尺寸,求该发动机镗缸时的修理尺寸。

解:根据 dx=2(ρδ+C

δ取最大值0.38mm,ρ取中值0.7,C取小值0.10mm,代入得

dx=2×(0.7×0.38mm+0.10mm)=0.732mm

查阅表2-5可知第三级修理尺寸为0.75mm,所以应将dx=0.732圆整到0.75mm,即加大到第三级修理尺寸。还应说明,在镗缸过程中,为了避免因测量、计算不准或系数选择不当及其他原因而镗不出所选的修理尺寸,通常先加工磨损量最大的气缸,以免走弯路。

修理尺寸法不但使各级修理尺寸标准化(加大了加工余量,使可修理次数减少),可以提高零件的互换性,便于加工配件和修理,而且能大大延长复杂零件和基础件的使用寿命,简便易行,经济性好,因而广泛应用于曲轴、凸轮轴、气缸、转向节主销孔等的修理。

(2)镶套修复法 镶套修复法是先在零件的磨损部位进行圆整加工,然后用过盈配合的方式镶上新的薄壁套,使零件恢复其基本尺寸的方法。只要零件修复后的强度和结构允许,均可采用镶套修复法修复。气缸体作为发动机的重要基础件可采用此种方法修复。

镶套配合分为轻级过盈配合、中级过盈配合和重级过盈配合。通常轻级过盈配合的过盈量为0.02~0.05mm,如H6/r5、H7/r6;中级过盈配合的过盈量为0.05~0.15mm,如H7/s6、H8/s7;重级过盈配合的过盈量超过0.15mm,如H7/u6、H8/u7。镶套过盈量的选择应合适,必要时要经过强度计算。

镶套材料要根据镶套部位的工作条件来选择。高温下工作的部位,其镶套材料应与基体一致或相近,另外要求镶套材料的热稳定性要好。例如,镶发动机气门座圈时,应选用灰铸铁、耐热钢或与基体一样的材料。

过盈量与两镶套件的加工精度和表面粗糙度、直径大小、工作表面长度、壁厚、表面硬度等有关。一般来说,当加工精度较高和表面粗糙度较小、直径较大、壁厚较厚、长度较长、材料硬度较高时,两者的过盈量可相对下降一些,但这些影响一般不应超过0.02mm。

在镶套之前,应仔细检查并测量两镶件的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度(应满足技术要求),并对零件的圆度、圆柱度做好记号。除按工艺要求镶套外,可让轴的小尺寸端先压入孔的大尺寸端,且两镶件的椭圆长短轴方向一致,这样可使两镶件在镶压过程中先松后紧,容易压入。此外,两镶件的镶入端应有15°~30°的倒角。在做好表面清洁工作后,有些镶件还应涂一层润滑油密封胶

在压入过程中,应注意压入件是否歪斜,压力是否正常。

对于精密零件或过盈量较大零件的镶套,还应采取必要的工艺来帮助镶压。例如,外圈零件采用喷灯加热或机油煮热,内圈零件则采用液态氮降温等。

镶套修复法具有能恢复较多的磨损量、修复过程中不需要高温加热、工艺简单、修复成本低的优点,主要用于修复气缸套、气门座圈、气门导管、飞轮齿圈、变速器轴承孔、后桥和轮毂壳体中滚动轴承的配合孔,以及壳体零件上磨损的螺纹孔和各类型的轴端、轴颈等。

(3)局部更换修复法 对于有多个工作面的汽车零件,由于各工作表面在使用中磨损不一致,当某些部位损坏时,其他部位尚可使用,为防止浪费,可采用局部更换法。例如,半轴花键部分的修复可采用此方法。

局部更换法就是将零件需要修理(磨损或损坏)的部分切去,重制这部分零件,再用焊接或螺纹联接方式将新换上的部分与零件基体连在一起,经最后加工,恢复零件原有性能的方法。

局部更换法主要用于修复半轴、变速器第一轴或第二轴、变速器盖及轮毂等,其修理工艺较复杂。

(4)转向和翻转修理法 转向和翻转修理法是将零件的磨损或损坏部分翻转一定角度,利用零件未磨损部位恢复零件工作能力的一种修复方法。

转向和翻转修理法常用来修复磨损的键槽螺栓孔和飞轮齿圈等,其应用受到零件结构条件的限制。

4.汽车零件的焊接修复

焊接修复是借助于电弧或气体火焰产生的热量,使焊丝金属融化熔合在本体金属上,以填补零件的磨损和恢复零件的完整性。

焊接修复是汽车修理中广泛使用的一种零件修理方法,具有能增大零件的尺寸、焊层厚度易控制、设备简单、修复成本低的优点,普遍用于修复零件(如气缸体、变速器壳、主减速器壳等)的磨损、破裂、断裂等缺陷。

根据使用的热源不同可将焊接分为气焊和电焊,而根据熔剂层的不同,可将电焊分为焊条电弧焊和振动堆焊。下面介绍几种典型的焊接方法。

(1)振动堆焊 振动堆焊是焊丝以一定的频率和振幅振动的脉冲电弧焊,是机械零件修复中广泛应用的一种自动堆焊方法。其实质是在焊丝送进的同时,使其按一定频率振动,造成焊丝与工件周期地起弧和断弧,电弧使焊丝在较低电压(12~20V)下熔化,并稳定均匀地堆焊到工作表面。振动堆焊的主要特点是堆焊层厚,结合强度高,工件受热变形小,故常用于修复一些轴类零件,如曲轴、凸轮轴等。

1)振动堆焊参数的选择。振动堆焊参数主要包括电源电压、极性,电路电感,堆焊电流,堆焊速度,焊丝的振动频率、振幅,送丝速度,焊丝伸出长度,焊丝与工件位置,焊丝牌号和直径,焊嘴冷却强度等。正确选择堆焊参数是获取稳定堆焊过程和良好堆焊质量的基本条件。

2)堆焊层的性质

①硬度及耐磨性。振动堆焊层的硬度是不均匀的,这是由于后一焊滴对前一焊滴,或后一圈焊道对前一圈焊道有回火作用。大量振动堆焊修复的曲轴装车使用表明,这种软硬相间的组织并不影响其耐磨性。

②结合强度。堆焊层与基体的结合强度高达5MPa。这是由于堆焊层与基体的结合是冶金结合,比喷涂修复层的结合强度高得多,使用中很少有脱落、掉块现象。

疲劳强度。由于振动堆焊层与基体金属间有很大的应力,因此堆焊修复后疲劳强度降低较多,通常可达40%。因此,受冲击负荷较大的柴油机曲轴、合金钢及铸铁曲轴不应采用振动堆焊修复。

3)其他堆焊修复法。蒸气保护下的振动堆焊、二氧化碳气体保护焊及埋弧焊的原理与振动堆焊相同,只不过是为了改善焊层的性能,减少焊层中的气孔、裂纹和夹渣。堆焊过程是在气体或焊剂保护下的一种振动堆焊,在此不再详述。

(2)焊条电弧焊 焊条电弧焊是利用普通电弧作为热源,以焊条为填充金属材料,采用手工操纵焊条进行焊接的方法。

1)焊条电弧焊的特点及适用范围。焊条电弧焊具有设备简单、操作方便、焊接强度高、施焊速度快、生产率高、零件变形小等优点,故广泛应用于碳素钢、合金钢及铸铁等金属材料的不同厚度、不同位置的焊接。在汽车修理中,焊条电弧焊主要用来修复零件的裂纹、破裂和折断等。

焊条电弧焊存在焊缝硬而脆、塑性差、可加工性比气焊差,且在焊接应力作用下易产生裂纹或焊缝剥离等缺点。为保证焊修质量,必须在工艺上采取措施。

2)焊条电弧焊工艺

①预热保温。对于较大的零件应进行预热和焊后保温,以减小焊接应力和防止裂纹的产生。

②焊前准备。当母材的材质较差时,为了防止焊接时裂纹的延伸和提高焊补强度,应在裂纹两侧钻止裂孔。止裂孔的直径应根据板厚来确定,通常为φ3~φ5mm。对于裂纹较深的工件,为了保证焊条金属与基体金属很好地熔合,应在工件裂纹处开坡口,可以全部或部分地除去裂纹部分的金属。

③施焊。施焊时,要采取小电流、分段、分层和趁热锤击方法,以减小焊接应力和变形,并限制母材金属成分对焊缝的影响。

采用小电流的基本原则是在保证焊透的前提下尽量选择小电流。采用分段焊是为了减少焊接应力和变形。焊接时,一次施焊长度不要过长,焊完一段后,应趁热从弧坑开始锤击焊缝,直到温度下降到40~60℃时为止,然后再焊下一段。锤击的目的是消除焊接应力,砸实气孔,提高焊缝的致密性。当工件较厚时,要采用分层焊。采用分层焊时可用较细的焊条,较小的焊接电流,使后焊的一层对先焊的一层有退火软化作用,可以改善焊缝的力学性能,还可改用低碳钢焊条填满坡口,以节约贵重焊条。如果工件的裂纹从边缘向中心延伸,则施焊时要从里向外焊,以减小应力和变形。

④焊后检查。零件焊完后,应检查有无气孔、裂纹,焊缝是否致密、牢固,若有缺陷,则应采取必要的补救措施。

(3)气焊 气焊就是氧乙炔火焰焊接。气焊的火焰热量较电焊分散,工件受热变形大,生产率较低,且焊接质量不如电焊。但气焊的熔池冷却速度慢,焊缝开头、结尾的焊透程度易控制,能做到焊缝金属与基材相近似。同时由于设备简单,不受电源限制,方便灵活等,所以气焊的用途较广,主要用于碳素钢、合金薄板件的焊接,还可用于有色金属和铸铁的补焊。对于发动机缸体的裂纹、气门座孔内的裂纹、曲轴箱内的裂纹、气缸体上平面的裂纹以及变速器壳体裂纹等,常采用气焊的加热减应焊方法。

1)加热减应焊。加热减应焊又称为对称加热焊,即补焊时对选定的减应区进行加热,以减少焊补时的应力和变形。

2)加热减应焊的原理。焊接有孔零件裂纹时的加热减应区如图2-1所示。如果直接焊接裂纹处而不加热减应区,那么焊后焊缝很可能被拉断,即使不被拉断,零件也会产生较大的变形。如果在减应区加热,焊缝与减应区在受热时一起膨胀,冷却时又一起收缩,就会大大减小焊接应力。

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图2-1 焊接有孔零件的

裂纹时的加热减应区

1—裂纹 2—加热减应区

3)加热减应区的选择原则与检验。加热减应焊的关键在于正确选择减应区。选择减应区的原则如下:

①减应区应选在裂纹的延伸方向。

②减应区应选在零件棱角、边缘等强度较大处。

减应区的选择是否适当,可通过加热检验。当减应区加热到500~700℃时,若零件上待补焊的裂缝胀大1~1.5mm,则说明加热减应区选择合理。如果加热时裂纹反而变得紧密,则说明减应区选择不当。焊接时,减应区的加热温度不得低于400℃,以免降低减应作用,但也不能超过750℃,以免引起零件金相组织的变化。

4)焊接工艺

①焊前准备。当焊接部分厚度在6mm以上时,要开90°~120°的V形坡口。若所焊部位厚度在15mm以上,则应开X形坡口。

②施焊要点。施焊火焰应用粗弱碳化焰或中性焰,加热区应用氧化焰。施焊方向应指向减应区。

施焊时,先熔化母材,再添加焊丝,并随时用焊丝清除杂质,以防气孔和夹渣。施焊应一次完成,避免反复加热而造成应力过大。补焊完成后仍需加热减应区至700℃才能停止。

5.汽车零件的喷涂与喷焊修复

(1)喷涂 以某种热源将粉末或线状材料加热到熔化或熔融状态后,用高压、高速气流将其雾化成细小颗粒并喷射到经过准备的零件表面上,以形成一层覆盖层的过程称为喷涂。喷涂可以喷金属,也可以喷非金属,生产中常用金属喷涂。金属喷涂涂层的结合过程是熔化的金属微粒在塑性状态下,通过强烈撞击嵌塞到零件表面上的过程。

根据熔化金属所用热源的不同,金属喷涂可分为电喷涂、气体火焰喷涂、高频电喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂等。

由于气体火焰喷涂具有设备简单、操作简便、应用灵活、噪声小等优点,因此在汽车零件修理中应用最广,主要用于修复曲轴、凸轮轴、气缸等。

喷涂层性能与很多因素有关,如粉末材料、喷涂工具、喷涂工艺等,尤其是所选用的材料不同,其喷涂层性能各异。(www.xing528.com)

喷涂工艺过程包括:喷涂前工作表面的准备、喷涂(喷打底层和工作层)和喷涂层加工。

(2)喷焊 喷焊是利用高速气流将用氧乙炔焰加热熔化的自融合金粉末喷涂到准备好的零件表面上,并经过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)的过程。它可使工件表面具有耐磨、耐蚀、耐热及抗氧化的特殊性能。喷焊与喷涂工艺相似,可达到堆焊的效果。

喷焊层由于具有高的结合强度和好的耐磨性,目前被广泛用于修复阀门、气门、键槽、凸轮等零件。

氧乙炔喷焊工艺通常为:工件表面准备→喷前预热→喷涂粉末→重熔处理→冷却→精加工等几道工序。

6.汽车零件的胶粘修复

胶粘修复是应用胶粘剂将两个物体或损坏的零件牢固地粘结在一起的一种修复方法,常用于修复车身零件,粘补水箱、油箱和其他壳体上的穿孔和裂纹,也可用于粘结制动蹄、离合器摩擦片和缸体的堵漏等。

胶粘修复的特点是:工艺简单、设备很少、成本低,不会引起变形和金属组织的变化。

胶粘的基本原理:两粘件依靠胶粘剂渗入粘件表面凹凸不平的空隙中固化后产生的机械镶嵌作用,胶粘剂分子间的相互吸引及其与粘件分子的相互扩散作用,胶粘剂与粘件化学反应产生的化学键作用而连接在一起。换句话说,胶粘是机械力、分子力和化学键共同作用的结果。

胶粘剂的种类很多,汽车修理中常用的有机胶粘剂有环氧树脂、酚醛树脂厌氧胶、高强度胶粘剂等,常用的无机胶粘剂是氧化铜胶粘剂。

(1)有机胶粘剂

1)有机胶粘剂的组成。有机胶粘剂由粘料、固化剂、增塑剂、稀释剂、填料和促进剂等组成。其中,粘料和固化剂是必不可少的,其余成分可根据需要添加。

①粘料。粘料是有机胶粘剂的基本成分,它包括合成树脂(酚醛、环氧树脂、有机硅聚丙烯酸酯、聚酰胺等)或合成橡胶(丁腈橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶)以及它们的混合体。其中,以环氧树脂的应用最广,下面以它为例加以说明。

环氧树脂是人工合成高分子树脂状有机化合物,是一种相对分子质量为300~7000的线性树脂,两端有环氧基,能与多种材料的表面形成化学键而产生较大的粘结力。

环氧树脂的主要使用性能指标是环氧值,即每100g环氧树脂含有环氧基的当量数。环氧值高的树脂相对分子质量小,在常温下是黄色油状液体,粘度较小。这类树脂使用方便,粘结强度较大,且受温度变化的影响较小,适宜作胶粘剂。环氧值低的树脂分子量大,在常温下是青铜色固体状胶块,可用于灌注和作涂料。常用作胶粘剂的环氧树脂牌号以环氧值从高到低排列顺序为618#、6101#、634#、637#和644#。牌号靠前者粘度小,使用方便,适宜于室温固化;牌号靠后者粘度大,耐温、耐冲击,韧性有所提高。

环氧树脂胶粘剂具有粘结力强、固化收缩小、耐油、耐酸、耐腐蚀、电绝缘性好、使用方便,可粘结各种金属与多种非金属等优点。其缺点是固化后较脆、韧性差、不耐碱、不耐高温,适合在150℃以下工作。

②固化剂。固化剂也叫硬化剂,是胶粘剂的主要成分。环氧树脂本身不能固化,只有加入适量固化剂才能与固化剂化合,使分子的线性结构变成立体网状结构。环氧树脂固化后成为热固性物质,温度升高时不软化和熔化,同时也不溶于有机溶剂,化学稳定性特别好,既耐酸又耐油。

固化剂有室温固化剂和加温固化剂。采用较多的室温固化剂是乙二胺,加入量为6%~8%(体积分数),在室温下放置24h即可固化。常用的加温固化剂是邻苯二甲酸酐,加入量为25%~30%(质量分数)。加入加温固化剂的环氧树脂在室温固化极慢,粘结工件需加温到150℃左右,并保温4h后才能固化。

③增塑剂。加入增塑剂的目的是增加环氧树脂胶的塑性。增塑剂的加入量要适当,多了会降低粘结强度和绝缘性,过多会使胶粘剂长时间不能固化。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯和磷酸二苯酯。

④填料。加入填料的目的是改善粘结后的力学性能、耐热性、电绝缘性和节约树脂用量。

填料有金属粉末和非金属粉末,其添加量视需而定,但不得过多,否则会影响粘结强度。若要提高耐热性能,则可添加石棉、瓷粉;若要提高绝缘性,则可添加石英、胶木和瓷粉;若要增加强度,则可添加铜粉、铁粉。

当用铸铁粉粘壳体类裂纹时,铸铁粉用量为树脂重量的10%~20%,但在填补铸铁件缺陷时,可用到树脂重量的300%。石棉粉、石英粉、氧化铝粉在粘补裂纹时的用量为树脂重量的10%~20%。玻璃丝或玻璃布用作粘补气缸的填料时应是无碱的。

⑤稀释剂。稀释剂用来降低胶粘剂粘度,以便操作时延长其使用时间。

常用的稀释剂有丙酮甲苯二甲苯等。它们只溶解树脂,不参加与固化剂的化学反应,因此用量不限,不需多加固化剂,但应注意在固化前应完全挥发。

甘油环氧树脂、环氧丙烷苯基醚是活性溶剂。它们参与固化剂的化学反应,因此要多加固化剂。这两种稀释剂前者用量为环氧树脂胶用量的20%,后者为环氧树脂用量的10%~15%。每100g这两种稀释剂所需另加的固化剂,相当于150g环氧树脂所需的固化剂用量。

⑥促进剂。为了加速固化和降低固化温度,可以适当加入促进剂,如四甲基二氨基甲烷、间苯二酚等。

2)环氧树脂胶粘工艺

①粘前准备工作。清洁粘结工件表面,以除去油污、锈渍、水分。裂纹表面需开60°坡口,端部需钻止裂孔,粘结面需磨出金属光泽。在批量生产时,需进行表面化学处理,并应用盐酸、马日夫盐进行磷化处理

②涂胶。工件最好加热至40℃,将调和好的胶粘剂均匀涂抹在裂缝表面,并检查是否有气泡。若有气泡,则在气泡处捣实,使胶粘剂高出平面1.00~1.50mm,再用夹具夹紧粘结面。

③固化。可按加入固化剂的性质确定固化温度和时间。若分阶段固化,则应先低温后高温,以防止加温固化时析出气泡而呈多孔状。若常温下固化,则不要移动被粘工件,夹具不得松动,待固化完毕后方可取下。

3)酚醛树脂粘结。酚醛树脂是由酚醛类物质在催化剂中经缩合而得到的一类树脂。它可以单独使用,也可以和环氧树脂混合使用。

酚醛树脂有较高的粘结强度,耐热性好,但其脆性较大,不耐冲击。汽车修理中常用它来粘结制动蹄片及离合器摩擦片。

4)厌氧胶粘结

①厌氧胶。厌氧胶在空气中存放时呈液体状,在与空气中的氧隔绝后,逐渐固化而产生粘结力,故称其为厌氧胶。

液体状的厌氧胶对裂缝的渗透性较好,通常只需采用薄铜皮、玻璃纸等与胶水同时粘在一起,隔绝表面的空气并设法断绝裂缝内的空气即可产生粘结力,故操作工艺简单,适用于不经常拆卸螺母的紧固防松,或用于管螺纹联接接头及平面凸缘接合面的耐压、密封、防漏,还可用于滚动轴承内外环的固定及填充堵塞漏隙和裂缝等。厌氧胶的粘结强度大,特别是对钢制零件。对于气缸体、变速器壳等箱体类零件的裂缝可就车粘结,而不需解体。

厌氧胶有262、271、301、302、322、352、510、515、567、569等多种牌号。

②厌氧胶粘结工艺

a.表面准备。清除表面油污、锈渍和水分,开坡口,钻止裂孔,并在止裂孔中用铜铆钉铆接,最后使粘结面露出金属光泽。

b.涂粘过程。用毛笔将胶粘剂涂于裂缝上,并在裂缝两侧轻敲,以加速胶液渗透,然后用比裂缝长的铜片或玻璃纸(一面涂胶)遮住裂缝,使其与空气隔绝,室温固化24h后,掀起铜皮或玻璃纸的一角,观察胶液固化程度,用手摸无粘性时即可。

(2)无机胶粘剂 无机胶粘剂多以磷酸、氢氧化铝和氧化铜按一定比例调制而成,又称为氧化铜粘结剂。

在调制氧化铜粘结剂时,可将纯的氧化铜(粒度为320目)和无水磷酸放在铜片上用竹片调匀,待拉出7~10mm的丝时,即可使用。两粘件间的氧化铜粘结剂生成磷酸铜并吸收水分后,会形成结晶水化物而固化,与硅酸盐水泥类似。由于生成磷酸铜的化学反应是放热反应,为防止因调制量过多发生冒烟固化而无法使用,每次调制时氧化铜粉的量为10g,磷酸的量为2.5mL。

氧化铜粘结剂耐热性好(耐热温度为600~900℃),固化过程中体积略有膨胀,宜采用槽接或套接,适用于缸体上平面、气门室裂纹、管接头防漏等粘结。其缺点是粘结脆性大,耐冲击能力差。

(3)胶粘修复方法的选择 对于胶粘修补的零件,应根据其损坏程度、承受的载荷以及工作温度与环境等情况选择粘结修复方案,如确定粘结方法、接头形式、表面处理方法等。

(4)保证胶粘质量的因素 保证胶粘质量的因素很多,其中以胶粘前的表面准备最为重要,它是决定粘结强度的关键。粘结表面要做到无油、无锈,并要有一定的粗糙度以增加粘结面的机械连接作用。此外,对强度要求较高的重要零件,还应进行表面化学处理,这样才能保证较高的粘结强度。

粘结的接头形式对胶粘强度影响很大。当用环氧树脂胶作胶粘剂时,其抗剪强度和抗拉强度比较好,而抗剥离和冲击强度低。因此在设计接头形式时,不仅要增加粘结面积,以提高强度,而且应对粘结件受力情况进行分析,使其尽可能少受剥离和冲击力,而多受剪切力和拉力。

对于有些损坏的部位,为了提高粘结强度,应采取辅助加强措施,如贴布层或钢板,镶嵌燕尾槽、销钉及金属扣键等。

胶粘剂配方比例要准确,涂胶要均匀迅速。胶层厚度应控制在0.1~0.25mm范围内,太厚或太薄都会影响粘结强度。固化温度和时间要适当,并施加适当的压力(用夹具夹紧)。

7.汽车零件的电镀修复

电镀是将金属工件浸入电解质(酸类、碱类、盐类)溶液中(刷镀则不浸入),以工件为阴极通以直流电,在电流作用下,溶液中的金属离子(或阳极溶解的金属离子)析出,沉积到工件表面上,形成金属镀层的过程。

根据零件的结构特点和使用特性,目前用来修复磨损零件的金属电镀工艺有镀铁、镀铬和镀铜等。例如,气缸、活塞销、转向节主销等可采用此种修理方法。

电镀工艺过程为:镀前处理、电镀及镀后处理。

8.汽车零件的刷镀修复

刷镀又称为涂镀,是应用电化学原理,在金属表面局部有选择地快速沉积金属镀层,以恢复零件表面性能的方法,主要用于磨损量不大的轴类零件(如曲轴、活塞销等)的修理。

(1)刷镀的基本原理 将接于电源正极的刷镀笔周期性地浸蘸或浇注专用刷镀液,并使其与接于电源负极的工件表面接触并有相对运动,镀液中的金属离子在电场力的作用下会向工件表面迁移,不断还原并沉积在工件表面而形成镀层。随着时间的延长和通电量的增加,镀层逐渐增厚,直至达到需要的厚度。

(2)刷镀的特点

1)刷镀在低温下进行,基体金属性质几乎不受影响,热处理效果不会改变。镀层具有良好的力学性能和化学性能。它与基体金属的结合强度高于常规的槽镀和金属喷涂。

2)由于不需要镀槽,所以工艺适用范围大,工件尺寸不受限制,可以在不解体或半解体的条件下快速修复零件,用于对轴、壳体、孔类、花键槽、轴瓦、平面类及不通孔、深孔等零件的修复。

3)在大电流密度及高离子浓度下,仍能获得均匀、致密的镀层。镀层沉积速度快、耗电少、成本低。一台设备可镀多种金属和合金,同一零件又可获得不同程度的镀层。镀层的厚度可控制在±0.01mm,适用于修复精密零件。

4)刷镀适用于局部修复,一次只能修复一个零件,对大面积和大批量零件的修复不如槽镀。

5)设备简单,操作安全,对环境污染小。

9.汽车零件的校正

汽车零件在使用中会因残留应力、外载荷、温度或事故等而产生变形。变形的主要形式是弯曲、扭曲和翘曲。零件校正的目的就是消除零件的变形,以恢复零件的正确形状。

零件校正方法有压力校正、敲击校正和火焰校正三种。

(1)压力校正压力校正是以外加的静载荷使零件产生变形的校正方法,一般金属零件均可采用。例如,连杆弯曲、气门杆弯曲、工字梁弯曲和扭曲以及车架、驾驶室等的变形等都可进行压力校正。

1)压力校正的方法。压力校正方法有两端校正法和三点校正法两种。

①两端校正法。固定零件的一端,在其另一端施加一个反弯矩或反转矩而使零件校正。例如,连杆弯曲和扭曲、离合器从动盘钢片翘曲等,均可采用两端校正法校正。

②三点校正法。按需要将轴类零件的两端分别支撑在V形块上,下置一个百分表,当对两V形块间的轴类零件上方某处施加压力时,零件就会产生与原变形方向相反的弯曲变形,其变形量由百分表读出。零件的变形量不仅与压力有关,而且与支撑距离有关。为了防止作用点处的局部变形,应用软金属做垫衬。三点校正法通常用来校正弯曲变形,特别是轴类零件的弯曲变形。

2)压力校正的措施。常温下金属的塑性会使晶粒处于不稳定状态,而在卸去校正压力后,将有一部分晶粒恢复原来的变形状态,且会产生与校正方向相反的变形。针对这种弹性和弹性后效的影响,在零件压力校正时,应采取以下措施:

①要“矫枉过正”。校正时零件所产生的反向变形量必须远远大于原来的变形量,也就是说要“矫枉过正”。反变形量通过试验确定(与零件的形状、材料和刚度有关),通常中碳钢零件的压力校正变形量为弯曲量的10倍左右。

②延长加载时间。零件加压后不卸压,而是保持几小时甚至一两天的时间。

③进行时效处理。零件校正后,必须放置一段时间(数天或数十天),以进行自然时效。也可进行人工时效,即将校压零件均匀加热至150~200℃,并保温若干小时,以消除内应力。

压力校正的优点是工艺简单,并可获取得较大的变形量。但对于有轴肩的轴类零件,由于凸肩处应力过大,降低了轴的疲劳强度,容易在轴肩处出现裂纹,为此,可采用一些辅助措施,如加热与时效处理或者多次校正等,但不宜盲目增加校正量。

(2)敲击校正 仅用来校正曲轴弯曲变形。这种方法是采用专用的球锤轻敲曲柄臂,使曲柄臂受敲一面逐渐伸张而发生变形,从而带动曲轴轴心线产生位移,达到校正的目的。

敲击校正的特点:不存在压力校正的缺点,其优点是校正的稳定性好,校正的精度高(可达0.02mm),生产率高,疲劳强度不受影响。

(3)火焰校正 是用氧乙炔焰对变形零件(主要是弯曲)进行局部快速加热,并辅以浇注冷却水快速冷却,靠加热部位的冷却应力作用来校正零件的方法。

如图2-2所示,当工件凸起点温度迅速上升时,表面金属膨胀使工件向下弯曲,上层金属受压应力,在高温下产生塑性变形。假设它本来要膨胀0.10mm,但由于受周围冷金属限制,最终只膨胀了0.05mm,另外0.05mm产生了塑性变形。待冷却后,零件仍然要收缩0.10mm,但由于已产生塑性变形的0.05mm无法收缩,那么上表层就缩短了0.05mm,这就对原有的下弯量起到了校正作用。

火焰校正效率较高,变形稳定,对疲劳强度影响较小。

10.汽车零件的表面强化

零件的表面变形强化是零件的一种典型表面改进技术。它是利用金属塑性变形的特点,在外力作用下使金属组织结构发生改变,而又不破坏金属整体的加工方法。

表面变形强化的原理是预先用外力使金属表面产生塑性变形,从而在零件表面预加一定的压应力,以抵消工作时交变应力作用下产生的拉应力。表面变形强化的主要方法有射丸、滚压、挤压等。

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图2-2 火焰校正的应力及变形

a)一点加热时 b)冷却时

(1)射丸表面强化 射丸有喷丸和抛丸两种形式。喷丸是用400~500kPa的压力来压缩空气,将小铁丸高速喷向零件表面;抛丸是用旋转的圆盘将小铁丸抛向零件表面。喷丸适合于单件或小批量生产,多用于零件内孔、圆角、键槽的局部强化。抛丸适合于大批量自动化生产。

曲轴上的曲柄圆角、连杆、气门弹簧、片状钢板弹簧、半轴等都可以采用射丸法强化,以延长它们的使用寿命。

(2)滚压强化 滚压是用很硬的滚子对零件表面进行滚压,使零件形成紧密的冷作硬化层,并减小零件的表面粗糙度,从而使零件表面得到强化,通常用来加工轴类零件表面,但也可用于内孔表面的加工。在进行外圆柱表面滚压时,对刚性不足的零件,为防止轴弯曲,可采用多滚子滚压。

(3)挤压强化 挤压强化仅用于内孔的加工。它是利用与孔形状相吻合的挤刀(或滚珠)推或拉被加工的孔,使其达到一定尺寸精度或表面粗糙度的强化方法。

挤压过盈量的大小与材料、工件孔径和壁厚有关。挤压时必须正确选择过盈量。过盈量太小,表面粗糙度和精度达不到要求;过盈量过大,表面会产生刮伤和拉毛。挤压中还需要加润滑剂,如挤压钢用润滑油加少量石墨,挤压青铜用稀润滑油,挤压铝合金用肥皂水等。

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