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汽车零件修复方法:一本完全指南

【摘要】:汽车零件机械加工修复法中,又主要采用修理尺寸法和镶套修复法。利用外力或火焰使零件产生新的塑性变形,消除原有变形,恢复零件变形前的正确形状,其修复方法称为矫正修复法。汽车零件修复中的常用矫正方法有压力矫正、火焰矫正和敲击矫正。

汽车在使用过程中,因磨损、疲劳、变形和腐蚀等原因,改变了零件的原始尺寸、形状、表面质量和零件间的配合性质,致使零件或总成丧失工作能力。为了恢复零件的工作能力和配合性质,可以用新的零件更换失效的零件,还可以修复失效的零件。在许多情况下,对失效的零件进行修复比更换新件有明显的优点。

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图3-4 汽车零件修复方法的分类

零件的常用修复方法有机械加工修复法、焊修修复法、粘结修复法、矫正修复法、电镀修复法、喷涂修复法等。

1.机械加工修复法

机械加工是零件修复过程中最基本和最主要的方法。它既可以作为一种独立的手段直接修复零件,也可以是其他方法的准备或最后加工必不可少的工序。

汽车零件机械加工修复法中,又主要采用修理尺寸法和镶套修复法。

1)修理尺寸法。修理尺寸是指将零件磨损表面通过机械加工恢复其正确的几何形状,并与相配合零件恢复配合性质的一种加工方法。

修理尺寸法在汽车维修中应用十分广泛。主要用于配合副磨损后修复,其中包括:缸筒、缸套、活塞、曲轴轴承转向节主销与主销承孔等。

修理尺寸法使各级修复尺寸标准化,便于加工和供应配件。但是它要求零件加工后有正确的几何形状和粗糙度,而且要按规定标准加工,这就使加工余量大,使修理次数减少。

修理尺寸法能大大地延长复杂零件和基础件的使用寿命,它简便易行,经济性好,但为了保证零件有足够的强度,尺寸的增大(孔)或缩小(轴)应有一个限度。由于零件强度的限制,采用修理尺寸法到最后一级时,零件就要采用镶套、堆焊、喷涂电镀等方法才能恢复到基本尺寸。

2)镶套修复法。镶套修复法是指零件在使用中,只是局部的磨损或损坏,在其结构和强度容许条件下,可将其磨损部分切削小(对轴)或镗大(对孔),然后,再用静配合的方法镶套、加工,使零件恢复到基本尺寸的修复方法。

汽车发动机气缸套、气门座圈、气门导管、飞轮齿圈以及各种铜套的镶配都是采用这种修复方法。

镶套法可以恢复基础件的局部磨损,延长基础件的使用寿命;应用镶套法一次可以使磨损了的零件恢复到基本尺寸,为以后的修理提供了方便;而且镶套工艺简单,没有复杂的操作和加工;不需大型设备,成本低;质量容易保证;不需要高温,零件又不易变形(注意过盈量不要过大)和退火,但它的应用受到零件的结构和强度的限制。

2.焊接修复法

汽车零件的磨损、破裂、断裂、凹坑、缺损等多种情况下均能采用焊接修复法。由于焊修的零件可得到较高的强度,焊层容易控制,且一般焊接修复使用的设备简单、成本低、易掌握,因此,它已成为一种应用广泛的零件修复方法。

焊接修复法就是用电弧或气体火焰的热量,将焊条(或丝、料)与零件金属熔化(钎焊则不熔化),以填补零件的磨损,使其恢复零件的完整。汽车零件的焊接修复方法很多,且各具特点。

按焊修工艺和方法不同,汽车零件的焊修可分为补焊、堆焊、喷焊和钎焊。

3.电镀修复法

汽车上许多重要的零件是用优质合金钢制造的,加工精度高,在使用过程中,只磨损0.01~0.05mm就不能继续使用了。这种情况用电镀法修复最为方便。为了恢复零件的尺寸,只刷镀上薄薄一层快速镍,比原来淬火表面层还耐磨。气缸套镀铬,可大大地延长大修间隔里程,并节约燃润料。各种铜套用缩小内径后外径加大镀铜法修复,可节约大量贵重金属铜。除上述耐磨镀层外,还有装饰性镀层(镀金、银、镍)、防锈镀层(汽车保险杠、门把手以及前照灯罩的电镀)、特殊镀层(防渗碳镀铜、防氮化镀锡、提高导电性镀银)等。

总之,用电镀法不仅可以恢复零件的尺寸,而且改善零件的表面性能。同时,因电镀过程中温度不高,不会使零件变形,也不会影响零件原来的热处理结构。电镀可以采用有槽和无槽电镀(如刷镀)等方式进行。

4.粘结修复法

粘结修复法是采用粘结剂把断裂或两个独立零件进行粘补或连接的一种工艺方法。粘结是利用粘结剂渗入被粘零件表面粗糙不平的空隙中,固化产生机械镶嵌作用、粘结剂分子间的相互吸引与粘结剂分子对被粘零件的扩散作用和化学反应的化学键作用,实现对被粘零件的粘补和连接。

粘结修复具有以下的特点:

1)粘结时温度低,不改变基体的金相组织,不产生应力和变形,接头的应力均匀,不产生应力集中。

2)不需要设备,成本低,几乎能粘结任何金属和非金属、相同的和不同的材料,适用范围广,对极硬、薄、小的零件采用粘结最为方便。

3)粘结剂密封性好,耐酸、碱、油、水和腐蚀,不需进行防腐、防锈等处理。

4)粘结强度较低,耐高温和耐冲击性能较差,粘结剂多易燃、有毒,某些粘结剂需自行配制,工艺要求严格。

在汽车修理中,粘结可用于缸体、散热器蓄电池壳的堵漏密封,制动蹄与摩擦衬片的连接。

5.矫正修复法

零件在使用过程中常会发生弯曲、扭曲、翘曲等变形。利用外力或火焰使零件产生新的塑性变形,消除原有变形,恢复零件变形前的正确形状,其修复方法称为矫正修复法。汽车零件修复中的常用矫正方法有压力矫正、火焰矫正和敲击矫正。

1)压力矫正。零件的压力矫正是利用金属材料的塑性,通过外加的静载荷使零件产生反向变形,恢复零件正确形状的矫正方法。压力矫正多在室温下进行,如果零件的塑性较差或尺寸较大,也可以进行适当加热。压力矫正应用很普遍,对一般金属零件均可采用,如轴类零件、车架、连杆等。

2)火焰矫正。火焰矫正用氧气—乙炔对变形零件进行局部快速加热,并辅以浇注冷却水快速冷却,靠加热部位的冷缩应力作用来矫正零件。火焰矫正时,对变形零件弯曲凸起处的一点或几点进行加热和急剧冷却。加热时加热区的金属膨胀,膨胀的金属又受到周围冷金属的限制,随温度的提高,这部分金属逐渐达到塑性状态。由于金属在热状态下的塑性变形在冷却过程中不会恢复原状,所以冷却后造成收缩量大于膨胀量,变形的零件得到矫正。

火焰矫正具有矫正效果好、效率高,矫正后变形稳定,对零件的疲劳强度影响小等优点。一般用于平板和尺寸较大、形状复杂的零件。

火焰矫正能力和加热温度成正比。从提高效果来说,加热温度应高一些,但温度过高会使金属再结晶而晶粒粗大,改变金相组织结构,故偏高是不利的。一般加热温度在200~800℃。加热时,加热点的温度上升要快,加热面积要小,如果加热时间拖长,加热面积过大,将使整个零件温度升高,减弱矫正能力。加热深度增大,矫正能力也增加。一般加热深度为零件厚度的40%时,矫正效果较好。加热深度继续增加,矫正效果反而降低,零件全部烧透则不起矫正作用。

3)敲击矫正。敲击矫正是用锤子敲击零件,使其部分产生塑性变形被延展,恢复零件的几何形状。敲击矫正的矫正精度容易控制,效果稳定,一般不需要进行热处理,且不降低零件的疲劳强度。但是,它不能矫正弯曲量太大的零件,通常零件的弯曲量不能超过零件长度的0.03%~0.05%。

曲轴是复杂形状的零件,曲轴工作时在外力作用下,两曲柄臂间有并拢的趋势,使曲轴产生弯曲变形。弯曲部位在曲柄臂与轴颈的转角处。敲击矫正修复则用锤子敲击曲柄臂的内侧,使内侧金属伸张膨胀,曲柄臂的外侧不动,曲柄臂则会产生向外扩张的趋势,使两曲柄臂恢复平行,从而使曲轴轴线的不直得到纠正。