谈车用铸造零部件的表面堆焊修补技术
发动机缸体、变速器壳体、液压油缸等零件的特点是质量大，形状复杂，造价高，当其发生裂纹或其它损坏时，若不及时修理，将会使整个总成报废，造成极大的浪费。另有一些零件，如销子、齿轮等，由于单价不高，当它们磨损失效时，往往直接更换新件，长此以往，必然消耗巨大，其实它们也是可以修复再利用的。表面堆焊技术是零件表面修复技术的一种，就是利用手工电弧焊对受损零件的表面加以堆焊或修补，或经过机床加工，恢复零件的原有尺寸，必要时通过热处理改善其性能。评定修复层的主要指标为：修复层与基体金属的结合强度；修复层的耐磨性和耐腐蚀性；修复层对零件疲劳强度的影响。上述指标中结合强度是评定修复层质量的首要指标。
一、车用铸铁件的表面堆焊修补技术
铸铁件的焊补方法很多，有手工电弧焊、气焊、CO2气体保护焊、手工电渣焊。手工电弧焊又分热焊、半热焊、冷焊；气焊又分热焊、加热减应区焊、不预热焊等。在选择这些焊补方法时，主要根据铸件的大小、厚度及焊补处的缺陷情况、刚度大小等复杂程度及焊后要求（如是否加工、致密性、强度、颜色等（来选择。车用发动机缸体属于非易损基础件，一般寿命较长，除遇意外事故，都能用至机器报废。但有时也会发生破损、裂纹或曲轴主轴承座孔失圆变形等情形，在这种情况下更换整个缸体无疑会造成巨大浪费，因此必须想办法加以修复。
车用发动机缸体由于冬季常会在室外停放时忘记放水，因而缸体气缸套处开裂一道长约4cm的裂纹，运用手工电弧焊修复工艺如下：焊条选用铸612铜铁焊条，焊条直径3.2mm，焊后不进行机械加工；将裂纹周围清洗干净，包括油污、铁锈，裂纹深处的油污和水用氧一乙炔火焰加热，直到不冒烟为止。修整裂纹，在裂纹两端钻Φ3mm的止裂孔。为了增大结合强度，沿裂纹方向用手砂轮开出U形坡口，坡口开度1200，深4-6mm。坡口两侧25mm以内用钢丝刷打光，露出金属表面。施焊前，使缸体裂纹成水平位置放置，运条方向由两端向中间进行，待整条裂纹焊补完毕后，再焊两端的止裂孔。焊接速度为3.2～3.5mm/s，电流为80～110A即可。
汽车、拖拉机缸体出现裂缝、穿孔或外形损坏等多种缺陷需要焊补修复的情况，由于汽车、拖拉机缸体通常采用HT21-4和HT 15 -32材质制成，再加上气缸结构复杂、壁薄而且不均匀，焊接时很容易产生裂纹，因此给焊补工作造成很大的困难。根据实际生产条件、生产效率以及经济因素等，以手工电弧冷焊应用较多，常见气缸体焊补的工艺方法如下：东风车气缸因大修拆卸时，把缸体表面打掉一块，采用以低碳钢板为补块替代，并用手工电弧冷焊，用小3.2mm铸308焊条，焊接电流1=100A，短段焊、断续焊、分散焊这一工艺。采用这一工艺是根据此缸体缺陷位于表面，不需加工，如果将原块补上，应力加大，填充金属多，抗拉抗裂性差而采用的。对于此工件，首先仔细清理缺陷附近的油污杂质，低碳钢板退火不留间隙，只在铸件四周开半侧坡口，用小3.2mm直径的铸308焊条和506碳钢焊条交叉使用（这样既保证了质量又降低了成本）。点固电流和焊接电流一样采用100A，每次焊缝长度不超过20mm，焊后立即用小锤迅速锤击焊缝，以消除应力、减少裂缝，并使焊缝致密，如有微小气孔、夹渣，经过锤击就能减少漏水，而不影响焊缝的抗拉力。每次焊后都应等焊缝冷却到可以用手摸并且用钢丝刷刷干净后再焊一道，如此反复进行直到焊完。如果气缸缸体被冻裂裂缝长50mm，中部凸出5mm错口。可根据缺陷的裂纹较长、刚性大等情况，采用压铁压平，在裂纹两端钻止裂孔。采用中3.2mm直径的铸308焊条，用砂轮打磨坡口，每次焊缝长10～15mm，用小锤锤击焊缝，用钢丝刷刷干净，冷却到60℃左右时再焊下一段，焊完后，用30×50×3mm的钢板三块在焊缝补贴块加强，最后封焊止裂孔。实践表明，以上采用的工艺方法切实可行，在铸铁焊补特别是气缸体的焊补中，值得推广和借鉴。
康明斯发动机缸体曲轴主轴承第二、三座孔同轴度误差达0.13mm,由于轴承座孔上有轴瓦覆盖，仅起支承及散热作用，焊接强度要求不高，但精度需达到一定标准，可采用钎焊修复轴承座孔，然后在搪瓦机上加工成型。由于曲轴主轴承处是受力部位，黄铜的结合强度在200MPa以上，因此选用黄铜。用油洗去或用火焰吹去座孔表面的污物，用砂布打磨，露出金属表面，焊补过程中用硼砂清除焊层表面的氧化膜，可增加黄铜溶液侵入被焊金属间隙的能力，保护焊层钎料和工件表面免受氧化。如果座孔变形区较大，应分区施焊，每个区段的熔池力争一次填满。堆焊层要离出座孔基面3mm以上，留出充裕的机械加工余量。按规定力矩上好轴承盖，在搪瓦机上按标准加工成型。此外，用黄铜作钎料，用火焰加热，修复发动机缸体两缸套间的裂纹，两缸套间下陷等，均可取得良好效果。
二、车用铸造铝缸体件的焊接特点
中小型发动机的缸体多采用铝合金制造，常用件大多数也采用铝合金铸件。因铸造中缩孔、组织疏松、厚薄不均、气孔、塑凹等缺陷，加上在运行中超载、道路不平等因素，常出现缸体漏油、漏水、局部开裂等现象。
从物理性能上看，铝的导热系数约为低碳钢的5倍，热容量大，线膨胀系数比低碳钢大1倍多，结晶收缩度大约两倍，熔点低，中高温时强度更低，所以必须采用能量集中的热源，以保证熔合良好。其次因为铝的塑性强而强度低，加之焊接时产生较大的焊接应力，会把焊好的铝缸体拉裂，故应采用垫板、夹具，以保证质量和防止焊接变形。铝合金由固态转变为液态时，颜色变化不大，从低温到高温时很难分清焊缝的温度色，因此可用彩色粉笔在待焊处边缘画一条线，温度升至颜色消失即可施焊。同时，铝合金的Mg、Zn、Mn均易蒸发，不仅影响焊缝性能，也影响操作。铝在高温时强度低（纯铝370℃时强度不超过9.8MPa），很容易因托不住熔池内液态金属而下坠，轻者不塌，重者烧穿，附下的铝液凝固后，形成障碍阻挡油、水道。
从化学性质上看，铝合金表面极易形成难熔的氧化膜（A1203熔点2050℃），其密度与铝的密度极其接近，不仅妨碍焊接，而且容易形成夹杂物。氢是铝焊接产生气孔的主要原因，在液铝中氢的溶解度为0.7L/100g，在660℃凝固点时氢的溶解度骤降至0.041/100g，使原来溶于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时由于铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中上升速度慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，上升的气泡往往来不及逸出而残留在焊缝中成为气孔。因此，焊前清理焊丝和去除补焊处的氧化膜，对焊接质量有极其重要的影响。除了焊前采用机械、化学清理外，焊接过程中还必须加强保护，这就需要采用破坏或除去氧化膜的焊剂。焊剂由氯化物组成，对铝缸体、铝合金零件有很强的腐蚀性，焊后必须彻底清除。
三、车用铸造铝缸体件的焊修方法
目前车用气缸体的材料以铸造铝硅合金为主，铝硅合金的焊接性较差，容易产生塌陷、热裂纹、气孔、烧穿等缺陷，还会发生铝的氧化、合金元素的烧损蒸发、焊缝性能降低等问题。为了解决这些问题，应采用正确的焊接方法和较为合理的焊接工艺，以汽车铸造铝硅合金缸体出现的裂纹缺损为例的焊接方法。
焊接铝合金的方法很多，常用的是气焊和氢弧焊，气焊设备简单，操作方便，成本低，采用合理的工艺措施可以保证焊接质量。因此选用气焊方法来修补铝硅合金缸体的裂纹。
焊前准备坡口为防止焊接过程中裂纹扩展，首先在裂纹端部用φ6mm的钻头钻止裂孔，坡口形状正确，可保证填充金属与母材熔合良好，避免产生气孔、未焊透等缺陷。
焊前首先要清理气缸体内的油污，清理方法有两种：一种是用热碱水清洗；另一种是用火焰烘烤缸体内腔，然后清理缸体表面，用钢丝刷或刮刀清除工件表面上的氧化膜，使其露出金属光泽。工件经过清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜，因此应在清理后尽快焊接。需要注意的是，在清理氧化膜时，不宜用砂纸或砂轮打磨，以防止砂粒留在金属表面，焊接时易产生夹渣等缺陷。
垫板铝合金在高温时强度很低，液态金属流动性能又很好，焊接时熔池容易下塌。为防止烧穿，在缸体内的裂纹处支撑上石棉布衬垫焊前预热。为了使接头附近达到所需要的焊接温度，以减少形变、未焊透和气孔等缺陷，焊前应进行预热。
用气焊铝合金时，焊丝的选用原则是与母材成分相近，同时考虑抗裂性、耐腐蚀性和焊接接头的力学性能的要求。焊接时金属的流动性好，焊缝金属有较高的抗裂性能，也能保证一定的力学性能。铝合金焊件在焊前虽然经过清理，其表面的氧化膜不一定清除得＋分干净，而且在焊接时由于加热又产生新的氧化膜。气焊时，需要采用熔剂来清除熔池中的氧化膜和其它杂质，提高熔化金属的流动性，使焊接过程顺利进行，保证焊缝质量和成形。
焊前预热，两把焊炬用中性焰同时预热裂纹周围各个棱面，预热要充分，均匀预热后进行补焊时。另一焊炬继续对裂纹周围加热，以保证其预热温度。焊接时，焊炬保持在一定的温度，焰芯端距工件表面3-5cm做直线前进，火焰对着熔池，焊丝在火焰保护范围内做上下跳动。下送时，焊丝带着熔滴插入熔池，并拨开熔池表面的氧化膜，随即又将焊丝从熔池内向外拉出，依靠焊丝的这种运动来破坏熔池的氧化膜，并搅动熔池使杂质浮以获得良好的焊缝，在气焊过程中焊炬的倾角可视熔化情况而改变，接近收尾时应适当减小焊炬倾角，同时加快焊接速度，并增加填充焊丝，收尾时一定要填满火口。
若缸套筋断裂，应压出两相邻缸套；若座圈筋断裂，应掉所镶两边圈座；若螺孔坏牙，应先扩约10-12mm孔。将缸体补焊处两侧约30mm范围内的油污、水份、杂物去除，用汽油清除干净。壁厚在5mm以上，最好开坡口。用焊枪或喷灯烧去残留油污、水份，用钢丝刷刷去杂物直至露出金属光泽。室温在10℃以下准备2x2m的2-3块石棉布，待用（待后保温用）。准备HO1-6型焊枪5号嘴（以下自加温至缓冷，焊枪始终采用中性焰，避免氧化焰）。将铝209φ4mm焊条，烘焙150℃约1.5h待用。若无烘箱，在火炉或电炉上离火约70mm高处，放一块比所用焊条宽一倍、长350mm、厚2mm铁皮，放上焊条后再盖上一块较薄的铁皮，焊条应经常翻动，烘烤约2h即可，随用随取。若无法购到标准焊条可自制，用L104铸成φ4-φ6mm丝，最好用ZL101或311铝硅焊丝、长度约300mm，将气剂401铝焊粉或用KC 149.5 -52,NaC 127 -30, LiC 113.5-15 , NaF7.5 -9自配药粉，用开水（最好蒸馏水）调成糊状，在焊芯上均匀敷约1.5mm厚，端头留约25mm焊钳夹位，晾干后用以上方法烘干。因铝的导电能力约为铜的一半，所以焊条制作要求不太高。把缸体、缸盖放平，用焊枪或喷灯缓慢地将缸体周围均匀预热到150℃左右，应重点加热施焊处，烧尽补焊处裂口内或缺陷内的油污，使水份蒸发，约 250℃时再迅速用钢丝刷刷去杂物，至金属光泽为止。较长焊缝应先点固后去渣，刷净。
手工电弧焊施焊时，补焊处应放水平位置（以下同），采用直流电源，反接，电流90-110A 9（用烘好的铝209焊条）焊螺孔时，焊条作圆周转动，边缘要注意焊透，一次不行去渣刷净后填二次，填至高出约1.5mm即可。若是几处筋断裂，应分段交叉焊，以免应力过大而拉裂其它部位。补焊时加热的焊枪或喷灯应在补焊对面和上面作往复均匀加热，以减小应力集中。补焊时应避免电弧划伤未焊处，特别是缸体加工面。在整个补焊中，焊条应垂直焊件表面不作摆动，直线运条，电弧应尽量采用短弧以减少氧化、飞溅、空气侵入，不留弧坑，动作应快（约为钢的3倍）以免焊漏，换焊条必须快速进行，去渣也应迅速，最好是一条焊缝一次焊完，较长焊缝应在点固处停顿。焊好后，低凹部位或弧坑应迅速补焊，焊后去渣，刷净。缸体、缸盖焊后平放在平台上，温度降至150℃后用小榔头轻击焊缝处，以减轻或消除一定应力并使组织细化，同时加热整个缸体约150℃，用准备好的石棉布覆盖缸体，使之缓慢冷却（缸盖补焊后可采用压板紧固，避免变形，以下同）。碳弧焊采用交流焊机，用φ6-φ8mm碳棒，若无可采用较粗的铝电缆线代用，有条件的最好作焊前预热，焊后缓冷，电弧约1.5mm，焊速应快。
由于碳棒的烧损和高温氧化，使熔池杂物较多，氧化膜也较厚，氧化膜盖于熔池表面，妨碍了焊接过程的正常进行，故焊丝应在熔池中轻轻搅动（搅动时用力不能过大，否则会捅穿熔池）。铝的吸热量相对较大，熔池难以控制，最好用钢板做垫板，以防烧穿而下塌等。补焊时应特别注意焊缝中的夹渣、未溶合、示焊透、烧穿等等缺陷出现。补焊处余高不能太大，碳弧焊时只要把握好电弧、熔池、拨渣，获得的效果还是可以的。
缸体最好不采用气焊，因焊后变形较大，就是焊好也难以加工。若焊油底壳或一般小零件可采用气焊，大件最好另用一支焊枪或喷灯加热。焊嘴与焊件夹角约30°，焊丝角约90°。应在补焊前端头约40mm处开始预热，达到预热温度后开始补焊，将焊嘴移至裂口前10mm起焊。一条焊缝应一次焊完，中断后再次起焊时，预热、起焊工艺同前。施焊时焊丝（最好把焊药敷在焊丝上）也应轻搅动熔池，使氧化物、杂质上浮后焊缝熔后良好，并促使气体从熔池中逸出。收尾时应超过裂口终点或补焊处约20mm以上，补焊完焊枪应缓慢提高，待熔池全部凝固后，焊枪继续加热油底壳周围，使整体加热约200℃以上，此时应迅速把油底壳加工面平放于平台上，防止收缩时产生较大的形变，最好用石棉布保温。使用焊粉焊接的部位（最好正反面）冷后用热水、钢丝刷边刷边洗，把补焊处残留的焊粉、氧化物清理干净。晾干后，用平整铲去除余高，再用大小平锉、半圆锉或圆锉锉平，用砂布打磨光滑即可。螺孔按原尺寸钻孔攻丝。整修后，若发现有较大的气孔，可用钻将气孔扩大约2mm，但不得钻透，钻后用相应粗细的（比孔深长约1 mm）铝线作成铆钉，用榔头铆紧，锉光，砂平即可使用。 补焊后用石棉布包覆，使其缓冷。焊件冷却后用圆头锤锤击焊缝表面，以消除焊接应力。焊后需要及时清理留在焊缝及邻近区域表面的熔剂和熔渣，否则在空气、水分的作用下，残存的熔剂和焊渣会破坏具有防膳作用的氧化膜，从而导致工件的强裂腐蚀，因此焊后撤去衬垫，用热水或蒸气将焊件上残存的熔剂和熔渣清除干净。焊后用煤油渗透法检查补焊区的致密性。
四、车用铝质气缸盖常规的焊修方法 铝质气缸盖是铝合金铸件。它的内部形状很复杂，在工作过程中，上面有时会产生裂纹，下面水道孔易被硬水腐蚀，常常需要修复。用焊接加工修复，一般不需要预热。如遇裂纹过长，就要进行预热，还必须开V型槽，并将焊接处的氧化铝及杂质彻底清除，再把另一废气缸盖用螺栓拧紧而合并，避免变形，然后预热到250℃～260℃，将它放平施焊。焊补裂缝时，应分成长50-60mm的区段，自裂缝中间开始，相继背向焊接，也就是采取逆向焊法。
在焊接过程中，由于铝质气缸盖是铝合金铸件，因此氧化物较多，可将焊条加热蘸上焊剂，加入熔池，再用火焰将焊条彻底熔化，滴入熔池。同时用焊条或另用铁条伸到熔池搅动，并再次加入焊剂，使熔化金属内部的氧化物与焊剂发生作用，让它熔解成焊渣上浮而加以清除，如此继续至焊完。但有时，在熔池边缘，往往结合不良，这是因为缝边温度不够，以及有氧化物。遇到这种情况，可用铁条将边缘氧化物划掉，再进行加温，使熔池金属从下向外流，就可得到良好的焊接。要取得好的焊接质量，与焊条有很大关系。一般采用含硅50%，其它是纯铝或铝、铜、硅焊条。如果没有这类焊条，可将废气缸盖熔化制成焊条，这是最有理想的。除此在焊完后让其缓慢降温，最后必须彻底清除熔渣。 五、车用合金件的表面堆焊修补技术
车用合金零部件的常用表面堆焊修复技术有手工电弧焊及软、硬钎焊之分，主要以钎料的不同来区别。手工电弧焊修复工件的质量较高，但对零部件的疲劳强度有一定影响，制定工艺时要注意，钎焊则相反。多数零部件焊后需进行机械加工或手工加工，以恢复到原有尺寸，堆焊时应注意有充裕的加工量。 合金零部件设计取决于自动焊接中心和变位机的选型，变位机决定零件相对于自动焊接中心的焊接位置。有些零件要求多轴运动的变位机以协调焊接；有些零件在焊接时则要求单轴的变位机来重复定位；还有零件不需配置变位机。在零件设计（或工艺设计）阶段，需要对焊缝接头进行评价，目的是保证焊缝接头容易重复和容易焊接。例如，搭接接头和角焊缝是较多的焊缝形式，因为这样焊缝和熔滴易控制。外角焊则较困难，因为会产生裂缝或会使零件滑动。开坡口的焊接较少考虑，因为零件的定位、焊接量的变化和焊缝等不易控制。
合金零部件的重复精度的变化会明显放大焊缝接头的重复精度的变化。典型的焊缝接头重复精度可节约一半的焊丝。φ 1.2mm的焊丝是自动焊接中心常用的焊丝，焊接接头的重复精度要求是±0.584mm，重复精度的变化要求自动焊接中心控制或改变焊接工艺来适应。适应性包括焊丝导嘴探测、焊缝跟踪、起弧或断弧缺陷或使用先进的夹具进行多步焊接。焊接中心尽可能地考虑交替使用焊接机头进行焊接，焊接臂上的焊接机头不一定能焊接所有零件的所有位置。 车用变速器齿轮由于齿面表层局部损坏，采取堆焊后可用手砂轮和油石进行修整，无须进行复杂的热处理，就可基本达到原机械性能。工艺和要求如下：选择Fe-Cr-C系列耐磨焊条中的DEZCr55 -10高铬合金耐磨堆焊焊条，焊层硬度达HRC55 ,并有较高的冲击韧性，焊条直径为3.2mm。用油洗或火焰将齿轮表面的油污处理干净。将齿轮预热至200～250T，电弧长度与焊条直径相当，焊接电源110～150A，焊条与齿轮堆焊表面接近垂直，焊后缓冷。
还可采用堆212焊条修复汽车的中、后桥平衡悬架心轴；采用锡铅合金作钎料，火焰加热可堆焊发动机曲轴止推片，从而调整曲轴的轴向间隙，也都是成功的。此钎料熔点低，结合强度不超过70MPa，多用于受力不大的场合。有些车型的气泵类是铝合金制造，使用中其表面常会出现裂纹等，可采用氢弧焊修复。用氢弧焊修复发动机缸体水套处裂纹，焊接质量高，外形美观，变形质量小，焊后不需加工，效果好。装载机的举升大杆销孔，由于种种原因常会发生套磨损，致使基础件的损伤，不用更换大杆，可选用442焊条，使用手工电弧焊对大杆销孔堆焊，由于销孔的精度要求不高，通过手工錾削使销孔复圆，此工艺在生产中大量应用。 楼主辛苦了，不容易啊 发广告词汇款的人甲流量量的 留，真是太感谢楼主了
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