汽车维修工程(第2版)(第五章)

第五章汽车零件的修复返回5-2汽车修复方法的选择5-1汽车零件的修复方法主要内容：介绍对可修零件的几种修理方法，如何选择经济合理的修复方法返回下一页压力加工法修理尺寸法汽车零件修复方法分类附加零件法部分零件更换法转向和翻转法机械加工修复法焊接和堆焊法电镀和化学镀金属喷涂法粘补修复法埋弧焊二氧化碳保护焊无机粘接等离子喷涂电弧喷涂气喷涂刷镀镀铜手工电弧焊振动堆焊胀大或缩小校正冷作硬化镦粗镀铬电焊气焊有机粘接5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页5.1.1机械加工修理法机械加工修理法的主要特点是：加工批量小，有时甚至是单件生产；加工余量小，常常是对零件局部加工；加工要求高，几乎和新制件有同样的技术要求，包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、硬度、耐磨性、结合强度、疲劳强度等。1.修理尺寸法定义：修复配合副中的一个零件，通过机械加工恢复其正确的几何形状，并获得新的尺寸（修理尺寸），然后选配相应尺寸的配合件。5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页⑴轴和孔修理尺寸的确定1）轴类零件修理尺寸的确定dm-轴的基本尺寸；dr-轴磨损后的尺寸；dr1-轴的第一级修理尺寸；δmax-最大磨损量；δmin-最小磨损量；C–单侧加工余量（取决于加工类别、设备精度、操作水平等）精车、精镗为0.05-0.10mm;磨削、研磨为0.03-0.05mm.dmminmaxdr1drδminδmax直径方向的总磨损量：δmaxdmminmaxdr1drδmin设ρ为磨损不均匀系数：rmddminmaxminmaxmaxmax15.0在不改变轴心位置的情况下，进行机械加工，有：cddmrmax12cddmr21令cr2（修理级差）则rddmr15-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页轴类各级修理尺寸的计算公式：nrddmrn(n为修理次数，n=1,2,3…)r一般取0.25mm，但也有个别例外。轴的修理极限次数：rddnmmindmin----轴径最小允许尺寸。根据轴的刚度、强度条件、结构要求以及表面处理要求的最低允许厚度值来确定。5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法2）孔类零件修理尺寸的确定nrDDmrnrDDnmmaxDmax----孔的最大允许尺寸DmDrδminDr1δmax·•⑵修理尺寸法的应用•修理尺寸法可适用于汽车上许多主要零件，•曲轴、凸轮铀、气缸、转向节主销孔等。由于零•件强度及结构的限制，采用修理尺寸法到最后一•级时，零件就应采用其它方法进行修理。不同零•件修理级别由设计时确定。常见车型主要零件修理尺寸的分级见下表。5-1汽车零件的修复方法5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页•⑶修理尺寸法的特点•1）优点•各种修理尺寸标准化，便于加工和供应配件；•延长了复杂、贵重零件的使用寿命，经济性好；•工艺简单易行，修理质量能得到保证。•2）缺点•按级差加工，加大了加工余量，使零件的可修理次数减少；•随着修理次数的增加，零件的强度不断减弱。5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页•通过机械加工方法将磨损部分切去，恢复零件磨损部位的几何形状，然后加工一个套采用过盈配合的方法将其镶在被切去的部位，使零件恢复到基本尺寸。•汽车上许多零件都以用这种方法修理，如气缸套、气门座圈、气门导管、飞轮齿圈、各类轴承承孔和轴端轴径及螺纹孔等。2.附加零件修理法（镶套法）5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页磨损孔的镶套轴颈端的镶套修复5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页•⑴特点•可修复尺寸较大的基础件的局部损伤，延长使用寿命；•修理过程中零件不需高温加热，零件不易退火、变形；•工艺简单、成本低。•⑵技术要求•1）材料镶套材料应与基体一致或相近。•2）壁厚套的壁厚应根据选用的材料和零件的磨损量来•确定。•材料钢套：δ≥2.0mm；•铸铁套：δ≥4.0mm。5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页3.局部更换修理法具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，当某些部位损坏而其它部位尚可使用时，为防止浪费，可采用局部更换法。即将零件需要修理(磨损或损坏)部分切除，重制这部分零件，再用焊接或螺纹连接方法，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的原有性能的方法。这种修理方法常用于修复半轴、变速器第一轴或第二轴齿轮、变速器盖、轮毂及传动轴等。5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页•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、螺纹孔和飞轮齿圈等。•⑴特点•方便易行，成本低；•应用受到结构的限制。•⑵应用举例4.转向和翻转修理法5-1汽车零件的修复方法返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法5.1.2焊接修理法焊接修理法是指用热量融化金属，修补或接合零件的方法。通常将焊接分为钎焊、气焊、电焊、气体保护焊等。由于焊修的零件可以得到较高的强度，焊层厚度容易控制，且一般焊修法的设备简单，成本低，容易操作，因此，在汽车维修中得到广泛应用。1.钎焊修理法钎焊是指被焊金属不熔化，利用焊剂熔化把被焊零件接合起来的方法。钎焊又分为软钎焊（＜100℃）和硬钎焊（＞500℃）。用锡焊、钎返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法焊修理汽车水箱、油箱等属于软钎焊；用钥焊修补气缸体、多元合金焊接铝型材等属于硬钎焊。2.气焊修理法气焊是指用可燃气体与氧气燃烧产生的火焰熔化金属进行焊接的方法。经常用的可燃气体为乙炔气体，通常由乙炔发生器产生并供给。工业用乙炔气体在常温和大气压下是无色气体，因含有磷化氢和硫化氢等杂质，所以有特殊的臭味。在氧气的助焰下，火焰温度一般可达2000℃～3000℃。气焊时火焰温度较分散，工件受热变形大，生产率较低，其焊接质量不如电弧焊接。但是火焰对熔池压力及输入是可控制的，熔池冷却速度慢，焊缝形状、尺寸和焊透程度容易控制，能做到使焊缝金属与基体返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法金属相近似。同时由于设备简单，不受电源限制，方便灵活，因此用途较广。主要用于碳钢、铝材、合金板件焊接。3.电焊修理法电焊就是电弧焊，是用电能熔化金属进行焊接的方法。经常使用的方法有手工电弧焊、振动堆焊、气体保护焊等；焊接的金属主要是钢材、铸铁、铝合金等。手工电弧焊是借助于电弧产生的热量，将基本金属及焊丝金属熔化和熔合，使焊丝金属填补在零件上，以填补零件的损伤和恢复零件的完整。但焊缝机械加工性能差，焊缝硬而脆。振动堆焊是焊丝以一定的频率和振幅振动的脉冲电弧焊，使机械零件修复中广泛应用的一种焊接方法。其实质是在焊丝送进的同时，按一定频率振动，使焊丝与工件周期返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法性的起弧和断弧，电弧使焊丝在较低电压下熔化，并稳定均匀地堆焊到工件表面。其特点是堆焊层厚、结合强度高、工件受热变形小，常用于修复一些轴类零件。振动堆焊参数包括电源及极性、堆焊电压、堆焊电流、电感、堆焊速度、送丝速度、堆焊螺距、焊丝的振幅与频率、焊丝成分、冷却剂。参数的选择直接影响焊接的质量。气体保护焊主要是指氢弧焊和二氧化碳保护焊。氢弧焊多用于铝合金焊修中；而二氧化碳保护焊，成本低，生产率高，焊接质量好，工件变形小，焊接处抗腐蚀、抗裂性强，多用于堆焊曲轴、铸铁件和薄钢板件。5.1.3金属喷涂修理法金属喷涂是把熔化了的金属，用高速气流喷敷在已经准备好的零件表面上，用以恢复零件的尺寸和技术性能。按金属熔化方法的不同可分返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法为用乙炔火焰熔化金属的气喷涂、用电弧熔化金属的电喷涂、用高频感应电流熔化金属的高频电喷涂、用等离子电弧熔化金属的等离子喷涂。1.金属气喷涂金属气喷涂也称气体火焰喷涂，是用氧-乙炔火焰熔化金属，再用高速气流将细化的金属颗粒喷敷到零件修复表面上。金属颗粒由熔化线材金属或粉末金属产生。喷涂层的结构不是熔合的金属结晶组织，而是由大小不同的金属颗粒不规则地堆积而成。颗粒被压扁成鱼鳞状，每个颗粒的外面都包着一层金属的氧化膜和氮化膜。涂层的性质主要由硬度、耐磨性、结合强度、疲劳强度决定。2.金属电喷涂金属电喷涂是将两根金属丝通过送丝轮等速向前送给，作为两极的返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法金属丝尖端产生电弧，并使尖端不断熔化。熔化的金属被压缩空气吹成细小的颗粒，以高速撞击到零件表面上，逐渐形成喷涂层。金属电喷涂修复零件要经过喷前准备、金属喷涂、喷后处理三个阶段。加工后的零件（如曲轴），需进行浸油处理，这样可以大大提高喷涂层的耐磨性。3.等离子电弧喷涂等离子电弧也称为压缩电弧，它是将一般电弧通过压缩作用得到高温电弧（15000℃～20000℃），同时向电弧吹送氢气和氮气，就可得到等离子流，用其可以进行喷涂、焊接和切割。由于采用了惰性气体为工作气体，所以等离子电弧喷涂层的氧化物比一般电弧喷涂层少，且涂层的密度较大，结合强度高。喷涂层质量和喷涂粉末材料、喷枪至零件表面距离、工件表面温度、机械加工与喷后处理等因素有关。返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法5.1.4电镀修理法用电解的方法使被修复零件的表面获得所需要覆盖层的工艺工程，称为电镀修理法。用电镀修理法不仅可以修复零件尺寸，改善表面性能，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，所以电镀修复是旧件修理中不可缺少的一种方法。在汽车零件的电镀修复中，用得最多的是镀铬、镀铁、刷镀。1.镀铬镀铬是将镀铬电解液中的铬离子镀到零件表面上去的化学还原反应。在汽车零件修复中，常用于低碳钢、中高碳、铸铁、铜合金等零件的电镀修复。镀铬硬度高、耐磨、耐热、耐腐蚀、导热性好、结合强度高；但电流效率低、镀液有毒，因此，限制了它的使用。返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法镀铬被用于修复各种轴颈、孔径的磨损（如曲轴颈、凸轮轴颈、各种销径、气缸孔径、活塞环外径等），还广泛地用于汽车保险杠、门把手、前灯罩等装饰性电镀，此外，镀铬还大量用于量具、刃具的制造，如车刀、钻头镀铬后不易茹结，可延长使用期1～2倍。2.镀铁镀铁是将镀铁电解液中铁离子镀到零件表面上去的电化学反应。镀铁与镀铬相比，具有镀积快、成本低、原料丰富、对环境污染小的特点，因此得到了广泛的应用。镀铁按电解液的温度划分，可分为高温镀铁和低温镀铁。高温镀铁的镀层硬度不高，与基体的结合强度不牢。按电源不同，镀铁可分为直流镀铁、不对称交流一直流镀铁、特殊波形镀铁三种。其中不对称交流一直流低温镀铁，得到了广泛应用，逐渐取代了返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法镀铬和其他镀铁。它解决了常温下镀层与基体结合的强度问题，镀层力学性能好、工艺简单、操作方便且污染小。3.刷镀刷镀也称涂镀、擦镀，属无槽电镀。其设备简单，镀积速度快，可以在零部件不解体或半解体的条件下快速修复零件，常用于零件的局部修复。刷镀笔涂到哪里，哪里就形成镀层，因此，有机动灵活、镀层均匀、光滑、细密、尺寸精确、成本低廉的优点；其缺点是只能单件不能大批量修复，且修复尺寸小。5.1.5压力加工修理法压力加工修理法，是指在外力作用下，改变零件的几何形状或使变形的零件恢复到原有正确位置的方法。经常采用的方法有零件的校正、返回下一页上一页5-1汽车零件的修复方法表面强化、零件墩粗、胀大或缩小。1.零件的校正零件的校正主要是消除零件的弯曲和变形，恢复零件正确的几何形状。经常采用的方法有压力校正、敲击校正、火焰校正。压力校正是以外加静载荷使零件仅产生变形的修理方法。需要注意的是外力的加载部位、大小和时间，并进行时效处理。敲击校正是指用手锤或机动锤敲击零件的指定部位，产生微小的变形，达到校正的目的。此外，敲击还用于焊缝、键槽、圆角等处的强化。火焰矫正，是用火焰对零件局部快速加热，用热胀冷缩原理来校正零件