第三章机械零件的修复技术(上)

1、第三章（上） 主编第三章机械零件的修复技术第三章机械零件的修复技术第一节概述第二节机械修复法第三节焊接修复法第四节热喷涂修复法第五节电镀修复法第一节概述一、 零件修复的优点二、 修复工艺的选择一、 零件修复的优点(1) 减少备件储备，从而减少资金的占用，能取得节约的效果。(2) 减少更换件制造，有利于缩短设备停修时间，提高设备利用率。(3) 减少制造工时，节约原材料，大大降低修理费用。(4) 利用新技术修复失效零件还可提高零件的某些性能，延长零件使用寿命。二、 修复工艺的选择图3-1零件的修复工艺二、 修复工艺的选择表3-1各种修复工艺对常用材料的适应性1. 修复工艺对零件材质的适应性二、 修

2、复工艺的选择图3-2几种主要修复工艺能达到的修补层厚度1镀铬2滚花3钎焊4振动电弧堆焊5手工电弧堆焊6镀铁7粘补8熔剂层下电弧堆焊9金属喷涂10镶加零件2. 各种修复工艺能达到的修补层厚度二、 修复工艺的选择3. 被修零件构造对工艺选择的影响4. 零件修理后的强度表3-2各种修补层的力学性能5. 修复工艺过程对零件物理性能的影响6. 修复工艺对零件精度的影响7. 从经济性上加以考虑二、 修复工艺的选择表3-3轴的修复工艺选择二、 修复工艺的选择表3-4孔的修复工艺选择表3-5齿轮的修复工艺选择二、 修复工艺的选择表3-6其他典型零件的修复工艺选择第二节机械修复法一、修理尺寸法与零件修复中的机械

3、加工二、 镶加零件修复法三、 局部修换法四、 塑性变形法五、 换位修复法六、 金属扣合法一、修理尺寸法与零件修复中的机械加工二、 镶加零件修复法图3-3镶加补强板二、 镶加零件修复法图3-4镶加零件修复法二、 镶加零件修复法图3-5导轨镶铸铁塞二、 镶加零件修复法图3-6床身镶加淬火钢导轨三、 局部修换法图3-7局部修换法四、 塑性变形法 塑性材料零件磨损后，为了恢复零件表面原有的尺寸精度和形状精度，可采用塑性变形法恢复。如：滚花、镦粗法、挤压法、扩张法、热校直法等。五、 换位修复法图3-8键槽换位修理五、 换位修复法图3-9螺孔换位修理六、 金属扣合法图3-10强固扣合法1. 强固扣合法六、

4、 金属扣合法(1) 波形键的设计和制作通常将波形键(见图3-11)的主要尺寸凸缘直径d、颈部宽度b、间距l(波形槽间距W)规定成标准尺寸，根据机件受力大小和铸件壁厚决定波形键的凸缘个数、每个断裂部位安装波形键的键数、波形槽间距等。图3-11波形键六、 金属扣合法(2) 波形槽的设计和制作波形槽尺寸除槽深T大于波形键厚度t外，其余尺寸与波形键尺寸相同，而且它们之间配合的最大间隙可达0.10.2mm。图3-12波形槽的尺寸与布置方式六、 金属扣合法(3) 波形键的扣合与铆击波形槽加工好后，清理干净，将波形键镶入槽中，然后从波形键的两端向中间轮换对称铆击，使波形键在槽中充满，最后铆裂纹上的凸缘。六、

5、 金属扣合法2. 强密扣合法图3-13强密扣合法六、 金属扣合法图3-14优级扣合法3. 优级扣合法六、 金属扣合法图3-15加强件a) 楔形加强件b) 十字形加强件c) X加强件d) 矩形加强件六、 金属扣合法图3-16弯角裂纹的加强1、2凹槽底面3加强件4缀缝栓六、 金属扣合法图3-17热扣合法a) 圆环状热扣合件b) 工字形扣合件1机件2裂纹3扣合件4. 热扣合法第三节焊接修复法一、 钢制零件的焊修二、 铸铁零件的焊修三、 有色金属零件的焊修四、 钎焊修复法五、 堆焊一、 钢制零件的焊修二、 铸铁零件的焊修(1) 铸铁含碳量高，焊接时易产生白口，既脆又硬，焊后不仅加工困难，而且容易产生裂

6、纹；铸铁中磷、硫含量较高，也给焊接带来一定困难。(2) 焊接时，焊缝易产生气孔或咬边。(3) 铸铁零件原有气孔、砂眼、缩松等缺陷也易造成焊接缺陷。(4) 焊接时，如果工艺措施和保护方法不当，也易造成铸铁零件其他部位变形过大或电弧划伤而使工件报废。1. 焊接分类(1) 热焊法铸铁热焊是焊前将工件高温预热，焊后再加热、保温、缓冷。二、 铸铁零件的焊修(2) 冷焊法铸铁冷焊是在常温或局部低温预热状态下进行的，具有成本较低、生产率高、焊后变形小、劳动条件好等优点，因此得到广泛的应用。(3) 加热减应焊选择零件的适当部位进行加热使之膨胀，然后对零件的损坏处补焊，以减少焊接应力与变形，这个部位就称为减应区

7、，这种方法就称为加热减应区补焊法。2. 冷焊工艺(1) 焊前准备先将焊接部位彻底清除干净；对于未完全断开的工件要找出全部裂纹及端点位置，钻出止裂孔；如果看不清裂纹，可以将可能有裂纹的部位用煤油浸湿，再用氧乙炔火焰将表面油质烧掉，用白粉笔涂上白粉，裂纹内部的油慢慢渗出时，白粉上即可显示出裂纹的痕迹。二、 铸铁零件的焊修表3-7国产铸铁电弧焊焊条二、 铸铁零件的焊修表3-7国产铸铁电弧焊焊条(2) 施焊焊接场所应无风、暖和。二、 铸铁零件的焊修图3-18焊修实例a) 齿轮轮齿的焊接修复b) 螺栓孔缺口的焊补1紫铜或石墨模芯2缺口二、 铸铁零件的焊修图3-19加热扣合件的焊接修复1、2、6焊缝3止裂

8、孔4裂纹5扣合件二、 铸铁零件的焊修图3-20加强板的焊接1锥销2加强板3工件二、 铸铁零件的焊修表3-8铸铁零件常用的焊修方法二、 铸铁零件的焊修表3-8铸铁零件常用的焊修方法三、 有色金属零件的焊修四、 钎焊修复法1. 钎焊种类(1) 硬钎焊用熔点高于450的钎料进行钎焊称为硬钎焊，如铜焊、银焊等。(2) 软钎焊用熔点低于450的钎料进行钎焊称为软钎焊，也称为低温钎焊，如锡焊等。2. 特点及应用3. 应用举例例3-1某机床导轨面产生划伤和研伤，采用锡铋合金钎焊，其工艺过程如下：(1) 锡铋合金焊条的制作(成分为质量分数)在铁制容器内投入55%(熔点为232)的锡和45%的铋(熔点为271)

9、，加热至完全熔融，然后迅速注入角钢槽内，冷却凝固后便成为锡铋合金焊条。四、 钎焊修复法(2) 焊剂的配制(成分为质量分数)将氯化锌12%、氯化亚铁21%、蒸馏水67%放入玻璃瓶内，用玻璃棒搅拌至完全溶解后即可使用。(3) 焊前准备焊前准备包括以下几个方面的工作：1) 先用煤油或汽油等将待焊补部位擦洗干净，用氧乙炔火焰烧除油污。2) 用稀盐酸去污粉，再用细钢丝刷反复刷擦，直至露出金属光泽，用脱脂棉沾丙酮擦洗干净。3) 迅速用脱脂棉沾上1号镀铜液涂在待焊补部位，同时用干净的细钢丝刷刷擦，再涂、再刷，直到染上一层均匀的淡红色。4) 用同样的方法涂擦2号镀铜液，反复几次，直到染成暗红色为止。四、 钎焊

10、修复法(4) 施焊将焊剂涂在焊补部位及烙铁上，用已加热的300500W电烙铁或紫铜烙铁切下少量焊条涂于施焊部位，用侧刃轻轻压住，趁焊条在熔化状态时，迅速地在镀铜面上往复移动涂擦，并注意赶出细缝及小凹坑中的气体。(5) 焊后检查和处理当导轨研伤完全被焊条填满并凝固之后，用刮刀以45交叉形式仔细修刮。五、 堆焊1. 手工堆焊1) 正确选用合适的焊条根据需要选用合适的焊条，应避免成本过高和工艺复杂化。2) 防止堆焊层硬度不符合要求焊缝被基体金属稀释是堆焊层硬度不够的主要原因，可采取适当减小堆焊电流或多层焊的方法来提高硬度。3) 提高堆焊效率应在保证质量的前提下，提高熔敷率。4) 防止裂纹可采取改善热

11、循环和堆焊过渡层的方法来防止产生裂纹。2. 自动堆焊(1) 埋弧自动堆焊又称为焊剂层下自动堆焊，其特点是生产效率高、劳动条件好等。五、 堆焊(2) 振动电弧堆焊振动电弧堆焊的主要特点是：堆焊层薄且均匀，耐磨性好，工件变形小，熔深浅，热影响区窄，生产效率高，劳动条件好，成本低等。五、 堆焊图3-21振动电弧堆焊示意图1电源2焊嘴3焊丝4交流电磁铁5焊丝盘6送丝轮7送丝电动机8水箱9调节弹簧10冷却液供给开关11水泵12冷却液沉淀箱13工件14电感线圈第四节热喷涂修复法一、 热喷涂的分类及特点二、热喷涂在机械设备维修中的应用三、氧乙炔火焰喷涂和喷焊四、 电弧喷涂一、 热喷涂的分类及特点(1) 适用

12、材料广，喷涂材料广。(2)涂层的厚度不受严格限制，可以从几十微米到几毫米。(3)喷涂时工件表面温度低(一般为7080)，不会引起零件变形和金相组织改变。(4)可赋予零件以某些特殊的表面性能，达到节约贵重材料、提高产品质量、满足多种工程技术和高新技术的需要。(5)设备不太复杂，工艺简便，可在现场作业。(6)对失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。二、热喷涂在机械设备维修中的应用三、氧乙炔火焰喷涂和喷焊表3-9国产喷涂粉末的性能及用途(一)氧乙炔火焰喷涂1.喷前准备三、氧乙炔火焰喷涂和喷焊2. 喷涂结合层3. 喷涂工作层4. 喷涂后处理(二) 氧乙炔火焰喷焊1. 氧乙炔火焰喷焊的特点(1) 基

13、体不熔化，焊层不被稀释，可保持喷焊合金的原有性能。(2) 可根据工件需要得到理想的强化表面。(3) 喷焊层与基体之间结合非常牢固，喷焊层表面光洁，厚度可控制。(4) 设备简单，工艺简便，适应于各种钢、铸铁及铜合金工件的表面强化。2. 氧乙炔火焰喷焊工艺三、氧乙炔火焰喷涂和喷焊(1) 喷焊前准备包括工件清洗、表面预加工和预热等几道工序。(2) 喷粉和重熔喷焊时，喷粉和重熔紧密衔接，按操作顺序分为一步法和二步法两(3) 喷焊后处理为了避免工件喷焊后产生变形和裂纹，应根据具体情况采用不同的冷却措施。四、 电弧喷涂图3-22电弧喷涂工作原理示意图第五节电镀修复法一、镀铬一、镀铬1.镀铬层的特点2.镀铬层的应用范围3.镀铬工艺(1)镀前表面处理1)机械准备加工为了得到正确的几何形状和消除表面缺陷并达到表面粗糙度的要求，工件要进行准备加工和消除