汽车维修工程课件：汽车零件的修复

汽车维修工程

第一节汽车零件的修复方法

第二节零件修复方法的选择

汽车零件的修复汽车维修时，零件可分为可用件、待修件、报废件三类，其中待修件是指从技术上、经济上考虑”二次制造”后恢复其技术性能合理的旧件。旧件的修复方法很多，经常采用的有机械加工修理法、焊接修理法、金属喷涂修理法、电镀修理法、压力加工修理法、胶黏修理法、激光熔覆修复法等。第一节汽车零件的修复方法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，常常是对零件某部分加工；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.修理尺寸法修理尺寸法：是将零件的损伤表面通过机械加工恢复其正确的几何形状和配合性质的加工方法。加工后的零件尺寸，不同于零件的公称尺寸（轴缩小，孔加大），相配合件的尺寸（轴加大，孔缩小）。1）修理尺寸的级差对于汽车的主要零件及易损零件，如汽缸、活塞、活塞环、曲轴、凸轮轴等，为了增加其修理次数，延长主要零件的使用寿命，根据实际使用中零件的损伤程度、材料强度、结构限制等，可以将修理尺寸分为若干级差。第一节汽车零件的修复方法令修理级差ｎ为修理尺寸级的序号，图中、为轴、孔磨损后的尺寸。轴和孔各级修理尺寸计算如下：轴：孔：2）修理尺寸的确定轴和孔的公称尺寸、磨损后的尺寸、修复后的尺寸如图4-1所示图4-1轴和孔的修理尺寸a）轴的修理尺寸；b）孔的修理尺寸机械加工修理法第一节汽车零件的修复方法机械加工修理法2.附加零件法附加零件法也称镶套修理法。即在加工后的零件表面上，用过盈配合的方法镶上一规定尺寸的套筒。通过加工，恢复到零件公称尺寸的修复方法。如镶汽缸套、气门座圈、气门导管、飞轮齿圈、变速器承孔、后桥壳承孔以及端轴轴颈等。如图4-2所示。第一节汽车零件的修复方法材料与技术要求

镶套的材料要根据镶套的部位的工作条件来选择；修理铸铁零件时应采用铸铁套，也可采用钢套。套的厚度应根据选用的材料和零件的磨损量而定，钢套的厚度不应小于2mm，铸铁套厚度不得小于4mm，根据零件表面的硬度要求，套在加工后可以进行热处理，配合部位的表面粗糙度应达到规定的要求。图4-2磨损孔的镶套机械加工修理法第一节汽车零件的修复方法（2）镶套过盈量

过盈配合件不但要求有较高的加工精度，而且要准确地控制过盈量，这样才能保证镶套后承受载荷、传递转矩不松动，同时又不致应力过大超过了材料的屈服极限。（3）镶套的操作

具体步骤如下：①镶套前仔细检查。镶套是一项钳工作业，镶套前应仔细检查配合尺寸、倒角、圆度、圆柱度、表面粗糙度等，作好除锈、除油的清洁工作。

②平稳压入，座孔应大头朝上，镶入件应小头朝下，两配合件椭圆长短轴一致，对正不要歪斜，用压力机平稳压入，忌用手锤敲击。

③对于重级和特重级的过盈配合镶套时，可采用温差法加热包容件，或冷却被包容件，或同时采用两种方法进行压入装配。机械加工修理法3.局部更换法１）修复原理局部更换法是指对被损伤的零部件局部位置进行更换或修复，其他部分保留的一种修复方法。全部更换不经济，浪费较大。比较合理的办法是将换下部分重制或修复，然后再使其和主体零部件连接在一起，恢复原有技术性能。应用局部更换法修复汽车零部件，可以简化修复工艺，扩大零件修复范围，降低零件修理成本，因而应用较广。第一节汽车零件的修复方法机械加工修理法2）修复实例（1）半轴的修复：如图4-4所示，将半轴花键端严重磨损部位切掉磨平，用同样材料制造切下部分，用对接焊连接两部分，校直，车花键外圆，铣花键，热处理，光磨花键部分至最终尺寸。第一节汽车零件的修复方法图4-4用局部更换法修复某半轴图机械加工修理法（2）变速器盖球形支座修复，如图4-5所示，变速器上端变速器盖变速杆球形节座的球面处，由于磨损严重，可将支座部分割掉，用灰铸铁作一个新的支承座，用接合凸肩与变速器盖压合，焊接牢固。第一节汽车零件的修复方法图4-5某变速器盖球形支座的修复机械加工修理法4.翻转修理法1）修复原理有些零件往往产生单边磨损。对称的另一边磨损较小，如果零件的结构允许，可将零件损坏的部分翻个面或转个角度，使零件未损坏的部分继续使用，这种修复零件的方法一般称为翻转修理法。它的特点是方法简单、节省时间、成本低、经济性好，因此得到广泛应用。第一节汽车零件的修复方法机械加工修理法2）修复实例（1）齿轮类的修复（2）键槽的修复（3）凸缘孔的修复第一节汽车零件的修复方法图4-6零件的翻转修理法a）键槽的修理；b）孔的修理机械加工修理法5.栽钉补板法1）栽钉法这种方法常用于修复单裂纹。2）补板法补板法就是用软金属皮借助铆钉或螺钉补塞裂口和裂纹的方法。主要用于修补裂纹较多，又相对集中，或有部分破洞的机体平整外表面。如汽缸体、汽缸盖、束架、驾驶室、客车厢上的裂纹。第一节汽车零件的修复方法焊接修理法焊接修理法是指用热量熔化金属，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。第一节汽车零件的修复方法1.钎焊修理法

1）铝型材的钎焊钎焊是指被焊金属不熔化，焊剂熔化把被焊零件接合起来的方法。钎焊又分为软钎焊（<400°）和硬钎焊（>500°）。用锡焊、铅焊修理汽车散热器、油箱、化油器浮子等属于软钎焊，用铜焊修补汽缸体裂纹、多元合金焊接铝型材属于硬钎焊。在钎焊过程中，液态的焊料与基体金属存在原子相互扩散的现象，也就是它们的相互作用的过程。当冷却后，即形成了焊缝，从而使被焊工件牢固地接合在一起。焊接修理法第一节汽车零件的修复方法焊接修理法第一节汽车零件的修复方法2）铝型材的钎焊铝型材钎焊的特点：钎焊接头外观好；焊接接头强度高；经济性好，效率高；设备简单，投资少，且易操作。

铝型材钎焊的焊料与焊剂：

（1）焊料是钎焊用来填满焊缝，冷却后将钎焊接头连接在一起的材料，可采用含硅10％-13％的铝硅二元合金和含硅8％-12％、铜3％-5％的铝硅铜三元合金焊料，还可采用多元合金焊料。

（2）焊剂。为了去除氧化铝膜，改善钎焊料对钎焊金属的浸润作用，在钎焊铝合金时，一般都用腐蚀性很强的焊剂。一般要求焊剂要满足：①焊剂的熔点要比焊料低；②焊剂要有良好的热稳定性；③在钎焊温度范围内，焊料黏度要小，要有良好的流动性，便于浸润金属表面，但流动性也不宜过大，以防流散；④焊剂及其生成物应有比液体焊料小的密度以便去除，防止夹渣。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，气焊时火焰热量较分散，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量可控制，熔池冷却速度慢，焊缝形状、尺寸和焊透程度易控制，能做到使焊缝金属与基体相近似。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、合金板件的焊接。第一节汽车零件的修复方法焊接修理法施焊要点（1）工件预热。使工件温度均匀上升注意勿使零件温度过高；（2）选择焊嘴。焊接时采用小号焊嘴，选用中性焰或轻微碳化焰；（3）施焊角度。焊嘴与工件的倾角为25°~30°；（4）除渣。当焊丝熔化滴入熔池里面，表面产生皱状氧化膜时要用焊丝挑出熔池内的氧化铝渣，防止夹渣。第一节汽车零件的修复方法焊接修理法图4-7气焊铝合金1-焊炬；2-铝焊丝；3-工件第一节汽车零件的修复方法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，下面以振动堆焊为例说明电焊修理法。焊接修理法第一节汽车零件的修复方法

振动堆焊的过程：振动堆焊的原理如图4-8所示，将需堆焊的零件装卡在堆焊机床上，工件接负极，焊嘴接正极，电流从直流发电机1的正极经焊嘴2、焊丝3、工件4、电感器5回到发电机的负极。图4-8振动堆焊原理图焊接修理法第一节汽车零件的修复方法振动堆焊设备国产ADZ-300-1型振动堆焊设备包括以下几个方面：（1）直流弧焊机（2）控制柜（3）堆焊机床振动对焊机床的主要参数表4-1焊接修理法第一节汽车零件的修复方法曲轴的振动堆焊工艺：当曲轴的轴颈磨损已超过极限尺寸，不能按其最后一级修理尺寸磨削修理时，可采用振动堆焊方法增补磨损表面，然后再用机械加工（车削、磨削）的方法恢复到曲轴轴颈的公称尺寸，从而延长了曲轴的使用寿命。堆焊过程：（1）选择参数。（2）装卡工件。（3）堆焊连杆轴颈。（4）堆焊主轴颈图4-11曲轴开始堆焊的位置图4-10堵曲轴颈上油孔1-炭精修或石墨膏；2-工件；3-石棉焊接修理法金属喷涂修理法

金属喷涂就是把熔化了的金属，用高速气流喷敷在已经准备好的零件表面上，用以恢复零件的技术性能。按金属熔化方法的不同可分为：用乙炔氧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。第一节汽车零件的修复方法第一节汽车零件的修复方法1.金属电喷涂金属电喷涂原理如图4-12所示，两根金属丝2通过送丝轮1等速向前送给，在金属丝尖端产生电弧，并使金属丝不断熔化，熔化的金属被0.1-0.5MPa的压缩空气吹散成0.01-0.04mm的小颗粒。并以100-180m/s的速度撞击到零件表面上，这样，半塑性状态的金属颗粒以高速度撞击并填塞在粗糙的零件表面上，逐渐形成了喷涂层。金属喷涂修理法图4-12金属喷涂原理图1-送丝轮；2-金属丝；3-喷嘴；4-喷涂层；5-工件第一节汽车零件的修复方法2.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。气喷涂具有设备简单、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广泛。3.等离子电弧喷涂4.气喷焊气喷焊就是氧－乙炔气体火焰熔化自熔性合金粉末，再把它喷涂到工件表面上，并再经一次重熔处理，形成一层薄而平整呈焊合状态的喷焊层。它可使工件表面具有耐磨、耐蚀、耐热及抗氧化的特殊性能。金属喷涂修理法电镀修理法用电解的方法使被修复零件的表面获得所需覆盖层的工艺过程，称为电镀修理法。用电镀修理法不仅可以恢复零件尺寸，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。第一节汽车零件的修复方法第一节汽车零件的修复方法电镀修理法1.电镀的一般知识1）电解液用于电解的电解质水溶液称为电解液。电解质溶于水，离解成正离子与负离子。溶液里的正负离子也会合成电解质分子。在这个可逆反应中，只有小部分分子处于离解状态，大部分是分子状态的称弱电解质，几乎完全离解的称为强电解质。2）电解在电解液里插入两个电极，通以直流电，使溶液里的离子产生化学反应称为电解。电镀就是一个电解过程。电镀时，溶液里金属正离子流向阴极，得到电子后析出镀到零件表面上，负离子趋向阳极，使阳极溶解。此时，在阴极进行的是得到电子的还原反应，在阳极进行的是失去电子的氧化反应。氧化与还原是同时进行的。2.镀铬１）镀铬的特点

（１）硬度高、耐磨；

（２）耐热、耐腐蚀；

（３）导热性好；

（４）结合强度高；

（５）电流效率低；

（６）镀液有毒；镀铬经常被用于修复各种轴颈、孔径的磨损，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、钻头镀铬后不易黏结，可延长使用期1-2倍。第一节汽车零件的修复方法电镀修理法2.镀铬

2）镀铬电解液（1）电解液成分：镀铬电解液由铬酐（CrO3）和硫酸的水溶液组成，阳极用不溶解的铅板，金属离子完全来自铬酐的分解，铬酐溶于水后生成铬酸和重铬酸，稀电解液中铬酸（H2Cr2O4）多些，浓电解液中重铬酸（H2Cr2O7）多些，硫酸应为铬酐含量的1％。第一节汽车零件的修复方法电镀修理法

（2）镀铬的电化学反应

①在阴极，得到电子的还原反应：②在阳极ꎬ失去电子的氧化反应：第一节汽车零件的修复方法电镀修理法3.镀铁镀铁按其溶液主盐来分，可分为氯化物镀铁、硫酸盐镀铁和氟硼酸盐镀铁等三种。

（1）氯化物镀铁常温型应用最广，以氯化亚铁为主盐，一般在30-50°c范围，电流密度高，电流效率也较高，所以其沉积速度也较硫酸盐镀铁快。优点是由于温度低，亚铁氧化的速度较高温时慢，镀液相对稳定，因三价铁影响镀层质量的情况较少。

（2）硫酸盐镀铁无论常温或高温均较氯化物溶液的应用少。主要制约因素是镀层脆性大，镀后需经热处理来改变，均镀能力也较氯化物镀铁低，但溶液对设备腐蚀小，特别是常温条件下镀层光滑，出现麻点少，可以镀厚镀层，所以还是有应用，特别是修复工件用。

（3）氟硼酸盐镀铁分散能力好，镀层脆性小，可以一次镀厚铁的能力比氯化物镀铁要高，镀液三价铁生成趋势、PH控制、电流效率、结合力都较氯化物、硫酸盐镀铁要好。但弗硼盐价格高，清洗水中的氟离子处理困难，应用受到限制。第一节汽车零件的修复方法电镀修理法4.刷镀刷镀就是利用刷子似的电镀笔，在工件上来回摩擦而进行电镀的方法。其原理如图4-23所示。零件作为阴极接在机床的卡盘上，石墨镀笔接阳极。刷镀时，吸满镀液的镀笔在工件上相对运动，镀液中的金属离子在电场力作用下，向工件表面扩散，镀在工件表面形成镀层，笔刷到哪里，哪里就形成镀层，直到达到所需尺寸厚度。图4-23

刷镀原理简图1-刷镀液；2-阳极包套；3-石墨阳极；4-刷镀笔；5-刷镀层；6-工件；7-电源；8-阳极电缆；9-阴极电缆；10-储液盒压力加工修理法压力加工修理法是指零件在外力的作用下，改变零件的几何形状、或使变形的零件恢复到原正确位置的方法。经常采用的方法有零件的校正、表面强化、零件墩粗、胀大或缩小。第一节汽车零件的修复方法1.零件的校正第一节汽车零件的修复方法五、压力加工修理法零件的校正主要是消除零件的变形（弯曲和扭曲），恢复零件的正确形状。广泛地用于汽车的曲轴、凸轮轴、连杆、气门、缸盖、车架、工字梁等零件的校弯和校扭上。1）压力校正（1）校弯：经常用于轴类零件，校正时，将轴两端放在V形铁上，找出轴的最大弯曲部位（向上），用压力机在轴上施加压力，压力方向和轴的弯曲方向相反，轴受压后的变形量要大于原弯曲量，可从置于轴下的百分表观察（图4-25），压力保留一定时间后，停止加压，为了使反变形稳定，提高刚性，冷校后可进行消除应力的热处理。图4-25轴的压力校正第一节汽车零件的修复方法压力加工修理法（2）校扭零件的扭曲变形造成零件不同部位的扭转，使零件形位公差超过规定，校正时必须给零件作用一个反向扭矩，恢复零件原有的几何形状，最常见的校扭为连杆的扭曲校正，将连杆大端固定，找准连杆的扭曲方向，用专门杠杆扳动连杆杆身，使连杆杆身扭转一个相反角度，使其在允许的范围内，对大件的扭曲校正，需要较大的扭矩，必须用专门的设备进行。在压力校正中，必须考虑到金属的弹性和弹性后效的影响，因此：

①校正时，校正量要大于原来的变形量，校正量的多少，与零件的形状、材料和刚度有关；②施压载荷要保持一定时间，加压后不要立即卸载；

③进行时效处理，天然时效的时间可定为数天，检查复校后方可使用，如采用人工时效，可对零件均匀加热180-200℃，保温数小时后，自然冷却。第一节汽车零件的修复方法压力加工修理法图4-27曲轴弯曲校正示意图2）敲击校正敲击校正常用于校正曲轴的弯曲，曲轴的弯曲，可看成曲柄臂的变形，当用手锤或机动锤敲击曲柄臂外侧，如图4-27箭头所示，在外力的作用下，使曲柄下方并拢（b﹤a），主轴颈轴心线位移，曲轴向上弯曲，当敲击曲柄臂内侧时，曲轴向下弯曲，校正方向与上述相反。第一节汽车零件的修复方法压力加工修理法3）火焰校正

火焰校正是用火焰对局部变形的零件快速加热，用加热部位冷缩应力的作用来校正零件的方法，经常用其校正轴、管、平板和一些不规则的复杂零件。

用氧-乙炔火焰迅速加热工件弯曲凸起处某一点，当工件凸起点温度迅速上升时，表面金属膨胀驱使工件向下弯曲，与此同时，加热点周围和底层金属温度还很低，限制加热点金属的膨胀，于是加热点的金属受到压应力，在高温下产生塑性变形，当工件冷却后，使得工件向上弯。2.零件的镦粗

零件的镦粗修复是对零件施加压力，使工件在垂直于压力方向产生塑性变形，使非工作表面的金属转移到工作表面，从而恢复零件工作尺寸的一种修复方法。1）气门头部修复

气门头部斜面经多次磨削后，锥面上边的柱形部分高度小于规定的高度，即不能使用，修复时，是将气门头中心或下边颈部的金属向锥面方向挤压，从而恢复磨损尺寸。2）半轴花键修复

半轴常见的损伤是花键部分磨损、可采用镦粗方法修复，半轴多40Cr或40MnB钢调质处理制成。修复时，将半轴花键端加热到950-1050℃，放置在限制套管内镦粗2-3mm，镦粗后的半轴约能缩短12mm，尚不妨碍装车使用。半轴镦粗后，要进行检查校正、外径及花键的机械加工，最后进行调质处理及抛丸强化。第一节汽车零件的修复方法压力加工修理法胶黏修理法胶黏修理法是指用有机和无机化学黏结剂修复损伤失效零件的方法。它具有工艺简单、设备少、成本低、不会引起零件变形和金属组织变化的特点。1.无机胶黏修理法无机胶黏修理法是用无机化学化合物制成的黏结剂修理损伤黏结剂，所以也成氧化铜黏结法，它具有耐高温的特点，所以常用黏补缸体、缸盖上的裂纹。2.有机胶黏修理法有机胶黏修理法是用有机化学化合物制成