汽车铸铁缸体焊补漏洞
发动机缸体一些缺陷的修复工艺
发动机气缸体一些缺陷的修复工艺The repair process of some defect of Engine cylinder block机制0903 苑庆超学号2011212010120摘要：本文主要介绍在发动机使用一段时间后针对汽缸体经常出现的一些问题、缺陷所采用的一些修复工艺。
如缸体上表面的螺栓滑扣采用镶螺套法进行修复、缸体上平面的裂纹与边角缺损采用加热减应气焊进行修复、缸体水套壁的裂纹与破损采用手工电弧冷焊或手工电弧焊挖补法进行修复、气门弹簧座和气门导管壁的裂纹以及气缸套壁渗漏缺陷采用厌氧胶粘补法进行修复、轴承座的磨损失圆和不同轴度采用电刷镀修复。
Abstract:This paper introduces some repair process of the problems and defects that often appear in the engine cylinder block when it is used for a period .For example the sliding of the bolt on the surface of cylinder block can be repaired by the method of setting bolt sleeve.The cracks and corner defects on the surface of the cylinder block can be repaired by the method of gas welding.The cracks and damage of the cylinder block water jacket can be repaired by the method of manual arc cold welding .The cracks of valve spring retainer and valve guide wall and the leakage of the cylinder sleeve wall can be repaired by the method of anaerobic adhesive filling.Bearing pedestal grinding loss of round and loss of axiality can be repaired by the method of electro-brush plating.关键词：镶螺套；加热减应气焊；手工电弧冷焊；厌氧胶粘补；电刷镀修复Keywords:setting bolt sleeve; gas welding; manual arc cold welding；anaerobic adhesive filling; electro-brush plating引言气缸体是发动机机体组的主要组成部分，在气缸盖和曲轴箱之间，水冷式发动机气缸体常和曲轴箱铸成一体，称为气缸体-曲轴箱，风冷式发动机常将气缸体与曲轴箱分开制造在用螺栓连接起来。
发动机铸铁气缸体的冷焊修复
（4）将焊条放入110~150℃的干燥箱内烘干1h后备用。
（5）采取合适的施焊方向。焊裂纹时宜从裂口端开始起焊，这样不但收拢裂口，还能消除应力。如果裂纹两端有裂口，应从两端向中间焊。焊到中间时，最易产生新裂纹，此时，更应注意停顿，焊件温度也更应严格控制，要做到慢慢收焊口。
（8）焊完一段或一层后，在焊缝呈红热状态时，用小锤敲打焊缝直至焊缝变暗，用以碾展焊缝、松弛应力和挤死小气孔，同时细化焊缝区的晶粒。
（9）若待焊处呈块状且面积较小时，可采用“小电流+电弧回火”工艺以保证焊接质量。若待焊处面积较大，要将它分为几个区域，从中部开始单独焊接各区域，周边与基体接合部位最后焊接。
发动机铸铁气缸体的冷焊修复
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1．基本要领
（1）彻底检查待焊区域及裂纹的起点和终点。并要在裂纹起点和终点延长线的2~3mm处各钻直径4~6mm的止裂孔，对于长裂纹，还应在裂纹段中间不同部位钻孔以减小焊接应力。
（2）综合考虑应力、变形、操作难易程度及焊件厚度、焊接位置和焊条直径等情况，制备相应的坡口。在此过程中，一要彻底铲除裂纹附近的金属并清除坡口及其边缘的毛刺、杂质和氧化皮等，保证露出金属光泽；二要考虑避免零件受到热冲击的问题。一般来说，坡口上口宽应为6~10mm，深度应为焊件厚度的2/3或3/5。对厚度大于10mm的工件可开双面坡口，两面施焊。
（9）坡口内适当焊进一些塑性好、屈服极限低的低碳钢钢条、钢板等作为填充物，用以提高焊缝的抗裂能力。
（6）施焊时电弧要低，收弧要快，要压住电弧，防止电弧超前。电弧不要左、右跳，以使焊缝成型窄，减小热应力区。
（7）采用短弧、短焊缝焊接，焊缝长度一般不要超过60mm；采用断续分段焊，焊一段间隔一段，再焊下一段；采用多层焊，层间温度控制在60~80℃，并尽量使下一层焊缝中心在上一层焊缝熔合线上；焊接时，要及时观察，若发现气孔、夹渣、焊瘤等，应立即用手砂轮打磨，把焊缝清理干净后，再焊下一层。
铸造件缺陷焊补
铸钢铸铁铸铝件缺陷焊补铸件上的某些缺陷，如气孔、夹渣、夹砂、裂纹、冷隔、渗漏等，如果超过有关标准、验收文件或订货协议中所允许的范围，可以按其规定进行修复。
经修复、检验，确认合格的铸件，不应列入废品。
焊补法应用最广，最可靠；渗补法经济而有效；其它修复方法还有熔补、环氧树脂粘补、塞补、腻补、金属喷镀、冷焊机修补等。
1.1铸钢件的焊补焊补是铸钢件的基本生产工序之一。
铸钢件上的铸造缺陷几乎都可以用焊补法修复。
电弧焊被广泛采用。
（1）铸钢的焊接性铸钢的含碳量对焊接性影响极大，合金元素的影响亦相当复杂。
碳钢或低合金钢的焊接性通常用碳当量CE估计，近似计算公式颇多，大同小异，常用公式如下：碳当量CE＜0.4%，焊接性良好；碳当量愈高，焊接性愈差。
常见合金元素对钢焊接性的影响，其见表28。
（2）焊补要点为了保证焊补品质（质量），应认真清理缺陷处的粘砂、氧化皮、夹杂物等；开出坡口；并根据钢的焊接性做好焊前预热和焊后热处理。
注：V 和Ti 在其正常含量范围内对焊接性的影响可不考虑，Si 含量在1.0%以下无明显影响。
①形状简单的中小件可不预热。
1.2铸铁件的焊补铸铁件上的气孔、砂眼、夹渣、裂纹、渗漏等缺陷，若不超过焊补的允许范围，可以进焊补修复。
但是，铸铁的焊接性能差，焊后常用气孔、变形，易断裂，难加工，因此焊补铸铁时，应非常慎重。
（1）焊补方法铸铁的焊补方法通常按工件的预热温度分类：焊前不预热或仅预热到250℃以下，称为冷焊；焊前预热到250～450℃，称为半热焊；焊前预热到500～700℃，称为热焊。
还有一种采用高频电火花放电修复，称为冷焊。
冷焊机主要适用于修复铸铁、铸钢、铸铝件的细小缺陷修复，低热电火花堆焊补焊，具有不变形、不开裂、可进行机加工、结合强度高的特点。
铸铁常用焊补方法的特点及适用范围见表30。
.4铬钢Cr＜1.0，C＜0.2良不需不需Cr1.5～1.6，C＜0.3可150～200℃①最好退火镍钢Ni＜2.0，C＜0.2良不需不需Ni2.0～3.0，C0.15～0.30可100～150①最好退火Ni＞3.0，C0.3～0.4尚可150～300应进行钼钢Mo0.4～0.6，C＜0.25可100①最好退火Mo0.4～0.6，C0.25～0.35可100～150①最好退火铜钢Cu＜2.0，C＜0.2良不需不需（2）焊条的选用焊补铸铁缺陷应根据母材选用适当焊条，见表31。
汽车、拖拉机气缸体的焊补
汽车、拖拉机气缸体的焊补铸铁的焊补方法很多，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。
我们经常遇到汽车、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HT15-32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，以下用两个实例阐述气缸体焊补的工艺方法。
例一，东风车气缸，因大修拆卸时，把缸体表面打掉一块，当时我们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I=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3.2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100安培，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。
例二，叉车气缸因冬天未加防冻液未放水，缸体被冻裂，裂缝长50mm，中部凸出5mm错口。
当时根据缺陷的裂纹较长、刚性大等情况，我们采用压铁压平，在裂纹两端钻止裂孔。
采用中3.2直径的铸308焊条，用砂轮砂坡口，每次焊缝长10-15mm，用小锤锤击焊缝，用钢丝刷刷干净，冷却到600℃左右时再焊下一段，焊完后，用30 x 50、3mrn的钢板三块在焊缝卜贴块加强，最后封焊止裂孔。
气缸铸件缺陷产生与修复分析
气缸铸件缺陷产生与修复分析摘要：针对某气缸铸件补焊后反复出现的热影响区裂纹，分析了裂纹产生原因，制定了在疏松组织基体上进行缺陷补焊的工艺措施，并总结出在疏松组织基体上补焊成功的经验。
关键词：铸钢件；显微疏松；热影响区裂纹；补焊本文将探讨的是某燃机气缸精加工后发现贯穿性裂纹缺陷。
主体缺陷补焊后在焊缝热影响区发现细微分叉形裂纹，消缺深度较浅。
补焊后又在新焊缝的热影响区出现新裂纹，反复多次。
通过逐条分析热影响区裂纹成因，制定了严密的补焊工艺措施，最终实现缺陷成功补焊。
1主体缺陷机床消缺体积如图1：上口130mm×120mm，下口130mm×50mm，深度最大170mm，穿透部位50×50mm。
图1 消缺形貌2 气缸材质及力学性能气缸材质化学成分见表1。
表1 化学成分（Wt.%）按公式（1）国际焊接学会推荐的碳当量计算公式计算得出，碳当量≤0.52，淬硬倾向较低。
式（1）从材料力学性能分析，材质塑性较好，有较好的抗裂性。
综上所述，从化学成分和力学性能两方面分析，气缸材质焊接性良好。
3 主体缺陷补焊工艺1、打磨修整坡口，背部垫同材质垫板。
2、装焊防变形工艺拉筋。
3、局部预热100～150℃，采用GTAW对坡口壁全面打底一层对机床消缺的棱角、锐边进行圆滑，然后采用GMAW进行填充焊接；堆焊厚度超10mm后，对每层焊缝采用大号风枪和扁铲进行锤击；4、350℃×4小时的消氢处理。
4 热影响区裂纹缺陷主体裂纹缺陷按照上述工艺返修后，焊缝经PT检验，无线性显示。
但在补焊焊缝邻近母材热影响区发现细微分叉型裂纹显示，裂纹沿焊缝熔合线分布，消缺深度约8mm。
消缺并采用GTAW补焊，又在新焊缝热影响区再次开裂,如此反复多次。
5 热影响区裂纹原因分析5.1 材质疏松1、肉眼观察热影响区裂纹开口较窄，但进行着色检查，红色显示逐渐变宽，呈带状，且反红颜色逐渐加深。
2、据实施补焊焊工反映，主体缺陷打底层焊接时有反泡现象。
发动机铸铁缸体的焊补工艺
发动机铸铁缸体的焊补工艺发动机铸铁缸体的焊补工艺是指对铸铁缸体进行焊接修复的工艺。
在使用过程中，铸铁缸体可能会出现磨损、裂纹等问题，需要进行修复，以保证其正常工作。
以下是一种常见的发动机铸铁缸体焊补工艺的步骤：1.准备工作首先，需要将待修复的发动机铸铁缸体进行清洗，将其表面的油污、灰尘等杂质清除干净。
然后，用喷灯或高温风扇等工具对待修复部位进行预热，以削弱冷却应力，方便后续焊接操作。
2.选材在进行焊补之前，需要选择合适的焊材。
一般情况下，对于发动机铸铁缸体的焊补，常用的焊材有铸铁专用焊丝、变现镍合金焊丝等。
根据待修复部位的具体情况和要求，选择合适的焊材。
3.焊接操作在焊接操作前，需要根据待修复部位的情况选择合适的焊接方法，如手工电弧焊、受保护气体焊等。
根据焊接要求，选择合适的电流、电压和工作电极等参数，保证焊接质量。
在焊接操作中，需要注意以下几点：a.控制焊接过程中的温度。
铸铁的熔点较高，容易出现开裂、变形的情况。
因此，在焊接时应控制焊接温度，避免过高或过低的温度引起问题。
b.控制焊接速度。
焊接速度过快或过慢都会对焊缝质量产生不良影响。
因此，在焊接时需要保持适当的焊接速度，以确保焊缝的强度和连接质量。
4.后处理焊接完成后，需要对焊接部位进行后处理。
首先，对焊缝进行磨砂处理，使其达到规定的尺寸和形状。
然后，进行焊接缺陷的检测，如超声波检测、磁粉检测等，以确保焊接质量。
最后，进行铸铁缸体的热处理。
在焊接后，铸铁缸体容易出现残余应力，需要进行热处理以提高其力学性能和抗疲劳性能。
常用的热处理方法有退火处理、正火处理等，具体的处理方法需根据不同情况而定。
综上所述，发动机铸铁缸体的焊补工艺包括准备工作、选材、焊接操作和后处理等步骤。
通过合理的焊接方法和控制焊接参数，能够保证焊接修复后的铸铁缸体具有良好的焊接质量和性能，延长其使用寿命。
发动机铸铁气缸体冷焊修复技术
焊条预热与保存
将焊条置于110~150℃的干燥 箱内烘干1小时，保持焊条干 燥，提升焊接质量和稳定性。
施焊方向规划
从裂纹端开始焊接，逐步收拢 裂口，有助于消除应力，防止 新裂纹产生，确保焊接强度。
电弧与焊缝控制
保持低电弧，快速收弧，避免 电弧超前，确保焊缝成型窄， 减少热应力区，提高焊接质量 。
焊接工艺与实施策略
02
止裂孔钻制
在裂纹两端延长线2~3mm处 钻直径4~6mm孔，有效阻止 裂纹扩展。
03
应力缓解
在长裂纹段中间钻孔，减少焊 接过程中的应力集中，提升修 复稳定性。
04 精确操作
确保钻孔位置准确，尺寸适中 ，为后续焊接创造有利条件。
坡口准备与清洁
坡口设计原则
金属表面处理
热冲击预防
双面坡口应用
根据焊件厚度与位置，设计610mm宽、2/3或3/5深度的 坡口，确保焊接质量。
焊接材料与工艺选择
选用合适焊条
采用?2.5E5015焊条，适用于低碳钢与铸铁的焊接，确保焊缝强度与母材 匹配，减少裂纹风险。
快速焊法应用
利用快速焊法，提高焊接效率，减少热影响区，有效避免新裂纹产生，控 制焊后变形。
拘束焊缝处理
面对拘束焊缝，采用小电流分段焊，结合铸408焊条的塑性变形，配合锤 击，有效松弛焊接应力。
周边最后焊接
完成中间区域焊接后，最后处理周边与基体 的接合部位，确保整体结构的稳定性和完整 性。
拘束焊缝的焊接技巧
01
小电流分段焊
采用小电流，分段焊接，每段不 超过60mm，控制层间温度在 60~80℃，有效减少应力集中。
03
塑性焊材应用
选用塑性好的铸408焊条，利用其 塑性变形配合锤击，有效缓解焊 接应力，增强焊缝韧性。
浅论铸铁件表面缺陷与损伤的焊接修补技术(孟凡军)
浅论铸铁件表面缺陷与损伤的焊接修补技术孟凡军黄儒林(祁南工贸有限责任公司，安徽宿州 234115)摘要：本文简介铸铁件的焊接特点与方法，分析了铸铁件的焊接工艺，以及铸铁件焊接过程中常出现的缺陷及其改进措施。
关键词：铸铁件；焊接技术1 引言由于铸铁件具有较高的强度、耐磨性及其韧性，同时塑性和易加工性能也好，所以在矿山中得到了广泛的应用。
然而，铸铁件在矿山生产和使用过程中却经常出现许多缺陷和损坏的问题，假如不进行及时修复，不但影响生产，而且还会使其报废，造成的经济损失也比较大。
铸铁件采用焊接的技术工艺和方法，就可以修复这些含有铸铁件的设备及其有关系统，特别是对修复较大的铸铁零件的表面磨损面，则可以节省可观的财力和物力，经济效益非常显著。
另外，采用铸铁冷焊方法修复机床导轨磨损表面，这是一项有效的技术方法和措施。
2 铸铁件的焊接特点与方法1）铸铁焊接件的特点。
①基本上能做到焊接过程中不变形或少变形。
②焊接件的结合强度高，牢固可靠。
③焊接件的焊缝颜色美观，基本上与被修件颜色一样。
④使用中焊缝能与导轨磨损一致，又没有脱落。
⑤焊缝结合处没有白口组织，其硬度基本上与原有的母材相似，而且焊后既能机械加工，又能进行手工刮研。
2）铸铁件冷焊常用的焊条。
①就铸308(Z308)纯镍铸铁焊条来说。
铸308是纯镍焊芯、强还原性石墨型药皮的铸铁焊条，在施焊时焊件不需预热，还具有良好的抗拉性能与加工性能，但其价格较贵。
这种焊条可以交直流两用，且操作方便，比较适用于铸铁薄件及加工面的补焊（如汽缸盖、发动机座、齿轮箱及机床导轨等重要灰口铸铁件）。
②就铸408(Z408)铸铁冷焊焊条而言。
铸408焊条则是为镍铁焊芯焊条，是一种强还原性石墨药皮的铸铁焊条，具有强度高、塑性好、线胀系数低等特点。
它的抗拉强度与铸308差不多(对灰口铸铁)，但对球墨铸铁来说，却比铸308强，对含磷较高(0.2％P)的铸铁，也具有较好的效果，但切削加工性能比铸308稍差些。
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汽车铸铁缸体焊补漏洞
灰口铸铁由于基本无塑性，强度也很低，在拘束状态下焊接时极易出现裂纹。
要防止产生裂纹，就要从仔细分析焊接时拘束应力产生的条件出发，达到防止产裂纹的目的。
正确设计焊接顺序和加热减应法，在拘束条件下焊接铸铁零件是有效和必要的。
某厂一大型汽车铸铁缸体因发动机故障，其侧面被撞开一个直径大约200mm 的漏洞，具体位置如图1所示。
其缸体破损处厚度为8mm,需焊补。
图1 漏洞位置
1 损坏处情况分析
该漏洞处于汽车发动机前部，漏洞下方有机爪，起支撑发动机的作用，因而该破损处处于受力较大的部位，缸体边缘完整。
由于铸铁是脆性材。
不易变形，因而漏洞处所受拘束应力较大，焊接时易产生裂纹。
缸壁厚约8mm，，只要坡口适度，容易两面焊透，这是有利条件。
如漏洞处有裂纹存在，应将漏洞在该处扩大以去掉裂纹，以免裂纹处产生应力集中现象。
2 焊接工艺
铸铁焊接的主要特点是，因铸铁系脆性材料，变形极小，从而在焊接过程中容易因焊缝收缩而产生冷裂纹。
对铸铁进行焊接，最好的办法是将铸铁加热达600℃以上，用同种或异种材料进行焊接，这样焊缝与母材焊后温差较小，再进行同步缓慢冷却，一般情况下焊接质量就可以得到保证。
热焊虽然对焊接质量有所保证，但其焊接成本较高，加热条件及操作环境都很恶劣。
焊补的缸体外形为1000mm×600mm×600mm.对这样大的缸体进行加热是困难的，所以只能采用冷焊的办法来解决问题。
铸铁缸体破损处壁厚8mm.用铸308焊条冷焊，其熔合性及成形都比较好。
由于它的焊芯为纯镍，其塑性及抗裂性都很好，因而决定采用铸308焊条对缸体进行冷态焊接修补。
对破损处焊前应将周边两面修磨成30°坡口，以利于焊透。
漏洞处须用金属盖住，然后补焊周围焊缝。
采用A38mm厚的钢板来作补洞盖板。
A3板的机械性能优于铸铁，能够满足缸体的受力要求。
同时它的塑性较好，可以化解一部分焊接所产生的内应力，有助于克服裂纹倾向。
而铸308焊条对钢的焊接性是没有问题的。
焊接前，应将盖板周边修磨，使其与漏洞周边形状吻合。
钢板还应稍弯曲一下，使其在洞中可与周边缸壁处于同一曲面之中。
将钢板点固于漏洞中，然后再进行焊接。
原发动机漏洞处有几处用于固定其它附件的凸台。
为减小内应力，将加工好的凸台在钢板点固后应按相应位置先焊好在盖板上再进行补焊环缝。
这样做的目的是利用钢板的塑性使凸台焊缝充分在钢板上变形，不致于影响到铸铁环缝。
焊接时，应充分分析整个环缝的拘束应力情况。
尽力减小拘束应力，使焊缝
充分变形收缩。
为此，应仔细设计焊缝的焊接顺序，这样才能获得满意的效果。
实际设计的焊接顺序如图2所示。
图2 漏洞补顺序
焊接前，应将钢板周边两面磨出30°坡口，与缸体口成X形，以利于焊透。
在图2中，应按1、2、3…交替顺序进行焊接。
每一道焊缝焊接时两面焊满，以后不再补焊。
焊接电压22V,焊接电流100A,铸308 3.2焊条施焊。
每道焊缝长约30～50mm,焊完一焊缝都要及遍时锤击，使其产生塑性变形以抵消收缩应力的影响。
待焊缝冷却一段时间后再接着焊下一道焊缝。
在设计焊接顺序时主要是考虑减小拘束应力。
先期焊缝主要是尽力使钢板向缸体中心部位收缩靠拢，因而这里的焊缝可以没有拘束应力，非但不会出现裂纹，焊缝内部也不会有内应力存在。
当焊接到最后接近M处时，由于该处处于缸体边缘，结构较单薄，因而可以产生一定的弹性变形，这有助于减小拘束应力。
再加上锤击作用，更可进一步减小收缩产生的应力。
由于分析正确，措施得力，一直到焊接完毕，没有任何一处在焊接过程中产生裂纹，倒是在焊接初期，当从1、2、3处开始焊接时，对面点固的焊缝无一例外全部开裂。
这充分证明，我们的预见是正确的。
焊接时整块钢板已充分向缸体中心靠拢，因而该处内应力可以减到最小。
若是一开始即按设定顺序将整个焊缝焊一，然后再用第二道焊缝充满，这样整个焊缝就会产生较大的内应力。
即使当
时不产生裂纹，以后由于发动机的振动也会因内应力而导致产生微裂纹。
修复后的发动机一直在正常使用，，已近半年时间，未发现焊缝处有任何裂纹存在。
证明我们的修复是成功的，所耗费的材料与时间也是最少的。
3 结论
铸铁焊接一直是较难的一个课题。
由于铸铁含碳量高，属脆性材料，除了需采用适宜的焊接材料，主要应考虑其因不易变形而产生拘束应力，导致产生裂纹的问题。
许多人因自己焊接失败而来求助。
大都因焊接顺序不适宜而导致产生裂纹。
所以在焊接铸铁时，除了考虑相应的材料、工艺等因素外，更应针对铸铁零部件的损坏情况来充分考虑减少以至消除焊接拘束应力的影响。
为此，除了制订必要的焊接顺序外，有时还需要采用加热相应部位使其受热膨胀，然后和焊缝同步收缩以减少拘束应力。
在本缸体的焊接中，如果图2的M处焊缝出现裂纹的话，就可以加热该处的缸体边缘位置使其膨胀，然后施焊。
这样缸体外缘可以和焊缝一道向缸体收缩，大大减少了拘束应力，可保焊缝不裂。