CN1038115C - 铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，特别适用于铲装车上铸铁气缸的薄壁水套的修复，修复过程主要包括：在裂缝1的端点3打上洋冲眼4，然后自端点3起沿裂缝1的发展方向各钻一个止裂孔2，在整条裂缝1上打洋冲眼4，以其为中心钻成互为相切的连环孔5并铣成U形坡口6，在垂直裂缝1的方位上，每间隔一段制作一个加固焊缝的加固槽7，以裂缝1为核心局部加热，以合适的小电流、分散交叉的划圈点焊法完成两层焊接。

Description

铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法

本发明涉及一种铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，特别适用于修复铲装车上铸铁气缸的薄壁水套。

铸铁薄壁缸体的修复，特别是在一个固定的狭小空间内进行修复操作是极为困难的，例如美国、德国、日本生产的铲装车，其气缸体一般是固定在车体上的，当其薄壁水套出现裂缝时，例如冻裂，修复起来相当困难，我们以日产“三菱牌”2.5T铲装车为例说明其修复的难点：

1.由于受车体结构条件的限制，气缸体不能拆下来焊接，只能在原安装状态下进行立式横焊；

2.由于启动马达拆不下来，使用焊修的操作空间十分狭窄，造成开坡口、运条、锤击焊缝等工艺操作极为困难；

3.由于薄壁水套的出水口位置较高，焊修时，水套内的水排放不尽，焊层接触水层，造成焊缝上的气孔很严重，而操作空间狭小又不便使用锤击焊缝的方法来松弛焊接应力和机械地增加焊缝的致密度，所以焊缝的水密性很难达到要求；

4.由于水套壁极薄，仅2～2.5毫米，焊接时铸铁的导热性能差，内应力大，强度较低，并要求有较高的加工性，如果焊缝较长，则焊接应力增大，造成焊缝极易出现裂缝；

5.由于铲装车的工作性质是忽开忽停的，缸体处于交变负荷状态，焊缝也相应的承受水压的交变负荷，负荷大时，循环水温度升高，循环水气化所产生的气压相应增大，固此对焊缝的最终质量要求较高；

6.无法进行热焊修复。只能进行冷焊。

上述几点互相制约、互为前提，而目前的修复方法无论采用那一种均不能同时解决这六个难点，即使修补好，也只能是暂时的，由于没有从根本上解决问题，过一段时间后焊缝会重新裂开，如果裂缝严重则根本无法修复，只能整车报废，因此目前尚没有很好的解决方法以完成修复。

″焊接杂志″1990年第一期中公开了一种汽车、特别是解放牌汽车缸体水套壁裂纹的不拆卸补焊方法，其要点是：将缸体缓慢加热，关闭发动机，确定裂纹位置以后，铲出Y形坡口，坡口的深度约为母材的1/3，施焊是使用小电流短弧施焊，焊条不摆动，在裂纹的两端由外向内施焊，目的是封住裂纹，裂纹过长时用此法多点点固，在划分的小区域内，采用分段倒退焊法，每条焊道长约15至25cm，采用重叠焊法焊接两层，后焊的焊道压住先焊焊道宽的2/3，灭弧时立即用小锤锤击直到出现密布的麻点并冷却。这种补焊方法的提出是对可拆卸的缸体在不拆卸的情况下焊接，例如解放牌汽车，这种车的操作空间较大，便于铲坡口、锤击，而对于像日产“三菱牌”铲装车而言就十分困难了，而且这种焊接方法并不能焊透，并且焊接的质量不高，特别是对于薄壁水套而言，其内应力大，强度低容易造成焊缝开裂，如果裂纹较长，这种情况更容易出现。

本发明的目的在于提供一种能够克服上述难点的铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，特别适用于铲装车上铸铁气缸体的薄壁水套的冷焊修复，可保证裂缝一次即时修复。

本发明的实施主要包括以下几个要点；

1.修整裂缝

在裂缝的两个端点打上洋冲眼，然后自端点起沿裂缝的发展方向各钻一个止裂孔，止裂孔须钻透，再在整条裂缝线上打洋冲眼作为标记。以每个洋冲眼为中心钻成互为相切的连环孔，孔不要钻透并将每个孔铣成U形坡口，在垂直裂缝的方位上，每间隔一段制作一个加固焊缝的槽，方法是对称于裂缝线，每边各钻若干个相切的孔，孔不要钻透并铣成U型坡口；

2.局部预热，以裂缝为核心，受热面积尽量大一些，温度尽量均匀，最好控制在50～60度左右；

3.选用两种细径焊条，以合适的小电流，分散、交叉的“划圈点焊法”完成两层焊接

焊接第一层时先间隔焊加固槽，以裂缝线为中心，对称地由加固槽的外端外向内焊，然后中央，每次引弧只焊每个加固槽中的一个坡口，在每个加固槽都焊好后，再用分散间隔焊的方法焊接裂缝坡口，焊接方向为从两边的加固槽向中间焊，运条方法采用“划圈点焊”法，每次引弧只焊一个点，方法是：电弧引燃后，不移动焊条，保持在一个点上，轻微的划圈，到铁水淌开后可断弧，在渣由红变黑的过程中用尖冲快速冲碾，将焊缝打出密布的塑性变形的小麻坑即可。焊接完成后，用角向磨光机将焊缝磨至与缸体表面齐平，检查有无焊接缺陷，如发现裂缝则需钻止裂孔，并磨出坡口和加固槽，重复上述焊接过程；

第一层焊接完成后，在原焊层的基础上，将焊缝和加固槽铣成U形坡口，用“铜基镍铬合金焊条”焊接第二层，焊接步骤、方法、方向与第一层焊接时一样，焊接完成后，将整个焊缝反复锤碾以增加焊缝的致密性，最后磨平焊缝。

4.以上过程完成后，基本上可以完成修复，即使有微气孔引起轻微渗漏，过～1天后产生的锈自然就将其封住，但是为了这到即时修复完全不漏，在上述两层焊接的基础上，再以″锡铋合金钎料”钎焊第三层，作为消除渗漏的防护层。

本发明的优点是：

1.本发明所提供的修复方法可以在狭小的空间内操作；

2.焊缝的质量较高，而且无论裂缝长短、缸壁厚薄均不影响修复质量；

3.采用双层焊接的特点是第一层焊因其规格合适，电弧稳定性好，对铸铁咬合较牢，操作方便，所以可保证焊缝具有较好的强度，并为焊缝上的微气孔腐蚀生锈而自然密封创造了良好的条件，同时也为第二层焊创造了有利条件，例如起到了过渡层的作用，即将第二层焊在钢组织上而非铸铁母材上，可使电弧稳定、熔池良好，焊接缺陷减小；第二层焊可使焊封具有极为优良的塑性和良好的抗气孔性，即使不正常的锤击也能起到松弛焊接应力的和使焊缝致密的作用，同时也可使焊缝具有点良好的耐疲劳性，保证了焊缝在突然超载及长期使用下的可靠性；

4.采用划圈点焊法可使每一个焊点都经过引弧、预热、焊接、整理、回火、缓冷等过程，所以具有焊的透、强度高、焊的软、热影响区小、应力小等特点，质量比较理想；

5.第三层锡铋合金钎焊可提高焊缝的可靠性，因为钎焊前采用了酸性镀铜液，通过铜、铁的置换反应，在焊缝及半熔化区的铸铁母材上镀了一层薄而牢固的铜层，该铜层大大改善了铸铁的钎焊性能，加上锡铋合金钎料的熔点低，流动性和渗透性都很好，所以不仅焊缝致密性优良而且加速焊缝的微气孔锈蚀封闭。

图1表示在裂缝上打上洋冲眼和止裂孔

图2表示在洋冲眼上打孔

图3表示将孔修整为U形坡口

图4表示制作加固焊缝的槽

图5表示焊接过程中的具体步骤

下面以日产“三菱牌”2.5T铲装车上铸铁气缸的薄壁水套的裂缝修复为例对本发明进行详细描述：

在拆除气缸附近可拆卸的所有部件后，找出裂缝后进行以下操作，

1.修整裂缝

在裂缝1的两个端点3打上洋冲眼，然后自端点3起沿裂缝1的发展方向放长5～10毫米处各钻一个直径为4～5毫米的止裂孔2，止裂孔2须钻透，再在整条裂缝线上打洋冲眼4作为标记，每个洋冲眼4的距离最好为5毫米，如图1所示，以每个洋冲眼4为中心，用直径为5毫米的手轮钻钻成连环孔5，最好不要钻透，如图2所示，用合金旋转锉刀将每个孔铣成U形坡口6，如图3所示，将坡口6两侧及止裂孔的周围磨出金属光泽，在垂直裂缝的方位上，每间隔25～30毫米制作一个加固焊缝的加固槽7，方法是用直径为5毫米的钻头，对称于裂缝线，每边各钻相切的两个孔，孔深1.5～2毫米，然后用合金旋转锉刀铣成宽为5.5～6毫米、深度与裂缝坡口相同、长度为10毫米左右的加固槽7，如图4所示；

2.加热

将缸体需要修复的这一面，用氧—乙炔焰较为缓慢和均匀的加热到50～60度，加热时，气焊炬不能停留在一个位置上，要均匀移动，尽量使热量均匀分布；

3.焊接

焊接分为两层，第一层用国标″E4315″焊条，用直流反极性电源，电流以试焊来决定，不宜过大，也不宜过小，最好为选用能将母材熔化好的最小电流，焊接时先间隔焊加固槽7，以裂缝线为中心，对称地由外向内焊，如图5纵向箭头所示，每次引弧只焊每个如固槽7中的一个点，即先焊A点，然后B点、C点、D点，最后为中央E点，在每个如固槽7都焊好后，再用分散间隔焊的方法焊接裂缝坡口6，焊接方向如图5横向箭头所示，从两边的加固槽7向中间焊接，即先焊A′点，然后B′点、C′点、D′点、E′点、F′点，运条方法采用“划圈点焊”法，每次引弧只焊一个点，方法是：电弧引燃后，不移动焊条，保持在一个点上，轻微的划圈，到铁水淌开后可断弧，在渣由红变黑的过程中用尖冲快速冲碾，将焊缝打出密布的塑性变形的小麻坑即可。焊接完成后，用角向磨光机将焊缝磨至与缸体表面齐平，检查有无焊接缺陷，如发现裂缝则需钻止裂孔，并磨出坡口和加固槽，重复上述焊接过程；

第一层焊接完成后，在原焊层的基础上，用合金旋转锉刀将焊缝和加固槽铣成U形坡口，用直径为2毫米的“铜基镍铬合金焊条”焊接第二层，焊接步骤、方法、方向与第一层焊接时一样，焊接完成后，将整个焊缝反复锤碾以增加焊缝的致密性，锤碾可用小铆钉枪，夹装圆锥形尖冲，尽管这种锤碾不是正常、有力的，但由于铜基镊铬合金有较好的性能，因此这种锤碾是很有效的，最后磨平焊缝。

以上过程完成后，修复工作基本结束，为了能够即时修复，可以用“锡铋合金焊条”钎焊第三层，具体方法是：

a.擦洗焊缝，可以用稀盐酸和去污粉的混合液作为擦洗剂，反复刷擦焊缝，将焊缝及其周边擦洗干净；

b.将镀铜液涂在已清洗好的部位上，最好是焊缝及焊缝周边10～15毫米范围内，直到出现明显的淡红色为止，这里所用的镀铜液其配制方法是：盐酸(化学纯)32％，加入4％的锌，待全部溶解后，加入20％的硫酸铜，搅拌均匀后再加入44％的蒸馏水即可；

c.在锡铋合金焊条和镀好铜的位置上涂上焊剂，焊剂的制方法是：盐酸(化学纯)90％，加入锌10％，待锌完全溶解后即可使用；锡铋合金焊条的配制：锡50％，在容器中熔化后加入50％的铋，待熔化后浇铸在倾斜放置的角铁槽中，让其自然下流、凝固成扁条状即可使用；

d.将烙铁加热，涂上焊剂，抹上一些锡铋合金焊条，焊条熔化后在烙铁上形成镀层，然后将锡铋合金焊条放在镀好铜的位置上，用烙铁轻压焊条，直到将焊条均匀地焊上即可。这一层焊接完成，可使裂缝被一次即时修复，并投入使用。

本发明不仅适合铲装车上铸铁气缸的薄壁水套裂缝的修复，而且适合任何铸铁薄壁缸体裂缝的修复，特别是在狭小的操作空间内，仍能保证修复质量，而且缸体的壁越厚越好修复。

Claims (6)

1.一种铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，焊接过程包括修整裂缝、局部预热、交错焊接，在裂缝的两个端点打上洋冲眼，然后自端点起沿裂缝的发展方向各钻一个止裂孔，止裂孔须钻透，沿着裂缝开坡口，以裂缝为核心，预热时面积尽量大一些，温度尽量均匀，最好控制在50～60度左右，然后以合适的小电流焊接，在渣由红变黑的过程中用尖冲快速冲碾，将焊缝打出密布的塑性变形的小麻坑，其特征在于：

a.在整条裂缝线(1)上打洋冲眼(4)作为标记，以每个洋冲眼(4)为中心钻成互为相切的连环孔(5)，孔不要钻透并将每个孔铣成U形坡口(6)；

b，在垂直裂缝(1)的方位上，每间隔一段对称于裂缝线(1)每边各钻相切的若干个孔，孔不要钻透并铣成U型坡口(6)，以制成一个加固焊缝的加固槽(7)；

c.焊接第一层时先间隔焊加固槽(7)，以裂缝线(1)为中心，对称地由加固槽(7)的外端向内焊，然后焊中央，每次引弧只焊每个加固槽(7)中的一个坡口(6)，在每个加固槽(7)都焊好后，再焊接裂缝坡口(6)，焊接方向为从两边的加固槽(7)向中间焊，每次引弧只焊一个点，电弧引燃后，不移动焊条，保持在一个点上，轻微的划圈，到铁水淌开后可断弧，第一层焊接完成后，将焊缝和加固槽铣成U形坡口，用“铜基镍铬合金焊条”焊接第二层，焊接步骤、方法、方向与第一层焊接时一样，焊接完成后，将整个焊缝反复锤碾，最后磨平焊缝。

2.根据权利要求1所述的铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，其特征在于：止裂孔(2)距裂缝(1)的端点最好为每5～10毫米。

3.根据权利要求1所述的铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，其特征在于：每个洋冲眼(4)的距离最好为5毫米，不要钻透，加固槽(7)的间距最好为25～30毫米。

4.根据权利要求1所述的铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，其特征在于：焊接第一层最好选用国标“E4315”焊条。

5.根据权利要求1所述的铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，其特征在于：在两层焊接完成后，可用锡铋合金钎料钎焊第三层，先将焊缝及其用边擦洗干净，将镀铜液涂在已清洗好的部位上，直到出现明显的淡红色为止，然后涂上焊剂，在烙铁上涂上焊剂，抹上一些锡铋合金焊条，焊条熔化后在烙铁上形成镀层，然后将锡铋合金焊条放在镀好铜的位置上，用烙铁轻压焊条，直到将焊条均匀地焊上。

6.根据权利要求5所述的铸铁薄壁缸体的冷焊修复方法，其特征在于：镀铜液所涂的部位，最好在焊缝及焊缝周边10～15毫米范围内。

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