發(fā)動(dòng)機(jī)缸體材料為鑄鐵。用手弧焊等方法焊補(bǔ),母材焊接性差,易出現(xiàn)缺陷,焊接成本也高。選用火焰釬焊,成本低,釬焊性能也適應(yīng)焊補(bǔ)要求。
釬料選用BCu62ZnNiMnSi-R,也可用銅鋅焊條,釬劑選用FB301,即硼砂或硼砂與硼酸的混合物。選用氧乙炔氣焊設(shè)備和H01-12或G01-30焊炬。
釬焊時(shí),釬料的潤濕角應(yīng)小于20°。在有氧化物的母材表面上,液態(tài)釬料往往凝聚成球狀,不與母材發(fā)生潤濕,因?yàn)楦采w著氧化物的母材表面比起無氧化物的潔凈表面,與氣體之間的表面張力要小得多,所以出現(xiàn)不潤濕現(xiàn)象。
鑄鐵的釬焊性與液體釬料潤濕鑄鐵的潤濕能力有關(guān),潤濕能力又取決于材料表面的氧化物是否容易被清除。研究證明,隨著溫度的升高,在鑄鐵的表面上會(huì)形成Fe3O4、FeO等4種氧化物。除Fe3O4之外,這些氧化物都是多孔和不定的,它們都容易被釬劑所去除,也容易被還原性氣體所還原。另一方面,釬焊時(shí)母材不熔化,故釬焊接頭的熱影響區(qū)一般不會(huì)形成白口鑄鐵組織,有利于改善接頭的加工性,便于焊后進(jìn)行鏜削加工。但加熱溫度不要超過820 ℃,否則快冷可能產(chǎn)生馬氏體或貝氏體組織,給機(jī)加工帶來不便。
釬料BCu62ZnNiMnSi-R釬焊的鑄鐵接頭,抗拉強(qiáng)度達(dá)120~150 MPa,而且在釬焊過程中會(huì)發(fā)生母材(鑄鐵)溶于液態(tài)釬料(Cu)中的現(xiàn)象,同時(shí)也出現(xiàn)釬料(Cu)向母材(鑄鐵)擴(kuò)散的現(xiàn)象。另外,Zn的蒸氣有毒,為防止Zn的蒸發(fā),在釬料中加入少量的Si,Si易氧化,生成酸性的SiO2,并和堿性釬劑形成低熔點(diǎn)的硅酸鹽,覆蓋在液態(tài)釬料表面上。
采用機(jī)械或化學(xué)方法清理主軸瓦座孔內(nèi)表面,確保徹底清除氧化膜和有機(jī)物。清理后的主軸瓦座孔內(nèi)表面應(yīng)很干凈并露出金屬光澤,不得黏附金屬屑或其他污物。
利用火焰釬焊時(shí),預(yù)熱工件采用弱氧化焰,待焊部位溫度達(dá)到650~700 ℃時(shí)改用中性或弱還原性火焰,用外焰對母材加熱,因?yàn)樵搮^(qū)火焰溫度低而體積大,加熱比較均勻。
釬焊時(shí),先將釬料棒加熱,沾以釬劑,再帶到已加熱的待焊母材表面。釬焊前,要將釬補(bǔ)部位均勻加熱到650~700 ℃,先撒少許釬劑在釬補(bǔ)部位,然后送進(jìn)沾有釬劑的釬料棒,釬料棒馬上熔化覆蓋在釬補(bǔ)部位,然后移動(dòng)釬補(bǔ)位置,直到主軸瓦座孔磨損處被釬補(bǔ)一周為止。注意,釬補(bǔ)時(shí),避免火焰與釬料直接接觸而過早熔化,出現(xiàn)因母材溫度過低,使釬料與母材結(jié)合不牢固現(xiàn)象。對母材的加熱也不應(yīng)過高,應(yīng)在720~800 ℃,否則母材組織會(huì)發(fā)生變化,形成脆硬組織,或因溫度過高,使釬料流失,或使母材開裂。因此,釬焊時(shí)操作要快,時(shí)間要短,避免母材過熱。
釬補(bǔ)后應(yīng)緩慢冷卻,清除釬補(bǔ)后的殘?jiān)?,并對焊補(bǔ)后的主軸瓦座孔進(jìn)行鏜削加工使之達(dá)到原始尺寸。
實(shí)踐證明,應(yīng)用以上工藝釬補(bǔ)主軸瓦座孔,效果很好,經(jīng)機(jī)械加工修復(fù)后,釬補(bǔ)層與母材結(jié)合牢固,無釬焊缺陷。據(jù)統(tǒng)計(jì),按此法修復(fù)的發(fā)動(dòng)機(jī),90%能正常行駛16萬~18萬km。
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