BJ2021型（或CA88型）發(fā)動(dòng)機(jī)使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)困難，功率不足、冒黑煙，沖壞氣缸墊而漏氣、漏水，機(jī)油壓力降低、發(fā)動(dòng)機(jī)音響異常。經(jīng)解體檢查，發(fā)現(xiàn)鋁合金缸蓋3、4缸燃燒室間發(fā)生橫貫裂紋，不久又發(fā)現(xiàn)其它鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋在進(jìn)、排氣門(mén)座口之間，氣門(mén)座與燃燒室之間，缸蓋螺栓孔與水道孔之間也出現(xiàn)裂紋。鑒于該現(xiàn)象比較普遍，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、走訪(fǎng)詢(xún)問(wèn)，并翻閱資料，查找出原因并進(jìn)行了修復(fù)。
　　1、缸蓋的焊接
　　單獨(dú)購(gòu)置鋁合金缸蓋比較困難，為了節(jié)省資金、降低維修費(fèi)、延長(zhǎng)設(shè)備壽命、提高修理水平，決定對(duì)其進(jìn)行焊接。
　　1.1鋁合金焊接的特點(diǎn)
　?。?）易氧化。鋁合金易氧化，生成一層致密而難溶的AL2O3氧化膜，厚度約為0.1-0.2μm，其熔點(diǎn)達(dá)到2050℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋁合金的熔點(diǎn)（一般約600℃左右），比重較大，阻礙金屬溶化，容易造成焊縫金屬的夾渣，而且氧化鋁薄膜還吸附較多水分，使焊縫生成氣孔，降低機(jī)械性能。
　?。?）易吸氣。液態(tài)鋁可溶解大量氫氣，固態(tài)時(shí)幾乎不溶解氫。當(dāng)焊縫液態(tài)金屬快速冷卻凝固時(shí)，氫來(lái)不及析出，在焊縫中聚集形成氣孔。
　　（3）熱脹冷縮。鋁的線(xiàn)膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大2倍，易產(chǎn)生較大的焊接變形和內(nèi)應(yīng)力，對(duì)缸蓋等剛性較大，結(jié)構(gòu)或含雜質(zhì)過(guò)多形成低熔點(diǎn)共晶時(shí)易產(chǎn)生裂紋。
　?。?）導(dǎo)熱性高。鋁在熔化時(shí)所需熱量及焊接熱量損失大，要求采用能量集中的強(qiáng)熱源。
　?。?）合金元素蒸發(fā)及燒損。鋁合金中低沸點(diǎn)元素在高溫電弧作用下易蒸發(fā)和燒損，從而改變焊縫金屬的化學(xué)成分，使焊縫質(zhì)量下降。
　?。?）高溫強(qiáng)度和塑性低。鋁合金在370℃時(shí)強(qiáng)度僅為10MPa，常常不能支持液體熔池金屬的重量，容易造成焊縫金屬塌落和燒穿現(xiàn)象。
　?。?）無(wú)色澤變化。鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，顏色變化不明顯，操作時(shí)難以掌握加熱溫度。
　　1.2手工鎢極氬弧焊
　　采用手工鎢極氬弧焊是依靠鎢極與焊件之間的電弧熔化基本金屬和填充焊絲，并利用噴嘴流出的氬氣在電弧和熔池周?chē)纬蛇B續(xù)封閉的氣流，從而保護(hù)鎢極及熔池不被氧化的一種較先進(jìn)的熔焊方法，如圖1所示。其特點(diǎn)是采用明弧焊接，熔池可見(jiàn)性好，在氣體壓縮下電弧穩(wěn)定，熱量集中，熔池可見(jiàn)性好，在氣體壓縮下電弧穩(wěn)定，熱量集中，熔池和熱影響區(qū)較小，變形和裂紋傾向小，焊接質(zhì)量高，比較適合于鋁合金的補(bǔ)焊。氬弧焊不用焊粉，避免了焊后殘?jiān)鼘?duì)接頭的腐蝕，同時(shí)由于焊接時(shí)氬氣流對(duì)焊接區(qū)域的沖刷使接頭冷卻，防止接頭過(guò)熱，從而改善了接頭組織和性能。

　　1.3焊接工藝
　?。?）氬氣的純度、干燥程度對(duì)焊接質(zhì)量影響很大。含氧、氮過(guò)多會(huì)使電弧不穩(wěn)，發(fā)生爆裂或使焊縫成型惡化；含水量過(guò)多會(huì)使焊縫發(fā)黑，電弧不穩(wěn)產(chǎn)生飛濺，要求氬氣純度大于99.9%。
　?。?）焊接電流。裂紋深度12mm時(shí)，根據(jù)焊接規(guī)范，選擇焊接電流200-300A，焊接速度100mm/min，焊3-4層，鎢極直徑5mm，焊絲直徑4mm，氬氣流量20L/min，噴嘴直徑14mm。焊接電流過(guò)小電弧不穩(wěn)定，易造成夾渣和未焊透等缺陷；電流過(guò)大容易產(chǎn)生咬邊和燒穿等缺陷，同時(shí)飛濺增加、浪費(fèi)金屬。層數(shù)較多對(duì)提高焊縫的塑性、韌性有利。鎢極直徑太小，焊縫會(huì)產(chǎn)生夾鎢，電極嚴(yán)重?zé)龘p；若太大會(huì)造成電弧不穩(wěn)、偏弧等現(xiàn)象。
　?。?）焊絲選擇。選用鋁硅合金焊絲，絲311是一種通用焊絲，熔點(diǎn)低、焊接時(shí)金屬流動(dòng)性好、易于操作、抗裂性好，焊縫金屬可以保證一定的機(jī)械性能。
　?。?）焊機(jī)選擇。選用WSJ315-500A氬弧焊機(jī)，空載電壓75V，工作電壓15-20V，電流調(diào)節(jié)范圍55-530A。
　?。?）電源極性。采用交流電源，當(dāng)焊件為電源負(fù)半波時(shí)，氬氣正離子沖擊焊件表面熔化破壞氧化膜，引起陰極霧化進(jìn)行清理；當(dāng)焊件為電源正半波時(shí)，焊件所受熱量增加，進(jìn)行加熱和熔化，熱效能高。
　?。?）裂紋深度大于6mm時(shí)，電弧熱量難以使裂縫根部焊透，因此應(yīng)開(kāi)坡口，以便清除熔渣，獲得較好的焊縫成型。選擇U型坡口，熔敷金屬量較少，焊件焊后變形小；用鋒利扁鏟輕開(kāi)坡口，并用電動(dòng)手砂輪仔細(xì)修整成型，坡口角度為70°-90°；坡口應(yīng)超過(guò)裂紋深度，底部為半徑5mm的圓弧。
　?。?）施焊方法。
　?、偈褂?kW電爐對(duì)缸蓋進(jìn)行整體預(yù)熱，加熱到150-200℃，以減小焊接區(qū)和整體溫度差異，降低焊接區(qū)域的冷卻速度，減小焊接應(yīng)力。
　?、谑褂勉~絲、不銹鋼絲刷或刮刀清理焊縫表面及周?chē)?，除去氧化膜、油脂和水分等臟物，露出金屬光澤。一般不用砂輪打磨，因砂粒留在表面可能會(huì)產(chǎn)生缺陷，清理后應(yīng)立即施焊。
　?、酆盖皺z查鎢極伸出長(zhǎng)度為5mm左右，位置處于焊嘴中心，不偏斜。
　　④鎢極不要直接接觸熔池，以免形成鎢夾渣；焊絲不要進(jìn)入弧柱區(qū)，防止與鎢極接觸使鎢極氧化，造成焊絲熔滴飛濺，破壞穩(wěn)弧性。焊絲也不能離焊矩太遠(yuǎn)，否則不能預(yù)熱焊絲，且易卷入空氣，降低熔化區(qū)溫度。
　?、莺妇剡\(yùn)動(dòng)要均勻，保持電弧長(zhǎng)度不變；可增加或降低焊接速度，拉長(zhǎng)或壓低電弧來(lái)控制熔池溫度，獲得高質(zhì)量焊縫。
　?、藓附訉⒔K止時(shí)，應(yīng)多填充焊絲以便填滿(mǎn)弧坑，一般應(yīng)在切斷電源后焊槍仍