汽车发动机缸体的焊补技术

2013-11-07韦占江李长喜陈军伟岳爱民

河南科技 2013年18期

韦占江李长喜陈军伟岳爱民胡荣

（1.中原油田采油五厂，河南濮阳 457000；2.中原油田天然气产销厂，河南濮阳 457000；3.中原油田工程建设总公司，河南濮阳 457000）

汽车发动机缸体是保证汽车正常行驶的关键部件，而缸体铸造材料多为铸铁件。虽然材料本身具有优良的耐磨性、减震性，但力学性能却较低。因此，由于铸造工艺与材料本身杂质等不同原因，致使铸铁件往往存在不同程度的缺陷。在生产中就会由于各种原因，使铸铁材料损坏，这就需要我们采取一定的措施对损坏部位进行焊补。

1 灰铸铁性能

灰铸铁中，碳大部分是以片状石墨的形式存在，因其断口为灰色而得名。灰铸铁具有优良的铸造性、耐磨性、减震性及优良的切削加工和较小的缺口敏感等特点。但同时也存在着石墨强度低，石墨片粗大，其力学性能差等缺点。所以焊接时，控制铸铁型焊缝中石墨的数量和形态可以改善接头的性能。

2 灰铸铁的焊接方法

灰铸铁焊接，产生裂纹是由于铸铁强度低、塑性差，并在焊接应力作用下引起的。因此，防止焊接裂纹主要是从减小或消除焊接应力着手。在实践中根据裂纹形式不同一般可采用冷焊法、热焊法、加热减应区和不预热焊法等几种不同的焊接方法。在焊接过程中发动机缸体由于它本身的局限性如体积较大、预热有困难、而且刚度大而缺陷又较小并往往产生于铸件的边角处，焊后又要求工件不变形和不破坏表面形状等一些特点。而铸铁的冷焊法具有焊前不需要预热、焊后变形小、成本低、生产率高、焊工劳动条件好等特点，因此，在生产单位中常常采用此方法来焊补发动机的缸体。但是如果在操作中，焊条选用不当或是没有采取一定的工艺措施。则在焊接过程中会产生一系列缺陷。这些缺陷中最严重的是白口和裂纹。

（1）白口：在焊补铸铁时，往往会在焊缝和母材交界的融合线处生成一层白口铸铁。由于白口铸铁性硬而脆，很难进行机械加工。所以，对于焊后需要进行机械加工的焊接头将带来很大的困难。

产生的原因：一方面是由于焊缝的冷却速度过快，特别是在融合线附近的焊接金属冷却最快。另一方面是焊条选择不当，即焊条中的石墨化元素含量不当。

（2）裂纹：产生的裂纹有两种：热应力裂纹和热裂纹。其中尤以热应力裂纹更为常见。

产生的原因：灰素铁的塑性接近于零，抗拉强度又低。焊接时如果焊缝强度高于母线，则冷却时母线往往牵制不住焊缝收缩，使结合处的母材被撕裂。此外，当结合处产生白口组织时，因白口组织又硬又脆，它的冷却收缩率又比基本金属铸铁大得多，促使焊缝开裂。

鉴于上述原因，制定出防止措置：选用塑性较好的焊接材料。既非铸铁组织的镍基焊条或不锈钢焊条等。在生产中大量使用的焊条是（EZNiFe—1），该焊条是在纯镍芯药皮中加入强还原性石墨。其特点是焊缝溶解碳面不形成淬硬组织。焊接金属较软，抗裂性较好，焊接后切削加工性较好。